用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的制作方法

本发明涉及根据独立权利要求1的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器。本发明的对象还为对应的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器组件，其具有至少一个这种压力传感器。

背景技术：

安装在车辆保险杠中的传感机构用于探测行人事故。基于两个或多个加速度传感器(pcs-pedestriancollisionsensor，行人碰撞传感器)的系统已广泛使用。最近也可用的是基于压力软管的系统(pts-pressuretubesensor，压力管传感器)。基于压力软管的这种系统通常包括两个压力传感器，它们通过充满空气的压力软管连接。用于车辆的乘员保护系统的压力传感器包括传感器壳体和布置在传感器壳体中的基板，在该基板上布置有测量单元，测量单元包括压力传感器元件和传感器电路。在此，压力软管沿车辆横向方向嵌入在保险杠的泡沫中的凹处中，该泡沫布置在保险杠覆层和车辆的弯曲横梁之间。在碰撞时，弯曲横梁用作支承。压力传感器的两种壳体变体也有所区别。0度变体，其拧紧在车辆结构处或直接嵌入泡沫中；以及90度变体，其仅仅嵌入泡沫中。与测量单元的尺寸相比，这两种壳体变体都设计得相对很大。

在基于压力软管的系统中，物体在保险杠相关区域内的碰撞引起在起探测作用的压力传感器中的信号上升，对此保险杠覆层和泡沫以及布置在泡沫中的压力软管受到压缩。探测到的信号的幅度尤其取决于撞击物体的质量和速度。然而，在实践中，由于车身的原因，不可能总是在车辆前部中常规地安装基于压力软管的系统。这意味着，例如，当在车辆的前部安装基于压力软管的系统时，例如因为没有最佳的安装条件，所以两个外部压力传感器不可最佳地固定在车辆结构上。

技术实现要素：

具有独立权利要求1的特征的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器和对应的压力传感器组件具有的优点是，根据本发明的压力传感器的壳体明显小于传统的由现有技术已知的用于乘员保护系统的用来识别行人和/或前部碰撞的压力传感器。通过根据本发明的压力传感器的实施方式可节省制造步骤和成本以及减少了车辆中的空间和重量。此外，根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的实施方式可用在车辆前部中的基于压力软管的系统中，以及用于在车辆的车辆车门或侧部衬板中的侧部碰撞识别。

本发明的实施方式提供了一种用于车辆的压力传感器，其具有传感器壳体和布置在传感器壳体内的基板，在该基板上布置有测量单元，该测量单元包括压力传感器元件和传感器电路。在此，传感器壳体在第一端部形成插头，并且在第二端部形成测量室，在测量室中存在待测量的压力。基板将插头与测量室流体分开，其中，压力传感器元件和传感器电路布置在共同的壳体中，并且压力传感器元件通过压力进入通道与测量室流体连接。

还提出了一种用于车辆的乘员保护系统的压力传感器组件，其具有至少一个这种压力传感器，该压力传感器确定在车辆中的预设的压力腔中的压力。

在此，传感器电路可理解成电气和/或电子电路，其将探测到的物理变量(此处是压力)转变成传感器信号，并且对该传感器信号进行进一步处理和评估。传感器电路例如可实施为专用集成电路(anwendungsspezifischeintegrierteschaltung，asic)。实施为asic的传感器电路可固定在基板上，并且同时例如通过焊接工艺或传导黏合剂黏合工艺与至少一根插头引脚连接。在asic本身上存在压力传感器元件，其与asic可通过结合线连接。由压力传感器产生的传感器信号例如可输出给控制器，尤其气囊控制器，其处理或评估探测到的传感器信号。输出的信号可在控制器中的算法内进行进一步处理。如果算法识别到发生了碰撞或行人碰撞，此时根据触发决定激活车辆中的主动约束器件(例如气囊)，以便缓解在车辆前部的行人碰撞，或者以便在碰撞时保护车辆乘员。为了在算法内进行所需的分类，可将经处理的信号(原始信号、窗口积分、积分、导数等)与例如阈限相比较。如果可预定的相关信号的数量超过其阈限，则可激活在车辆中的相应的约束器件。

控制器可具有至少一个接口，其可以硬件和/或软件的方式来构造。在硬件式的构造方案中，接口例如可为包含控制器的各种功能的所谓的asic系统的一部分。然而，接口还可为独立的集成电路或至少部分地由离散的结构元件构成。在软件式的构造方案中，接口可为软件模块，其例如与其他的软件模块并存于微控制器上。同样有利的是具有程序代码的计算机程序产品，程序代码存储在机器可读的载体(例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器)上，并且当控制器执行程序时，程序代码用于执行评估。

