CN113176095A - 用于气囊模块的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于气囊模块(12)的测试装置(10)，其包括：包含气囊(14)的气囊模块(12)可以被紧固至其上的支撑结构(16)，其形成可以被所述气囊(14)穿透的通道(24)；至少一个盖(26)，其在所述盖(26)封闭所述通道(24)的封闭位置与所述通道(24)被打开的打开位置之间通过紧固装置(27)可运动地紧固至所述支撑结构(16)；以及封闭装置(30)，其通过对所述盖(26)施加封闭力(FC)而将所述盖(26)封闭于所述封闭位置中，其中所述盖(26)包括至少一个第一力传感器(48)，其测量当所述盖通过气囊(14)运动离开所述封闭位置时由所述气囊(14)施加至所述盖(26)的打开力(FO)。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于气囊模块的测试装置。
背景技术
车辆的气囊、特别地乘客气囊以折叠的方式布置于对车辆乘客不可见的气囊模块内部。在乘客气囊的情况下，它们安装于仪表板后面。所述仪表板包括气囊罩，所述气囊罩也被称为气囊翼片，其封闭主要由气囊模块限定的斜槽通道。所述气囊模块包括气体发生器，所述气体发生器在被触发时提供高压气体，所述高压气体被引入至所述气囊中，由此使所述气囊膨胀。随后所述仪表板的气囊罩被撕开，以使得气囊可以进入乘客室，在所述乘客室中，所述气囊膨胀至其最大尺寸以在发生事故的情况下保护乘客。当被触发时，在气囊罩与离开斜槽通道的气囊之间产生动态相互作用。
为了在发生事故的情况下实现气囊的最佳功能，必须使气囊系统适于仪表板的安装情况。为了开发优化的气囊系统，因此需要执行包含仪表板在内的昂贵的开发过程。
通过使用原型仪表板可以生成良好的测试结果。然而，原型仪器的使用非常昂贵，因为在每次测试中，仪表板的气囊罩被撕开，并且因此仪表板被破坏，以使得其无法再被用于进一步的测试。
DE 10 2005 020 217 A1公开一种用于气囊系统的测试装置，其中气囊模块位于气囊罩后面，所述气囊罩由来自仪表板的其余部分的切口限定。所述切口仅仅部分地穿透仪表板的外层和内层并且因此形成断裂点，在气囊发射期间，气囊罩在所述断裂点处被从所述仪表板释放。在测试之后，必须昂贵地修理或完全地更换测试装置。
DE 10 2012 013 893 A1公开一种用于气囊模块的测试装置，所述测试装置可以在不需要采用仪表板的情况下被使用。所述测试装置包括：板，包含气囊的气囊模块可以被紧固至所述板，所述板形成可以被所述气囊穿透的通道；盖，所述盖在其中所述盖封闭所述通道的封闭位置与其中所述通道被打开的打开位置之间可旋转地紧固至所述板；以及封闭装置，所述封闭装置将所述盖封闭于所述封闭位置中。可以通过悬臂梁调节所述盖与所述板在初始位置中形成的角度。该角度和所述盖的角速度被用来模拟所述仪表板的不同的安装情况。
然而，根据DE 10 2012 013 893 A1的测试装置仅仅部分地适合于模拟不同的仪表板的安装情况。
在CN 202710330 U、KR 2005 0029838 A1以及KR 2008 0026815 A1中公开另外的测试装置。
发明内容
本公开的一个实施例的一个任务是提出一种测试装置，所述测试装置提供成本有效的且可靠的结果，就给定的仪表板和给定的安装情况而言，可以通过所述测试装置优化气囊系统而不破坏所述测试装置。而且，本公开的一个实施例的一个任务是提出一种测试装置，所述测试装置能够从多个可用的气囊模块中识别与给定的仪表板一起最佳地工作的气囊模块。
通过权利要求1中所述的特征解决所述任务。有利的实施例为从属权利要求的主题。
根据一个实施例，用于气囊模块的测试装置包括：支撑结构，包含气囊的气囊模块可以被紧固至所述支撑结构，所述支撑结构形成可以被所述气囊穿透的通道；至少一个盖，所述至少一个盖在所述盖封闭所述通道的封闭位置与所述通道被打开的打开位置之间通过紧固装置可运动地紧固至所述支撑结构；以及封闭装置，所述封闭装置通过对所述盖施加封闭力而将所述盖封闭于所述封闭位置中，其中所述盖包括多个第一力传感器，所述第一力传感器测量当所述盖通过所述气囊运动离开所述封闭位置时由所述气囊施加至所述盖的打开力。
为了简洁起见，在下文中仅仅参考一个盖。然而，所述描述同样适用于包括两个或更多个盖的实施例。
