CN101428600B - 用于汽车前排乘客的约束系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车前排乘客的约束系统(3)，它具有至少一个安全气囊模块(7，8)，该安全气囊模块具有一个安全气囊(9)，该安全气囊具有至少一个可充气的气腔，所述安全气囊(9)展开时，可以填充在仪表盘(1)和前排乘客之间的一个与挡风玻璃(12)间隔的空间。为了按照当前和未来的需求改进汽车的舒适性和被动安全性，并创造更多的内部空间，安全气囊模块(7)可固定在构成汽车前排内室的车身结构上，其中，所述约束系统(3)配设有一个在仪表盘(1)的深度(T)方向上加大的安全气囊(9)。

Description

用于汽车前排乘客的约束系统
技术领域
本发明涉及一种用于汽车前排乘客的约束系统，其具有至少一个安全气囊模块，该安全气囊模块具有一个安全气囊，该安全气囊具有至少一个可充气的气腔，所述安全气囊充气展开时，可以填充在仪表盘和前排乘客之间的一个与挡风玻璃相隔一定距离的空间。本发明还涉及一种约束系统的制造方法。 
背景技术
公知的是，约束系统设置在汽车副驾驶侧的仪表盘内。约束系统大多设计成安全气囊模块，用于在汽车发生碰撞时约束乘客上身，特别是胸部(包括头部)，以免这一部位和仪表盘发生剧烈碰撞。此外还公开了下列现有技术。 
EP 0 861 762 B1描述了一种具有可充气安全气囊的副驾驶安全气囊，它被分成三个可以单独充气的腔，即一个中间腔和两个侧腔。 
US 2005/0161918A1描述了一种用于汽车前排乘客的安全气囊装置，它具有上下两个可以充气的部分。 
US2006/0163848A1描述了一种上部加长的安全气囊，它可以覆盖A柱，因此在发生碰撞时可以保护乘客的头部。 
DE 199 04 100 A1描述了一种安全气囊装置，伴随它的还有副驾驶座前部无仪表盘的空间。安全气囊位于挡风玻璃下方居中设置的副仪表板内或者一个A柱上，用于在副驾驶员或驾驶员发生斜向运动时对他们进行保护。 
发明内容
本发明的所要解决的问题是创造一种约束系统，根据当前和未来的需求对汽车的舒适性和被动安全性加以改进，并提供更多的内部空间。 
上述技术问题通过一种用于汽车前排乘客的约束系统来解决，该约束系统具有一个安全气囊模块，该安全气囊模块具有一个安全气囊，该安全气囊 具有至少一个气腔，所述安全气囊展开时，可以填充在仪表盘和前排乘客之间的与挡风玻璃相隔的空间，其特征为，所述安全气囊模块可以固定在构成汽车前排内室的车身结构上，其中，所述约束系统在充气的状态下从一个没有仪表盘的空间出发朝向乘客展开。 
按照本发明，气囊模块可固定在一个构成汽车前排内部空间的车身结构上，约束系统在充气状态下从没有仪表盘的空间向乘客方向展开。这具有如下优点，即乘客前方的汽车内部空间设计成可变的，因而提高了汽车的舒适性。约束系统布置在汽车内部空间中尽可能靠前的地方。这样就形成了一个很大的多侧可用的汽车内部空间。和按现有技术的传统安全气囊相比，这种带有一个安全气囊的安全气囊模块同样可以很好地保护前排乘客，按现有技术的传统的安全气囊位于仪表盘中，离前排乘客的距离明显较近。具有至少一个可充气的气腔或者多个气腔(其中一个是主腔)的安全气囊有利地沿汽车纵向充气。这样就可以实现在与汽车向前运动的主方向相反的方向上具有直接的、较短的约束距离。斜向或垂直于汽车纵向的复杂的充气过程得以避免。 
有利的是，约束系统安装在支撑挡风玻璃下部的挡风玻璃横梁上或前围板上，该前围板安装在构成汽车前排内部空间的车身结构上。挡风玻璃横梁或前围板具有必需的刚度和强度，以便承受安全气囊气体发生器产生的力。 
