頭部、軀干和膝部組合安全氣囊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體涉及用于機(jī)動(dòng)車輛以在正面碰撞事件期間優(yōu)化乘員保護(hù)的安全氣囊，更具體地涉及一種安裝在儀表板中部在發(fā)生和緩和正面碰撞時(shí)觸發(fā)以充氣從而約束機(jī)動(dòng)車輛乘員的頭部、軀干以及下肢的雙室安全氣囊。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，提高機(jī)動(dòng)車輛的防撞性已成為汽車制造商和決策者的目標(biāo)。在美國(guó)，頒布了聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS) 208號(hào)以鼓勵(lì)提高對(duì)正面碰撞事件的乘員響應(yīng)。總之，F(xiàn)MVSS 208目前要求在機(jī)動(dòng)車輛與剛性壁障以35MPH的碰撞速度碰撞之后模擬車輛乘員經(jīng)歷在規(guī)定范圍內(nèi)的頭部和胸部減速以及右側(cè)和左側(cè)股骨載荷。此外，美國(guó)國(guó)家公路交通管理局(Nat1nal Highway and Traffic Administrat1n)實(shí)施了它的新車評(píng)估測(cè)試項(xiàng)目(New Car Assessment Program，NCAP)，該項(xiàng)目基于根據(jù)FMVSS 208的規(guī)程進(jìn)行的測(cè)試將它的測(cè)試結(jié)果報(bào)道給公眾。
[0003]鑒于這種測(cè)試協(xié)議，機(jī)動(dòng)車輛前端結(jié)構(gòu)已被優(yōu)化以在這種正面碰撞事件中提供改進(jìn)的車輛性能。就是說(shuō)，已采取技術(shù)以吸收來(lái)自這種正面碰撞的動(dòng)能和減輕二次碰撞的嚴(yán)重程度，二次碰撞潛在發(fā)生在乘員和乘客艙的內(nèi)部部件之間。除了為前端部件(例如發(fā)動(dòng)機(jī)艙、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、擋泥板和前輪懸架)和底盤(pán)部件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，乘員約束系統(tǒng)已被使用。這種乘員約束系統(tǒng)包括傳統(tǒng)的座椅安全帶系統(tǒng)、自適應(yīng)座椅安全帶系統(tǒng)、帶襯墊的儀表板、帶襯墊的膝墊和雜物箱門(mén)以及安全氣囊系統(tǒng)。
[0004]通常，安全氣囊系統(tǒng)用在機(jī)動(dòng)車輛中是本領(lǐng)域中眾所周知的。這種安全氣囊系統(tǒng)已經(jīng)用在機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部以緩和并減小乘員與機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部部件和結(jié)構(gòu)(例如方向盤(pán)、儀表板、膝墊、雜物箱、側(cè)車門(mén)板以及車身立柱)的碰撞。安全氣囊系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于基于碰撞事件的檢測(cè)立即充分展開(kāi)且在至少碰撞事件的早期期間保持膨脹。
[0005]然而，在正面碰撞安全氣囊的采用方面，有時(shí)使用兩個(gè)分開(kāi)的安全氣囊以約束乘員以得到在特定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的最佳測(cè)試結(jié)果是必要的。特別是，在前排座椅乘客位置，第一乘客安全氣囊常常安裝在儀表板的上部且當(dāng)膨脹時(shí)接合乘客的軀干和頭部。單獨(dú)的第二膝部安全氣囊可以安裝在儀表板的下部且當(dāng)膨脹時(shí)接合下肢特別是乘客的膝蓋，以減小乘員股骨上的載荷。然而，單獨(dú)的膝部安全氣囊的使用導(dǎo)致了額外的費(fèi)用、復(fù)雜性以及重量。