转向柱安装的相机的受控分离特征结构

相关申请的交叉引用

本PCT申请根据35U.S.C.§1 19的规定，要求2019年5月24日提交的美国临时专利申请第62,852,737号的优先权的权益，其内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本申请整体涉及用于安装在机动车辆的内部中的相机组件。

背景技术

本发明的机动车辆结合了多个特征，用于控制车辆功能并为车辆乘员提供舒适的环境，同时提供对信息、媒体和通信功能的访问。另一个主要目的是提供乘员保护。乘员保护方法可分为两个主要方面；主动安全和被动安全。被动安全特征包括在发生车辆撞击或翻转事件时部署的可充气约束装置、安全带和其他功能。主动安全功能旨在降低碰撞的可能性，并且包括诸如盲点检测、自适应巡航控制和其他高级驾驶员辅助系统(ADAS)等功能。一些技术通过使用车辆内部安装的显示器和相机来实现。朝向驾驶员定向的内部相机可用于通信功能，并且还可监控驾驶员警觉性及其相对于车辆方向盘和其他结构的位置。用于安装这些装置的一个位置是在车辆转向柱的上表面上。提供此类安装位置存在多个挑战。转向柱被设计成具有可压碎结构以吸收发生正面撞击时的撞击能量。通常，驾驶员安全气囊由车辆方向盘承载并充气以吸收撞击能量。无论驾驶员安全气囊是否充气，压缩负载都被施加在转向柱及其能量吸收可压碎特征结构上，并且使其能够冲程以吸收能量。安装在转向柱的上部上的任何相机或其他装置需要适应此类位移和负载条件。

方向盘上的安装在立柱上的相机系统存在在发生碰撞的情况下造成危险的问题。在车辆仪表板中提供了常规的MHI显示器。在一些应用中，希望在转向柱的上表面附近提供显示器。该正向定位允许驾驶员访问以获取来自驾驶员的正确HMI输入。在这些显示器前方安装任何类型的模块(诸如相机)可能在发生碰撞的情况下产生不利影响，因为方向盘中和方向盘周围的封装非常致密且敏感，并且容易因机械振动和震动而损坏。在发生碰撞的情况下，重要的是部件不能在车辆内部以不受控的方式自由移动，这可能造成乘员受伤风险。此外，装置不得妨碍由方向盘毂部承载的可充气约束装置的适当展开或其他安装位置。此外，希望保护敏感且昂贵的显示器部件免受撞击或任何其他条件造成的机械损坏，其中相机可能从其在显示器前方的安装位置移出。

发明内容

根据本发明，提供了一种能够安装在车辆中的相机模块。该相机模块包括相机和安装架。该安装架优选地被适配为定位在车辆转向柱的上表面处。相机组件通过按扣特征结构附连到该安装架，该按扣特征结构被配置为在撞击期间通过凸起特征结构释放，以在移出期间控制该相机的方向。拴系件可用于附接到该相机组件，以在分离之后进一步约束其运动。

附图说明

图1是机动车辆方向盘的前视图。

图2是示出了用于安装显示器和相机组件的位置的机动车辆方向盘和转向柱的侧视图。

图3是与其安装结构分离的相机组件的绘画视图。

图4是附连到其安装结构的相机组件的绘画视图。

图5是示出了处于安装位置的相机组件并示出了作用于相机组件上的示例性惯性力的绘画视图。

图6是示出了从安装结构移出的相机组件的侧视图。

图7是安装到车辆转向柱的上部的相机组件的绘画视图。

具体实施方式

图1示出了从方向盘后面的驾驶员位置的角度示出的机动车辆方向盘组件10的示例。可在方向盘组件10的上部开放象限中看到相机组件12的一小部分。

图2是示出了转向柱14和控制柄16以及显示器18的位置的方向盘组件10的侧视图，该显示器18通常整合到车辆的仪表板中。如图所示，在相机组件12与显示器18之间的前后(车辆向前行进)方向上存在紧密的间距。由于先前讨论的原因，希望保护显示器18免受损坏，并且以其他方式控制相机组件18在撞击或其他事件中从其安装位置移出时的移动。

图3提供了相机组件12的绘画视图。如图所示，相机组件12包括大致平坦的外壳基座22以及向上延伸的面板24，该向上延伸的面板为成像传感器和相关联的光学部件26(未详细示出)提供了安装架。在面板24的底部表面上，提供了四个向下突出的腿部28，每个腿部具有下部倾斜的倒钩或齿状结构30。齿状结构30的特征在于具有倾斜下表面32和向前突出的倒钩34。外壳基座22的特征在于具有四个齿状结构30，其中一对齿状结构在基座的每个侧面上对准，但也可提供其他数量的齿状结构。

