CN110775007A - 用于可伸缩方向盘的安全气囊 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于可伸缩方向盘的安全气囊”。一种约束系统，包括可伸缩方向盘、可从所述方向盘膨胀的安全气囊、两根主系绳、两根副系绳以及与两根副系绳接合的系绳释放装置。所述安全气囊在已膨胀时包括邻近所述方向盘的前面板和与所述前面板相对的碰撞面板。所述主系绳从所述前面板延伸到所述碰撞面板。所述副系绳从所述前面板延伸到每根主系绳。

Description

用于可伸缩方向盘的安全气囊

技术领域

本公开总体上涉及车辆安全气囊，并且更具体地涉及一种用于可伸缩方向盘的车辆安全气囊。

背景技术

车辆配备有安全气囊。在发生碰撞的情况下，充气机激活并向安全气囊提供充气介质，并且安全气囊在碰撞期间加压并充当乘员的缓冲垫。安全气囊位于车辆的乘客舱中的各种固定位置处。车辆通常包括驾驶员座安全气囊，所述驾驶员座安全气囊安装在方向盘中；乘客座安全气囊，所述乘客座安全气囊相对于前排乘客座椅在车辆向前方向上安装在仪表板中；以及侧气帘，所述侧气帘安装在车顶纵梁中。

发明内容

一种约束系统包括可伸缩方向盘、可从所述方向盘膨胀的安全气囊、两根主系绳、两根副系绳以及与两根副系绳接合的系绳释放装置。所述安全气囊在已膨胀时包括邻近所述方向盘的前面板和与所述前面板相对的碰撞面板。所述主系绳从所述前面板延伸到所述碰撞面板。所述副系绳从所述前面板延伸到每根主系绳。

所述方向盘可以在缩回位置和伸出位置之间移动。所述约束系统还可以包括控制器，所述控制器与所述系绳释放装置通信并且被编程为响应于基于所述方向盘处于缩回位置的碰撞而指示所述系绳释放装置释放所述副系绳。所述控制器还可以被编程为响应于基于所述方向盘处于伸出位置的碰撞而防止所述系绳释放装置释放所述副系绳。

所述约束系统还可以包括仪表板，并且处于缩回位置的方向盘可以接触仪表板。

所述约束系统还可以包括从所述主系绳中的一者延伸到所述主系绳中的另一者的中间系绳。所述副系绳可以在与中间系绳附接到主系绳的位置相同的位置处附接到主系绳。

所述前面板可以包括通气口。所述主系绳的第一主系绳可以可操作地附接到通气口。当第一主系绳处于高于阈值的张力下时通气口可以是打开的，并且当第一主系绳处于低于阈值的张力下时通气口可以是关闭的。

当副系绳被释放时通气口可以是打开的，并且当副系绳未被释放时通气口可以是关闭的。

所述通气口可以是第一通气口，所述前面板可以包括第二通气口，并且所述主系绳的第二主系绳可以可操作地附接到第二通气口。

所述通气口可以是主动(active)通气口。

从方向盘向后到碰撞面板的最远点的距离在副系绳被释放时比在副系绳未被释放时长。

副系绳可以位于两根主系绳之间。

附图说明

图1是车辆的俯视图，其中乘客舱暴露以用于图示说明。

图2是车辆的乘客舱的俯视图。

图3是方向盘的横截面侧视图，其中安全气囊处于第一膨胀位置。

图4是方向盘的横截面侧视图，其中安全气囊处于第二膨胀位置。

图5是安全气囊的第一示例性系绳释放装置的透视图。

图6是安全气囊的第二示例性系绳释放装置的透视图。

图7是安全气囊的控制系统的框图。

图8是示出用于控制安全气囊的示例性过程的过程流程图。

具体实施方式

参考附图，用于车辆32的约束系统30包括可伸缩方向盘34、可从方向盘34膨胀的安全气囊36、两根主系绳38、40、两根副系绳42、44、以及与两根副系绳42、44接合的系绳释放装置46。安全气囊36在已膨胀时包括邻近方向盘34的前面板48和与前面板48相对的碰撞面板50。主系绳38、40从前面板48延伸到碰撞面板50。副系绳42、44从前面板48延伸到每根主系绳38、40。

