CN110901578A - 用于车辆的前部安全气囊约束系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于车辆的前部安全气囊约束系统”。一种车辆，包括系统，所述系统包括仪表板、膝部安全气囊和前部安全气囊总成。所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀。所述前部安全气囊总成可从所述仪表板向上膨胀。当所述前部安全气囊总成在所述膨胀位置时，所述前部安全气囊总成可与所述车辆的挡风玻璃间隔开，使得所述挡风玻璃不充当所述前部安全气囊总成的反作用表面，并且所述前部安全气囊总成被设计成控制所述乘员的运动，而无需使用所述挡风玻璃作为反作用表面。

Description

用于车辆的前部安全气囊约束系统

技术领域

本公开总体上涉及车辆约束系统，且更具体地涉及前部安全气囊总成。

背景技术

车辆配备有约束系统以控制车辆内部的乘员的运动。前部安全气囊总成容纳在仪表板中。前部安全气囊总成在车辆碰撞期间接纳乘员。在膨胀位置，前部安全气囊接触挡风玻璃，并且随着乘员将前部安全气囊朝向挡风玻璃推动，挡风玻璃充当支撑前部安全气囊的反作用表面。

发明内容

一种系统包括：仪表板；膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；以及前部安全气囊总成，所述前部安全气囊总成可从所述仪表板向上膨胀。

所述前部安全气囊总成可以包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室在膨胀位置可充气至第一压力，所述第二腔室在膨胀位置可充气至第二压力。

所述系统可以包括位于所述第一腔室和所述第二腔室之间的面板。

所述面板可以将所述第一腔室和所述第二腔室完全分离。

所述系统可以包括在所述第一腔室中沿着所述面板延伸的系绳。

所述第一腔室可以是前部安全气囊，并且所述第二腔室可以是在所述膨胀位置邻接所述前部安全气囊和所述仪表板的支撑安全气囊。

所述前部安全气囊总成可以包括沿着所述第一腔室的顶部面板，以及位于所述第一腔室中、邻近所述第二腔室连接到所述顶部面板的系绳。

所述第二腔室可以在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

在所述膨胀位置，所述第二腔室可以位于所述仪表板和所述第一腔室之间。

所述第二腔室可以在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

所述系统可以包括挡风玻璃，所述第二腔室在所述膨胀位置位于所述挡风玻璃和所述第一腔室之间。

在所述膨胀位置，所述第二腔室可以邻接所述仪表板并且可以与所述挡风玻璃间隔开。

所述第二腔室在所述膨胀位置的体积可以小于所述第一腔室在所述膨胀位置的体积。

所述系统可以包括充气机，所述充气机流体地连接到所述膝部安全气囊、所述第一腔室和所述第二腔室中的至少两个。

所述系统可以包括偏转器，所述偏转器邻近所述膝部安全气囊并可枢转地连接到所述仪表板。

所述偏转器可以包括连接到所述仪表板的系绳。

一种系统可以包括：仪表板；膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；前部安全气囊，所述前部安全气囊可从仪表板向上和向后膨胀并且包括顶部面板；以及固定到所述仪表板的壳体和从所述顶部面板延伸到所述壳体并从所述顶部面板到所述壳体逐渐变细的系绳。

所述系绳可以在膨胀位置从所述壳体向前延伸到所述顶部面板。

所述顶部面板可以包括顶端，并且所述系绳可以从所述顶端向前连接。

所述系统可以包括偏转器，所述偏转器邻近所述膝部安全气囊并可枢转地连接到所述仪表板。

所述系统可以包括挡风玻璃，所述前部安全气囊在所述膨胀位置与所述挡风玻璃间隔开。

附图说明

图1是包括约束系统的车辆的侧视图。

图2是包括处于膨胀位置的安全气囊总成的约束系统的剖视图。

图3是具有处于膨胀位置的安全气囊总成的图2的约束系统的透视图。

图4是具有处于膨胀位置的安全气囊总成的另一个实施例的约束系统的剖视图。

图5是具有处于膨胀位置的安全气囊总成的又一个实施例的约束系统的剖视图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记贯穿若干视图表示相同的部分，车辆10包括约束系统12，所述约束系统包括仪表板14、膝部安全气囊16和前部安全气囊总成18、118、218。膝部安全气囊16可从仪表板14向下膨胀。前部安全气囊总成18、118、218可从仪表板14向上膨胀。