图4至图6示出了安装到相机安装结构36的相机组件12。相机安装结构36可以是(可移除地或永久地)附连到转向柱护罩38的单独形成的部件，或者可以将其特征结构整合到护罩38的较大部分(或另一个部件)中。安装结构36结合用于接纳腿部28的第一矩形孔40，该腿部用于将相机组件12锁定到位。具体地参见图5，腿部28被接纳到孔40中，该孔的尺寸被设计为使得腿部挠曲，将它们侧向地挤压在一起，然后允许它们按扣到最终的安装位置，使齿状结构30与孔40下方的下侧表面接合。根据本发明，提供了用于以受控和预测的方式使相机组件12与安装结构36之间发生分离的特征结构。例如，惯性力可以作用于在撞击或其他障碍物(诸如充气安全气囊)中的相机组件12上，或者其他力可以作用于相机组件12上，使其与安装结构36分离。

参见图5和图6，安装结构36包括用于接纳腿部28的第一孔40以及与孔40分开的第二孔46。腔体48在两个孔40与46之间延伸，两个孔之间具有突片特征结构50。突片特征结构50提供弱化区域，当负载作用于相机组件12上时，该弱化区域将失效，如下文将进一步描述的。在安装位置，腿部齿状结构30按扣就位，其中倒钩34钩到安装结构36的下表面上。安装结构36提供弯曲的斜坡(或凸起)表面42，从而在负载作用于相机组件12上导致其移出的情况下，为腿部28的移动创造弯曲通道44。弯曲通道44在两个孔之间延伸，并且在相机组件12从安装结构36释放时为腿部28提供沿其骑行的表面。斜坡或凸起表面42可以向前和向上(在车辆向前行进方向上)成圆角，以在移出期间帮助和控制相机模块12的枢转。

图5示出了紧固就位至安装结构36的相机组件12。如图所示，腿部28按扣就位。图5示出了接触相机组件12的示例性碰撞结构54。碰撞结构54仅是可能接触或作用于相机组件12上从而使其分离的任何物体的示例。类似的分离完全可以通过作用于相机组件12上的惯性力来实现。碰撞结构54仅是导致相机组件12分离的任何力输入的示例。

如图6所示，当向相机组件12施加足够的负载时，突片特征结构50优选地无法释放相机组件。在这种分离的情况下，当相机组件12与安装结构36分离时，沿斜坡表面42骑行的腿部28产生相机组件12的向上位移。这为相机组件12在其分离时产生可预测的且受控的轨迹。如图3至图4和图7所示，缆线56附接到相机组件12并且包括电连接器58。缆线56用作提供结构性连接的拴系件，以在相机组件12从安装结构36释放之后约束相机组件12的运动。优选地，缆线56具有必要的拉伸特性，并且与相机组件12以及将附接到相关联的车辆内部部件的电连接器58具有合适的强连接。缆线56的布线以图解方式示出于图7中。在实施过程中，缆线56和电连接器58将由护罩38或其他内部面板包封。选择缆线56的长度以防止完全移出的相机组件12进入安全气囊展开区或行进到仪表显示器18中。缆线56可以附接到相机组件12的侧面，使得缆线中的张力将在相机单元移出时将其引导到侧面。在一些具体实施中，可使用多于一个的缆线或拴系件。

在本公开内还设想到，相机组件12可由不同的附接单元或电子单元替换，并且斜坡表面52可被设置成以另一种方式延伸或弯曲以在不同的方向上引导单元。由突片部分50提供的弱化区域可以是安装结构36内的材料，该弱化区域随着单元的移出而断裂。相机组件腿部倒钩34可具有锋利的边缘，以在移出期间切入到弱化区域中或以其他方式帮助弱化区域的断裂。

此外，在本公开内可以设想，按扣特征结构以及斜坡或凸起特征结构可位于相机组件或安装结构上，以控制相机在撞击期间移出的方向。

本领域技术人员易于理解的是，以上描述的用意是说明本申请的原理。该描述并非旨在限制权利要求的范围或应用，因为所述组件易于修改、改变和改动，而不会脱离随附权利要求书所限定的本申请的精神。