CN102186703A - 车辆转向盘用喇叭模块以及车辆转向盘 - Google Patents

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Abstract

一种车辆转向盘用喇叭模块(12)，其具有至少一个电子的喇叭传感器(20)，该喇叭传感器具有在施加喇叭操作力(F)时可偏转的触发元件(22)。在触发元件(22)上设置有至少一个电阻应变片(24)，通过该电阻应变片的偏转而产生信号。

Description

车辆转向盘用喇叭模块以及车辆转向盘
技术领域
本发明涉及一种车辆转向盘用喇叭模块。
背景技术
自从在转向盘内批量地采用气囊模块以来，人们就一直致力于改进喇叭电路的布置和集成。被广泛采用的方案是，以浮动的方式装入气囊模块，即所谓的浮动喇叭，其中，为操作喇叭，要将整个气囊模块向里按入转向盘毂内。一般来讲，由此就接通了一个喇叭电路，其中开关的一部分设置在气囊模块上，另一部分设置在转向盘毂上。当喇叭电路闭合时，便有电流流过，并且有一分析处理电路使喇叭信号释放。
气囊模块这时移动的距离是相对较长的。这样导致的结果是，在气囊模块与转向盘中容纳该气囊模块的壁之间不得不设置一个相当宽的间隙，以确保气囊模块的可靠运动。然而，该间隙是不希望出现的，应该保持尽可能地小。
发明内容
本发明的目的是提供一种喇叭模块，采用该喇叭模块，能够使转向盘内气囊模块为了操作喇叭的运动最小化。
根据本发明，为此在车辆转向盘用喇叭模块中设置至少一个电子的喇叭传感器，该喇叭传感器具有在施加喇叭操作力时可偏转的触发元件，其中，在该触发元件上设置有至少一个电阻应变片，通过该电阻应变片的偏转而产生信号。取代如传统那样的通过使两个电触点相接触而接通电回路的方式，该信号是通过触发元件的偏转和电阻应变片的阻值变化或者说与电阻应变片的电子参数相关联的电压的变化而产生的。为提供能被可靠地检测到的信号，这种已知的电阻应变片只需偏转很小的量。通过这样的方式，可以显著缩短操作喇叭所需的距离。由于气囊模块在转向盘内已不再需要运动那么长的距离，所以也可以减小气囊模块与容纳该气囊模块的壁之间的间隙。
当触发元件偏转时，电阻应变片的形状和/或长度发生变化，因此通过电阻应变片测定的电子值就发生变化，优选是其电阻值或与该电阻值相关联的电压发生变化。
该变化例如可以被分析处理电子装置检测到，该分析处理电子装置优选执行一种信号处理，特别是由通过电阻应变片测定的电子值产生一个信号，该信号最终导致鸣响喇叭。
分析处理电子装置优选这样设计：该分析处理电子装置能区别真正的喇叭信号和短的干扰脉冲，例如当行驶在路况差的路段上，比如经过一个凹坑时，由于惯性导致的气囊模块短时间的震动就会产生该干扰脉冲。根据其较短的持续时间，可以很容易地将这样的干扰脉冲与真正的喇叭信号加以区别。
为了确定一个规定的初始值，优选设置如下：分析处理电子装置的程序编制为：该分析处理电子装置在预定的起动时刻将通过电阻应变片测定的电子值设定为零值。这一点例如可以在每次起动车辆时予以实施。
触发元件优选具有在操作喇叭时可偏转的条状部分。该部分例如可以有一个自由伸出的端部，这样它就大致呈簧片的形式。也可以将该条状部分设计成桥梁的形式。
有利的是，在条状部分到触发元件的其余部分的过渡区处安置至少一个电阻应变片，因为在该位置，通过在条状部分偏转时产生的弯曲变化能使得通过电阻应变片测定的电子值产生特别大的变化。由于电阻应变片十分敏感，在条状部分大约为1.5cm长的情况下，最大约为0.2mm的偏转就足够产生能被可靠地检测到的信号。
优选触发元件构成一板的部段，特别是印刷电路板的部段。
有利的是，可偏转的条状部分与所述板一体连接，比如由板冲裁或铣削而成。
这样的构造的优点在于：整个喇叭模块可使用唯一一块印刷电路板，在该电路板上还可以设置其他的喇叭传感器以及可能还有分析处理电子装置。
为了更好地检测气囊模块的运动，可设置多个喇叭传感器。例如可以采用四个或者五个喇叭传感器，优选所有该喇叭传感器被布置在一个共用的单元平面E中并且有利地都被布置在同一块板上。