在车辆10碰撞期间，前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16膨胀。乘员的头部和/或躯干撞击前部安全气囊总成18、118、218，并且乘员的腿部撞击膝部安全气囊16。当受到乘员撞击时，乘员将前部安全气囊总成18、118、218朝向仪表板14推动，并且仪表板14充当前部安全气囊总成18、118、218的反作用表面，使得前部安全气囊总成18、118、218被挤压在乘员和仪表板14之间以控制乘员的运动。当前部安全气囊总成18、118、218处于膨胀位置时，前部安全气囊总成18、118、218可以与车辆10的挡风玻璃20间隔开，如下所述，使得挡风玻璃20并不充当前部安全气囊总成18、118、218的反作用表面。当乘员的膝盖撞击膝部安全气囊16时，膝部安全气囊16促使乘员保持在直立位置以相对于前部安全气囊总成18、118、218定位乘员的头部和/或躯干。

如下所述，在图2和图3中示出了前部安全气囊总成18的一个实施例，其中前部安全气囊总成18包括第一腔室22、第二腔室24和位于第一腔室22和第二腔室24之间的面板26。在图4中示出了前部安全气囊总成118的另一个实施例，其中第一腔室122是前部安全气囊128，并且第二腔室124是支撑安全气囊，即前部安全气囊总成118包括两个单独的安全气囊。在图5中示出了前部安全气囊总成218的另一个实施例，其中前部安全气囊总成218包括前部安全气囊228和固定到前部安全气囊228的系绳30。使用共同附图标记来标识图2至图5中的共同特征。作为示例，约束系统12在图2至图5中示出为处于车辆10的左前位置处，并且约束系统12可以沿着仪表板14定位在任何车辆横向位置处。车辆10可以包括任何合适数量的约束系统。

车辆10可以是任何乘用或商用汽车，诸如轿车、卡车、运动型多功能车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。车辆10可以是自主车辆并且可以以自主模式、半自主模式或手动模式操作。出于本公开的目的，自主模式被限定为其中车辆10的推进系统、制动系统和转向系统中的每一个均由计算机控制的模式。

车辆10包括用于容纳车辆10的乘员(如果有的话)的乘客舱。乘客舱包括设置在乘客舱前部的一个或多个前排座椅32。乘客舱可以包括设置在前排座椅后面的一个或多个后排座椅。座椅及其部件的位置和取向可由乘员调节。

车辆10包括挡风玻璃20。挡风玻璃20位于乘客舱的前端。挡风玻璃20处于仪表板14的车辆向前方向上。挡风玻璃20在仪表板14上方延伸。挡风玻璃20可以向上并且在乘员上方延伸以向乘员提供全景视图。如下面进一步描述的，当前部安全气囊总成18、118、218膨胀时，挡风玻璃20可以与前部安全气囊总成18、118、218间隔开。

仪表板14可以设置在乘客舱的车辆前端并且面向前排座椅32。仪表板14可以支撑车辆控件，包括方向盘、HVAC系统的部件、信息娱乐(信息和娱乐)系统等。在车辆10是自主车辆的情况下，仪表板14可以不包括方向盘。作为示例，仪表板14可以是细长的，因为仪表板14向后伸入到乘客舱中并且尺寸设计成仅容纳HVAC系统和信息娱乐系统的部件并且对于自主操作不存在方向盘。

仪表板14从挡风玻璃20沿车辆向后方向延伸。在自主车辆的情况下，仪表板14可以从挡风玻璃20伸长，例如可以是搁架状的。在车辆10是自主车辆的情况下，挡风玻璃20可以与仪表板14间隔开，使得当前部安全气囊总成18、118、218充气到膨胀位置时，前部安全气囊总成18、118、218不接触挡风玻璃20。

约束系统12包括安全气囊总成34。安全气囊总成34包括前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16。前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16二者在车辆碰撞期间都可从未膨胀位置展开到膨胀位置，以在碰撞期间控制车辆10内部的乘员的运动。

当从未膨胀位置充气到膨胀位置时，前部安全气囊总成18、118、218从仪表板14向上并且朝向座椅32沿车辆向后方向膨胀。换句话说，前部安全气囊总成18、118、218控制乘员的运动，从而接纳头部和躯干以限制移动。

如上所述，前部安全气囊总成18、118、218包括前部安全气囊28、128、228。前部安全气囊28、128、228包括顶部面板36。顶部面板36包括顶端38。具体地，顶部面板36可以从车辆向前端向上延伸到顶端38。前部安全气囊28、128、228包括撞击表面40，并且撞击表面40可以从顶端38沿车辆向后方向向下延伸。前部安全气囊总成18、118、218可以包括内部系绳54，用于使前部安全气囊28、128、228成形为包括顶端38。内部系绳54可以例如连接到撞击表面40并且可以连接到前部安全气囊总成18、118、218的壳体。前部安全气囊28、128、228的一部分可以在前部安全气囊28、128、228的底部设置在撞击表面40和仪表板14之间，使得仪表板14充当前部安全气囊28、128、228的该部分的反作用表面。在图2至图4中，例如，顶端38位于第一腔室22、122上，并且第一腔室22、122包括撞击表面40。

系绳30可以从壳体42延伸到前部安全气囊28、128、228的顶部面板36。具体地，系绳30可以在相对于顶端38的车辆向前位置处连接到顶部面板36。系绳30可以以任何合适的方式(例如，缝合、粘合剂、一体式结构等)固定到顶部面板36。如下面进一步描述的，系绳30位于前部安全气囊28、128、228中。在图2至图4中，例如，系绳30位于第一腔室22、122中。

前部安全气囊总成18、118、218包括系绳30。系绳30沿车辆向后方向加强前部安全气囊28、128、228，以便在受到乘员撞击时支撑前部安全气囊28、128、228。具体地，当撞击表面40受到乘员撞击时，乘员沿车辆向前方向推动撞击表面40，这沿车辆向前方向推动顶部面板36。由于系绳30在相对于顶端38的车辆向前位置处连接到顶部面板36，因此顶部面板36的车辆向前移动会拉动系绳30以使系绳30处于张紧状态。系绳30抵抗顶部面板36的额外的车辆向前移动。

系绳30在连接到壳体42的底部和连接到顶部面板36的顶部之间伸长。系绳30可以从底部向上并沿车辆向前方向延伸到顶部。系绳30具有通常在车辆前后方向上的宽度。系绳30在车辆横向方向上相对较薄，即是片状的。

系绳30可以从顶部面板36到壳体42逐渐变细。具体地，系绳30沿车辆前后方向逐渐变细。逐渐变细增加了系绳30和顶部面板36之间的界面。

前部安全气囊总成18、118、218可以包括在车辆横向方向上彼此间隔开的任何合适数量的系绳30。例如，图3中所示的前部安全气囊总成18具有两根系绳30。

参考图2至图4，前部安全气囊总成18、118可以包括第一腔室22、122和第二腔室24、124，所述第一腔室可在膨胀位置充气至第一压力，所述第二腔室可在膨胀位置充气至第二压力。具体地，当在膨胀位置时，第二腔室24、124可以充气至比第一腔室22、122的压力(即，第一压力)更大的压力(即，第二压力)。在这样的配置中，第二腔室24、124充当第一腔室22、122的反作用表面，使得第一安全气囊被挤压在乘员和第二安全气囊之间，并且第二安全气囊定位第一安全气囊以控制乘员的运动。在前部安全气囊总成18、118包括系绳30并且第二腔室24、124处于比第一腔室22、122更大的压力的示例中(例如，在图2至图4中)，系绳30和第二腔室24、124组合起作用以定位第一腔室22、122以控制乘员的运动。在图2至图4的示例中，第一腔室22、122包括顶部面板36。在这样的示例中，第一腔室22、122可以包括第一腔室22、122中的系绳30。

继续参考图2至图4，第二腔室24、124在膨胀位置邻接仪表板14。在膨胀位置，第二腔室24、124位于仪表板14和第一腔室22、122之间。具体地，第二腔室24、124在膨胀位置位于挡风玻璃20和第一腔室22、122之间。

第二腔室24、124在膨胀位置的体积可以小于第一腔室22、122在膨胀位置的体积。该配置允许第二腔室24、124充气到比第一腔室22、122在膨胀位置的第一压力更大的第二压力。

在图2至图3所示的实施例中，前部安全气囊总成18可以包括位于前部安全气囊28中在第一腔室22和第二腔室24之间的面板26。面板26将第一腔室22和第二腔室24完全分离。换句话说，面板26不允许第一腔室22和第二腔室24之间的流体连通。面板26可以以任何合适的方式(例如，缝合、粘合剂、一体式结构等)固定到前部安全气囊28。

继续参考图2至图3中所示的实施例，系绳30可以沿着面板26延伸。第一腔室22中的系绳30从面板26的底部延伸到面板26的顶部。系绳30可以邻近面板26，即，在面板26和系绳30之间没有任何东西。在这样的示例中，系绳30可以邻接面板26或者可以与面板26间隔开。系绳30可以固定到面板26。作为示例，系绳30可以以任何合适的方式(例如，缝合、粘合剂、一体式结构等)固定到面板26。

在图4所示的实施例中，第一腔室122可以是前部安全气囊128，并且第二腔室124可以是支撑安全气囊。换句话说，第一腔室122和第二腔室124是单独的安全气囊。具体地，第一腔室122包括第一充气腔室，并且第二腔室124包括第二充气腔室，并且第一腔室122和第二腔室124各自包括在第一充气腔室和第二充气腔室之间彼此邻接的面板50、52。

在图4所示的实施例中，系绳30位于前部安全气囊128中。系绳30可以沿着面板50延伸。第一腔室122中的系绳30从面板50的底部延伸到面板50的顶部。系绳30可以邻近面板50，即，在面板50和系绳30之间没有任何东西。在这样的示例中，系绳30可以邻接面板50或者可以与面板50间隔开。系绳30可以固定到面板50。作为示例，系绳30可以以任何合适的方式(例如，缝合、粘合剂、一体式结构等)固定到面板50。

在图5所示的实施例中，前部安全气囊总成218包括单个腔室，即前部安全气囊228。在膨胀位置，前部安全气囊228从撞击面板26延伸到车辆向前端，所述车辆前端邻近挡风玻璃20邻接仪表板14。

膝部安全气囊16从仪表板14从未膨胀位置向下膨胀到膨胀位置。在膨胀位置，膝部安全气囊16位于前部安全气囊总成18、118、218的下方。

膝部安全气囊16接纳乘员的膝盖和腿部。膝部安全气囊16的尺寸和位置可以设定成在膨胀位置接触坐在座椅32中的乘员的膝盖。膝部安全气囊16可以阻挡乘员的胫部的向前移动。

前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16可以由编织聚合物或任何其他材料形成。示例包括编织尼龙纱线，例如，尼龙6-6。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，诸如硅树脂、氯丁橡胶、聚氨酯等。例如，涂层可以是聚有机硅氧烷。系绳30可以是与前部安全气囊28、128、228相同或不同类型的材料。