约束系统30可以基于方向盘34的位置提供安全气囊36的已调整的膨胀深度。因此，当方向盘34缩回时，安全气囊36可以具有更长的膨胀深度并且可以减小乘员在碰撞期间在接触安全气囊36之前行进的距离。当方向盘34伸出时，安全气囊36可以具有较短的膨胀深度，并且可以降低乘员在安全气囊36完全膨胀之前接触安全气囊36的可能性。下面描述的其他特征可以使得安全气囊36的刚度可基于方向盘34的位置进行调整。

参考图1，车辆32包括乘客舱52，以容纳车辆32的乘员(如果有的话)。乘客舱52包括设置在乘客舱52前面的驾驶员座椅54和乘客座椅56以及设置在驾驶员座椅54和乘客座椅56后面的一个或多个后排座椅58。驾驶员座椅54在纵向方向上(即车辆向前方向上)与方向盘34对齐。乘客舱52还可以包括在乘客舱52后部的第三排座椅(未示出)。在图1中，驾驶员座椅54和乘客座椅56示出为斗式座椅，并且后排座椅58示出为长条座椅，但是座椅54、56、58可以是其他类型。座椅54、56、58及其部件的位置和取向可以由乘员调整。

仪表板60可以设置在乘客舱52的前向端并且面向驾驶员座椅54和乘客座椅56。仪表板60可以包括车辆控制装置，诸如方向盘34；仪表、刻度盘和信息显示器；加热和通风装备；无线电和其他电子产品；等等。

参考图2，方向盘34可旋转地联接到面向驾驶员座椅54的仪表板60。方向盘34可围绕轴线A旋转，以向方向盘34提供输入。方向盘34包括方向盘轮缘62和方向盘主体64，方向盘轮缘62具有圆形形状，方向盘主体64将方向盘轮缘62联接到仪表板60。

方向盘34是可伸缩的。换句话说，方向盘34可在缩回位置和伸出位置之间移动。方向盘34可以沿着轴线A轴向地在缩回位置和伸出位置之间移动。处于缩回位置的方向盘34接触仪表板60。处于伸出位置的方向盘34与仪表板60间隔开。线性致动器等(未示出)可以定位在仪表板60中并且可移动地联接到方向盘34，以使方向盘34在缩回位置和伸出位置之间移动。除了可在缩回位置和伸出位置之间移动之外，方向盘34可以按符合人体工程学的方式进行调整，即，乘员可以调整方向盘34相对于仪表板60的伸出位置的位置。

参考图3和图4，安全气囊36可从方向盘34从未膨胀位置膨胀到第一或第二膨胀位置。处于未膨胀位置的安全气囊36容纳在方向盘34中，例如容纳在方向盘主体64中。处于任一膨胀位置的安全气囊36从方向盘34沿车辆向后方向朝向驾驶员座椅54延伸。如下所述，安全气囊36可膨胀到第一膨胀位置，如图3所示，或者可膨胀到第二膨胀位置，如图4所示。

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。其他合适的示例包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚酯或任何其他合适的聚合物。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，所述涂层可以是聚有机硅氧烷。

在膨胀位置，安全气囊36包括邻近方向盘34的前面板48、与前面板48相对的碰撞面板50、以及连接前面板48和碰撞面板50的侧面板66。前面板48面向大致车辆向前方向。前面板48接触方向盘轮缘62并延伸到方向盘轮缘62的外部。碰撞面板50面向大致向后的方向并面向驾驶员座椅54。侧面板66围绕前面板48和碰撞面板50周向延伸，并从前面板48延伸到碰撞面板50。

构成安全气囊36的织物片(未示出)可以或可以不对应于前面板48、碰撞面板50和侧面板66。例如，一个以上的织物片可以构成前面板48、碰撞面板50或侧面板66。再例如，单个织物片可以至少部分地构成前面板48、碰撞面板50和侧面板66中的一个以上；例如，单个织物片构成前面板48以及侧面板66的一部分，并且另一单个织物片构成碰撞面板50以及侧面板66的其余部分。