例如，需要額外的結(jié)構(gòu)鋼將膝部安全氣囊連接到儀表板以及提供適當(dāng)?shù)募庸獭?br>[0006]進(jìn)一步地，機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部的設(shè)計(jì)，尤其是乘員艙，正朝著為機(jī)動(dòng)車輛乘員增大空間或?qū)挸ǔ潭劝l(fā)展。例如，已經(jīng)提出了提供從傳統(tǒng)的中間前排座椅調(diào)整位置向后移位約200毫米的單個(gè)固定的前排乘客座椅，以適應(yīng)所有體形的前排座椅乘客(第5百分位典型女性乘員到第95百分位典型較大的男性乘員)。然而，在距離置于乘員前面的儀表板如此長(zhǎng)的距離內(nèi)約束如此大范圍的潛在前排座椅乘員對(duì)設(shè)計(jì)安裝在儀表板的上部的單個(gè)傳統(tǒng)的前排乘客安全氣囊方面帶來(lái)了挑戰(zhàn)。就是說(shuō)，在25mph正面碰撞中為了充分約束沒(méi)有系安全帶的第5百分位典型女性所需的安全氣囊負(fù)載/位移特征與為了充分約束沒(méi)有系安全帶的第50百分位典型男性所需的安全氣囊負(fù)載/位移特征是不相同的。因此，在沒(méi)有使用單獨(dú)的膝部安全氣囊的情況下，使用后部固定的前向前排乘客座椅獲得對(duì)大范圍的機(jī)動(dòng)車輛乘員可接受的模擬乘員響應(yīng)的解決方案是有利的。
[0007]特別地，在此公開(kāi)的安全氣囊總成通過(guò)提供雙室頭部、軀干和膝部組合氣囊實(shí)現(xiàn)了對(duì)正面碰撞事件的模擬乘員響應(yīng)的上述優(yōu)化，所述雙室頭部、軀干和膝部組合氣囊在發(fā)生正面碰撞事件時(shí)展開(kāi)并為前排乘客的頭部、軀干和下肢提供均勻的結(jié)構(gòu)緩沖能量(ridedown energy)和保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種安全氣囊系統(tǒng)，用于在發(fā)生機(jī)動(dòng)車輛與正面剛性壁障或置于機(jī)動(dòng)車輛前面的其他結(jié)構(gòu)高速碰撞時(shí)緩和機(jī)動(dòng)車輛乘員傷害，其中機(jī)動(dòng)車輛包括乘員艙，乘員艙具有支承乘員的前向前排座椅和置于前向前排座椅前面且面向前向前排座椅的儀表板，其中儀表板具有上部和下部。安全氣囊系統(tǒng)包含安裝在儀表板上具有收儲(chǔ)狀態(tài)和膨脹狀態(tài)的雙室組合頭部、軀干以及膝部安全氣囊。組合的頭部、軀干和膝部安全氣囊具有頭部和軀干室和與頭部和軀干室流體連通的下肢室。單個(gè)的多向氣體發(fā)生器響應(yīng)于用于給組合的頭部、軀干和膝部安全氣囊充氣的電驅(qū)動(dòng)而與頭部和軀干室以及下肢室中的每個(gè)操作地耦接。碰撞檢測(cè)傳感器基于碰撞事件產(chǎn)生和發(fā)送信號(hào)至控制器，控制器用于處理檢測(cè)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，以用于基于計(jì)算對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的預(yù)定碰撞嚴(yán)重程度而電驅(qū)動(dòng)多向氣體發(fā)生器。處于膨脹狀態(tài)的頭部和軀干室在碰撞期間對(duì)乘員的頭部和軀干起作用以產(chǎn)生對(duì)乘員的約束力，以緩和乘員的頭部和軀干與儀表板的上部的接觸。處于膨脹狀態(tài)的下肢室在碰撞期間對(duì)乘員的一對(duì)膝蓋作用以緩和乘員的膝蓋與儀表板的下部的接觸。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中多向氣體發(fā)生器安裝在置于儀表板的上部和下部之間的中點(diǎn)處的外殼內(nèi)。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中前向前排座椅被固定。
[0011]本發(fā)明的附加方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中多向氣體發(fā)生器具有給頭部和軀干室供應(yīng)氣體的第一噴嘴和給下肢室供應(yīng)氣體的第二噴嘴。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中在頭部和軀干室和下肢室中的每一個(gè)內(nèi)增壓速率是大體同時(shí)的。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中組合的頭部、軀干和膝部安全氣囊設(shè)置有置于頭部和軀干室和下肢室之間的擋板。
