блок управления средствами безопасности для автомобиля и способ сборки подобного блока управления

Формула изобретения

1. Блок управления средствами (PS) безопасности для автомобиля (FZ), имеющий по меньшей мере одну печатную плату для размещения электронных компонентов, а также пластмассовую крышку и пластмассовое дно, между которыми расположена по меньшей мере одна печатная плата и которые образуют корпус блока (ABECU) управления, каковой корпус для его последующего монтажа предварительно зафиксирован по меньшей мере одним выполненным без применения инструмента соединением с силовым и/или геометрическим замыканием.

2. Блок управления по п.1, отличающийся тем, что в результате предварительной фиксации корпуса предварительно зафиксирована также печатная плата.

3. Блок управления по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно соединение представляет собой соединение на защелкивающемся фиксаторе и/или сварное соединение и/или клеевое соединение.

4. Блок управления по п.2 или 3, отличающийся тем, что при предварительной фиксации корпуса по меньшей мере одна печатная плата удерживается в предварительно зафиксированном положении по меньшей мере одним держателем, который расположен на пластмассовой крышке или на пластмассовом дне.

5. Блок управления по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере один держатель выполнен упругим и под действием соответствующего, обусловленного своей упругостью усилия прижимается к по меньшей мере одной печатной плате, которая тем самым удерживается в предварительно зафиксированном положении.

6. Блок управления по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере один держатель расположен на пластмассовой крышке, а на пластмассовом дне расположена по меньшей мере одна контропора.

7. Блок управления по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере один держатель частично проходит сквозь печатную плату.

8. Блок управления по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна печатная плата, пластмассовая крышка и пластмассовое дно выполнены таким образом, что монтаж блока (ABECU) управления на автомобиле возможен с помощью по меньшей мере одного соединительного элемента.

9. Блок управления по п.8, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент обеспечивает соединение печатной платы на "массу" автомобиля.

10. Способ сборки блока управления средствами (PS) безопасности для автомобиля (FZ), заключающийся в том, что по меньшей мере одну печатную плату для размещения электрических компонентов располагают между пластмассовой крышкой и пластмассовым дном, которые образуют корпус блока управления, каковой корпус для его последующего монтажа предварительно фиксируют по меньшей мере одним выполняемым без применения инструмента соединением с силовым и/или геометрическим замыканием.

Описание изобретения к патенту

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 известно закрепление печатной платы перед установкой блока управления на автомобиль привинчиванием к крышке корпуса, соответственно к его дну.

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 возможности предварительной фиксации печатной платы на пластмассовом дне и пластмассовой крышке без применения специального инструмента. Тем самым печатную плату не требуется предварительно крепить винтами ко дну корпуса, соответственно в сочетании с пластмассовой крышкой. Благодаря этому существенно упрощается сборка блока управления. Для этого предусмотрена предварительная фиксация, реализуемая, например, путем простого прижатия друг к друг дна корпуса, крышки корпуса и печатной платы. Соединение, скрепляющее между собой указанные детали, может представлять собой соединение с геометрическим и/или силовым замыканием. Решающее же значение при этом имеет отсутствие необходимости в использовании всякого инструмента для выполнения подобного соединения. Другие преимущества состоят в выполнении крышки и дна, которые совместно образуют корпус блока управления, из пластмассы.

При сборке предлагаемого в изобретении блока управления сначала на печатной плате устанавливают навесные компоненты, например компоненты поверхностного монтажа, которые затем фиксируют на печатной плате пайкой оплавлением припоя (расплавлением полуды). После этого путем сочленения между собой печатной платы, пластмассового дна и пластмассовой крышки обеспечивают их предварительную фиксацию друг с другом, для чего, например, используют защелкивающиеся фиксаторы, удерживающие корпус блока управления в собранном состоянии. Корпус блока управления образуют при этом пластмассовая крышка и пластмассовое дно. В последующем при монтаже корпуса на автомобиле для такого монтажа используют, например, винты, пропускаемые через пластмассовую крышку, печатную плату и пластмассовое дно.

Согласно настоящему изобретению блок управления представляет собой прибор, который обрабатывает сигналы датчиков и в зависимости от результатов обработки таких сигналов при необходимости формирует управляющие сигналы на срабатывание или активизацию средств безопасности. Под средствами безопасности подразумевается надувная подушка безопасности, преднатяжитель ремня безопасности или активный подголовник. Под средствами безопасности подразумеваются также другие средства безопасности, такие как средства защиты пешеходов, другие надувные подушки безопасности и иные средства безопасности, обеспечивающие защиту находящихся в автомобиле людей, а также пешеходов от травмирования.

