带有主动排气孔的车辆安全气囊的制作方法
【专利摘要】一种装置包括大体上封闭一内部空间的主体。该主体可弹性地膨胀至一充气结构。装置进一步包括主体中的排气孔和至少部分地覆盖排气孔的排气孔盖。排气孔和排气孔盖限定从内部空间到主体外部的通道。在主体的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，排气孔盖使通道与主体内部空间内的压力增加成比例地压缩。
【专利说明】
带有主动排气孔的车辆安全气囊
技术领域
[0001 ]本发明总体上涉及一种用于车辆的安全气囊，并且具体地，涉及一种带有主动排气孔的车辆安全气囊。
【背景技术】
[0002]例如汽车这样的车辆可以包括用于保护乘客免受碰撞影响的装置，例如，安全带、安全气囊和能量吸收机构。然而，目前难以针对某些碰撞情况的不同来调节所有这些装置，例如在大众市场的乘用车辆的设计中由于乘员的尺寸和/或车辆可能行驶的速度而不同的施加于安全气囊的力的大小和方向。举例来说，典型的现有安全气囊设计成充气至在相对高的测试速度下相对于优选的吸收性能来确定的设定压力，并因此仅为所有碰撞提供单一的刚度。正因如此，该刚度可能不会使涉及相对较小的力的撞击事件最优化，例如相对低速的撞击事件。另外，用于主动调整像安全气囊这样的装置展开的当前机构一一例如在不同情况下提供可变的刚度性能存在着包括复杂性和成本在内的不足。
【发明内容】
[0003]根据本发明，提供一种装置，包含:
[0004]大体上封闭一内部空间的主体，该主体可弹性地膨胀至一充气结构；
[0005]主体中的排气孔；以及
[0006]排气孔盖，该排气孔盖至少部分地覆盖排气孔，该排气孔和排气孔盖限定从内部空间到主体外部的通道；
[0007]其中，在主体的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，排气孔盖使通道与主体的内部空间内的压力增加成比例地压缩。
[0008]在本发明的一个实施例中，在主体的充气结构中，排气孔的至少一部分在排气孔盖的外部延伸。
[0009]在本发明的一个实施例中，排气孔盖在至少一个方向上大于排气孔。
[0010]在本发明的一个实施例中，排气孔盖包括波纹部，主体包括邻近排气孔的至少一部分的波纹部，并且排气孔盖的波纹部和主体的波纹部是偏移的。
[0011]在本发明的一个实施例中，主体包括邻近排气孔的至少两个相对部分的波纹部，并且排气孔盖的波纹部相对于主体的位于排气孔的至少两个相对部分的每一部分的波纹部是偏移的。
[0012]在本发明的一个实施例中，主体和排气孔盖具有单一的材料成分。
[0013]在本发明的一个实施例中，处于和大于主体的内部空间的压力阈值时，排气孔和排气孔盖保持通道的最小尺寸。
[0014]在本发明的一个实施例中，排气孔盖完全覆盖排气孔。
[0015]在本发明的一个实施例中，该装置进一步包含:
[0016]多个排气孔；
[0017]相应的多个排气孔盖，每个排气孔盖具有部分地覆盖排气孔之一的至少一部分，排气孔和排气孔盖分别限定从内部空间到主体外部的多个通道，
[0018]其中，在主体的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，排气孔盖分别使通道与主体的内部空间内的压力增加成比例地压缩。
[0019]根据本发明，提供一种安全气囊模块，包含:
[°02°]气体发生器；
[0021 ]大体上封闭一内部空间的主体，气体发生器与内部空间流体连通，主体可弹性地膨胀至一充气结构；
[0022]主体中的排气孔；以及
[0023]排气孔盖，该排气孔盖至少部分地覆盖排气孔，排气孔和排气孔盖限定从内部空间到主体外部的通道；
[0024]其中，在主体的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，排气孔盖使通道与主体的内部空间内的压力增加成比例地压缩。
[0025]在本发明的一个实施例中，在主体的充气结构中，排气孔的至少一部分在排气孔盖的外部延伸。
[0026]在本发明的一个实施例中，排气孔盖在至少一个方向上大于排气孔。
[0027]在本发明的一个实施例中，排气孔盖包括波纹部，主体包括邻近至少一部分排气孔的波纹部，并且排气孔盖的波纹部和主体的波纹部是偏移的。
[0028]在本发明的一个实施例中，在主体的充气结构中，排气孔盖使通道与主体的内部空间内的压力减小成比例地打开。
