用于驾驶员安全气囊的可充气装置的制作方法

1.本公开总体上涉及车辆安全气囊。


背景技术：

2.车辆配备有安全气囊。在发生碰撞的情况下，充气机启动并向安全气囊提供充气介质，并且安全气囊在碰撞期间加压并充当乘员的辅助约束装置。安全气囊位于车辆的乘客舱中的各个固定位置处。车辆通常包括安装在方向盘中的驾驶员安全气囊。在充气时，方向盘的轮缘可充当驾驶员安全气囊的反作用表面。


技术实现要素：

3.一种总成包括：方向盘，所述方向盘具有轮毂；安全气囊，所述安全气囊由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置；以及可充气装置，所述可充气装置由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置。所述可充气装置限定充气腔室并且为热塑性弹性体。
4.所述方向盘包括轮缘，当所述安全气囊和所述可充气装置处于未充气位置时，所述轮缘在所述安全气囊与所述可充气装置之间。
5.所述轮缘可为非圆形。
6.所述总成可包括仪表板，所述可充气装置在所述方向盘与所述仪表板之间。
7.所述可充气装置可包括向外面板、在所述向外面板与所述轮毂之间的向内面板以及从所述向内面板延伸到所述向外面板的侧面板，当所述可充气装置处于未充气位置时，所述侧面板被折叠。所述侧面板可以是所述向外面板和所述向内面板之间的无端环。所述向外面板可比所述侧面板厚。所述向内面板可比所述侧面板厚。在所述未充气位置中，所述向外面板可与所述轮毂齐平。所述总成可包括在所述向外面板与所述轮毂之间的撕裂缝。所述轮毂可限定凹部并且所述可充气装置可设置在所述凹部中。在所述已充气位置中，所述向外面板可围绕所述轮毂呈弧形。所述方向盘包括轮缘并且所述侧面板可以是平面的并且在所述已充气位置邻接所述轮缘。
8.所述总成可包括第二可充气装置，所述第二可充气装置由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置，所述第二可充气装置限定第二充气腔室并且为热塑性弹性体。所述可充气装置可与所述第二可充气装置流体地隔离。当处于所述已充气位置时，所述安全气囊可邻接所述可充气装置和所述第二可充气装置。所述轮毂可限定围绕所述轮毂无端地延伸的凹部并且所述可充气装置和所述第二可充气装置可设置在所述凹部中。
9.所述安全气囊可为编织织物。
10.所述可充气装置可被配置为延伸到乘客舱的膝部区域中。
附图说明
11.图1是示出方向盘和仪表板的剖视图。
12.图2是图1的剖视图，其中在已充气位置中，安全气囊和可充气装置从方向盘延伸。
13.图3a是方向盘的透视图，其中以虚线示出外表面以示出可充气装置。
14.图3b是处于未充气位置的可充气装置的透视图。
15.图4是方向盘和仪表板的前视图，其中安全气囊和可充气装置处于已充气位置。
16.图5是车辆的侧视图，其中安全气囊和可充气装置处于已充气位置。
17.图6是仪表板和方向盘的侧视图，其中安全气囊和可充气装置处于已充气位置并以横截面示出。
18.图7是方向盘的一部分的横截面，以示出可充气装置。
具体实施方式
19.参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同的部分，总体上示出了用于车辆12的总成10。总成10包括：方向盘14，所述方向盘具有轮毂16；安全气囊18，所述安全气囊由轮毂16支撑并且可充气到已充气位置；以及可充气装置22，所述可充气装置由轮毂16支撑并且可充气到可充气位置。可充气装置22限定充气腔室24。可充气装置22为热塑性弹性体(tpe)。
