CN110871767A - 车辆安全气囊 - Google Patents

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安娜·米勒·希尔
保罗·艾伦·佛盖特
杰弗里·查尔斯·帕多克
班杰明·耶尔马
罗伯特·拉尔夫·阿米蒂奇
布莱恩·罗伯特·斯帕恩
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Abstract

本公开提供了“车辆安全气囊”。一种车辆，包括地板和由所述地板支撑的座椅。所述车辆包括车顶。所述车辆包括基座，所述基座由所述车顶支撑且可相对于所述车顶移动。所述车辆包括由所述基座支撑的安全气囊。

Description

车辆安全气囊
技术领域
本公开总体涉及车辆安全气囊。
背景技术
车辆可以包括一个或多个安全气囊，所述一个或多个安全气囊可在车辆碰撞期间展开以在碰撞期间控制车辆内部的乘员的运动。安全气囊可以是安全气囊总成的部件，安全气囊总成包括支撑安全气囊的壳体，以及与安全气囊连通以将安全气囊从未膨胀位置充气到膨胀位置的充气装置。
发明内容
一种车辆包括地板和由地板支撑的座椅。所述车辆包括车顶。所述车辆包括基座，其由车顶支撑且可相对于车顶移动。所述车辆包括由基座支撑的安全气囊。
所述车顶可包括外部面板和车顶内衬，安全气囊在未膨胀位置位于外部面板和车顶内衬之间。
所述车顶可包括沿着轴线伸长的轨道，基座可沿着所述轨道移动。
所述车辆可包括：第二基座，其由车顶支撑并可相对于车顶和基座移动；和第二安全气囊，其由第二基座支撑。
所述基座可相对于车顶旋转。
所述基座可相对于车顶平移。
所述基座可沿着车辆横向轴线相对于车顶移动。
所述基座可沿着车辆纵向轴线相对于车顶移动。
所述车辆可以包括由基座支撑的第二安全气囊。
所述安全气囊可释放地固定到第二安全气囊。
所述安全气囊可充气到围绕座椅的膨胀位置。
处于膨胀位置的安全气囊可以是圆柱形的。
所述车辆可包括致动器，所述致动器由车顶支撑并设计成移动基座。
所述车辆可包括由基座支撑的充气机。
所述车辆可包括处理器和存储器，所述存储器存储可由处理器执行以基于座椅的位置或座椅的乘员的位置中的至少一个来移动基座的指令。
所述座椅可相对于地板旋转，且基座可相对于车顶旋转。
所述车辆可包括处理器和存储器，所述存储器存储可由处理器执行以基于座椅的旋转位置来旋转基座的指令。
所述车辆可包括马达，所述马达由车顶支撑并设计成相对于车顶旋转安全气囊。
所述安全气囊可充气到从车顶朝向座椅延伸的膨胀位置。
所述基座可与座椅间隔开。
附图说明
图1是使安全气囊处于未膨胀位置的车辆的透视图。
图2是使安全气囊处于未膨胀位置的车辆的车顶的横截面。
图3是使一些安全气囊处于未膨胀位置而另外一些安全气囊处于膨胀位置的车辆的一部分的透视图。
图4是使安全气囊的另一实施例处于膨胀位置的车辆的一部分的透视图。
图5是车辆的部件的框图。
具体实施方式
参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记指示相同的部分，车辆20包括地板22和由地板22支撑的座椅24。车辆20包括车顶26。车辆20包括由车顶26支撑且可相对于车顶26移动的一个或多个基座28、30，例如，第一基座28和第二基座30。车辆20包括由一个或多个基座28、30支撑的一个或多个安全气囊32、132。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。
相对于车顶26移动基座28、30使得能够相对于座椅24定位安全气囊32、132，以例如在车辆碰撞期间控制坐在座椅24中的乘员的运动。例如，可将基座28、30移动到对应于座椅24相对于地板22的平移和/或旋转位置。作为另一示例，可将基座28、30移动到对应于座椅24的乘员的位置。
车辆20可以是任何载客或商用汽车，诸如小汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。车辆20可以限定例如在车辆20的前部和后部之间延伸的纵向轴线A1。车辆20可限定例如在车辆20的左侧与右侧之间延伸的车辆横向轴线A2。车辆20可以限定例如在车辆20的顶部和底部之间延伸的竖直轴线A3。纵向轴线A1、车辆横向轴线A2和竖直轴线A3可以彼此垂直。前部、后部、左侧、右侧、顶部和底部可以是相对于车辆20的乘员的取向而言的。前部、后部、左侧、右侧、顶部和底部可以是相对于用操作车辆20的控件(例如，仪表板)的取向而言的。前部、后部、左侧、右侧、顶部和底部可以是相对于车辆20的车轮都彼此平行时车辆20的行驶方向而言的。
