БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ И СПОСОБ СБОРКИ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ СРЕДСТВАМИ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2014 года по МПК B60R21/01 G01D11/24 G01P1/02 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к блоку управления средствами безопасности для автомобиля и к соответствующему способу сборки подобного блока управления согласно ограничительным частям соответствующих независимых пунктов формулы изобретения.

Из ЕР 0927508 В1 известен блок управления подушкой безопасности, который имеет печатную плату, предназначенную для размещения различных электронных компонентов и помещенную в корпус, снабженный крышкой. Для закрепления корпуса на автомобиле крышка корпуса имеет крепежные лапки или фланцы, которыми, кроме того, задается ориентация блока управления. Подобная строго определенная ориентация блока управления является обязательной, поскольку обычно применяемый датчик ускорения имеет заданное направление чувствительности. Печатная плата крепится в корпусе винтами.

Краткое изложение сущности изобретения

Преимущество предлагаемого в изобретении блока управления средствами безопасности для автомобиля, соответственно предлагаемого в изобретении способа сборки подобного блока управления с отличительными признаками, представленными в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения, перед известным из уровня техники решением состоит в том, что одновременно со сборкой блока управления закрепляют также печатную плату, а соответствующие соединительные средства служат также для закрепления блока управления на автомобиле. Тем самым достигается исключительно экономичное решение, позволяющее уменьшить количество рабочих операций и тем не менее обеспечивающее прочное и надежное соединение крышки корпуса, дна корпуса и печатной платы блока управления с кузовом автомобиля с силовым замыканием.

Для соединения между собой пластмассовой крышки, пластмассового дна и по меньшей мере одной печатной платы с силовым замыканием особенно предпочтительно при этом использовать максимум три соединительных средства. Более же предпочтительно использовать только два соединительных средства, что позволяет дополнительно снизить издержки.

Благодаря тому, что при сборке блока управления его одновременно с силовым замыканием закрепляют на автомобиле, пластмассовую крышку, пластмассовое дно и печатную плату можно предварительно фиксировать друг с другом. Для такой предварительной фиксации можно использовать другие соединительные средства, более простые по своему конструктивному исполнению по сравнению с максимум тремя соединительными средствами, предназначенными для сборки блока управления и его соединения с кузовом автомобиля с силовым замыканием. В качестве примера таких соединительных средств можно назвать пружинные зажимы, скобы и иные аналогичные средства. Вместе с тем для предварительной фиксации можно использовать и максимум три соединительных средства, применяемых для сборки блока управления и его закрепления на кузове автомобиля.

Благодаря обеспечиваемой таким путем двух- или трехточечной фиксации блока управления обеспечивается надежное выполнение датчиком ускорения своей функции в блоке управления средствами безопасности. Благодаря непосредственному соединению по меньшей мере одной печатной платы соединительными средствами с корпусом и дном подавляется передача на нее вибраций и резонансных колебаний или отрицательное влияние на нее механических компонентов. Известное из уровня техники решение, согласно которому печатную плату сначала привинчивают в блоке управления подушкой безопасности, может после закрепления блока управления на автомобиле привести к воздействию резонансных колебаний на печатную плату. Такие резонансные колебания могут отрицательно сказываться на передаточной функции, которая описывает передачу замедлений кузова автомобиля на печатную плату, а тем самым и на датчик ускорения. Согласно же изобретению окончательное соединение между собой компонентов блока управления соединительными средствами происходит при его закреплении на автомобиле. Благодаря этому обеспечивается непосредственное присоединение по меньшей мере одной печатной платы к автомобилю. Тем самым резонансные колебания, создаваемые механическими деталями, не могут оказывать никакого значительного влияния на печатную плату.

