CN107776532B - 安全气囊约束系统 - Google Patents

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Abstract

一种约束系统包括具有外侧层和内侧层的帘式安全气囊、固定到内侧层的延伸层以及充气机。外侧层和内侧层限定了在它们之间的第一充气室。延伸层限定了在延伸层和内侧层之间的第二充气室。充气机与第一充气室和第二充气室连通。第一充气室和第二充气室彼此流体地隔离。

Description

安全气囊约束系统
技术领域
本发明涉及一种车辆及其约束系统，更具体地涉及车辆安全气囊的约束系统。
背景技术
车辆(诸如机动车辆)可以包括设计为充气并且可能在车辆的侧面碰撞期间受到乘员的碰撞的安全气囊。例如，帘式安全气囊在侧面碰撞期间可以从车顶纵梁沿着车窗的边向下展开，并且帘式安全气囊可能受到邻近帘式安全气囊的乘员的碰撞。
车辆可能受到用于帘式安全气囊的侧面碰撞测试标准的制约。作为一个示例，国家公路交通安全管理局(NHTSA)提供了设计为模拟车辆正经历与杆的侧面碰撞的测试程序。NHTSA程序规定：具有作为乘员的测试假人的测试车辆以每小时20英里的速度侧面撞击直径为10英寸的刚性竖直杆。用于此测试的一种提议的损伤衡量标准是脑部损伤准侧(BrIC)。BrIC是在测试期间测试假人头部的最大俯仰、侧倾以及横摆的函数，具体地，
Figure BDA0001381356440000011
在公式中，ωxmax是最大侧倾，ωymax是最大俯仰，以及ωzmax是最大横摆，全部以弧度每秒测量。
发明内容
根据本发明，提供一种约束系统，包括：
帘式安全气囊，该帘式安全气囊具有外侧层和内侧层，外侧层和内侧层限定了在外侧层和内侧层之间的第一充气室；
延伸层，该延伸层固定到内侧层并且限定了在延伸层和内侧层之间的第二充气室；以及
充气机，该充气机与第一充气室和第二充气室连通；
其中，第一充气室和第二充气室彼此流体地隔离。
根据本发明的一个实施例，还包括从充气机到第一充气室的第一导管和从充气机到第二充气室的第二导管。
根据本发明的一个实施例，充气机包括可燃以向第一导管提供充气介质的第一填料，以及与第一填料分离并且可燃以向第二导管提供充气介质的第二填料。
根据本发明的一个实施例，第一填料比第二填料大。
根据本发明的一个实施例，还包括扩散器，扩散器在充气机与第一导管和第二导管之间并且定位成将充气介质分配到第一导管和分配到第二导管。
根据本发明的一个实施例，扩散器被定位成分配第一导管比第二导管更多的充气介质。
根据本发明的一个实施例，延伸层包括通风孔，通风孔配置成向第一充气室和第二充气室外部对第二充气室排气。
根据本发明的一个实施例，延伸层未被涂覆。
根据本发明的一个实施例，外侧层和内侧层被涂覆。
根据本发明的一个实施例，当充气室处于充气位置时，第一充气室在沿着内侧层的方向上从充气机延伸的距离比第二充气室在沿着内侧层的方向上延伸的距离更远。
根据本发明的一个实施例，还包括在第二充气室内从内侧层延伸到延伸层的拉带。
根据本发明的一个实施例，还包括面板，面板在第二充气室内从内侧层延伸到延伸层并且将第二充气室分成前室和后室。
根据本发明的一个实施例，面板包括通风孔。
根据本发明的一个实施例，帘式安全气囊可充气到充气位置并且当第二充气室处于充气位置时延伸层包括凹部。
根据本发明的一个实施例，还包括第二延伸层，第二延伸层与延伸层间隔开并且限定了在第二延伸层和内侧层之间的第三充气室。
根据本发明，提供一种车辆，包括：
车窗；
车顶纵梁，该车顶纵梁沿着车窗延伸；以及
安全气囊，该安全气囊具有第一充气室和第二充气室并且可从沿着车顶纵梁设置的未充气位置充气到第一充气室与车窗相邻的充气位置；
其中，第一充气室和第二充气室共享面板并且彼此流体地隔离。
