CN108688539A - 乘员扶手装置 - Google Patents

Abstract

乘员扶手装置配置成在车辆中使用。乘员扶手装置包括基体、覆盖件和热电模块。基体配置成支承车辆中的乘员的臂部。盖件围绕基体而布置。热电模块配置成对乘员的臂部进行加热和冷却中的至少一种。

Description

乘员扶手装置

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C§119(e)要求于2017年4月4日递交的第62/481,372号美国临时申请的优先权，该申请通过引用明确并入本文。

背景技术

本公开涉及乘员支承件的使用，且具体涉及车辆中的乘员支承件的使用。更具体地，本公开涉及在车辆中乘员使用车辆座椅时对臂部支承件的使用。

发明内容

车辆包括车辆座椅和扶手装置。车辆座椅包括座椅底部和座椅背部。座椅底部联接至车辆的底板以相对于底板移动。座椅背部联接至座椅底部，以远离座椅底部向上延伸并相对于座椅底部移动。扶手装置位于座椅底部和座椅背部的附近，并且配置成支承乘员的臂部。

根据本公开，扶手装置可以或者可以不包括在车辆座椅中。在某些实施方式中，扶手装置联接至座椅背部以与其一同移动。在另一示例中，扶手装置附接或集成到中央控制台中，或者附接或集成到车辆的门上。

在说明性实施方式中，扶手装置可使位于车辆座椅上的乘员所体验到的舒适感最大化。扶手装置能够使乘员进行个人气候控制。当扶手装置处于使用中时，热扶手装置可根据乘员感受到的温度来进行加热或冷却。

在某些实施方式中，热扶手装置可包括一个或多个热电模块。两个或更多个热电模块可以以彼此串联或并联的方式连接和布置。两个或更多个模块可描述为至少一个热电模块阵列。

在某些实施方式中，一个或多个热电模块可与鼓风扇和散热器组合使用。其他实施方式可包括单个热电模块、一个或多个风扇以及一个或多个散热器。两个或更多个散热器可以以彼此串联或并联的方式连接和布置，两个或更多个散热器描述为至少一个散热器阵列。

在说明性实施方式中，一个或多个散热器能够封装在形成于扶手装置中的扶手装置通道的内部。实施方式可包括基于碳的材料，诸如石墨烯板或带。扶手组件中除了织物以外还可包括塑料覆盖件。各种热电功率方案可用于在扶手装置的加热或冷却表面上实现期望的温度均匀性。温度控制***包括加热模式以及用于冷却、关闭和加热操作的开关。

通过考虑举例示出如当前所理解的实现本公开的最佳方式的说明性实施方式，本公开的附加特征将对于本领域技术人员变得显而易见。

附图说明

具体参照附图进行了详细说明，在附图中：

图1是示出根据本公开的乘员将其臂部放置在乘员扶手装置上的立体图；

图2是根据本公开的乘员扶手装置的示意图；

图3是热电模块相对于图2中的扶手装置的扶手基体的位置的示意俯视图；

图4是示出形成在扶手装置中的扶手装置通道内部的散热器的位置和定向的扶手装置立体图；

图5是示出相对于扶手装置上板示例的散热器的立体图；

图6是具有两个热电器件的单个扶手装置的立体图；

图7是热电模块相对于扶手装置基体的位置的俯视图；

图8是四个热电模块相对于扶手基体的位置的俯视图；

图9是根据本公开的扶手装置的立体图；以及

图10是示出与图1和图2中的扶手装置一同使用的三位拨动开关的立体图，三位拨动开关用于冷却位置、加热位置和断路位置。

具体实施方式

如图1所示，乘员扶手装置100包括至少一个热电单元136，热电单元136用于对车辆中支承在扶手装置100上的乘员112的臂部进行加热和冷却。热电单元136包括至少一个热电模块102。至少一个热电模块102可包含两个或更多个热电模块102以形成热电模块阵列104。关于根据本公开的热电模块的公开内容，此处参考于2015年8月6日递交的第2016/0039321号美国申请公开，该申请通过引用以其整体并入本文。热电模块102例如可包括帕尔贴效应元件。

