本发明总体上涉及用于电子设备的保护罩，并且更具体地涉及用于车辆控制模块的保护罩。
背景技术：
商业可用的车辆包含用于控制车辆操作的各个方面——包括例如约束控制和功率管理的关键功能——的多个电子模块或控制单元。当经受暴露条件时，这些电子模块可能容易受损坏而影响模块的主要功能。例如，暴露的电子模块的电子器件和连接器可能由于意外暴露于环境元素(例如水、污垢等)或者冲击条件(例如，冲击、跌落、撞击和其他力)而被损坏。
一般来说，在车辆制造过程的各个阶段期间，包括在安装到车辆之前，例如在从装置制造商到供应商和/或车辆制造商的装运期间，和在设备安装期间，例如在车辆制造设施内，电子模块可能经受暴露状况。一些电子模块在安装在车辆底盘或车架中之后也经受暴露状况。例如，某些专用车辆(例如，商用车辆、警用车辆等)在第一制造设施处与一个或多个控制模块部分地组装，然后运输到第二制造设施处以修改或定制特定部件，并完成车辆的组装。
在一些情况下，即使在车辆完全组装之后，某些电子模块保持暴露或更易于损坏。例如，约束控制模块(rcm)通常在前驾驶员座椅和前乘客座椅之间的空间中安装到车辆底盘。许多车辆还包括在两个前座椅之间的中央控制台，该中央控制台帮助覆盖和保护其下方的电子器件免于暴露于潜在的破坏性环境。然而，在一些车辆(例如，商用卡车、两座乘客车辆等)中，中央控制台被移除或排除，因此消除了rcm和与其相邻的任何电子器件的保护层
许多电子模块包括一些最小等级的保护，例如，使得装置处理更容易以及保护内部电子装置免受偶然的冲击的外罩，和/或施加到模块的表面的密封剂以防止轻微喷雾或少量水分积聚。然而，这样的罩不能保护电子模块免受或抵抗极端的暴露状况，例如，渗水或主要冲击。
此外，虽然在安装或组装的所有阶段可能需要保护车辆电子器件，但是使用方便性是另一个重要的问题。例如，技术人员和/或组装线工人可能由于各种原因(例如，修理、更换、编程、故障排除等)和在各个时间点(例如，在车辆组装之前、期间或之后)需要容易地接近模块的电子部件。因此，电子模块不能永久地封装在保护性外壳中，即使外壳可以帮助限制暴露。
因此，在本领域中需要一种装置，其可以在组装和安装的所有阶段可靠地保护车辆控制模块免受极端暴露状况，而且还提供对模块内的电子部件的访问。
技术实现要素：
本发明旨在通过提供用于连接到车辆表面的约束控制模块和其他电子模块的保护罩来解决上述问题和其它问题，其中保护罩(1)可拆卸地固定到电子模块和周围车辆表面，(2)包含能够抵抗来自硬物体的冲击的刚性外壳，(3)包含配置为在车辆表面上产生流体密封的柔性基部，和/或(4)可以配置为与不同类型的控制模块一起使用。
一个示例实施例提供了一种用于使用从车辆表面垂直延伸的附接机构安装到车辆表面的控制模块的保护罩。保护罩包含刚性顶部，该刚性顶部具有顶部表面和配置为覆盖控制模块并接合车辆表面的四个侧壁。保护罩还包含成型到至少两个侧壁中的多个插入件，每个插入件配置为接收相应的附接机构。
另一示例实施例提供了一种用于保护使用多个附接机构安装到车辆表面的控制模块的装置。该装置包含配置为完全覆盖控制模块的刚性顶部结构。该装置还包含柔性垫圈，该柔性垫圈连接到顶部结构的底部边缘并且配置为以流体密封的方式可移除地接合围绕控制模块的车辆表面。
如将理解的是，本申请由所附权利要求限定。说明书概括了实施例的多个方面，并且不应该用于限制权利要求。对于本领域的普通技术人员，在检查以下附图和详细描述之后，根据本文所描述的技术预期其它实施方式将是显而易见的，并且这样的实施方式旨在包含在本申请的范围内。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的组件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，以便强调和清楚地示出本文所描述的新颖特征。此外，如本领域中已知的，系统组件可以不同地布置。此外，在附图中，相同的附图标记表示多个视图中的相应部分。