车辆20可以限定乘客舱34，以容纳车辆20的乘员。乘客舱34可在地板22和车顶26之间。
参考图2，车顶26可以包括外部面板36和车顶内衬38。车顶内衬38和外部面板36各自可提供A级表面，即，专门制造以便具有高质量、精致完美、没有瑕疵的美学外观的表面。车顶26可包括一个或多个支撑梁40。支撑梁40可沿着纵向轴线A1和/或车辆横向轴线A2延伸。支撑梁40可在外部面板36和车顶内衬38之间。
如贯穿图1至图4所示，车顶26可以包括一个或多个轨道42、44。轨道42中的一个或多个轨道可沿着纵向轴线A1伸长。轨道44中的一个或多个轨道可沿着车辆横向轴线A2伸长。轨道42、44可在外部面板36和车顶内衬38之间。轨道42、44可由支撑梁40支撑。例如，沿着纵向轴线A1伸长的轨道42可例如使用紧固件固定到支撑梁40。轨道42、44中的一个或多个轨道可由一个或多个其他轨道42、44支撑。例如，沿着车辆横向轴线A2伸长的轨道44可以由沿着纵向轴线A1伸长的轨道42支撑。沿着车辆横向轴线A2伸长的轨道44可由沿着纵向轴线A1伸长的轨道42可滑动地支撑，例如，使得沿着车辆横向轴线A2伸长的轨道44可沿着纵向轴线A1平移。例如，沿着纵向轴线A1伸长的轨道42可以限定引导件，且沿着车辆横向轴线A2伸长的轨道44可以包括设计成沿着引导件滚动的滚柱。
图1至图4中所示的座椅24是斗式座椅，但是可替代地，座椅24可以是长条座椅或另一类型的座椅。每个座椅24可以包括座椅靠背、座椅底部和头部约束装置。头部约束装置可以由座椅靠背支撑，并且可以相对于座椅靠背固定或可移动。座椅靠背可以由座椅底部支撑，并且可以相对于座椅底部固定或可移动。座椅靠背、座椅底部和/或头部约束装置可以是在多个自由度上可调整的。具体地，座椅靠背、座椅底部和/或头部约束装置本身可以是可调整的，换句话说，于座椅靠背、座椅底部和/或头部约束装置内具有可调整部件，和/或可以相对于彼此是可调整的。
每个座椅24由地板22支撑。每个座椅24可以例如沿着纵向轴线A1和/或车辆横向轴线A2相对于地板22平移。例如，每个座椅24可以由固定到地板22的轨道可滑动地支撑。每个座椅24可以相对于地板22旋转。例如，每个座椅24可以由可枢转基座支撑，所述可枢转基座由地板22支撑、由固定到地板22的轨道支撑等。每个座椅24可沿着与竖直轴线A3平行的轴线枢转，例如，使得此类座椅24的乘员能够枢转座椅24以面向车辆20的前部、后部、右侧或左侧。
基座28、30由车顶26支撑且可相对于车顶26移动。例如，一个或多个第一基座28可以由沿着纵向轴线A1伸长的轨道42和/或沿着车辆横向轴线A2伸长的轨道44支撑，且一个或多个第二基座30可以由第一基座28支撑。
基座28、30可相对于车顶26平移。基座28、30可沿着车辆横向轴线A2和/或纵向轴线A1(例如，沿着轨道42、44)相对于车顶26移动。例如，第一基座28可以沿着沿车辆横向轴线A2伸长的轨道44滑动。第一基座28和第二基座30可沿着纵向轴线A1平移，例如，当此类轨道44沿着沿纵向轴线A1伸长的轨道42移动时，由沿着车辆横向轴线A2伸长的一个或多个轨道44支撑的基座28、30可以平移。
一个或多个致动器48(例如液压式、丝杠式、齿条齿轮式等)可设计成响应于来自计算机68的指令而沿着纵向轴线A1和/或车辆横向轴线A2移动基座28、30。例如，一个或多个致动器48可设计成例如通过将此类致动器48的一端固定到轨道42中的一个轨道并将另一端固定到轨道44中的一个轨道来沿着轨道42移动轨道44，所述轨道44沿着车辆横向轴线A2伸长，所述轨道42沿着纵向轴线A1伸长。作为另一示例，一个或多个其他致动器48可例如通过将此类致动器48的一端固定到轨道44中的一个轨道并将另一端固定到基座28、30中的一个基座来沿着轨道44移动基座28。附图示出的示例外的其他设计可用于相对于车顶26移动基座28、30中的一个或多个基座，例如，基座28、30中的一个或多个基座可沿着沿纵向轴线A1伸长的轨道42滑动，沿着纵向轴线A1伸长的轨道42可沿着沿车辆横向轴线A2伸长的轨道44滑动等。
基座28、30中的一个或多个基座可相对于车顶26旋转。例如，第二基座30可由第一基座28可旋转地支撑。第二基座30可以各自围绕与竖直轴线A3平行的轴线A4(如图2所示)旋转。