根据本发明的一个实施例，还包括从充气机到第一充气室的第一导管和从充气机到第二充气室的第二导管，其中，充气机包括可燃以向第一导管提供充气介质的第一填料以及与第一填料分离并且可燃以向第二导管提供充气介质的第二填料。
根据本发明的一个实施例，还包括从充气机到第一充气室的第一导管、从充气机到第二充气室的第二导管以及在充气机与第一导管和第二导管之间并且定位成将充气介质分配到第一导管和分配到第二导管的扩散器。
根据本发明的一个实施例，第二充气室包括通风孔，通风孔配置成向第一充气室和第二充气室外部对第二充气室排气。
根据本发明的一个实施例，第一充气室仅包括具有涂层的面板，并且第二充气室包括至少一个未涂覆的面板。
附图说明
图1是车辆的透视图；
图2是车辆的乘客室的透视图，其中帘式安全气囊处于未充气位置；
图3是车辆的乘客室的透视图，其中帘式安全气囊处于充气位置；
图4是用于帘式安全气囊的控制系统的框图；
图5是帘式安全气囊和充气机的框图；
图6是帘式安全气囊和充气机的可替选框图；
图7是沿着图3的线7截取的帘式安全气囊的横截面图；
图8是沿着图3的线8截取的帘式安全气囊的横截面图；
图9是在充气位置的充气机和帘式安全气囊的侧视图；
图10是帘式安全气囊的透视图。
具体实施方式
参考附图，其中，贯穿若干附图，相同的附图标记指示相同的部件，用于车辆30的约束系统32包括具有外侧层36和内侧层38的帘式安全气囊34、固定到内侧层38的延伸层40以及充气机42。外侧层36和内侧层38限定了在它们之间的第一充气室44。延伸层40限定了在延伸层40和内侧层38之间的第二充气室46。充气机42与第一充气室44和第二充气室46连通。第一充气室44和第二充气室46彼此流体地隔离。(贯穿此文献，形容词“第一”、“第二”以及“第三”被用作标识符并且不旨在表示重要性或者顺序。)
帘式安全气囊34的第二充气室46可以减少在侧面碰撞期间乘员的头部的倾斜和扭转。特别地，第二充气室46在侧面碰撞期间随着乘员朝向帘式安全气囊34移动而捕捉乘员的头部，并且可以减少来自乘员的头部的侧倾和/或横摆的伤害的可能性和/或严重性。
参考图1，车辆30可以包括车身48。车身48可以是一体式结构，在该一体式结构中车身48的至少一些被暴露并且可以呈现A级表面(未标号)，即特别制造成具有高质量、完美的审美呈现以及无瑕疵的表面。可替选地，车身48可以是非承载式结构，或任何其它合适的结构。车身48可以由例如钢、铝等任何合适的材料形成。
车辆30的车身48可以包括A柱50、B柱52、C柱54以及车顶纵梁56。A柱50可以在挡风玻璃58和车窗60之间延伸。B柱52可以在相邻的车门62的车窗60之间延伸。C柱54可以在车窗60和后窗玻璃64之间延伸。车顶纵梁56沿着车窗60从A柱50经B柱52延伸到C柱54。
挡风玻璃58、车窗60以及后窗玻璃64可以由任何合适耐用的透明材料形成，该透明材料包括玻璃(诸如层压玻璃或钢化玻璃)或者塑料(诸如有机玻璃或聚碳酸酯)。
参考图2和图3，车辆30包括乘客室66以容纳车辆30的乘员(如果有的话)。乘客室66包括一个或多个座椅68，例如设置在乘客室66的前部的前排座椅68和设置在前排座椅68后面的后排座椅68。乘客室66还可以包括在乘客室66的后部的第三排座椅(未示出)。在图2和图3中，前排座椅68被示出为斗式座椅，但是座椅68可以是其它类型的座椅。座椅68及其部件的位置和方向可以由乘员调节。
参考图4，车辆30的控制系统70可以包括车辆控制器72、碰撞传感器74以及充气机42，全部通过通信网络76进行通信。控制系统70可以在车辆碰撞(例如侧面碰撞)期间控制帘式安全气囊34的充气。
车辆控制器72可以是基于微处理器的控制器。车辆控制器72可以包括处理器、存储器等。车辆控制器72的存储器可以包括用于存储可由处理器执行的指令以及用于电子地存储数据和/或数据库的存储器。