[0014]本發(fā)明的深層方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中擋板設(shè)置有排氣孔以提供從下肢室到頭部和軀干室的流體連通。
[0015]本發(fā)明的深層方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中乘員艙包括置于鄰近且高于儀表板的擋風(fēng)玻璃，其部分限定機(jī)動(dòng)車輛乘員的頭部和軀干、擋風(fēng)玻璃、以及儀表板之間的上部空間，其中處于膨脹狀態(tài)的頭部和軀干室大體填充乘員的頭部和軀干、擋風(fēng)玻璃、以及儀表板之間的上部空間
[0016]本發(fā)明的附加方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中儀表板的下部部分地限定乘員的膝蓋和儀表板之間的下部間隙，其中處于膨脹狀態(tài)的下肢室大體填充乘員的膝蓋和儀表板之間的下部間隙。
[0017]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中組合的頭部、軀干和膝部安全氣囊設(shè)置有自適應(yīng)排氣孔和系帶以控制頭部和軀干室的展開(kāi)。
[0018]本發(fā)明的更深層方面是一種正面安全氣囊，包含頭部和軀干室、與頭部和軀干室流體連通的下肢室、以及與頭部和軀干室以及下肢室中的每個(gè)操作地耦接的單個(gè)的多向氣體發(fā)生器，其中當(dāng)頭部和軀干室膨脹時(shí)對(duì)乘員的頭部和軀干起作用，且當(dāng)下肢室膨脹時(shí)對(duì)乘員的一對(duì)膝蓋起作用。
[0019]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種用于機(jī)動(dòng)車輛的安全氣囊系統(tǒng)，其中氣體發(fā)生器安裝在置于儀表板的上部和下部之間形成向后的頂點(diǎn)的中點(diǎn)處的外殼內(nèi)。
[0020]本發(fā)明的附加方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中頭部和軀干室和下肢室大體同時(shí)進(jìn)行充氣。
[0021]本發(fā)明的深層方面是一種安全氣囊系統(tǒng)，其中安全氣囊包含置于頭部和軀干室和下肢室之間的擋板，擋板具有排氣孔以提供從下肢室到頭部和軀干室的流體連通。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，提供一種使用安全氣囊系統(tǒng)的方法，用以產(chǎn)生對(duì)乘員的阻抗力以約束乘員與機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)部部件碰撞，其中該方法包含以下步驟:
[0023]提供安全氣囊以在發(fā)生機(jī)動(dòng)車輛與正面剛性壁障或置于機(jī)動(dòng)車輛前面的其他結(jié)構(gòu)高速碰撞時(shí)產(chǎn)生對(duì)乘員的阻力，以約束乘員與機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)部部件碰撞；
[0024]將安全氣囊分隔為由擋板分開(kāi)的頭部和軀干室和下肢室；
[0025]安裝裝在在機(jī)動(dòng)車輛中的碰撞檢測(cè)傳感器以基于接近機(jī)動(dòng)車輛的前面的正面碰撞事件產(chǎn)生信號(hào)并提供信號(hào)至控制器；
[0026]在儀表板的向后表面安裝單個(gè)多向氣體發(fā)生器，多向氣體發(fā)生器具有至少一個(gè)針對(duì)頭部和軀干室的噴嘴和另一個(gè)針對(duì)下肢室的噴嘴，其中，當(dāng)控制器計(jì)算出對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的預(yù)定碰撞嚴(yán)重程度時(shí)，多向氣體發(fā)生器響應(yīng)于電驅(qū)動(dòng)而大體同時(shí)給