20.在车辆12发生碰撞的情况下，可充气装置22充当安全气囊18的反作用表面。在车辆12发生碰撞的情况下，可充气装置22可通过支撑安全气囊18来限制安全气囊18的旋转。由于可充气装置22为安全气囊18提供了反作用表面，因此安全气囊18可与非圆形方向盘14一起使用，如下文所讨论的。
21.车辆12可以是任何合适类型的汽车，例如乘用车或商用车，诸如四门轿车、双门小轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等。例如，车辆12可以是自主车辆。换句话说，车辆12可自主地操作，使得车辆12可在无需驾驶员持续注意的情况下驾驶，即车辆12可在没有人为输入的情况下自行-驾驶。
22.车辆12限定乘客舱28以容纳车辆12的乘员(如果有的话)。乘客舱28可跨车辆12延伸，即从车辆12的一个侧面54延伸到另一个侧面54。乘客舱28包括前端和后端，其中在车辆12的前向移动期间，前端在后端前方。
23.车辆12可包括仪表板20。仪表板20可设置在乘客舱28的前端。仪表板20可支撑车辆控件(包括方向盘14)。仪表板20可跨乘客舱28的前端从车辆12的一个侧面54延伸到车辆12的另一个侧面54。
24.车辆12包括转向系统(未编号)。转向系统控制车轮14的转动。转向系统与方向盘14通信并且从所述方向盘接收输入。转向系统可包括在本领域中已知的具有电动助力转向的齿条和小齿轮系统、线控转向系统，或任何其他合适的系统。方向盘14允许操作员通过将方向盘14的旋转转换成转向齿条的移动而使车辆12转向。转向系统包括支撑方向盘14的转向柱。转向系统可包括转向柱护罩58，所述转向柱护罩覆盖乘客舱28中的转向柱。转向柱护罩58在仪表板20与可充气装置22之间，并且可充气装置22在安全气囊18与转向柱护罩58之间。
25.参考图1至图3，方向盘14的轮毂16可围绕旋转轴线a(在图1中标识)旋转。旋转轴线a通常在车辆纵向方向上延伸。当操作员使方向盘14旋转以使车辆12转弯时，轮毂16围绕旋转轴线a旋转。
26.方向盘14包括由轮毂16支撑的轮缘26。轮缘26可与轮毂16间隔开。具体地，方向盘
14可包括在轮缘26与轮毂16之间的空间，以便驾驶员可抓握轮缘26。
27.轮缘26由轮毂16支撑。轮缘26与轮毂16径向地间隔开。轮缘26可包括与轮毂16间隔开并且彼此间隔开的多个区段(例如，图中所示的桨状控制杆)，所述多个区段可由车辆驾驶员抓握。在这种示例中，方向盘14可包括两个桨状控制杆，所述两个桨状控制杆在方向盘14转向成正直时，在车辆横向方向上彼此间隔开。在这种示例中，方向盘14为非圆形，如下面进一步描述的。轮毂16可相对于轮缘26居中设置。
28.方向盘14可包括一个或多个臂44，所述一个或多个臂从轮毂16延伸到轮缘26。例如，如图所示，方向盘14包括一对臂44，所述一对臂从轮毂16延伸到轮缘26。臂44可从轮毂16延伸到轮缘26，例如延伸到桨状控制杆。方向盘14可包括任何合适数量的臂44，所述臂从轮毂16延伸到轮缘26。臂44可相对于旋转轴线a从轮毂16径向向外延伸到轮缘26。当安全气囊18和可充气装置22处于已充气位置时，臂44在安全气囊18与可充气装置22之间。当安全气囊18和可充气装置22处于已充气位置时，安全气囊18和可充气装置22可邻接臂44。
29.方向盘14可以为非圆形，如图所示。具体地，轮缘26可围绕轮毂16在圆周上为非圆形。作为一个示例，轮缘26在一个方向上可比在另一方向上更长。作为轮缘26为非圆形的另一示例，轮缘26可包括至少两个桨状控制杆，所述至少两个桨状控制杆围绕轮毂16相对于彼此不连续并且当方向盘14转向成正直时在车辆横向方向上与轮毂16间隔开。作为轮缘26为非圆形的其他示例，轮缘26可以是无端的并且是例如椭圆形、矩形、圆角矩形等。在其他示例中，轮缘26可为圆形，即，环。