控制系统70可以通过通信网络76(诸如控制器局域网络(CAN)总线，以太网，本地互连网络(LIN)和/或通过任何其它有线或无线通信网络)来传送信号。
碰撞传感器74可以例如通过通信网络76与车辆控制器72通信。碰撞传感器74适于检测对车辆30的碰撞。碰撞传感器74可以是任何合适的类型，像诸如加速度计、压力传感器以及接触开关的接触后传感器；以及诸如雷达、激光雷达以及视觉感测系统等的预碰撞传感器。视觉系统可以包括一个或多个摄像机、电荷耦合装置(Charge Coupled Device(CCD))图像传感器、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductors(CMOS))图像传感器等。碰撞传感器74可以位于车辆30中或车辆30上的多个点处。
如下面进一步陈述的，充气机42可以与第一充气室44和第二充气室46连通。一经从例如车辆控制器72接收到信号，充气机42就可以利用诸如气体的充气介质来使帘式安全气囊34充气。充气机42例如可以是使用化学反应来将充气介质驱动到帘式安全气囊34的烟火充气机。充气机42可以是例如冷气充气机的任何合适的类型。
参考图5和图6，第一导管78从充气机42延伸到第一充气室44，并且第二导管80从充气机42延伸到第二充气室46。导管78、80流体地将充气机42分别与充气室44、46连接，以将充气介质从充气机42提供到充气室44、46。
充气机42可以包括一个或多个可燃以向帘式安全气囊34提供充气介质的填料(charge)。作为一个示例，参考图5，充气机42可以包括可燃以向第一导管78提供充气介质的第一填料82和与第一填料82分离并且可燃以向第二导管80提供充气介质的第二填料84。第一填料82可以大于第二填料84；因此，在充气机42启动的情况下(例如在第一充气室44大于第二充气室46和/或第一充气室44比第二充气室46更快充气的情况下)，第一充气室44可以比第二充气室46接收更多的充气介质。第一喷嘴86将第一填料82和第一导管78连接，并且第二喷嘴88将第二填料84和第二导管80连接。作为另一个示例，参考图6，如下文进一步陈述的，充气机42可以包括单个填料92。
填料82、84、92可以由物质的固体混合物形成，其在被点燃时作出反应以产生作为气体的充气介质。例如，填料82、84、92可以由叠氮化钠(NaNO3)、硝酸钾(KNO3)以及二氧化硅(SiO2)形成，其作出反应以形成氮气(N2)。填料82、84、92可以具有相同或不同的化学混合物。
可替选地或附加地，参考图6，充气机42可以包括扩散器90，该扩散器90设置在充气机42与第一导管78和第二导管80之间，并且定位成将充气介质分配到第一导管78和第二导管80，即定位成在第一导管78和第二导管80之间划分充气介质。扩散器90可以连接到第一填料82和第二填料84，或者如图6所示，可连接到单个填料92。扩散器90可以具有与单个填料92连通的单个入口94和与第一导管78和第二导管80连通的多个出口96。例如，扩散器90可以是具有用作入口94的开口端的圆柱形盖和在用作出口96的封闭端和/或侧面上的多个孔。扩散器90可以被定位成将更多的充气介质分配到第一导管78而不是第二导管80。例如，更多的出口96可以与第一管道78而不是第二管道80连通。
参考图3和图7-8，帘式安全气囊34具有第一充气室44和第二充气室46。帘式安全气囊34可从如图2所示的沿着车顶纵梁56设置的未充气位置充气到如图3和7-8所示的第一充气室44与车窗60相邻的充气位置。
帘式安全气囊34可以由任何合适的安全气囊材料(例如编织聚合物)形成。例如，帘式安全气囊34可以由编织尼龙纱线(例如尼龙6-6)形成。其它合适的示例包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚酯或任何其它合适的聚合物。编织聚合物可以包括涂层，诸如硅树脂、氯丁橡胶、聚氨酯等。例如，涂层可以是聚有机硅氧烷。