仪表板14可以包括偏转器44，所述偏转器邻近膝部安全气囊16并且可枢转地连接到仪表板14。偏转器44可以将膝部安全气囊16定位在膨胀位置。

系绳46可以连接到仪表板14和偏转器44。在碰撞期间，膝部安全气囊16可以充气到膨胀位置。偏转器44可以远离仪表板14向下枢转。系绳46可以停止偏转器44的枢转运动以将膝部安全气囊16定位在膨胀位置。

约束系统12包括固定到仪表板14的壳体42。壳体42容纳处于未膨胀位置的前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16总成，并且支撑处于膨胀位置的前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16。

参考图2、图4和图5，安全气囊总成34包括至少一个充气机48。作为一个示例，如图2和图5所示，约束系统12可以包括一个充气机48，所述充气机对前部安全气囊总成18、218和膝部气囊16两者都进行充气。在图2中，充气机48对前部安全气囊总成18的第一腔室22和第二腔室24两者都进行充气。作为另一示例，如图4所示，约束系统12可以包括与第二腔室124和膝部气囊16流体连通的一个充气机48和与第一腔室122流体连通的另一个充气机48。替代地，安全气囊总成34包括任何合适数量的充气机48。在任何情况下，充气机48都与相应的安全气囊/腔室流体连通，以向相应的安全气囊/腔室提供充气介质。

在从例如车辆控制器接收到信号时，充气机48可以用充气介质(诸如气体)对相应的安全气囊进行充气。充气机48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相应的安全气囊。充气机48可以是任何合适的类型，例如，冷气式充气机。

在车辆10碰撞期间，前部安全气囊总成18、118、218和膝部安全气囊16总成被充气到膨胀位置。如图2至图5所示，系绳30沿车辆向后方向加强前部安全气囊28、128、228，以便在受到乘员撞击时支撑前部安全气囊28、128、228。具体地，由于系绳30在相对于顶端38的车辆向前位置处连接到顶部面板36，因此由乘员撞击引起的顶部面板36的车辆向前移动会拉动系绳30以使系绳30处于张紧状态。系绳30抵抗顶部面板36的额外的车辆向前移动。在图2的实施例中，当第一腔室22挤压位于第一腔室22和邻近挡风玻璃20的仪表板14之间的第二腔室24时，第二腔室24(其处于比第一腔室22更高的压力下)也充当反作用表面。在图4中，当前部安全气囊128挤压位于前部安全气囊128和邻近挡风玻璃20的仪表板14之间的支撑安全气囊时，支撑安全气囊(其处于比前部安全气囊128更高的压力下)也充当反作用表面。在这些示例中的每一个中，前部安全气囊总成18、118、218控制乘员的运动，而不需要使用挡风玻璃20作为反作用表面。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语旨在具有描述而非限制的词语的性质。形容词“第一”、“第二”等贯穿本文档用作标识符，而非意图表示重要性或顺序。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，提供一种系统，所述系统具有：仪表板；膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；以及前部安全气囊总成，所述前部安全气囊总成可从所述仪表板向上膨胀；其中所述前部安全气囊总成包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室在膨胀位置可充气至第一压力，所述第二腔室在膨胀位置可充气至第二压力。

