车辆乘员保护系统和用于保护车辆乘员的方法与流程

文档序号:29036884发布日期:2022-02-25 19:12阅读:185来源:国知局
车辆乘员保护系统和用于保护车辆乘员的方法与流程

1.本发明涉及一种具有气囊模块的车辆乘员保护系统以及一种用于保护车辆乘员的方法。


背景技术:

2.装配在车辆客舱中的气囊模块中的气囊原则上已经针对车辆乘员与气囊模块的特定间距进行了优化。用于补偿座椅间距的一定的较小变化的解决方案是众所周知的,这些变化例如通过以下方式引起,即,身材较小的车辆乘员比身材较大的车辆乘员将座椅更近地移向车辆前部。为此,在一种解决方案中通过如下方式使气囊体积变化,即,当气囊应该填充到较大的体积时,经由促动器单元释放位于气囊内部的限制带。另外已知的是:在气囊的壁中设置排气装置,经由该排气装置能够在必要时将气体从气囊内部排出,以使气囊更加柔软并且设计为例如更加轻柔地承接身材较小的、体重较轻的车辆乘员。
3.然而在自主行驶的车辆中,车辆乘员在车辆客舱中的活动自由应该得到显著提高。例如应该规定,车辆乘员将其车辆座椅置入舒适位置,在该舒适位置中车辆座椅至车辆前部的距离比迄今为止驾驶员以及副驾驶员所能做到的远得多。另外,应该经常具有即使在行驶期间也将座椅的靠背折回的选项,以占据睡觉位置。


技术实现要素:

4.本发明的目的是,既在正常驾驶位置中、也在例如舒适位置中通过约束状态中的气囊、特别是通过可灵活应用的车辆乘员保护系统来保护车辆乘员。
5.所述目的利用具有权利要求1的特征的车辆乘员保护系统得以实现。该车辆乘员保护系统具有气囊模块,该气囊模块包括气囊和相对模块固定的促动器单元,所述气囊具有在该气囊内部延伸的第一限制带和第二限制带。第一限制带在气囊侧紧固部位处保持紧固在气囊前壁上而在模块侧在第一模块侧紧固部位中可松脱地固定在促动器单元上。第二限制带在模块侧安装在第二模块侧紧固部位处并且与第一限制带在限制带连接部位处连接。在第二限制带在第二模块侧紧固部位与限制带连接部位之间的延伸中设置有断开装置,该断开装置在预设力阈值被超过时断开。促动器单元的激活将第一限制带在模块侧释放。断开装置只有在促动器单元被激活时才位于在第二限制带的第二模块侧紧固部位与第一限制带的气囊侧紧固部位之间的力流中。
6.促动器单元优选是所谓的tether activation unit(系绳激活单元),其中设置有例如烟火技术的爆炸螺栓,该爆炸螺栓在促动器单元被激活之前将第一限制带在模块侧固定,而在促动器单元被激活时分开,并且将第一限制带在模块侧释放。促动器单元当然也可以通过其他方式构成、例如经由弹簧机构。
7.相对模块固定的紧固在此同时也理解为相对车辆固定的紧固,这是因为气囊模块通常固定且不可运动地装配在车辆中。相对模块固定的紧固例如可以在气囊模块的壳体上、气囊模块的气体发生器上或在紧靠气囊模块的相对车辆固定的构件上实施。
8.第一限制带优选只在其第一模块侧紧固部位处与促动器单元连接。
9.根据本发明,断开装置只在促动器单元已经激活时才能够断开,这是因为只有在这种情况中才有足够大的力作用到断开装置上,该力使超过预设力阈值成为可能。
10.一般来说,断开装置构成为,它具有两个在力阈值被超过之前相互连接的部分,这些部分在力阈值被超过时相互松开。因此,断开装置例如可以是简单的标准断裂部位、例如形式为撕裂缝或穿孔,可以是第二限制带的模块侧紧固部处的可变形的拉片,然而也可以是适当的、较复杂的机械设备。通常直接通过高于力阈值的机械力作用到断开装置上来实现断开。
11.第一限制带应该从内部固定在气囊前壁上。在气囊前壁上构成有碰撞面,该碰撞面设置用于在约束状态中承接坐在配置给气囊模块的车辆座椅上的、在车辆中向前转移的车辆乘员。
12.本发明能够既能实现用于方向盘中的驾驶员气囊模块,也能实现用于副驾驶员气囊模块、例如在仪表板或其它相对车辆固定的构件中,然而并不限于这些应用。
