用于控制到车辆座椅内空气单元的空气供给的SMA阀制造技术

本发明专利技术针对一种用于控制到车辆座椅内空气单元的空气供给的SMA阀，包括控制单元和温度传感器，该控制单元布置成在预定循环中打开阀，通过向SMA线供给启用电源，每个循环具有预定启用开始和停止时间，SMA线又作用在阀元件上以对于每次循环在SMA线达到阈值温度缩短时打开阀，温度传感器用于感测SMA线周围的环境温度。根据本发明专利技术，控制单元布置成接收来自温度传感器的温度信号并根据由温度传感器感测的温度确定启用延迟时间和停用延迟时间，并分别对启用延迟时间和停用延迟时间矫正启用开始时间和期待能够停止时间，以提供矫正的启用开始时间和矫正的启用停止时间以用于下一次循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于控制车辆座椅内空气单元的空气供给的SMA阀，包括布置成在预定循环中打开阀的控制单元和温度传感器，每个循环通过向SMA先供给电启用电源而具有预定启用开始和停止时间，SMA线又在达到阈值温度SMA线缩短时作用在阀元件上以对每个循环打开阀，温度传感器用于感测SMA线周围的环境温度。机动车辆的驾驶员和乘客尤其在驾驶长距离时，通常经受由于就座于车辆座椅内时长期的静态姿势造成的不适。这不仅感到不舒服且造成例如背痛，而且还导致健康的永久性伤害，特别是职业司机，如出租车、卡车和公交车司机。为了提供补救，汽车工业从某时提供具有可调节腰部空气支承和靠垫以及座椅靠背内的一体式按摩系统。座椅内的腰部支承靠垫通过用加压空气充胀它们并在所需状态将它们关闭来充胀空气单元来调节。在按摩系统中，各系列的空气单元顺次充胀和放泄以提供按摩效果。用于车辆座椅的按摩系统例如在US5,135,282A中公开。一系列可充胀空气单元靠近座椅靠背覆盖物的内表面沿座椅靠背设置。供给线结构从泵接收压缩空气并将该压缩空气供给到各空气单元以顺次充胀/放泄该系列的空气单元。为此目的，供给线结构包括将串联的各空气单元互联的公共供给线以及将该系列的空气单元互联的排气或通气管线，该排气管线能够向环境打开进行通气以将空气单元放泄。为了形成沿从座椅靠背下端处第一单元开始且一个单元接一个单元持续到座椅靠背上端的最后一个单元的所述系列的空气单元的传播顺序充胀，设置多个可控阀和控制单元。原理上，有每个空气单元上游的可控阀以允许单独控制每个单元的充胀/放泄，以及控制通气的其它阀。由于按摩系统中各空气单元的数量是相当多的，例如一个车辆座椅24个空气单元，各阀的数量相应地多。类似的，在具有可调节腰部支承和靠垫的车辆座椅中，存在阀以打开空气单元来供给加压空气直到所需压力水平，并在所需压力水平下关闭空气单元。电磁阀技术上非常适合用作车辆座椅的按摩系统和腰部支承以及靠垫系统中的可控阀。通常，在该领域中采用常闭型电磁阀，其中柱塞被弹簧推压，使得柱塞的密封表面被压到阀上以将阀保持在关闭状态。通过向阀的螺线管施加电流，柱塞通过电磁作用抵抗弹簧的偏置力被抬离阀座，且当电流供应通过控制单元停止时，柱塞通过弹簧力立即返回到其密封位置。电磁阀因此可通过控制单元以精确时序操作，在必须实现一系列相继空气单元的所需顺序的充胀/放泄的情况下，这在座椅按摩系统中是非常重要的。另一方面，电磁阀相对昂贵、体积大且重，使得尤其对于利用大量阀的车辆座椅按摩系统来说替代的更简单的阀设计会是有用的。另一类型的可控阀是所谓的SMA阀，其中SMA代表“形状记忆合金”。SMA阀包括壳体、柱塞、将柱塞推压到关闭位置的弹簧、以及能够作用在柱塞上的致动器，使得致动器在启用时在柱塞上施加力，将柱塞远离阀座移动到打开位置并只要致动器启用就将其保持在该位置。在该情况下，致动器包括由形状记忆合金制成的构件，通常是这种材料的金属线或这种材料的小窄条。SMA材料在阈值温度下改变其微观结构，使得SMA构件在超过阈值温度时缩短。具体来说，SMA材料在室温下处于具有马氏体特性的金属状态，而该结构在约80℃的阈值温度下转变成奥氏体结构。由于该转变，SMA线缩短，其中该缩短用于提供作用在柱塞上的力以将其移动到打开位置。例如在DE102005060217Al中描述了一种SMA阀。公开的SMA阀具有SMA线，该SMA线在其相对端固定在安装于壳体内的印刷电路板。在其中心位置，SMA线与印刷电路板的平面间隔开，使得其具有倒V形状，其中SMA线的倒V的顶点连接到柱塞。为了启用SMA线以执行转变，将电流供应到SMA线以增加其温度超过阈值温度。SMA线的缩短导致垂直于且引导到印刷电路板的力，使得SMA线将柱塞拉向印刷电路板并拉离阀座。由于在通常应用中，SMA线的直径相当小，通常小于0.1mm，必须注意限制到SMA线的电源供给，使得其超过阈值温度，但恰好处于线会融化的温度以下。为此目的，上述类型的已知SMA阀还装备有温度传感器以感测SMA线周围的环境温度。根据SMA线的环境温度，然后确定需要多少能量来安全地加热SMA线超过其阈值温度但保持其恰好低于融化温度。给定环境温度下适当的电源供给可例如取自存储在控制单元内的查询表，该查询表例如已经对于阀中存在的特定SMA线类型经验地确定。SMA阀的缺点在于其启用的时序难以控制。