[0029]在本发明的一个实施例中，主体和排气孔盖具有单一的材料成分。
[0030]在本发明的一个实施例中，主体和排气孔盖是一体成型的。
[0031]在本发明的一个实施例中，处于和大于主体的内部空间的压力阈值时，排气孔和排气孔盖保持通道的最小尺寸。
[0032]在本发明的一个实施例中，该安全气囊模块进一步包含:
[0033]多个排气孔；
[0034]相应的多个排气孔盖，每个排气孔盖具有部分地覆盖排气孔之一的至少一部分，排气孔和排气孔盖分别限定从内部空间到主体外部的多个通道，
[0035]其中，在主体的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，排气孔盖分别使通道与主体的内部空间内的压力增加成比例地压缩。
[0036]根据本发明，提供一种装置，包含:
[0037]大体上封闭一内部空间的安全气囊囊袋，该囊袋配置成可操作地连接至车辆安全气囊模块，囊袋可弹性地膨胀至一充气结构；
[0038]囊袋中的主动排气孔，该主动排气孔限定从内部空间到囊袋外部的通道，主动排气孔包括排气孔和排气孔盖，排气孔盖至少部分地覆盖排气孔；
[0039]其中在囊袋的充气结构中以及在内部空间的压力阈值内，主动排气孔反比于囊袋的内部空间内的压力变化来调节通道。
[0040]在本发明的一个实施例中，处于和大于囊袋的内部空间的压力阈值时，主动排气孔保持通道的最小尺寸。
【附图说明】
[0041 ]图1是示例性车辆的示意性顶视图；
[0042]图2是依据本公开的原理的示例性安全气囊囊袋的透视图；
[0043]图3A是处在第一位置的依据本公开的原理的主动安全气囊排气孔的示例性顶部剖视图；
[0044]图3B是处在第二位置的图3A的排气孔的示例性顶部剖视图；
[0045]图3C是图3A-B的排气孔的示例性平面视图；
[0046]图4A是处在第一位置的依据本公开的原理的另一主动安全气囊排气孔的示例性顶部剖视图；
[0047]图4B是处在第二位置的图4A的排气孔的示例性顶部剖视图；
[0048]图4C是图4A-B的排气孔的示例性平面视图；
[0049]图5A是处在第一位置的依据本公开的原理的另一主动安全气囊排气孔的示例性顶部剖视图；
[0050]图5B是处在第二位置的图5A的排气孔的示例性顶部剖视图；
[0051 ]图5C是处于第二位置的图5A的排气孔的示例性顶部剖视图；
[0052]图6是说明依据本公开的原理的主动排气孔的尺寸与施加在包括该排气孔的安全气囊上的压力之间的反比关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0053]依据本公开的原理的主动安全气囊排气孔与施加在安全气囊上的压力成反比地操作。也就是说，典型的可弹性变形的安全气囊具有在安全气囊上压力增加的情况下膨胀的排气孔，与这种典型的安全气囊相比，依据本公开的原理的主动安全气囊排气孔在安全气囊上的压力增加的情况下压缩或关闭。正因如此，依据本发明的具有主动排气孔的安全气囊可以具有依据施加到安全气囊的力的大小可变的刚度性能。例如，通常具有较大刚度的安全气囊优先缓冲相对高速下的和/或涉及重量相对大的物体的碰撞。在对充气的安全气囊施加力时使用本公开的主动排气孔的反比例调整，排气孔从初始充气位置压缩，并且安全气囊依据相对高的撞击力而表现出相对增强的刚度。在其它示例中，对于相对较小的物体，或在行进方向上意料之外的物体，需要较小的刚度。使用本公开的主动排气孔，这种相对较小的、可接受的刚度可以由排气孔的初始位置来提供，并可以响应于这种力而得到保持或大体上保持。在力从气囊上去除后，排气孔打开并释放由施加的力引起的压缩。此夕卜，在依据本公开的具有主动排气孔的安全气囊充气的过程中一一即在与安全气囊预期的撞击之前，主动排气孔可以相对减小充气压力。正因如此，依据本公开的原理具有主动排气孔的安全气囊车辆的支撑结构上和在充气期间的安全气囊的充气路径中施加相对小的力。车辆支撑结构上的较小的力可以增加耐久性或增加那些结构的耐久性和稳健性。充气路径中的较小的力可以在离位乘员——即，在安全气囊充气过程中意外地处在充气通道中的乘员一一的情况下提供更合适的特性。
[0054]图1是具有前端110和后端120的车辆100的示例性示意图。车辆100包括车架总成130，以及乘客舱140。该车架总成130包括在横向方向上横穿车辆100的仪表板梁150。仪表板梁150在乘客舱140的纵向前方，并且与乘客舱140相邻。仪表板梁150支撑至少一个安全气囊模块160。安全气囊模块160包括安全气囊囊袋162和气体发生器164。
