CN105517854B - 行人保护系统和安全气囊 - Google Patents

Abstract

用于机动车的可充气外部行人保护系统具有独特的展开结构。机动车具有机罩和在机罩后端处相邻机罩的挡风玻璃。可充气外部行人保护系统具有可充气安全气囊垫，用以在机罩且沿着挡风玻璃之间展开，以及用于为安全气囊垫充气的装置。安全气囊垫具有相对于水平面在60°至90°之间充气展开地垫位置角α。该可充气安全气囊垫当展开时具有从参考平面测量的大于挡风玻璃倾斜角度的垫位置角α。由于挡风玻璃倾斜角和垫位置角α之间的差，该可充气安全气囊垫当展开时具有车辆挡风玻璃和安全气囊垫之间的空间。

Description

行人保护系统和安全气囊

技术领域

本发明涉及一种可充气安全气囊系统，且更特别地涉及用于机动车的行人安全气囊系统。

背景技术

当机动车撞上行人、自行车或摩托车时，受冲击的个体被向上抛且通常随即抛到机动车的挡风玻璃或前柱上。当这情况发生时，由于与挡风玻璃的这一二次碰撞，人员冲击产生更危险的严重的头部和颈部伤害。通常，由于下端吸收了初始打击，初始冲击并不太严重，留下擦伤和其它更小的伤害。行人或骑车人的头部和颈部区域的冲击则更严重地伤害人员。对于这些和其它原因，建议自行车和机动车的骑车人使用头盔。

由于与人员的碰撞是现实的，所以车辆制造商已经开发出了位于机罩后部下方的外部安装的安全气囊装置，以展开行人安全气囊来吸收抛到挡风玻璃上的受击打人员的冲击。

这些系统沿着A柱和挡风玻璃的前表面膨胀。发明名称为“可充气外部安全气囊系统”的US6,857,495B2中示出了这样一种装置。如附图1所示，现有技术的膨胀安全气囊4位于倾斜的A柱和部分挡风玻璃20上。在这一定位中，仅有现有技术的膨胀的缓冲腔内部的空气压力保护个体。膨胀的安全气囊4抵靠在倾斜的挡风玻璃20上。典型地，为了降低风阻，乘用车上的倾斜角是45°或更小。当一个体被移动车辆撞击而被抛向空中时，飞行或轨迹使得个体以水平线呈高撞击角度、典型地大约65°撞击挡风玻璃。

当这一轨迹发生时，由于最常见以大约30mph冲击，当前现有技术的位于倾斜挡风玻璃上的安全气囊基本上垂直于65°路径上的头部。结果，头部被推入膨胀的安全气囊中，颈部处于基本上直立的碰撞路径中，其给颈部椎骨和脊骨带来大的压缩力。因而，即使使用展开且充气的现有技术的行人安全气囊，仍极大地增加了严重伤害的机会。因此，有极大的需求来改进当前可用的行人安全气囊。

此外，此外，希望目标是设计和生产一种系统，其不会引起引导撞击行人的头部和颈部与安全气囊垫正交的情形。

这些和其它目的通过下文描述的本发明而实现。

发明内容

用于机动车的可充气外部行人保护系统具有独特的展开结构。机动车具有机罩(或发动机罩)和在机罩后端处相邻机罩的挡风玻璃(或风挡)。可充气外部行人保护系统具有可充气安全气囊垫，用以在机罩间且沿着挡风玻璃展开，以及用于为安全气囊垫充气的装置。安全气囊垫具有相对于参考平面的充气展开的垫位置角α。参考平面可以是水平面，或替代为正切于挡风玻璃的平面。如果参考平面是水平面，该角度α通常将在60°至90°之间。如果参考平面是经过挡风玻璃的平面，该角度α将相应更小。该可充气安全气囊垫当展开时具有从参考平面测量的大于挡风玻璃倾斜角度的垫位置角α。由于挡风玻璃倾斜角和垫位置角α之间的差，该可充气安全气囊垫在展开时具有车辆挡风玻璃和安全气囊垫之间的空间。

相对于水平方向呈65°的行人撞击角β与55°或更小的膨胀安全气囊垫位置角α形成了夹角θ。优选地，当安全气囊位置角α是90°时，夹角θ是25°。行人撞击处于65°的行人撞击角β的安全气囊垫将导致旋转。行人撞击角β和安全气囊垫的膨胀垫位置角α之间的角θ越小导致行人越大的旋转，降低头部或颈部外伤的可能。

安全气囊垫可以很多不同方式构造和成型；示出的安全气囊垫具有前面板侧和后面板侧，两个面板通过围绕安全气囊垫的外缘缝而结合在一起，该缝沿着顶部、横向侧面和底部延伸。垫位置角限定为在前面板侧和后面板侧之间从底部至顶部经过的直线。垫位置角通过经过沿着横向侧面的外缘缝所画的线而确定。膨胀安全气囊垫具有基本一致平坦或大致笔直形状的后侧面板，并且前面板具有增大的下部，具有通常一致平坦或基本笔直的上部，所以垫子膨胀形成了膨胀腔，具有朝向机罩增加的撞击吸收厚度。垫位置角α位于后侧和前侧膨胀面板之间的中间，位于膨胀垫的上部，朝向垫子的底部以直线延伸，无需调整前面板的增大下部。垫子角还可定义为延伸经过安全气囊垫的几何中心的平面和水平面之间的角度，两个平面交叉在垫子枢转点，其通常将位于发动机罩边缘处。

