專利名稱：包括加熱元件的電容式傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的用于機(jī)動(dòng)車的電容式傳感器組件。
背景技術(shù)：
這種電容式傳感器組件包括至少一個(gè)電容式傳感器元件以及至少一個(gè)電加熱元件，所述電容式傳感器元件由用作電極的至少一個(gè)(第一)導(dǎo)電體元件形成并被連接或?qū)⒈贿B接到評(píng)估單元，該評(píng)估單元根據(jù)電容式傳感器元件至其周圍的電容耦合來確定并評(píng)估至少一個(gè)測(cè)量值，所述電加熱元件由至少一個(gè)電操作的加熱導(dǎo)體形成并與電容式傳感器元件間隔開，由此具體來說與第一導(dǎo)電體元件間隔開。因此，術(shù)語導(dǎo)體元件通常用于一件或多件導(dǎo)電的元件，該元件能夠例如設(shè)置為電纜、扁平導(dǎo)體、導(dǎo)電膜或呈任何形式的導(dǎo)電部件 (導(dǎo)電組件)。該指定的評(píng)估單元具體能夠根據(jù)電容式傳感器元件到參考電位的電容耦合來確定并評(píng)估測(cè)量值(例如測(cè)量電流)的變化，能夠由適當(dāng)?shù)能囕v元素定義參考電位，例如車輛本體的部件，車輛座椅的部件或提到的電加熱件，其中該電容耦合且因此所述測(cè)量值被車輛乘員的存在影響或被電容式傳感器元件周圍的任何其他物體的存在影響。在電容式傳感器元件被集成在車輛座椅中的情況中，因此能夠確定例如位于座椅上的車輛乘員的存在且還能夠總結(jié)乘員狀況或能夠識(shí)別兒童座椅。從US 6，563，231B1得知在傳感器墊上設(shè)置至少一個(gè)諸如電極的導(dǎo)電體元件，用于形成電容式傳感器元件。布置該傳感器墊作為在車輛部件上的乘員檢測(cè)器以便確定機(jī)動(dòng)車的特定座椅由車輛乘員的占據(jù)。具體來說，布置具有用作電容式傳感器元件的導(dǎo)電體元件的傳感器墊，例如在機(jī)動(dòng)車座椅的座椅區(qū)域上，即具體在座椅套與座墊之間，由此大致在座椅套下方且在座墊上方。為了確定車輛乘員是否在裝備有這種檢測(cè)器的汽車座椅上，確定傳感器墊的電容和例如由車輛地板(“大地”)或由集成在傳感器墊內(nèi)的至少一個(gè)參考導(dǎo)體元件限定的參考電位(零電位)的載體。還對(duì)比DE 100 48 956 Cl，在電容式傳感器組件集成入方向盤的情形中，這不必通過(直接)電容測(cè)量來直接實(shí)現(xiàn)；而能夠通過與提到的電容關(guān)聯(lián)的任何電氣值的測(cè)量來實(shí)現(xiàn)，其中，任何電氣值的相應(yīng)測(cè)量值取決于(傳感器墊與參考電位的載體之間的)電容，例如通過(在用作電容式傳感器的導(dǎo)電體中或到用作電容式傳感器的導(dǎo)電體)所測(cè)量的電流的測(cè)量。如果車輛乘員位于相應(yīng)的車輛座椅上，那么所得到的電容受到乘員的電容耦合影響；且所得到的電容對(duì)應(yīng)于座椅表面(或設(shè)置在那的電容式傳感器元件)與車輛乘員之間的電容以及車輛乘員與參考電位之間的電容的組合(取決于特定條件，例如近似串聯(lián))。由此，通過將具有作為反電極的參考電位的參考導(dǎo)體元件集成入車輛座椅或集成入傳感器墊本身，能夠減少參考電位墊載體與待檢測(cè)的車輛乘員之間的距離，并由此能夠提高測(cè)量的靈敏度。用這種布置，還能夠區(qū)分車輛乘員是否直接位于相應(yīng)機(jī)動(dòng)車座椅上或兒童座椅是否設(shè)置在機(jī)動(dòng)車座椅上，兒童座椅繼而能夠容納幼童。能夠使用該評(píng)估以便例如當(dāng)無占據(jù)或被兒童座椅占據(jù)時(shí)可選地停用分配給相應(yīng)座椅的一個(gè)或多個(gè)安全氣囊。因此，電容式傳感器組件能夠被用作乘員檢測(cè)器以便致動(dòng)或停用機(jī)動(dòng)車的安全設(shè)備，而且用于觸發(fā)機(jī)動(dòng)車的其他功能，例如警報(bào)或控制功能。還從實(shí)際中已知，除了用作傳感器元件的至少一個(gè)導(dǎo)電體元件外，還額外地在傳感器墊上布置電操作加熱導(dǎo)體，其中所述加熱導(dǎo)體與第一導(dǎo)電體元件間隔開并在電流下產(chǎn)生用于加熱方向盤、車輛座椅或任何其他車輛部件的熱。在電容式傳感器系統(tǒng)情況中，電容式傳感器系統(tǒng)除了包括電容式傳感器元件外， 還包括至少一個(gè)電加熱元件和/或至少一個(gè)參考導(dǎo)體元件，在形成電容式傳感器元件的 (第一)導(dǎo)電體元件與形成電加熱元件的加熱導(dǎo)體或相應(yīng)參考導(dǎo)體之間限定的距離的順應(yīng)性是重要的，以便能夠獲得可靠的關(guān)于座椅的車輛乘員的占據(jù)的狀態(tài)。