根据实施例，上述发明的特征还在于位于所述第一腔室和所述第二腔室之间的面板。

根据实施例，所述面板将所述第一腔室和所述第二腔室完全分离。

根据实施例，上述发明的特征还在于在所述第一腔室中沿着所述面板延伸的系绳。

根据实施例，所述第一腔室是前部安全气囊，并且所述第二腔室是在所述膨胀位置邻接所述前部安全气囊和所述仪表板的支撑安全气囊。

根据实施例，所述前部安全气囊总成包括沿着所述第一腔室的顶部面板，以及位于所述第一腔室中并且邻近第二腔室连接到所述顶部面板的系绳。

根据实施例，所述第二腔室在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

根据实施例，在所述膨胀位置，所述第二腔室位于所述仪表板和所述第一腔室之间。

根据实施例，所述第二腔室在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

根据实施例，上述发明的特征还在于挡风玻璃，所述第二腔室在所述膨胀位置位于所述挡风玻璃和所述第一腔室之间。

根据实施例，在所述膨胀位置，所述第二腔室邻接所述仪表板并且与所述挡风玻璃间隔开。

根据实施例，所述第二腔室在所述膨胀位置的体积小于所述第一腔室在所述膨胀位置的体积。

根据实施例，上述发明的特征还在于充气机，所述充气机流体地连接到所述膝部安全气囊、所述第一腔室和所述第二腔室中的至少两个。

根据实施例，上述发明的特征还在于偏转器，所述偏转器邻近所述膝部安全气囊并可枢转地连接到所述仪表板。

根据实施例，所述偏转器包括连接到所述仪表板的系绳。

根据本发明，提供一种系统，所述系统具有：仪表板；膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；前部安全气囊，所述前部安全气囊可从仪表板向上和向后膨胀并且包括顶部面板；以及固定到所述仪表板的壳体和从所述顶部面板延伸到所述壳体并从所述顶部面板到所述壳体逐渐变细的系绳。

根据实施例，上述发明的特征还在于所述系绳在膨胀位置从所述壳体向前延伸到所述顶部面板。

根据实施例，所述顶部面板包括顶端，并且所述系绳从所述顶端向前连接。

根据实施例，偏转器邻近所述膝部安全气囊并可枢转地连接到所述仪表板。

根据实施例，上述发明的特征还在于挡风玻璃，所述前部安全气囊在膨胀位置与所述挡风玻璃间隔开。

Claims (15)

1.一种系统，其包括：

仪表板；

膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；以及

前部安全气囊总成，所述前部安全气囊总成可从所述仪表板向上膨胀；

其中所述前部安全气囊总成包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室在膨胀位置可充气至第一压力，所述第二腔室在膨胀位置可充气至第二压力。

2.如权利要求1所述的系统，其还包括位于所述第一腔室和所述第二腔室之间的面板。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述面板将所述第一腔室和所述第二腔室完全分离。

4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述第一腔室是前部安全气囊，并且所述第二腔室是在所述膨胀位置邻接所述前部安全气囊和所述仪表板的支撑安全气囊。

5.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述前部安全气囊总成包括沿着所述第一腔室的顶部面板，以及位于所述第一腔室中并且邻近所述第二腔室连接到所述顶部面板的系绳。

6.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述第二腔室在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

7.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中在所述膨胀位置，所述第二腔室位于所述仪表板和所述第一腔室之间。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述第二腔室在所述膨胀位置邻接所述仪表板。

9.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其还包括挡风玻璃，所述第二腔室在所述膨胀位置位于所述挡风玻璃和所述第一腔室之间。

10.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述第二腔室在所述膨胀位置的体积小于所述第一腔室在所述膨胀位置的体积。

11.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其还包括充气机，所述充气机流体地连接到所述膝部安全气囊、所述第一腔室和所述第二腔室中的至少两个。

12.一种系统，其包括：

仪表板；

膝部安全气囊，所述膝部安全气囊可从所述仪表板向下膨胀；

前部安全气囊，所述前部安全气囊可从仪表板向上和向后膨胀并且包括顶部面板；以及

固定到所述仪表板的壳体和从所述顶部面板延伸到所述壳体并从所述顶部面板到所述壳体逐渐变细的系绳。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述系绳在膨胀位置从所述壳体向前延伸到所述顶部面板。

14.如权利要求12和13中任一项所述的系统，其中所述顶部面板包括顶端，并且所述系绳从所述顶端向前连接。

15.如权利要求12和13中任一项所述的系统，其还包括挡风玻璃，所述前部安全气囊在膨胀位置与所述挡风玻璃间隔开。

Images