RU2671443C2

RU2671443C2 - Активная подкладка для защиты пешеходов

Info

Publication number: RU2671443C2
Application number: RU2015107745A
Authority: RU
Inventors: Стейси Х. РЕЙНЗ; Шон Б. УЭСТ
Original assignee: ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2018-10-31
Also published as: US9067566B1; CN104908702B; RU2015107745A; DE102015103084A1; RU2015107745A3; CN104908702A; BR102015004874A2; MX340930B; MX2015002951A

Abstract

Группа изобретений относится к вариантам выполнения устройства, защищающего пешехода при ударе при столкновении с транспортным средством. Приборная панель транспортного средства имеет зону защиты пешеходов вдоль передней стороны. Приборная панель в целом имеет низкую жесткость, которая избегает сил удара в зоне защиты пешеходов, больших, чем предопределенная сила. Вспомогательный компонент, установленный на приборной панели в пределах зоны защиты, имеет жесткость, которая могла бы порождать силу удара выше предопределенной силы. Крышка, предусматривающая поверхность отделки приборной панели, имеет область кольцевой стенки между внутренними и наружными разрывными швами, которая охватывает вспомогательный компонент. Стенка кольцевого эластичного баллона, присоединенная к области кольцевой стенки, формирует по существу тороидальную расширяемую камеру. Нагнетатель выполнен с возможностью подавать газ для надувания в расширяемую камеру во время удара при столкновении с пешеходом, чтобы разрывать разрывные швы и расширять расширяемую камеру поверх корпуса приборной панели для перехватывания пешехода до удара о вспомогательный компонент. Обеспечивается повышение безопасности. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Не применимо.

ПРЕДПИСАНИЕ КАСАТЕЛЬНО ФИНАНСИРУЕМЫХ ФЕДЕРАЛЬНЫМ ПРАВИТЕЛЬСТВОМ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Не применимо.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к системам защиты пешеходов в автомобильных транспортных средствах, а конкретнее, к заключению жестких конструкций, таких как вспомогательное оборудование на приборной панели транспортного средства в зоне защиты пешеходов, в пределах зоны защиты пешеходов наряду с сохранением низких сил удара в отношении пешехода во время удара при столкновении.

Важная цель при конструировании моторных транспортных средств состоит в том, чтобы обеспечивать структурные свойства, которые ограничивают потенциальные возможности для травм в отношении пешеходов (например, ходоков и велосипедистов), которые могут происходить вследствие столкновений с транспортным средством. Один из важных критериев для оценки ударов при столкновении с пешеходом относится к величине сил удара, формируемых, когда голова пешехода ударяется в различных областях транспортного средства (указываемых ссылкой как зона защиты пешеходов). Эта зона может включать в себя капот транспортного средства поверх моторного отсека (то есть, крышку капота) и лобовое стекло. Зона, соответствующая лобовому стеклу, может требовать рассмотрения конструкций под лобовым стеклом, таких как дефлектор и приборная панель.

Добровольные руководящие принципы и государственные нормы установили целевые характеристики удара в показателях критериев травм головы (HIC) или эксплуатационных показателей для головы (HPC) в заданных местах в зоне защиты пешеходов в передней части транспортного средства. Целевой показатель может быть основан на величине испытываемого ускорения и времени, в течение которого оно происходит, в качестве оценки потенциальной серьезности травмы. Потенциальная возможность для травмы пропорциональна жесткости конструкций транспортного средства, совпадающих с зоной защиты. Конструкция с более низкой жесткостью, которая легче сминается (то есть, подается) в ответ на ударяющий объект, создает более низкий риск травмы, чем конструкция с более высокой жесткостью, поскольку более высокая жесткость порождает более высокую силу удара в отношении ударяющего объекта.

Типичная зона защиты пешеходов включает в себя по меньшей мере переднюю часть лобового стекла и конструкции под лобовым стеклом, которые типично могут включать в себя переднюю кромку приборной панели, которая установлена внутри пассажирской кабины. Исторически, передняя кромка приборной панели была склонна быть относительно мягкой и была лишена жестких конструкций, которые вызывали проблемы для сохранения низких сил удара. Однако, в самое последнее время, стало желательно перебазировать некоторые компоненты приборной панели в положение на приборной панели, которое находится дальше впереди. Это перебазирование может быть мотивировано желанием обеспечивать дополнительное пространство для хранения внутри приборной панели или для уменьшения общего размера приборной панели. Вспомогательные компоненты, которые могут быть перемещены в зону защиты, например, включают в себя модуль пассажирской подушки безопасности, дисплей на лобовом стекле, громкоговоритель и вентилятор оттаивателя. Следовательно, соответственные части приборной панели в пределах зоны защиты пешехода могут становиться жестче, приводя к беспокойству об удовлетворении целевых показателей защиты пешеходов.

