組合式座椅加熱器和乘客感應天線的制作方法
【專利摘要】提供一種具有彈性基板的組合式汽車座椅加熱器和乘客感應天線，所述彈性基板設有施加在所述基板一側(cè)上的座椅加熱器和施加在所述基板的另一側(cè)上的乘客感應天線。提供結構以最小化座椅加熱器的運轉(zhuǎn)對天線性能的干擾。
【專利說明】組合式座椅加熱器和乘客感應天線
[0001] 本申請是申請日為2009年11月25日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/065871、國家申 請?zhí)枮?00980148873. 4、發(fā)明名稱為"組合式座椅加熱器和乘客感應天線"的發(fā)明專利申請 的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉引用
[0003] 本發(fā)明要求2008年12月3日提交的美國臨時申請系列號No.61/119,511和2009 年7月20提交的美國臨時申請系列號No. 61/226, 879的優(yōu)先權。 發(fā)明領域
[0004] 本發(fā)明涉及用于汽車的座椅加熱器和乘客感應器系統(tǒng)，尤其涉及具有用于座椅加 熱器和乘客感應器的組合部件的設備。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 各種類型的座椅加熱器已經(jīng)用于汽車中以加熱被占用的座椅并改善乘客的舒適 度。車輛座椅加熱器應該是牢固的并且是持久耐用的以適應彎曲而不存在拉伸以維持包括 加熱器的導線軌跡（conductortrace)的完整性。已知的是在彈性基板上提供自動調(diào)節(jié)加 熱器，該彈性基板能承受彎曲和溫度的變化并且防潮。例舉的汽車座椅加熱器可以在例如， 美國專利6, 884, 965和7, 202, 444中找到。在其中公開的座椅加熱器可以通過聚合物厚膜 印制工藝制造，這為本領域技術人員所熟知。
[0007] 乘客感應器已經(jīng)被結合入汽車乘客車廂隔間用來確定何時座椅被占用并且如 果座位安全帶沒有對所有乘客系牢時提醒乘客。在更加先進的乘客感應器系統(tǒng)中，車輛 氣囊可以基于感應到的占用被激活或者不被激活。氣囊系統(tǒng)的調(diào)度參數(shù)（Deployment characteristics)可以基于感應到的乘客的體積被控制和改變，從而對小孩或較瘦小的 成年人以及體積更大的乘客進行不同的操作。不同類型的感應器系統(tǒng)已經(jīng)被使用。一些 乘客感應器系統(tǒng)只能區(qū)分體積的不同而不能區(qū)分例如小孩和座位上放置的相似體積的物 體。更加先進的乘客感應器技術，在此處是指電容器系統(tǒng)，利用電場成像技術來確定占用并 在乘客和可能放置在車輛座椅上的其他物體或東西之間進行區(qū)分。彈性的天線被放置在 汽車座位中，并且以一塊板與車輛頂部、擋風玻璃或其他結構限定的第二塊板間隔開進行 運作，以在形成內(nèi)電場的平行板電容器中建立電荷分離。介于間隔的板之間極化的電介質(zhì) (polarizeddielectric)減少了電場并增加了電容量。通過感應當人或者物處于板之間時 產(chǎn)生的電容量的變化，并且與天線和板之間已知的空氣電容相比，軟件能區(qū)分人和物，并且 能評估占據(jù)座位的人的尺寸。控制器然后能使用從感應器獲得的信息提供用于控制與乘客 相互影響的各種系統(tǒng)的操作信號。
[0008] 已知的是以分開的獨立系統(tǒng)的方式提供座位加熱器和乘客感應器。每個系統(tǒng)的分 開的獨立元件的安裝既困難又耗費時間。還已知的是提供內(nèi)部座位結構，該內(nèi)部座位結構 將座椅加熱器的元件與一些類型的乘客感應系統(tǒng)相結合，例如在美國專利7, 500, 536中示 出的內(nèi)部座位結構，其利用了自動調(diào)節(jié)的加熱器和體積感應器。然而，由于座椅加熱器的運 作而在電容器系統(tǒng)感應器執(zhí)行中產(chǎn)生干擾，將更加先進的電容器系統(tǒng)乘客感應器與座椅加 熱器結合，還未被人們所知。由于干擾問題，即使在座椅中以分開的獨立元件提供這些系統(tǒng) 也是困難的。