13.若促动器单元在一种约束状态中未被激活,那么第一限制带有利地通过其在其第一模块侧紧固部位与其气囊侧紧固部位之间的长度确定气囊前壁与气囊模块的间距。在此,利用填充气体将气囊以较小的第一体积填充。填充气体通常由气囊模块的气体发生器提供。例如当车辆座椅和因此车辆乘员位于比较接近气囊模块、即接近方向盘或仪表板的驾驶位置中时,这个处理方式是期望的。
14.而如果在一种约束状态中促动器单元被激活并且断开装置被断开,那么第一限制带被释放并且丧失了其对经填充的气囊的形状和体积的影响。气囊则被填充直到较大的第二体积。
15.当车辆座椅位于比在驾驶位置中离气囊模块远得多的位置中时,或者当车座靠背已经向后倾时、例如在自主行驶时可以占据的舒适位置中,会出现这种情况。
16.在另一种可能情况中,尽管在一种约束状态中促动器单元已经被激活,然而断开装置并未断开。在这种情况中,因为第一限制带保持固定在气囊模块上,所以气囊只被填充到较小的第一体积。然而补充地,另外的行为也是可能的,这些另外的行为可以经由促动器单元触发并且将在下文对其进行更加详细的说明,因而产生了对附加方法步骤的选项。
17.第一限制带通常是伸长的带形织物件、特别是由气囊织物构成。
18.第二限制带优选是独立于第一限制带的构件、例如特别是由气囊织物构成的织物带。作为选项,第二限制带由不同材料制成或者主要由断开设备构成。
19.然而也可以考虑:第二限制带在限制带连接部位处一件式地转入第一限制带并且因此构成第一限制带的一个区段。在这种情况中,第一限制带与第二限制带之间的划分虚拟地通过第一模块侧紧固部位和断开装置获得,其中,限制带连接部位可以是这两个地点之间的基本上任意的点。
20.在促动器单元未被激活的情况中能够通过如下方式被跨过,即,在从第二限制带的第二模块侧紧固部位经由限制带连接部位和第一限制带在促动器单元上的第一模块侧紧固部位到第一限制带的气囊侧紧固部位的限制带延伸中,沿向着第一限制带的气囊侧紧固部位的方向观察,第一限制带的第一模块侧紧固部位位于限制带连接部位和第二限制带的第二模块侧紧固部位之后。只要第一限制带在第一模块侧紧固部位处经由促动器单元与
气囊模块连接并因此与车辆连接,当第一限制带在气囊前壁与促动器单元之间绷紧时,所有作用到该第一限制带上的力都经由这个紧固部位被引到车辆中,而不是被继续传递到第二限制带和断开装置上。由此完全避免了第二限制带受载、特别是断开装置受载。因此在这种情况中也不可能有超过力阈值的力作用到断开装置上。
21.另一选择可能性是,第二限制带的长度大于第一限制带在第一模块侧紧固部位与限制带连接部位之间的长度。若第一限制带绷紧在气囊前壁与促动器单元之间,那么第二限制带保持松弛,因而没有超过力阈值的力能够作用到断开装置上。
22.如果对促动器单元进行操作,那么作用到第一限制带上的力也作用到断开装置上,这是因为第一限制带上的第一紧固位置不再相对车辆固定地固定。现在起决定性作用的是:作用到断开装置上的力是否超过力阈值。在第一情况中,断开装置断开并且第一限制带在模块侧被完全释放。在第二情况中,第一限制带经由第二限制带保持固定在模块侧。
23.优选地,第二限制带的长度和第一限制带在第一模块侧紧固部位与限制带连接部位之间的长度选择得尽可能短,使得在上述情况中,当促动器单元被激活而断开装置未断开时,从第二限制带的第二模块侧紧固部位直到第一限制带的气囊侧紧固部位的限制带延伸的总长度相对第一限制带从该第一限制带的第一模块侧紧固部位直到气囊侧紧固部位的长度只稍微增加。气囊在填充状态中的体积在两种情况中实际上应该是相同的。
24.优选如下地选择力阈值,即,在促动器单元在填充气囊的初始阶段或中间阶段期间被激活时第一限制带在断开装置上施加超过力阈值的力,而在填充的最后阶段中第一限制带施加到断开装置上的力则始终保持低于力阈值。填充的最终阶段在此应该理解为如下的时段,在该时段中,气囊的较小的第一体积的至少约80%至95%已经充满并且气囊在车辆客舱中的展开和定位已经结束,因而气囊已经基本上达到了其预期的形状和位置。特别是气囊前壁到其在车辆客舱中的最终位置的运动已经完成到如下程度,即,不再有明显的拉力施加到第一限制带上。