30.方向盘14(例如，轮缘26)包括顶部50、与顶部50间隔开的底部52以及彼此间隔开并且各自从顶部50延伸到底部52的两个侧部54。具体地，轮缘26可限定方向盘14的顶部50、底部52和侧部54。当方向盘14转向成正直时，方向盘14的顶部50位于方向盘14的底部52上方。
31.在图中所示的包括桨状控制杆的示例中，桨状控制杆可由间隙56间隔开。间隙56可位于方向盘14的顶部50处和/或方向盘14的底部52处。间隙56可在车辆横向方向上伸长。在图中所示的示例中，轮缘26分别包括在顶部50处的一个间隙56、在底部52处的一个间隙56以及在侧部54处的两个桨状控制杆。
32.总成10包括安全气囊总成(未编号)，所述安全气囊总成由方向盘14的轮毂16支撑。参考图5，安全气囊总成包括安全气囊18和充气机62，并且可包括壳体60。充气机62将安全气囊18从未充气位置(图1)充气到已充气位置(图2)。在安全气囊总成包括壳体60的示例中，安全气囊总成的充气机62可由壳体60支撑。在包括壳体60的示例中，壳体60可为任何材料，例如刚性聚合物、金属、复合材料等。
33.安全气囊18由轮毂16支撑并且可从未充气位置充气到已充气位置。作为一个示例，安全气囊总成可包括连接到轮毂16的壳体60，其中安全气囊18由壳体60支撑。在这种示例中，安全气囊总成的壳体60由方向盘14支撑。具体地，壳体60由方向盘14的轮毂16支撑并且安全气囊18通过壳体60由轮毂16支撑。安全气囊18在车辆向后方向上远离轮毂16朝向驾驶员充气。
34.安全气囊18可被称为驾驶员安全气囊。安全气囊18可被支撑在方向盘14的车辆后向侧54上，即，安全气囊18被轮毂16支撑在方向盘14的车辆后向侧54上。当驾驶员围绕旋转轴线a转动方向盘14以使车辆12转弯时，安全气囊18与方向盘14一起围绕旋转轴线a旋转。
35.安全气囊18可沿着旋转轴线a朝向乘客舱28的后端充气，即，当安全气囊18处于已充气位置时，安全气囊18可朝向驾驶员座椅延伸到乘客舱28中。当安全气囊18充气到已充气位置时，安全气囊18从旋转轴线a径向地延伸。当安全气囊18处于已充气位置时，与方向盘14的轮缘26相对于旋转轴线a径向向外延伸相比，安全气囊18可相对于旋转轴线a径向向外延伸得更远。
36.安全气囊18可为编织尼龙纱线，例如尼龙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。
37.安全气囊总成的充气机62与安全气囊18流体连通。充气机62用充气介质(诸如气体)使安全气囊18膨胀，以将安全气囊18从未充气位置移动到已充气位置。充气机62可由任何合适的部件支撑。例如，充气机62可由壳体60支撑，如上所述。充气机62可以例如是烟火式充气机，所述烟火式充气机点燃化学反应以生成充气介质；存储气体式充气机，所述存储气体式充气机(例如，通过烟火阀)释放存储的气体作为充气介质；或混合体。充气机62可例如至少部分地在安全气囊18的充气腔室中以将充气介质直接输送到充气腔室，或者可通过填充管、扩散器等连接到充气腔室。
38.参考图3至图6，可充气装置22由轮毂16支撑。可充气装置22可在未充气位置中设置在轮毂16中，并且在已充气位置中从轮毂16延伸并由其保持支撑。可充气装置22远离轮毂16径向充气。
39.总成10可包括一个以上的可充气装置22。作为一个示例，图中所示的示例包括两个可充气装置22，即，第一可充气装置22和第二可充气装置22。在包括一个以上的可充气装置22的示例中，可充气装置22可具有共同的设计和功能。在图中所示的示例中，可充气装置22是彼此的镜像。在包括多个可充气装置22的示例中，可充气装置22可以是流体隔离的，即，可充气装置22的充气腔室24彼此不流体连通。