约束系统位于副驾驶侧。这具有如下优势，即基本上可去掉副驾驶侧平时常见的占据副驾驶前很大空间的常用仪表盘，这样一来，这一闲置空间就可以根据乘客需要另行布置。副驾驶前面的汽车内部空间不再有必要安装仪表盘，以便集成作为约束系统的传统放置的副驾驶安全气囊。 
安全气囊优选基本上充气增大一个只设在驾驶员侧的仪表盘的深度T。气囊具有一个所谓的胸部用气腔。该胸部用气腔基本上可约束前排乘客的胸部和头部，使之不与汽车内室的部件发生强烈碰撞。安全气囊模块的尺寸也根据这一加大的安全气囊进行相应调整。具有按本发明的安全气囊的安全气囊模块因此非常靠前地布置在挡风玻璃处，从而以较为舒服的方式保护前排乘客。 
按照一种优选的实施形式，安全气囊根据汽车类型加长300mm至500mm。相比传统的安全气囊模块布局，这个加长段就是将安全气囊模块移动到挡风玻璃底部区域的距离。挡风玻璃的底部就是挡风玻璃横梁，该横梁也可包括一块前围板。
根据本发明的另一种优选设计，安全气囊具有一个侧翼，用来缓冲乘员与一个或者多个侧面A柱的撞击。这一点很重要，因为目前根据空气动力学设计的汽车车身中A柱与乘客头部的距离设计得越来越小。因此用于缓冲乘员与A柱撞击的侧翼就非常重要，因为根据本发明，仪表盘基本上只布置在驾驶员侧直至副仪表板的区段上，在副驾驶侧则没有仪表盘，因此副驾驶员在这个区域就可以把座位往前大幅推移，因而他的头部到A柱的距离就会自动缩短。为了在正面碰撞时不管有没有侧面能量输入都能起到保护作用，安全气囊的侧翼作为附加的相对于侧面A柱的缓冲气垫就显得极其有利。 
在本发明另一种特别优选的实施形式中，安全气囊具有一个上翼，用来缓冲乘员和前端车顶框架结构的撞击。和用附翼缓冲乘员与A柱间撞击的原因相同，这个明显凸出的上翼基本上也很重要，一方面，因为当前根据现代空气动力学设计的汽车车身结构离乘客头部较近，另一方面，因为副驾驶员可以把座位自主向前大幅推移从而缩短了头部与前部车顶框架结构的距离，原因在于，和传统在副驾驶侧具有仪表盘的汽车相比，副驾驶员在此可以和座位一起大幅向前挪移。 
由于副驾驶座可能前调，副驾驶员和可能的副仪表板的距离会拉近，为了在此时保护副驾驶员，安全气囊优选具有一个侧翼，用于缓冲乘员与副仪表板间的撞击。 
为了同时保护前排乘客的脚部肢体，安全气囊具有一个下翼来缓冲对脚部肢体的撞击。 
按本发明另一种优选的实施形式，为脚部区域设置一个单独的腿部安全气囊模块，它与胸部腔的安全气囊模块相互连接以便被激活。单独的腿部安全气囊模块具有如下优点，即在正面碰撞时也能迅速保护脚部区域，因为约束软垫很快建立，几乎是一瞬间。 
按本发明另一种优选的实施形式，安全气囊具有一个胸部用气腔和/或一个头部用气腔。头部和胸部是最应该用安全气囊约束的身体部位。身体的其它部位则可以用安全带系统约束。 
按本发明另一种优选设计，特别是在那些法律没有规定必须系安全带的国家，安全气囊按照如下方式构建，即，使得具有胸部腔的安全气囊特别是和腿部气囊模块的安全气囊一起，完全包裹住乘客的前半身。这样在正面碰撞的情况下，即使前排乘客没有系安全带，也可以得到约束保护。
在另一种优选的实施形式中，安全气囊设计成多腔气囊，优点在于，安全气囊可以分级展开并充气。 
在一种特殊的实施形式中，多气腔安全气囊具有撕裂缝，它们把各个腔隔开。撕裂缝设计成能被流入并充满安全气囊的气体的流速撕开，并由此对各个腔充气。 
在另一种实施形式中，可选或者额外在多气腔安全气囊中设置溢气孔。 
在一种特殊的实施形式中，安全气囊具有限制带，优点在于，可控制安全气囊或者安全气囊各部分的运动，并且安全气囊的膨胀在各区域发生精确的偏移。 
按一种优选的实施形式，安全气囊模块具有一个带有一个或多个点火级的气体发生器。 
按另一种优选的实施形式，安全气囊模块具有一个可变的无级气体发生器。 