在測(cè)量結(jié)果上濕度和水分的影響也具體取決于傳感器元件與加熱元件之間的距離或傳感器元件與參考導(dǎo)體元件之間的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種避免前述缺點(diǎn)的用于機(jī)動(dòng)車的電容式傳感器組件。根據(jù)本發(fā)明，通過提供具有權(quán)利要求1的特征的電容式傳感器組件來解決該問題。因此，傳感器組件的形成電容式傳感器元件的第一導(dǎo)電體元件被設(shè)置為(例如縱向的)外導(dǎo)體，并圍繞形成呈內(nèi)導(dǎo)體形式的電加熱元件(用于加熱車輛部件)的加熱導(dǎo)體 (其具體沿外導(dǎo)體的(可選地彎曲的)延伸方向延長)。由此，以簡單方式實(shí)現(xiàn)形成電容式傳感器元件的第一導(dǎo)電體元件相對(duì)于形成加熱元件的加熱導(dǎo)體的定義布置，其中該布置能夠具體設(shè)置成使得在運(yùn)行中，第一導(dǎo)電體元件 (外導(dǎo)體)與加熱導(dǎo)體(內(nèi)導(dǎo)體)之間的距離總是保持恒定，或能夠設(shè)置成使得根據(jù)例如壓力效應(yīng)的一定外部條件，定義的距離變化是可能的。為提供定義條件，具體能夠設(shè)置成使得第一導(dǎo)電體元件在傳感器組件的橫截面平面中完全圍繞加熱導(dǎo)體，傳感器組件的橫截面平面與第一導(dǎo)電體元件和加熱導(dǎo)體相交(例如，相對(duì)于第一導(dǎo)體元件和加熱導(dǎo)體的延伸方向基本垂直)，這意味著以在橫截面平面中封閉的曲線的形式包圍加熱導(dǎo)體。為了傳感器組件的全面的適用性，例如不僅能夠檢測(cè)周圍環(huán)境中人的存在，還能夠提供關(guān)于人的體格的說明或以便能夠識(shí)別兒童座椅的座位占據(jù)，加熱導(dǎo)體能夠與第一導(dǎo)電體元件彼此分離，使得每條在與第一導(dǎo)電體元件和加熱導(dǎo)體相交(例如大致垂直)的傳感器組件的橫截面平面中延伸的任意線能夠通過在橫截面平面中平行移位而不依賴于橫截面中的線的空間取向而進(jìn)入如下位置，在該位置中，所述線在不與加熱導(dǎo)體相交的情況下形成第一導(dǎo)電體元件的曲線割線。由此，加熱導(dǎo)體/內(nèi)導(dǎo)體能夠進(jìn)一步用作參考導(dǎo)體元件(“電位引出元件”)，參考導(dǎo)體元件限定(作為第一導(dǎo)體的相反電極)用于(電容)測(cè)量的參考電位。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一導(dǎo)電體元件形成作為外導(dǎo)體縱向套，加熱導(dǎo)體作為(縱向的)內(nèi)導(dǎo)體延伸。具體地根據(jù)屏蔽導(dǎo)體的類型或具有作為纜芯的加熱導(dǎo)體和
5作為外套的第一導(dǎo)體元件的同軸電纜能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)。因此，呈外導(dǎo)體形式的第一導(dǎo)體元件(以及可選地呈內(nèi)導(dǎo)體形式的加熱導(dǎo)體)能夠由電纜網(wǎng)、導(dǎo)電膜等形成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變型，另一第二導(dǎo)體元件在作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體元件與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體之間延伸，其中，所述第二導(dǎo)體元件能夠具體用于對(duì)第一導(dǎo)體元件(外導(dǎo)體)和加熱導(dǎo)體(內(nèi)導(dǎo)體)彼此屏蔽。這里，第二導(dǎo)體元件能夠形成所謂的電位控制屏蔽(“被動(dòng)屏蔽”)。具體地根據(jù)三軸電纜或更通常地，η-軸電纜能夠?qū)嵤┻@種構(gòu)造。在內(nèi)加熱導(dǎo)體與外第一導(dǎo)體元件之間延長的第二(套狀)導(dǎo)體還能夠形成為電纜網(wǎng)、導(dǎo)電膜等。由此，加熱導(dǎo)體和第二導(dǎo)體元件優(yōu)選地彼此間隔開，使得在與第一和第二導(dǎo)體元件以及加熱導(dǎo)體相交(例如基本垂直)的傳感器組件的橫截面平面中延伸的任何合適的線能夠通過在橫截面平面中平行移位而不依賴于在橫截面平面中的線的空間取向而進(jìn)入如下位置，在該位置中，所述線在不與加熱導(dǎo)體相交的情況下形成第二導(dǎo)電體元件的曲線割線。這對(duì)應(yīng)于先前已經(jīng)提供的用于加熱導(dǎo)體和第一導(dǎo)體元件的距離。作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體有利地由電介質(zhì)圍繞，電介質(zhì)能夠由氣體(例如空氣)形成，但還可由(絕緣)固體形成。根據(jù)一個(gè)變型，電介質(zhì)能夠由外壓力的效應(yīng)被壓縮，使得傳感器組件的構(gòu)造能夠直接壓力相關(guān)地改變，這繼而影響所獲得的電容并允許關(guān)于在傳感器組件的區(qū)域中壓力條件的結(jié)論。