基座28、30可与座椅24间隔开。例如，基座28、30可沿着竖直轴线A3与座椅24间隔开。换句话说，基座28、30可以在座椅24上方，并在它们之间限定间隙50。
车辆20可包括一个或多个马达52，所述一个或多个马达由车顶26支撑并设计成相对于车顶26旋转安全气囊32、132。例如，每个马达52可以例如经由紧固件等固定到第一基座28，并例如经由齿轮、皮带、带轮等连接到第二基座30中的一个基座，使得马达52产生的扭矩引起第二基座30相对于第一基座28旋转。每个马达52可以是电动马达、有刷马达、无刷马达、伺服马达等。
一个或多个安全气囊32、132由基座28、30支撑。例如，一个或多个安全气囊32、132可例如经由固定到第二基座30的一个或多个壳体54来由每个第二基座30支撑。
安全气囊32、132可以由编织聚合物或任何其他材料形成。作为一个示例，安全气囊32、132可以由编织尼龙丝(例如，尼龙6-6)形成。其他示例包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚酯等。编织聚合物可以包括涂层，诸如硅氧烷、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32、132各自可从未膨胀位置(图1和图2中所示的)充气到膨胀位置(图3和图4中所示的)。处于未膨胀位置的安全气囊32、132可在外部面板36和车顶内衬38之间。在充气后，安全气囊32、132可以使车顶内衬38撕裂、破裂、分离等以移动到膨胀位置。处于膨胀位置的安全气囊32、132从车顶26朝向座椅24延伸。换句话说，处于膨胀位置的安全气囊32、132从车顶26向下朝向地板22延伸。
参考图3所示的示例实施例，一个安全气囊32可以可释放地固定到另一安全气囊32。此类安全气囊32可由相同基座28、30支撑。例如，两个或更多个安全气囊32可以由第二基座30中的一个基座支撑，可以沿着处于膨胀位置的安全气囊32的竖直延伸的侧边缘56可释放地彼此固定。例如，可以使用可断缝合58将一个安全气囊32的竖直延伸的侧边缘56固定到另一个安全气囊32的竖直延伸的侧边缘56等。可断缝合58将彼此相邻的处于膨胀位置的安全气囊32固定到彼此，例如，在车辆碰撞期间阻止乘客舱34的乘员在此类安全气囊32之间通过。当此类安全气囊32中的一个安全气囊膨胀而另一个安全气囊32未膨胀时，可断缝合58(或用于将安全气囊32可释放地固定到彼此的其他结构，诸如具有一定强度的粘合剂、穿孔板等)可以例如通过断开而停止将相邻的安全气囊32固定到彼此。换句话说，由此类安全气囊32中的一个安全气囊的膨胀而不是由此类安全气囊32中的另一个安全气囊的膨胀引起的相邻安全气囊32之间的相对力矩可以释放彼此固定的此类安全气囊32。
参考图4所示的示例实施例，处于膨胀位置的安全气囊132中的至少一个安全气囊可以围绕座椅24中的一个座椅。围绕座椅24在车辆碰撞期间提供对此类座椅24的乘员的全向运动控制。例如，处于膨胀位置的此类安全气囊132可以是圆柱形的。所述圆柱形可包括接收充气介质并围绕具有开口底部64的通道62的腔室60。当安全气囊132充气到膨胀位置时，座椅24和其中的乘员可以通过开口底部64，使得座椅24和其中的乘员位于所述圆柱的通道62内。
壳体54向处于膨胀位置的安全气囊32、132提供反作用表面。壳体54可由车顶26、基座28、30等支撑。壳体54可以由任何材料形成，例如刚性聚合物、金属、合成物等。
参考图5，车辆20可以包括用于对安全气囊32、132进行充气的一个或多个充气机66。充气机66可由基座28、30支撑。例如，充气机66可设置在壳体54中。充气机66可连接到安全气囊32、132。在从例如计算机68接收到信号之后，充气机66可用可充气介质(诸如气体)对安全气囊32、132进行充气。充气机66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32、132。充气机66可以是任何合适的类型，例如冷气充气机。
车辆20可以包括碰撞传感器70。碰撞传感器70可以与计算机68通信。碰撞传感器70被编程为检测对车辆20的碰撞。碰撞传感器70可以是任何合适的类型，例如接触后传感器，诸如加速度计、压力传感器和接触开关；以及碰撞前传感器，诸如雷达、激光雷达(LIDAR)和视觉感测系统。视觉系统可以包括一个或多个相机、CCD图像传感器、CMOS图像传感器等。碰撞传感器70可以位于车辆20中或车辆20上的多个点处。