Устанавливаемые снаружи системы подушки безопасности могут разворачиваться, чтобы обеспечивать защиту в области лобового стекла во время удара при столкновении с пешеходом. Однако, такие системы сложны и дороги. Дополнительная внутренняя система подушки безопасности, как правило, не осуществима вследствие ограниченного пространства, имеющегося в распоряжении в пределах приборной панели и между поверхностью приборной панели и лобовым стеклом. Было бы желательно привнести «жесткие места» на приборной панели в пределах зоны защиты пешеходов наряду с обеспечением защиты пешеходов, не требуя подушек безопасности.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Были представлены активные пластмассовые подкладки, в которых надуваемый газом эластичный баллон поглощает удары для уменьшения травм у пешеходов во время столкновения. В противоположность разворачиваемым воздушным подушкам безопасности, которые появляются из-за различных проемов при надувании, активные подкладки используют саму внутреннюю поверхность отделки, чтобы расширятся в начале события столкновения для поглощения и рассеяния энергии удара благодаря действию газа для надувания. Патент США под № 8, 205,909, выданный 26 июня 2012 года, включенный в материалы настоящей заявки посредством ссылки, раскрывает активную коленную подкладку, встроенную в дверцу перчаточного ящика, которая облегчена по весу и визуально привлекательна. Патент США под № 8,474,868, выданный 2 июля 2013 года, также включенный в материалы настоящей заявки посредством ссылки, раскрывает типичную конструкцию, в которой активная подкладка включает в себя переднюю стенку или панель, которая обращена к пассажиру или водителю транспортного средства, прикрепленную к основной стенке или панели вдоль заделанной периферии. Одна или обе из стенок являются деформируемыми, для того чтобы выдавать надувной эластичный баллон. Например, основная стенка может иметь складчатую (например, гармошкообразную) область, которая распрямляется во время надувания. Стенки сначала разнесены на небольшую величину, когда в своем предразвернутом ненадутом состоянии. Это предоставляет возможность доступа газа для надувания некоторым образом, который добивается равномерного надувания по всей панели.

Передняя и основная стенки типичной активной подкладки содержат формованный термопластик, такой как полиэтилен, полиолефин, или ПВХ (PVC). Они типично отформованы инжекционным формованием. Когда формируются по отдельности, передняя и основная стенки должны герметично соединяться по своей периферии, для того чтобы формировать надувной эластичный баллон.

Активные подкладки размещались в поверхности внутренней отделки в специфичных положениях на приборной панели, дверях и сиденьях, где внутренний пассажир может ударяться во время столкновения. Настоящее изобретение использует конструкцию небольшой активной подкладки, которая, взамен, размещена прилегающей к жестким местам на верхней части приборной панели, чтобы изменять действующую жесткость в жестких местах во время вторжения пешехода в зону защиты пешеходов.

В одном из аспектов изобретения, устройство транспортного средства содержит корпус приборной панели, продолжающийся поперек пассажирской кабины под лобовым стеклом и включающий в себя зону защиты пешеходов вдоль передней стороны. Корпус приборной панели, как правило, имеет жесткость, которая достаточно низка, чтобы избегать формирования силы удара в зоне защиты пешеходов, большей, чем предопределенная сила. Вспомогательный компонент установлен в пределах зоны защиты пассажиров на корпусе приборной панели, имея ассоциативно связанную жесткость, которая порождает силу удара в зоне защиты пешеходов, большую, чем предопределенная сила. Крышка предусматривает поверхность отделки поверх корпуса приборной панели в зоне защиты пешеходов и имеет область кольцевой стенки между внутренним разрывным швом и наружным разрывным швом, которые охватывают вспомогательный компонент. Стенка кольцевого эластичного баллона присоединена к области кольцевой стенки, формируя по существу тороидальную расширяемую камеру. Нагнетатель выполнен с возможностью подавать газ для надувания в расширяемую камеру во время удара при столкновении с пешеходом в зону защиты пешеходов, чтобы разрывать разрывные швы и расширять расширяемую камеру поверх корпуса приборной панели для перехватывания пешехода до удара о вспомогательный компонент.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - боковой профиль зоны защиты пассажиров, совпадающей с лобовым стеклом и приборной панелью.