两个主系绳38、40从前面板48延伸到碰撞面板50。主系绳38、40附接(例如，缝合)到前面板48和碰撞面板50。相对于由方向盘34限定的旋转轴线，主系绳38、40可以隔开大约180°。例如，第一主系绳38可以从旋转轴线笔直向上，并且第二主系绳40可以从旋转轴线笔直向下，通俗地说，相对于方向盘34在12点钟和6点钟处。再例如，如图3和图4所示，第一主系绳38可以从旋转轴线笔直向右，并且第二主系绳40可以从旋转轴线笔直向左，通俗地说，相对于方向盘34在3点钟和9点钟处。

副系绳42、44各自从前面板48延伸到主系绳38、40中的一者。第一副系绳42从前面板48延伸到第一主系绳38，并且第二副系绳44从前面板48延伸到第二主系绳40。副系绳42、44可以附接到系绳释放装置46或在系绳释放装置46处。副系绳42、44可以附接到前面板48处的部件(例如系绳释放装置46)，例如，缝合到所述部件、由所述部件夹紧、环绕所述部件等等。副系绳42、44可以在主系绳38、40的中点68处附接到主系绳38、40，并且中点68与主系绳38、40的端部间隔开，即，与前面板48和碰撞面板50间隔开。

系绳释放装置46与两根系绳42、44接合。系绳释放装置46设置在前面板48处。系绳释放装置46可以设置在方向盘主体64中。系绳释放装置46可以设置在前面板48的孔72中。安全气囊36可以在孔72处锚固到方向盘主体64。系绳释放装置46定位成一次释放系绳42、44中的两根。出于本公开的目的，“释放”(动词)被定义为与方向盘34分离。例如，系绳释放装置46可以释放、分离、切断副系绳42、44等，如下面更详细描述的。

中间系绳70从主系绳38、40中的一者延伸到主系绳38、40中的另一者。中间系绳70可以增加安全气囊36的稳定性和形状的均匀性。中间系绳70可以在与副系绳42、44附接到主系绳38、40的位置相同的位置处(即，在中点68处)附接到主系绳38、40。这样，相同的缝合可以在每个中点68处连接主系绳38、40、副系绳42、44和中间系绳70。

构成系绳38、40、42、44、70的织物片(未示出)可以或可以不对应于主系绳38、40、副系绳42、44和中间系绳70。例如，一个以上的织物片可以构成每个主系绳38、40、副系绳42、44和中间系绳70。再例如，单个织物片可以跨每个中点68至少部分地构成主系绳38、40、副系绳42、44和中间系绳70中的一个以上；例如，单个织物片可以从中点68到碰撞面板50构成副系绳42、44和主系绳38、40；单个织物片可以构成两根副系绳42、44；等等

安全气囊36可从未膨胀位置膨胀到第一膨胀位置或第二膨胀位置。在第一膨胀位置，副系绳42、44是完整的；即，系绳释放装置46还没有释放副系绳42、44。当安全气囊36处于第一膨胀位置时，副系绳42、44将主系绳38、40朝向旋转轴线向内保持，并且中间系绳70比中点68之间的距离长并因此松弛。在第二膨胀位置，副系绳42、44是断开的；即，系绳释放装置46已经释放了副系绳42、44。当安全气囊36处于第二膨胀位置时，中间系绳70在主系绳38、40之间处于张紧状态并保持拉紧。从方向盘34向后到碰撞面板50的最远点的距离在安全气囊36处于第二膨胀位置时比在安全气囊36处于第一膨胀位置时长。换句话说，从方向盘34向后到碰撞面板50的最远点的距离在副系绳42、44被释放时比在副系绳42、44未被释放时长。从仪表板60向后测量的安全气囊36膨胀的距离在方向盘34处于缩回位置且安全气囊36处于第二膨胀位置时(如图4所示)和在方向盘34处于伸出位置且安全气囊36处于第一膨胀位置时(如图3所示)之间大约相等。