图1示出了连接到车辆表面的常规电子控制模块；
图2示出了根据实施例的用于可移除地保护电子控制模块的示例性保护罩的前透视图；
图3示出了根据实施例的连接到图1所示的电子控制模块和车辆表面的图2的保护罩的前透视图；
图4示出了根据实施例的图2所示的没有基部的保护罩的前透视图；
图5示出了根据实施例的图4所示的保护罩的底部透视图；
图6示出了根据实施例的图2所示的保护罩的侧透视图；
图7示出了根据实施例的图6所示的保护罩的基部的局部截面图；
图8a和8b示出了根据实施例的包括在图2所示的保护罩中的示例性锁定机构的锁定位置和解锁位置；
图9示出了根据实施例的安装在图4所示的保护罩内的电子控制模块的底部透视图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，应理解的是本公开被认为是本发明的示例并且不旨在将本发明限制于所示的具体实施例。
在本申请中，反义连接词的使用旨在包括连接词。定冠词或不定冠词的使用并不表示基数。特别地，对“该(the)”对象或“一(a)”和“一(an)”对象的引用也旨在表示可能的多个这样的对象之一。
图1示出根据实施例的连接到车辆(未示出)的表面12的常规电子控制模块10(在本文中也被称为“电子模块”或“控制模块”)。车辆表面12可以是配置为连接到电子控制模块10的车辆10的任何表面，例如印刷电路板(pcb)或车辆的地板表面。电子模块10可以是用于控制车辆的一个或多个特征或部件的任何类型的电子控制单元(ecu)，例如用于控制和监测车辆的约束系统的约束控制模块(rcm)，用于使车辆能够连接到一个或多个无线网络的远程信息处理控制单元(tcu)，用于控制功率管理和分配的扩展功率模块(epm)或用于控制和监测车身中各种电子配件的车身控制模块(bcm)。在优选实施例中，电子模块10是在车辆的前驾驶员座椅(未示出)和前乘客座椅(未示出)之间位于车辆表面12上的约束控制模块或任何其他控制模块。
如图1所示，电子模块10使用多个附接机构14在三个附接点处固定到车辆表面12。如图所示，每个附接机构14可包括在一端(未示出)连接到车辆表面12并且从表面12垂直延伸的螺栓、螺钉或销14a。电子模块10的基座15可以包括用于接收相应的销14a的多个开口或螺钉孔(例如，如图9所示的开口16)。如将理解的是，销14a在车辆表面12上的放置可以基于基座15及其中的开口的结构来配置。每个附接机构14还可以包括用于将基座15的开口固定到销14a的螺母或其它紧固件14b。
图2-9示出了根据实施例的配置为保护电子模块10免受硬冲击、流体溢出和其他类型的潜在破坏性暴露的示例性保护罩20。如图2所示，例如，保护罩20可以配置为一旦模块10已经安装到车辆表面12，就放置在电子模块10上。这允许在保护罩20被固定之前待完成模块10的安装。此外，保护罩20可以可移除地附接到电子模块10，以确保在安装罩20之后继续接近模块10。
如图3所示，可以选择保护罩20的尺寸和整体形状，使得电子模块10从顶侧到底座15以及在所有四侧上完全被覆盖并且与包围模块10的车辆表面12接合。例如，保护罩20可以具有大致矩形的形状，以匹配电子模块10的大致矩形形状。此外，可以选择保护罩20的高度，使得在将罩20放置在车辆表面12上之后，在模块10的顶部和罩20的顶部之间存在足够的间隙。在一些实施例中，可以选择保护罩20的高度、宽度和深度，使得罩20适合于任何类型的电子模块10以提供“一切尺寸皆适用”的特征。例如，在一些车辆中，不同电子模块之间的高度变化仅为10毫米，因此，可以基于最高模块来选择保护罩20的高度。在其他情况下，保护罩20的尺寸和整体形状可以通过例如对用于制造罩20的工具进行特定调整而配置用于特定模块。
