专利名称：集成紧固件的传感器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及汽车中的乘客保护系统。更具体地，本发明涉 及碰撞检测系统。
背景技术：
诸如可膨胀气囊之类的约束系统已经变成现代汽车中的标准装 备。诸如驾驶员座气嚢和乘客座气嚢之类的气囊装置被广泛用于保护 乘客免受撞车过程中所产生冲击的伤害。驾驶员座气嚢通常安装在转 向盘的轮毂上，并包括喷气气体发生器、气囊和容纳折叠状态下的气 囊的封盖。在撞车过程中，从气体发生器喷射的气体使气嚢充气。一般地，气嚢展开由碰撞检测系统的控制器控制。该控制器基于 来自整个车辆上的各个传感器的信息收集确定是否展开气嚢。在某些 情况下，控制器自身也是用于获得车辆信息的传感器。用于收集碰撞 信息的传感器的尺寸、形状及其位置可以不同。例如，传统的碰撞传 感器通常包装在塑料壳体中并用螺紋件固定到车架。 一般而言，控制 器容纳在金属壳体中。安装这些碰撞传感器通常需要与传感器自身分开的紧固机构。这 样，由于制造商要负担多个部件，使得组装和制造成本增大。此外， 有更多的安装布置，由此需要更多的时间来安装传统的碰撞传感器。 另外，布置传统的传感器由于单元的尺寸而更加困难。所以，由于增 加的安全需求和增加的碰撞传感器技术的成本，需要更加紧凑和更容 易安装的碰撞传感器。发明内容本发明涉及一种集成紧固件的传感器，其包括具有头部和体部的紧固件，其中所述体部构造成安装到车身；电子传感器，所述电子 传感器位于所述紧固件的头部处并构造成监控与碰撞检测相关的状态；和包覆件(overmold),所述包覆件构造成封装所述电子传感器和 所述紧固件的头部。在本发明的一个实施例中，紧固件由金属构成。在本发明的另一 实施例中，紧固件由聚合物构成。该聚合物具有的结构特性使得所述 材料在材料寿命中可接受地保持紧固负荷。根据本发明的另 一实施例，聚合物包覆件由一体成形聚合物构成。 在本发明的另一实施例中，聚合物包覆件由两件成形聚合物构成。两 个聚合物部件可操作地连接并封装印刷电路板。两个聚合物部件可以 粘接、焊接、卡扣或机械紧固，并可以使用诸如填充物(potting)或 硅密封剂之类的附加密封技术。在本发明的另一实施例中，电子传感器可以是减速度计、加速度 计、碰撞区域传感器、陀螺仪或压力传感器。根据本发明的另一实施例，本发明涉及一种碰撞检测系统，使得 集成紧固件的传感器收集数据并将数据传输到控制器，其中控制器从电子传感器接收数据并使用此数据来确定是否展开车辆的乘客约束装 置。
从以下说明、所附权利要求和附图所示示例性实施例将清楚本发 明的这些和其它特征、方面和优点，这些附图在下面简要说明。图1是根据本发明一个实施例的集成紧固件的传感器的横截面视图。图2是根据本发明 一个实施例的集成紧固件的传感器的侧视图。 图3是根据本发明一个实施例的集成紧固件的传感器的立体图。 图4是根据本发明 一个实施例的集成紧固件的传感器的侧视图。 图5是根据本发明 一个实施例的集成紧固件的传感器的侧视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。应该理解以下说明用于描 述本发明的示例性实施例，而非限制本发明。如图1所示，根据本发明一个实施例的集成紧固件的传感器1包括紧固件IO、包覆件20、电子传感器30、印刷电路板40、多个电路 元件50、多个信号端子60、以及连接器护軍70。紧固件10包括两部分紧固件头部12和可以有螺紋的紧固件体 部14。根据本发明的一个实施例，紧固件10由金属制成。根据本发 明的另一实施例，紧固件10由聚合物化合物制成。聚合物的结构特性 使得该材料在材料的寿命期间都可接受地保持紧固负荷。紧固件IO将集成紧固件的传感器1附装到车身。选择安装位置以 最大化对碰撞事件的检测。于是，紧固件10刚性附装到车身，并由足 够强的材料制成以在动态碰撞事件期间不变形。通常，集成紧固件的传感器1布置在车辆前部每侧。在正常情况 下， 一个到两个传感器向着车辆前方布置。可能的前部位置包括散热 器支撑件和保险杆。通常，车辆在每侧具有至少1-2个传感器。可能 的侧部位置包括车门之间和车门中的立柱。紧固件10由包覆件20保持在合适位置。紧固件头部12封装在包 覆件20中，使得紧固件头部12的底侧和紧固件体部14是紧固件10 中仅有的保持可见的部分。根据本发明的一个实施例，包覆件20用聚 合物化合物形成。上述用于封装紧固件头部12的包覆件20可以具有普通的紧固件 头部的形状。根据本发明的一个实施例，该形状可以是方形、六角形 或任何其它传统形状。根据本发明的一个实施例，包覆件20包括一体成形包覆件20。 