CN106394473B - 可充气帘限制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于协助保护车辆(12)的乘员(28)的装置(10)，其包括构造为在车辆的侧面结构(16)与车辆乘员之间充气与展开的可充气车辆乘员保护设备(14)。展开衬套(50)围绕保护设备的一部分。展开衬套(50)包括可破裂撕裂接缝部(54)，此可破裂撕裂接缝部吸收在充气与展开的初始阶段期间保护设备(14)的初始爆破力。撕裂接缝部(54)适于在展开衬套(50)吸收爆破力以后破裂并且释放保护设备(14)以充气与展开到完全充气与展开状态。

Description

可充气帘限制器
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年3月24日提交的美国临时申请序列第62/137,261的权益，其主题通过整体引用的方式包含于此。
技术领域
本发明涉及协助保护车辆乘员的可充气车辆乘员保护设备。
背景技术
众所周知，当发生期望保护乘员的诸如车辆碰撞或翻车的事故时，使可充气车辆乘员保护设备充气有助于保护车辆乘员。一种特定类型的可充气车辆乘员保护设备是可充气帘。可充气帘从存储状态开始充气而远离车辆车顶纵梁到车辆的侧面结构与车辆乘员之间的展开位置。
提供一种用于协助保护车辆乘员的诸如安全气囊的可充气车辆乘员保护设备是已知的。安全气囊是响应于发生诸如车辆撞击、翻车、或其组合的期望乘员保护的事故而可展开的。一种特定类型的安全气囊是可充气帘或帘安全气囊(“CAB”)，其远离车辆车顶纵梁在车辆乘员与车辆的侧面结构之间可充气。已知的帘安全气囊从位于车辆的侧面结构与车辆车顶纵梁的交叉处或附近的放气与收藏状态充气而沿着车辆车顶纵梁轨道延伸。通过车顶衬里和装饰件隐藏帘安全气囊。
另一种类型的安全气囊是座位安装侧面安全气囊。座位安装侧面安全气囊可以安装到在座位基部或者座位靠背上的座位框架。当充气与放气时，侧面安全气囊定位在车辆的侧面结构与座位的乘员之间。座位安装侧面安全气囊通过座垫与饰面材料/覆盖材料而隐藏在座位内。
当传感到发生诸如车辆碰撞的期望安全气囊充气的事件时，传感器将信号提供到充气机。当接收来自传感器的信号时，充气机被致动并且以已知的方式将充气流体提供到安全气囊。充气安全气囊施加破裂、撕裂、移除、或者另外地打开隐藏结构(例如，车顶衬里、装饰件、填充物、垫衬物)的力，并且安全气囊朝向完全充气与展开状态充气。安全气囊，当在此充气与展开状态中时，协助防止车辆乘员，诸如与车辆的部分撞击。
在车辆安全系统的发展与测试中，制造商与安全部门依靠统计模型和数据来协助量化性能标准以及测量系统性能。通过这样做，对代表车辆安全系统旨在保护的车辆乘员的物理特性的统计车辆乘员做出参照。这些统计乘员中的两个是百分之五十的男性乘员(50％男性)与百分之五的女性乘员(5％女性)。50％男性是从美国男性人口的统计值中获得的。50％男性具有美国男性人口的平均身高与体重，意味着美国男性人口的大致一半较高/较重，以及美国男性人口的大致一半较矮/较轻。50％男性由此是平均或中间尺寸的男性乘员。5％女性是从美国女性人口的统计值中获得的。5％女性具有比仅大致5％美国女性人口更高/更重的平均身高与体重。相反地，这意味着大致95％的美国女性人口比5％的女性更高/更重。5％女性由此是小的女性乘员。
车辆安全系统的制造商可以设计这些系统来解决的一个情境称作为非正常位置(OOP)乘员。车辆安全系统的OOP性能涉及在展开时刻系统如何响应于远离正常就位位置定位的乘员。关于车辆安全气囊，OOP性能涉及在安全气囊展开时刻当乘员远离正常就位位置定位时安全气囊的性能。OOP性能可以是重要的，因为OOP乘员可以定位为更靠近(即，更靠近正常就位乘员)安全气囊从那里展开的车辆的区域。
