CN109421636A - 汽车保险杠碰撞传感器 - Google Patents

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Abstract

一种汽车包括车身和耦合到车身的蒙皮。车辆还包括耦合到车身的刚性支撑板。支撑板设置于车身与蒙皮之间，并与蒙皮间隔开。车辆还包括设置在蒙皮和支撑板之间的可压缩层。可压缩层具有靠近蒙皮的第一面和靠近支撑板的第二面。第二面设有凹槽，以在可压缩层和挡板之间限定空腔。压力传感器设置在空腔中。刚性支撑板具有靠近可压缩层的支撑板表面和从支撑板表面突出的肋构件。肋构件至少部分地设置在空腔中。

Description

汽车保险杠碰撞传感器
技术领域
本公开涉及汽车，并且更具体地涉及汽车的保险杠结构。
引言
传统的汽车中可能提供有各种保护装置。一种这样的保护装置是碰撞传感器。碰撞传感器可以设置在车辆上的各个位置处，并且配置成检测车辆和车辆外部的物体之间的碰撞。已知类型的碰撞传感器包括基于加速度计的碰撞传感器，其基于车辆的加速度检测碰撞；以及基于压力的碰撞传感器，其基于施加到传感器的增加的压力检测碰撞。
发明内容
根据本公开的汽车包括车身。车身具有宽度方向。车辆还包括联接到车身的蒙皮。蒙皮具有沿宽度方向定向的长尺寸。车辆还包括联接到车身的刚性支撑板。支撑板设置于车身与蒙皮之间，并与蒙皮间隔开。车辆还包括设置在蒙皮和支撑板之间的可压缩层。可压缩层具有靠近蒙皮的第一面和靠近支撑板的第二面。第二面设有凹槽，以在可压缩层和挡板之间限定空腔。凹槽具有沿宽度方向定向的长尺寸。压力传感器设置在空腔中。刚性支撑板具有靠近可压缩层的支撑板表面和从支撑板表面突出的肋构件。肋构件至少部分地设置在空腔中。
在一个示例性实施例中，肋构件具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间的中心部分。在第一端，肋构件从支撑板表面突出第一距离，在中心部分，肋构件从支撑板表面突出第二距离。第二距离不同于第一距离。
在一个示例性实施例中，肋构件具有大致矩形的横截面。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凹端。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凸端。
在一个示例性实施例中，压力传感器包括沿宽度方向延伸的压力管。
根据本公开的保险杠组件包括蒙皮、与蒙皮间隔开的刚性支撑板以及设置在蒙皮和支撑板之间的可压缩层。可压缩层具有靠近蒙皮的第一面和靠近支撑板的第二面。第二面设有凹槽，以在可压缩层和支撑板之间限定空腔，压力传感器设置在空腔中。刚性支撑板具有靠近可压缩层的支撑板表面和从支撑板表面突出的肋构件。肋构件至少部分地设置在空腔中。
在一个示例性实施例中，肋构件具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间的中心部分。在第一端，肋构件从支撑板表面突出第一距离，在中心部分，肋构件从支撑板表面突出第二距离。第二距离不同于第一距离。
在一个示例性实施例中，肋构件具有大致矩形的横截面。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凹端。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凸端。
在一个示例性实施例中，压力传感器包括沿宽度方向延伸的压力管。
一种汽车传感器组件包括车身和联接到车身的保险杠组件。保险杠组件包括蒙皮和设置在蒙皮和车身之间的可压缩层。刚性支撑板设置在车身和可压缩层之间。可压缩层具有凹槽，以在可压缩层和支撑板之间限定空腔，支撑板具有支撑板表面和从支撑板表面突出的肋构件。肋构件至少部分地设置在空腔中。所述组件还包括压力传感器，所述压力传感器具有至少部分地设置在空腔中的压力管。
在一个示例性实施例中，肋构件具有第一端、第二端以及在第一端和第二端之间的中心部分。在第一端，肋构件从支撑板表面突出第一距离，在中心部分，肋构件从支撑板表面突出第二距离。第二距离不同于第一距离。
在一个示例性实施例中，肋构件具有大致矩形的横截面。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凹端。
在一个示例性实施例中，肋构件设置有靠近压力传感器的凸端。
在一个示例性实施例中，压力传感器包括沿宽度方向延伸的压力管。
根据本公开的实施例具有许多优点。例如，本公开提供了一种用于碰撞检测的***和方法，所述***和方法可以根据检测要求容易地调整。
从下面结合附图对优选实施例的详细描述中，本公开的上述和其它优点和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的汽车的示意图；
图2是根据本公开的汽车的简图；
图3是根据本公开的一个实施例的保险杠组件的横截面视图；
图4A-4C是根据本公开的各种实施例的传感器组件的横截面视图；
图5是根据本公开的一个实施例的刚性板构件的等距视图；以及
图6A-6C是根据本公开的各种实施例的沿着图5的剖面线6-6的横截面视图。
具体实施方式
本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定是按比例绘制的；一些特征可以被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是代表性的。参考任何一个附图所示和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图所示的特征组合，以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可能是特定应用或实现所需要的。
现在参考图1，示出了根据本公开的一个实施例的汽车10。车辆10 具有车身12。至少一个保险杠14联接到车身12。前保险杠14在图1中示出在车身12的前部，也可以在车身12的后部设置后保险杠14。压力传感器组件16保持在保险杠14内，这将在下面进一步详细讨论。压力传感器组件16配置成基于施加到压力传感器组件16的压力产生压力信号。
在一个示例性实施例中，压力传感器组件16包括大致沿车辆10的宽度方向W延伸的压力管。这样的压力管是由例如硅树脂形成的可压缩管，并且填充有流体，例如空气。压力传感器设置在压力管的一端或两端，并配置成测量管内流体的压力。响应于管的压缩，流体的压力增加，一个或多个压力传感器产生指示压力增加的信号。
压力传感器组件16可以大致线性地布置在保险杠14上，或者如图1 所示呈非线性轮廓。有利的是，非线性轮廓可以在保险杠14的不同高度处实现更灵敏的碰撞检测。
现在参照图2，示意性地示出了车辆10。压力传感器组件16与至少一个控制器17通信。尽管被描述为单个单元，但是控制器17可以包括多个控制器单元，共同称为“控制器”。控制器17可以包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和磨损修正系数存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。 KAM是一种持久性或非易失性存储器，可用于在CPU断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以使用许多已知存储设备中的任何一个来实现，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储设备，其中一些表示控制器在控制发动机或车辆时使用的可执行指令。
