專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車輛的具有乘員檢測(cè)器的乘客座椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括用于檢測(cè)座椅是否被占用的檢測(cè)器的乘客座椅 裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
JP-A-2003-80989提出了 一種用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的乘客座椅是否被 占用的裝置。在該裝置中，根據(jù)在座椅附近，尤其是座椅上方的部分的 交流電磁場(chǎng)的變化來(lái)檢測(cè)座椅上的乘客。這種檢測(cè)器被稱為電容型檢測(cè) 器。該檢測(cè)器包括嵌入在椅座中用于形成電磁場(chǎng)的發(fā)射電極和嵌入在座 椅靠背中的接收電極，當(dāng)乘客占用座椅時(shí)，發(fā)射電極和接收電極之間的 電容性阻抗減少。因此，檢測(cè)座椅是否被占用。
在JP-A-2003-80989中描述的電容型檢測(cè)器還包括嵌入在座椅中發(fā) 射電極(也稱作檢測(cè)電極)下適當(dāng)位置處的座椅加熱器。當(dāng)座椅加熱器 和乘員檢測(cè)器(occupant detector)如在該實(shí)例中被嵌A^座椅中時(shí)，在 交流電下具有基本恒定電位的座椅加熱器置于檢測(cè)電極的附近和下面。
在這種檢測(cè)器中，存在的問(wèn)題是，由于將檢測(cè)器電極和座椅加熱器 彼此靠近布置并且彼此相對(duì)面積大，因此在檢測(cè)器電極和座椅加熱器之 間形成大的電容(稱作座椅加熱器電容)。用于檢測(cè)M的交流阻抗是由 檢測(cè)電極和乘客之間的阻抗以及乘客和車身(地電位)之間的另一個(gè)阻 抗組成的復(fù)合阻抗(主要是電容)，兩種阻抗串聯(lián)連接。因此，與由座椅 加熱器電容引起的阻^f目比，復(fù)合阻抗變得相當(dāng)大。
由于復(fù)合阻抗和由座椅加熱器電容引起的阻抗并聯(lián)至檢測(cè)器電極， 因此由于加熱器阻抗的存在，檢測(cè)器的檢測(cè)靈敏度顯著降低。此外，由 于座椅加熱器的屏蔽效應(yīng)，座位加熱器阻礙檢測(cè)電極下表面和^J^之間 的電力線(electric flux line )的流動(dòng)。為了處理這些問(wèn)題，JP-A-2003-80989 提出了在檢測(cè)電極和座椅加熱器之間設(shè)置具有浮電位的平板電極。然而， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于座椅加熱器電容通過(guò)具有浮電位的板電極的存在而減少 地很小，因此檢測(cè)靈^t度幾乎沒(méi)有改善'

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具 有乘員檢測(cè)器的改進(jìn)座椅裝置，即使所述檢測(cè)器與座椅加熱器一起 被嵌入在座椅中，它也具有高靈敏度。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供 制造這種座椅裝置的方法。
根據(jù)本發(fā)明的加熱器裝置包括嵌入在乘客座椅中與座椅加熱器 平行的電極單元。電極單元和座椅加熱器是平的并彼此層壓。將由 上電極、下電極和設(shè)置在上電極和下電極之間的絕緣膜組成的電極 單元置于座椅加熱器的上方。
將具有預(yù)定頻率的交變電壓供應(yīng)給上電極，并且將隨提供給上 電極的電壓而改變的電壓供應(yīng)給下電極，以減少上電極和座椅加熱 器之間的電容。根據(jù)上電極和與車身接地的構(gòu)件之間的電容變化來(lái) 檢測(cè)占用情況，即，乘客是否坐在座椅上，以及乘座的人是否是成 年人、兒童或兒童座椅。
由于上電極和座椅加熱器之間的電容通過(guò)向下電極供應(yīng)根據(jù)向 上電極供應(yīng)的電壓而變化的電壓而被降低，因此根據(jù)上電極和與車 身接地的構(gòu)件之間的電容變化，準(zhǔn)確無(wú)誤地檢測(cè)出占用情況。在上 電極和下電極之間可以供應(yīng)交變電壓。
包括電極單元和座椅加熱器的加熱器-電極單元可以整體形成， 然后可以將加熱器-電極單元嵌入在座椅中。以這種方式，有效地制 造座椅裝置。除了座椅的水平部分外，座椅加熱器也可以嵌入在座 椅靠背中(垂直部分)。
根據(jù)本發(fā)明，高靈敏度精確地檢測(cè)出占用情況，而不受上電極 和座椅加熱器之間的電容干擾。通過(guò)下面參照附圖描述的優(yōu)選實(shí)施 方案的更好理解，本發(fā)明的其它目的和特征將變得更加顯而易見(jiàn)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明具有乘員檢測(cè)器的座椅裝置的示意性截