[0055]车辆100在一定条件下操作一个或更多安全气囊模块160，例如，与车辆100的前端110的某种程度的碰撞。例如，车辆100可以包括与安全气囊模块160通信的车辆计算机(未示出)，该车辆计算机总体包括处理器和存储器，该存储器包括一种或更多种形式的计算机可读介质，并储存可由处理器用于实现各种操作而执行的指令。进一步地，计算机可以包括多于一个的计算装置，例如，用于各种车辆部件的控制器，例如发动机控制单元(ECU)、动力传动系统控制单元(TCU)等。计算机可以向车辆中的各种装置传送消息，和/或接收来自例如控制器、致动器、传感器等这样的包括安全气囊模块160的各种装置的消息。
[0056]图2是安全气囊囊袋162的透视图。囊袋162包括由弹性可变形材料制成的主体200 ο在一些实施方式中，主体200包括塑料材料。主体200大体上包含内部空间201 (图3A-3C)。气体发生器164与内部空间201流体连通，并且主体200可弹性地膨胀至一充气结构。
[0057]囊袋162可以根据特定的应用和安全气囊模块160的位置而具有各种各样的结构。囊袋162可以包括用于与车辆100的特定结构接合的突起202。在一个示例性实施方式中，囊袋162可以在主动手套箱应用中使用，并且突起202可以对应于和/或附接至手套箱的各个结构特征。应当理解的是，依据本发明的原理的安全气囊囊袋可以被用于各种各样的车辆应用和位置，例如，通过非限制性示例，在转向柱处、在座椅或座椅靠背内、在车辆内饰的相对刚性的部分等。
[0058]囊袋162包括主动排气孔210。排气孔210由孔部分212和盖部分214来限定。正如这里所述，盖部分214至少部分地覆盖孔部分212，并与孔部分212配置成只要压力低于最大压力阈值，便使从内部空间201至囊袋162外部区域220的通道216与在充气时囊袋162内的压力的改变成比例地压缩。通过这种可变的排气，充气的囊袋162根据在充气时施加于囊袋162的力的大小来提供可调节的刚度性能。一旦力被除去，至少只要囊袋162保持充气，主动排气孔210就可以再次打开至初始位置。正因如此，囊袋162调整以适应各种情况，该各种情况可以随着撞击安全气囊的程度而变化，包括尺寸、速度和撞击物体的方向。
[0059]盖部分214可以和主体200具有相同的材料成分，并且可以与主体200—体成型。
[0060]在图2的示例性说明中示出了具有一个排气孔210的囊袋162。应当理解的是，依据本公开的原理的安全气囊囊袋可以包括多个主动排气孔。
[0061]参照图3A-3C，在一个实施方式中，排气孔210配置有孔部分212，该孔部分212部分地延伸在盖部分214的外部。特别地，在盖部分214相对的两侧的孔部分212内限定有第一和第二开口区域230、232。特别参照图3A和3B，盖部分214可以不定地远离主体200的邻近部分伸出，反比于内部空间201的压力一一也就是说，反比于设定的充气压力和由任何与囊袋162发生的撞击所导致的压力一一来调整通道216的尺寸。在最大压力阈值或高于最大压力阈值时，囊袋162延长盖部分214，使其大体上与主体200的邻近部分成一平面，并且通道216被压缩至由第一和第二开口区域230、232限定的最小尺寸。
[0062]参照图4A-4C，说明了依据本公开的原理的另一主动排气孔210’。应当理解的是，这里所描述的关于排气孔210的车辆100、安全气囊模块160、以及安全气囊囊袋162同样适用于排气孔210’，并且因此这里不再重复。
[0063]排气孔210’包括孔部分212’和盖部分214’。盖部分214’在至少一个横穿孔部分212’的长度上大于孔部分212’。也就是说，至少在孔部分212’的边缘之间的盖部分214’的尺寸d2大于以孔部分212’的边缘为边界的相应区域的尺寸CU。在一些实施方式中，正如图4C特别描述的那样，盖部分214’在许多方向上都大于孔部分212’，并且具有完全覆盖孔部分212’的表面区域。
[0064]盖部分214’远离孔部分212’弯曲或变弯，以限定通道216’。随着内部空间201’内压力的增大，通道216’被压缩。由于出在至少一个方向上大于CU，所以通道216’在最大压力阈值时保持最小尺寸，包括在盖部分214’完全覆盖孔部分212 ’的实施方式例中(图4C)。