也可以如所述一个或者多个喇叭传感器一样将分析处理电子装置设置在同一板上。有利的是，由唯一一个分析处理电子装置来承担对整个喇叭模块的所有电阻应变片的数据处理。
在此不用实现气囊模块的电触点接通，这是因为，在气囊模块和喇叭模块之间并无电触点必须要闭合，喇叭信号仅仅通过电阻应变片的偏转和通过电阻应变片测定的电子值的变化而生成。
优选地，将用于固定喇叭传感器的固定位置设置在电阻应变片的附近，从而能保证触发元件受控地以给定的量偏转。例如，在转向盘毂上或者与转向盘毂相连接的另一部件上进行固定。优选的是，在条状部分的两侧进行固定。
整个喇叭模块也可以在所述固定位置上面被固定于转向盘毂上。
在本发明范围内所用的电阻应变片例如源自于称量技术，由此是已知的。
为了区别通过电阻应变片测定的电子值的变化而产生的喇叭信号(该变化例如是基于热膨胀引起的)，也可以在喇叭传感器的对置的面上设置至少一个电阻应变片。由通过不同面上的电阻应变片所提供的电子值变化的关联性，在分析处理电子装置中可以容易地区别：涉及的是真正的喇叭信号还是干扰信号。
在本发明的一个优选实施形式中，设置有多个平行延伸的电阻应变片，借此改善信号质量。
例如，可以通过在喇叭传感器上加印(印刷)电阻漆来构成电阻应变片。为此，比如说通过一台适当的和公知的、大致基于喷墨打印机技术的打印机，将电阻漆形成的结构加印在喇叭传感器上。不过，也可以将其他的已知材料用于电阻应变片。
触发元件优选是有预应力地安装的，如此可简单地实现模块的误差补偿。为此可能需要附加的弹簧。
本发明优选在车辆转向盘中转移实施，其中，在毂区域内可移动地设置有气囊模块，在气囊模块上设有至少一个触点，为了使触发元件偏转，该触点与触发元件相接触。如前所述，这里是涉及一种纯粹的机械接触，而非开关电路的闭合/接通。通过使气囊模块偏转而引起触发元件偏转，通过触发元件的偏转致使电阻应变片几何形状改变，由此，电阻应变片所测定的电子值便发生变化，这又被分析处理电子装置探测到并解读为喇叭信号。该信号被相应地传递并实现鸣喇叭。
附图说明
本发明的其他特征和优点可由下文结合附图针对实施例的说明得出。图中示出：
图1是安装有按照本发明构造的喇叭模块的本发明的车辆转向盘的毂区域的简图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是本发明的喇叭模块的喇叭传感器的俯视简图。
图4是沿着图3的IV-IV线的喇叭传感器的剖视图。
图5是图3的喇叭传感器的透视图。
图6是本发明的包括五个喇叭传感器的喇叭模块的俯视简图。
图7是图6的喇叭模块的透视图。
具体实施方式
图1表示的是未详细示出的车辆转向盘的毂区域10，其包括喇叭模块12(见图6和8)，这里该喇叭模块仅可看到局部。喇叭模块12位于气囊模块15(在图2中简单表示)的支承件14的下面。喇叭模块12和支承件14都与毂区域10牢固地连接。在支承件14中构造有多个开孔16，气囊模块15的止动螺栓穿过该开孔，这些止动螺栓在一止动弹簧处与转向盘固定地锁止(未图示)。气囊模块15以给定的尺度可以在垂直于图1的图纸平面的方向上移动。
喇叭模块12具有一块大面积的板18，该板在此是由唯一一个印刷电路板所构成(见图6和8)。该板18的一些独立的部分构成了真正负责产生喇叭信号的喇叭传感器20。
每个喇叭传感器20都被定向设置在一个单元平面E内，并且具有以条状部分的形式可偏转的触发元件22。在此，该条状部分为簧片的形式，它在一端与板18的其余部分一体连接。本例中，触发元件22是从印刷电路板铣削加工而成。在所示例子中，条状部分大约长1.5cm。
在从触发元件22至板18的其余部分的过渡区域中敷设有电阻应变片24，当其几何形状发生变化时，其电阻值便发生变化。当触发元件22偏转时，该电阻值或者还可能是其他由电阻应变片测定的电子值发生变化。这样就产生了用于生成喇叭信号的电信号，稍后对此会更加详细地解释。
在触发元件22的自由端设置有一个偏转部分26，当需要产生喇叭信号时，在该偏转部分上施加一个用于偏转触发元件22的作用力F。