按一种特殊的实施形式，安全气囊具有至少一种或者多种轻型安全气囊织物或者对于安全气囊各段采用不同的轻型安全气囊织物。优点是，根据安全气囊的负荷以及安全气囊的压力或安全气囊腔的压力，安全气囊被保持得很轻，并且安全气囊在车内折叠的时候也会占据最小的体积。 
由于按本发明的安全气囊体积很大，因此将安全气囊折叠在一个处于真空的腔室里尤其合适。这么做可以再将折叠后的体积减小约30％。 
本发明的上述另一技术问题可通过一种制造具有上述技术特征的约束系统的方法如此加以解决，即，在单腔或者多气腔安全气囊上，将气囊附翼向内弯折入安全气囊，以便折叠气囊。 
需要说明，前面提到的和后面还要进一步详细阐明的技术特征不仅可按前述各种组合加以应用，而且还可以按其它组合方式加以应用。 
附图说明
下面参考相关附图详细说明本发明。附图中： 
图1按现有技术的一种仪表盘。 
图2在驾驶员侧具有仪表盘的汽车前排内部空间的立体图。 
图3按本发明的约束系统的横截面示意图。 
图4按本发明的约束系统的立体图，在其胸部用气腔上具有一个附翼。 
图5按本发明的约束系统的立体图，在其胸部用气腔上具有至少三个附翼。 
图6完全充气的安全气囊的立体图 
具体实施方式
图1以立体图示出了仪表盘1，仪表盘延伸通过驾驶和副驾驶侧，并且它从一个未示出的挡风玻璃伸入到汽车内室的距离在这两侧基本相同。按本发明的约束系统3位于挡风玻璃横梁的衬板2的后方，特别是在副驾驶侧(也可在驾驶员侧)。约束系统3包括一个安全气囊模块，该安全气囊模块具有一个气体发生器和一个隐藏设置在盖罩4后的安全气囊。盖罩4在出现事故时撕开且安全气囊充气，以便保护前排的副驾驶员。安全气囊模块装置可固定在用于支撑挡风玻璃下侧的挡风玻璃横梁上，或者固定在顺着车身外部轮廓并构成汽车前排内室的前部车身结构上。 
图2以立体图示出了仪表盘1的一种特殊布局。仪表盘1基本上只设在驾驶员侧包括副仪表板17上。副驾驶侧则去除了仪表盘1。构成汽车内室前部的车身结构在副驾驶座前方被一块简单的衬板2覆盖，其中，所述车身结构包括一块前围板15，一挡风玻璃横梁6和一前排侧壁，所述衬板2没有明显地突入汽车内室中。 
如图2所示，副驾驶侧节省出了巨大的空间。因此副驾驶员就能将副驾驶座沿着仪表盘1的深度T方向向前大幅度推移。副驾驶侧没有仪表盘1，这也给副驾驶员的腿部提供了十分自由的活动空间。因此副驾驶员通过向前推进其座位可能与坚硬的车身结构间的距离明显变小，这里坚硬的车身结构例如可以是一个未示出的A柱(它也可包括多个A柱)，也可以是前面的车顶框架结构。副驾驶员距离副仪表板17的距离也可能缩短。同时当副驾驶员和驾驶员坐在同样的高度时，离安全气囊的距离变大，因为安全气囊模块3设置成要比传统的汽车前移300mm至500mm。本发明中安全气囊以及整个安全气囊模块3都与变化后的汽车内室布局相适应。如下图所示，当由于汽车内室布局改变而处于极度危险的事故情形下时，安全气囊可以保护副驾驶员。改变后的汽车内室布局具有如下优点：重量减轻，成本降低，油耗和二氧化碳排放减少。 
图3是副驾驶侧汽车内室的横截面示意图，图中示出了副驾驶员位于第 一车座位置I时，副驾驶员把副驾驶座大幅往前推移，在第二车座位置II时，副驾驶座和驾驶员座差不多高。在汽车上常见习惯的是副驾驶侧也同样具有一个如图1所示凸入汽车内室的仪表盘1。 
约束系统3设在一根挡风玻璃外侧横梁6上。在图3所示的特殊实施形式中，约束系统3包括两个安全气囊模块7，8。安全气囊模块7安放在一个开口朝上的槽中。安全气囊模块7包括一个沿仪表盘1深度T方向增大的大安全气囊9，它可以约束副驾驶员的胸部和头部。安全气囊9上还有一个安全气囊附翼10，用于顶在前部的车顶框架结构11上从而支撑副驾驶员的头部。这一点很重要，因为如图3所示，副驾驶员在车座位置I处明显坐得更靠近前部的车顶框架结构11。 