Под размещением электрических компонентов на печатной плате подразумевается установка или монтаж на ней самых разнообразных электрических, соответственно электронных компонентов и последующее их закрепление на ней по технологии поверхностного монтажа. Возможно также использование более одной печатной платы. Печатная плата служит основанием, на котором расположены электрические компоненты и на котором предусмотрены электрические соединения между ними. Печатная плата также имеет исполнение, характерное для обычных электронных схем.

Пластмассовая крышка и пластмассовое дно выполнены из пластмассы, которая прежде всего обеспечивает электромагнитную совместимость блока управления. 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.

Пластмассовая крышка и пластмассовое дно взаимно согласованы таким образом, что в собранном друг с другом состоянии они образуют корпус блока управления.

Соединение с силовым и/или геометрическим замыканием обеспечивает предварительную фиксацию или предварительное скрепление корпуса блока управления и для своего выполнения не требует применения никакого инструмента.

Различные предпочтительные варианты выполнения блока управления, соответственно варианты осуществления способа сборки подобного блока управления, заявленных в независимых пунктах формулы изобретения, представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

В одном из таких предпочтительных вариантов в результате предварительной фиксации корпуса предварительно зафиксирована также печатная плата. Сказанное означает, что предварительная фиксация касается не только корпуса, но и его "содержимого", а именно печатной платы.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одно соединение представляет собой соединение на защелкивающихся фиксаторах. Вместо соединения на защелкивающихся фиксаторах возможно использование и соединений иных типов, а именно: соединения ультразвуковой сваркой, соединения лазерной сваркой, клеевого соединения, заклепочного соединения и/или соединения винтами.

В следующем предпочтительном варианте при предварительной фиксации корпуса по меньшей мере одна печатная плата удерживается в предварительно зафиксированном положении по меньшей мере одним держателем. Такой держатель может быть при этом расположен на пластмассовой крышке и/или на пластмассовом дне.

В еще одном предпочтительном варианте по меньшей мере один держатель может быть выполнен способным развивать упругое усилие для удержания, соответственно прижимного закрепления по меньшей мере одной печатной платы в предварительно зафиксированном положении. Тем самым обеспечивается надежное удержание печатной платы в ее требуемом положении при транспортировке блока управления с предприятия, на котором он изготовлен, производителю автомобилей.

В следующем предпочтительном варианте по меньшей мере один держатель выполнен упругим и под действием соответствующего, обусловленного своей упругостью усилия прижимается к по меньшей мере одной печатной плате, которая тем самым удерживается в предварительно зафиксированном положении. Подобная конструкция обеспечивает особо эффективную защиту печатной платы в блоке управления от воздействия внешних факторов. Таким путем прежде всего существенно повышается стойкость к ударной нагрузке. Придавать упругость держателю можно любым способом. Упругой прежде всего может быть выполнена только часть держателя.

В еще одном предпочтительном варианте для восприятия прижимного усилия, развиваемого по меньшей мере одним держателем, расположенным на пластмассовой крышке, может быть также предусмотрена расположенная напротив него на пластмассовом дне контропора. Благодаря этому повышается надежность предлагаемого в изобретении блока управления. При этом прежде всего держатель, расположенный на пластмассовой крышке, может быть выполнен упругим, а контропора на пластмассовом дне выполнена жесткой.

В следующем предпочтительном варианте по меньшей мере один держатель частично проходит сквозь печатную плату. В этом случае должен быть предусмотрен соответствующий упор с тем, чтобы упругий держатель мог также прикладывать к печатной плате свое соответствующее усилие. В соответствии с этим упор должен располагаться таким образом, чтобы держатель не мог пройти далее сквозь печатную плату. Подобный упор соответственно по своим размерам должен быть больше отверстия в печатной плате, через которое проходит держатель. Однако в любом случае преимущество состоит прежде всего в возможности проведения всего процесса сборки блока управления без применения всякого инструмента.

В следующем предпочтительном варианте по меньшей мере одна печатная плата, пластмассовая крышка и пластмассовое дно выполнены таким образом, что монтаж блока управления на автомобиле возможен с помощью по меньшей мере одного соединительного элемента. Сказанное означает, что пластмассовая крышка и пластмассовое дно имеют по втулке, а печатная плата имеет по меньшей мере одно отверстие. Тем самым через такой канал, образованный втулками в пластмассовой крышке и в пластмассовом дне и отверстием в печатной плате, можно пропустить соединительный элемент, такой как винт, шпилька или заклепка, для скрепления между собой трех этих деталей. Дополнительно к этому при наличии у соединительного элемента электропроводных свойств он может обеспечивать соединение на "массу" между печатной платой и кузовом автомобиля.