Согласно настоящему изобретению блок управления представляет собой электрический прибор, который обрабатывает сигналы датчика, такие как сигналы датчика ускорения, и в зависимости от результатов их обработки при необходимости формирует управляющие сигналы на срабатывание или активизацию средств безопасности. Под средствами безопасности подразумеваются средства активной и пассивной безопасности. К средствам безопасности в соответствии с этим относятся такие средства пассивной безопасности, как подушки безопасности, преднатяжители ремней безопасности, активные подголовники или иные активные компоненты сидений, а также средства защиты пешеходов, тормоза и системы стабилизации курсовой устойчивости автомобиля.

По меньшей мере одна печатная плата представляет собой подложку с электрическими соединениями, на которой размещены или смонтированы электрические, а также электронные компоненты, которые соединены между собой указанными электрическими соединениями. При этом на по меньшей мере одной печатной плате могут быть предусмотрены датчики столкновения, такие как датчики ускорения или датчики корпусного шума, связанные со схемой обработки, такой, например, как микроконтроллер, а также схема управления для формирования управляющих сигналов. На такой печатной плате могут быть смонтированы и другие необходимые для работы блока управления компоненты. Обычно электрические и электронные компоненты монтируют, соответственно закрепляют на печатной плате путем пайки, приклеивания или запрессовки. Возможно также использование в этих целях клеммового или зажимного соединения. Тем самым электрические компоненты можно закреплять на печатной плате неразъемными соединениями (соединениями присадочным материалом), а также соединениями с силовым замыканием. Печатная плата может быть выполнена из пластмассы, керамики или иных приемлемых изолирующих материалов, при этом соединительные металлизации обычно служат в качестве электрических соединений между электрическими элементами. Однако для образования электрических соединений можно использовать и иные материалы.

Согласно изобретению блок управления имеет пластмассовую крышку и пластмассовое дно, которые охватывают по меньшей мере одну печатную плату и между которыми она тем самым расположена. Крышку и дно можно при этом изготавливать из таких материалов, как PBT-GF30 и РА66 GF30. При необходимости в состав таких материалов для улучшения их электроэкранирующих свойств, т.е. для улучшения электромагнитной совместимости, можно вводить соответствующие добавки.

В качестве максимум трех соединительных средств можно использовать, например, винты, как это указано в зависимых пунктах формулы изобретения, но можно также использовать заклепки, зажимы или иные соединительные средства, обеспечивающие соединение с силовым замыканием, в том числе, например, гайки со шпильками. Обычно максимум три соединительных средства, используемых для соединения с кузовом автомобиля с силовым замыканием, должны для возможности их соединения с кузовом автомобиля выступать из дна корпуса, соответственно из крышки корпуса.

Под сборкой согласно изобретению подразумевается соединение пластмассовой крышки, пластмассового дна и по меньшей мере одной печатной платы с силовым замыканием с использованием максимум трех соединительных средств.

Различные предпочтительные варианты выполнения блока управления, соответственно варианты осуществления способа сборки блока управления средствами безопасности для автомобиля, заявленные в независимых пунктах формулы, представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы.

В одном из таких предпочтительных вариантов максимум три соединительных средства выполнены в виде винтов. При этом возможно использование винтов самых различных типов. Резьбовые соединения винтами надежны и экономичны в их выполнении.

Помимо этого, предпочтителен вариант, в котором для каждого из максимум трех соединительных средств предусмотрено по одной втулке в пластмассовой крышке и по одной втулке в пластмассовом дне. Сказанное означает, что для одного соединительного средства, такого как винт, и в пластмассовой крышке, и в пластмассовом дне предусмотрено по втулке. Резьба в этом случае расположена под блоком управления в кузове автомобиля. Резьбу можно предусматривать и во втулках. Тем самым возможно получение надежного резьбового соединения с силовым замыканием. Иными словами, из расчета на каждое соединительное средство предусмотрено по две втулки. Втулки можно закреплять в пластмассовой крышке и в пластмассовом дне различными способами. Особый вариант при этом заключается во встраивании втулок в пластмассовую крышку и в пластмассовое дно путем запрессовки или путем заливки пластмассой (при этом втулку в качестве закладного элемента помещают в пресс-форму, в которую впрыскивают расплав пластмассы). Предпочтителен же вариант с заливкой втулок пластмассой при изготовлении пластмассовой крышки и с запрессовкой втулок в пластмассовое дно.