安全气囊9在折叠状态时位于挡风玻璃横梁6的衬板2的后方。安全气囊模块7触发时，由于衬板2被撕开，盖罩4朝着挡风玻璃12被掀开。安全气囊9平行地从挡风玻璃12引入副驾驶区域。 
图3示出了作为特殊扩展设计的腿部安全气囊模块8，它从下方固定在挡风玻璃横梁6上。挡风玻璃横梁6的衬板2也同时覆盖腿部安全气囊模块8。腿部安全气囊模块8用于支撑和保护副驾驶员的下肢，特别是副驾驶员的膝盖和脚的部分。在车座位置I时，下肢离挡风玻璃横梁6非常近。为在发生碰撞时被激活，所述安全气囊模块7和腿部安全气囊模块8相互连接并因此基本上被同时点火。 
图4示出了按本发明的约束系统3的立体结构图，该约束系统3带有一个充气后的安全气囊9。在安全气囊9的一侧设有另一个安全气囊附翼13。该安全气囊附翼13用于覆盖A柱，其中A柱可以由两个柱即A1柱和A2柱组成。因此约束系统3也可被称为所谓的“角落安全气囊”。角落安全气囊覆盖副驾驶侧全部的汽车角落，并为正面碰撞以及与之叠加的斜碰撞提供保护潜能，同时也为如下的情形提供安全保护，即，乘客因侧面的能量输入而向A柱运动，但侧面的头部安全气囊很可能受系统所限无法被触发，因为相应的传感器没有检测到侧面碰撞。 
图5根据图3的横截面视图示出了按本发明的约束系统的立体视图。图5中掩盖安全气囊模块7的盖罩4被掀开，且构成胸部用气腔的安全气囊9处于充气状态。也同时示出了安全气囊附翼10，它顶在上面的挡风玻璃和未示出的前端车顶框架结构上以及可能时顶在车顶限定出车顶框架的区域上， 从而支撑乘员的头部。设计成单腔安全气囊的安全气囊9具有两个安全气囊侧翼11和13，在生产约束系统3时这两个气囊侧翼11和13向内被折入安全气囊9中，以方便折叠安全气囊9。如图5所示，在安全气囊9上有一个安全气囊附翼13，以便为保护而覆盖A柱的角。 
此外图5还示出了由图3所示的腿部安全气囊模块8产生的腿部安全气囊14。腿部安全气囊14保护下肢不与汽车内室坚硬的前部车身结构碰撞，所述前部车身结构主要由前围板15组成。安全气囊9也可以设计成多气腔安全气囊，并具有通向安全气囊附翼13和10的溢气孔，此外还具有连接安全气囊附翼10和13的撕裂缝。 
图6示出了按本发明的约束系统3的另一种可选的实施方式的立体图。该约束系统具有一个主腔，即所谓的胸部用气腔，该主腔由安全气囊9构成，和现有技术相比，主腔的四边具有明显放大加宽的安全气囊附翼。在这种特别的实施形式中，腿部安全气囊14直接连到安全气囊9上。另一个安全气囊16保护副驾驶员不与副仪表板17碰撞。按本发明，从本图中明显可以看出，相比现有技术，安全气囊9明显沿深度方向变大，因为该安全气囊固定在挡风玻璃横梁6上。安全气囊9可有利地完全包裹副驾驶员的前部轮廓，因而明显更好地支持安全带系统。特别需要说明的是，所有的附图都只示出了本发明的主要部分。附图只是示意性的而不是按照比例画的。
附图标记列表 
1 仪表盘 
2 衬板 
3 约束系统 
4 盖罩 
5 副驾驶侧 
6 挡风玻璃横梁 
7 安全气囊模块 
8 腿部安全气囊模块 
9 安全气囊 
10 安全气囊附翼 
11 前端车顶框架结构 
12 挡风玻璃 
13 安全气囊附翼 
14 腿部安全气囊 
15 前围板 
16 安全气囊附翼 
17 副仪表板 
I 车座位置I 
II 车座位置II 
T 仪表盘的深度

Claims (19)

1.一种用于汽车前排乘客的约束系统(3)，它具有一个安全气囊模块(7，8)，该安全气囊模块具有一个安全气囊(9)，该安全气囊具有至少一个气腔，所述安全气囊展开时，可以填充在仪表盘(1)和前排乘客之间的与挡风玻璃(12)相隔的空间，其特征为，所述安全气囊模块(7)可以固定在构成汽车前排内室的车身结构上，其中，所述约束系统(3)在充气的状态下从一个没有仪表盘的空间出发朝向乘客展开，其中，所述安全气囊(9)设计成增大只在驾驶员侧布置的仪表盘(1)的深度(T)。