[0009]將自動調(diào)節(jié)加熱器元件和用于乘客感應電容器系統(tǒng)的天線結合在單個座椅結構 中，這會是有利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供一種組合設備，該設備具有位于普通基板的相反側(cè)上的自動調(diào)節(jié)加熱 器和用于乘客感應器系統(tǒng)的天線。
[0011] 在本發(fā)明一種結構的一個方面中，本發(fā)明提供組合式座椅加熱器和乘客感應天 線，具有設有相反的第一和第二側(cè)的電絕緣基板，施加在該基板第一側(cè)的座椅加熱器組件， 施加在基板第二側(cè)的電容器系統(tǒng)乘客感應天線，插入在座椅加熱器組件和天線之間的干擾 降低結構。
[0012] 在本發(fā)明其他結構的另一個方面中，本發(fā)明提供組合式座椅加熱器和乘客感應 天線，具有設有相反的第一和第二側(cè)的電絕緣基板，在所述基板的第一和第二側(cè)中的一側(cè) 上的聚合物厚膜印刷座椅加熱器導電層，該座椅加熱器導電層限定多個導電軌跡；以及在 座椅加熱器導電層上的聚合物厚膜印刷座椅加熱器電阻層。印刷接地平面層（printed groundplanelayer)和印刷絕緣層（printedisolationlayer)中的至少一個被施加在 所述基板的第一和第二側(cè)的剩余一側(cè)上；并且聚合物厚膜印刷電容器系統(tǒng)乘客感應天線被 施加到印刷接地平面層和/或印刷絕緣層。
[0013]在本發(fā)明的其他形式的其他方面中，本發(fā)明提供用于制造組合式座椅加熱器和乘 客感應天線的方法，該方法包括提供具有相反的第一和第二側(cè)的電絕緣基板；在該基板的 第一和第二側(cè)中的一側(cè)上印刷座椅加熱器組件；以及在基板的第一和第二側(cè)中的剩余一側(cè) 上印刷電容器系統(tǒng)乘客感應天線組件。
[0014] 從本發(fā)明的一個實施例中得到的優(yōu)點是，在本發(fā)明的一種形式中，提供一種包含 用于汽車座椅加熱器和電容器系統(tǒng)車輛乘客感應器的部件的單個單元或結構，從而相比具 有用于加熱器和乘客感應系統(tǒng)的分開的、單個部件的設計，節(jié)省了材料成本并提高了安裝 效率。
[0015]本發(fā)明的一種形式的實施例中得到的其他好處是，提供一種具有天線的通用的裝 置，該天線在與車輛乘客相互作用的系統(tǒng)中具有多種功能。
[0016] 本發(fā)明一種形式的實施例中獲得的其他好處是，提供用于電容器系統(tǒng)類型的乘客 感應器的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，其中座椅加熱器的運轉(zhuǎn)對乘客感應器的性能 產(chǎn)生的干擾被有效地降低。
[0017]本發(fā)明的其他優(yōu)勢是提供一種用于制造能提高效率和可靠性的組合式座椅加熱 器和乘客感應天線的方法。
[0018]基于下面詳細的描述，權利要求和附圖，其中相同的數(shù)字用于表示相同的特征，本 發(fā)明的其他特征和優(yōu)勢將對本領域技術人員來說是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的組合式座椅加熱器和乘客感應天線的分解示意圖；
[0020] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的組合式座椅加熱器和乘客感應天線的部分切除的透視圖；
[0021] 圖3是在本發(fā)明的組合式座椅加熱器和乘客感應天線中的座椅加熱器的透視圖；
[0022] 圖4是在本發(fā)明的組合式座椅加熱器和乘客感應天線中的乘客感應天線的透視 圖；
[0023] 在詳細說明本發(fā)明的具體實施例之前，應當理解，本發(fā)明在其應用方面不局限于 下列描述或附圖中示出的元件的結構和布置的細節(jié)。本發(fā)明可具有其他的實施例并且能以 各種方式被實踐和實施。此外，應當理解，本文中使用的措詞和術語是用于描述的目的而不 應視為限制。本文中使用的"包括"，"包含"以及其變型意味著包含此后列舉的各項和其等 同物，以及其他項目和其等同物。