在超過一定最小壓力的外壓力下實(shí)質(zhì)變形的材料能夠用作電介質(zhì)，基于此，能夠例如得出關(guān)于坐在裝備有傳感器布置的車輛座椅中的車輛乘員的重量的結(jié)論。因此，除了在較重與較輕車輛乘員之間的區(qū)別之外，能夠尤其支持具有兒童座椅的乘員與(小)車輛乘員之間的區(qū)別，在較重與較輕車輛乘員之間的區(qū)別對(duì)安全氣囊的一定的膨脹行為的選擇是重要的。根據(jù)一個(gè)變型，電介質(zhì)的可變形能力能夠是位置相關(guān)的，例如通過在不同區(qū)域中使用用于形成圍繞加熱導(dǎo)體的電介質(zhì)的不同材料。根據(jù)本發(fā)明的另一變型，一種材料被用作電介質(zhì)，在傳感器組件的正常運(yùn)行中出現(xiàn)的壓力下，這意味著例如在被集成入車輛座椅中的傳感器布置的情況中，在由車輛乘員引起的壓力下，該材料實(shí)質(zhì)不可變形。由此，確保(電容)測(cè)量提供了壓力不相關(guān)的結(jié)果。為了保護(hù)傳感器組件并尤其保護(hù)圍繞加熱導(dǎo)體的電介質(zhì)不受潮，能夠提供(絕緣)保護(hù)套，該保護(hù)套至少覆蓋作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體(以及可選地圍繞加熱導(dǎo)體的電介質(zhì))。這種保護(hù)套能夠例如在作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體元件與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體之間延長或還延長到外導(dǎo)體外；然而，所述保護(hù)套還能夠(可替換地或附加地)在傳感器組件的最外表面上延長。能夠由附加套構(gòu)件形成保護(hù)套，或能夠直接將保護(hù)套集成入該布置中，例如呈絕緣漆形式。第一導(dǎo)體元件能夠具體加載交流電(作為測(cè)量電流)以便在濕氣中也能夠通過評(píng)估電流的實(shí)部、虛部和/或有效值來得到可靠結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件能夠具體是機(jī)動(dòng)車座椅的一部分，以便一方面識(shí)別座椅占據(jù)，以及另一方面能夠加熱座墊，或傳感器組件能夠是方向盤的一部分，以便一方面確定在所述方向盤上車輛駕駛員的手的停留情況，而另一方面能夠加熱方向盤。最后，所述組件
6還能夠集成入機(jī)動(dòng)車的安全帶系統(tǒng)或集成入另一車輛部件中。


借助于附圖用實(shí)例的以下說明，本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。附圖示出圖1 帶有傳感器墊的機(jī)動(dòng)車座椅的示意圖，該傳感器墊包括至少一個(gè)電容式傳感器元件；圖2 用于形成電容式傳感器元件的導(dǎo)電體的第一實(shí)施例；圖3 用于形成電容式傳感器元件的導(dǎo)電體的第二實(shí)施例；圖4 電容式傳感器元件以及分配到電容式傳感器元件的評(píng)估單元；圖5 用于形成電容式傳感器元件的導(dǎo)電體的第三實(shí)施例；圖6 穿過帶有電容式傳感器元件的機(jī)動(dòng)車方向盤的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出機(jī)動(dòng)車座椅100，所述機(jī)動(dòng)車座椅100包括設(shè)置在下座架上的座墊101以及鉸接在所述下座架上的(可折疊的)靠背106，使得在車輛座椅上的車輛乘員I 一方面坐在座墊101上，且另一方面能夠?qū)⑵浔巢恐卧诳勘?06上。座墊101包括例如墊襯物 102和套104，其中在座椅墊襯物102與套104之間在座墊101的座椅表面的區(qū)域中布置傳感器墊103，傳感器墊103包括至少一個(gè)電容式傳感器元件。這里，第一導(dǎo)電元件(隨后簡單地指定為第一導(dǎo)體元件或第一導(dǎo)電體)能夠集成入傳感器墊中，其形成電容式傳感器元件的電極并與評(píng)估單元6連接，以便能夠確定傳感器墊103 (更具體來說，布置在傳感器墊 103上的至少一個(gè)電容式傳感器元件(電極))與包含機(jī)動(dòng)車座椅100的車輛的參考電位之間的電容。繼而評(píng)估單元6能夠與控制裝置(未示出)相互作用，其根據(jù)機(jī)動(dòng)車座椅的乘員I 的占據(jù)且可選地根據(jù)乘員的大小和重量以及根據(jù)相應(yīng)的乘員是否直接坐在機(jī)動(dòng)車座椅100 上或是否是與兒童座椅關(guān)連的幼童，致動(dòng)或停用分配到車輛座椅的安全裝置，例如安全氣嚢。