车辆20可以包括设计成检测座椅24的位置和基座28、30的位置的一个或多个传感器72。例如，传感器72可以是接近传感器、接触开关、旋转位置传感器等。传感器72可由座椅24、地板22、车顶26、基座28、30等支撑。
车辆20可包括被编程为检测座椅24的占用情况的占用传感器73。占用传感器73可以是指向座椅的可见光或红外相机、后座椅上的重量传感器、检测座椅的安全带是被扣紧了还是被解开了的传感器或其他合适的传感器。
车辆20可以包括通信网络74。通信网络74包括用于促进车辆20的部件之间的通信的诸如通信总线等硬件，所述部件例如计算机68、碰撞传感器70、充气机66、传感器72、占用传感器73等。通信网络74可以根据诸如控制器局域网(CAN)、以太网、WiFi、局域互连网(LIN)和/或其他有线或无线机制等多种通信协议来促进部件之间的有线或无线通信。
计算机68可以是经由电路、芯片或其他电子部件实施的基于微处理器的计算装置。例如，计算机68可以包括处理器、存储器等。计算机68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。尽管为了便于说明，图5中示出了一台计算机68，但应当理解，计算机68可以包括一个或多个计算装置，并且本文描述的各种操作可以由一个或多个计算装置执行。
存储器可以存储可由处理器执行以识别座椅24中的一个或多个座椅的位置的指令。每个座椅24的位置可以是例如相对于纵向轴线A1和车辆横向轴线A2的平移位置。例如，座椅24中的一个座椅的位置可以是此类座椅24距车辆20的前部和/或后部的距离，和此类座椅24距车辆20的右侧和/或左侧的距离。每个座椅24的位置可以是例如围绕竖直轴线A3并相对于车辆20的前部、后部、右侧和/或左侧的旋转位置。例如，座椅24中的一个座椅的位置可以是座椅24从面向车辆20的前部旋转的量和方向，例如顺时针135度。每个座椅24的位置可由计算机68基于来自传感器72的信息(例如经由通信网络74接收到的，并指示座椅24中的一个或多个座椅的平移和/或旋转位置)来识别。
存储器可以存储可由处理器执行以基于座椅24中的一个座椅的位置和此类座椅24的乘员的位置中的至少一个来移动基座28、30中的至少一个基座的指令。计算机68可以基于来自传感器72的信息来识别座位24的位置。计算机68可以基于来自占用传感器73的信息来识别此类座位24的乘员的位置。计算机68可以例如经由通信网络74指示致动器48相对于车顶26平移第一基座28。作为另一示例，计算机68可以指示马达52相对于车顶26旋转第二基座30。计算机68可基于相应的座椅24和/或其中乘员的平移位置和/或旋转位置来平移和/或旋转第一基座28和/或第二基座30中的一个或多个基座。计算机68可平移和/或旋转第一基座28和/或第二基座30，使得安全气囊32、132中的一个或多个安全气囊保持相对于相应的座椅24和/或其中乘员定位，以控制此类乘员的运动。例如，当相应的座椅24向前移动时，计算机68可以向前移动基座28、30。作为另一示例，当座椅24中的乘员朝向车辆20的右侧移动时，计算机68可将基座28、30朝向车辆20的右侧移动。作为另一示例，当相应的座椅24顺时针旋转时，计算机68可以顺时针旋转第二基座30。作为又一示例，计算机68可以在存储器中存储将座椅24和/或其中乘员的各种平移和旋转位置与基座28、30的平移和旋转位置相关联的查找表等。计算机68可以检测基座28、30的平移和旋转位置，例如以用于在闭环中将基座28、30定位到其相应的座椅24上方的命令位置。替代和/或另外地，计算机68可以基于从乘员接收到指令来移动基座28、30。例如，设计成移动座椅24的车辆控件也可以移动基座28、30。
在正常车辆操作期间，计算机68可基于从传感器72、占用传感器73等接收到的信息来以时间间隔(例如每500毫秒等)连续地识别座椅24和/或其中乘员的旋转和/或平移位置。然后，计算机68可以基于座椅24和/或其中乘员的所识别的旋转和/或平移位置(例如通过向致动器48、马达52等发送命令)来移动基座28、30。
在碰撞的情况下，碰撞传感器70可检测碰撞并通过通信网络74将信号发送到计算机68。计算机68可通过通信网络74将信号发送到充气机66中的一个或多个充气机。计算机68可以例如基于检测到的对车辆20的碰撞方向而选择性地例如向一些充气机66发送信号，而不向其他充气机发送信号。充气机66可以排泄并对安全气囊32、132进行充气。
