CN107791994B - 包括可压缩的排气管的安全气囊 - Google Patents

Abstract

一种车辆中的约束系统包括：反作用面、包括充气室的安全气囊以及与充气室流体连通的管。安全气囊可从未展开状态充气到展开状态。处于未展开状态的安全气囊相对于反作用面而固定并且处于展开状态的安全气囊与反作用面相邻。该管在处于展开状态的安全气囊和反作用面之间沿着安全气囊延伸。

Description

包括可压缩的排气管的安全气囊

技术领域

本发明涉及一种包括可压缩的排气管的安全气囊，更具体地涉及一种约束系统。

背景技术

机动车辆(诸如汽车)可以包括设计成在车辆与固定或移动物体的碰撞期间充气并受到乘员碰撞的安全气囊。例如，安全气囊可以从方向盘朝向驾驶员并且从仪表板朝向乘客展开。驾驶员可能会碰撞来自方向盘的气囊，乘客可能会碰撞来自仪表板的气囊。安全气囊可以包括主动地或被动地调节气囊的内部压力的排气装置。

发明内容

据本发明，提供一种约束系统，包括：

车辆部件的反作用面；

安全气囊，安全气囊包括充气室并且可从未展开状态充气到展开状态，安全气囊在未展开状态中相对于反作用面而固定，并且在展开状态中与反作用面相邻近；以及

管，管与充气室流体连通；

其中，管在处于展开状态的安全气囊和反作用面之间沿着安全气囊延伸。

根据本发明的一个实施例，安全气囊包括面板，并且管包括彼此间隔开并且固定到面板的第一端部和第二端部。

根据本发明的一个实施例，管和面板可以限定通道，通道与充气室流体连通。

根据本发明的一个实施例，管和面板由相同类型的材料形成。

根据本发明的一个实施例，安全气囊包括在充气室和管之间沿着充气室延伸的面板。

根据本发明的一个实施例，管从第一端部延伸到第二端部，第一端部与充气室室流体连通并且第二端部向充气室外开口。

根据本发明的一个实施例，安全气囊具有设置在管的第一端部处的排气装置。

根据本发明的一个实施例，在第一端部和第二端部之间的管的一部分设置在处于展开状态的安全气囊和反作用面之间。

根据本发明的一个实施例，反作用面相对于管是刚性的。

根据本发明的一个实施例，安全气囊设计成当处于展开状态的安全气囊被引导向反作用面时将管压靠在反作用面上。

根据本发明的一个实施例，安全气囊设计成当处于展开状态的安全气囊被引导远离反作用面时将管与反作用面间隔开。

根据本发明的一个实施例，反作用面是车辆的A柱。

根据本发明的一个实施例，还包括相对于A柱固定的仪表板，其中，处于未展开状态的安全气囊设置在仪表板上。

根据本发明的一个实施例，反作用面是车辆的仪表板。

根据本发明的一个实施例，反作用面是方向盘。

根据本发明的一个实施例，处于未展开状态的安全气囊设置在方向盘上。

根据本发明的一个实施例，还包括在处于展开状态的安全气囊和方向盘之间沿着安全气囊延伸的第二管，第二管与管间隔开。

附图说明

图1是具有暴露的乘客舱的车辆的俯视图；

图2是车辆控制系统的框图；

图3是乘客舱中约束系统的第一实施例的透视图；

图4是约束系统的第一实施例的安全气囊的透视图；

图5A是在假人头部向前碰撞之后的约束系统的第一实施例的俯视图，其中，在安全气囊上的管压缩在车辆的A柱和安全气囊之间；

图5B是在假人头部的斜向前碰撞之后的约束系统的第一实施例的俯视图，其中，管与A柱间隔开；

图6是在乘客舱中的约束系统的第二实施例的透视图；

图7是约束系统的第二实施例的安全气囊和方向盘的主视图；

图8A是在通过假人头部向前碰撞后的约束系统的第二实施例的俯视图，其中，在安全气囊上的管压缩在安全气囊和方向盘之间；

图8B是在假人头部斜向前碰撞后的约束系统的第二实施例的俯视图，其中，管中的一个与方向盘间隔开；

图9是沿图4的线9的安全气囊的一部分的横截面；

图10是沿图6的线10的安全气囊的一部分的横截面。