车辆10还包括至少一个保护***19和无线通信***21。保护*** 19和无线通信***21与控制器17通信或由控制器17控制。保护***19 包括用于保护车辆10内的乘员、车辆10外部的行人、车辆10外部的其他物体或其组合的各种***中的一个或多个。作为非限制性示例，保护***19可以包括安装到车辆方向盘或内面板的内部气囊或气帘、安装到车辆外部用于行人保护的外部气囊、安全带张紧***、其他保护装置或其任意组合。无线通信***21配置成与其他车辆或基础设施进行无线通信，并且可以包括例如蜂窝通信调制解调器、专用短程通信(DSRC)调制解调器、IEEE 802.11通信调制解调器、其他无线通信设备或其任意组合。
控制器17被编程为响应于来自压力传感器组件16的指示车辆10已经与车辆10外部的物体碰撞的信号，控制保护***19启动以保护乘员和 /或车辆10附近的行人或物体。控制器17可以被编程为经由无线通信*** 21发送碰撞警报。所述警报可以向其他车辆、应急响应人员或其他实体指示发生了碰撞。在一些替代实施例中，不提供无线通信***。
现在参照图3，示意性地示出了保险杠14的横截面。保险杠14包括蒙皮18。蒙皮18通常是刚性的，并且可以形成保险杠14的外部。保险杠 14固定到车身12的结构件20。结构件20可以包括车身梁、系杆或车身 12的任何其它合适的附接特征部。
可压缩层22设置在蒙皮18和结构件20之间。可压缩层22配置成在碰撞期间变形或压缩，并且可包括例如泡沫材料或塑料蜂窝结构。可压缩层22因此可以在碰撞期间吸收能量。
刚性板24设置在可压缩层22和结构件20之间。刚性板24可以由例如刚性塑料材料、金属材料或任何其它合适的刚性材料形成。刚性板24 可以通过紧固件、粘合剂、焊接或任何其它合适的连接方法固定到结构件 20或蒙皮18。尽管刚性板24和结构件20在图3中被示为不同的部件，但是在替代实施例中，刚性板24和结构件20可以形成为整体部件。
在可压缩层22的与刚性板24相邻的面上形成凹槽。空腔26由此限定在可压缩层22和刚性层24之间。压力传感器组件16的至少一部分设置在空腔26中。在所示实施例中，压力传感器组件16的压力管设置在空腔26中；然而，在采用其它类型压力传感器的实施例中，压力传感器组件16的其它部分可以设置在空腔26中。此外，尽管压力管示出为具有圆形横截面，但在其他实施例中，压力管可以采取替代形状。
肋构件或凸缘28从刚性板24的邻近可压缩层22的面突出。肋构件 28至少部分地设置在空腔26内。
在保险杠14和车辆10外部的物体之间发生碰撞的情况下，蒙皮18 可以向可压缩层22施加压力。可压缩层22将在压力下压缩，至少部分地收缩空腔26并驱动压力传感器组件16的部分与肋构件28接触。压力传感器组件16然后可以产生指示压力增加的信号，响应于该信号，控制器 17可以确定发生了碰撞。
可以看出，肋构件28为压力传感器组件16提供反作用表面，这可以增加压力传感器组件16相对于已知解决方案的响应性。此外，肋构件28 的形状和轮廓可以被调整以提供给定应用所需的响应特性，这将在下面进一步详细讨论。此外，刚性板24可以延伸到结构件20的外侧，从而增加反作用表面的宽度。
现在参照图4A至4C，示出了各种轮廓形状。在图4A中，示出了具有凸弧形轮廓的肋构件30。在图4B中，示出了具有角状凸轮廓的肋构件 32。在图4C中，示出了具有凹弧形轮廓的肋构件34。不同的轮廓形状可以提供不同的响应特性。例如，凹肋构件34可以比凸肋构件30或32更快地压缩压力组件16。
此外，如图5、6A、6B和6C所示，肋构件的高度可以调节以提供期望的响应特性。如图5所示，刚性板24'设有肋构件28'。肋构件28'大致在宽度方向上从第一端36延伸到第二端38。肋构件28'可以线性延伸，或者可以具有非线性轮廓，如图5所示。有利的是，非线性轮廓可以使得能够在不同高度进行更灵敏的碰撞检测，如图1中所讨论的。在各种实施例中，肋构件28'的高度可以在第一端36和第二端38之间大致恒定，如图5所示，或者可以在第一端36和第二端38之间变化，如下面结合图6A至6C所讨论的。这里所用的高度是指肋构件28'从刚性板24'突出的距离。
现在参照图6A，示出了第一示例性肋轮廓。在该实施例中，支撑板 24″设有肋构件28″，肋构件28″在第一端36′处具有第一高度h1，在第一端 36′和第二端38′之间的中心部分具有第二高度h2，在第一端36′和第二端 38′与中心部分之间具有第三高度h3。第三高度h3小于第一高度h1，第二高度h2小于第三高度h3。肋构件28″因此具有阶梯状高度轮廓，在第一端 36′和第二端38′处的高度大于中心部分处的高度。这种肋轮廓可以增加压力传感器组件在第一端36'和第二端38'附近的响应。这可以有利地抵消由偏转引起的能量损失带来的保险杠边缘附近压力响应的衰减。
现在参照图6B，示出了第二示例性肋轮廓。在该实施例中，支撑板 24″′设有肋构件28”'，肋构件28″′在第一端36″处具有第四高度h4，在第一端36″和第二端38″之间的中心部分具有第五高度h5，在第一端36″和第二端38″与中心部分之间具有第六高度h6。第四高度h4小于第六高度h6，第六高度h6小于第五高度h5。肋构件28″′因此具有阶梯状高度轮廓，在第一端36″和第二端38″处的高度小于在中心部分处的高度。这种肋轮廓可以增加压力传感器组件靠近中心部分的响应。
现在参照图6C，示出了第三示例性肋轮廓。在该实施例中，支撑板 24””设置有肋构件28””，肋构件28””在第一端36”'处具有第七高度h7，在第一端36”'和第二端38”'之间的中心部分处具有第八高度h8，并且在第一端36”'和第二端38”'与中心部分之间具有第九高度h9。第九高度h9小于第七高度h7和第八高度h8。这种肋轮廓可以增加压力传感器组件在靠近中心部分以及在第一端和第二端的响应。
尽管图6A至6C示出了具有五段不连续高度的肋轮廓，但是可以使用任意数量的段和/或肋轮廓的高度可以在相邻段之间连续变化。
可以看出，本公开提供了一种用于检测车辆和车辆外部物体之间的碰撞的***，同时提供了一种用于调节碰撞传感器的期望响应的简单机构。
尽管以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以被组合以形成本公开的未明确描述或图示的其他示例性方面。尽管对于一个或多个期望的特性，各种实施例可以被描述为具有优势或优于其他实施例或现有技术实现，但是本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可能受到损害，以实现期望的总体***属性，这取决于特定的应用和实现。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，对于一个或多个特性而言，被描述为不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用而言可能是理想的。