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

на фиг.1 - блок-схема предлагаемого в изобретении блока управления с подсоединенными к нему компонентами,

на фиг.2 - вид внутренней части блока управления,

на фиг.3 - вид в разрезе предлагаемого в изобретении блока управления,

на фиг.4 - схема, иллюстрирующая распределение сил,

на фиг.5 - еще один вид в разрезе предлагаемого в изобретении блока управления и

на фиг.6 - блок-схема, на которой представлены стадии предлагаемого в изобретении способа.

На фиг.1 в виде блок-схемы показан установленный в автомобиле FZ предлагаемый в изобретении блок ABECU управления с подсоединенными к нему компонентами - блоком DCU управления с датчиками и средствами PS безопасности. В данном случае на чертеже показаны лишь некоторые компоненты блока ABECU управления. Фактически же схемы имеют более сложную структуру и имеют большее количество структурных элементов и микросхем.

В рассматриваемом примере сигналы датчиков S, например датчиков ускорения в содержащем их блоке DCU управления, передаются через интерфейс IF1 в блок ABECU управления, в котором они поступают в его интерфейс IF2. Интерфейс IF2 помимо прочего выполняет преобразование формата данных в формат, в котором они могут передаваться внутри блока ABECU управления, а именно: в микроконтроллер µС и в контроллер SCON средств безопасности. Такая передача данных от интерфейса IF2 осуществляется, например, по шине последовательного периферийного интерфейса. Оба контроллера выполняют вычисления по соответствующим алгоритмам, и результаты таких вычислений затем сравниваются между собой в схеме FLIC ее логикой обработки. В том случае когда результаты такой обработки указывают на необходимость выдачи управляющего сигнала на активизацию средств безопасности, схема FLIC управления подает электрический ток на пиротехнические элементы средств PS безопасности, инициируя таким путем их пиротехническое срабатывание. Помимо этого автомобиль может представлять собой электромобиль, обладающий обширными электроэнергетическими ресурсами. Решающее значение имеет то, что микроконтроллер µС и контроллер SCON средств безопасности выполняют обработку и принимают решение о необходимости активизации средств безопасности независимо друг от друга, при этом контроллер SCON средств безопасности имеет более простое исполнение, чем микроконтроллер µС.

На фиг.2 в аксонометрии показан выполненный по одному из вариантов пластмассовый корпус. Такой пластмассовый корпус имеет при этом упругие держатели 20, соответственно 21, которыми печатная плата должна удерживаться в требуемом положении. На чертеже показаны также защелкивающиеся фиксаторы 22. Помимо этого на чертеже показаны втулки 23, через которые затем пропускают винты, которыми корпус блока управления соединяют с автомобилем с силовым замыканием. Резьбовые отверстия расположены при этом в кузове автомобиля. В рассматриваемом примере используется четыре упругих держателя 20, 21. Однако возможно также использование менее четырех таких упругих держателей 20, 21.

На фиг.3 в разрезе показан предлагаемый в изобретении блок управления с двумя упругими держателями 30, которые прижимаются к удерживаемой ими в требуемом положении печатной плате, при этом на чертеже показаны также защелкивающиеся фиксаторы 31 и контропорные элементы 32.

На фиг.4 показана схема, иллюстрирующая действие сил. Защелкивающийся фиксатор 44 прикладывает к корпусу блока управления силу F _Clip. Помимо этого упругий держатель 40 прижимается к печатной плате 43 с силой F_Feder, а контропорный элемент 41 прикладывает к ней противодействующую силу F_Auflage . На чертеже показаны также пластмассовое дно 42 и ответная часть 45 защелкивающегося фиксатора, за которую он зацепляется.

На фиг.5 в еще одном разрезе показан предлагаемый в изобретении блок управления. На этом чертеже показан только фрагмент блока управления. На чертеже показаны, в частности, крышка 55 корпуса, винт, соответственно шпилька 56 в качестве соединительного (крепежного) средства, относительное перемещение между запрессованной втулкой и крышкой корпуса, зажим 58 печатной платы 52, соответственно ее фиксация, запрессованная втулка 54, позволяющая использовать винт 56, печатная плата 52, а также дно 51 корпуса. Стрелкой 57 обозначено направление, в котором перемещается винт при его ввинчивании в соответствующее резьбовое отверстие.

На фиг.6 показана блок-схема, на которой представлены стадии предлагаемого в изобретении способа. Сначала на стадии 600 на печатную плату устанавливают навесные электрические или электронные компоненты. Затем на стадии 601 выполняется предварительная фиксация, при которой при сборке блока управления используются защелкивающиеся фиксаторы. Далее на стадии 602 блок управления устанавливают или монтируют на автомобиле, используя для этого соответствующие соединительные (крепежные) средства.