在圖1所示類型布置的情況中，基本上由兩個(gè)電容的組合確定傳感器墊103與參考電位之間的電容，即傳感器墊103與車輛乘員I之間的電容Csi以及車輛乘員與參考電位之間的電容CIN。關(guān)于車輛乘員與參考電位耦合使得能夠具體確定車輛座椅100的占據(jù)的適當(dāng)可能性，以及關(guān)于(電容)測(cè)量，進(jìn)一步細(xì)節(jié)參考US 6，563，231B1。目前，導(dǎo)電體的設(shè)計(jì)尤其重要，導(dǎo)電體形成傳感器墊103的電極，用于座椅占據(jù)的確定所要求的電容測(cè)量涉及到傳感器103的電極。根據(jù)圖2的橫截面示意圖，在座套104下方布置成傳感器墊103的一部分的第一導(dǎo)電體作為外導(dǎo)體被實(shí)施，座套104形成電容式傳感器元件或傳感器墊的電極，第一導(dǎo)電體容納作為內(nèi)導(dǎo)體的電加熱導(dǎo)體3并像套一樣(完全地)圍繞所述加熱導(dǎo)體。由此，作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3縱向地(垂直于圖2平面)延長而形成電容式傳感器元件的第一導(dǎo)體 1沿加熱導(dǎo)體3延長(也垂直于圖2的平面)。精確地，根據(jù)圖2的構(gòu)造，作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1和作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3形成屏蔽導(dǎo)體類型的布置，例如同軸電纜，具有作為纜芯的內(nèi)導(dǎo)體和作為外套的外導(dǎo)體。由此，此時(shí)能夠同時(shí)地形成加熱導(dǎo)體3并將加熱導(dǎo)體3 設(shè)為(作為)參考電位元件，參考電位元件(例如替代之前經(jīng)常提供的機(jī)動(dòng)車地板)形成 (限定)參考電位(用于電容確定)。加熱導(dǎo)體3與第一導(dǎo)體1彼此間隔開，使得沿與第一導(dǎo)體1和加熱導(dǎo)體3相交的傳感器組件的橫截面平面延伸的任何線g(如圖2中虛線所指示的)能夠通過在該橫截面平面中的平行移位而不依賴于在橫截面平面中的線g的空間取向而進(jìn)入如下位置，在該位置中，在不與加熱導(dǎo)體3相交的情況下，線g形成第一導(dǎo)體1的曲線割線s (由此彼此連接第一導(dǎo)體1的在橫截面平面中彼此間隔開的兩個(gè)點(diǎn))。加熱導(dǎo)體3被絕緣體或電介質(zhì)4圍繞，該絕緣體或電介質(zhì)4在作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3與作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1之間延伸，并在該實(shí)施例中朝向外部第一導(dǎo)體1被(防潮密封)保護(hù)套恥圍繞。加熱導(dǎo)體3用于通過電流激勵(lì)而產(chǎn)生熱，使得由此，例如座墊的座椅區(qū)域能夠被加熱。由此選擇電介質(zhì)4的材料使得產(chǎn)生在加熱導(dǎo)體3中的熱的充足部分 (可通過電介質(zhì)4離開)被提供用于加熱座墊101。設(shè)置成套狀外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1 (徑向)向外相鄰于加熱導(dǎo)體3和電介質(zhì)4，這里加熱導(dǎo)體3和電介質(zhì)4被保護(hù)套恥圍繞，其中所述第一導(dǎo)體由導(dǎo)電材料形成，目前第一導(dǎo)體呈電纜網(wǎng)11形式或可選地呈導(dǎo)電膜或?qū)w線路形式。還能夠在外部第一導(dǎo)體1的外側(cè)上設(shè)置(防潮密封)保護(hù)套如。結(jié)果，在圖1的座椅100上的乘員I的存在下，電容式傳感器元件(第一導(dǎo)體1) 和乘員I或其面向傳感器元件的身體部分形成第一電容器(具有電容Csi)，而乘員I和限定參考電位的元件(這里是加熱導(dǎo)體幻形成第二電容器(具有電容Cin)。兩個(gè)電容器大致串聯(lián)連接。評(píng)估單元6連接到傳感器組件1、3并能夠檢測(cè)測(cè)量值(例如測(cè)量電流)或作為由車輛乘員引起的電容式傳感器元件(第一導(dǎo)體1)與參考電位(例如由加熱導(dǎo)體3限定) 之間的電容耦合的結(jié)果的測(cè)量值變化。具體來說，能夠確定例如測(cè)量電流的強(qiáng)度、頻率、幅值和/或相位。指出圖4和對(duì)評(píng)估單元6的可能具體設(shè)計(jì)的分配說明。在一個(gè)變型中，圍繞作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3的電介質(zhì)4 一方面設(shè)計(jì)成足夠剛性， 使得電介質(zhì)4在傳感器組件的正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)的力或壓力下不會(huì)變形。