根据本申请的测试装置与现有技术中已知的测试装置之间的主要区别在于，一个或多个盖设置有一个或多个第一力传感器。发现在恒定条件下，通过使用所施加的打开力可以在所述气囊模块被触发并且所述气囊膨胀时将不同的气囊模块与彼此和盖进行比较。不必使用真实的仪表板。可以在一次测试之后重新使用所述测试装置而无需付出大量的努力。所述通道模拟在膨胀时引导所述气囊的斜槽通道的至少一部分。可以识别经过测试的气囊模块之间的差异。
根据另一个实施例，所述盖包括至少一个加速度传感器，所述加速度传感器测量所述盖的在通过所述气囊运动离开所述封闭位置时的加速度。所述加速度传感器可以测量沿三个轴线的加速度。由此，可以评估与由所述力传感器所测量的力相关的盖运动的方向。可以更详细地并且更准确地描述气囊膨胀时的过程。所述气囊传感器所获得的数据支持对所述测试装置的评估。
在另一个实施例中，所述盖通过多个柔性带紧固至所述支撑结构，所述带与多个第二力传感器协作，所述第二力传感器测量当所述盖通过所述气囊运动离开所述封闭位置时施加至所述带的铰链力。所述带用于模拟给定的仪表板的气囊罩的运动。在DE 10 2012013 893 A1中公开的测试装置中，盖通过铰链接头紧固至支撑板，所述铰链接头限定旋转轴线，当所述气囊被触发时，所述盖围绕所述旋转轴线运动。然而，在所述气囊被触发时，给定的仪表板的气囊罩不围绕明确地定义的旋转轴线旋转。由于气囊罩的运动对气囊的膨胀具有很大的影响，所以精确的模拟是至关重要的。由于在DE 10 2012 013 893 A1中的盖围绕固定的旋转轴线运动的事实，仅仅可以测量所述盖的角速度，这被发现意义不大。与之相反，发现分别由第一传感器和第二传感器测量的打开力和铰链力为表征气囊模块与仪表板之间的相互作用的更好的参数。特别地，可以快速地且成本有效地从大量的气囊模块中识别与所述仪表板最佳地相互作用的气囊模块。
而且，可以将盖紧固至支撑结构，以使得它们形成铰链状结构。在车辆中，气囊罩通过铰链状连接件紧固至其余的仪表板。特别地，借助于带来模拟所述气囊罩被紧固至所述仪表板的方式。
在市场中可获得具有不同的柔性的带。可以选择柔性，以使得与已知的测试装置相比，可以更好地模拟气囊罩的运动。由此可以提高结果的质量。
而且，第二力传感器生成关于作用于带上的力的信息。为了避免伤害车辆乘客，气囊罩不松动是非常重要的。所述第二力传感器所生成的信息可以被用于所述气囊罩与所述仪表板之间的连接件的布局。
在另一个实施例中，所述带至少部分地包围所述盖。已经发现，当所述带至少部分地包围所述盖时，所述盖的固定更好。可以进一步提高结果的质量。
根据另一个实施例，所述测试装置包括通过第一紧固装置紧固至所述支撑结构的第一盖以及通过第二紧固装置紧固至所述支撑结构的第二盖。如上所述，使用所述测试装置原因还为用来从多个可用的气囊模块中识别与给定的仪表板一起最佳地工作的气囊模块。越来越多的仪表板针对每个气囊模块具有两个或更多个气囊罩，主要地由于以下原因：与针对每个气囊模块具有一个气囊罩的仪表板相比，针对每个气囊模块包括两个或更多个气囊罩的仪表板的气囊罩的尺寸较小。结果，一个气囊罩的重量也较小，以使得气囊为了打开而必须施加于所述气囊罩上的能量较小。所述罩对气囊的膨胀的影响较小。而且，一些气囊模块被放置于比如挡风玻璃的车辆构件附近。所述气囊罩越大，它们在打开时越有可能撞击于车辆构件上。因此，所述气囊的膨胀可能受到不利影响。因此，所述气囊模块在所述仪表板内的布置受到某些限制。当所述气囊罩较小时，这些限制也被减少。结果，增加了关于所述气囊模块在所述仪表板内的布置的选择的自由度。
在另一个实施例中，所述测试装置包括用于调节所述封闭力的调节装置。调节所述封闭力的可能性还用于更好地模拟在所述气囊被触发的情况下所述气囊罩的运动。
在另一个实施例中，所述调节装置包括作用于所述支撑结构与所述封闭装置之间的多个磁体。所述磁体、特别地永磁体提供非常容易地调节所述封闭力的可能性。也可以在所述盖的运动的过程中改变所述封闭力，以使得可以改进对给定的器械的气囊罩的运动的模拟。
在另一个实施例中，所述盖至少部分地由碳纤维增强塑料制成。碳纤维增强塑料的使用使得能够以高的刚性实现所述盖的轻质布局。所述盖的重量也对作用于所述气囊与所述气囊罩之间的力具有较大的影响，所以轻质布局还有助于在所述气囊被触发时改进对所述气囊罩的打开过程的模拟。
