DE60201532T2

DE60201532T2 - Einrichtung zum erkennen von passagieren eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE60201532T2
Application number: DE60201532T
Authority: DE
Inventors: Pierre Orlewski
Original assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Current assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2022-05-08
Also published as: US6977592B2; US20040183688A1; DE60201532D1; EP1390701A1; EP1390701B1; LU90771B1; ES2229157T3; WO2002090901A1; JP2004528219A; ATE278939T1

Description

Einführung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Detektionsvorrichtung, die zum Einbau in einen Autositz bestimmt ist, wie z. B. eine Vorrichtung zum Erkennen der Belegung eines Sitzes oder Vorrichtung zur Klassifizierung eines auf dem Sitz sitzenden Fahrzeuginsassen. Diese Vorrichtungen umfassen im Allgemeinen einen flexiblen Druckfühler, der den von einem Fahrzeuginsassen auf den Sitz ausgeübten Druck erkennt.
Ein flexibler Druckfühler ist z. B. in dem Dokument DE-A-42 37 072 beschrieben. Es handelt sich um einen Druckdetektor zum Einbau in den Sitz des Fahrzeuginsassen, der zwei flexible isolierende Substrate umfasst, die mit Hilfe eines Abstandshalters in einer gewissen Entfernung übereinander angeordnet sind. Der Abstandshalter umfasst z. B. ein doppelseitiges Klebeband, das derart zugeschnitten ist, dass es mindestens teilweise die aktiven Zonen des Detektors umgibt. Im Innern der aktiven Zonen ist eine der Trägerfolien mit zwei im Abstand von einander angeordneten Elektrodenstrukturen aus leitendem Material versehen, während die andere Trägerfolie mit einem Überzug aus druckempfindlichem, halbleitendem oder resistivem Material versehen ist. Das halbleitende oder resistive Material weist Mikrovorsprünge auf der Oberfläche auf, so dass sich der Oberflächenwiderstand zwischen der Schicht und einem Leiter verringert, wenn die Schicht auf den Leiter gedrückt wird.
Eine andere Ausführung eines flexiblen Sitzfühlers ist in dem Dokument WO-A-00/26626 beschrieben. Es handelt sich um einen Fühler, der einen flexiblen Träger aus isolierendem Material, mindestens zwei auf dem isolierenden Substrat in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Elektrodenstrukturen und eine oberhalb der Elektrodenstrukturen angeordnete Schicht aus halbleitendem Material umfasst. Die Schicht aus halbleitendem Material weist einen inneren Widerstand auf, der sich mit der Verformung der genannten Schicht verändert, und ist in engem Kontakt mit den Elektrodenstrukturen angeordnet.
Zur Erkennung des Vorhandenseins eines Fahrzeuginsassen auf einem Sitz ist der flexible Fühler in den Autositz eingebaut, z. B. auf der Sitzoberfläche des Sitzes zwischen Schaumstoff und Schonbezug des Sitzes. Der gemessene Druck und/oder die Verteilung des Drucks auf dem Sitz lässt auf eine Sitzbelegung schließen bzw. auf die Statur der sitzenden Person.
Es ist klar, dass Detektionsvorrichtungen dieser Art eine definierte Reaktion des unterhalb des flexiblen Fühlers liegenden Teils des Sitzes bedingen, um gut zu funktionieren. Diese Reaktion des Sitzes müsste während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs konstant sein und dies unabhängig von den atmosphärischen Bedingungen. Der Schaumstoff des Sitzes, z. B. ein Schaumstoff aus Polyurethan, weist indessen eine Härte auf, die von der Umgebungstemperatur erheblich abhängig ist. Außerdem wird die Stabilität des Schaumstoffs mit dem Alter des Fahrzeugs abnehmen. Daraus ergibt sich, dass sich das von einer solchen Detektionsvorrichtung erkannte Signal bei ein- und derselben Sitzbelegung im Laufe der Zeit erheblich verändern wird.