25.若在开始填充气囊时促动器单元已经被激活,则高的力通过在车辆客舱中远离气囊模块运动的气囊前壁作用到第一限制带上,这些力被传递给断开装置。由此导致断开装置断开,这使得第一限制带在模块侧被完全释放。气囊因此能够展开和填充到其较大的第二体积。
26.然而若在气囊前壁已经基本上达到其最终位置的时刻才激活促动器单元,则只有微弱的拉力作用到第一限制带上,该拉力不足以将断开装置断开,因而第一限制带经由第二限制带和第二模块侧紧固部位在模块侧相对车辆固定地保持固定。在这种情况中,当气囊已经达到其较小的第一体积时,气囊填充结束。
27.第一限制带可以限制在气囊前壁上的气囊侧紧固部位与用于与第二限制带连接的限制带连接部位之间的长度上。
28.然而在优选变型方案中,第一限制带在第一端部在气囊侧紧固部位处保持紧固在前壁上而在第二端部保持紧固在气囊壁上、特别是同样在前壁上,并且第一模块侧紧固部位和限制带连接部位位于第一限制带的两个端部之间。通过这种方式,在促动器单元未被激活时或在断开装置未断开时拉力在多个部位上传递到前壁上,由此能够影响气囊在其较小的第一体积中的造型。
29.在这种情况中,如上所述,第二限制带的长度应该选择得比第一限制带在第一模
块侧紧固部位与限制带连接部位之间的长度更长,由此在拉力作用到第二限制带在限制带连接部位与第一限制带第二端部的气囊侧紧固部位之间的区段上时没有明显的力能够作用到断开装置上。
30.限制带连接部位以及由此与第二限制带的连接部例如可以大致位于第一限制带的长度的中央。因此,在促动器单元未被激活的情况中产生第一限制带的v形延伸,而在促动器单元被激活而断开装置未断开的情况中产生y形延伸,其中,通过第二限制带构成的y的主干应该保持尽可能短。
31.在所述优选变型方案中,即使在约束情况中,第一限制带也不从气囊壁上松脱。
32.各个可松脱的紧固一般来说是第一限制带在促动器单元上的第一模块侧紧固部位和第二限制带上的断开装置。
33.可以任意选择断开装置在第二模块侧紧固部位与限制带连接部位之间的位置。例如可以将断开装置直接设置在第二模块侧紧固部位上或限制带连接部位上。在这里例如可以简单地使用构造为撕裂缝的连接缝。然而也可以考虑:断开装置例如以第二限制带的延伸中的穿孔的形式构造。当然同样可以使用任何其它形式的断开装置、即便是较复杂的机构的形式。
34.在一种优选实施方式中,设置有排气设备,在气囊的内部中延伸的排气限制带连在该排气设备上,所述排气限制带与促动器单元可松脱地连接。排气设备例如通过气囊壁中的排气口构成,该排气口设置有活门,其中,通过排气限制带上的牵拉来打开或关闭排气口。这取决于排气设备的结构,在这里优选的是:只要排气限制带被牵拉,排气设备并且由此排气口就保持关闭,并且随着排气限制带的松脱活门才打开,排气口被释放并且由此排气设备被打开。
35.排气限制带优选是完全独立于第一限制带和第二限制带的构件。
36.通过促动器单元释放排气限制带在此处对应于上述的额外行为,在促动器单元被激发而断开装置未断开的情况中会发生该额外行为。
37.优选地,排气设备设计为,该排气设备只有当排气限制带被从促动器单元上释放时才打开。
38.排气设备的打开和关闭影响气囊的硬度并且因此影响气囊迎向撞击过来的车辆乘员的力。这是另一在根据本发明的车辆乘员保护系统中可变动的参数。
39.已经证实为有益的是:排气设备被打开,设置有能够占据第一位置和第二位置的车辆座椅,其中,车辆座椅在第二位置中与气囊模块的距离比在第一位置中远约1.2至2.5倍、特别是约1.5到2倍,其中,气囊在车辆座椅的第一位置中在填充状态中具有较小的第一体积而在车辆座椅的第二位置中在填充状态中具有较大的第二体积。