车辆乘员可以具有多个OOP位置。例如，在展开时刻OOP乘员可以向前倾斜，例如当乘员从车辆脚部区域取回物体(例如钱包)时可以是此种情形。作为另一个实例，乘员可以倚靠车辆的侧面，这可以是乘员睡觉的情形。作为其它实例，乘员可以侧身转动并且使他的或她的背部抵靠车辆的侧面结构定位，这可以是例如其中乘员转动以面向车辆中的其他人员并且与所述其他人员交谈的此种情形。
发明内容
本发明涉及用于在涉及存在OOP乘员的一定情形下抑制可充气车辆乘员保护设备的展开的结构。本发明包括以可破裂织物环形式的展开衬套，其协助吸收与安全气囊的初始充气与展开相关的爆破力。可破裂展开衬套围绕安全气囊的至少一部分。例如，在一个实施方式中，所述环围绕沿着其长度的一部分的、这与其中乘员头部可以定位的位置一致的帘安全气囊。
本发明还涉及用于协助保护车辆乘员的装置，此装置包括构造为在车辆的侧面结构与车辆乘员之间充气与展开的可充气车辆乘员保护设备。展开衬套围绕保护设备的一部分。展开衬套包括可破裂撕裂接缝部，此可破裂撕裂接缝部吸收在充气与展开的初始阶段期间保护设备的初始爆破力。撕裂接缝部适于在展开衬套吸收爆破力以后破裂并且释放保护设备以充气与展开到完全充气与展开状态。
根据一个方面，展开衬套构造并且布置为沿着与乘员头部的可能位置一致的保护设备的轴向部分延伸并且覆盖所述轴向部分。
根据一个方面，展开衬套构造并且布置为离开与乘员头部的可能位置不一致的保护设备的轴向部分，以便不收限制地自由地充气与展开。
根据一个方面，允许未由展开衬套覆盖的保护设备的轴向部分在由展开衬套覆盖的部分以前充气与展开。
根据一个方面，展开衬套构造并且布置为，使得撕裂接缝部保持足以吸收爆破力并且由此协助防止车辆乘员非正常位置、并且还足以及时地破裂以允许可膨胀帘及时达到完全充气与展开状态以协助保护正常定位的车辆乘员的持续期间。
根据一个方面，此装置包括充气机与填充管，此填充管的一部分布置在保护设备内部，以将充气流体冲充气机传送到保护设备。充气机、填充管、保护设备、以及展开衬套装配为模块，此模块构造为作为单元安装在车辆中。
根据其它方面，保护设备可以是车顶纵梁轨道安装的帘安全气囊。保护设备还可以是座位安装侧面保护设备。展开衬套可以包括折叠并且具有相互连接以形成环的重叠部分的织物面板。撕裂接缝部可以包括在织物面板中的一个或多个穿孔。
附图说明
当参照附图领会本发明的下面描述时本发明的前述与其它特征对于本领域中的技术人员将变得显而易见，在附图中：
图1A至图1C是示出根据本发明的用于协助保护车辆乘员的装置的不同状态的示意图。
图2A和图2B是示出图1A-图1C的装置的一部分的平面图。
图3A和图3B是示出乘员在车辆中的特定位置中的示意图。
图4A和图4B是示出根据本发明的实施方式的在图3A和图3B的车辆中的不同状态中的装置的示意图。
图5是示出可以通过本发明实施的装置的一个特定构造的平面图。
具体实施方式
本发明的典型，图1A-图1C示出了用于协助保护车辆12的乘员28的装置10。装置10包括以可充气帘14(参见图1B和图1C)的形式的可充气车辆乘员保护设备。可充气帘14具有图1A中示出的存储状态，其中放气帘卷起、折叠、或卷起与折叠并且定位在车辆12的侧面结构16与车顶18的交叉部附近。可充气帘14沿着远离车顶18的方向从存储位置可充气到图1C中示出的展开位置。在展开位置中，充气帘14沿着侧面结构16延伸并且定位在车辆12的侧面结构与任意乘员28之间。
在图1A-图1C中示出的可充气帘14是装置10可以包括的实际上有限种类的可充气帘构造的典型。参考并且通过实例的方式，图5示出了装置10可以包括的可充气帘14的更加详细的图解。在图5中，可充气帘14沿着车辆侧面结构16从A柱60延伸到C柱64并且覆盖B柱62。图5的可充气帘14可以由此协助保护车辆12的前面座位乘员和后面座位乘员(未示出)。帘14从车辆车顶18向下延伸到车辆12的腰线66的附近或周围。