在另一个实施例中，所述测试装置包括高速照相机。高速照相机有助于跟踪所述盖的运动以及所述气囊的膨胀方式。通过使用所述高速照相机可以确定改进所述气囊的膨胀的起点。
在另一个实施例中，所述盖至少部分地由透明材料制成。特别地，当使用高速照相机时，可以跟踪气囊在其与所述盖相互作用之前或期间的膨胀方式。
在另一个实施例中，所述测试装置包括用于在所述打开位置中接收所述盖的捕获装置。所述捕获装置可以包括阻尼元件，比如垫子或空气缓冲器。当所述气囊膨胀时，所述盖非常快速地运动。所述捕获装置用于吸收所述盖的动能，以防止所述盖和所述支撑结构的损坏或破坏。而且，防止所述盖对所述支撑结构的嘈杂的撞击。
在另一个实施例中，所述支撑结构包括用于将所述气囊模块紧固至所述支撑结构的多个标准化安装点。市场中可获得的大多数气囊模块包括标准化固定点，所述气囊模块通过所述标准化固定点固定至所述仪表板或车辆的其它结构。通过使用标准化安装点，可以将许多气囊模块紧固至本测试装置的支撑结构而无需调节所述测试装置。因此，所述测试装置非常通用。
附图说明
参考附图详细地描述本公开，其中，
图1A为根据本申请的测试装置的第一实施例的原理立体图，
图1B为通过图1A中所示的测试装置的未按比例绘制的局部原理剖视图，
图1C为图1A和1B中所示的测试装置的盖的单独的未按比例绘制的底视图，
图2为根据本申请的测试装置的第二实施例的原理立体图，
图3A为根据第一实施例的测试装置的简化的原理顶视图，以及
图3B为根据第二实施例的测试装置的简化的原理顶视图。
具体实施方式
以下描述涉及图1A和1B，其中都示出测试装置101的实施例，该测试装置用于测试容纳折叠的气囊14的气囊模块12(参见图1B)。测试装置101包括支撑结构16，所述支撑结构16包括支承板18、紧固至支承板18的多个支柱20以及安放于支柱20上的工作板22。工作板22形成通道24，所述通道24具有大致矩形横截面。此外，测试装置101包括一个盖26，所述盖26通过被实施为多个柔性带28的紧固装置27可运动地紧固至工作板22。如从图1B显而易见的，带28包围盖26。盖26可以在其中盖26封闭通道24的封闭位置(参见图1B)与其中盖26敞开通道24的打开位置(图1A)之间运动。带28限定盖26在封闭位置与打开位置之间的运动。带28提供盖26至支撑结构16的铰链状紧固。在图1B中用箭头P1指示盖26的运动，所述运动大约为旋转运动。
测试装置101进一步包括封闭装置30，当盖26处于封闭位置中时，封闭装置30对盖26施加封闭力FC。封闭装置30包括通过铰链接头36可运动地连接至彼此的第一板32和第二板34。第一板32固定地连接至工作板22，而第二板34可以运动于其中该第二板部分地与通道24重叠的位置中。
测试装置101配备有装置38，可以通过所述装置38调节由封闭装置30所施加的封闭力FC。在图1A和1B中所示的实施例中，装置38包括磁体40、特别地布置于封闭装置30的第二板34中的永磁体40，所述永磁体40与由金属制成的工作板22相互作用，从而形成将盖26保持于封闭位置中的封闭力FC。可以改变磁体40以调节封闭力FC。替代地，磁体40可以为永磁体，以使得可以根据所施加的电流调节作用于盖26与工作板22之间的力。
除此之外，测试装置101配备有捕获装置42(图1A)，所述捕获装置42限定盖26的打开位置并且包括比如垫子或空气缓冲器的阻尼元件44，以避免盖26在到达打开位置时的强烈的撞击。测试装置101设置有高速照相机46，可以通过所述高速照相机46跟踪盖26的运动以及气囊14的膨胀。
图1C通过底视图单独地示出盖26，以使得在封闭位置中面对气囊模块12的表面为可见的。可以看到，盖26设置有多个第一力传感器48，在这种情况下设置有可变数量的第一力传感器48。然而，第一力传感器48的数量可以根据相关的要求变化。除此之外，盖26还设置有一个加速度传感器61。同样，如果有利的话，加速度传感器的数量可以变化。
盖26由碳纤维增强塑料50制成，由盖26的区域A的交叉阴影线表示所述碳纤维增强塑料50，所述盖26的区域A被以放大的方式单独地示出。可以为盖26提供透明的部分，以使得当盖26处于封闭位置中时可以透过盖26看到折叠的气囊14。
参考图1B，测试装置101包括与带28相互作用的第二力传感器52。而且，支撑结构16配备有多个安装点54，气囊模块12可以通过所述安装点54紧固至工作板22。在此示例中，气囊模块12通过螺钉(未示出)紧固至工作板22。安装点54为标准化的，以使得市场中可获得的大多数气囊模块12可以被紧固至工作板22而无需进一步的调节。