通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案可有利地改善在独立权利要求1中给出的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器和在独立权利要求14中给出的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器组件。

特别有利的是，至少一根插头引脚布置在插头中，该插头引脚以一端部嵌入到基板中，并且接触传感器电路。至少一根插头引脚例如可在用于制造基板的注塑工艺中一起放入。传感器电路可通过焊接工艺或传导黏合剂黏合工艺与至少一根插头引脚连接。

在压力传感器的有利的设计方案中，塑封料可作为壳体包围压力传感器元件和传感器电路，其中，压力进入通道可被引入到塑封料中。由此可防止压力传感器元件和传感器电路滑动和受到环境影响。通过传感器电路和压力传感器元件直接模制在基板上，有利地取消了在现有技术中使用的用于测量单元的附加的模块壳体(lga:landgridarray，连接盘网格阵列，或soic)。由此可进一步省去附加的包装步骤的成本。替代地，传感器电路和压力传感器元件可预装配到附加的模块壳体(lga或soic)中，并且与基板或至少一根插头引脚焊接。在这种情况下，可取消在基板上的塑封料。因此，虽然没有节省太多成本，但是可重复使用具有压力传感器元件或传感器电路的当前的lga或soic，并且仅需壳体匹配以实施本发明

在压力传感器的另一有利的设计方案中，可在传感器壳体的周边处布置防转动部。因此，压力传感器可在用于基于压力软管的系统中时在车辆前部中防转动地放入车辆的保险杠泡沫中。

在压力传感器的另一有利的设计方案中，可在传感器壳体的第二端部形成导入区域。通过导入区域可将压力传感器简单地引入到压力软管的对应的端部中。附加地，推装到导入区域上的压力软管能可选地在寿命期限内通过线束扎带来防止滑落。此外，可在导入区域处形成导入斜面，以便使压力软管的推装或导入区域的引入更简单或更轻松。

在压力传感器的另一有利的设计方案中，传感器壳体可多件式地实施。在此，第一壳体部分可形成插头和测量室，测量室可由具有通路的第二壳体部分封闭，其可通过连接元件与第一壳体部分连接。有利地，连接元件可附加地形成防转动部。连接元件例如可实施为夹锁，由此压力传感器的第一壳体部分可与压力传感器的第二壳体部分连接成整体压力传感器。在壳体部分之间可引入硅胶密封件，其对外密封测量室。

在压力传感器的另一有利的设计方案中，第二壳体部分可构造为导入接管，其具有连接通道作为通至测量室的通路。空气可通过连接通道从压力软管中的压力腔流入到传感器内部中。附加地，推装到导入接管上的压力软管能可选地在寿命期间内通过线束扎带来防止滑落。此外，可在导入接管处形成导入斜面，以便使压力软管的推装或导入接管的引入更简单或更轻松。在装配好的状态中，压力传感器的实施方式没有明显厚于实际的压力软管。理想地，壳体、第一壳体部分、或插头的外直径相当于压力软管的外直径。

在替代的设计方案中，第二壳体部分可构造为盖子，其具有开口作为通至测量室的通路。空气可通过开口从压力腔流入到传感器内部中。压力传感器的实施方式例如可用于识别在车辆的车辆车门或侧部衬板中的侧部碰撞。

在压力传感器的另一有利的设计方案中，传感器壳体或壳体部分可相应构造为塑料注塑构件。此外，基板可作为塑料注塑构件与传感器壳体或第一壳体部分一体地形成。实施为塑料注塑构件的方案能够有利地实现，作为批量产品特别成本有利地生产压力传感器。替代地，基板可构造为电路板，其流体密封地与传感器壳体或第一壳体部分连接。

在压力传感器的另一有利的设计方案中，基板可具有至少一个压力补偿元件，其执行在测量室和插头之间的缓慢的压力补偿。因此，压力补偿元件引起环境压力与测量室和压力腔的内部压力的交换，使得环境压力在碰撞之前总是存在于压力腔中。

在压力传感器组件的另一有利的设计方案中，压力腔可形成在压力软管中，该压力软管在其端部相应由压力传感器封闭。压力传感器组件可优选地安装在车辆前部中，以识别行人和/或前部碰撞。为此可将导入接管或传感器壳体的导入区域引入到压力软管中，其中，插头的外直径相当于压力软管的外直径。压力软管和压力传感器例如可放入在保险杠的泡沫中的凹处中，其中，防转动部防止放入的压力传感器转动。