40.如上面已经提及的那样,车辆座椅的第一位置例如对应正常驾驶位置,在该正常驾驶位置中特别是驾驶员座椅上的车辆乘员自己操作方向盘,而第二位置则对应舒适位置,特别是当车辆自主行驶时可以占据该舒适位置,并且在该舒适位置中车辆座椅与方向盘的距离例如远到使驾驶员座椅上的车辆乘员不能再操作方向盘。根据具体情况,车量座椅的靠背在舒适位置中也可以向后倾,使得车辆乘员可以占据睡觉位置。
41.可以通过不同的气囊体积补偿距离差,使得车辆座椅上的车辆乘员在约束状态中在两个座椅位置中都能够得到保护。
42.这可以利用具有权利要求9中所述步骤的方法来实现。特别是可以利用上述车辆乘员保护系统来实施用于保护车辆乘员的方法。在当车辆座椅位于前部的第一位置中时出现的约束状态中,将气囊模块的气囊以较小的第一体积填充。另外,气囊的排气设备根据车辆座椅上的车辆乘员的身材大小而打开或关闭。然而,在车辆座椅位于后部的第二位置中时出现的约束状态中,始终将气囊以较大的第二体积填充,并且排气设备打开。
43.在这种情况下,优选在车辆座椅位于第一位置中的约束状态中,始终不激活促动器单元或者只在填充气囊的最终阶段中才激活促动器单元,但断开装置不断开,而在车辆座椅位于第二位置中的约束状态中,始终激活促动器单元并且断开装置断开,从而在模块侧将第一限制带释放。
44.这确保了只有在车辆座椅位于第二位置中时,气囊才达到较大的第二体积。
45.如果设置有具有排气限制带的排气设备,那么在上述车辆乘员保护设备中,在第二座椅位置中的一种约束状态中基本上将排气设备打开,使得气囊变得更柔软,这是因为在促动器单元被激活的情况中始终在模块侧将排气限制带松脱。然而,在车辆座椅位于第一座椅位置中时出现的约束状态中,促动器单元的激活决定排气设备是打开还是保持关闭,也就是将气囊调节得较硬还是较柔软。
46.若设置有排气设备,则优选车辆座椅上的身材较大或较小的车辆乘员之间的区别导致:当车辆乘员具有较小的第二人体尺寸时,在填充气囊的最终阶段中激活促动器单元,而当车辆乘员具有较大的第一人体尺寸时,便不激活促动器单元。这样确保了能够可靠地承接身材较大的车辆乘员,而同样确保了身材较小的车辆乘员不承受过高的约束力。身材较小与身材较大的车辆乘员之间的区别例如可以基于标准化的50%假人和95%假人,或者基于标准化的5%假人和50%假人。
47.如上面已经说明的那样,在车辆座椅的第一位置中,只有当断开装置的力阈值通过气囊的填充不再被超过时,才激活促动器单元并且才将第一限制带松脱。因此气囊始终只展开到其较小的第一体积。在这种情况中,促动器单元的激活导致排气限制带被松脱并且排气设备被打开。与其关联的气囊体积可能的略微增大实际上并不重要。
附图说明
48.下文通过实施例参照附图详细地说明本发明。附图中:
49.图1是用于实施根据本发明的方法的根据本发明的车辆乘员保护系统的示意图,其具有位于前部的第一位置中的车辆座椅和在第一种约束状态中被填充到较小的第一体积的气囊,其中促动器单元未被激活;
50.图2是图1所示车辆乘员保护系统处于第二种约束状态中,其中促动器单元已被激活;
51.图3是图1所示车辆乘员保护系统处于第三种约束状态中,其中车辆座椅位于车辆座椅的后部的第二位置中并且气囊已经被填充到较大的第二体积,其中促动器单元已被激活;
52.图4是图1所示车辆乘员保护系统的第一实施方式的示意图,其中示出的是填充期间的气囊;
53.图4a是图4的放大局部;
54.图5是图4所示车辆乘员保护系统的变型方案;
55.图6是图1所示车辆乘员保护系统的第二实施方式的示意图,其中示出的是填充期间的气囊;
56.图7至9是图4所示车辆乘员保护系统在第一种约束状态中的气囊填充期间;
57.图10至13是图4所示车辆乘员保护系统在第二种约束状态中的气囊填充期间;
58.图14至16是图4所示车辆乘员保护系统在第三种约束状态中的气囊填充期间。
具体实施方式
59.图1至3示出了处于三种不同约束状态中的车辆乘员保护系统10,其中图1示出了第一种约束状态,图2示出了第二种约束状态而图3示出了第三种约束状态。