各热电单元136通常可包括其自身的散热器106。当设置有多于一个热电模块102时，可设置两个或更多个散热器106。至少一个散热器106可包括两个或更多个散热器106以形成散热器阵列108。热电模块阵列104的热电模块102和散热器阵列108的散热器106可分别彼此串联或并联连接。同样地，热电模块阵列104的热电模块102和散热器阵列108的散热器106可相对于扶手装置通道130串联布置或并联布置。

当乘员112位于车辆座椅110上时，乘员112可与扶手装置装饰和覆盖材料116直接接触。乘员112可通过温度控制开关124控制乘员扶手装置100的一个或多个表面的温度。温度控制***122包括温度控制开关124以通过有线或无线方式操作温度控制电路，该温度控制电路连接到供乘员112进行交互的温度控制界面128。温度控制界面128可以是用于与乘员扶手装置控制***122交互的任何类型的显示屏或触摸屏。

热电模块102通过在两个电接合点之间传递热来产生温度差进行操作。当电流流过两个导体的接合点时，在一个接合点处热被移除并实现冷却。帕尔贴效应根据控制开关124的位置起作用，以进行冷却、加热或者断开接合。例如在图10中，开关124示出为手动拨动开关。然而，开关124可以是任何类型的开关，而不考虑该开关是手动的、半自动的或全自动的。

温度控制***122使用温度传感器作为输入来进行操作。该输入将与期望温度进行比较，其中，期望温度或者手动设置或者由作为温度控制电路126的一部分的指令自动编程。然后温度控制电路126向控制信号122提供输出，以进行加热、冷却或者在断路位置中保持断开接合。

在冷却模式中，控制开关124接合为向热电模块102提供功率。参照图1，由于珀尔帖效应，热电模块102的上侧的温度降低。底侧的温度降低，且温度变化通过散热器106被分散。可能集成于热电模块102的风扇144穿过散热器进行吹风，以对散热器进行散热。

冷却温度从热电模块102的顶部传递到诸如石墨烯的导电层118，导电层118将温度变化扩散到扶手装置表面。金属板或铝板114被冷却，由此将温度差传递至与布料扶手装置或皮革扶手装置直接接触的表面。

在加热模式中，控制开关124接合以利用冷却模式的反极性将功率发送至热电模块102。参照图1，热电模块102的上侧的温度降低且通过散热器106来分散温度变化。

热传递至诸如石墨烯的导电层118，该导电层118将温度扩散到扶手装置表面。金属板或铝板114被加热，由此将温度差传递至与布料扶手装置或皮革扶手装置直接接触的表面。热敏电阻用于监视表面的热，并且在表面温度超过预定阈值时通过关闭***来调节表面的热。

图2示出乘员扶手装置100，该乘员扶手装置100包括覆盖材料或装饰材料116、铝板114、导电层118、至少一个热电模块102、至少一个散热器106以及连接至扶手装置通道130的扶手装置基体120。覆盖材料或装饰材料116可由包括布或皮革的任何适当的材料构成。铝板114可由任何其他金属材料构成。导电层118可由任何传导性材料组成，包括但不限于石墨烯、石墨、铜以及它们的组合，或者任何其他适当的替代物。散热器106可以是一体结构或由多个部分组成。并且可具有任何适当的形式，包括翅片或管形式。

如图1所示，乘员扶手装置100适合与车辆中的乘员支承件110一同使用。如图1和图2所示，乘员扶手装置100包括基体120、覆盖件116和热电单元136。对于与根据本公开的热电单元有关的公开内容，在此参照于2017年10月18日递交的第15/787,161号美国申请，该申请通过引用以其整体并入本文。