40.当处于已充气位置时，安全气囊18可邻接可充气装置22。当安全气囊18和可充气装置22两者都处于可充气位置时，安全气囊18接触可充气装置22的侧面板38。这种接触可允许可充气装置22充当反作用表面以在驾驶员撞击安全气囊18期间控制驾驶员的运动。例如，在沿车辆12向前方向推动驾驶员的车辆碰撞期间，当驾驶员朝向仪表板20移动时，安全气囊18被推靠在可充气装置22上，并且可充气装置22为驾驶员向前移动车辆12提供阻力，从而控制驾驶员的运动。可充气装置22充当反作用表面，因为可充气装置22的材料(即，热塑性弹性体)比安全气囊18的材料更具刚性和/或因为可充气装置22邻接可充气装置的另一个车辆前方部件，例如仪表板20。
41.在未充气位置和已充气位置中，可充气装置22在方向盘14的轮缘26与仪表板20之间。具体地，在未充气位置中，轮缘26从轮毂16延伸到可充气装置22在轮毂16中的位置的前方。图6示出了在轮缘26与仪表板20之间的可充气装置22。
42.当安全气囊18和可充气装置22处于已充气位置时，轮缘26在安全气囊18与可充气装置22之间。具体地，安全气囊18从方向盘14沿车辆向后方向并且相对轮缘26沿车辆向后方向充气。可充气装置22从方向盘14相对轮缘26沿车辆向前方向径向地充气。在已充气位置中，可充气装置22和安全气囊18均可邻接轮缘26，如图6所示。
43.如上所述，可充气装置22为热塑性弹性体。具体地，可充气装置22具有壁，所述壁
为热塑性弹性体(tpe)。可充气装置22的壁限定充气腔室24。热塑性弹性体具有热塑性和弹性这两种性质。tpe的类型包括苯乙烯类嵌段共聚物、热塑性烯烃、弹性体合金、热塑性聚氨酯、热塑性共聚酯和热塑性聚酰胺。可充气装置22的壁的材料为固体、非编织物、织物等。作为一个示例，可充气装置22，并且具体地可充气装置22的壁可通过注塑成型形成。
44.总成10包括充气机32。充气机32与充气腔室24流体连通。充气腔室24填充有使可充气装置22充气的充气介质。具体地，充气机32用充气介质(诸如气体)使充气腔室24膨胀，以将可充气装置22从未充气位置移动到已充气位置。在包括一个以上可充气装置22的示例中，总成10可包括为每个可充气装置22供给的一个充气机32，或者可包括各自专用于可充气装置22的多个充气机32。充气机32可由任何合适的部件支撑。例如，充气机32可由轮毂16支撑。充气机32可以例如是烟火式充气机，所述烟火式充气机点燃化学反应以生成充气介质；存储气体式充气机，所述存储气体式充气机(例如，通过烟火阀)释放存储的气体作为充气介质；或混合体。充气机32可例如至少部分地在充气腔室24中以将充气介质直接地输送到充气腔室24，或者可通过填充管、扩散器等连接到充气腔室24。
45.可充气装置22包括向外面板34、向内面板36和侧面板38。向外面板34相对于轮毂16形成可充气装置22的最外表面。向内面板36在向外面板34与轮毂16之间。可充气装置22可在向内面板36处连接到轮毂16。侧面板38从向内面板36延伸到向外面板34。侧面板38可为无端环。向外面板34、向内面板36和侧面板38可为一体式的，即单个均匀的材料件，没有接缝、接头、紧固件或粘合剂将它们固持在一起。作为一个示例，向外面板34、向内面板36和侧面板38可例如通过注塑成型同时形成为单个连续单元。相比之下，非一体式部件是单独形成的并且随后例如通过粘合剂、焊接等进行组装。
46.参考图3和图7，当可充气装置22处于未充气位置时，侧面板38被折叠。侧面板38以手风琴方式被折叠。侧面板38的折叠压缩可充气装置22并允许可充气装置22与轮毂16包装在一起。