60.车辆乘员保护系统10包括气囊12,该气囊在一种约束状态中被填充充填气体。气囊12是未详细示出的气囊模块14的组成部分,该气囊模块还包括(未示出的)气体发生器,该气体发生器通过已知的方式为气囊12提供充填气体。
61.在此处示出的实例中,气囊模块14容纳在车辆的方向盘16中,因而气囊12设计为驾驶员气囊。
62.图6示出了一种实施方式,在该实施方式中气囊模块14设置在车辆的仪表板18中,其中气囊12设计为副驾驶员气囊。
63.然而,车辆乘员保护系统10的一般结构及其在不同约束状态中的行为和因此还有利用车辆乘员保护系统10实施的方法对于两种实施方式来说是相同的。
64.坐在配置给气囊模块14的车辆座椅22上的车辆乘员20在一种约束状态中被经填充的气囊12承接,其中,他陷入设置在气囊12前壁24上的碰撞面中。
65.车辆座椅22和因此车辆乘员20可以处在与气囊模块14的不同的间距d中,这是因为车辆座椅22可以沿着车辆的纵向调节。在此处说明的用于保护车辆乘员20的方法中两个间距d1、d2是重要的,其中,间距d1、d2中的每一个都可以代表如下的间距范围,该间距范围例如包括20至50cm。
66.间距d1描述如下的座椅间距,在该座椅间距中,车辆座椅22距离气囊模块14较近、即距离方向盘16或仪表板18较近。例如在车辆乘员20的手放在方向盘16上的行驶状态中采用这样的座椅间距。如果车辆座椅22处在座椅间距d1中,这在此也称为第一座椅位置或前部座椅位置,或者也称为驾驶位置。
67.间距d2描述如下的座椅间距,在该座椅间距中,车辆座椅22与方向盘16或仪表板18的距离比在间距d1中远得多。例如在车辆自主行驶并且车辆乘员20不参与驾驶车辆的舒适状态中占据这个车辆座椅的位置、此处也称为第二座椅位置或后部的座椅位置或舒适位置。也可考虑的是:在第二座椅位置中,车辆座椅22的靠背26向后倾。在此还可能的是:车辆座椅22比间距d2更加接近气囊模块14,这是因为车辆乘员20的上半身由于后仰的位置而距离气囊模块14更远了。因此可以考虑:在舒适位置中只有车辆乘员20的上半身处在相对气囊模块14的间距d2中。
68.可能的是:特别是间距d1可能略微变化,这是因为身材较大的车辆乘员20根据具体情况将车辆座椅22调节得比身材较小的车辆乘员20距离车辆前部更远。但是这个变化不应该达到后部的第二座椅位置中的间距d2。
69.气囊12的填充行为根据座椅位置而不同。
70.在第一座椅位置中,当在约束状态中激活气囊模块14时始终将气囊12只填充到较小的第二体积v1(参见图1和2),而在第二座椅位置中,当激活气囊模块14时,始终将气囊12填充到较大的第二体积v2,以便对车辆乘员20与气囊模块14的较大间距加以考虑(参见图3)。
71.气囊12在此具有排气设备28,该排气设备可以占据关闭状态和打开状态,在打开状态中(也称为打开的排气设备28)气体能够从气囊12的内部30泄出到环境中。
72.如果车辆座椅22处在第一座椅位置中,那么根据车辆座椅22上的车辆乘员20的人体尺寸k1、k2打开排气设备28。
73.如果车辆乘员20具有大于预设极限值的第一人体尺寸k1,那么排气设备28在约束状态中保持关闭。这导致:气囊12具有大到能够可靠地承接身材大的车辆乘员20的硬度。
74.而如果车辆乘员20具有小于所述预设极限值并且因此小于第一人体尺寸k1的第二人体尺寸k2,那么排气设备28在约束状态中打开,使得气囊12变得更柔软并且陷入期间的力减小。
75.例如将50%假人和95%假人的值或者5%假人和50%假人的值用于确定人体尺寸的极限值。
76.在气囊12的内部30中设置有第一限制带32,该第一限制带在气囊12前壁24的内侧保持紧固在气囊侧紧固部位33上,并且该第一限制带在模块侧在第一模块侧紧固部位34处如下地紧固在相对模块固定的促动器单元36上,使得当促动器单元36被激活时,该第一限制带在模块侧松脱。