如图4所示，保护罩20包括刚性顶部结构22(本文中也称为“顶部部分”)，其具有由四个侧壁24支撑的顶部表面23，侧壁24从顶部表面23向下延伸到顶部的底部边缘25。顶部结构22可以包括一个或多个加强部件，其被设计成使得顶部结构22能够吸收硬的冲击和/或抵抗凹陷或塌陷，从而保护其中的电子模块10。特别地，顶部结构22可以由任何硬质的坚固材料构成，例如塑料、玻璃纤维、钢或其它金属。此外，可以选择材料的厚度以进一步增强罩20的结构强度。此外，顶部表面23和侧壁24的拐角和边缘可以是弯曲的或波浪外形的，以便消除尖角或其他在冲击期间可能易于断裂的弱点。
此外，如图5所示，顶部结构22的内表面或下侧26可以包括用于加强顶部表面23的多个肋27，内表面26与顶部表面23相对或在其下方。在实施例中，肋27可以设置成预定图案，该预定图案设计成作为整体向顶表面23和/或顶结构22增加结构强度。例如，如图5所示，肋27可以设置成从内表面26的中心28径向延伸出的几何图案。还如图5所示，肋27可以集中在内表面26的中心28处，以便进一步防止在顶部结构22的中心处的弯曲和/或加强。
除了保护免受冲击之外，罩20的实心顶部结构22可有助于保持信号质量并且为其中的电子模块10提供噪声和振动阻尼。此外，顶部结构22的固体表面可提供对环境元素(例如流体、灰尘和其它污染物)的屏蔽。例如，如图4所示，顶部结构22的底部边缘25可以包括远离侧壁24倾斜的侧边缘或轮廓，以防止液体渗入罩20下方。
如图6所示，为了进一步防止渗漏，保护罩20可包括连接到顶部结构22的底部边缘25的柔性且可压缩的基部29(本文中也称为“垫圈”)。在实施例中，基部29可配置为在围绕模块10的车辆表面12和保护罩20之间形成流体密封。例如，基部29可以由在压缩到车辆表面12上时形成抽吸状保持的柔性或可变形材料(例如橡胶)制成。基部29的这种类似垫圈的特征还使得保护罩20能够容易地从车辆表面12移除，而不会造成损坏或需要附加工具。例如，可以通过从车辆表面12拉动或提起顶部结构22来移除罩20，以脱离抽吸状保持。
如图6和7所示，基部29可以具有波纹状或手风琴状结构，当在安装罩20期间顶部结构22在电子模块10的顶部上被向下推并且抵靠包围模块10的车辆表面12时，波纹状或手风琴结构至少部分地压缩。例如，在一些实施例中，当安装在表面12上处于压缩或接合状态下时，基部29向下压缩大约四毫米(mm)。同样，当基部29从表面12释放时，波纹状结构可以至少部分地膨胀或解压缩以返回到未压缩或松弛状态。因此，由于其波纹状结构，基部29可以配置为像弹簧一样操作，当被压缩时形成密封，当释放时解封。如将理解的是，除了或替代波纹状基部29，可以使用其它技术——例如施加到基部29的底部和/或顶部22的底部边缘25的粘合剂涂层——以在基部29和车辆表面12之间形成流体密封。
返回参照图4和图6，顶部结构22还包括配置为提供用于将保护罩20固定到电子模块10的附接点的多个凹口或插入件30。如图所示，凹口30可以成型到相应的侧壁24中或形成在相应的侧壁24内，以便形成包含三个侧壁的凹部，这三个侧壁终止于与底部边缘25相邻的平坦平面部分31(本文中也称为“底座部分”)。平坦部分31包括洞或孔32，该洞或孔32配置为接收用于将电子模块10附接到车辆表面12的各个附接机构14，如图3所示。在实施例中，凹口30可以向顶部结构22提供额外的加强支撑，以补充肋27和顶部结构22的其他加强部件。例如，如图5所示，平坦部分31可以帮助进一步增强顶部结构22的靠近底部边缘25的侧壁24。