При этом втулка может несколько выступать из дна корпуса. По причине коробления пластмассовых деталей и обусловленных производственными допусками погрешностей их формы и размеров соответствующая втулка, которая по меньшей мере частично является электропроводной и поэтому преимущественно изготовлена из металла, должна для возможности ее надежного соединения с "массой" несколько выступать из пластмассового дна.

Благодаря этому обеспечивается прилегание втулки к кузову автомобиля по плоскости.

В предпочтительном варианте по меньшей мере одно из максимум трех соединительных средств обеспечивает электрическое соединение печатной платы. При использовании металлических винтов в качестве соединительных средств сказанное означает, что через эти соединительные средства печатная плата электрически подсоединена к кузову автомобиля и тем самым надежно соединена с "массой". Благодаря "сэндвичевой" конструкции, состоящей из втулки в корпусе, печатной платы и втулки в дне и создаваемой при резьбовом соединении указанных компонентов между собой и с кузовом автомобиля, печатная плата оказывается электрически подсоединена к кузову автомобиля (соединение с "массой").

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - схематичный вид в разрезе предлагаемого в изобретении блока управления,

на фиг.2 - увеличенный фрагмент предлагаемого в изобретении блока управления, изображенного в указанном выше разрезе, и

на фиг.3 - блок-схема, на которой представлены стадии предлагаемого в изобретении способа.

На фиг.1 в разрезе показан предлагаемый в изобретении блок 100 управления в собранном и соединенном с кузовом 103 автомобиля состоянии. В рассматриваемом варианте блок 100 управления скреплен воедино, а также закреплен на кузове 103 автомобиля с силовым замыканием двумя парами втулок 105, 106, 109 и 110 и пропущенными через них винтами 104. Для этого кузов автомобиля снабжен также соответствующими резьбовыми отверстиями. Такие резьбовые отверстия могут быть также выполнены, например, в резьбовых втулках, запрессованных в кузов. В данном случае на чертеже показан только один винт 104.

При сборке блока управления винт 104 пропускают через втулку 105 в пластмассовой крышке 101, через отверстие в печатной плате 108 и через следующую втулку 106 в пластмассовом дне 102 и затем ввинчивают в соответствующее резьбовое отверстие в кузове автомобиля. Таким путем пластмассовую крышку 101, печатную плату 108 и пластмассовое дно 102 соединяют между собой и с кузовом 103 автомобиля с силовым замыканием. Помимо этого, втулка 106 и/или винт 104 могут/может обеспечивать электрическое соединение печатной платы 108 с кузовом 103 автомобиля, а тем самым и ее соединение с "массой". Соединение печатной платы 108 с "массой" может также обеспечиваться за счет минимального выступа 107 втулки. Соответствующее соединение выполняют также с использованием другой пары втулок 109 и 110, в соответствии с чем в рассматриваемом варианте используют только два соединительных средства.

На фиг.2 в увеличенном масштабе показано резьбовое соединение 200 винтом 201, а также обозначены соответствующие силы, действующие на кузов автомобиля и на печатную плату. Винт 201 в данном случае также соединяет крышку 206 корпуса, печатную плату 204 и пластмассовое дно между собой и с кузовом 205 автомобиля. Для этого при сборке блока управления винт пропускают через втулку 202 в пластмассовой крышке 206 и через втулку 203 в пластмассовом дне и ввинчивают в кузов автомобиля. Как показано на фиг.2, действующие в кузове автомобиля в вертикальном и в продольном направлениях автомобиля силы F_KY, соответственно F_KX передаются через его соединение с печатной платой с силовым замыканием на нее, в результате чего возникают соответственно ускорение F_LY в вертикальном и ускорение F_LX в продольном направлениях автомобиля, соответствующие в этом случае друг другу. Сказанное относится и к ускорению в поперечном направлении автомобиля, которое обращено в плоскость чертежа перпендикулярно ей.