77.促动器单元36例如是本身已知的系绳激活单元(tau),其可以包括爆炸螺栓(sprengbolzen),该爆炸螺栓通过由(未示出的)控制单元发出的控制信号激活并且该爆炸螺栓接着将第一限制带32的第一模块侧紧固部位34松脱。如果促动器单元36未被操作,那么第一限制带32相对模块固定地并且因此相对车辆固定地保持固定在其第一模块侧紧固部位34。
78.相对模块固定的紧固在此可以理解为在气囊模块14的区域中相对车辆固定的紧固例如在气囊模块14的壳体上或气囊模块14的气体发生器上。
79.另外,在气囊12的内部30中设置有第二限制带38,该第二限制带在第二模块侧紧固部位40处在模块侧固定,并且该第二限制带在限制带连接部位42处与第一限制带32连接。
80.在第二限制带38的延伸中设置有断开装置44,该断开装置在预设力阈值被超过时断开并且然后切断沿着第二限制带38的限制带延伸。
81.断开装置44可以以任意方式构成。在当前实例中该断开装置通过撕裂缝实现,该撕裂缝或者设置在第二限制带38的第二模块侧紧固部位40处(参见图4a),或者设置在用于紧固第二限制带38的限制带连接部位42处(参见图5)。在预设力阈值被超过时撕裂缝撕开,并且第二限制带38在相应的紧固部位处松脱。同样可以考虑:在第二模块侧紧固部位40与限制带连接部位42之间设置撕裂缝或穿孔。也可能的是:完全通过适当的断开装置44代替第二限制带38。
82.在从第二限制带38的第二模块侧紧固部位40到第一限制带32的气囊侧紧固部位
33的限制带延伸中,第二限制带38的第二模块侧紧固部位40、限制带连接部位42、第一限制带32的第一模块侧紧固部位34和第一限制带32的气囊侧紧固部位33相继处在力路径中。这意味着,只要促动器单元36未被激活,通常从气囊12的前壁24出发作用到第一限制带32上的力f经由第一限制带32的第一模块侧紧固部位34和促动器单元36被导入到车辆中。在这种情况中可以说跨过了断开装置44。
83.只有在促动器单元36已被激活并且因此第一限制带32的第一模块侧紧固部位34自由地悬挂在气囊12的内部30中时,作用到第一限制带32上的力才经由限制带连接部位42传递到第二限制带38上并因此传递到断开装置44上。
84.在此,在气囊12的内部30中另外设置有排气限制带46,该排气限制带与排气设备28连接并且在模块侧与促动器单元36连接。如果促动器单元36被激活,那么排气限制带46也始终被释放。这导致:排气设备28被打开,并且气体能够从气囊内部30中泄出。
85.排气设备28在此通过气囊12的壁中的排气口48以及与排气限制带46连接的活门50实现(参见图4a)。在所示出的实施方式中,排气设备28构成为:只要排气限制带46被牵拉,活门50就将排气口48封闭,并且当排气限制带46与促动器单元36分离时,活门50就释放排气口,并且因此排气设备28被打开。
86.若促动器单元36未被激活,那么排气设备28也保持关闭。如果促动器单元36被技术哦,那么排气设备28始终被打开。
87.为了使将第一限制带32与第二限制带38连接的限制带连接部位42在延伸带延伸中处于第一限制带32在促动器单元36上的第一模块侧紧固部位34前,第一限制带32必须超出第一模块侧紧固部位34延伸出至少一小段距离。
88.在此处示出的实例中,第一限制带32分别构造得长到其第二端部52超出限制带连接部位42延伸直到气囊12的前壁24为止,在那里该第一限制带在另一气囊侧紧固部位54处保持固定在前壁24上。第一端部56在气囊侧紧固部位33处紧固在前壁24上。
89.限制带连接部位42和第一模块侧紧固部位34位于端部52、56之间并且在这个实例中大致位于第一限制带32延伸的中央,因而第一限制带32在促动器单元36未被激活而气囊12已填充时在气囊12的内部30中呈v形延伸。因此,在促动器单元36未被激活的情况中,也有拉力作用到第一限制带32的在第一模块侧紧固部位34与前壁24上的气囊侧紧固部位之间延伸的区段上。