如图1所示，基体120配置成支承车辆中的乘员112的臂部。覆盖件116布置在基体120周围。热电单元136位于基体120与覆盖件116之间，并且配置成通过使传导热传递通过盖件116来选择性地加热和冷却乘员112的臂部。在某些实施方式中，乘员扶手装置100还包括温度控制***122。在如图2所示的说明性实施方式中，基体120包括刚性框架140和在刚性框架140周围延伸的垫142。

例如，覆盖件116可包括诸如布或皮革的饰面材料。覆盖件116可穿孔以使得水分通过覆盖件116排出。

如图2和图5所示，热电单元136包括一个或多个热电模块102、热传递层114、导电层118、鼓风机144和散热器106。热电模块102配置成在热电模块102的第一侧与第二侧之间选择性地传递热，使得第一侧和第二侧中的一侧相对于环境条件被加热，而第一侧和第二侧中的另一侧相对于环境条件被冷却。热传递层114位于覆盖件116与热电模块102之间，以有利于乘员112的臂部与热电模块102之间的热传递。在其他实施方式中，热传递层114、导电层118、鼓风机144和散热器106中的任何一个或多个可从热电单元136中省略。

在如图2所示的说明性实施方式中，热电模块102位于热传递层114与散热器106之间。如图2所示，导电层118可位于热传递层114与热电模块102之间。导电层118可与覆盖件116直接接触。在说明性实施方式中，导电层包括基于碳的材料。在某些实施方式中，导电层118包括石墨烯。在某些实施方式中，导电层118包括石墨。热传递层114包括诸如铜或铝的金属材料。

如图10所示，温度控制***122包括控制器126(有时被称为电路)、温度控制开关124和温度传感器146。控制器126配置成改变热电模块102的功率。在某些实施方式中，温度控制开关124配置成激活控制器126。温度传感器146连接至控制器126并且配置成感测乘员112的臂部和热电单元136中的至少一个的温度。

在某些实施方式中，温度传感器146联接至导电层118。在某些实施方式中，温度传感器146联接至热传递层114。在某些实施方式中，温度传感器146联接至热电模块102。

控制***122配置成接收表示乘员112臂部的温度的臂部温度信号。控制***122配置成将臂部温度信号与表示期望温度的预设信号进行比较。控制***122配置成根据臂部温度信号与预设信号之间的差异来调节热电单元136的功率。具体地，温度传感器146可配置成产生臂部温度信号，其中，臂部温度信号表示支承在扶手装置100上的乘员112臂部的温度。控制器126配置成将臂部温度信号与表示期望温度的预设信号进行比较，并且根据臂部温度信号与预置信号之间的差异来调节热电模块102的功率。控制器126可配置成接收用户输入以设置期望温度。

控制信号122配置成接收表示热电单元136的温度的信号，并且在热电单元136的温度大于预定阈值温度时改变热电单元136的功率。具体地，温度传感器146可配置成生成表示热电单元136的温度的温度信号。控制器126可配置成将温度信号与表示预定阈值温度的预定温度信号进行比较，并且在热电单元的温度大于预定阈值温度时切断热电单元136的功率。

在一些实施方式中，开关124具有断路位置、加热位置和冷却位置。在断路位置中，流向热电模块102的电流被阻断。在加热位置中，具有第一极性电流流向热电模块102。在冷却位置中，具有与第一极性不同的第二极性的电流流向热电模块102。

当热电单元136处于冷却模式时，热电单元136向乘员112提供冰冷感觉，而当热电单元136响应于某一输入处于加热模式时，提供温热感觉。输入可以是用户输入和/或自动输入。热电单元136提供在没有对流热传递的情况下在热电单元136与乘员112之间移动热的器件。热电单元136可包括石墨烯带、热电模块102、散热器和鼓风机单元，以排出在热电单元136处于冷却模式时所产生的热。热电模块136配置成根据所施加的电压的极性为乘员112进行加热或冷却。鼓风机配置成联接到散热器的一侧或其下方。