Ziel der Erfindung
Das Ziel dieser Erfindung ist es, eine verbesserte Detektionsvorrichtung für einen Autositz anzubieten.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel erreicht durch eine Detektionsvorrichtung für einen Autositz, die einen flexiblen Druckfühler und eine an der unteren Seite des Druckfühlers befestigte Entkopplungsschicht umfasst, wobei die Entkopplungsschicht einen konstanten Elastizitätsmodul umfasst. Die Entkopplungsschicht bildet einen Träger für den Druckfühler, der einen konstanten Elastizitätsmodul darstellt. Der Druckfühler ist demzufolge vom Schaumstoff des Sitzes abgekoppelt, der seinerseits einen mit der Temperatur und Lebensdauer des Sitzes ziemlich veränderlichen Elastizitätsmodul darstellt. Daraus ergibt sich, dass mit der Detektionsvorrichtung dieser Erfindung die Reaktion des Trägers des Druckfühlers von den Bedingungen der Temperatur und Alter der Vorrichtung weitgehend unabhängig ist. Die Vorrichtung ist daher durch ein konstantes mechanisches Verhalten bei großem Temperaturbereich gekennzeichnet. Zudem ist die mechanische Festigkeit der Entkopplungsschicht während der Lebensdauer der Vorrichtung stabil und ermöglicht dadurch eine zuverlässige Detektion während der gesamten Lebensdauer des Sitzes.
In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Entkopplungsschicht eine offene Struktur mit einer unteren Schicht und einer auf der unteren Schicht aufliegenden Abstandsstruktur. Eine solche offene Struktur begünstigt die Luftzirkulation in der Entkopplungsschicht und ermöglicht dadurch eine hochwirksame Belüftung der Detektionsvorrichtung und des Sitzes. Außerdem ist die Entkopplungsschicht vorzugsweise aus hydrophoben oder zumindest nicht hydrophilen Materialien zusammengesetzt, so dass das Trocknen des Sitzes durch die Luftzirkulation erleichtert wird. Daraus ergibt sich, dass der Komfort des Sitzes erheblich verbessert werden kann im Vergleich zu einem Sitz, der eine klassische Detektionsvorrichtung umfasst.
Die Abstandsstruktur kann flexible Abstandselemente umfassen, die auf einer Oberfläche der unteren Schicht verteilt sind. Diese Abstandselemente umfassen z. B. Neoprenblöcke und/oder Gummiringe und/oder Metallfedern und/oder mit einem Gas gefüllte Taschen. Diese Elemente gewährleisten stabile mechanische Eigenschaften der Entkopplungsschicht während einer langen Lebensdauer. Es ist festzustellen, dass die Anzahl der Abstandselemente die mechanische Festigkeit der Entkopplungsschicht, d. h. ihr Elastizitätsmodul bestimmt. Es ist also möglich, die Festigkeitseigenschaften des Sitz/Fühler-Komplexes in großem Maße zu regeln, d. h. den Sitzkomfort zu beeinflussen. Es wird positiv bewertet werden, dass diese Modulation des Sitzkomforts auch durch die Kombination verschiedener Schichten mit unterschiedlichen Härtegraden möglich ist.
In einer anderen Ausführung umfasst die Abstandsstruktur ein Abstandsgewebe, d. h. eine offene, dreidimensional gewebte Struktur. Solche Strukturen aus Abstandsgewebe sind z. B. aus der Patentanmeldung EP-A-O 616 065 bekannt.
Um für die Befestigung des flexiblen Fühlers auf der Entkopplungsschicht eine glatte Oberfläche vorzusehen, umfasst die Entkopplungsschicht vorzugsweise eine obere Schicht aus Faservlies. Die Schicht aus Faservlies kann z. B. auf die Abstandsstruktur aufgenäht sein. Das Aufbringen des Druckfühlers auf die Entkopplungsschicht kann vorteilhafter weise durch Aufkleben des Druckfühlers auf die obere Schicht aus Faservlies oder durch Befestigung durch ein selbst haftendes System vom Typ Velcro oder der magnetischen Art erfolgen. Es ist festzustellen, dass ein selbst haftendes System vom Typ Velcro eventuell ein einziges, mit Haken versehenes Band umfassen kann, das auf den Druckfühler aufgeklebt ist. Die Haken des Bandes haken sich in diesem Fall direkt in die Fasern des Vlieses ein, d. h. die Schicht aus Faservlies bildet den „weiblichen" Teil des Haftsystems.