90.然而,第二限制带38的长度大于第一限制带32在限制带连接部位42与第一模块侧紧固部位34之间的长度,并且第二限制带38的第二模块侧紧固部位40在模块侧如下地定位,即,在促动器单元36未被激活的情况中阻止了第二限制带38受载。
91.在促动器单元36未被激活的情况中,第一限制带32的固定在气囊12的前壁24上的端部54、56在前壁24上施加拉力并且阻止气囊12膨胀到超过第一体积v1的体积(也参见图1和2以及图7至13)。
92.只有当促动器单元36被激活、释放第一限制带32的第一模块侧紧固部位34并且额外地将断开装置44断开时,第一限制带32的第一模块侧紧固部位34才能够自由运动到气囊12的内部30中并且因此不再对气囊12的前壁24施加拉力。这个气囊然后充气直到其较大的第二体积v2为止(参见图3以及图14至16)。
93.图4和5示出了设计为装配在方向盘16中的气囊模块14。所示出的变型方案之间的
唯一不同之处在于,图4中的断开装置44通过第二限制带38的第二模块侧紧固部位40上的撕裂缝构成,而在图5中断开装置44则通过限制带连接部位42上的撕裂缝实现。
94.排气设备28设置在气囊12的面向车辆挡风玻璃的上部壁段上。
95.图6示出了设计为装配在仪表板18中的气囊模块14。作用原理是相同的。断开装置44如在图4和5的变型方案中那样构成(未详细示出)。
96.在此,排气设备28设置在气囊12的侧向指向的壁段中,使得活门50的形状是可看得见的,只要排气限制带46固定在促动器单元36上该活门就将排气口48封闭。
97.在图4、5和6中促动器单元36均未被触发。
98.图7至16更加详细地示出了用于通过上述车辆乘员保护系统10在三种不同的约束状态中保护车辆乘员的方法。
99.图7至9中示出的第一种约束状态描述的是车辆乘员保护系统10在一种约束状态中的行为,在该约束状态中,具有第一人体尺寸k1的身材大的车辆乘员20坐在与气囊模块14具有间距d1的前部的第一座椅位置中。
100.在这种情况中,应该将气囊12填充到具有较小的第一体积v,然而具有足以承接身材大的车辆乘员20的硬度。
101.图7示出了填充开始之后不久的填充初始阶段中的气囊12。促动器单元36未被触发,因而不管是第一限制带32、还是排气限制带46都牢固地保持固定在促动器单元36上并且因此相对模块固定。
102.图8示出了填充期间的中间阶段中的气囊12,该气囊12已经差不多具有其最终形状。
103.最后,图9示出了填充的最终阶段后处于完全充满状态中的气囊12,其具有较小的第一体积v1。促动器单元36依然未被激活,使得即使在完全充满状态中前壁24也通过依旧在模块侧以其第一模块侧紧固部位34固定在促动器单元36上的、完好的第一限制带32与气囊模块14保持其期望距离。排气限制带46同样依然相对模块固定地固定在促动器单元36处,使得排气设备28保持关闭。
104.所有作用到第一限制带32上的力都经由促动器单元36和第一限制带32的第一模块侧紧固部位34被引到车辆中。因此,断开装置44始终保持无载状态,使得该断开装置不会断开。
105.图10至13示出了车辆乘员保护系统10在第二种约束状态中的行为,在该第二约束状态中,具有第二人体尺寸k2的身材较小的车辆乘员20保持间距d1坐在前部的第一座椅位置中,同时约束状态出现。
106.图10示出了对气囊12进行填充的初始阶段。
107.促动器单元36未被激活,因而不仅第一限制带32、而且排气限制带46都相对模块固定地保持在促动器单元36处。由于没有力可以作用到断开装置44上,所以该断开装置并未断开。
108.图11示出了对气囊12进行填充的中间阶段,其间前壁24向着车辆座椅22的方向运动。
109.图12示出了填充的最终阶段,在该最终阶段中,前壁24基本上静止下来并且气囊12已经基本上具有其较小的第一体积v1。