相比于圖1，由此在正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)的力和壓力具體由坐在機(jī)動(dòng)車座椅100上的車輛乘員I施加。在該情況中，電介質(zhì)4使得作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3之間的(徑向)距離總是保持恒定而不依賴于相應(yīng)機(jī)動(dòng)車座椅的占據(jù)，使得(當(dāng)使用外導(dǎo)體1作為電容性傳感器元件時(shí))力或壓力的影響基本上不影響所獲得的電容。另一方面，可能為電介質(zhì)4特別選擇(絕緣)材料，電介質(zhì)4根據(jù)坐在機(jī)動(dòng)車座椅100上的車輛乘員的重量變形。然后，能夠例如選擇電介質(zhì)4的材料使得電介質(zhì)4不由于包括位于其中的幼童的兒童座椅的重量的作用而變形，但在力或壓力臨界下出現(xiàn)實(shí)質(zhì)變形，力或壓力臨界在具有幼童的兒童座椅的重量以上并例如相應(yīng)于小女性乘員(稱為5% 女性)的重量。由于電介質(zhì)4的變形伴隨著作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3之間的距離變化，同樣，關(guān)于作為電容性傳感器元件的第一導(dǎo)體1的電容值也相應(yīng)變化。結(jié)果，通過適當(dāng)?shù)剡x擇電介質(zhì)4，傳感器組件能夠被另外設(shè)計(jì)成壓敏傳感器(壓力傳感器)，以便獲得關(guān)于在所分配的機(jī)動(dòng)車座椅100上的車輛乘員的額外信息。如果需要，能夠通過對(duì)電介質(zhì)4的不同區(qū)域41、42、43、44使用不同(絕緣)材料來實(shí)現(xiàn)傳感器組件的位置相關(guān)或方向相關(guān)的壓力靈敏度。根據(jù)使用區(qū)域41、42、43、44的哪些區(qū)域具有相對(duì)大壓縮率(相對(duì)大壓縮率或小壓縮模量)材料以及哪些區(qū)域具有相對(duì)小壓縮率(相對(duì)小壓縮率或大壓縮模量)材料，能夠?qū)崿F(xiàn)作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3之間的距離變化取決于撞擊該傳感器組件的力的位置和/或方向。由此，還可提供用作電介質(zhì)的材料，該材料(通過變形)以一定的及時(shí)延遲反抗壓力效應(yīng)，使得通過電容的隨時(shí)間變化的測(cè)量或與電容相關(guān)的測(cè)量值(由此依賴電容)，能夠觀察、評(píng)估和考慮壓力影響。可適當(dāng)選擇的反應(yīng)延時(shí)尤其允許分階段測(cè)量，其中首先(在由于施加力而使電介質(zhì)延時(shí)變形之前)能夠記錄由于座椅的占據(jù)而引起的純電容耦合變化并隨后(在電介質(zhì)變形過程中或變形之后)記錄在電容耦合上電介質(zhì)的變形的影響，由此提供用于座椅占據(jù)的檢測(cè)以及不同大/重車輛乘員之間的差異的額外數(shù)據(jù)。能夠選擇電介質(zhì)4的材料使得材料隨著溫度變化而膨脹或收縮，由此通過變化環(huán)境溫度和/或通過變化由加熱導(dǎo)體3產(chǎn)生的溫度(依賴是否存在溫度增加或溫度降低)，使得傳感器組件的部件之間的距離，尤其是外部的用作電容式傳感器元件的第一導(dǎo)體1與加熱導(dǎo)體3(有利地，同時(shí)限定參考電位)之間的距離變化。與在給定條件(座椅的占據(jù)或未占據(jù)，以及占據(jù)座位的乘員的可選體格)下檢測(cè)的電容相關(guān)的效應(yīng)允許關(guān)于環(huán)境溫度或當(dāng)運(yùn)行加熱導(dǎo)體3時(shí)，由加熱導(dǎo)體3產(chǎn)生的溫度的結(jié)論。一方面能夠控制或調(diào)節(jié)機(jī)動(dòng)車的裝置，諸如例如加熱裝置本身或空氣處理單元，而另一方面能夠適當(dāng)?shù)乜紤]在傳感器組件上的溫度影響。圖3示出圖2的傳感器組件的一個(gè)變型，根據(jù)該變型，附加第二導(dǎo)體在作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1與作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3之間延伸，其中，這里(同樣)所述第二導(dǎo)體形成為電纜網(wǎng)21并像套一樣圍繞加熱導(dǎo)體3和電介質(zhì)4。由此，呈用作電容式傳感器元件的外導(dǎo)體形式的第一導(dǎo)體1能夠相對(duì)于呈內(nèi)導(dǎo)體形式的加熱導(dǎo)體3被屏蔽，使得第一導(dǎo)體1與加熱導(dǎo)體3之間的距離變化不對(duì)所獲得的電容具有任何實(shí)質(zhì)影響。因此，由第二導(dǎo)體2形成的屏蔽能夠形成為稱為電位控制屏蔽(“被動(dòng)屏蔽”)。