[发明专利]具有感测能力的传导性加热器

说明书

技术领域

本教导通常涉及包括加热能力和感测能力这两者以使得对乘员的全部或一部分进行感测和加热的装置。

背景技术

本教导基于提供改进型加热器、更优选为用在交通工具中的改进型加热器。一般地，加热器包括形成为图案的导线。在向该导线施加电力的情况下，该导线产生热。该导线还可以配置在含碳材料中，以使得随着该导线的升温，热扩散到该含碳材料中从而对更大区域进行加热。然而，无法始终实现在这些装置中获得均匀加热，并且在加热导线周围可能发生热点。此外，如果加热导线发生断裂，则加热器可能停止进行加热。加热器还可以包括利用正温度系数材料所连接的电极，以使得从一个电极经由正系数材料向另一电极传导电力并且产生热。其它加热器具有将多个长材料编织到一起以形成加热器的编织结构。由于这些材料可能允许沿着一个导线的电流漂移，因此这些加热器可能沿着这些材料中的一个或多个材料产生热点。

除加热器外，还可以在交通工具组件内安装传感器。这些传感器可以是乘员传感器，其中该乘员传感器判断交通工具座椅内的乘员的存在、乘员的重量、乘员的大小或它们的组合，使得例如可以基于所感测到的特性来打开或关闭气囊。典型地，在使用加热器和乘员传感器的情况下，在组件内安装两个独立组件，以使得一个组件产生热并且另一组件进行感测。具有两个独立组件增加了系统的复杂性、提高了安装费用、增加了可能发生故障的组件的数量、增大了包装空间、可能引起这两个装置之间的电气干扰、或者它们的组合等。因此，期望具有包括感测能力的组合式加热器，以使得该加热器可以进行如下这两种操作：加热；以及乘员的存在或乘员的位置或者这两者的感测。

可以在美国专利5,824,996、美国专利5,935,474、美国专利6,057,530、美国专利6,150,642、美国专利6,172,344、美国专利6,294,758、美国专利7,053,344、美国专利7,285,748和美国专利7,838,804中发现加热器的示例，其中所有这些专利全部通过引用包含于此以用于所有目的。可以在美国专利5,006,421和美国专利7,500,536以及美国专利申请公开2009/0255916、美国专利申请公开2011/0290775和美国专利申请公开2013/0020305中发现组合式传感器和加热器的示例。

具有无独立组件的组合式加热器和传感器很具吸引力。具有无需添加任何附加的感测元件而用作传感器的加热器很具吸引力。需要如下的柔性加热器，其中该柔性加热器提供良好的加热性能并且还可用作传感器，以使得可以将加热器/传感器安装在紧凑空间或需要高灵活度的空间或者这两者中。

发明内容

本教导通过提供包括以下的改进型装置来满足本需求中的一个或多个(如果不是所有)：一种组合式的加热器和传感器，包括：(a)加热层、感测层或这两者；(b)一个或多个电力施加部、一个或多个感测施加部或这两者；其中，所述加热层和所述感测层位于同一面内，以及所述加热层是包括多个金属化纤维的无纺层，其中所述多个金属化纤维随机地取向而形成所述加热层，以使得在施加电力时，所述加热层提供热。

这里的教导提供一种传感器，包括：(a)无纺感测层，其具有：(i)随机取向的多个个体纤维；以及(ii)散布在随机取向的所述多个个体纤维之间的多个空隙和/或孔隙；以及(b)一个或多个电力施加部，其使所述感测层连接至信号源，以使得所述传感器感测乘员的存在、与所述传感器的接触或这两者。

这里的教导提供一种方法，包括以下步骤：(a)将组合式的加热器和传感器安装在机动车的组件中；(b)向所述组合式的加热器和传感器提供电力，以使得所述组合式的加热器和传感器的加热层产生热；(c)向所述组合式的加热器和传感器提供信号，以使得所述组合式的加热器和传感器的感测层产生用于判断乘员的存在、乘员与所述机动车的所述组件之间的接触或者这两者的信号；以及(d)针对乘员、没有乘员、所述组件与乘员之间没有接触或者它们的组合的情况而监测所述信号。

这里的教导通过提供无独立组件的组合式加热器和传感器出人意料地解决了这些问题中的一个或多个。这里的教导提供用作传感器而无需添加任何附加的感测组件的加热器。这里的教导提供如下的柔性加热器，其中该柔性加热器提供良好的加热性能并且还可用作传感器，以使得可以将加热器/传感器安装在紧凑空间或需要高灵活度的空间或者这两者中。

附图说明

图1示出这里的教导的加热器的红外图像；

图2示出这里的教导的加热器/传感器；

图3A示出图2的电力施加的近视图；