在压力传感器组件的替代的设计方案中，压力腔可形成在车辆的车辆车门或侧部衬板中，其中，至少一个压力传感器可固定在压力腔中。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在下文的说明中对其进行进一步阐述。在附图中，相同的附图标记表示功能相同或相似的构件或元件。

图1示出了根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器组件的实施例的区段的示意性的立体剖面图示，该压力传感器组件具有根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的第一实施例。

图2示出了图1的根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器在组装状态中的示意性的立体剖面图示。

图3示出了图1和图2的根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的各壳体部分的示意性的立体剖面图示。

图4示出了根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的第二实施例的示意性的立体剖面图示。

图5示出了根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的第三实施例在组装状态中的示意性的立体剖面图示。

图6示出了图5的根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器的各壳体部分的示意性的立体剖面图示。

图7示出了用于图1至图6的根据本发明的压力传感器的测量单元的实施例的示意性的剖面图示。

图8示出了具有图1的压力传感器组件的保险杠的实施例的示意性的剖面图示。

具体实施方式

如从图1至图8可见的那样，根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器10、10a、10b、10c的示出的实施例相应包括传感器壳体20和布置在传感器壳体20中的基板12，在该基板上布置有测量单元14，该测量单元包括压力传感器元件14.1和传感器电路14.2。在此，传感器壳体20在第一端部形成插头20a，并且在第二端部形成测量室28，在该测量室中存在待测量的压力。基板12将插头20a与测量室28流体分开，其中，压力传感器元件14.1和传感器电路14.2布置在共同的壳体中，并且压力传感器元件14.1通过压力进入通道14.3与测量室28流体连接。

如从图1至图7进一步可见的那样，在示出的实施例中，壳体20实施为单件式或多件式的空心筒体，在其中布置有盘状基板12。此外，在壳体20的外周处布置有防转动部25，其实施为从壳体20的周边突出的伸出部。此外，在根据本发明的压力传感器10、10a、10b、10c的示出的实施例中，两根插头引脚26布置在插头20a中，它们分别以一端部嵌入基板12中并且接触传感器电路14.2。

如从图1至图7进一步可见的那样，插头引脚26引入到压力传感器10、10a、10b、10c的基板12中，并且引起与传感器电路14.2的电接触。在示出的实施例中，传感器电路14.2实施为asic，其固定在基板12上并且同时例如通过焊接工艺或传导黏合剂黏合工艺与插头引脚26连接。在实施为asic的传感器电路14.2本身上存在压力传感器元件14.1，其与实施为asic的传感器电路14.2通过结合线连接。为了防止实施为asic的传感器电路14.2和压力传感器元件14.1滑动以及受到环境影响，用塑封料18围住实施为asic的传感器电路14.2以及压力传感器元件14.1。然而，在塑封料18中存在小的压力进入通道14.3，使得测量室28的空气可将压力作用于压力传感器元件14.1。在基板12上还布置有压力补偿元件16。压力补偿元件16引起在插头20a中的环境压力与测量室28的内部压力的缓慢的交换，使得在碰撞之前在测量室28中始终存在环境压力。在示出的实施例中，压力补偿元件16布置在基板16的中间。显然，压力补偿元件16还可以其他方式布置，使得传感器电路14.2和压力传感器元件14.1能够通过相关的插接接触有意义地布置在基板12上。

如从图1中进一步可见的那样，根据本发明的用于车辆的乘员保护系统的压力传感器组件1的示出的实施例包括至少一个压力传感器10、10a，其确定在车辆中的预定的压力腔3中的压力。在示出的实施例中，压力腔3构造在压力软管5中，该压力软管在其端部相应通过压力传感器10、10a封闭。图1示出了压力软管5的一端部与封闭压力软管5的该端部的压力传感器10、10a。