此外，另一(可選地防潮密封)保護(hù)套5c能夠在第一導(dǎo)體1與第二導(dǎo)體2之間延長。實(shí)際中，能夠根據(jù)需要提供一個(gè)或總共3個(gè)保護(hù)套5a』b、5c，如圖3所示?？傊?，根據(jù)具有作為纜芯的加熱導(dǎo)體3、作為外套的第一導(dǎo)體1和作為中心套的第二導(dǎo)體2的三軸電纜類型形成根據(jù)圖3的傳感器組件，第二導(dǎo)體包圍加熱導(dǎo)體3/纜芯且繼而被由第一導(dǎo)體1形成的外套包圍。圖4示出圖2或3中以截面圖示出類型的作為傳感器墊103的一部分的傳感器組件1、3，以及用于評(píng)估由傳感器組件1、3產(chǎn)生的引出信號(hào)的次級(jí)評(píng)估單元6。一方面，評(píng)估單元6能夠用于以簡單方式檢測(cè)傳感器墊103相對(duì)于參考電位的電容，通過相應(yīng)車輛座椅100的被車輛乘員I的占據(jù)確定該電容，相比圖1，通過傳感器墊103 與車輛乘員I之間的電容Csi和車輛乘員I與參考電位之間的電容Cin的相互連接(例如串聯(lián))確定該電容。根據(jù)圖4所示的具體布置，傳感器組件的第一導(dǎo)體1 (外導(dǎo)體)設(shè)為具有例如約 120kHz定義頻率的正弦信號(hào)的交流電的電容式傳感器元件。為此，能量供應(yīng)裝置65被分配到評(píng)估單元6 ；且在信號(hào)產(chǎn)生裝置61內(nèi)產(chǎn)生具有定義相位和幅值的(正弦狀)交流電并且交流電被供應(yīng)到傳感器墊103或傳感器組件1、3 (更精確來說，供應(yīng)到形成電容式傳感器元件的至少一個(gè)外導(dǎo)體1)。能夠通過評(píng)估單元6的微處理器60控制所述正弦信號(hào)的產(chǎn)生。借助于測(cè)量裝置62，實(shí)際施加的交流電被測(cè)量且所測(cè)量的結(jié)果被提供到評(píng)估單元 6的微處理器60，測(cè)量裝置62被集成入附屬于傳感器組件1、3的電連接線并在該實(shí)施例中位于信號(hào)產(chǎn)生裝置61與傳感器組件1、3或傳感器墊103之間。通過比較在信號(hào)產(chǎn)生裝置 61中產(chǎn)生的交流電參數(shù)(例如幅值和相位)和在測(cè)量裝置62處實(shí)際測(cè)量的相應(yīng)參數(shù)(由此例如幅值和相位)，能夠確定由傳感器墊103或傳感器組件1、3和其與周圍(例如與車輛乘員)的電容性相互作用引起的所述參數(shù)的偏差。為此，確定例如主動(dòng)電流部分(因此與基本交流電壓同相的交流電的部分或真實(shí)部分)，具體來說作為用于確定相移的基礎(chǔ)，和/或無功電流部分(交流電的虛部)和/或電流的正交部分或有效值，具體來說作為確定幅值的基礎(chǔ)。具體來說，能夠斷定從幅值偏差到傳感器組件相對(duì)于參考電位(“參考電位”)的電容，并能夠斷定從相位的偏差到可能的、由在座椅中的濕氣或濕度引起的泄漏電流。因此，當(dāng)評(píng)估相關(guān)的測(cè)量電容或測(cè)量值用于確定座椅的占據(jù)時(shí)，例如不同的狀態(tài) “未占據(jù)”、“由車輛乘員直接占據(jù)”以及“由兒童座椅中的幼童占據(jù)”，能夠附加考慮在座椅中的濕度和濕氣，防止關(guān)于座椅占據(jù)的測(cè)量結(jié)果的錯(cuò)誤分析。能夠經(jīng)由接口 68將所獲得的關(guān)于座椅占據(jù)的信息傳送到控制裝置以便根據(jù)該信息控制車輛系統(tǒng)，尤其例如安全氣囊系統(tǒng)的乘員安全系統(tǒng)。圖5示出電容性傳感器組件，其包括呈外導(dǎo)體形式的電容式傳感器元件1，在橫截面中，電容式傳感器元件1包圍(可選地用作參考電位元件)作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3，其中電介質(zhì)在作為內(nèi)導(dǎo)體的加熱導(dǎo)體3與作為外導(dǎo)體的電容式傳感器元件1之間延伸。由此圖5中所示的布置，具體來說其作為外導(dǎo)體的第一導(dǎo)體1和加熱導(dǎo)體3以及電介質(zhì)4垂直于圖5的平面延伸。迄今為止，該布置相應(yīng)于圖2的布置的主要結(jié)構(gòu)，不同之處在于，目前的系統(tǒng)由層形成，其(根據(jù)扁平導(dǎo)體的類型)由彼此施加在其上(例如層疊)的多層構(gòu)成，如下面更詳細(xì)描述的。圖5中還指示出外第一導(dǎo)體1、內(nèi)加熱導(dǎo)體3以及位于它們之間的電介質(zhì)4的布置在外部能夠被另一電介質(zhì)4’包圍，導(dǎo)電體1’還能夠相鄰于電介質(zhì)4’，等等。由此，基本上，導(dǎo)體1、1’、...能夠向外彼此相鄰η次，其中，在每種情況中，能夠通過合適絕緣層彼此分離所述導(dǎo)體。在被彼此布置在其上(彼此層疊)的層之間的接口由圖5中的虛線示例性圖示， 其中，所述層形成圖5的傳感器組件。