Фиг. 2 - вид в перспективе, показывающий приборную панель с вспомогательными компонентами, расположенными в пределах зоны защиты пассажиров.

Фиг. 3 - вид в перспективе приборной панели с активной подкладкой, разворачиваемой вокруг вспомогательного компонента.

Фиг. 4 - вид сверху приборной панели по фиг. 3.

Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе вдоль линий 5-5 по фиг. 4.

Фиг. 6 - структурная схема, показывающая систему управления для активной подкладки по настоящему изобретению.

Фиг. 7 - вид сверху второго варианта осуществления вспомогательного компонента и ассоциативно связанной активной подкладки.

Фиг. 8 - поперечный разрез изобретения, взятый по линии 8-8 на фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1, транспортное средство 10 включает в себя лобовое стекло или ветровое стекло 11, расположенное частично выше приборной панели 12, как видно на профиле. Стрелка 13 указывает область, где может происходить удар головы пешехода в пределах зоны защиты пешеходов, определенной, чтобы совпадать с нижним краем лобового стекла 11 и передней частью приборной панели 12. Как подробнее показано на фиг. 2, зона 16 защиты пешеходов совпадает с передней стороной 15 покровной или верхней поверхности 14 отделки приборной панели 12. Точнее, зона 16 защиты пешеходов включает в себя переднюю сторону 15 от начала до конца поперек пассажирской кабины и под лобовым стеклом 11, так как соударяющийся пешеход может пробивать лобовое стекло 11 и также ударяться о переднюю сторону 15 приборной панели 12.

Различные вспомогательные компоненты, такие как модуль 17 пассажирской подушки безопасности, решетка 18 громкоговорителя и дисплей 19 на лобовом стекле могут быть установлены на корпусе приборной панели 12 в пределах зоны 16 защиты пешеходов, которые имеют высокую жесткость. Эти жесткие места, если повергаются удару, могли бы сообщать силу удара ударяющемуся телу, большую, чем предопределенная сила, допустимая руководящими принципами или нормами. Приборная панель 12 на верхней поверхности 14 в целом имеет жесткость, которая достаточно низка, чтобы избегать формирования каких бы то ни было сил удара в зоне 16, которые являются большими, чем предопределенная сила. Например, в областях приборной панели 12, окружающих жесткие места (то есть, вспомогательные компоненты), пластмассовая подложка и покровный слой панели 12 типично могут обеспечивать достаточное поглощение удара, чтобы удовлетворять желательным требованиям к удару. Посредством расположения жестких мест вспомогательных компонентов 17-19 в пределах зоны 16 защиты пешеходов, технологии предшествующего уровня техники обнаружили, что трудно удовлетворять требуемым свойствам силы удара.

Как показано на фиг. 3, любые вспомогательные компоненты, такие как модуль 17 пассажирской подушки безопасности, предпочтительно могут быть окружены активной подкладкой 20, которая развертывается согласно тороидальной форме или форме «баранки», которая a) окаймляет или окружает модуль 17 подушки безопасности, и b) продолжается выше верхней поверхности 14 отделки, для того чтобы перехватывать ударяющегося пешехода до того, как происходит какой-нибудь удар с модулем 17 подушки безопасности. Таким образом, траектория 13 следования пешехода амортизируется активной подкладкой 20, которая поглощает силы удара и замедляет пешехода до какого бы то ни было взаимодействия с модулем 17 подушки безопасности. Характеристики защиты пешеходов получаются на требуемом уровне, даже если различные жесткие места представлены на верхней поверхности 14 приборной панели.

Как показано фигурами 3 и 4, активная подкладка 20 может полностью кольцеобразно окружать вспомогательный компонент (такой как модуль 17 подушки безопасности), что может быть особенно желательно, когда весь вспомогательный компонент лежит в пределах зоны защиты пешеходов.