前面板48可以包括位于主系绳38、40中的一者或两者的端部处的通气口74、76，例如，位于第一主系绳38的端部处的第一通气口74和位于第二主系绳40的端部处的第二通气口76。第一主系绳38附接到第一通气口74，并且第二主系绳40附接到第二通气口76。通气口74、76可以与方向盘34间隔开。例如，通气口74、76可以在方向盘轮缘62的外侧间隔开，如图3和图4所示。再例如，通气口74、76可以位于方向盘轮缘62和方向盘主体64之间并且与方向盘轮缘62和方向盘主体64间隔开。

通气口74、76可以是主动通气口。主系绳38、40可以可操作地附接到通气口74、76，即，以根据主系绳38、40的状态打开和/或关闭通气口74、76的方式附接。例如，每个通气口74、76可以在相应的主系绳38、40处于高于阈值的张力下时是打开的，并且在相应的主系绳38、40处于低于阈值的张力下时是关闭的。可以校准阈值，使得当安全气囊36处于第一膨胀位置时，即当副系绳42、44被释放时，主系绳38、40处于低于阈值的张力下，并且当安全气囊36处于第二膨胀位置时，即当副系绳42、44未被释放时，主系绳38、40处于高于阈值的张力下。例如，每个通气口74、76可以包括位于外部并且当安全气囊36处于未膨胀位置时覆盖通气孔的通气口挡板，并且每根主系绳38、40缝合到相应的通气口挡板。通气口挡板和通气孔的尺寸设计成使得相应的主系绳38、40中的张力在通气口挡板被拉动通过通气孔之前必须超过阈值，从而露出通气孔。又例如，每个通气口74、76可以包括通气孔和将通气孔缝合关闭的针脚，并且针脚的集体拉伸强度对应于相应的主系绳38、40等于阈值的张力。

参考图5，系绳释放装置46可以是定位成切断副系绳42、44的切割器78。切割器78可以具有指向副系绳42、44的尖锐边缘80和诸如撞针82的机构，所述机构用于将尖锐边缘80朝向副系绳42、44驱动。尖锐边缘80可以足够尖锐以切割副系绳42、44。

参考图6，系绳释放装置46可以是将副系绳42、44联接到方向盘主体64的释放销84。副系绳42、44可以各自具有围绕释放销84延伸的环86。当释放销84放出时，释放销84从环86中抛出并且不再保持副系绳42、44。

参考图7，碰撞传感器88适于检测对车辆32的碰撞。碰撞传感器88可以是任何合适的类型，例如，接触后传感器，诸如线性或角加速度计、陀螺仪、压力传感器和接触开关；和碰撞前传感器，诸如雷达、激光雷达和视觉感测系统。视觉系统可以包括一个或多个摄像机、CCD图像传感器、CMOS图像传感器等。碰撞传感器88可以位于车辆32之中或之上的多个点处。

充气机90可以连接到安全气囊36。在从例如控制器92接收到信号时，充气机90可以用可充气介质(诸如气体)对安全气囊36充气。充气机90可以是例如烟火式充气机，其使用化学反应来将充气介质驱动到安全气囊36。充气机90可以是任何合适的类型，例如冷气充气机。

方向盘位置传感器94可以联接到方向盘34。方向盘位置传感器94可以是提供方向盘34在缩回位置和伸出位置之间的线性位置上的输出映射的任何传感器，例如电容换能器、电容位移传感器、涡电流传感器、超声波传感器、霍尔效应传感器、感应式非接触位置传感器、线性可变差动变压器、压电换能器、电位计、接近传感器、线性编码器、弦线电位计等。方向盘位置传感器94可以输出指示方向盘34距仪表板60的距离的数据，或者方向盘位置传感器94可以输出指示方向盘34距仪表板60的距离是否小于距离阈值的二进制数据。

控制器92是基于微处理器的控制器。控制器92包括处理器、存储器等。控制器92的存储器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92可以是例如约束控制模块。除了其他功能之外，控制器92还可以与车辆32中的其他安全气囊、安全带预紧器等通信并且可以控制它们。