2.按照权利要求1所述的约束系统(3)，其特征为，所述约束系统(3)设置在支撑挡风玻璃的挡风玻璃横梁(6)上，或者设置在位于构成汽车前排内室的车身结构之上的前围板(15)上。
3.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述约束系统具有一个设计成沿仪表盘(1)的深度(T)方向增大的安全气囊(9)。
4.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有一个相对于一个或多个侧面A柱起缓冲气垫作用的安全气囊侧翼(10)。
5.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有一个相对于前部车顶框架结构(11)起缓冲气垫作用的安全气囊上翼(13)。
6.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有一个对脚部肢体起缓冲气垫作用的腿部安全气囊(14)。
7.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有一个相对于副仪表板(17)起缓冲气垫作用的安全气囊侧翼(16)。
8.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，为脚部区域设置一个单独的腿部安全气囊模块(8)，它为了被激活而与上部的安全气囊模块(7)连接。
9.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有一个胸部用气腔和/或一个头部用气腔。
10.按照权利要求8所述的约束系统(3)，其特征为，上部安全气囊模块(7)的安全气囊(9)和所述腿部安全气囊模块(8)一起完全围裹乘客的前半身。
11.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)设计成多气腔安全气囊。
12.按照权利要求11所述的约束系统(3)，其特征为，所述多气腔安全气囊具有分隔各个腔室的撕裂缝。
13.按照权利要求11所述的约束系统(3)，其特征为，所述多气腔安全气囊具有溢气孔。
14.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有限制带。
15.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊模块(7)具有一个带有一个或多个点火级别的气体发生器。
16.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊模块(7)具有一个可变的无级气体发生器。
17.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)具有至少一种或者多种轻型安全气囊织物，或者对于安全气囊各段有不同的轻型安全气囊织物。
18.按照权利要求1或2所述的约束系统(3)，其特征为，所述安全气囊(9)折叠放置在一个处于真空的腔内。
19.一种制造按照权利要求1至18之一所述的约束系统(3)的方法，其中，把安全气囊侧翼和上翼(10，13，14，16)向里弯折入所述安全气囊(9)，以便折叠所述安全气囊(9)。
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