参考图7-8，帘式安全气囊34具有外侧层36和内侧层38。外侧层36和内侧层38限定了在其间的第一充气室44。当帘式安全气囊34处于充气位置时，第一充气室44与车窗60相邻。外侧层36和内侧层38可以彼此成一体，即由单个面板形成，或者可以以由多个面板以任何合适的方式(例如缝合，超声波焊接等)彼此附接形成。
延伸层40固定到(即，接触并且连接到)内侧层38。延伸层40可以缝合或附接到内侧层38。当帘式安全气囊34处于充气位置时并且与帘式安全气囊34相邻的座椅68被占用时，第二充气室46可以定位在乘员的头部和第一充气室44之间。
延伸层40限定了在延伸层40和内侧层38之间的第二充气室46。换句话说，如图7和图8所示，第二充气室46从内侧层38延伸到延伸层40。如上所述，外侧层36和内侧层38限定了第一充气室44。换句话说，第一充气室44从内侧层38延伸到外侧层36。外侧层36直接暴露于第一充气室44和第二充气室46两者，并将第一充气室44与第二充气室46间隔开。
当帘式安全气囊34处于充气位置时，第二充气室46可以与车窗60中的一个对准。特别地，第二充气室46可以被设计成(即，定尺寸成、定形状成以及定位成)位于乘员的头部和其中一个车窗60之间，以在车辆30的侧面碰撞期间从乘员的头部吸收能量。换句话说，第二充气室46可以相对于座椅68和相邻的车门62以及车窗60中的一个来设计，使得当处于充气位置时充气室46与位于该座椅68中的乘员的头部对准。
参考图7，第一充气室44和第二充气室46彼此流体地隔离。充气室44、46与充气机42流体地连通，但彼此之间并非流体地连通。第一充气室44和第二充气室46共享面板。特别地，内侧层38限定了第一充气室44和第二充气室46两者。内侧层38不具有在充气室44、46之间连通的通风孔。
外侧层36和内侧层38可以被涂覆，也就是说，第一充气室44可以仅包括具有涂层的面板，而延伸层40未被涂覆。第二充气室46可以包括至少一个未涂覆的面板。例如，延伸层40可未被涂覆。当帘式安全气囊34处于充气位置时，充气介质可以通过未涂覆的面板比通过涂覆的面板更快地泄漏；因此，充气介质可以比第一充气室44更快地离开第二充气室46，使第二充气室46比第一充气室44更软。
参考图7和图9，当充气室44、46处于充气位置时，第一充气室44可在沿着内侧层38的方向D上从充气机42延伸的距离比第二充气室46在沿着内侧层38的方向D上延伸的距离更远。特别地，从乘客室66的角度看，第一充气室44可以覆盖车窗60或两个车窗60，而第二充气室46覆盖车窗60中的一个。换句话说，第一充气室44可以在远离车顶纵梁56方向D上比第二充气室46更长。方向D可以处于从车顶纵梁56大致向下(例如大致竖直)的方向上。
参考图9和图10，延伸层40的边缘可以与内侧层38邻近车顶纵梁56的边缘邻接，或者可以与内侧层38邻近车顶纵梁56的边缘间隔开。延伸层40的其它边缘与内侧层38的不邻近车顶纵梁56的边缘间隔开。
参考图7，第二充气室46(特别是延伸层40)可以包括通风孔98，该通风孔98配置成向第一充气室44和第二充气室46外部对所述第二充气室排气。换句话说，通风孔98从第二充气室46引导到乘客室66，而不是引导到第一充气室44。通风孔98可以是例如开式通风孔、单向通风孔、双向通风孔或活动通风孔。
参考图3和图8，当第二充气室46处于充气位置时，延伸层40可以包括凹部100。第二充气室46不会在凹部100处从第一充气室44延伸远到在位于更靠近延伸层40的边缘的区域处。凹部100可以被定位和定尺寸以接收乘员的头部。