如从图1至图3进一步可见的那样，在压力传感器10a的示出的第一实施例中，传感器壳体20多件式地实施。在此，第一壳体部分形成插头20a和测量室28，测量室由具有通路24的第二壳体部分封闭。第二壳体部分通过连接元件25a与第一壳体部分连接。传感器壳体20或各壳体部分在示出的实施例中相应构造为塑料注塑构件。在示出的第一实施例中，连接元件25a同时形成防转动部25。此外，第二壳体部分实施为导入接管20b，压力软管5被推到该导入接管上，或者导入接管被引入到压力软管5中。此外，在示出的实施例中，推装的压力软管5通过实施为线束扎带的固定元件7来防止滑落。此外，在示出的实施例中，在导入接管20b处构造有导入斜面22，其使压力软管5的推装或导入接管20b的引入更简单或更容易。导入接管20b包括作为通路24的连接通道24a，其连接压力传感器10a的在装配好的状态中在传感器内部中形成在两个壳体部分之间的测量室28与在压力软管3中的压力腔3。在示出的实施例中，基板12同样作为塑料注塑构件与第一壳体部分一体地实施。由塑料注塑而成的基板12与插头20a连接，该插头相当于标准插头壳体。两个插头引脚26在注塑工艺中同时嵌入到传感器的基板12中。插头引脚26使在基板12上的传感器电路14.2通过未示出的配合插头与未示出的对应的控制器接触。替代地，基板12可构造为电路板，其流体密封地与第一壳体部分连接，并且接触传感器电路14.2和插头引脚26。在示出的实施例中，连接元件25a实施为夹锁，由此压力传感器10a的插头20a与导入接管20b连接成整体压力传感器。如从图1进一步可见的那样，压力传感器10a在装配好的状态中并未明显厚于实际的压力软管5，理想地，插头20a的外直径基本上对应于压力软管5的外直径。在壳体部分之间可引入密封件，以对外密封测量室28。

如由图4进一步可见的那样，在压力传感器10b的示出的第二实施例中，壳体20一件式地实施。在此，传感器壳体20在第一端部形成插头20a，并且在第二端部形成具有测量室28的导入区域20c，在该测量室中存在待测量的压力。类似于第一实施例，压力软管5可被推装到导入区域20c上，或者导入区域20c被引入到压力软管5中，由此测量室28与在压力软管5中的压力腔3直接连接。此外，推装的压力软管5可通过实施为线束扎带的固定元件7防止滑落。为了使得引入导入区域20c或推装压力软管5变得容易，可在导入区域20c处构造导入斜面。同样，根据本发明的压力传感器10b的第二实施例在装配好的状态中没有明显厚于实际的压力软管5。理想地，插头20a的外直径对应于压力软管5的外直径。在示出的实施例中，基板12同样作为塑料注塑构件与壳体20一体地实施。替代地，基板12可构造为电路板，电路板流体密封地与壳体20连接并且接触传感器电路14.2和插头引脚26。

如由图8进一步可见的那样，压力软管5和不可见的压力传感器10a、10b可嵌入在保险杠30的泡沫34中的凹处34.1中，其中，防转动部25防止嵌入的压力传感器10a、10b转动。如由图8进一步可见的那样，压力软管5在保险杠覆层36和车辆的弯曲横梁32之间的泡沫34中，该弯曲横梁在碰撞时用作支承。在此，在保险杠30的相关区域中物体的碰撞通过以下方式引起在压力传感器组件1的起探测作用的压力传感器10中的信号上升，即，保险杠覆层36和泡沫34以及含在里面的压力软管5受到压缩。探测到的信号的幅度尤其取决于撞击物体的质量和速度。

如由图5和图6进一步可见的那样，在压力传感器10c的示出的第三实施例中，传感器壳体20多件式地实施。在此，第一壳体部分类似于第一实施例形成插头20a和测量室28，其由具有通路24的第二壳体部分封闭。不同于第一实施例，在压力传感器10c的示出的第三实施例中第二壳体部分构造为盖子20d，其具有开口24b作为通至测量室28的通路24。此外，不同于上述实施例，在示出的第三实施例中，压力传感器10c没有压力补偿元件16，因为压力传感器10c布置在更大的压力腔3中，从而在正常运行期间在碰撞之前在插头20a以及测量室28中都存在环境压力。类似于第一实施例第二壳体部分通过同时用作防转动部25的连接元件25a与第一壳体部分连接。在示出的实施例中壳体部分和基板12同样为塑料注塑构件，其中，基板12与第一壳体部分一体地实施。替代地，基板12可构造为电路板，其与第一壳体部分流体密封地连接并且接触传感器电路14.2和插头引脚26。在示出的实施例中，连接元件25a实施为夹锁，由此压力传感器10c的插头20a与盖子20c连接成整体压力传感器。在壳体部分之间可引入密封件，以对外密封测量室28。压力传感器10c的第三实施例例如可布置在车辆的车辆车门或侧部衬板中的压力腔3中，以识别侧部撞击。压力传感器10c的装配例如通过夹入现有的车辆车门结构或车身结构中来实现。