控制器92可以通过诸如控制器局域网(CAN)总线、以太网、WiFi、局域互连网(LIN)、车载诊断连接器(OBD-II)的通信网络96和/或任何其他有线或无线通信网络发送和接收数据。控制器92可以经由通信网络96通信地耦合到碰撞传感器88、充气机90、系绳释放装置46、方向盘位置传感器94和其他部件。

图8是示出用于控制安全气囊36的示例性过程800的过程流程图。控制器92的存储器存储用于执行过程800的步骤的可执行指令。通常，过程800响应于基于方向盘34处于伸出位置的碰撞而将安全气囊36膨胀至第一膨胀位置，并且响应于基于方向盘34处于缩回位置的碰撞将安全气囊36膨胀至第二膨胀位置。

过程800在框805中开始，其中控制器92经由通信网络96从方向盘位置传感器94接收指示方向盘34的位置的数据。所述数据可以指示距仪表板60的距离，或者可以是指示方向盘34距仪表板60的距离是否小于距离阈值的二进制数据。可以选择距离阈值以对应于方向盘34处于缩回位置。替代地，控制器92可以接收指示使方向盘34移动到伸出或缩回位置的命令的数据，并将预期位置存储在存储器中。

接下来，在框810中，控制器92设置方向盘34是否处于缩回位置的标志，所述标志存储在存储器中。例如，当方向盘34处于缩回位置时标志可以等于1，而当方向盘34处于伸出位置时标志可以等于0。可以基于二进制数据的值或基于距离数据是否高于距离阈值来设置标志。

接下来，在框815中，控制器92经由通信网络96从碰撞传感器88接收数据。

接下来，在决策框820中，控制器92基于来自碰撞传感器88的数据确定是否已经发生或即将发生对车辆32的碰撞。如果还没有发生碰撞并且不是即将发生的，则过程800返回到框815以继续监测碰撞。

如果已经发生或即将发生碰撞，则接下来，在框825中，控制器92指示充气机90经由通信网络96给安全气囊36充气。

接下来，在决策框830中，控制器92检查标志的值，即，确定方向盘34是处于缩回位置还是处于伸出位置。如果标志的值是0，即，如果方向盘34处于伸出位置，则过程800前进到框840。

如果标志的值是1，即，如果方向盘34处于缩回位置，则接下来，在框835中，控制器92指示系绳释放装置46释放副系绳42、44。安全气囊36膨胀到第二膨胀位置，即，与在第一膨胀位置相比，从方向盘34向后膨胀得更远。主系绳38、40的张力打开通气口74、76，使得安全气囊36比在第一膨胀位置更柔软。驾驶员座椅54的乘员的动量可以将乘员推入安全气囊36中，并且安全气囊36可以为乘员提供缓冲。在框835之后，过程800结束。

在决策框830之后，如果标志的值是0，即，如果方向盘34处于伸出位置，则在框840中，控制器92防止系绳释放装置46释放副系绳42、44。安全气囊36膨胀到第一膨胀位置，即，与在第二膨胀位置相比，从方向盘34向后膨胀的距离没那么远。通气口74、76保持关闭，使得安全气囊36比在第二膨胀位置更硬。驾驶员座椅54的乘员的动量可以将乘员推入安全气囊36中，并且安全气囊36可以为乘员提供缓冲。安全气囊36的相对较高的刚度可以阻止乘员跨越相对较短的距离行进到方向盘34。在框840之后，过程800结束。

已经以说明性方式描述了本公开，并且将理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性的而不是限制性的字词。形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作标识符，而并非旨在表示重要性或顺序。“响应于”和“在确定……时”的使用指示因果关系，而不仅仅是时间关系。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的其他方式来实践。

根据本发明，提供了一种约束系统，其具有：可伸缩方向盘；可从所述方向盘膨胀的安全气囊，所述安全气囊在已膨胀时包括邻近所述方向盘的前面板和与所述前面板相对的碰撞面板；两根主系绳，其从前面板延伸到碰撞面板；副系绳，其从所述前面板延伸到每根主系绳；以及系绳释放装置，其与两根副系绳接合。