Die untere Schicht kann ihrerseits ebenfalls eine Schicht aus Faservlies umfassen, die die Montage der Detektionsvorrichtung auf dem Schaumstoff des Sitzes, z. B. durch Aufkleben oder durch ein selbst haftendes System, vorteilhaft erleichtern wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Detektionsvorrichtung ist ein Heizelement in die Entkopplungsschicht eingebaut. Bei einer solchen Ausführung bilden die Detektionsvorrichtung und die Sitzheizung einen vorgefertigten Modul mit vorzugsweise einem einzigen Verbinder, der sich leicht auf dem Sitz unterbringen lässt. Die Integration des Heizelementes in die Entkopplungsschicht gestattet es außerdem, die Interferenzen zwischen Heizelement und Druckfühler zu minimieren. Es ist festzustellen, dass die offene Struktur der Entkopplungsschicht die Konvektion der vom Heizelement ausgehenden Wärme begünstigt, was eine gute Verteilung warmer Luft im Sitz gewährleistet und den Komfort eines mit einer solchen Vorrichtung ausgerüsteten Sitzes erhöht. Es wird positiv bewertet werden, dass das Heizelement vorteilhaft in die untere Schicht aus Faservlies eingebaut ist. Eine solche Ausführung schützt den Fahrzeuginsassen vor dem Gefühl der Verbrennung und schützt den Sitz (vor allem die Lederbezüge) vor vorzeitiger Alterung infolge Überhitzung oder Austrocknung.
Eine weitere Variante der Vorrichtung umfasst mindestens einen in die Entkopplungsschicht eingebauten Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsfühler. Temperaturfühler können z. B. Thermistoren oder Mikrothermometer umfassen, die Temperatursignale abgeben, die bei der Regelung der Sitzheizung oder bei der Klassifizierung des Fahrzeuginsassen dazu dienen, die Wärmewirkungen auszugleichen. Ein Feuchtigkeitsfühler wird z. B. zur Ingangsetzung der Sitzheizung benutzt, wenn ein gewisser Feuchtigkeitsgrad erkannt wird. Es wird positiv bewertet werden, dass die Fühler dank ihrer Integration in die Entkopplungsschicht den mechanischen Belastungen weniger ausgesetzt und somit gegen Störungen besser geschützt sind.
Der Fachmann wird leicht verstehen, dass der flexible Druckfühler auch unter mehreren Typen ausgewählt werden kann. So umfasst bei einer ersten Varianten der Druckfühler ein erstes und zweites flexibles Substrat, wobei das erste und das zweite flexible Substrat mit Hilfe eines Abstandshalters in einer gewissen Entfernung übereinander angeordnet sind, sowie zwei auf dem ersten Substrat in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Elektrodenstrukturen und eine auf dem zweiten Substrat gegenüber den beiden Elektrodenstrukturen angeordnete Schicht aus halbleitendem Material.
Bei einer anderen Varianten umfasst der Druckfühler ein erstes und ein zweites flexibles Substrat, wobei das erste und das zweite flexible Substrat mit Hilfe eines Abstandshalters in einer gewissen Entfernung übereinander angeordnet sind, sowie eine erste und eine zweite Elektrodenstruktur, wobei die erste Elektrodenstruktur auf dem ersten Substrat und die zweite Elektrodenstruktur auf dem zweiten Substrat gegenüber der ersten Elektrodenstruktur angeordnet sind, und eine Schicht aus halbleitendem Material, die zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Elektrodenstruktur angeordnet ist.
Alternativ kann der Druckfühler einen flexiblen Träger aus isolierendem Material, mindestens zwei auf diesem isolierenden Substrat in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Elektrodenstrukturen und eine Schicht aus halbleitendem Material umfassen, die in engem Kontakt auf den Elektrodenstrukturen in einem aktiven Bereich des Detektors angeordnet ist, wobei die Schicht aus halbleitendem Material einen Innenwiderstand aufweist, der sich mit der Verformung der genannten Schicht verändert.
Beschreibung an Hand der Abbildungen
Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung einiger nachstehend zur Veranschaulichung dargestellten vorteilhaften Ausführungsmodi unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Letztere stellen Folgendes dar:
1: Schnitt durch einen Autositz mit einer Detektionsvorrichtung;
2 bis 5: verschiedene mögliche Ausführungen der Entkopplungs-schicht.
1 stellt den Querschnitt einer Ausführung der erfindungsgerechten Detektionsvorrichtung 10 dar, wobei die Vorrichtung auf einen Autositz 12 montiert ist. Die Detektionsvorrichtung 10 umfasst eine Struktur in Form eines Sandwichs mit einem flexiblen Druckfühler 14, der auf einer Entkopplungsschicht 16 befestigt ist.