47.向外面板34可比向内面板36和/或侧面板38厚。作为一个示例，向外面板34可具有4mm至8mm厚的壁厚，侧面板38可具有2mm至4mm的壁厚，并且侧面板38可具有2mm至4mm的壁厚。
48.在未充气位置中和/或在已充气位置中，向外面板34可围绕轮毂16呈弧形。具体地，向外面板34可围绕轮毂16(例如，围绕旋转轴线a)周向弯曲。在未充气位置中，向外面板34可遵循轮毂16的轮廓，如下所述。在已充气位置，向外面板34可为半圆形。在包括两个可充气装置22的示例中，可充气装置22可彼此邻接以组合地围绕旋转轴线a环绕轮毂16。具体地，在未充气位置中，向外面板34可彼此邻接以环绕轮毂16。在已充气位置中，侧面板38的各部分可彼此邻接，使得可充气装置46组合地环绕轮毂16。
49.在未充气位置中，向外面板34可与轮毂16的外表面64齐平，如图3所示。具体地，如图7所示，轮毂16可凹入，使得当可充气装置22连接到轮毂16时，轮毂16的外表面64与向外面板34齐平。在这种示例中，轮毂16可具有接纳可充气装置22的凹部40。如上所述，侧面板38可在未充气位置中折叠以适应包装在凹部40中，其中向外面板34与轮毂的外表面64齐平。凹部40可以是围绕轮毂16无端的。例如，在包括两个可充气装置22的示例中，可充气装置22可彼此邻接以在凹部中围绕轮毂16无端地延伸。
50.向外面板34可遵循轮毂16的外表面64的轮廓。向外面板34可具有a级表面。具体
地，向外面板34可与轮毂16的外表面64的外观相匹配，使得可充气装置22在未充气位置被隐藏。
51.在一个示例中，如图7所示，可充气装置22固定到轮毂16。在这种示例中，可充气装置可具有在凹部40中接合轮毂16的连接件68。例如，连接件68可以是可与轮毂中的孔70接合的圣诞树紧固件(christmas tree fastener)。在这种示例中，连接件68可与向内面板36成一体，如图7所示。另外或替代地，连接件70可延伸穿过向外面板34和外表面64以将可充气装置22接合到轮毂16。作为一个示例，连接件70可为螺纹紧固件。在图7所示的示例中，向外面板34可具有撕裂缝66，所述撕裂缝允许可充气装置22释放并膨胀到已充气位置。撕裂缝66可为例如材料厚度减小的线和/或穿孔，以在受到足够的力时引起沿撕裂缝66的撕裂。
52.作为另一示例，轮毂16和可充气装置22可为一体式的，即单个均匀的材料件，没有接缝、接头、紧固件或粘合剂将它们固持在一起。作为一个示例，轮毂16和可充气装置22可例如通过注塑成型同时形成为单个连续单元。在轮毂16和可充气装置22为一体式的示例中，轮毂16和可充气装置22可在撕裂缝处接合。撕裂缝可为例如材料厚度减小的线和/或穿孔，以在受到足够的力时引起沿撕裂缝的撕裂。
53.车辆12可包括计算机，例如约束控制模块。计算机可为经由电路、芯片或其他电子部件实施的基于微处理器的计算装置。例如，计算机可包括处理器、存储器等。计算机的存储器可存储可由处理器执行的指令以及数据和/或数据库。处理器被编程为响应于车辆碰撞而发起对安全气囊18的充气和对可充气装置22的充气。具体地，处理器被编程为响应于车辆碰撞而启动充气机32、62。
54.车辆12可包括碰撞传感器(未示出)。碰撞传感器被编程为检测对车辆12的碰撞。碰撞传感器可为任何合适的类型，例如：接触后传感器，诸如加速度计、压力传感器和接触开关；以及碰撞前传感器，诸如雷达、激光雷达和视觉感测系统。视觉系统可包括一个或多个相机、ccd图像传感器、cmos图像传感器等。碰撞传感器可位于车辆12中或车辆上的多个点处。