计算机56通过电缆58连接至第一力传感器48、第二力传感器52以及高速照相机46。无线连接也是可能的。计算机56还可以连接至气囊模块12、永磁体以及测试装置101的其它构件(未示出)。
测试装置101被按如下方式使用：在图1B中所示的初始状态中，盖26处于封闭位置中。封闭装置30的第二板34与第一板32齐平，并且通过布置于第二板34中并且与工作板22相互作用的磁体40所生成的封闭力FC将盖26保持于封闭位置中。
现在例如通过计算机56所生成的相对应的信号触发气囊模块12。气囊模块12的气体发生器60生成加压气体，所述加压气体被引入至气囊14中，从而使气囊14膨胀。在膨胀时，气囊14沿着图1B中的箭头P3所示的方向扩张并且抵接于盖26上。通过第一力传感器48测量气囊14施加于盖26上的打开力FO。在该实施例中，可变数量的力传感器布置于盖26上，可以确定盖26之上的力分布。
如果气囊14施加于盖26上的打开力FO足够高，则盖26运动至打开位置，从而使封闭装置30的第二板34相对于第一板32运动，如图1B中的箭头P2所示。在打开位置中，盖26被捕获装置42接收，如大约在图1A中示出的。为了清楚起见，在图1A中未示出气囊14。气囊14的大部分穿透通道24，以使得使气囊14能够在工作板22上方完全地膨胀。一旦气囊14在完全膨胀之后泄气，测试装置101就达到其最终状态。
泄气的气囊14和被触发的气囊模块12可以被容易地移除并且可以由未被触发的气囊模块12替换。盖26和第二板34可以运动返回至如图1B中所示的初始状态而无需付出大量的努力。
可以通过高速照相机46监控在气囊14的膨胀期间，气囊14、盖26以及第二板34的运动。可以通过第二力传感器52测量在膨胀期间作用于带28上的力。这些力被称为铰链力FH。铰链力FH为评估在气囊膨胀时气囊罩是否将粘附至仪表板的重要参数。如上所述，可以通过第一力传感器48测量气囊14施加于盖26上的打开力FO。可以由计算机56处理和分析这些数据，以使得可以使用同一个测试装置101在短时间内将不同的气囊模块12典型地与彼此进行比较。
图2示出测试装置102的第二实施例的原理立体图。根据第二实施例的测试装置102的基本构造与第一实施例的测试装置101相同。因此，在下文中将仅仅讨论差异。
支撑结构16的通道24被第一盖261和第二盖262覆盖。第一盖261通过两个第一紧固装置271紧固至支撑结构16，而第二盖262通过两个第二紧固装置272紧固至支撑结构16。紧固装置271、272可以如参考第一实施例所描述的那样设计。通过箭头P4指示在气囊14膨胀时第一盖261的运动方式。
值得一提的是，第一紧固装置271配备有第一组第二力传感器521，而第二紧固装置272包括第二组第二力传感器522。在图2中所示的第二实施例中，每一组第二力传感器521、522包括两个第二力传感器52。如果认为有益的话，可以改变第二力传感器52的数量。
封闭装置30包括第一子单元311和第二子单元312。第一子单元311和第二子单元312被布置成使得在处于封闭位置中时它们部分地覆盖第一盖261和第二盖262。通过箭头P5指示在气囊14膨胀时第二子单元312的运动方式。
为了清楚起见，未示出计算机56和电缆58。然而，可以以与针对第一实施例所描述的相同的方式检测和分析作用于第一盖261和第二盖262上的加速度和力。一个区别在于，可以彼此独立地检测第一盖261和第二盖262的行为。
图3A为测试装置101的第一实施例的简化的顶视图。图3B为测试装置102的第二实施例的简化的顶视图。
通过实线指示盖26的枢转轴线R、第一盖261的第一枢转轴线R1以及第二盖262的第二枢转轴线R2。虚线指示接触区域，盖、第一盖261和第二盖262在处于封闭位置中时通过所述接触区域接触或至少几乎接触工作板22。虽然测试装置101的第一实施方式的接触区域接近U形，但是测试装置102的第二实施例的接触区域接近H形。
当比较图3A和3B时，显而易见的是，转动轴线S(当气囊膨胀时，第一实施例的测试装置101的封闭装置30围绕所述转动轴线S旋转)垂直于根据测试装置102的第二实施例的封闭装置30的转动轴线S1、S2。
附图标记
10 测试装置
101、102 测试装置
12 气囊模块
14 气囊
16 支撑结构