附图说明

将通过示例的方式且参考附图描述本发明，其中：

附图1是传统的行人安全气囊垫展开和膨胀的现有技术截面图。

附图2A、2B和2C是不同的行人安全气囊垫角度的侧视图，其中具有65°的行人撞击角。

附图3A、3B和3C是本发明的行人安全气囊垫的侧视图，其在不同位置角膨胀时出现，示出了在65°撞击角处行人的旋转。

附图4是具有垫子位置角的优选范围的示意的车辆视图。

附图5是本发明的膨胀安全气囊垫在其膨胀状态的侧视图，示出了挡风玻璃和垫子之间的间隙。

具体实施方式

美国专利US6,857,495B2的现有技术的可充气外部安全气囊系统1具有类似容器的保持器(安全气囊保持件)2和安全气囊4，保持器2具有开口，用于安全气囊从其顶部展开，而安全气囊4通常为折叠的且容纳在保持器2中，气体发生器(充气机)6用于为安全气囊4充气。安全气囊系统1布置在覆盖车辆前体顶部的机罩10的后部区域后方(在车辆的纵向方向中)的空间中，其中保持器2通过支架8固定至车辆元件(未示出)。

在这一现有技术实施方式中，机罩10包括第一机罩部(也就是，前机罩部)12或第二机罩部(也就是，后机罩部)或铰接机罩翼14，第二机罩部14是相对第一机罩部12分离的元件且动作为展开方向调节元件。保持器2的敞开顶部在这一现有技术装置中通常由第二机罩部14覆盖。

第一机罩部12固定成与车身为一体，并且第二机罩部14连接至第一机罩部12，使得第二机罩部14的前端通过铰链16连接至第一机罩部12的后端。铰链16具有枢转轴，其在平行于车辆宽度方向的方向中延伸。第二机罩部14可在垂直方向中围绕枢转轴16a枢转，类似翼部。

第二机罩部14正常地在水平方向中延伸，以具有与第一机罩部12的上表面齐平的上表面且覆盖保持器2的敞开顶部。随着现有技术的安全气囊4开始膨胀，第二机罩部14由安全气囊4推动并因而像翼一样围绕铰链16的枢转轴16a向上枢转，从而打开保持器2的敞开顶部。此时，第二机罩部14悬挂在展开的安全气囊4上，由此调节安全气囊4的展开方向，以朝向挡风玻璃20偏移该展开，如附图1中所示。

前围上板22布置在挡风玻璃20下方的位置处。前围上板22正常地相邻第二机罩部14的后端且具有与第二机罩部14的上表面(也就是，机罩10的上表面)齐平的上表面。

这一现有技术的行人安全气囊系统1非常类似于传统系统，其中，膨胀的垫子当展开时抵靠接触A柱和倾斜的挡风玻璃。该现有技术典型地具有相对水平面倾斜小于60°、典型地大约45°的挡风玻璃。这一现有技术系统1使用铰接的机罩翼14。通常，因为设计或因为整个机罩可以提升，这一部分并不需要。在每种情形中，展开的垫子抵靠在倾斜挡风玻璃的表面上。

本发明类似地通过附图1的气体发生器6的膨胀装置而膨胀，然而，如附图2A-5所示，不需要铰接的机罩部。

参考附图2A、2B和2C，本发明的膨胀的行人安全气囊垫40示出为处于多种膨胀展开位置角α。在附图2A中，位置角α设置为相对水平面的低角度。

在附图中，行人模拟撞击器30具有相对水平面65°的轨迹。65°是欧洲/NCAP定义的撞击器角度。这是最典型的40K/hr车速下的行人轨迹。

如附图2A所示，这一65°角指示为β，并且垫子位置角为α。β-α之间的差定义为θ。如图所示，θ在90°至60°之间。在附图2A中，当挡风玻璃20在水平面之上大约45°时，垫子位置角α是80°。

参考附图3A，在这一角度，行人模拟撞击器30以其引导FMH(自由运动头部)32或头部以80°的角度正好在正交或垂直于挡风玻璃20的情况下发生撞击。这样带来颈部和头部严重压缩，由于在撞击处仅有很小的旋转效应。

参考附图2B和3B，当垫子位置角α设置为60°且撞击器设置在65°时，差值或角θ是55°。在这一位置，撞击器30的FMH或头部32具有非常好的旋转增加，大大降低了颈部和肩部上的压缩负荷。在这一情形中，安全气囊40将充分旋转行人来极大地降低头部和颈部外伤。

在附图2C和3C中，安全气囊垫40当膨胀时示出为基本垂直，具有设置为90°的垫子位置α。在这一位置，具有65°的撞击器角度β意味着θ角为25°。如附图3C所示，这样产生了非常大或强旋转效应。