【具體實施方式】
[0024] 現(xiàn)更具體地參考附圖，數(shù)字10表示根據(jù)本發(fā)明的組合式座椅加熱器和乘客感應 天線。組合式座椅加熱器和乘客感應天線10包括基板12,該基板具有座椅加熱器組件14 和乘客感應器天線組件16,所述座椅加熱器組件施加在基板的第一側(cè)上，所述乘客感應器 天線組件16施加在基板的相反的、第二側(cè)上，天線用在電容乘客感應器系統(tǒng)中。每一個座 椅加熱器組件14和天線組件16可以通過聚合物厚膜絲網(wǎng)印刷或者其他適當?shù)氖┘庸に嚕?例如層壓工藝施加在基板12上。
[0025] 基板12是絕緣材料的聚合物片，例如，舉例來說，例如商標為Mylar?的聚酯纖 維?；?2是牢固的，還是彈性的并具有相反表面20, 22,加熱器組件14和乘客感應器系 統(tǒng)天線組件16被施加在該相反的表面上?；?2被提供為具有合適的尺寸和形狀以被安 裝并為加熱器組件14提供支撐以便對汽車座椅的所需區(qū)域進行加熱。
[0026] 在其優(yōu)選的實施例中，加熱器組件14是自動調(diào)節(jié)的加熱器，當其溫度增加時，提 供較少的熱并消耗較少的電流，并在低溫時提供更多的熱并消耗較多的電流。加熱器組 件14包括絲網(wǎng)印制銀或類似物的導電層30,該導電層形成多個傳導總線32,傳導軌跡 34(conductivetrace)以及用來將操作電流提供給加熱器的電連接終端36, 38。材質(zhì)為碳 或類似物的電阻層40被施加在導電層30上以在加熱器組件14的表面提供連續(xù)的熱分布。 電阻層40可以包括正溫度系數(shù)材料，以便當溫度增加時，提供增加的電阻，從而提供一種 自動調(diào)節(jié)加熱器?？蛇x擇地，也可以使用被連接到電控制器的固定電阻的電阻層來調(diào)節(jié)熱 度（heatlevel)。電阻層40可以包括單段電阻材料或可以包括施加到導電層30的所選區(qū) 域的多個分離的段。
[0027] 適當?shù)募訜崞鹘M件14的制造方式和結構，包括其導電層30和電阻層40的結構， 對本領域技術人員來說是眾所周知的，并且可以采用超出附圖中舉例目的示出的具體實施 例的各種形式，形狀和結構。例如，可以產(chǎn)生各種圖形和空隙以在加熱的所需區(qū)域中符合座 椅，以及在最終結構中提供充分的柔韌性和彈性。
[0028] 組合式座椅加熱器和乘客感應天線10的加熱器側(cè)可以包括在加熱器組件14之上 的粘合劑層42和粘附到粘合劑層42的織物層44。粘合劑層42可以是加熱器組件14和織 物層44之間的接觸點或壓敏粘合劑或其他適當?shù)恼澈蟿？椢飳?4可以，例如是用于覆 蓋和保護座椅加熱器組件14的低延展性的聚酯纖維或其他適當?shù)目椢铩?br> [0029] 在示出的例舉的實施例中，乘客感應天線組件16包括施加到基板12上的與座椅 加熱器組件14相反側(cè)上的多個層。鄰近基板12的第一層是施加到基板12的接地平面導體 層50,并且可以包括聚合物厚膜絲網(wǎng)印刷層，銀固體層，金屬薄片或者其他適當?shù)膶щ娊拥?層?？蛇x擇地，商標為Mylar?的金屬化薄片，或者金屬片可以用作接地平面導體層50,接 地平面導體層通過金屬化粘結或者其他適當?shù)膶訅禾幚泶娼z網(wǎng)印刷施加到基板12上。
[0030] 電絕緣層52被施加到接地平面導電層50上。絕緣層52是可通過前面提到的聚 合物厚膜絲網(wǎng)印刷技術施加的印刷的絕緣體（printeddielectric)。也可以使用通過其他 工藝，例如層壓，施加的其他材料。絕緣體隔離層52提供接地平面層50和導電的天線層60 之間的電絕緣。絕緣體隔離層52防止接地平面層50和天線層60之間短路。因此，絕緣體 隔離層52應當具有適當?shù)暮穸葋硖峁┏浞值膹姸群蛷椥远淮嬖谄屏选?br> [0031] 天線層60是電容器系統(tǒng)乘客感應器的一部分，并且包括施加到絕緣體隔離層52 的導電層。例如，天線層60可以由印刷在期望的結構上的銀構成，并且可以包括連接到天 線主體或板66的電路接頭62,64。板66的尺寸和形狀可以根據(jù)本發(fā)明的一種應用和使用 到其他應用或使用而進行改變。