在此，电阻应变片24被直接设置在触发元件22到板18的其余部分的过渡区内。在本例中，设置有四个彼此平行延伸的电阻应变片24。为了清楚起见，只在图5中给它们全部标注了附图标记。每个电阻应变片24都是由加印在板18上的已知的电阻漆的薄层构成。
当然，也可以给电阻应变片24选择其他合适的几何形状，尤其是具有平行延伸部段的单一的连接线的形式。此外，可以使用任何其他已知类型的任何合适材料的电阻应变片，例如应用在实验室天平或个人体重计的电阻应变片。
图6和图7表示的是喇叭模块12的整体。板18大致呈U形设计。在该U形的四个角点的每一个角点分别设置了一个喇叭传感器20，其中，每两个相邻的喇叭传感器20的触发元件20彼此朝向相反。在图6中在U形的右边腿上，位于角点的两个喇叭传感器20之间，设置有一可选的第五喇叭传感器20，其触发元件20指向外面。所有五个喇叭传感器20均定向设置在相同的单元平面E上。
在该第五喇叭传感器20处，在铲形的宽的面上固定有一个压重。当车辆驶过路况恶劣的路段时，该传感器产生一信号，借助此信号可关断其它的各喇叭传感器，以防止误发喇叭信号。
此外，喇叭模块12还具有分析处理电子装置29(只在图6中有简单图示)，该分析处理电子装置同样是被设置在板18上，并且将由电阻应变片24测定的电子值处理成喇叭信号。
特别对于每一个喇叭传感器20，信号处理装置包括一个将电阻应变片24的电阻值转换成与之相关联的电压的惠斯通电桥(未图示)。
喇叭模块12以这样的方式被装入转向盘的毂区域10内，即，在气囊模块15置入的情况下，设置于气囊模块15的底面相应位置的触点30与触发元件22的偏转部分26相接触。在图示的情况下，触点30是由拧进气囊模块15底部的螺栓简单构成的。在该位置并没有建立任何电的接触，而仅有机械接触。板18在偏转部分26的区域内不需要是导电的。整个信号生成是在电阻应变片24内发生的，而不是基于气囊模块15与触发元件22之间实现的电接触。
在未加载的、中立的初始状态下，气囊模块15便已经有一点压向触发元件22，因而该触发元件就被施加了一定程度的预应力。这样，在安装气囊模块15和喇叭模块12时间距公差可以得到补偿。
喇叭模块12的分析处理电子装置29检测电阻应变片24在该基本状态中所具有的电阻值或者相关的电压值。该值被分析处理电子装置29处理成为零值。例如，这一点在预定的起动时刻如每次车辆起动时予以实现。对于每个单独的喇叭传感器20，都求出一个这样的零值。基于上述零值，分析处理电子装置29接收、处理和解读通过电阻应变片24测定的电子值的变动。
为了操作喇叭，亦即为了产生喇叭信号，驾驶者按压气囊模块15，对其施加垂直于喇叭模块12的单元平面E作用的、指向转向盘毂区域10里面的力。这样，作用力F就由气囊模块15的触点30作用到喇叭模块12的喇叭传感器20之触发元件22的偏转部分26上。因此触发元件22将弹性向下偏转(见图2)，由此，通过电阻应变片24测定的电子值便发生变化。为产生可测量的信号，在这里图示的几何形式中，仅仅需要最大约0.2mm的偏转，也就是说，气囊模块15向毂区域10的方向只需要一个非常小的偏移。
若驾驶者再次松开气囊模块15，复位元件(未图示)便使气囊模块15重新返回到其初始位置。
喇叭模块12在一些固定位置25上被固定于毂区域10上。当然，也可以通过一个与毂区域10相连的部件进行固定。这里，固定位置25(在图中没有对所有的固定位置标注附图标记)由是板18上的简单的孔所构成，例如螺栓插入该孔并拧在毂区域10上或与转向盘毂固定的部件上。可以采用任何适合的方式实施这种固定，例如通过弹簧夹、热压或者超声波焊接。在本例中，在每个喇叭传感器20中在触发元件22侧边分别设有两个固定位置25。整个喇叭模块12也通过这些固定位置25固定在毂区域10上。
除了在图示的喇叭传感器20的上面设置有电阻应变片24以外，在喇叭传感器20的相应对置的底面上也同样设有至少一个电阻应变片24(其中之一见图4)。以此方式，可以简单地区别由于按下气囊模块15所触发的通过电阻应变片24测定的电子值的变化与例如基于热膨胀引起的变化。