在说明性示例中，热电模块102包括帕尔贴装置。热电装置102可以是固态装置。在某些实施方式中，热电装置102可包括彼此进一步远离的P和N对以增加热电装置102的尺寸。其结果是与热导电层接触的面积将增加。如图1所示，热电装置102具有大致正方形的表面区域。热传递层114和导电层118相比于热电模块102将热散布到更宽的区域，以提供更大面积的接触。

在某些这种实施方式中，热传递块可联接至热电模块102。热传递块可包括热传导材料。在某些实施方式中，热传递块包括铝合金或任何其他适当的热传导材料。在其他实施方式中，热传递块包括其他适当的热传导材料，例如，基于铜和碳的材料。在某些实施方式中，热传递块是沙漏形状。

诸如热传递层114或导电层118的热传导带可热连接到热传递块或热电模块102。热传导带可远离热电模块102向外延伸，以对比热电模块102的加热面和冷却面区域更大的表面区域进行加热和冷却。热传导带可以是柔性的，且配置成变形以形成乘员112的轮廓。

热传导带可包括第一臂、第二臂和中间部分。热电模块102可联接至中间部分。热传导带的第一臂在第一方向上远离热电模块102而延伸，且第二臂在第二方向上远离热电模块102而延伸。

导电层118和/或热传递层114可包括多层石墨烯。在某些实施方式中，导电层118可包括由聚乙烯构成的外层。在某些实施方式中，每层石墨烯由诸如聚乙烯的聚合材料涂覆。在其他实施方式中，石墨烯层形成石墨带。

在其他实施方式中，热传递层114和/或导电层118可包括铜板、铜编织材料、热传导聚合物、以及基于碳的传导性材料，传导性材料诸如碳纤维织物或石墨织物、编织热解石墨垫和纳米片状石墨烯板。在某些实施方式中，热传递层114和/或导电层118形成为其中包括孔以使得水分和空气穿过。在某些实施方式中，层114、118的侧部为圆齿状。

用于热传递层114和导电层118的热传导材料具有相对高的热传导性并且可以是基于碳的。其中一个示例为石墨烯，其用于在覆盖件之上将温度散发出去。石墨烯是碳的同素异形体，并且其包括单片的石墨。为增加石墨烯板的寿命并提供持续的支持以保持高的热传导性以及为了提供抗磨性，可在石墨烯中添加附加的薄塑料膜层，以对进出车辆的乘员112的持续的应力和张力呈现更大的强度和抗性。基于碳的材料促进直接对传导性材料的整个表面区域进行导热和散热，并减少加强散热的需要。通过传导性和辐射性热传递的结合，能够通过覆盖件将热传递给乘员112，以向乘员112提供温热感觉。

Claims (20)

1.乘员扶手装置，用于与车辆中的乘员支承件一同使用，所述乘员扶手装置包括：

基体，配置成支承车辆中的乘员的臂部，所述基体包括刚性框架以及在所述刚性框架周围延伸的垫子；

覆盖件，布置在所述基体的周围；以及

热电单元，位于所述基体与所述覆盖件之间，所述热电单元配置成通过使传导热传递通过所述覆盖件来选择性地对所述乘员的臂部进行加热和冷却，所述热电单元包括热电模块和热传递层，所述热电模块配置成在所述热电模块的第一侧与第二侧之间选择性地传递热，使得所述第一侧和所述第二侧中的一侧相对于环境条件被加热，而所述第一侧和所述第二侧中的另一侧相对于环境条件被冷却，并且所述热传递层位于所述覆盖件与所述热电模块之间，以有利于所述乘员的臂部与所述热电模块之间的热传递。