18 支承板
20 支柱
22 工作板
24 通道
26 盖
261 第一盖
262 第二盖
27 紧固装置
271 第一紧固装置
272 第二紧固装置
28 带
30 封闭装置
311 第一子单元
312 第二子单元
32 第一板
34 第二板
36 铰链接头
38 装置
40 磁体
42 捕获装置
44 阻尼元件
46 照相机
48 第一力传感器
50 碳纤维增强塑料
52 第二力传感器
521 第一组第二力传感器
522 第二组第二力传感器
54 安装点
56 计算机
58 电缆
60 气体发生器
61 加速度传感器
A 区域
FC 封闭力
FO 打开力
FH 铰链力
P1 箭头
P2 箭头
P3 箭头
P4 箭头
P5 箭头
R 枢转轴线
R1 第一枢转轴线
R2 第二枢转轴线
S 转动轴线
S1 第一转动轴线
S2 第二转动轴线
Claims (12)
1.一种用于气囊模块(12)的测试装置(10)，包括：
-支撑结构(16)，包含气囊(14)的气囊模块(12)能够被紧固至所述支撑结构(16)，所述支撑结构(16)形成能够被所述气囊(14)穿透的通道(24)，
-至少一个盖(26)，所述至少一个盖(26)通过紧固装置(27)在所述盖(26)封闭所述通道(24)的封闭位置与所述通道(24)被打开的打开位置之间可运动地紧固至所述支撑结构(16)，以及
-封闭装置(30)，所述封闭装置(30)通过对所述盖(26)施加封闭力(FC)而将所述盖(26)封闭于所述封闭位置中，其中
-所述盖(26)包括至少一个第一力传感器(48)，所述第一力传感器(48)测量当所述盖通过所述气囊(14)运动离开所述封闭位置时由所述气囊(14)施加至所述盖(26)的打开力(FO)。
2.根据权利要求1所述的测试装置(10)，其特征在于，所述盖(26)包括至少一个加速度传感器(61)，所述至少一个加速度传感器(61)测量所述盖(26)的在通过所述气囊(14)运动离开所述封闭位置时的加速度。
3.根据权利要求1或2中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述盖(26)通过至少一条柔性带(28)紧固至所述支撑结构(16)，所述至少一条柔性带(28)与至少一个第二力传感器(52)协作，所述至少一个第二力传感器(52)测量在所述盖(26)通过所述气囊(14)运动离开所述封闭位置时施加至所述至少一条柔性带(28)的铰链力(FH)。
4.根据权利要求3所述的测试装置(10)，其特征在于，所述至少一条柔性带(28)至少部分地包围所述盖(26)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述测试装置(10)包括：
-通过第一紧固装置(271)紧固至所述支撑结构的第一盖(261)，以及
-通过第二紧固装置(272)紧固至所述支撑结构的第二盖(262)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述测试装置(10)包括用于调节所述封闭力(FC)的调节装置(38)。
7.根据权利要求6所述的测试装置(10)，其特征在于，所述调节装置(38)包括作用于所述支撑结构(16)与所述封闭装置(30)之间的至少一个磁体(40)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述盖(26)至少部分地由碳纤维增强塑料(50)制成。
9.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述测试装置(10)包括高速照相机(46)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述盖(26)至少部分地由透明材料制成。
11.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述测试装置(10)包括用于在所述打开位置中接收所述盖(26)的捕获装置(42)。
12.根据前述权利要求中的一项所述的测试装置(10)，其特征在于，所述支撑结构(16)包括用于将所述气囊模块(12)紧固至所述支撑结构(16)的多个标准化安装点(54)。
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