根据一个实施例，方向盘可在缩回位置和伸出位置之间移动。

根据一个实施例，本发明的特征还在于控制器，所述控制器与系绳释放装置通信并且被编程为响应于基于方向盘处于缩回位置的碰撞而指示系绳释放装置释放副系绳。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于基于方向盘处于伸出位置的碰撞而防止系绳释放装置释放副系绳。

根据一个实施例，本发明的特征还在于仪表板，其中处于缩回位置的方向盘接触仪表板。

根据一个实施例，本发明的特征还在于中间系绳，所述中间系绳从所述主系绳中的一者延伸到所述主系绳中的另一者。

根据一个实施例，副系绳在与中间系绳附接到主系绳的位置相同的位置处附接到主系绳。

根据一个实施例，前面板包括通气口。

根据一个实施例，主系绳的第一主系绳可操作地附接到通气口。

根据一个实施例，当第一主系绳处于高于阈值的张力下时通气口是打开的，并且当第一主系绳处于低于阈值的张力下时通气口是关闭的。

根据一个实施例，当副系绳被释放时，通气口是打开的，并且当副系绳未被释放时，通气口是关闭的。

根据一个实施例，通气口是第一通气口，前面板包括第二通气口，并且主系绳的第二主系绳可操作地附接到第二通气口。

根据一个实施例，通气口是主动通气口。

根据一个实施例，从方向盘向后到碰撞面板的最远点的距离在副系绳被释放时比在副系绳未被释放时长。

根据一个实施例，副系绳位于两根主系绳之间。

Claims (15)

1.一种约束系统，其包括：

可伸缩方向盘；

可从所述方向盘膨胀的安全气囊，所述安全气囊在已膨胀时包括邻近所述方向盘的前面板和与所述前面板相对的碰撞面板；

两根主系绳，其从所述前面板延伸到所述碰撞面板；

副系绳，其从所述前面板延伸到每根主系绳；以及

系绳释放装置，其与两根副系绳接合。

2.如权利要求1所述的约束系统，其中所述方向盘可在缩回位置和伸出位置之间移动。

3.如权利要求2所述的约束系统，其还包括控制器，所述控制器与所述系绳释放装置通信并且被编程为响应于基于所述方向盘处于所述缩回位置的碰撞而指示所述系绳释放装置释放所述副系绳。

4.如权利要求3所述的约束系统，其中所述控制器还被编程为响应于基于所述方向盘处于所述伸出位置的碰撞而防止所述系绳释放装置释放所述副系绳。

5.如权利要求2所述的约束系统，其还包括仪表板，其中处于所述缩回位置的所述方向盘接触所述仪表板。

6.如权利要求1所述的约束系统，其还包括中间系绳，所述中间系绳从所述主系绳中的一者延伸到所述主系绳中的另一者。

7.如权利要求6所述的约束系统，其中所述副系绳在与所述中间系绳附接到所述主系绳的位置相同的位置处附接到所述主系绳。

8.如权利要求1所述的约束系统，其中所述前面板包括通气口。

9.如权利要求8所述的约束系统，其中所述主系绳的第一主系绳可操作地附接到所述通气口。

10.如权利要求9所述的约束系统，其中当所述第一主系绳处于高于阈值的张力下时所述通气口是打开的，并且当所述第一主系绳处于低于所述阈值的张力下时所述通气口是关闭的。

11.如权利要求9所述的约束系统，其中当所述副系绳被释放时所述通气口是打开的，并且当所述副系绳未被释放时所述通气口是关闭的。

12.如权利要求9所述的约束系统，其中所述通气口是第一通气口，所述前面板包括第二通气口，并且所述主系绳的第二主系绳可操作地附接到所述第二通气口。

13.如权利要求8所述的约束系统，其中所述通气口是主动通气口。

14.如权利要求1所述的约束系统，其中所述副系绳位于所述两根主系绳之间。

15.如权利要求1至14中的一项所述的约束系统，其中从所述方向盘向后到所述碰撞面板的最远点的距离在所述副系绳被释放时比在所述副系绳未被释放时长。

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