[0065]参照图5A-5C，说明了依据本公开的原理的另一主动排气孔210”。应当理解的是，这里所描述的关于排气孔210的车辆100、安全气囊模块160、以及安全气囊囊袋162同样适用于排气孔210”，并且因此这里不再重复。
[0066]排气孔210”的盖部分214”至少部分地呈波纹状，S卩，包括波浪状波纹部222”。波纹部222”与主体200”上邻近孔部分212”的的至少一组波纹部224”偏移对齐(off setalignment)。在一些实施方式中，同样相对于排气孔盖214”的波纹部222”偏移对齐的另一组波纹部226”处于主体200上相对于波纹部224”与排气孔212”相对的部分。正因如此，盖部分214”和主体200”的偏移波纹部远离孔部分212”弯曲或变弯，以共同限定通道216”。随着内部空间201”内的压力增加，排气孔210”使波纹部的空间一一从而使通道216”一一在最大压力阈值时压缩至最小尺寸。
[0067]参照图6，用图表说明了减小的充气压力以及施加到充气的安全气囊的力与排气孔尺寸之间的反比关系二者。依据本公开的原理的主动排气孔在安全气囊未充气状态下处于其最大尺寸。在充气过程中，当排气孔被压缩时，充气压力相对小于典型设计的可弹性变性安全气囊，在该典型设计的可弹性变性安全气囊中，排气孔将在其最小尺寸时开始。在最小操作压力下，本公开的主动排气孔具有尺寸V1。本公开的主动排气孔可以根据施加到充气的安全气囊的力的大小而压缩至最小尺寸V2，并因此提供一系列刚度性能。相反地，典型的现有可弹性变形安全气囊仅标定为单一的刚度，在图6中显示为V。
[0068]依据本公开的具有含主动排气孔的安全气囊囊袋的安全气囊模块可以进一步依据本公开以多种方式变化。例如，各种组件可以被设置于不同的结构中。在另一示例中，根据本公开的安全气囊模块及其组件可包括各种材料。
[0069]在附图中，相同的附图标记指示相同的元件。进一步地，一些或所有这些元件可以被改变。因此，应当理解的是，上述说明旨在说明而不是限制。除了提供的示例，在阅读上述说明时许多实施例和应用对于本领域技术人员是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明来确定，而是应该参照权利要求连同这些权利要求所享有的全部等同范围确定。可以预见和预期的是未来的发展将会发生在本发明讨论的技术领域，且本发明所公开的系统和方法将会被结合到这些未来的实施例中。总之，应当理解的是，本发明能够进行修改和变化，并且仅由下列权利要求限制。
[0070]在权利要求中使用的所有术语旨在被给予它们最合理的结构和它们如本领域技术人员理解的通常含义，除非在此作出明确相反的指示。特别是单数冠词如“一”、“该”、“所述”等的使用应被理解为叙述一个或多个所示元件，除非权利要求中叙述了明确相反的限制。
【主权项】
1.一种装置，包含: 大体上封闭一内部空间的主体，所述主体可弹性地膨胀至一充气结构； 所述主体中的排气孔；以及 排气孔盖，所述排气孔盖至少部分地覆盖所述排气孔，所述排气孔和所述排气孔盖限定从所述内部空间到所述主体外部的通道； 其中，在所述主体的所述充气结构中以及在所述内部空间的压力阈值内，所述排气孔盖使所述通道与所述主体的所述内部空间内的压力增加成比例地压缩。2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述主体的所述充气结构中，所述排气孔的至少一部分在所述排气孔盖的外部延伸。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述排气孔盖在至少一个方向上大于所述排气孔。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述排气孔盖包括波纹部，所述主体包括邻近所述排气孔的至少一部分的波纹部，并且所述排气孔盖的所述波纹部和所述主体的所述波纹部是偏移的。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述主体包括邻近所述排气孔的至少两个相对部分的波纹部，并且所述排气孔盖的所述波纹部相对于所述主体的位于所述排气孔的至少两个相对部分的每一部分的所述波纹部是偏移的。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述主体和所述排气孔盖具有单一的材料成分。