Фиг. 5 - вид в поперечном разрезе подкладки 20 и модуля 17 подушки безопасности, взятый вдоль линии 5-5 по фиг. 4. Приборная панель 12 имеет покровный слой 21, который может быть сформирован из различных пластмасс (таких как PP (полипропилен)), для того чтобы обеспечивать требуемую текстуру, цвет и финишную обработку, пригодные для поверхности отделки приборной панели 12. В дополнение, обшивка или другой наружный слой могут быть предусмотрены поверх покровного слоя 21. Как известно в данной области техники, модуль 17 подушки безопасности может включать в себя лоток 22 развертывания с шарнирными панелями 23 и 24 дверцы, приваренными (например, приваренными горячей сваркой) к нижней стороне покровного слоя 21 на части 25 дверцы. Обойма 26 вокруг наружной периферии лотка 22 также приварена к нижней стороне покровного слоя 21. Ломкая дверца сформирована в покровном слое 21, которая может разрываться, чтобы открываться, посредством разворачивания (то есть, надувания) подушки безопасности изнутри блока 27 подушки в результате разрывания множества разрывных швов 30 и 31. Блок 27 подушки жестко установлен на поперечной балке 32 автомобиля посредством опорного элемента 33. Это является жесткой опорой, которая создает высокую жесткость и побуждает модуль 17 пассажирской подушки безопасности становиться жестким местом на поверхности приборной панели 12.

Активная подкладка 20 сформирована областью 35 кольцевой стенки в пределах покровного слоя 21, сформированного между внутренним разрывным швом 36 и наружным разрывным швом 37. Во время разворачивания, область 35 кольцевой стенки расширяется вверх над верхней поверхностью отделки корпуса приборной панели в положение, показанное пунктирными линиями.

Покровный слой 21 имеет внутреннюю кольцевую обойму 40 и наружную кольцевую обойму 41, продолжающиеся вниз между разрывными швами 36 и 37. Обоймы 40 и 41 действуют в качестве сварных гребней для внутренней и наружной кромок кольцевой стенки 42 эластичного баллона, чтобы формировать по существу тороидальную расширяемую камеру 45. Кольцевая стенка 42 эластичного баллона предпочтительно имеет множество складок 43 между его внутренней и наружной кромками, для того чтобы быть расширяемой. Нагнетатель 46 установлен в активную подкладку 20 для выработки газа для надувания, который связывается с камерой 45 во время разворачивания. Неподвижная поверхность 47 реакции расположена за и рядом с кольцевой стенкой 42 эластичного баллона, так что, когда газ для надувания надувает камеру 45, тогда область 35 кольцевой стенки выдавливается вверх - давая в результате разрывание по швам 36 и 37 и расширение эластичного баллона в положение, показанное пунктирными линиями. Поверхность 47 реакции может быть структурным элементом, установленным внутри приборной панели и/или поддерживаемым опорным элементом 48, который соединен с поперечной балкой 32 автомобиля.

В компоновке по фиг. 5, покровный слой 21 приборной панели продолжается поверх вспомогательных компонентов (например, модуля 17 подушки безопасности) без видимых швов, поскольку каждый из разрывных швов расположен на нижней стороне покровного слоя 21. Складки 43 продолжаются под углом по полной окружности стенки 42 эластичного баллона, и они расправляются во время расширения в расширенное положение, показанное на фиг. 3.

Электронная система управления для изобретения показана на фиг. 6. Датчик 50 удара использует известные технологии для выявления удара или потенциального удара пешехода, в том числе, установленные в передней части датчики вибрации и или дистанционные датчики. Датчик 50 удара присоединен к контроллеру 51 обеспечения безопасности для анализа сигналов датчика и определения, существуют ли надлежащие условия, в которых действующая подкладка должна быть развернута, для того чтобы потенциально защищать пешехода, близкого к столкновению в зоне защиты пешеходов. Когда считывается пешеход, контроллер 51 обеспечения безопасности отправляет сигнал в нагнетатель 46 для инициации разворачивания.

Когда жесткое место, созданное верхней поверхностью отделки приборной панели соответствует вспомогательному компоненту, не полностью заключенному в пределах зоны защиты пешеходов, то может не быть необходимым полностью охватывать вспомогательный компонент имеющим тороидальную форму эластичным баллоном активной подкладки. Например, на фиг. 7, верхняя поверхность 14 отделки приборной панели прервана решеткой 18 громкоговорителя. Проем 55 в покровном слое сформирован по решетке 18 громкоговорителя. П-образная активная подкладка 56 выполнена с возможностью окаймлять часть решетки 18 громкоговорителя, которая лежит в пределах зоны защиты пешеходов. Посредством размещения активной подкладки 56 прилегающей к вспомогательному компоненту (то есть, чтобы она окаймляла его по меньшей мере вдоль кромки, попадающей в зону защиты пешеходов), подкладка 56 надувается, чтобы разворачивать эластичный баллон, прилегающий к и выше вспомогательного компонента решетки громкоговорителя.