图5中示出的可充气帘14和车辆12是大量可能实例车辆/帘构造中的一个。可充气帘14的范围与覆盖可以基于不同的车辆构造而变化。例如，在包括A、B、C和D柱的车辆中，帘可以从A-D柱延伸出并且覆盖A-D柱的全部或部分。此外，可充气帘14的竖直范围可以从车顶18附近或周围起终止于腰线66的上方、腰线66处或其下方。
可充气帘14可以由任何适当材料形成。例如，可充气帘14可以由通过尼龙纱线(例如，尼龙6-6纱线)的织物编织形成。此外，可充气帘14可以具有任何适当构造。例如，可充气帘14可以具有其中帘作为单件材料编织的一件式编织(OPW)构造。作为另一个实例，可充气帘14可以经由诸如缝合、超声焊接、热结合、或者粘结剂的方式，通过相互连接织物面板构造而成。
可充气帘14可以未涂覆、涂覆以诸如气体可渗入聚氨酯的材料或者层压以诸如气体可渗入膜的材料。可充气帘14可以由此具有气密或基本上气密构造。本领域中的技术人员将会理解的是诸如聚合物纱线的另选材料，与诸如硅的另选涂层，也可以被用于构造可充气帘14。
装置10还包括以充气机24的形式的充气流体源。充气机24是可致动的以提供用于使可充气帘14充气的充气流体。充气机24可以是任何适当构造或配置。例如，充气机24可以含有以气体形式的存储的大量加压充气流体(未示出)以使可充气帘14充气。作为另一个实例，充气机24可以包括加压充气流体与可点燃材料的组合以便加热充气流体，或者可以是利用气体产生材料的燃烧来产生充气流体的烟火充气机。作为其它实例，充气机24可以是用于供给介质的任何适当类型或者构造，以便提供用于使可充气帘14充气的充气流体。
在图1中示出的实施方式中，充气机24通过导管或填充管22而与可充气帘14流体联通地连接。填充管22可以由诸如金属、塑料、或织物的任何适当材料构造。另选地，可以省略填充管22并且充气流体可以从充气机24直接地或者通过歧管排放到可充气帘14中。
填充管22还可以具有任何适当构造。例如，如图1和图2中所示，填充管22可以基本上沿着可充气帘14的全部长度延伸。另选地，填充管22可以沿着可充气帘14的长度的任意部分延伸。定位在可充气帘14中的填充管22的部分包括多个开口(未示出)，充气流体通过所述多个开口传送到帘。
装置10可以包括覆盖件(未示出)，所述覆盖件协助将可充气帘14支撑在存储状态中。覆盖件可以具有多种构造。例如，覆盖件可以具有称作为“软包装”的构造。在软包装构造中，覆盖件可以包括诸如织物的材料板或材料面板，其围绕或另外地布置在可充气帘周围。在一个特定软包装构造中，覆盖件构造为可充气帘14与填充管22布置在其中的套子、护套、或者管子。
用于构造覆盖件的织物材料可以是诸如尼龙或聚酯的纺织材料、诸如塑料膜的无纺材料、或者任何其它适当材料。可以通过利用已知的方式，诸如粘结剂、缝合、超声焊接、热结合、或者将覆盖件与OPW构造编织在一起，使织物材料的部分相互连接来构造覆盖件。在一个特定软包装构造中，可以通过经由超声焊接使织物材料的部分互相连接形成覆盖件。这给覆盖件提供了大体上管状套子或护套状构造。
装置10可以作为单元装配安装在车辆12中。例如，装置10可以形成包括连接到填充管22的充气机24的可充气帘单元的一部分，所述填充管22定位在卷起或折叠的可充气帘14中并且包装在覆盖件中。可充气帘模块可以通过诸如钩或支架支撑在车辆12中，所述钩或支架将可充气帘14、充气机24、填充管22、覆盖件、或其任何组合连接到车辆12。例如，支架可以围绕并且夹紧在填充管22与可充气帘14的上边缘的部分上并且延伸通过覆盖件中的开口，以允许将支架连接到车辆。