7.根据权利要求1所述的装置，其中处于和大于所述主体的所述内部空间的所述压力阈值时，所述排气孔和所述排气孔盖保持所述通道的最小尺寸。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述排气孔盖完全覆盖所述排气孔。9.根据权利要求1所述的装置，进一步包含: 多个所述排气孔； 相应的多个所述排气孔盖，每个所述排气孔盖具有部分地覆盖所述排气孔之一的至少一部分，所述排气孔和所述排气孔盖分别限定从所述内部空间到所述主体外部的多个所述通道， 其中，在所述主体的所述充气结构中以及在所述内部空间的所述压力阈值内，所述排气孔盖分别使所述通道与所述主体的所述内部空间内的压力增加成比例地压缩。10.—种安全气囊模块，包含: 气体发生器； 大体上封闭一内部空间的主体，所述气体发生器与所述内部空间流体连通，所述主体可弹性地膨胀至一充气结构； 所述主体中的排气孔；以及 排气孔盖，所述排气孔盖至少部分地覆盖所述排气孔，所述排气孔和所述排气孔盖限定从所述内部空间到所述主体外部的通道； 其中，在所述主体的所述充气结构中以及在所述内部空间的压力阈值内，所述排气孔盖使所述通道与所述主体的所述内部空间内的压力增加成比例地压缩。11.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中在所述主体的所述充气结构中，所述排气孔的至少一部分在所述排气孔盖的外部延伸。12.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中所述排气孔盖在至少一个方向上大于所述排气孔。13.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中所述排气孔盖包括波纹部，所述主体包括邻近至少一部分所述排气孔的波纹部，并且所述排气孔盖的所述波纹部和所述主体的所述波纹部是偏移的。14.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中在所述主体的所述充气结构中，所述排气孔盖使所述通道与所述主体的所述内部空间内的压力减小成比例地打开。15.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中所述主体和所述排气孔盖具有单一的材料成分。16.根据权利要求15所述的安全气囊模块，其中所述主体和所述排气孔盖是一体成型的。17.根据权利要求10所述的安全气囊模块，其中处于和大于所述主体的所述内部空间的所述压力阈值时，所述排气孔和所述排气孔盖保持所述通道的最小尺寸。18.根据权利要求10所述的安全气囊模块，进一步包含: 多个所述排气孔； 相应的多个所述排气孔盖，每个所述排气孔盖具有部分地覆盖所述排气孔之一的至少一部分，所述排气孔和所述排气孔盖分别限定从所述内部空间到所述主体外部的多个所述通道， 其中，在所述主体的所述充气结构中以及在所述内部空间的所述压力阈值内，所述排气孔盖分别使所述通道与所述主体的所述内部空间内的压力增加成比例地压缩。19.一种装置，包含: 大体上封闭一内部空间的安全气囊囊袋，所述囊袋配置成可操作地连接至车辆安全气囊模块，所述囊袋可弹性地膨胀至一充气结构； 所述囊袋中的主动排气孔，所述主动排气孔限定从所述内部空间到所述囊袋外部的通道，所述主动排气孔包括排气孔和排气孔盖，所述排气孔盖至少部分地覆盖所述排气孔； 其中在所述囊袋的所述充气结构中以及在所述内部空间的压力阈值内，所述主动排气孔反比于所述囊袋的所述内部空间内的压力变化来调节所述通道。20.根据权利要求19所述的装置，其中处于和大于所述囊袋的所述内部空间的所述压力阈值时，所述主动排气孔保持所述通道的最小尺寸。
【文档编号】B60R21/239GK106064600SQ201610249091
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月20日 公开号201610249091.1, CN 106064600 A, CN 106064600A, CN 201610249091, CN-A-106064600, CN106064600 A, CN106064600A, CN201610249091, CN201610249091.1
【发明人】拉杰·S·罗伊乔杜里, 约翰·扬
【申请人】福特全球技术公司