具体实施方式

参考附图，其中，贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同的部件，车辆30的约束系统32包括：反作用面44、64、66、包括充气室38的安全气囊36以及与充气室38流体连通的管40。安全气囊36可从如图1所示的未展开状态充气到如图3-10所示的展开状态。处于未展开状态的安全气囊36相对于反作用面44、64、66而固定，并且处于展开状态的安全气囊36与反作用面44、64、66相邻。管40在处于展开状态的安全气囊36和反作用面44、64、66之间沿安全气囊36延伸。图3-5B中示出了约束系统的一个示例性实施例，如下文进一步陈述的，在该示例性实施例中，安全气囊36是乘客安全气囊。在图6-8B中示出了约束系统的另一个示例性实施例，如下面进一步陈述的，在该另一示例性实施例中，安全气囊是驾驶员安全气囊。共同附图标记用于识别图3-8B中的共同特征。

安全气囊36的特征可以根据当乘员碰撞安全气囊36时管40是否被压靠在反作用面44、64、66上而变化，从而提供针对车辆30的碰撞方向定制的性能。例如，如果乘员的动量处于车辆前进方向，则安全气囊36和管40可以定位成使得管40被反作用面44、66、66压缩，但是如果乘员的动量相对于车辆前进方向成角度，则不是这样。因此，安全气囊36在前面情况中可以是较硬的并且在后面情况中可以是较软的。“较硬的”涉及安全气囊36的较高的内部压力，而“较软的”涉及安全气囊36的较低内部压力。因为，与在倾斜碰撞中相比，在正面碰撞中乘员和车辆30的刚性部件之间具有较短的距离，所以较硬的安全气囊36可以在正面碰撞中为乘员提供更好的性能。较软的安全气囊36可以在倾斜的碰撞中为乘员提供更好的性能，因为与较硬的安全气囊36相比，乘员不太可能从安全气囊36滑向车辆30的刚性部件。此外，被动地实现了控制安全气囊36的内部压力，即，没有额外的感测或算法。

参考图1，车辆30包括车身42。车身42可以具有一体式构造，在该一体式构造中，车身42中的至少一些被暴露并且可以呈现A级表面(未编号)，即，具体地制造成具有高品质、成品美观无瑕疵的表面。可替选地，车身42可以具有非承载式车身(body-on-frame)结构，或任何其它合适的结构。车身42可以由任何合适的材料(例如钢，铝等)形成。

车辆30的车身42可以包括A柱44、B柱46以及C柱48。A柱44可以在挡风玻璃50和车窗52之间延伸。B柱46可以在邻近车门54的车窗52之间延伸。C柱48可以在车窗52和后窗玻璃56之间延伸。如果车辆30是例如运动型多用途车(SUV)、跨界车(crossover)、小型货车或旅行车(station wagon)，则车身42还可以包括D柱(未示出)，在这种情况下，C柱48在后车门54的车窗52和后左右车窗之间延伸，并且D柱在后左右车窗和后窗玻璃56之间延伸。

车辆30包括乘客舱58以容纳车辆30的乘员(如果有的话)。乘客舱58包括设置在乘客舱58的前部的一个或多个前排座椅60和设置在前排座椅60的后面的一个或多个后排座椅62。乘客舱58还可以包括在乘客舱58的后部的第三排座椅(未示出)。在图1中，前排座椅60被示出为斗式座椅，但座椅60、62可以是其它类型。座椅及其部件的位置和方向可以由乘员调节。

仪表板64可以设置在乘客舱58的前端并面向前排座椅60。包括方向盘66的车辆控制器可以被支撑在仪表板64上。仪表板64可以相对于车身42而固定，或更具体地，可相对于A柱44而固定。

反作用面44、64、66是刚性表面，当安全气囊36处于展开状态并且乘员正碰撞气囊36时，安全气囊36推动刚性表面。根据安全气囊36的结构和位置，反作用面可以是挡风玻璃50、仪表板64、方向盘66、A柱44和/或车辆30的另一刚性表面。