На фиг.3 показана блок-схема, на которой представлены стадии предлагаемого в изобретении способа сборки предлагаемого в изобретении блока управления. На стадии 300 предварительно фиксируют между собой пластмассовую крышку, по меньшей мере одну печатную плату и пластмассовое дно, после чего на следующей стадии 301 предварительно зафиксированные таким путем компоненты блока управления соединяют между собой, а именно: с использованием максимум трех соединительных средств, а также затем соединяют с кузовом автомобиля с силовым замыканием.

Изобретения относятся к блоку управления средствами безопасности для автомобиля и соответствующему способу сборки подобного блока управления. При этом, по меньшей мере, одну печатную плату для размещения электрических компонентов располагают между пластмассовой крышкой и пластмассовым дном. Для соединения между собой пластмассовой крышки, пластмассового дна и, по меньшей мере, одной печатной платы предусмотрено максимум три соединительных средства, которые дополнительно предназначены для соединения блока управления с кузовом автомобиля с силовым замыканием. Обеспечивается прочное и надежное соединение элементов при уменьшении количества рабочих операций при сборке. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Блок управления (100) средствами безопасности для автомобиля, имеющий, по меньшей мере, одну печатную плату (108, 204) для размещения электрических компонентов, пластмассовую крышку (101, 206) и пластмассовое дно (102), между которыми расположена, по меньшей мере, одна печатная плата (108, 204), и максимум три соединительных средства (104, 201), предназначенных для соединения блока управления с кузовом автомобиля (103, 205) с силовым замыканием, причем соединительные средства (104, 201) выполнены в виде винтов, отличающийся тем, что указанные соединительные средства (104, 201) соединяют между собой пластмассовую крышку (101, 206), пластмассовое дно (102) и, по меньшей мере, одну печатную плату (108, 204).

2. Блок управления по п.1, отличающийся тем, что для каждого из максимум трех соединительных средств (104, 201) предусмотрено по одной встроенной в пластмассовую крышку (101, 206) и по одной запрессованной в пластмассовое дно (102) втулке (105, 106, 109, 110, 202, 203).

3. Блок управления по п.2, отличающийся тем, что по одной из расчета на каждое соединительное средство втулке запрессовано в пластмассовую крышку (101, 206) и в пластмассовое дно (102).

4. Блок управления по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна печатная плата (108, 204) электрически соединена с, по меньшей мере, одним из максимум трех соединительных средств (104, 201).

5. Способ сборки блока управления (100) средствами безопасности для автомобиля, заключающийся в том, что, по меньшей мере, одну печатную плату (108, 204) для размещения электрических компонентов, пластмассовую крышку (101, 206) и пластмассовое дно (102) при расположении, по меньшей мере, одной печатной платы (108, 204) между пластмассовой крышкой (101, 206) и пластмассовым дном (102) соединяют между собой максимум тремя соединительными средствами (104, 201), которые дополнительно используют для соединения блока управления с кузовом автомобиля (103, 205) с силовым замыканием.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве трех соединительных средств (104, 201) используют винты или гайки со шпильками.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что для каждого из максимум трех соединительных средств (104, 201) предусматривают по одной встраиваемой в пластмассовую крышку (101, 206) и по одной встраиваемой в пластмассовое дно (102) втулке (105, 106, 109, 110, 202, 203).

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что по одной из расчета на каждое соединительное средство втулке встраивают в пластмассовую крышку и в пластмассовое дно путем запрессовки и/или заливки пластмассой.

9. Способ по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что путем соединения между собой пластмассовой крышки (101, 206), пластмассового дна (102) и, по меньшей мере, одной печатной платы (108, 204) максимум тремя соединительными средствами (104, 201) электрически соединяют между собой, по меньшей мере, одну печатную плату (108, 204) и, по меньшей мере, одно из максимум трех соединительных средств (104, 201).