为了使用这种行人安全气囊垫40，需要使前面板42的下部如图所示地凸出，以提供足够的空间来当行人30撞击挡风玻璃20区域时抓住他的头部32。如图所示，后面板44当安全气囊40膨胀时几乎是平的。在附图2B、3B和2C、3C示出的两种情况中；除了在接近底部处以外，安全气囊40与挡风玻璃20较远地间隔。这一空间允许安全气囊40通过安全气囊40中的气体且还通过由于膨胀垫子40后部和挡风玻璃20之间的这一空间或间隙能够实现的类似弹簧的震动吸收偏移缓冲行人撞击。

参考附图4，示出了典型车辆100。水平面指示在地平面且在车辆100上方。当行人撞击器30仍然在如图所示的偏离水平65°处时，最佳垫子角α的几何形状示出为60°至90°之间，这些之间的空间是一范围，用于缓和大的旋转效应。

附图5是依照本发明的膨胀垫40和车辆A柱50和挡风玻璃20的侧视图。如图所示，安全气囊的最底部基本与挡风玻璃20接触，而膨胀的安全气囊的大部分与挡风玻璃20和柱50清晰地间隔。这使得膨胀的安全气囊40悬在底部，除了由于垫子40内部压力的缓冲效应之外，还提供了类似弹簧的震动吸收特征。基于测试和分析，优选的是，垫子厚度大约200mm，具有10-15kPa范围中的内部压力，然而，垫子厚度越小，所需的内部压力越大。正如提到的，认为垫子的位置角α单独提供了所需旋转以降低头部和颈部外伤，但还有，增加的类似弹簧的震动吸收效应增加了本发明的行人安全气囊40削弱撞击行人30上的击打的能力。

在于在此提供的描述，本发明的多种改变是可能的。虽然特定的典型实施方式和细节已示出用于示意主题发明的目的，对于本领域技术人员清楚的是，在此可进行多种改变和修改，而不偏离主题发明的范围。因此，将被理解的是，可对描述的特定实施方式进行改变，其将落入本发明的全部意图范围中，正如由下面所附的权利要求定义的。

Claims (11)

1.用于机动车的可充气外部行人保护系统，所述机动车具有机罩(10)和在所述机罩(10)的后端(14)处相邻所述机罩(10)的挡风玻璃(20)；所述可充气外部行人保护系统包括：

可充气的安全气囊垫(40)，所述安全气囊垫用于在所述机罩(10)且沿着所述挡风玻璃(20)之间展开；

用于膨胀所述安全气囊垫(40)的装置(6)；以及

其特征在于，所述安全气囊垫(40)相对于所述挡风玻璃具有上升的充气展开的位置角，并且所述安全气囊垫(40)具有相对水平面的60°至90°之间的充气展开的垫位置角α，

所述安全气囊垫(40)具有前面板侧(42)和后面板侧(44)，所述前面板侧(42)和所述后面板侧(44)通过围绕安全气囊垫(40)的外缘缝(46)而结合一起，所述外缘缝(46)沿着顶部、横向侧面和底部延伸，并且其中当膨胀时面对挡风玻璃的所述后面板侧(44)具有一致平坦或大致笔直形状，所述前面板侧(42)具有增大的下部(48)且带有基本一致平坦或大致笔直的上部，所以安全气囊垫(40)膨胀形成了膨胀腔，其所述下部提供了朝向机罩(10)增加的撞击吸收厚度。

2.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，所述安全气囊垫(40)当展开时具有在水平面测量的大于挡风玻璃倾斜角度的所述垫位置角。

3.如权利要求2所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，由于挡风玻璃倾斜角和所述垫位置角α之间的差，所述安全气囊垫(40)构造得在车辆挡风玻璃(20)和所述安全气囊垫(40)之间的空间中展开。

4.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，相对于水平呈65°的行人撞击角β与55°或更小的膨胀的所述垫位置角α形成了夹角θ。

5.如权利要求4所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，当所述垫位置角α是90°时，夹角θ是25°。

6.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，行人(30)以65°的行人撞击角β撞击所述安全气囊垫(40)将导致旋转。

7.如权利要求4所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，行人撞击角β和所述安全气囊垫的垫位置角α之间的夹角θ越小导致行人(30)的旋转越大，降低头部或颈部外伤的可能。

8.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，所述垫位置角α由在前面板侧(42)和后面板侧(44)之间从底部至顶部经过的直线限定。

9.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，所述垫位置角α由水平面和通常在前面板侧(42)和后面板侧(44)之间经过的平面线限定。

10.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，所述垫位置角α通过经过沿着横向侧面的外缘缝(46)所画的线而限定。

11.如权利要求1所述的可充气外部行人保护系统，其特征在于，所述垫位置角α位于后面板侧(44)和前面板侧(42)膨胀面板之间的中间，位于膨胀的所述安全气囊垫(40)的上部，朝向所述安全气囊垫(40)的底部以直线延伸，无需调整前面板侧(42)的增大的下部(48)。