Claims (6)

1.一种汽车，包括：
具有宽度方向的车身；
联接到所述车身的蒙皮，所述蒙皮具有沿所述宽度方向定向的长尺寸；
联接到所述车身的刚性支撑板，所述支撑板设置在所述车身和所述蒙皮之间并与所述蒙皮间隔开；
设置在所述蒙皮和所述支撑板之间的可压缩层，所述可压缩层具有靠近所述蒙皮的第一面和靠近所述支撑板的第二面，所述第二面设置有凹槽，以在所述可压缩层和所述支撑板之间限定空腔，所述凹槽具有沿所述宽度方向定向的长尺寸；以及
设置在所述空腔中的压力传感器；
其中，所述刚性支撑板具有靠近所述可压缩层的支撑板表面和从所述支撑板表面突出的肋构件，所述肋构件至少部分地设置在所述空腔中。
2.根据权利要求1所述的汽车，其中，所述肋构件具有第一端、第二端以及在所述第一端和所述第二端之间的中心部分，在所述第一端，所述肋构件从所述支撑板表面突出第一距离，在所述中心部分，所述肋构件从所述支撑板表面突出第二距离，所述第二距离不同于所述第一距离。
3.根据权利要求1所述的汽车，其中，所述肋构件具有大致矩形的横截面。
4.根据权利要求1所述的汽车，其中，所述肋构件设置有靠近所述压力传感器的凹端。
5.根据权利要求1所述的汽车，其中，所述肋构件设置有靠近所述压力传感器的凸端。
6.根据权利要求1所述的汽车，其中，所述压力传感器包括沿所述宽度方向延伸的压力管。
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