当传感到期望使可充气帘14充气的事件发生时，传感器(未示出)经由引线将致动信号提供到充气机24。当致动充气机24时，充气流体被引导通过填充管22进入到可充气帘14中。充气帘14使覆盖件例如沿着撕裂接缝部破裂。在由充气机24提供的充气流体的压力下，可充气帘14从图1A的存储位置通过图1B的中间位置充气并展开到图1C的展开位置。
在展开位置中，可充气帘14定位在车辆12的侧面结构16与任意乘员28之间。当充气时，可充气帘14在车辆12中沿着侧面结构16纵向延伸并且可以覆盖车辆的A柱、B柱、与C柱的部分。可充气帘14可以例如从侧面结构16与车辆车顶18的交叉部向下延伸到车辆腰线附近或周围。可充气帘14协助通过帘吸收撞击并且协助遍及帘的大面积分布撞击的能量。
在图1A-图1C中，乘员28就位在这里称作为“正常”或“正常地”就位位置。由此，这意味着乘员28就位在座位40上使得他的或她的臀部在座位平台42上，向前面向，使得他的或她的背部抵靠座位靠背44或在座位靠背44附近并且头部在头靠46附近或周围。参照图3A和图3B，乘员28远离正常就位位置定位，这在此处并且在本技术领域中称为离位(“OOP”)乘员。图3A和图3B的OOP乘员28定位为使得腿部交叉并且向上拉动到座位平台42上，朝向车辆的中心侧向地面向，使得她的背部抵靠在车门上。例如，如果乘员28处于休息或睡眠状态或者转身以便与车辆12中的其它乘员交谈，就可以是此种情形。
在展开过程中在图3A和图3B的位置中的乘员28容易使可充气帘14与她的头部接合。在对基于此情形的损伤可能性的估测中，可以参照颈部损伤标准(“NIC”)。颈部损伤标准涉及估测在撞击事件过程中可能作用在乘员的颈部上的力与动量。此力被归类为拉伸压缩力。此动量归类为屈伸动量。
参照图3B，可以作用在乘员颈部上的力与动量通过指示作用在乘员头部上的力/动量的方向的箭头来示出。颈部压缩力(FNC)向下作用在乘员头部上并且以按压颈椎的方式移动头部。颈部拉伸力(FNT)在乘员的头部上向上地拉动并且以延伸到颈椎的方式移动头部。从乘员的角度颈部弯曲动量(MNF)以向前/向下移动头部的方式作用在乘员头部上，由此从乘员的角度使颈椎向前弯曲。从乘员的角度颈部延伸动量(MNE)以向后/向上移动头部的方式作用在乘员头部上，由此从乘员的角度使颈椎向后弯曲。
在可充气帘14展开并且与OOP乘员28接合的情形中，此乘员可以经受以不同组合的颈部力与动量，导致不同的颈部损伤标准情景。例如，乘员28可以经受颈部压紧力(FNC)与颈部延伸动量(MNE)组合，这里称作为颈部压紧延伸(“NCE”)。作为另一个实例，乘员28可以经受颈部压紧力(FNC)与颈部弯曲动量(MNF)组合，这里称作为颈部压紧弯曲(“NCF”)。作为另一个实例，乘员28可以经受颈部拉伸力(FNT)与颈部延伸动量(MNE)组合，这里称作为颈部张紧延伸(“NTE”)。作为又一个实例，乘员28可以经受颈部拉伸力(FNT)与颈部弯曲动量(MNF)组合，这里称作为颈部张紧弯曲(“NTF”)。
根据本发明，装置10适于协助减小由诸如图3A和图3B的乘员的OOP乘员经受的颈部损伤标准。参照图1A-图1C，装置10包括展开衬套或衬套50，此展开衬套或衬套50抑制在展开时可充气帘14在OOP乘员的头部可能所处的区域中初始展开。展开衬套50沿着与OOP乘员头部的可能位置一致的帘的轴向部分围绕在放气与存储的帘14(参见图3B)周围。展开衬套50离开与OOP乘员头部的可能位置不一致的可充气帘14的暴露的轴向部分。为此目的，展开衬套50可以离开可充气帘14的轴向长度的大约一半或更多，以便不收限制地暴露与自由充气与展开。
在图2A和图2B中示出了展开衬套50的实例构造。如图2A中所示，展开衬套包括诸如安全气囊织物或者用于构造安全气囊覆盖件的织物的材料的大体长方形板52。板52包括一个或多个纵向撕裂接缝部54，诸如沿着衬套的长度延伸的材料中的穿孔。板52还可以包括一个或多个固件狭缝56，此固件狭缝56允许用于将安全气囊模块连接到车辆的例如夹具或支架的固件通过。为了构造衬套50，如通常通过图2A中的弯曲箭头指示的围绕板52。缝合部58使板52的重叠的纵向边缘相互连接以完成衬套50。