参考图7，拉带102可以在第二充气室46的内部从内侧层38延伸到延伸层40。拉带102可以比当帘式安全气囊34在没有拉带102的情况下处于充气位置时拉带102的连接点之间的距离短。当帘式安全气囊34处于充气位置并且可能产生凹部100时，拉带102因此可以拉动延伸层40。拉带102可以具有带状并且可以由与延伸层40或内侧层38相同的织物形成或者由不同材料形成。
参考图8，对于拉带102可替选地或附加地，面板104可以在第二充气室46的内部从内侧层38延伸到延伸层40，并且可以将第二充气室46分成前室106和后室108。当帘式安全气囊34处于充气位置时，面板104可以定尺寸以产生凹部100。面板104可以将第二充气室46完全分离成前室106和后室108。面板104可以包括在前室106和后室108之间的通风孔(未示出)或在第二充气室46的顶部处和/或底部处的间隙(未示出)。通风孔可以是例如开式通风孔、单向通风孔、双向通风孔或活动通风孔。
参考图9，帘式安全气囊34可以包括与延伸层40间隔开的第二延伸层110，并且限定了在第二延伸层110和内侧层38之间的第三充气室112。第二延伸层110可以具有与延伸层40相同的特征，例如具有凹部100和/或通风孔98并且未被涂覆。第三充气室112可以具有与第二充气室46相同的特征，诸如拉带102和/或面板104。
在侧面碰撞的情况下，碰撞传感器74可以检测到碰撞并通过通信网络76将信号传送到车辆控制器72。车辆控制器72可以通过通信网络76将信号传送到充气机42。充气机42可以对帘式安全气囊34进行放气和充气。
特别地，第一填料82和第二填料84可以排放充气介质并产生充气介质。充气介质通过第一喷嘴86和第一导管78流到第一充气室44，并且通过第二喷嘴88和第二导管80流到第二充气室46，将帘式安全气囊34从未充气位置充气到充气位置。因为第一填料82大于第二填料84，所以第一充气室44可以比第二充气室46更快充气。
可替选地，单个填料92可以排放充气介质并产生充气介质。充气介质通过扩散器90流到第一导管78然后流到第一充气室44，并且通过扩散器90流到第二导管80然后流到第二充气室46。因为扩散器90被定位成分配第一导管78比第二导管80更多的充气介质，所以第一充气室44可以比第二充气室46更快地充气。
在任一替选方案中，车辆30的乘员可以具有将乘员运载到帘式安全气囊34中的动量。凹部100接收乘员的头部并且可以防止头部显著地扭转或倾斜。乘员进入帘式安全气囊34的动量使得充气室44、46失去充气介质。第二充气室46可以比第一充气室44更快地损失充气介质。特别地，充气介质通过通风孔98或者通过未涂覆的延伸层40离开第二充气室46可以比充气介质离开第一充气室44更快，第一充气室44可以缺少任何通风孔98和/或被涂覆。第二充气室46的相对柔软度可以进一步防止当乘员在休息时乘员的头部的扭转或倾斜。
已经以说明性方式描述了本发明，并且可以理解的是，已使用的术语旨在说明词语的本质而非限制性的。根据上述教导本发明的很多修改和变形是可能的，并且除了具体的描述之外本发明是可实践的。

Claims (18)

1.一种约束系统，包括：
帘式安全气囊，所述帘式安全气囊具有外侧层和内侧层，所述外侧层和所述内侧层限定了在所述外侧层和所述内侧层之间的第一充气室；
延伸层，所述延伸层固定到所述内侧层并且限定了在所述延伸层和所述内侧层之间的第二充气室，所述内侧层限定了所述第一充气室和所述第二充气室两者，所述第二充气室内还包括面板，所述面板在所述第二充气室内从所述内侧层延伸到所述延伸层并且将所述第二充气室分成前室和后室；以及
充气机，所述充气机与所述第一充气室和所述第二充气室连通；
其中，所述第一充气室和所述第二充气室彼此流体地隔离并且可充气到充气位置；以及
当所述第二充气室处于所述充气位置时所述延伸层包括由所述面板产生的接收乘员的头部的凹部，所述第二充气室在所述凹部处不会从所述第一充气室延伸到位于更靠近所述延伸层的边缘的区域处。