圖6最后示出穿過方向盤200的在方向盤輪緣的布置有電容式傳感器組件302的區(qū)域中的橫截面。根據(jù)圖6，方向盤200包括在輪緣區(qū)域中的由例如方向盤泡沫體的套202圍繞的并由限定方向盤輪緣的外表面的例如皮革的套204圍繞的骨架201。電容式傳感器組件3 布置在套202外，但在(由套204限定的)外表面下方，其中，所述傳感器組件包括多個(gè)圖 2或3或5所示類型的布置1、3，由此，在每種情形中，電容式元件設(shè)計(jì)成外導(dǎo)體，而加熱導(dǎo)體/參考電位元件設(shè)計(jì)成內(nèi)導(dǎo)體。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的電容式傳感器組件，具有-電容式傳感器元件，所述電容式傳感器元件包括至少一個(gè)第一導(dǎo)電體元件，并且所述電容式傳感器元件要連接到評(píng)估單元，所述評(píng)估單元根據(jù)所述電容式傳感器元件至周圍的電容耦合來檢測(cè)和評(píng)估至少一個(gè)測(cè)量值，以及-電加熱元件，所述電加熱元件包括至少一個(gè)電操作加熱導(dǎo)體，并且所述電加熱元件與所述第一導(dǎo)電體元件間隔開，其特征在于，所述第一導(dǎo)電體元件(1)被設(shè)計(jì)成外導(dǎo)體元件，所述外導(dǎo)體元件圍繞作為內(nèi)導(dǎo)體的所述加熱導(dǎo)體(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體元件(1)在所述傳感器組件的橫截面平面中完全圍繞所述加熱導(dǎo)體(3)，所述傳感器組件的橫截面平面與所述第一導(dǎo)體元件(1)和所述加熱導(dǎo)體C3)相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體元件(1)在與所述第一導(dǎo)體元件(1)和所述加熱導(dǎo)體C3)相交的所述傳感器組件的橫截面平面中、作為封閉曲線圍繞所述加熱導(dǎo)體(3)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述加熱導(dǎo)體(3)與所述第一導(dǎo)體元件(1)彼此間隔開，使得在與所述第一導(dǎo)體元件(1)和所述加熱導(dǎo)體(3) 相交的所述傳感器組件的橫截面平面中延伸的任何線(g)能夠通過在所述橫截面平面中平行移位而不依賴于在所述橫截面平面中的所述線(g)的空間取向進(jìn)入如下位置，在該位置中，所述線在不與所述加熱導(dǎo)體(3)相交的情況下形成所述第一導(dǎo)體元件(1)的曲線割線(S)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體元件 (1)作為外導(dǎo)體元件形成縱向套，在該縱向套中，所述加熱導(dǎo)體(3)作為內(nèi)導(dǎo)體延伸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體元件 (1)由電纜網(wǎng)或?qū)щ娔ば纬伞?br> 7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，作為外導(dǎo)體元件的所述第一導(dǎo)體元件(1)和作為內(nèi)導(dǎo)體的所述加熱導(dǎo)體C3)形成同軸電纜設(shè)計(jì)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，作為外導(dǎo)體元件的所述第一導(dǎo)體元件(1)和作為內(nèi)導(dǎo)體的所述加熱導(dǎo)體(3)形成屏蔽電纜設(shè)計(jì)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，第二導(dǎo)體元件(2)另外地在作為外導(dǎo)體的所述第一導(dǎo)體元件(1)與作為內(nèi)導(dǎo)體的所述加熱導(dǎo)體(3)之間延續(xù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的傳感器組件，其特征在于，所述第二導(dǎo)體元件( 使所述第一導(dǎo)體元件(1)和所述加熱導(dǎo)體(3)彼此屏蔽。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的傳感器組件，其特征在于，所述第二導(dǎo)體元件( 設(shè)置為電位控制屏蔽件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體元件和第二導(dǎo)體元件(1，2)以及所述加熱導(dǎo)體C3)形成η軸電纜設(shè)計(jì)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述加熱導(dǎo)體(3)由電介質(zhì)(4)至少部分地圍繞。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器組件，其特征在于，所述電介質(zhì)(4)在壓力下能夠被壓縮。