参考图2，控制系统68可以包括全部通过通信网络76进行通信的碰撞传感器70、控制器72以及充气机74。控制系统68可以通过通信网络76(诸如控制器局域网(CAN)总线、以太网、本地互连网络(LIN)和/或任何其它有线或无线通信网络)传送信号。

碰撞传感器70可以与控制器72通信。碰撞传感器70适合于检测对车辆30的碰撞。碰撞传感器70可以是任何合适的类型，像诸如线性或角加速度计、陀螺仪、压力传感器以及接触开关的接触后传感器，和诸如雷达、激光雷达以及视觉感应系统的预碰撞传感器。视觉系统可以包括一个或多个摄像机、电荷耦合器件(CCD)图像传感器，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等。碰撞传感器70可以位于车辆30中或车辆30上的多个点处。

控制器72可以是基于微处理器的控制器。控制器72可以包括处理器、存储器等。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。

充气机74可以连接到安全气囊36并与控制器72连通。根据接收到的来自例如控制器72的信号，充气机74可以用可充气介质(例如气体)给安全气囊36充气。充气机74可以是例如使用化学反应来驱动充气介质到安全气囊36的烟火充气机。化学反应可以由例如引爆器或引燃器(未示出)启动。充气机74可以是任何合适的类型，例如冷气充气机。

参考图3、4以及6，安全气囊36包括充气室38，并且可从未展开状态充气到展开状态。安全气囊36包括缝合或附接到一起的一个或多个面板78。安全气囊可以包括一个或多个充气室38。处于未展开状态的安全气囊36可以设置在模块(未示出)中并与充气机74连通。安全气囊36包括排气装置80。排气装置80可以是，例如开口式排气装置、单向排气装置、双向排气装置或主动排气装置。除了排气装置80之外，安全气囊36可以包括任何合适数量的排气装置(例如开口式排气装置，单向排气装置，双向排气装置或主动排气装置)(未示出)，该排气装置从充气室38连通到安全气囊36的外部大气。

安全气囊36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，安全气囊36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。

安全气囊36在如图1所示的未展开状态中相对于反作用面44、64、66固定和在如图3和6所示的展开状态中邻近反作用面44、64、66。“邻近”是指在其间没有任何东西。在A柱44作为反作用面的实施例中，那么，如图1所示，处于未展开状态的安全气囊36可以设置在仪表板64中，并且如图3和5A-B所示，处于展开位置的安全气囊36可以邻近A柱44。在方向盘66用作反作用面的实施例中，那么，如图1所示，处于未展开状态的安全气囊36可以设置在方向盘66中，并且如图6和8A-B所示，处于展开状态的安全气囊36可以邻近方向盘66，特别是方向盘66的圆形边缘。

管40包括彼此间隔开并且固定到面板78中的一个的第一端部82和第二端部84。(贯穿本文，形容词“第一”和“第二”用作标识符，并且不旨在表示重要性或顺序)。管40从第一端部82延伸到第二端部84。第一端部82可以与充气室38流体连通(例如通过排气装置80)，并且第二端部84可以向充气室38的外部打开。第二端部84可以与例如乘客舱58流体连通。排气装置80可以设置在管40的第一端部82处。

管40与充气室38流体连通。如果管40不受阻碍，则充气介质可以通过排气装置80离开安全气囊36进入管40的第一端部82并且通过管40流到第二端部84并且向外到例如乘客舱58。具体地，作为一个示例，如图9所示，管40和面板78中的一个可以限定通道86，即，管40内的间隙，并且通道86可以与充气室38流体连通。可替选地，作为另一示例，如图10所示，管40可以封闭通道86并且可以连接到面板78，即，面板78在充气室38和管40之间沿着充气室38延伸。仅作为示例，在图3-5B的实施例中示出了限定在管40和面板78之间的通道86，并且在图6-8B的实施例中示出了由管40封闭的通道86。管40可以通过例如缝合92、粘合94等附接到面板78。

如上所述，管40可以由与安全气囊36相同类型的材料形成。反作用面44、64、66可以相对于管40是刚性的。换句话说，如果管40被推靠在反作用面44、66、66上，则管40将在反作用面44、66、66弯曲或屈服之前而弯曲或屈服。

参考图5A-B和8A-B，管40在处于展开状态的安全气囊36和反作用面44、64、66之间沿安全气囊36延伸。“在…之间”表示“在其中或通过间隔分离”。具体地，在第一端部82和第二端部84之间的管40的部分88被设置在处于展开状态的安全气囊36和反作用面44、64、66之间。因此，如果处于展开状态的安全气囊36被推向反作用面44、64、66，则反作用面44、64、66将压靠管40的部分88。排气装置80、第一端部82以及第二端部84可以位于安全气囊上的任何位置，并且管40可以遵循任何形状的路径(例如直的，弯曲的等等)，只要管40在处于展开状态的安全气囊36和反作用面44、64、66之间延伸。

参考图6-7，约束系统32可以包括在处于展开状态的安全气囊36和方向盘66之间沿着安全气囊36延伸的第二管90或多个管40、90。第二管90可以与管40间隔开，并且多个管40、90可以彼此间隔开。当安全气囊36处于展开状态时，多个管40、90可以横向于或垂直于方向盘66设置。管可以布置成或可以不布置成镜像对称或旋转对称的图案，并且可以是或可以不是均匀间隔的。

在对车辆30的碰撞或即将发生的碰撞事件中，碰撞传感器或传感器70可以通过通信网络76收集数据并向控制器72发信号。控制器72可以基于数据检测碰撞或即将发生的碰撞并且指示充气机74通过通信网络76使安全气囊36充气，并且充气机74可使安全气囊36充气。

安全气囊36设计成当处于展开状态的安全气囊36被引导向反作用面44、64、66时将管40压靠在反作用面44、64、66上并且当处于展开状态的安全气囊36被引导远离反作用面44、64、66时将管40与反作用面44、64、66间隔开。如果对车辆30的碰撞导致乘员在第一方向上具有动量，即，当乘员移动进入安全气囊36时，将管40推靠在反作用面44、64、66上，则然后较少的充气介质将通过管40离开安全气囊36，并且气囊36将较硬。如果对车辆30的碰撞导致乘员在第二方向上具有动量，即，当乘员进入移动安全气囊36时，将管40推离反作用面44、64、66，则然后较多的充气介质将通过管40离开安全气囊36，并且安全气囊36将较软。如果对车辆30的碰撞导致乘员在第一方向和第二方向之间的方向上具有动量，则然后乘员可以比第一方向更轻的将安全气囊36推靠在反作用面44、64、66上，并且与从第一方向相比，较多的充气介质将通过管40离开安全气囊36，但与从第二方向相比，较少的充气介质将通过管40离开安全气囊36。因为，与在倾斜碰撞中相比，在乘员的动量处于车辆的前进方向的碰撞中在乘员和车辆30的刚性部件(诸如仪表板64)之间具有较短的距离，所以较硬的安全气囊36可以在乘员的动量处于车辆的前进方向的碰撞中为乘员提供更好的性能。较软的安全气囊36可以在乘员的动量处于相对车辆的前进方向成角度的碰撞中为乘员提供更好的性能，因为与较硬的安全气囊36相比，乘员不太可能从安全气囊36滑向例如仪表板64。

例如，图5A-B示出了当反作用面是A柱44时乘员对安全气囊36的碰撞。如图5A所示，乘员的动量可将乘员推入安全气囊36并将安全气囊36引导向反作用面44、64、66。安全气囊36将管40推入A柱44中，将管40压靠在反作用面44、64、66上，反作用面44、64、66完全或部分地限制通过管40充气介质的流动。因为安全气囊36通过管40损失较少的充气介质，所以安全气囊36较硬。可替选地，如图5B所示，乘员的动量可以将乘员推入安全气囊36并将安全气囊36引导向远离反作用面44、64、66。安全气囊36不将管40推入A柱44，而是将管40与反作用面44、64、66间隔开。因为安全气囊36通过管40失去较多的充气介质，所以安全气囊36较软。

对于另一个示例，图8A-B示出了当反作用面是方向盘66时乘员对安全气囊36的碰撞。如图8A所示，乘员的动量可以将乘员推入安全气囊36并将安全气囊36引导向反作用表面44、64、66。安全气囊36将管40、90推入方向盘66，将所有多个管40、90压靠在反作用面44、64、66上，该反作用面44、64、66完全或部分地限制通过管40、90的充气介质的流动。因为安全气囊36通过管40、90失去较少的充气介质，所以安全气囊36较硬。可替选地，如图8B所示，乘员的动量可以将乘员推入安全气囊36并将具有管40的安全气囊36的面板78引导向远离反作用面44、64、66。安全气囊36不将至少一个管40推入方向盘66，而是将管40与反作用面44、64、66间隔开。因为安全气囊36通过管40失去更多的充气介质，所以安全气囊36较软。

已经以说明性的方式描述了本发明，并且应当理解的是，已经使用的术语旨在是描述性而不是限制性的词语。根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且本发明可以以不同于具体描述的方式实施。

Claims (15)

1.一种约束系统，包括：

车辆的A柱；

安全气囊，所述安全气囊包括充气室并且可从未展开状态充气到展开状态，所述安全气囊在所述未展开状态中相对于所述A柱固定，并且在所述展开状态中与所述A柱相邻近；以及

管，所述管与所述充气室流体连通；

其中，所述管处于所述安全气囊的外侧，所述管在处于所述展开状态的安全气囊和所述A柱之间沿着所述安全气囊延伸，

其中，所述管向所述充气室外开口，所述安全气囊的内部压力根据所述管是否被压靠在所述A柱上而变化。

2.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述安全气囊包括面板，并且所述管包括彼此间隔开并且固定到所述面板的第一端部和第二端部。

3.根据权利要求2所述的约束系统，其中，所述管和所述面板可以限定通道，所述通道与所述充气室流体连通。

4.根据权利要求2所述的约束系统，其中，所述管和所述面板由相同类型的材料形成。

5.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述安全气囊包括在所述充气室和所述管之间沿着所述充气室延伸的面板。

6.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述管从第一端部延伸到第二端部，所述第一端部与所述充气室流体连通并且所述第二端部向所述充气室外开口。

7.根据权利要求6所述的约束系统，其中，所述安全气囊具有设置在所述管的所述第一端部处的排气装置。

8.根据权利要求7所述的约束系统，其中，在所述第一端部和第二端部之间的所述管的一部分设置在处于所述展开状态的安全气囊和所述A柱之间。

9.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述A柱相对于所述管是刚性的。

10.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述安全气囊设计成当处于所述展开状态的安全气囊被引导向所述A柱时将所述管压靠在所述A柱上。

11.根据权利要求10所述的约束系统，其中，所述安全气囊设计成当处于所述展开状态的安全气囊被引导远离所述A柱时将所述管与所述A柱间隔开。

12.根据权利要求1所述的约束系统，还包括相对于所述A柱固定的仪表板，其中，处于所述未展开状态的安全气囊设置在所述仪表板上。

13.一种约束系统，包括：

方向盘；

安全气囊，所述安全气囊包括充气室并且可从未展开状态充气到展开状态，所述安全气囊在所述未展开状态中相对于所述方向盘固定，并且在所述展开状态中与所述方向盘相邻近；以及

管，所述管与所述充气室流体连通；

其中，所述管处于所述安全气囊的外侧，所述管在处于所述展开状态的安全气囊和所述方向盘之间沿着所述安全气囊延伸，

其中，所述管向所述充气室外开口，所述安全气囊的内部压力根据所述管是否被压靠在所述方向盘上而变化。

14.根据权利要求13所述的约束系统，其中，处于所述未展开状态的安全气囊设置在所述方向盘上。

15.根据权利要求13所述的约束系统，还包括在处于所述展开状态的安全气囊和所述方向盘之间沿着所述安全气囊延伸的第二管，所述第二管与所述管间隔开。

Images