[0032] 接地平面導電層50和絕緣體隔離層52可以具有與天線層60相似的尺寸、形狀和 結構。可選擇地，接地平面導電層50和絕緣體隔離層52可以具有比天線60更大的尺寸并 且可以被施加到基板12的第二表面22的基本上全部面積。在座椅加熱器組件14和乘客 感應天線60之間可具有其他類型的屏障和/或絕緣層以最小化座椅加熱器運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的對 天線功能的潛在的干擾。例如，基板12的厚度和構成可以被選擇以降低對其與插入到基板 和天線之間的分離的接地平面層和絕緣體隔離層的配合的潛在干擾或者降低其與插入到 基板和天線之間的分離的接地平面層和絕緣體隔離層的位置的潛在干擾。
[0033] 組合式座椅加熱器和乘客感應天線10的天線組件側(cè)可以進一步包括粘結劑層 70,通過該粘結劑層，組合式座椅加熱器和乘客感應天線10可以被粘結到將在組合式加熱 器和乘客感應天線10中使用的泡沫墊或其他座椅結構。組合式座椅加熱器和乘客感應天 線10兩側(cè)中的任意一側(cè)或兩側(cè)上可提供其他的外部密封和/或保護層。
[0034] 本領域技術人員將理解的是，此處描述的加熱器，天線和其他導電層可以包括由 導電金屬例如銅，銀，金，鋁，碳或石墨材料制成的電導體。進一步已知的是，用作電導體的 導電材料可以由聚合物模型中非常小片狀的材料制成。如果這個材料被過分拉緊或者經(jīng)受 重復拉伸，該導電層可能開裂，從而導致不良的電弧。為了幫助減輕潛在的開裂，上面描述 的各種層（包括基板12)中和各處可以具有縫隙。在必要時，縫隙可以包括孔，矩形孔或不 規(guī)則的孔以提供所需位置處的所需彎曲度。開口可以以相同的尺寸，形狀和結構在多個層 中進行延伸；或者開口可以在一層與另一層之間在尺寸，形狀和結構上進行改變。
[0035] 前述變化和修改都在本發(fā)明范圍內(nèi)。應當理解的是，在此處公開和限定的本發(fā)明 涵蓋從文中和/或圖中提到或顯然的兩個或更多的獨立特征的所有可選擇的組合。所有這 些不同組合構成本發(fā)明各種可選擇的方面。文中描述的具體實施例說明了為實施本發(fā)明的 最好的方式，并且能使本領域中其他技術人員可以利用本發(fā)明。權利要求應當理解為包括 由現(xiàn)有技術所以允許的可選擇的實施例的程度。
[0036] 下面的權利要求書中提出本發(fā)明的各種特征。
【權利要求】
1. 一種組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括： 具有相反的第一和第二側(cè)的電絕緣基板； 施加到所述基板的所述第一側(cè)的座椅加熱器組件； 施加到所述基板的所述第二側(cè)的電容器系統(tǒng)乘客感應天線；以及 干擾降低結構，插入在所述基板和所述天線之間，以最小化座椅加熱器組件運轉(zhuǎn)產(chǎn)生 的對所述天線功能的潛在的干擾。
2. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括插入在所述座椅加熱器 組件和所述天線之間的接地平面層。
3. 權利要求2所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述接地平面層包括由導電 材料制成的絲網(wǎng)印刷層。
4. 權利要求2所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述接地平面層包括層壓到 所述基板的金屬薄片。
5. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括插在所述座椅加熱器組 件和所述天線之間的電絕緣層。
6. 權利要求5所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述電絕緣層包括印刷絕緣 層。
7. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括插在所述加熱器組件和 所述天線之間的接地平面層和電絕緣層。