本公开已经以说明性方式加以描述，并且应当理解，已经使用的术语旨在具有描述性而非限制性的词语的性质。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。
根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有：地板；座椅，其由所述地板支撑；车顶；基座，其由所述车顶支撑且可相对于所述车顶移动；和安全气囊，其由所述基座支撑。
根据一个实施例，所述车顶包括外部面板和车顶内衬，所述安全气囊在未膨胀位置位于外部面板和车顶内衬之间。
根据一个实施例，所述车顶包括沿着轴线伸长的轨道，所述基座可沿着所述轨道移动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于：第二基座，其由所述车顶支撑并可相对于所述车顶和所述基座移动；和第二安全气囊，其由所述第二基座支撑。
根据一个实施例，所述基座可相对于所述车顶旋转。
根据一个实施例，所述基座可相对于所述车顶平移。
根据一个实施例，所述基座可沿着车辆横向轴线相对于所述车顶移动。
根据一个实施例，所述基座可沿着车辆纵向轴线相对于所述车顶移动。
根据一个实施例，本发明的特征还在于由基座支撑的第二安全气囊。
根据一个实施例，所述安全气囊可释放地固定到所述第二安全气囊。
根据一个实施例，所述安全气囊可充气到围绕所述座椅的膨胀位置。
根据一个实施例，处于所述膨胀位置的所述安全气囊是圆柱形的。
根据一个实施例，本发明的特征还在于致动器，所述致动器由所述车顶支撑并设计成移动所述基座。
根据一个实施例，本发明的特征还在于由基座支撑的充气机。
根据一个实施例，本发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行以基于所述座椅的位置或所述座椅的乘员的位置中的至少一个来移动所述基座的指令。
根据一个实施例，所述座椅可相对于所述地板旋转，且所述基座可相对于所述车顶旋转。
根据一个实施例，本发明的特征还在于处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行以基于所述座椅的旋转位置来旋转所述基座的指令。
根据一个实施例，本发明的特征还在于马达，所述马达由所述车顶支撑并设计成相对于所述车顶旋转所述安全气囊。
根据一个实施例，所述安全气囊可充气到从所述车顶朝向所述座椅延伸的膨胀位置。
根据一个实施例，所述基座与所述座椅间隔开。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
地板；
座椅，其由所述地板支撑；
车顶；
基座，其由所述车顶支撑且可相对于所述车顶移动；和
安全气囊，其由所述基座支撑。
2.如权利要求1所述的车辆，其中所述车顶包括轨道，其沿着轴线伸长，所述基座可沿着所述轨道移动。
3.如权利要求1所述的车辆，其中所述基座可相对于所述车顶旋转。
4.如权利要求1所述的车辆，其中所述基座可沿着车辆横向轴线相对于所述车顶移动。
5.如权利要求1所述的车辆，其中所述基座可沿着车辆纵向轴线相对于所述车顶移动。
6.如权利要求1所述的车辆，其还包括第二安全气囊，所述第二安全气囊由所述基座支撑。
7.如权利要求6所述的车辆，其中所述安全气囊可释放地固定到所述第二安全气囊。
8.如权利要求1所述的车辆，其中所述安全气囊可充气到围绕所述座椅的膨胀位置。
9.如权利要求8所述的车辆，其中处于所述膨胀位置的所述安全气囊是圆柱形的。
10.如权利要求1所述的车辆，其还包括处理器和存储器，所述存储器存储可由所述处理器执行以基于所述座椅的位置或所述座椅的乘员的位置中的至少一个来移动所述基座的指令。
11.如权利要求1所述的车辆，其中所述座椅可相对于所述地板旋转，且所述基座可相对于所述车顶旋转。
12.如权利要求1所述的车辆，其还包括马达，所述马达由所述车顶支撑并设计成相对于所述车顶旋转所述安全气囊。
13.如权利要求1所述的车辆，其中所述安全气囊可充气到从所述车顶朝向所述座椅延伸的膨胀位置。
14.如权利要求1所述的车辆，其中所述基座与所述座椅间隔开。
15.如权利要求1至14中任一项所述的车辆，其还包括致动器，所述致动器由所述车顶支撑并设计成移动所述基座。
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