例如驶过路况很差的路段并且由于惯性作用使得气囊模块15随此产生相应震动时，会产生干扰信号，分析处理电子装置29也可以例如根据其较短的持续时间而过滤掉干扰信号。
另一有利之处是：由于所有必要的开关电路都被集成在喇叭模块本身之中，因此，在气囊模块装入车辆转向盘之前，可以对喇叭模块进行测试。
当然，也可以将喇叭模块12固定在气囊模块15上，并将触点30与车辆固定地设置，例如设置于毂区域10中。

Claims (16)

1.一种车辆转向盘用喇叭模块，其包括至少一个电子的喇叭传感器(20)，该喇叭传感器具有在施加喇叭操作力(F)时可偏转的触发元件(22)，其中，在所述触发元件(22)上设置有至少一个电阻应变片(24)，通过该电阻应变片的偏转而产生信号。
2.如权利要求1所述的喇叭模块，其特征在于：所述触发元件(22)具有在操作喇叭时可偏转的条状部分。
3.如权利要求2所述的喇叭模块，其特征在于：所述条状部分具有自由伸出的端部。
4.如权利要求2和3之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：在所述条状部分到触发元件(22)的其余部分的过渡区处安置至少一个电阻应变片(24)。
5.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：所述触发元件(22)构成一板(18)的部段，尤其是一印刷电路板的部段。
6.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：设置有进行信号处理的分析处理电子装置(29)。
7.如权利要求6所述的喇叭模块，其特征在于：所述分析处理电子装置(29)被构造为能区别喇叭信号与短的干扰脉冲。
8.如权利要求6和7之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：所述分析处理电子装置(29)的程序编制为：该分析处理电子装置在预定的起动时刻将通过电阻应变片(24)测定的电子值确定为零值。
9.如权利要求6至8之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：所述分析处理电子装置(29)被设置在一板(18)上，该板(18)还承载有所述喇叭传感器(20)中的至少一个。
10.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：设置有多个喇叭传感器(20)。
11.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：用以固定所述喇叭传感器(20)的固定位置(25)是设置在所述电阻应变片(24)的附近。
12.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：设置有多个平行延伸的电阻应变片(24)。
13.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：所述电阻应变片(24)是通过在喇叭传感器(20)上加印电阻漆而构成的。
14.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：在所述喇叭传感器(20)的对置的面上分别设置至少一个电阻应变片(24)。
15.如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：所述触发元件(22)是有预应力地安装的。
16.一种车辆转向盘，其包括如前面权利要求之任一项所述的喇叭模块，其特征在于：在该车辆转向盘的毂区域内可移动地设置有气囊模块(15)，在所述气囊模块上设有至少一个触点(30)，为了使触发元件(22)偏转，该触点与触发元件(22)相接触。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110914