展开衬套50可以具有多种另选构造。例如，可以通过使环的折叠部分相互连接的缝合部58形成撕裂接缝部54。在此情形中，用于形成缝合的纱线的尺寸可以设计为，使得响应于预定等级的力断裂。另选地，可以通过以诸如通过刻痕或穿孔的另选方式弱化的环的部分形成撕裂接缝部54。
为了装配安全气囊模块，展开衬套50可以适配在安全气囊14与填充管22上方，使得以期望方式卷起或折叠安全气囊。有利地，穿过狭缝56的安装固件可以协助将展开衬套50保持在沿着安全气囊14/安全气囊模块的长度的期望纵向位置处。由此装置10可以包括安全气囊模块，此安全气囊模块包括可以作为单元安装在车辆12中的安全气囊14、填充管22、充气机24与展开衬套50。
一旦致动装置10，就要求可充气帘14在诸如少于30毫秒的短的时间期间内达到完全充气与展开状态。此外，在展开的初始阶段，充气帘14需要克服通过诸如任意封装衬套或壳体的结构以及诸如帘储存在其后面的车顶篷和/或装饰物的任何车辆结构而施加于其的限定力。由于此，充气机24的尺寸设计为实现预定克服这些限定中的全部的初始“爆破”力，使得可充气帘14能够在要求时间内达到完全充气与展开的状态。根据本发明，展开衬套50吸收在乘员的头部可能地定位在OOP乘员情境中的区域中的此帘爆破力的至少一部分。展开衬套50离开乘员头部不可能定位在OOP乘员情境中的区域，以自由地不受限定地充气与展开。
不考虑非正常位置乘员28是否存在于车辆座位40中，展开衬套50抑制其围绕的可充气帘14的部分的展开。参照图1A-图1C，在正常就位的乘员28的情形中，当初始充气与展开时，在帘展开的初始阶段期间展开衬套50抑制、限制、限定、或者另外地延迟可充气帘14的相关部分的移动。这在图1B中示出。由展开衬套50提供的展开限制吸收与由衬套围绕的可充气帘14的部分的初始充气与展开相关的力。在充气与展开的一些预定点处，撕裂接缝部54破裂，致使展开衬套50释放可充气帘14，以便继续展开并且达到图1C中的完全充气与展开状态。
有利地，在正常就位乘员的情形中(参见图1A-图1C)，乘员28远离车辆侧面结构16定位，并且由此展开衬套50造成的展开延迟不影响可充气帘14的乘员保护质量。这是因为对于正常就位乘员移动成与可充气帘14接触来说耗费的时间是充足的，以允许撕裂接缝部54破裂，释放帘、以及允许帘继续到完全充气与展开状态。
在OOP乘员(参见图4A-图4B)的情形中，乘员28抵靠车辆侧面结构16或者在车辆侧面结构16附近定位，使得由展开衬套50致使的展开延迟有助于防止可充气帘14以全力或不受限定的力撞击乘员，由此减小了与可充气帘14的展开相关的颈部损伤标准。这是重要的，因为OOP乘员28可能使得他的或她的头部定位在可充气帘14的展开路径中。一旦撕裂接缝部54破裂，就释放可充气帘14，以继续到定位在OOP乘员28与车辆侧面结构16之间的完全充气与展开状态。
本领域中的技术人员应该理解的是，不考虑乘员在车辆中的位置，可充气帘14在必要的时间内充气与展开以提供期望的乘员保护。这至少部分地是由于展开衬套50仅覆盖与乘员28的位置一致的可充气帘14的轴向部分的事实。这允许帘14的部分不被衬套50覆盖，以便以不受限定的方式充气与展开。允许可充气帘14的这些未覆盖部分在限定部分上获得“领先”使得帘作为整体充气与展开，以便即使当由衬套50覆盖的部分被临时限定时也继续进行。因此，在爆破力被吸收以后，撕裂接缝部54破裂，并且衬套50释放帘14，由于帘的剩余部分已经经历的大量的充气，因此帘的释放部分能够快速地充气与展开。因此，本发明的优点在于，在OOP乘员的情形中，在不损害作为整体的可充气帘14的性能的情况下，展开衬套50协助减小颈部损伤标准。