2.如权利要求1所述的乘员扶手装置，还包括控制***，所述控制***包括：

控制器，配置成改变所述热电单元的功率；

温度控制开关，配置成激活所述控制器；以及

温度传感器，连接至所述控制器，并且配置成感测所述乘员的臂部和所述热电单元中的至少一个的温度。

3.如权利要求2所述的乘员扶手装置，其中，

所述温度传感器配置成生成表示支承在所述扶手装置上的乘员的臂部的温度的臂部温度信号，以及

所述控制器配置成将所述臂部温度信号与表示期望温度的预设信号进行比较，并根据所述臂部温度信号与所述预设信号之间的差异来调节所述热电模块的功率。

4.根据权利要求3所述乘员扶手装置，其中，所述控制器配置成接收用户输入以设置所述期望温度。

5.如权利要求2所述的乘员扶手装置，其中，

所述温度传感器联接至所述热电单元，并且配置成产生表示所述热电单元的温度的温度信号，以及

所述控制器配置成将所述温度信号与表示预定阈值温度的预定温度信号进行比较，并在所述热电单元的温度大于所述预定阈值温度时切断所述热电单元的功率。

6.如权利要求1所述的乘员扶手装置，其中，

所述热电单元包括鼓风扇和散热器，以及

所述热电模块位于所述热传递层与所述散热器之间。

7.如权利要求6所述的乘员扶手装置，其中，所述热电单元包括位于所述热传递层与所述热电模块之间的导电层。

8.如权利要求7所述的乘员扶手装置，其中，所述导电层包括基于碳的材料。

9.如权利要求8所述的乘员扶手装置，其中，所述热传递层包括金属材料。

10.如权利要求1所述的乘员扶手装置，其中，所述热电单元包括具有石墨烯的导电层。

11.如权利要求1所述的乘员扶手装置，其中，所述热电单元包括具有石墨的导电层。

12.乘员扶手装置，用于与车辆中的乘员支承件一同使用，所述乘员扶手装置包括：

基体，配置成支承车辆中的乘员的臂部；

覆盖件，联接至所述基体；以及

热电单元，位于所述基体与所述覆盖件之间，并且所述热电单元配置成通过使传导热传递通过所述覆盖件来选择性地对所述乘员的臂部进行加热和冷却。

13.如权利要求12所述的乘员扶手装置，其中，

所述热电单元包括热电模块，所述热电模块配置成在所述热电模块的第一侧与第二侧之间选择性地传递热，使得所述第一侧和所述第二侧中的一侧被加热，而所述第一侧和所述第二侧中的另一侧被冷却。

14.如权利要求13所述的乘员扶手装置，其中，所述热电单元包括位于所述覆盖件与所述热电模块之间的导电层。

15.如权利要求14所述的乘员扶手装置，其中，所述热电单元包括热传递层。

16.如权利要求15所述的乘员扶手装置，其中，所述导电层位于所述热电模块与所述热传递层之间。

17.如权利要求16所述的乘员扶手装置，其中，所述导电层包括基于碳的材料，以及所述热传递层包括金属材料。

18.如权利要求12所述的乘员扶手装置，还包括：

控制***，配置成接收表示所述热电单元的温度的信号，并且在所述热电单元的温度大于预定阈值温度时改变所述热电单元的功率。

19.如权利要求12所述的乘员扶手装置，还包括：

控制***，配置成接收表示所述乘员的臂部的温度的臂部温度信号，并且将所述臂部温度信号与表示期望温度的预设信号进行比较，并根据所述臂部温度信号与所述预设信号之间的差异来调节所述热电单元的功率。

20.如权利要求12所述的乘员扶手装置，还包括：

拨动开关，所述拨动开关具有断路位置、加热位置和冷却位置，其中，在所述断路位置中，流向所述热电模块的电流被阻断，在所述加热位置中，具有第一极性的电流流向所述热电模块，以及在所述冷却位置中，具有与所述第一极性不同的第二极性的电流流向所述热电模块。