面圖2是示出如本發(fā)明第一實(shí)施方案在乘員檢測(cè)器中電連接的方
塊圖3是示出如本發(fā)明第二實(shí)施方案在乘員檢測(cè)器中電連接的方 塊圖4是示出如本發(fā)明第三實(shí)施方案用于乘員檢測(cè)器中的加熱器-電極單元的示意性截面圖5是示出如本發(fā)明第四實(shí)施方案在座椅裝置中的電源系統(tǒng)的 電路圖6是示出如本發(fā)明第五實(shí)施方案具有乘員檢測(cè)器的M座椅 的示意圖7是示出如本發(fā)明第六實(shí)施方案具有乘員檢測(cè)器的乘客座椅
的示意圖。
具體實(shí)施例方式
將參照?qǐng)Dl和圖2描述本發(fā)明的第一實(shí)施方案。首先，參照?qǐng)D1， 將描述具有乘員檢測(cè)器的座椅裝置1。座椅裝置1位于機(jī)動(dòng)車輛的底 板2的金屬框架3上。^J1座椅由椅座4和支撐M背部的座椅靠 背組成。
椅座4包括固定至框架3的由諸如硬泡沫聚氨酯材料制成的緩 沖墊6、覆蓋緩沖墊6的上表面的墊套7、嵌入在緩沖墊內(nèi)基本上與 椅座表面平行的座椅加熱器8以及設(shè)置在墊套7和座椅加熱器8之 間的電極單元9。座椅加熱器8由具有平面電阻器或多個(gè)電阻線的板 制成，并JL^本上平行于椅座表面設(shè)置。座椅加熱器8可以延伸至 座椅靠背5。將來(lái)自直流電源例如車載電池的加熱電源供應(yīng)給座椅加 熱器8。也可以用交流電例如在由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生的 三相交流電來(lái)加熱座椅加熱器8。
電極單元9由絕緣膜10、 i更置在絕緣膜10的上表面上的上電極 11和設(shè)置在絕緣膜10的下表面上的下電極12組成。絕緣膜10可以 由具有厚度為約1 mm的樹脂材料例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET)制成。將電極單元9直接設(shè)置在墊子套7的下方，將座椅 加熱器8設(shè)置在電極單元9下方，距離電極單元9幾亳米。座椅加
熱器8和電極單元9之間的距離越大，在它們之間形成的寄生電容 就越小。然而，椅座表面和座椅加熱器8之間的距離增加。
參照?qǐng)D2，將^L明座椅裝置1中的電路。由AC電源13在上電 極11和下電極12之間供應(yīng)具有適當(dāng)頻率例如幾十至幾百kHz的交 變電壓(AC-電壓)Fac。 AC電源13由振蕩器13a和絕緣變壓器13b 構(gòu)成。圖2所示的電路是一個(gè)實(shí)施例，并且可以進(jìn)行各種改變。
如圖2所示，乘員檢測(cè)器14包括用于檢測(cè)流過(guò)其的電流的電阻 器15，整流和平滑電路16、放大器17、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A-D轉(zhuǎn)換 器)18和微型計(jì)算機(jī)19。將參照?qǐng)D2說(shuō)明當(dāng)在上電極11和下電極 12之間供應(yīng)交變電壓Ke時(shí)座椅裝置1中的等效電路。Cl表示上電 極11和下電極12之間的電容，C2表示下電極12和座椅加熱器8 之間的電容。
座椅加熱器8可以被認(rèn)為基本上接地(對(duì)于交流電)。阻抗Zl 是上電極11和車身接地之間的阻抗。阻抗Zl基本上是電容分量， 但是當(dāng)M坐在座椅上時(shí)，其包括小量的電阻分量。阻抗Z2是下電 極12和地面之間的阻抗。阻抗Z2基本上是電容分量，但是當(dāng)^J1 乘座時(shí)，其包括小量的電阻分量。阻抗Z1、 Z2才艮據(jù)占用情況，即座 椅是否被占用而變化。上電極11和下電極12之間的阻抗Z3也可以 根據(jù)座椅是否被占用而變化。
當(dāng)座##*客占用時(shí)，阻抗Z1、 Z2和Z3降4氐。由于上電極ll 最接近乘員，下電極12鄰近上電極11，而座椅加熱器8離乘員最遠(yuǎn)， 因此Zl和Z2的阻抗減少量大于Z3的阻抗減少量。這意味著由于 座位占用，il和i2的電流增加量大于i3的電流增加量。隨著Z1和 Z2的阻抗減少，流出上電極ll的電流il和i2增加。這使得流過(guò)電 阻器15的電流i3增加，導(dǎo)致通過(guò)電阻器15的壓降KJ 二rxi3)增 加。
壓降K是指示占用情況的信號(hào)電壓。信號(hào)電壓K在電路16中 被整流并平滑，在放大器17中放大，并在A-D轉(zhuǎn)換器18中被轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號(hào)。將數(shù)字信號(hào)饋送到微型計(jì)算機(jī)19。如果數(shù)字信號(hào)超過(guò)200710130513.4
說(shuō)明書第5/6頁(yè)
預(yù)定水平，則微型計(jì)算機(jī)19確定座椅被占用。根據(jù)數(shù)字信號(hào)的水平 還可以確定乘員M人還是兒童，或者兒童座椅是否位于座椅上。
將參照?qǐng)D3描述本發(fā)明的第二實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，用 電源130代替第一實(shí)施方案的交流電源13。電源130由振蕩器13a 和電壓跟隨電路13c構(gòu)成。其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方案中的相同。將 交變電壓K供應(yīng)給上電極11，將通過(guò)電壓跟隨電路13c產(chǎn)生的基本 等于電壓Kae的電壓供應(yīng)給下電極12。以這種方式，阻抗Z3可以忽 略。當(dāng)座椅被占用時(shí)，阻抗Z1減少，使得電流il增加。il增加導(dǎo) 致i3增加和信號(hào)電壓K的增加。在第二實(shí)施方案中，信號(hào)電壓Ks 由于座椅占用而變化的量可以比第一實(shí)施方案中的大。
將參照?qǐng)D4描述本發(fā)明的第三實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，將 加熱器-電極單元100嵌入在座椅中。其它結(jié)構(gòu)和功能與第一實(shí)施方 案中的相同。加熱器-電極單元100包括由上電極11、絕緣膜10 和下電極12構(gòu)成的電極單元9;座椅加熱器8;以及設(shè)置在電極單 元9和座椅加熱器8之間的絕緣層20。將所有這些組件在加熱器-電極單元100內(nèi)整體地形成為單個(gè)物體。絕緣膜10和絕緣層20可 以由具有相同厚度的相同材料制成。然而，優(yōu)選用具有最低可能的 相對(duì)介電常ltSL厚度比絕緣膜10厚的材料來(lái)形成絕緣層20。由于占 用，這導(dǎo)致電容C2降低和信號(hào)電壓Fs的變化量增加。將作為M 形成的加熱器-電極單元100組裝到座椅中。這使得制造座椅裝置1 的過(guò)程簡(jiǎn)單。
將參照?qǐng)D5描述本發(fā)明的第四實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，加 熱器-電極單元100與包括乘員檢測(cè)器201和加熱器控制器202的電 路塊200通過(guò)布線線束(wiring harness ) 300電連接。乘員檢測(cè)器 201包括交流電源13或130和檢測(cè)器電路14。布線線束300由四根 整體捆綁的絕緣導(dǎo)線構(gòu)成。地線可以獨(dú)立于布線線束300而拔_供。 通過(guò)以這種方式進(jìn)行電連接，進(jìn)一步簡(jiǎn)化制造座椅裝置1的過(guò)程。 其它結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施方案中的相同。
本發(fā)明的第五實(shí)施方案示于圖6中。乘客中心所在的座點(diǎn)
(hip-point)用400表示。在該實(shí)施方案中，座椅加熱器8制得比 電極單元9要小。換句話說(shuō)，座椅加熱器8完全被電極單元9覆蓋。 在這種方式中，由于座椅加熱器8充當(dāng)基本恒定電位體，因此可以 減少電極單元9的電位變化的抑制。電極單元9和座椅加熱器8可 以單獨(dú)形成。上電極11和下電極12可以單獨(dú)制造。
本發(fā)明的第六實(shí)施方案示于圖7中。該實(shí)施方案是第五實(shí)施方 案的改型。在該實(shí)施方案中，使座椅加熱器8不覆蓋電極單元9。在 這種方式中，可以顯著降低電極單元9和座椅加熱器8之間的寄生 電容。優(yōu)選電極單元9準(zhǔn)確位于座點(diǎn)400的下方，以獲得由于座位 占用而產(chǎn)生的較大的信號(hào)電壓變化。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方案，而是可以進(jìn)行各種更改。例如， 雖然交流電壓源的負(fù)載形成為前述實(shí)施方案中的電阻-電容電路(CR 電路)，但可以使負(fù)載形成為包括電感的電路(LCR電路)。電感可 以通過(guò)將上電極11連接至下電極12的線圏來(lái)形成。在LCR電路中， 可以在串聯(lián)或并聯(lián)的共振頻率附近獲得信號(hào)電壓Ks的更大變化。
雖然已經(jīng)參照前述優(yōu)選實(shí)施方案示出和描述了本發(fā)明，但對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離由所附權(quán)利要求所限 定的本發(fā)明的精神的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的 改變。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的乘客座椅裝置(1)，包括座椅加熱器(8)，所述座椅加熱器(8)嵌入到椅座(4)中并且與椅座表面平行，以受控的方式將來(lái)自車載電源的電流供應(yīng)給所述座椅加熱器；上電極(11)，所述上電極(11)嵌入到所述座椅加熱器(8)上方的椅座中并且與所述座椅加熱器(8)平行；交流電源(13)，所述交流電源(13)用于向所述上電極(11)供應(yīng)具有預(yù)定頻率的交變電壓；和檢測(cè)器(14)，所述檢測(cè)器(14)用于根據(jù)所述上電極(11)和車身接地的構(gòu)件之間的電容變化來(lái)檢測(cè)所述座椅的占用情況，其中所述乘客座椅裝置還包括下電極(12)，所述下電極(12)嵌入在所述上電極(11)和所述座椅加熱器(8)之間的所述椅座中并且與在所述上電極(11)和所述座椅加熱器(8)平行；和所述交流電源(13)向所述下電極(12)供應(yīng)屏蔽交變電壓，所述保護(hù)交變電壓隨供應(yīng)給所述上電極(11)的所述交變電壓而變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的乘客座椅裝置，其中所述上電極(ll)固定地設(shè) 置在絕緣膜(10)的上表面上，所述下電極(12)固定地設(shè)置在所述 絕緣膜(10)的下表面上，由此形成整體電極單元(9)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的乘客座椅裝置，其中所述交流電源(13)在所述 上電極(11)和所述下電極(12)之間供應(yīng)交變電壓。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的乘客座位裝置，其中所述交流電源(130)包括 具有低輸出阻抗的電流緩沖電路(13c),用于向所述下電極(12)供 應(yīng)隨所述上電極的電位變化的電位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的乘客座位裝置，其中所述上電極(11)或所述下 電極(12 )中至少之一沿所述椅座的表面完全覆蓋所述座椅加熱器(8 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的乘客座椅裝置，其中所述占用情況包括所述座椅 是否被占用以及乘員類型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的乘客座椅裝置，其中所述座椅加熱器(8)還被 嵌入到所述座椅的座椅靠背(5)中。
8. —種制造用于機(jī)動(dòng)車輛的乘客座椅(1)的方法，所述乘客座椅具 有嵌入到其中的座椅加熱器(8)、嵌入到所述座椅加熱器上方的座椅 中并且與所述座椅加熱器平行的上電極(11 )、用于向所述上電極(11) 供應(yīng)具有預(yù)定頻率的交變電壓的交流電源(13)和用于根據(jù)所述上電 極(11)和車身接地的構(gòu)件之間的電容變化來(lái)檢測(cè)所述座椅的占用情 況的檢測(cè)器(14),所述方法包括整體形成包括至少所述座椅加熱器(8)和所述上電極(11)的加 熱器-電極單元(100),所述座位加熱器(8)和所述上電極(11)彼 此平行布置并且絕緣層(20)布置在兩者之間；和將所述加熱器-電極單元(100)嵌入到所述乘客座椅中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的制造乘客座椅的方法，其中包括將所述上電極 (11)連接至所述交流電源(13)和所述檢測(cè)器的導(dǎo)線的布線線束以及包括用于向所述座椅加熱器(8 )供電的導(dǎo)線的另一布線線束二者至 少部分被整體形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8的制造乘客座椅的方法，其中用于從車載電池向 所述座椅加熱器(8)供電的導(dǎo)線共用作向所述交流電源(13)供電的 導(dǎo)線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的具有乘員檢測(cè)器的乘客座椅，其中將一種用于檢測(cè)座椅是否被占用(占用情況)的電極單元(9)連同電動(dòng)座椅加熱器(8)嵌入在機(jī)動(dòng)車輛的椅座(4)中。電極單元(9)和座椅加熱器(8)都是扁平的，并且電極單元(9)層壓在座椅加熱器(8)上。電極單元(9)由上電極(11)、下電極(12)和設(shè)置在這兩個(gè)電極之間的絕緣膜(10)構(gòu)成。根據(jù)上電極(11)和與車身接地的構(gòu)件之間的電容變化來(lái)檢測(cè)占用情況。為了減少上電極和座椅加熱器(8)之間的電容并由此提高占用情況檢測(cè)的靈敏度，將隨供應(yīng)至上電極(11)的交變電壓而改變的交流電壓供應(yīng)給下電極(12)。
文檔編號(hào)G01V3/15GK101108595SQ20071013051
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者伊藤弘之, 山中正一, 神園勉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