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感器組件，其特征在于，所述電介質(zhì)(4)的壓縮性是位置相關(guān)的和/或方向相關(guān)的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器組件，其特征在于，所述電介質(zhì)的不同區(qū)域 (41，42，43，44)由不同材料構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述電介質(zhì)由一種材料構(gòu)成，并且所述電介質(zhì)(4)被設(shè)計(jì)成使得所述電介質(zhì)(4)僅能在預(yù)定閾值之上的壓力的影響下基本上被壓縮。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述電介質(zhì)(4)不能在所述傳感器組件(1，；3)的正常運(yùn)行中出現(xiàn)的壓力下基本上變形。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件包括至少一種防水保護(hù)套( ，5b，5c)，所述防水保護(hù)套(5ajb，5c)至少圍繞所述加熱導(dǎo)體 ⑶。
20.根據(jù)權(quán)利要求13至18中的一項(xiàng)和權(quán)利要求19所述的傳感器組件，其特征在于，所述保護(hù)套(5ajb，5c)圍繞所述電介質(zhì)G)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述加熱導(dǎo)體(3)作為電位引出元件限定參考電位。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述第一導(dǎo)體(1)供應(yīng)有交流電，并且，設(shè)置用于確定該交流電的參數(shù)的測(cè)量裝置(62)，以便確定所述傳感器組件(1，3)對(duì)該交流電的影響。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件(1， 3)是傳感器墊(10 的一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器墊(10 用作加熱墊，該加熱墊用于加熱至少一個(gè)車輛部件(101)。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件(1， 3)還形成溫度傳感器。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件被設(shè)計(jì)和設(shè)置成用于裝配到機(jī)動(dòng)車部件中，以便由此識(shí)別在具體座椅中車輛乘員的存在情況。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件被設(shè)計(jì)和設(shè)置成用于裝配到機(jī)動(dòng)車座椅(100)和/或方向盤(200)和/或安全帶系統(tǒng)中。
28.一種機(jī)動(dòng)車座椅，所述機(jī)動(dòng)車座椅具有座架、設(shè)置在所述座架處的至少一個(gè)座墊 (102)和根據(jù)權(quán)利要求1至27中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，所述傳感器組件用于識(shí)別座椅占用情況以及用于加熱所述座墊。
29.一種機(jī)動(dòng)車方向盤，所述機(jī)動(dòng)車方向盤具有方向盤本體和設(shè)置在所述方向盤本體處的至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至27中的一項(xiàng)所述的傳感器組件，所述傳感器組件用于識(shí)別在所述方向盤上車輛駕駛員(I)的手的停留情況以及用于加熱所述方向盤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的電容式傳感器組件，用于檢測(cè)座椅占據(jù)情況，該電容式傳感器組件具有包括至少一個(gè)第一導(dǎo)電體元件的電容式傳感器元件，并具有包括至少一個(gè)電操作加熱導(dǎo)體(3)的電加熱元件，并且電加熱元件與第一導(dǎo)電體元件(1)間隔開。本發(fā)明的特征在于第一導(dǎo)電體元件(1)被設(shè)計(jì)成圍繞加熱導(dǎo)體(3)的外導(dǎo)體。
文檔編號(hào)B60R21/015GK102481886SQ201080040707
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
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