在一些实施例中，孔32的尺寸和形状可被设置为仅接收附接机构14的销14a，如图8a和8b所示。在其他实施例中，孔32的尺寸和形状可以被设置为接收紧固件14b以及销14a，如图3所示。在任一种情况下，凹口30配置为利用车辆表面12上的现有附接结构14将保护罩20牢固地附接到围绕电子模块10的车辆表面12。以这种方式，保护罩20可以在车辆表面12上具有减小的占用面积，从而使相邻的表面空间可用于其它用途。
在实施例中，凹口30在顶部结构22的侧壁24内的设置可以基于车辆表面12上的附接机构14和/或电子模块10的基部15中的开口16的结构来选择。例如，如图9所示，在所示的模块10中，两个开口16a和16b位于电子模块10的前侧，第三开口16c位于模块10的左侧。因此，如图4所示，两个凹口30a和30b包括在前侧壁24a中，并且第三凹口30c包括在左侧壁24b中。在一些模块(未示出)中，第三开口16c可以定位在例如模块10的右侧。在这种情况下，第三凹口30c可以包括在右侧壁24c(未示出)上，以容纳模块结构。同样地，根据开口16和/或附接机构14的数量，保护罩20可以包括附加的或更少的凹口30。
现在参照图8a和8b，示出了示例锁定机构34，其可以连接在每个凹口30内，以将电子模块10的附接机构14可释放地固定到保护罩20上。在所示实施例中，锁定机构34是内置弹簧锁(或自弹簧锁)，该内置弹簧锁可被向下压入锁定位置以固定锁定机构34，如图8a所示，并且向上推动或翻转到解锁位置以便释放锁定机构34，如图8b所示。如图所示，弹簧锁34包括围绕杆36缠绕的弹簧部分35和包含配置成装配在销14a的顶部上的开口的可移动手柄37。可移动手柄37可以被操纵以锁定和解锁锁定机构34，如图8a和8b所示。
在优选实施例中，锁定机构34可以是自锁定机构，当保护罩20被按压到车辆表面12上并且在电气模块10上时，该自锁定机构自动地移动到附接机构14上的锁定位置。例如，向下的力可以通过弹簧35施加在锁定机构34的可移动手柄37上。当在安装罩20期间销14a被向上推动通过孔32时，可移动手柄37可以继续通过向下的弹簧力向下压，从而使得手柄37自动地闩锁到销14a上。锁定机构34可以通过在手柄37上施加超过弹簧35的向下的力的向上的力而解锁。
锁定机构34可以使用任何合适的附接技术(例如，包覆成型技术或通过将锁定机构34按压或推动到形成在凹口30的后壁中的凹槽38中形成的摩擦配合)连接到每个凹口30。在其它实施例中，锁定机构可以是可选的或可移除的锁，该锁可以在任何时候选择性地添加到凹口34中。在一些实施例中，锁定机构可以是速度螺母(也称为“tinnerman螺母”)或由弹簧钢制成的其他类型的锁紧螺母、附接夹或其它类型的简单锁定机构。
现在参照图1和9，在一些情况下，电子模块10包括一个或多个连接器或连接通道17，其从模块10的背面延伸出，以将连接器17电连接到电缆或电线(未示出)，电缆或电线连接到其他车辆部件(未示出)。在这种情况下，保护罩20可以配置为使得顶部22的后侧壁24d延伸经过连接器17并且包括接入端口40，以允许电缆接入保护罩20以连接到连接器17。例如，接入端口40可以包括形成在后侧壁24d中的一个或多个开口。在一个实施例中，接入端口40包括在不使用时覆盖接入端口40的可移动元件(未示出)(例如，翼片或罩)，并且可以选择性地打开或提升以允许接近连接器17。
根据实施例，保护罩20及其部件可以根据包括在罩20中的材料的类型，使用任何合适的制造工艺来制造。示例制造工艺包括流注射机和铸造。
应当强调的是，上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，仅仅为了清楚理解本发明的原理而阐述。在大体上未背离本文所描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和修改。所有这些修改旨在包括在本发明的范围内并由所附权利要求保护。