2.根据权利要求1所述的约束系统，还包括从所述充气机到所述第一充气室的第一导管和从所述充气机到所述第二充气室的第二导管。
3.根据权利要求2所述的约束系统，其中，所述充气机包括可燃以向所述第一导管提供充气介质的第一填料，以及与所述第一填料分离并且可燃以向所述第二导管提供充气介质的第二填料。
4.根据权利要求3所述的约束系统，其中，所述第一填料比所述第二填料大。
5.根据权利要求2所述的约束系统，还包括扩散器，所述扩散器在所述充气机与所述第一导管和所述第二导管之间并且定位成将充气介质分配到所述第一导管和分配到所述第二导管。
6.根据权利要求5所述的约束系统，其中，所述扩散器被定位成分配所述第一导管比所述第二导管更多的充气介质。
7.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述延伸层包括通风孔，所述通风孔配置成向所述第一充气室和所述第二充气室外部对所述第二充气室排气。
8.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述延伸层未被涂覆。
9.根据权利要求8所述的约束系统，其中，所述外侧层和所述内侧层被涂覆。
10.根据权利要求1所述的约束系统，其中，当所述充气室处于充气位置时，所述第一充气室在沿着所述内侧层的方向上从所述充气机延伸的距离比所述第二充气室在沿着所述内侧层的所述方向上延伸的距离更远。
11.根据权利要求1所述的约束系统，还包括在所述第二充气室内从所述内侧层延伸到所述延伸层的拉带。
12.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述面板包括通风孔。
13.根据权利要求1所述的约束系统，还包括第二延伸层，所述第二延伸层与所述延伸层间隔开并且限定了在所述第二延伸层和所述内侧层之间的第三充气室。
14.一种车辆，包括：
车窗；
车顶纵梁，所述车顶纵梁沿着所述车窗延伸；以及
安全气囊，所述安全气囊具有第一充气室和第二充气室并且可从沿着所述车顶纵梁设置的未充气位置充气到所述第一充气室与所述车窗相邻的充气位置；
其中，所述第一充气室和所述第二充气室共享第一面板并且彼此流体地隔离，并且可充气到充气位置；
所述第二充气室由所述第一面板和延伸层限定，所述第二充气室内还包括第二面板，所述第二面板在所述第二充气室内从内侧层延伸到所述延伸层并且将所述第二充气室分成前室和后室；以及
当所述第二充气室处于所述充气位置时所述延伸层包括由所述第二面板产生的接收乘员的头部的凹部，所述第二充气室在所述凹部处不会从所述第一充气室延伸到位于更靠近所述延伸层的边缘的区域处。
15.根据权利要求14所述的车辆，还包括充气机以及从所述充气机到所述第一充气室的第一导管和从所述充气机到所述第二充气室的第二导管，其中，所述充气机包括可燃以向所述第一导管提供充气介质的第一填料以及与所述第一填料分离并且可燃以向所述第二导管提供充气介质的第二填料。
16.根据权利要求14所述的车辆，还包括充气机以及从所述充气机到所述第一充气室的第一导管、从所述充气机到所述第二充气室的第二导管以及在所述充气机与所述第一导管和所述第二导管之间并且定位成将充气介质分配到所述第一导管和分配到所述第二导管的扩散器。
17.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述第二充气室包括通风孔，所述通风孔配置成向所述第一充气室和所述第二充气室外部对所述第二充气室排气。
18.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述第一充气室仅包括具有涂层的面板，并且所述第二充气室包括至少一个未涂覆的面板。
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