55.车辆12可包括通信网络。通信网络包括硬件，诸如通信总线，以用于促进车辆部件之间的通信。通信网络可根据诸如控制器局域网(can)、以太网、wifi、局域互连网(lin)、和/或其他有线或无线机制的多种通信协议来促进车辆部件之间的有线或无线通信。计算机、碰撞传感器和充气机32、62经由通信网络进行通信。
56.在碰撞传感器检测到的车辆碰撞期间，计算机指示充气机32、62启动。充气机32对可充气装置22充气，并且充气机62对安全气囊18充气。如上所述，可充气装置22充当安全气囊18的反作用表面以定位安全气囊。具体地，可充气装置22将安全气囊18保持在可充气装置22的车辆向后位置以相对于乘员定位安全气囊18并在受到乘员碰撞时控制安全气囊18的移动，使得安全气囊18控制乘员的运动。可充气装置22可控制乘员的运动。例如，在图中所示的示例中，充气装置22中的一个从方向盘14向下延伸并在处于已充气位置时控制车辆12乘员的膝部的运动。具体地，充气装置22被配置为延伸到乘客舱28的膝部区域中。乘客舱的膝部区域是通常由车辆12的座椅中乘员的膝部占据的体积。具体地，膝部区域在处于已充气位置的可充气装置22与座椅的座椅底部之间。
57.已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语意图具有描述性词语而非限制性词语的性质。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。
58.根据本发明，提供了一种总成，所述总成具有：方向盘，所述方向盘具有轮毂；安全气囊，所述安全气囊由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置；以及可充气装置，所述可充气装置由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置，所述可充气装置限定充气腔室并且为热塑性弹性体。
59.根据一个实施例，所述方向盘包括轮缘，当所述安全气囊和所述可充气装置处于未充气位置时，所述轮缘在所述安全气囊与所述可充气装置之间。
60.根据一个实施例，所述轮缘为非圆形。
61.根据一个实施例，本发明的特征还在于仪表板，所述可充气装置在所述方向盘与所述仪表板之间。
62.根据一个实施例，所述可充气装置包括向外面板、在所述向外面板与所述轮毂之间的向内面板以及从所述向内面板延伸到所述向外面板的侧面板，当所述可充气装置处于未充气位置时，所述侧面板被折叠。
63.根据一个实施例，所述侧面板为所述向外面板与所述向内面板之间的无端环。
64.根据一个实施例，所述向外面板比所述侧面板厚。
65.根据一个实施例，所述向内面板比所述侧面板厚。
66.根据一个实施例，在所述未充气位置中，所述向外面板与所述轮毂齐平。
67.根据一个实施例，本发明的特征还在于在所述向外面板与所述轮毂之间的撕裂缝。
68.根据一个实施例，所述轮毂限定凹部并且所述可充气装置设置在所述凹部中。
69.根据一个实施例，在所述已充气位置中，所述向外面板围绕所述轮毂呈弧形。
70.根据一个实施例，所述方向盘包括轮缘并且所述侧面板是平面的并且在所述已充气位置邻接所述轮缘。
71.根据一个实施例，本发明的特征还在于第二可充气装置，所述第二可充气装置由所述轮毂支撑并且可充气到已充气位置，所述第二可充气装置限定第二充气腔室并且为热塑性弹性体。
72.根据一个实施例，所述可充气装置与所述第二可充气装置流体地隔离。
73.根据一个实施例，当处于所述已充气位置时，所述安全气囊邻接所述可充气装置和所述第二可充气装置。
74.根据一个实施例，所述轮毂限定围绕所述轮毂无端地延伸的凹部并且所述可充气装置和所述第二可充气装置设置在所述凹部中。
75.根据一个实施例，所述安全气囊为编织织物。
76.根据一个实施例，所述可充气装置被配置为延伸到乘客舱的膝部区域中。