110.在前壁24向外运动期间出现的动态力不再作用到限制带32上,而只有通过气囊12的内部压力引起的静力还在起作用,其中,内部压力已经基本上达到其最大值。
111.现在,在这个时刻激活促动器单元36,并且既将第一限制带32在其第一模块侧紧固部位34处、也将排气限制带34的模块侧端部与气囊模块分离。
112.图13示出了最终状态。尽管第二限制带38和断开装置44现在位于第一限制带32的气囊侧紧固位置33与第二限制带38的第二模块侧紧固部位40之间的力流中,但是作用到断开装置44上的力依然低于预设力阈值并且不足以将该断开装置断开。
113.一般情况下,如下地选择将断开装置44断开的力阈值,即,在填充气囊12之后作用到第一限制带32上的纯静态力不足以超过该力阈值。只有在动态的初始和中间填充阶段期间、特别是在前壁24快速向外运动期间才达到高得足以将断开装置44断开的力。因此,如果促动器单元36在填充气囊12的最终阶段中(在该最终阶段中这个气囊已经基本上占据其在车辆客舱中的位置并且基本上达到第一体积v1)被激活,那么作用到第一限制带32上的力不再足以将断开装置44断开。
114.因此,第二限制带38既保持紧固在第二模块侧紧固部位40上、也保持紧固在限制带连接部位42上,并且第一限制带32的模块侧紧固经由第二限制带38保持。
115.第二限制带38的长度选择得如此短,使得在这个状态中达到的气囊12的体积对于所有实际情况总是对应于第一体积v1。
116.然而与上述第一种约束状态不同,通过激活促动器单元将排气设备28打开,这是因为排气限制带46在模块侧被释放。因此,气体能够从气囊12的内部30中泄出,这能够实现更加柔软地承接身材较小的车辆乘员20。
117.图14至16示出了车辆乘员保护系统10在第三种约束状态中的行为。
118.在这种情况中,任意人体尺寸k1、k2的车辆乘员20坐在与气囊模块14具有间距d2的后部的第二座椅位置中的车辆座椅22上。
119.图14示出了对气囊12进行填充的初始阶段中的车辆乘员保护系统10。在这个可能情况下气囊模块14的气体发生器已经激活的阶段中,促动器单元36已经被激活,因而第一限制带32的第一模块侧紧固部位34和排气限制带46的模块侧紧固被释放并且与气囊模块14松脱。
120.在图15中示出了促动器单元36激活后不久的一个时刻。由于断开装置44现在位于气囊12的前壁24、第一限制带32和第二限制带38的第二模块侧紧固部位40之间的力流中,所以在气囊12展开期间产生的、通过前壁24迅速离开气囊模块14引起的力经由第一限制带32作用到断开装置44上。这些力大于预设力阈值,因而断开装置44断开并且第一限制带32的相对模块固定的连接消除。
121.如上所述,这例如可以通过以下方式实现,即,将第二限制带38与第一限制带32在限制带连接部位42处的连接或者第二限制带与气囊模块14在第二模块侧紧固部位40处的连接松脱。在此处示出的实例中,断开装置44设置在限制带连接部位42处。
122.图16示出了填充气囊12的最终阶段,在该最终阶段中气囊12进入其充满的状态。由于促动器单元36和第二限制带38都未将第一限制带32相对模块固定地保持在气囊模块14上,所以前壁24能够比在前两种约束状态中更远地向着车辆座椅22的方向运动。因此气囊12被填充直到其较大的第二体积v2。
123.第一限制带32的两个端部52、56与气囊12的前壁24保持牢固连接,然而限制带连接部位42自由地位于气囊12的内部30中。
124.由于排气限制带46也已经与促动器单元36分离,所以如在第二种约束状态中那样排气设备28打开,因而气体能够从气囊12的内部30中排出并且气囊12变得更加柔软。
125.对于设置在仪表板18内的气囊模块14来说,所述三种约束状态的进行方式类似。当然,本发明的原理也可以适用于任何车辆的其它部位的气囊模块14。
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