根据本发明的另一实施例，包覆件20包括两件分体成形聚合物包覆 件。第一聚合物包覆件封装紧固件头部12，使得紧固件头部12的底 侧和紧固件体部14是紧固件10中仅有的保持可见的部分。第一聚合 物包覆件是图l的普通紧固件头部的一个半部22。第二聚合物包覆件包括普通紧固件头部的另一个半部24和连接器护軍70。第一和第二 聚合物包覆件可操作地连接并封装印刷电路板40。第一和第二聚合物 包覆件可以粘接、焊接、卡扣或机械紧固，并可以使用诸如填充物或 硅之类的附加密封技术。具有普通紧固件头部形状的包覆件20的优点包括容易组装和附 装到车身。而且，包覆件20提供了将力矩从包覆件20外部传递到技 术紧固件10的结构功能。包覆件20还通过将电子器件从外部环境密封而提供保护功能。所 保护的电子器件可以包括电子传感器30、印刷电路板40、多个电路元 件50和多个信号端子60。电子传感器30可操作地连接到印刷电路板40，并且是由包覆件 20保护的元件之一。由电子传感器30获得的数据可以用于检测车辆 物理特性的变化。例如，碰撞检测系统可以使用电子传感器30数据来 确定碰撞是否严重到足以需要展开车辆的约束系统。在本发明的另一实施例中，电子传感器30是加速度计(或减速度 计)。加速度计测量车辆的加速度和/或减速度。基于加速度计获取的 数据，碰撞检测系统可以确定是否展开车辆的碰撞约束装置。根据本发明的另一实施例，电子传感器30是碰撞区域传感器。碰 撞区域传感器测量在动态碰撞事件期间，车辆通过与其它物体的接触 而碰撞或变形的量。基于碰撞区域传感器获取的数据，碰撞检测系统 可以确定是否展开车辆的碰撞约束装置。在本发明的另一实施例中，电子传感器30是陀螺仪。陀螺仪相对 于集成紧固件的传感器1的旋转测量车辆的旋转。基于陀螺仪获取的 数据，碰撞检测系统可以确定是否展开车辆的碰撞约束装置。在本发明的另一实施例中，电子传感器30是压力传感器。压力传 感器相对于集成紧固件的传感器1处车辆上的正常压力测量撞击点处 车辆上的压力。基于压力传感器获取的数据，碰撞检测系统可以确定 是否展开车辆的碰撞约束装置。根据本发明的另一实施例，电子传感器30可以是上述传感器的组合。电子传感器30可操作地连接到印刷电路板的第一表面42。印刷 电路板40具有第一表面42和第二表面44。印刷电路板40由适合于 接纳电路的任何已知传统材料构成。多个电路元件50可操作地连接到印刷电路板40的第二表面44。 多个电路元件50可以包括存储器和处理器(未示出)。数据可以从传 感器30传输到存储器和处理单元。如图1所示，多个信号端子60可操作地连接到印刷电路板40。 如图2和4所示，多个信号端子60被包围在连接器护軍70中。连接 器护革70保护多个信号端子60免受外部环境的影响。信号端子60可以可操作地连接到碰撞检测系统。具体地，信号端 子60可以可操作地连接到碰撞检测系统的控制器。根据本发明的一个 实施例，使用集成紧固件的传感器l的驾驶员保护系统如下进行操作。 集成紧固件的传感器1检测、处理并发送信号到碰撞检测系统的控制 器。然后控制器确定传感器30检测到的状态是否导致需要致动车辆的 碰撞约束系统。本发明的集成紧固件的传感器1有许多优点。通过将紧固件10 和传感器30两者组合到一个装置中，减小了系统部件的总数量和相关 的成本。在车辆组装阶段，由于更少的部件、更少的安装步骤和更少 的安装所需时间，降低了消费者成本。最后，本发明的集成紧固件的 传感器l小且紧凑。上面对本发明优选实施例的说明用于举例说明和描述。其并非穷 尽或将本发明限制为所公开的精确形式，修改和变化考虑到以上教导 是可能的或可以从本发明的实践中获得。选择和描述实施例以解释本 发明的原理，并作为实际的应用以使得本领域技术人员能够在各种实 施例中利用本发明和进行各种修改以适合于所设想的具体使用。本发 明的范围由所附权利要求及其等同方案限定。
权利要求
1.一种集成紧固件的传感器，包括具有头部和体部的紧固件，其中所述体部构造成安装到车身；电子传感器，所述电子传感器位于所述紧固件的头部处并构造成监控与碰撞检测相关的状态；和包覆件，所述包覆件构造成封装所述电子传感器和所述紧固件的头部。
2. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，还包括 由所述包覆件封装的印刷电路板，所述印刷电路板具有第一表面和第二表面，其中所述电子传感器可操作地连接到所述印刷电路板的 第一表面；多个电路元件，所述多个电路元件可操作地连接到所述印刷电路 板的第二表面；多个信号端子，所述多个信号端子可操作地连接到所述印刷电路 板；和连接器护軍，所述连接器护軍围绕所述多个信号端子的一端。
3. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述紧固件 由金属构成。
4. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述紧固件 由具有结构特性的聚合物构成，以使得所述聚合物材料在材料寿命中 保持其初始的弹性模量。
5. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述包覆件 由封装紧固件头部的一体成形聚合物化合物构成，使得紧固件头部的 底侧和紧固件的体部是紧固件中仅有的未被包覆件包围的部分。
6. 根据权利要求l述的集成紧固件的传感器，其中所述包覆件由 两件成形聚合物化合物构成。
7. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述包覆件 的形状形成为传递力矩到所述紧固件。
8. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子传 感器是减速度计，并测量车辆的减速度。
9. 根据权利要求l所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子传 感器是加速度计，并测量车辆的加速度。
10. 根据权利要求1所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子 传感器是碰撞区域传感器，并测量车辆的变形。
11. 根据权利要求1所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子 传感器是陀螺仪，并相对于所述集成紧固件的传感器的旋转测量车辆 的旋转。
12. 根据权利要求1所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子 传感器是压力传感器，并相对于所述集成紧固件的传感器处车辆上的 压力测量撞击点处车辆上的压力。
13. 根据权利要求1所述的集成紧固件的传感器，其中所述电子 传感器构造成检测减速度、加速度、物理变形、旋转和压力。
14. 根据权利要求1所述的集成紧固件的传感器，其中所述多个 电路元件包括处理器和存储器单元。
15. —种集成紧固件的传感器，包括具有头部和体部的紧固件，其中所述体部构造成将所述集成紧固 件的传感器安装到车身；电子传感器，所述电子传感器位于所述紧固件的头部处并构造成 监控与碰撞检测相关的状态；多个信号端子，所述多个信号端子可操作地连接到所述电子传感 器并构造成传输由所述电子传感器产生的信号；和包覆件，所述包覆件构造成封装所述电子传感器、所述多个信号 端子和所述紧固件的头部。
16. —种集成紧固件的传感器，包括具有头部和体部的紧固件，其中所述体部构造成将所述集成紧固件的传感器安装到车身；电子传感器，所述电子传感器位于所述紧固件的头部处并构造成监控与碰撞检测相关的状态；包覆件，所述包覆件构造成封装所述电子传感器和所述紧固件的头部；由所述包覆件封装的印刷电路板，所述印刷电路板具有第一表面 和第二表面，其中所述电子传感器可操作地连接到所述印刷电路板的第一表面；多个电路元件，所述多个电路元件可操作地连接到所述印刷电路板的第二表面；多个信号端子，所述多个信号端子可操作地连接到所述印刷电路板；和连接器护罩，所述连接器护罩围绕所述信号端子的一端。
17. —种用于控制车辆的乘客约束装置的碰撞检测系统，包括具有头部和体部的紧固件，其中所述体部构造成安装到车身；电子传感器，所述电子传感器位于所述紧固件的头部处并构造成 监控与碰撞检测相关的状态；多个信号端子，所述多个信号端子可操作地连接到所述电子传感 器并构造成传输由所述电子传感器产生的信号；包覆件，所述包覆件构造成封装所述电子传感器、所述多个信号 端子和所述紧固件的头部；和控制器，所述控制器可操作地连接到所述多个信号端子，其中所 述控制器从所述电子传感器接收数据并使用此数据来确定是否展开车 辆的乘客约束装置。
全文摘要
一种集成紧固件的传感器包括紧固件、包覆件、电子传感器30、印刷电路板、多个电路元件、多个信号端子、以及连接器护罩。该集成紧固件的传感器刚性安装到车身以在碰撞事件期间获取和提供结构信息。
文档编号B60R11/02GK101277847SQ200680030048
公开日2008年10月1日 申请日期2006年7月18日 优先权日2005年8月19日
发明者R·N·斯蒂尔 申请人:Tk控股公司