Как показано на поперечном разрезе по фиг. 8, решетка 18 громкоговорителя может быть частью узла 57 громкоговорителя. Проем 55 сформирован в пределах покровного слоя 60, который формирует поверхность отделки приборной панели. Поверхность 61 реакции жестко поддерживает узел 57 громкоговорителя и активную подкладку 56. Подкладка 56 включает в себя область 62 кольцевой стенки между внутренним разрывным швом 63 и наружным разрывным швом 64. Внутренний и наружный гребни 65 и 66 обеспечивают места крепления для складчатой кольцевой стенки 65 эластичного баллона, вместе формируя расширяемую камеру 68, которая имеет по существу П-образную форму в этом конкретном варианте осуществления. Когда выявлено событие удара при столкновении или потенциального удара при столкновении с пешеходом в зоне защиты пешеходов, нагнетатель (не показан) запускается, для того чтобы подавать газ для надувания в камеру 68, тем самым, расширяя активную подкладку и надувая эластичный баллон, прилегающий к и выше вспомогательного компонента, чтобы перехватывать пешехода и предотвращать контакт с вспомогательным компонентом или решеткой 18 громкоговорителя.

Claims

1. Устройство, защищающее пешехода при ударе при столкновении с транспортным средством, имеющим корпус приборной панели, продолжающийся поперек пассажирской кабины под ветровым стеклом и включающий в себя зону защиты пешеходов вдоль передней стороны, при этом корпус приборной панели в целом имеет жесткость, которая достаточно низка, чтобы избегать формирования силы удара в зоне защиты пешеходов, большей, чем предопределенная сила; при этом устройство содержит:

вспомогательный компонент, установленный в пределах зоны защиты пассажиров на корпусе приборной панели, имеющий ассоциативно связанную жесткость, которая генерирует силу удара в зоне защиты пешеходов, большую, чем предопределенная сила;

крышку, предусматривающую поверхность отделки поверх корпуса приборной панели в зоне защиты пешеходов, имеющую область кольцевой стенки между внутренним разрывным швом и наружным разрывным швом, которые охватывают вспомогательный компонент;

стенку кольцевого эластичного баллона, присоединенную к области кольцевой стенки, формирующую по существу тороидальную расширяемую камеру;

нагнетатель, выполненный с возможностью подавать газ для надувания в расширяемую камеру во время удара при столкновении с пешеходом в зону защиты пешеходов, чтобы разрывать разрывные швы и расширять расширяемую камеру поверх корпуса приборной панели для остановки пешехода до удара о вспомогательный компонент.

2. Устройство по п.1, в котором крышка продолжается поверх вспомогательного компонента без видимых швов.

3. Устройство по п.2, в котором вспомогательный компонент содержит узел пассажирской подушки безопасности.

4. Устройство по п.1, в котором крышка продолжается до наружной кромки вспомогательного компонента.

5. Устройство по п.1, в котором стенка эластичного баллона имеет кольцевые складки до расширения.

6. Устройство по п.5, дополнительно содержащее жесткую поверхность реакции, расположенную под стенкой эластичного баллона.

7. Устройство, защищающее пешехода при ударе при столкновении с транспортным средством, содержащее:

приборную панель в транспортном средстве;

модуль пассажирской подушки безопасности, смонтированный в приборную панель в пределах зоны защиты пешеходов; и

активную подкладку, окаймляющую модуль пассажирской подушки безопасности, чтобы разворачивать надувной эластичный баллон, прилегающий к и выше модуля пассажирской подушки безопасности в зоне защиты пассажиров, чтобы перехватывать пешехода.

8. Устройство по п.7, в котором приборная панель включает в себя покровный слой, продолжающийся поверх модуля пассажирской подушки безопасности и активной подкладки, и при этом покровный слой включает в себя множество разрывных швов, определяющих дверцу разворачивания для модуля пассажирской подушки безопасности и стенку для верхней поверхности эластичного баллона.

9. Устройство, защищающее пешехода при ударе при столкновении с транспортным средством, содержащее:

приборную панель в транспортном средстве с покровным слоем;

вспомогательный компонент, смонтированный в приборную панель, представляющий собой жесткость, приводящую к потенциальному повреждению пешехода; и

активную подкладку, окаймляющую вспомогательный компонент, для разворачивания надувного эластичного баллона, прилегающего к и выше вспомогательного компонента посредством разрывания части покровного слоя во время расширения, чтобы перехватывать пешехода.

10. Устройство по п.9, в котором активная подкладка окружает вспомогательный компонент и при этом разрывная часть покровного слоя и надувной эластичный баллон расположены кольцеобразно вокруг вспомогательного компонента.