8. 權利要求7所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述接地平面層包括施加在 所述基板上的印刷導體；并且所述絕緣層包括施加到所述接地平面層的印刷絕緣體。
9. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述座椅加熱器組件包括施 加到所述基板的印刷導電層和印刷電阻層。
10. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述座椅加熱器組件和所 述天線包括施加在所述基板的相反兩側(cè)上的聚合物厚膜印刷層。
11. 權利要求10所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括所述基板和所述天線 之間的聚合物厚膜印刷接地平面層。
12. 權利要求10所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括所述基板和所述天線 之間的聚合物厚膜印刷絕緣層。
13. 權利要求12所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括在所述基板和所述聚 合物厚膜印刷絕緣層之間的聚合物厚膜印刷接地平面層。
14. 權利要求1所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括： 所述座椅加熱器組件包括在所述基板的所述第一和第二側(cè)之一側(cè)上的聚合物厚膜印 刷座椅加熱器導電層，所述座椅加熱器導電層限定多個導電軌跡； 所述座椅加熱器組件進一步包括在所述座椅加熱器導電層上的聚合物厚膜印刷座椅 加熱器電阻層； 所述干擾降低結構包括施加到所述基板的所述第一和第二側(cè)之另一側(cè)上的印刷接地 平面層和印刷絕緣層中的至少一個；以及 所述電容器系統(tǒng)乘客感應天線包括施加到印刷接地平面層和印刷絕緣層中的所述至 少一個上的聚合物厚印刷膜。
15. 權利要求14所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括施加到所述基板的所 述第一和第二側(cè)之另一側(cè)上的聚合物厚膜印刷接地平面層。
16. 權利要求14所述的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，所述天線施加到所述印刷 絕緣層。
17. 權利要求14的組合式座椅加熱器和乘客感應天線，包括施加到所述基板的所述第 一和第二側(cè)之另一側(cè)上的聚合物厚膜層印刷接地平面層；施加到所述接地平面層的聚合物 厚膜印刷絕緣層；以及施加到所述印刷絕緣層的所述天線。
18. -種用于制造組合式座椅加熱器和乘客感應天線的方法，所述方法包括如下步 驟： 提供具有相反的第一和第二側(cè)的電絕緣基板； 在所述基板的第一和第二側(cè)中的一側(cè)上印刷座椅加熱器組件； 在所述基板的第一和第二側(cè)的另一側(cè)上印刷電容器系統(tǒng)乘客感應天線；以及 在所述基板和所述天線之間提供干擾降低結構以最小化所述座椅加熱器組件運轉(zhuǎn)產(chǎn) 生的對所述天線功能的潛在的干擾。
19. 權利要求18所述的方法，所述印刷電容器系統(tǒng)乘客感應天線組件的步驟包括印刷 天線和印刷接地平面導體層和隔離絕緣層中的至少一個。
20. 權利要求19所述的方法，包括在第一和第二側(cè)的另一側(cè)上印刷接地平面導體層； 在接地平面層上印刷絕緣層以及在絕緣層上印刷天線。
【文檔編號】G01G19/414GK104494487SQ201410640293
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2009年11月25日 優(yōu)先權日:2008年12月3日
【發(fā)明者】邁克爾·M.·庫邦, 愛德華·F.·伯爾加耶夫斯基 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司