当启用循环通过向SMA线供给特定电源而开始时，其花费一些时间，直到SMA线达到转变温度为止，且因此造成转变到阀的启用状态；该启用延迟时间根据环境温度变化。同样，当启用循环通过停止到SMA线的电源供应而终止时，其花费一些时间直到SMA线通过热交换冷却到其阈值温度以下为止。当然，该冷却时间或停用延迟时间还取决于环境温度，甚至比启用延迟时间程度更大。出于这些原因，SMA阀通常不用于按摩系统，因为不能实现各个空气单元充胀/放泄循环的所需时序。对于车辆座椅的腰部支承或靠垫的应用中，时序方面较不关键。但是，在这些应用中，可以在例如乘客致动腰部支承以将其放泄时，实际放泄不会立即开始，当乘客有第一次致动尝试失效的印象时，这会引起重复进一步致动，这是恼人的。本专利技术的目的是提供SMA阀和以改进控制特性控制SMA阀的方法，改进的控制特性的形式为缩短的启用延迟和停用延迟时间，这使得它们适于启用车辆座椅按摩系统和车辆座椅的腰部支承和靠垫的应用。该目的通过包括权利要求1特征的SMA阀和包括权利要求7特征的方法来实现。本专利技术的较佳实施例在从属权利要求中阐述。根据本专利技术，SMA阀的控制单元布置成使用从温度传感器接收的温度信号并根据由温度传感器感测的温度确定启用延迟时间和停用延迟时间。对于特定类似类型的SMA阀，取决于温度的延迟时间可通过改变环境温度的同时重复测量延迟时间事先经验地确定。时间依赖性可例如存储成查询表的形式，该查询表将温度与启用延迟时间和停用延迟时间关联。实践中，实际相关温度的温度范围可分成例如1℃宽度的多个温度间隔，且对于每个间隔，相关的平均启用延迟时间和平均停用延迟时间存储在查询表中。或者可根据温度拟合启用和停用延迟时间的经验数据，且拟合函数参数可由控制单元使用通过对当前测得的具体温度应用逆函数来计算启用延迟时间和停用延迟时间。控制单元然后还布置成矫正用于启用延迟时间的启用开始时间并矫正用于停用延迟时间的启用停止时间以提供矫正的启用开始和停止时间以用于下一次循环。该矫正可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆座椅内空气单元的空气供给的SMA阀，包括布置成在预定循环中打开阀的控制单元以及温度传感器，每个循环通过向SMA线供给启用电源而具有预定启用开始和停止时间，SMA线又在达到阈值温度SMA线缩短时作用在阀元件上以对每个循环打开阀，所述温度传感器用于感测所述SMA线周围的环境温度，其特征在于，所述控制单元布置成接收来自所述温度传感器的温度信号并根据由所述温度传感器感测的温度确定启用延迟时间和停用延迟时间，并分别对与所述启用延迟时间和所述停用延迟时间矫正所述启用开始时间和所述停用开始时间，以提供矫正启用开始时间和矫正启用停止时间以用于下一次循环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制车辆座椅内空气单元的空气供给的SMA阀，包括布置成
在预定循环中打开阀的控制单元以及温度传感器，每个循环通过向SMA线供给
启用电源而具有预定启用开始和停止时间，SMA线又在达到阈值温度SMA线缩
短时作用在阀元件上以对每个循环打开阀，所述温度传感器用于感测所述SMA
线周围的环境温度，其特征在于，
所述控制单元布置成接收来自所述温度传感器的温度信号并根据由所述
温度传感器感测的温度确定启用延迟时间和停用延迟时间，并分别对与所述启
用延迟时间和所述停用延迟时间矫正所述启用开始时间和所述停用开始时间，
以提供矫正启用开始时间和矫正启用停止时间以用于下一次循环。
2.如权利要求1所述的SMA阀，其特征在于，设置感测装置，所述感测
装置感测所述SMA阀的启用和停用以确定所述阀达到打开状态的打开时间和所
述阀开始变换到关闭状态的关闭时间，所述控制单元还布置成对于当前完成的
循环将所述启用开始时间和所述启用停止时间与由所述感测装置确定的所述
打开时间和所述关闭时间比较，并如果发现任何偏差，则对于当前循环中发现
的偏差进一步矫正矫正的启用开始时间和矫正的启用停止时间用于下一循环。
3.如权利要求2所述的SMA阀，其特征在于，所述感测装置是压力传感
器，所述压力传感器感测所述SMA阀的输出侧上的压力，所述输出侧上的压力
对应于所述空气单元内的压力，其中所述控制单元布置成分析取决于时间的传
感器信号来确定所述阀的打开和关闭时间。
4.如权利要求2所述的SMA阀，其特征在于，所述感测装置布置成用于
探测所述阀元件的位置，指示所述阀元件是否处于关闭状态。
5.如权利要求4所述的SMA阀，其特征在于，所述感测装置布置成通过
安装到所述阀元件的导体、通过感测处于所述打开位置所述阀元件的存在的磁
传感器或通过探测所述阀元件处于其打开位置的光屏障探测所述阀元件处于
所述打开位置，所述导体布置成当所述阀元件处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·丹克巴，
申请(专利权)人：康斯博格汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE