CN108327676A - 约束系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的约束系统包括底板、平台以及可展开装置。铰链将平台连接到底板上。可展开装置可从未充气位置充气到充气位置。形成平台的材料比形成可展开装置的材料更硬。

Description

约束系统
技术领域
本发明涉及一种约束系统。
背景技术
车辆可能经受碰撞试验。作为一个示例，联邦机动车辆安全标准(FMVSS)208规定了设计为模拟正面碰撞到例如墙壁的试验程序。试验程序规定，保持有作为乘员的试验假人的试验车辆以每小时35英里的速度向前碰撞到垂直于试验车辆的路径的固定的刚性障碍物。FMVSS 208陈述了用于对试验假人受伤的各种测量的要求，模拟车辆乘员的潜在伤害，诸如头部伤害指数(HIC)、胸部变形、股骨受力等。
发明内容
根据本发明，提供一种约束系统，包括：
底板；
平台和铰链，该铰链将平台连接到底板；以及
可展开装置，该可展开装置连接到底板，处在平台和底板之间；
其中可展开装置可从未充气位置充气到充气位置，以及
平台比可展开装置更硬。
根据本发明的一个实施例，还包括连接到底板并且设置在平台的与底板相对侧上的踏板。
根据本发明的一个实施例，平台被定位在底板上以当可展开装置处于充气位置时邻接踏板。
根据本发明的一个实施例，铰链限定轴线并且平台沿着轴线比踏板更宽。
根据本发明的一个实施例，可展开装置与平台不连接并且在充气位置邻接平台。
根据本发明的一个实施例，形成平台的材料比形成可展开装置的材料更硬。
根据本发明的一个实施例，还包括底板覆盖物，平台处于底板和底板覆盖物之间。
根据本发明的一个实施例，平台比底板覆盖物更硬。
根据本发明的一个实施例，形成平台的材料比形成底板的材料更硬。
根据本发明的一个实施例，平台具有与铰链相对的弯曲的端部部分。
根据本发明的一个实施例，底板具有浅盘形底板部分和从浅盘形底板部分倾斜延伸的搁脚板部分。
根据本发明的一个实施例，铰链被连接到搁脚板部分。
根据本发明的一个实施例，还包括连接到浅盘形底板部分和搁脚板部分的角部，其中铰链被连接到角部。
根据本发明的一个实施例，还包括与可展开装置流体连通的充气机。
根据本发明的一个实施例，还包括与充气机通信的控制器，控制器编程为指示充气机响应于正面碰撞而充气。
根据本发明，提供一种约束系统，包括：
平台，该平台具有第一端部、与第一端部相对的弯曲的端部部分以及弯曲的端部部分的凹侧；
铰链，该铰链连接到第一端部；以及
可展开装置，该可展开装置邻近平台的凹侧并且可从未充气位置充气到充气位置；
其中平台比可展开装置更硬。
根据本发明的一个实施例，弯曲的端部部分沿着横向于由铰链限定的轴线的方向弯曲，并且弯曲的端部部分沿着平行于由铰链限定的轴线的方向成直线。
根据本发明的一个实施例，可展开装置与平台不连接并且在充气位置邻接平台。
根据本发明的一个实施例，可展开装置由塑料形成。
根据本发明的一个实施例，形成平台的材料比形成可展开装置的材料更硬。
附图说明
图1是具有约束系统的车辆的脚部空间的透视图；
图2是约束系统的平台和可展开装置的透视图，其中可展开装置处于未充气位置；
图3是约束系统的平台和可展开装置的透视图，其中可展开装置处于充气位置；
图4是沿着图1中的线4-4的剖视图，其中可展开装置处于未充气位置；
图5是沿着图1中的线4-4的剖视图，其中可展开装置处于充气位置；
图6是用于约束系统的控制系统的框图。
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，用于车辆30的约束系统32包括底板34、平台36、铰链40以及可展开装置38。铰链40将平台36连接到底板34。可展开装置38可从未充气位置充气到充气位置。平台36比可展开装置38更硬。
约束系统32可以在碰撞期间减小车辆30的乘员的脚踝所经历的力矩。在没有约束系统32的情况下，乘客的脚踝可以围绕车辆30的踏板48转动或扭转。约束系统32可以提供支撑以减少脚踝的力矩，这可以减少在碰撞期间对乘员的伤害。
参考图1，车辆30可以包括脚部空间42。脚部空间42为车辆30的前排座椅44的乘员的腿部和脚部提供空间。脚部空间42可以从前排座椅44沿着车辆向前方向以及从仪表板46沿着车辆向后方向设置，即仪表板46的下方。踏板48被设置在乘员的脚部空间42中以用于控制车辆30。
脚部空间42可以包括底板34。底板34可以支撑车辆30的乘员的脚部。底板34可以具有浅盘形底板部分(floor-pan portion)50和搁脚板(toe-pan portion)部分52。角部54可以连接浅盘形底板部分50和搁脚板部分52。浅盘形底板部分50可以沿着车辆向前方向水平地延伸。搁脚板部分52可以在角部54处从浅盘形底板部分50倾斜地延伸，例如从角部54沿着车辆向前和车辆向上的方向延伸。
参考图4和图5，可展开装置38可以之间连接到底板34，在平台36和底板34。更具体地，可展开装置38可以结合到底板34。例如，可展开装置38可以焊接到(例如超声波焊接)底板34。再例如，可展开装置38可以用结构型粘合剂(例如环氧树脂粘合剂、丙烯酸粘合剂等)粘合到底板34。又例如，可展开装置38可通过例如夹子、按钉、螺纹紧固件等机械地紧固到底板34。可展开装置38可邻近平台36的凹侧56。可展开装置38可与平台36不连接；即，可展开装置可以是分离的并且不直接连接(例如不粘附到)平台36。
可展开装置38可从如图2和图4所示的未充气位置充气到如图3和图5所示的充气位置。在未充气位置，可展开装置38可具有一个或多个褶状物或褶皱58。在充气位置，可展开装置38可填充有充气介质，使褶皱58变直。在充气位置，可展开装置38可邻接平台36。
可展开装置38可以由塑料形成。例如，可展开装置38可以由热塑性弹性体(TPE)形成。热塑性弹性体具有热塑性和弹性体性质。热塑性材料在特定温度以上变得柔韧并在冷却时固化，并且弹性体通常具有低的杨氏模量和高的破坏应变。TPE的类型包括苯乙烯类嵌段共聚物、热塑性烯烃、弹性体合金、热塑性聚氨酯、热塑性共聚酯以及热塑性聚酰胺。形成可展开装置38的材料可以是实心的，换言之，不是机织织物。
继续参考图4和图5，平台36可以相对于底板34定位在可展开装置38的上方。平台36可以定位在底板覆盖物60的下方，即在底板覆盖物60和平台36之间。平台36可定位在底板34上，以便当可展开装置38处于充气位置时邻接踏板48(即，直接接触或通过中间部件)。当可展开装置38处于充气位置时，平台36可通过例如底板覆盖物60邻接踏板48。
平台36可以比可展开装置38更硬；即，平台36在给定负载下比可展开装置38更少地变形。平台36和可展开装置38的尺寸、形状和/或材料类型可使平台36比可展开装置38更硬。
平台36可以由塑料形成。形成平台36的材料可以比形成可展开装置38的材料更硬。材料的刚度能够抵抗弹性变形，即在应力应变图的线性范围内的变形。形成平台36的材料可以比形成底板覆盖物60的材料更硬。
参考图2至图5，铰链40可以将平台36连接到底板34。铰链40可以连接到平台36并且连接到例如底板34的角部54或者搁脚板部分52。铰链40可以限定轴线A。铰链40可以允许旋转运动，即，平台36可以相对于底板34围绕轴线A旋转。铰链40可以在第一端部62处连接到平台36，第一端部62可以是平台36的车辆后端部。
继续参考图2至图5，平台36可以具有从第一端部62延伸的直的端部部分64和与第一端部62相对的弯曲的端部部分66。弯曲的端部部分66可以位于平台36的车辆前端部，沿着平台36与铰链40相对。直的端部部分64可位于平台36的车辆后端部，邻近铰链40。弯曲的端部部分66可以沿着横向于轴线A的方向(诸如车辆向前方向)弯曲，并且弯曲的端部部分66可以沿着平行于轴线A的方向成直线。凹侧56可以面向车辆向下的方向。平台36可以沿着轴线A比踏板48更宽。
参考图4和图5，底板覆盖物60可以定位在平台36上方，在平台36的与底板34相对侧上。平台36处于底板34和底板覆盖物60之间。底板覆盖物60可以是例如地毯或适合于由乘员的脚部踩踏的任何其它材料。平台36可以比底板覆盖物60更硬。形成平台36的材料可以比形成底板覆盖物60的材料更硬。
参考图1、图4以及图5，踏板48可以连接到底板34并且设置在底板覆盖物60上方。踏板48可以设置在平台36的与底板34相对侧上。平台36可以处于底板34和踏板48之间。踏板48可以例如经由允许乘员相对于底板34移动踏板48的其它部件直接或间接地连接到底板34。踏板48可以允许乘员控制车辆30的推进和/或制动。踏板48可以包括加速踏板、制动踏板、离合器踏板等。
参考图6，充气机68可以与可展开装置38流体连通。当接收来自例如控制器70的信号时，充气机68可以用充气介质(诸如气体)充气可展开装置。充气机68可以是例如使用化学反应将充气介质驱动到可展开装置的烟火式充气机。充气机68可以是任何合适的类型，例如，冷气充气机。
碰撞传感器72可以与控制器70通信。碰撞传感器72适于检测对车辆30的碰撞。碰撞传感器72可以是任何合适的类型，例如，诸如加速度计、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(LIDAR)以及视觉传感系统的碰撞前传感器。视觉系统可以包括一个或多个摄像机、CCD(电荷耦合器件)图像传感器、CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等。碰撞传感器72可以位于车辆30内或车辆30上的许多点处。
控制器70可以是基于微处理器的控制器。控制器70可以包括处理器、存储器等。控制器70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存储数据和/或数据库的存储器。控制器70可以被编程为指示充气机68响应于正面碰撞而充气。
控制器70可以通过诸如控制器区域网络(CAN)总线、以太网、本地互连网络(LIN)的通信网络74和/或通过任何其它有线或无线通信网络来传输信号。控制器70可以经由通信网络74与充气机68和碰撞传感器72通信。
在发生碰撞的情况下，碰撞传感器72可以检测碰撞，并且通过通信网络74将信号传送到控制器70。如果碰撞是正面碰撞，则控制器70可以通过通信网络74将信号传送到充气机68。充气机68可以排气并充气可展开装置38。可展开装置38向上推动平台36，使得平台36邻接踏板48。平台36当邻接踏板48时也可以向上推动底板覆盖物60。车辆30的乘员可以具有定位在踏板48上方的脚部。脚部在碰撞期间具有向前的动量，这导致脚部进入踏板48中。如果脚部偏离踏板48上的中心，则平台36可以通过在踏板48的宽度外侧提供对脚部的支撑来防止脚部在踏板48的边缘上转动。平台36也可以通过防止经由动量使脚部朝向底板34移动来防止脚部的转动。防止转动的支撑可以减少脚踝的力矩，并且因此可以减少在碰撞期间对乘员的脚部或脚踝的伤害。
已经以说明性方式描述了本发明，并且可以理解的是，已使用的术语旨在采取词语的说明性本质而非限制性的。根据上述教导，本发明的很多修改和变形是可能的，并且本发明可通过除了具体的描述之外的方式实践。

Claims (15)

1.一种约束系统，包括：
底板；
平台和铰链，所述铰链将所述平台连接到所述底板；以及
可展开装置，所述可展开装置连接到所述底板，处在所述平台和所述底板之间；
其中所述可展开装置可从未充气位置充气到充气位置，以及
所述平台比所述可展开装置更硬。
2.根据权利要求1所述的约束系统，还包括连接到所述底板并且设置在所述平台的与所述底板相对侧上的踏板。
3.根据权利要求2所述的约束系统，其中，所述平台被定位在所述底板上以当所述可展开装置处于所述充气位置时邻接所述踏板。
4.根据权利要求2所述的约束系统，其中，所述铰链限定轴线并且所述平台沿着所述轴线比所述踏板更宽。
5.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述可展开装置与所述平台不连接并且在所述充气位置邻接所述平台。
6.根据权利要求1所述的约束系统，其中，形成所述平台的材料比形成所述可展开装置的材料更硬。
7.根据权利要求1所述的约束系统，还包括底板覆盖物，所述平台处于所述底板和所述底板覆盖物之间。
8.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述平台具有与所述铰链相对的弯曲的端部部分。
9.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述底板具有浅盘形底板部分和从所述浅盘形底板部分倾斜延伸的搁脚板部分，并且所述铰链被连接到所述搁脚板部分。
10.根据权利要求1所述的约束系统，其中，所述底板具有浅盘形底板部分和从所述浅盘形底板部分倾斜延伸的搁脚板部分，所述约束系统还包括连接到所述浅盘形底板部分和所述搁脚板部分的角部，其中所述铰链被连接到所述角部。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的约束系统，还包括与所述可展开装置流体连通的充气机，和与所述充气机通信的控制器，所述控制器编程为指示所述充气机响应于正面碰撞而充气。
12.一种约束系统，包括：
平台，所述平台具有第一端部、与所述第一端部相对的弯曲的端部部分以及所述弯曲的端部部分的凹侧；
铰链，所述铰链连接到所述第一端部；以及
可展开装置，所述可展开装置邻近所述平台的所述凹侧并且可从未充气位置充气到充气位置；
其中所述平台比所述可展开装置更硬。
13.根据权利要求12所述的约束系统，其中，所述可展开装置与所述平台不连接并且在所述充气位置邻接所述平台。
14.根据权利要求12所述的约束系统，其中，形成所述平台的材料比形成所述可展开装置的材料更硬。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的约束系统，其中，所述弯曲的端部部分沿着横向于由所述铰链限定的轴线的方向弯曲，并且所述弯曲的端部部分沿着平行于由所述铰链限定的所述轴线的方向成直线。
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