Die Entkopplungsschicht umfasst eine Abstandstruktur 18, die auf einer unteren Schicht aus Faservlies 20 aufliegt, die ein integriertes Heizelement umfassen kann. In einer möglichen Ausführung kann die Abstandsstruktur auf die untere Schicht aus Faservlies aufgenäht sein. Eine obere Schicht 22, z. B. aus Faservlies, ist auf der Abstandsstruktur befestigt. Die obere Schicht 22 weist eine glatte obere Oberfläche auf, auf die der Fühler 14 aufgeklebt ist.
Es ist festzustellen, dass die Detektionsvorrichtung 10 einen vorzufertigenden Modul mit einer Dicke zwischen 5 mm und 3 cm bildet. Ein solcher Modul lässt sich leicht auf der Sitzfläche des Sitzes 12 z. B. durch Aufkleben anbringen.
Die 2 bis 5 sind schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungen für die Entkopplungsschicht. Eine Ausführung mit einem Abstandsgewebe in Form von Bienenwaben ist z. B. in 2 dargestellt. Die 3 bis 5 zeigen Ausführungen, bei denen die Abstandsstruktur der Entkopplungsschicht Abstandselemente umfasst wie z. B. Gummiringe (3), Federn (4) oder mit Gas gefüllte Taschen (5). Es ist klar, dass jede Kombination dieser Abstandselemente, ebenso wie ein Sandwich aus mehreren unterschiedlichen Entkopplungsschichten möglich sind.

Claims

Detektionsvorrichtung (10) für einen Autositz (12), umfassend einen flexiblen Druckfühler (14), wobei der Druckfühler eine obere Seite und eine untere Seite umfasst, gekennzeichnet durch eine Entkopplungsschicht (16), die auf der unteren Seite des Druckfühlers befestigt ist, wobei die Entkopplungsschicht (16) einen konstanten Elastizitätsmodul umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Entkopplungsschicht (16) eine offene Struktur umfasst, mit einer unteren Schicht (20) und einer Abstandsstruktur (18), die auf der unteren Schicht (20) aufliegt.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Abstandsstruktur (18) flexible Abstandselemente umfasst, die auf einer Oberfläche der unteren Schicht (20) verteilt sind.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Abstandselemente aus Neoprenblöcken und/oder Gummiringen und/oder Metallfedern und/oder mit Gas gefüllten Taschen bestehen.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Abstandsstruktur (18) ein Abstandsgewebe umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Entkopplungsschicht (16) eine obere Schicht (22) aus Faservlies umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der Druckfühler (14) auf die obere Schicht (22) aus Faservlies aufgeklebt ist.
Detektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der Druckfühler (14) auf der oberen Schicht (22) aus Faservlies mittels eines selbst- haftenden oder magnetischen Systems haftet.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die untere Schicht (20) eine Schicht aus Faservlies umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 9, die ein in die Entkopplungsschicht (16) integriertes Heizelement umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 10, die einen in die Entkopplungsschicht (16) integrierten Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsfühler umfasst.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Druckfühler (14) umfasst ein erstes und ein zweites flexibles Substrat, wobei das erste und das zweite flexible Substrat mit Hilfe eines Abstandshalters in einer gewissen Entfernung übereinander angeordnet sind, zwei Elektrodenstrukturen, die auf dem ersten Substrat in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnet sind, eine Schicht aus halbleitendem Material, die auf dem zweiten Substrat gegenüber den beiden Elektrodenstrukturen angeordnet ist.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Druckfühler (14) umfasst ein erstes und ein zweites flexibles Substrat, wobei das erste und das zweite flexible Substrat mit Hilfe eines Abstandhalters in einer gewissen Entfernung übereinander angeordnet sind, eine erste und eine zweite Elektrodenstruktur, wobei die erste Elektrodenstruktur auf dem ersten Substrat und die zweite Elektrodenstruktur auf dem zweiten Substrat gegenüber der ersten Elektrodenstruktur angeordnet sind und eine Schicht aus halbleitendem Material, die zwischen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Elektrodenstruktur angeordnet ist.
Detektionsvorrichtung (10) nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Druckfühler (14) einen flexiblen Träger aus isolierendem Material, mindestens zwei auf diesem isolierenden Substrat in einer gewissen Entfernung voneinander angeordnete Elektrodenstrukturen und eine Schicht aus halbleitendem Material umfasst, die in engem Kontakt auf den Elektrodenstrukturen in einem aktiven Bereich des Detektors angeordnet sind, wobei die Schicht aus halbleitendem Material einen Innenwiderstand aufweist, der mit der Deformation der genannten Schicht variiert.