测试已经显示展开衬套50在移除与可充气帘14相关的爆破力中是有效的。可充气帘14的性能被测试，以显示展开衬套50的有效性。这些测试示出，当包括展开衬套50时，最大峰值IAV(伤害估计值)从96％减小到51％。
通过上面对本发明的描述，本技术领域中的技术人员将会理解对本发明的应用、改进、改变与修改。例如，包括覆盖前座与后座(例如，参见图5)的乘员的可充气帘的装置可以包括多个展开衬套，一个展开衬套与车辆中的各乘员位置相关。此外，尽管示出的实施方式显示展开衬套在帘安全气囊中实施，但是此衬套还可以在其它侧面撞击安全气囊构造中，诸如座位安装侧面撞击安全气囊中实施。旨在通过所附权利要求覆盖本技术领域内的此应用、改进、改变与修改。

Claims (11)

1.一种用于协助保护车辆乘员的装置，包括：
可充气车辆乘员保护设备，其构造为在所述车辆的侧面结构与所述车辆乘员之间充气并且展开；以及
展开衬套，其用于围绕所述保护设备的一部分，所述展开衬套包括可破裂的撕裂接缝部，
其中，所述展开衬套构造并且布置为使得所述撕裂接缝部保持足以吸收爆破力的持续期间，从而有助于防止所述可充气车辆乘员保护设备以全力或不受限定的力撞击处于非正常位置的车辆乘员，并且还及时地破裂以允许所述可充气车辆乘员保护设备及时达到完全充气与展开状态以协助保护正常定位的车辆乘员。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，在充气与展开的初始阶段期间，所述展开衬套吸收所述保护设备的初始爆破力。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述撕裂接缝部适于在所述展开衬套吸收爆破力以后破裂，并且释放所述保护设备以充气与展开到完全充气与展开状态。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述展开衬套构造并且布置为沿着所述保护设备的与乘员头部的可能位置一致的轴向部分延伸并且覆盖所述轴向部分。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述展开衬套构造并且布置为离开所述保护设备的与乘员头部的可能位置不一致的轴向部分，以不受限制地自由地充气与展开。
6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述保护设备的未被所述展开衬套覆盖的轴向部分被允许在由所述展开衬套覆盖的部分以前充气与展开。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括充气机与填充管，所述填充管的一部分布置在所述保护设备内，以将充气流体从所述充气机传送到所述保护设备，其中所述充气机、填充管、保护设备、以及展开衬套装配为模块，所述模块构造为作为单元安装在所述车辆中。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护设备包括车顶纵梁安装的帘安全气囊。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述保护设备包括座位安装的侧面保护设备。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述展开衬套包括织物面板，所述织物面板被折叠并且具有相互连接以形成环的重叠部分。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述撕裂接缝部包括处于所述织物面板中的一个或多个穿孔。
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