包括可膨胀部件的燃料箱总成的制作方法

本发明涉及一种机动车辆的燃料箱总成，尤其设计一种包括可膨胀部件的燃料箱总成。

背景技术：

车辆会经受各种标准化测试，比如由美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)规定的联邦机动车辆安全标准(FMVSS)。一个这样的管理燃油系统完整性的标准是FMVSS 301。具体来说，FMVSS 301规定了高达50英里每小时速度的追尾碰撞下的燃料溢出量要求。某些车辆，例如警车，可以在高达70英里每小时速度下进行追尾碰撞测试。

来自追尾碰撞产生的作用力可能会促使车辆变形，包括燃料箱周围的区域。车辆包括可以被设计为包括结构增强件或防护件以吸收和/或使这些作用力远离燃料箱。这些附加组件可能会不利地给车辆增加设计和材料成本、复杂性和重量。因此，仍然存在这样的机会，即设计一种燃料箱总成，其满足如FMVSS 301这样的测试同时减少燃料箱总成周围区域中的结构增强和/或防护件的复杂性和重量。

此外，对于某些车辆，如警车和运动型多用途车，额外增强件和结构屏障可被添加到车辆，以期防止燃料箱的损坏或溢出，例如，由于刺穿，特别是在如超过70英里每小时的较高速度下。这些增强件和结构屏障可能会导致更多的成本和重量。因此，仍然存在这样的机会，即设计一种燃料箱，其吸收这些撞击同时减少附加结构增强件和/或防护件以及因此带来的附加成本和重量。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种燃料箱总成，包含：

燃料箱，燃料箱包括朝向第一方向的第一部分、朝向与第一方向相反的第二方向的第二部分、以及在第一部分和第二部分之间延伸并且朝向与第一和第二方向横切的后方的后部；和

气囊总成，气囊总成连接到第一部分、第二部分和后部。

根据本发明的一个实施例，燃料箱包括朝向与后方相反的前方的前部，并且气囊总成连接到前部。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括可膨胀部件，可膨胀部件跨过第一部分、第二部分和后部连续地延伸。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括由拉胀材料制成的可膨胀部件。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括由超高分子量聚乙烯材料制成的可膨胀部件。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括可膨胀部件和翼片，翼片沿所述可膨胀部件间隔设置，翼片被连接到第一部分、第二部分、和后部。

根据本发明的一个实施例，燃料箱包括沿着第一部分、第二部分、和后部延伸的至少一个凸缘，翼片被连接到凸缘上。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括可膨胀部件和可膨胀部件上的外罩。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括翼片，该翼片连接到可膨胀部件并沿着可膨胀部件间隔设置并且穿过外罩延伸，翼片被连接到第一部分、第二部分、和后部。

根据本发明，提供一种系统，包括：

燃料箱，燃料箱包括朝向第一方向的第一部分、朝向与第一方向相反的第二方向的第二部分、以及在第一部分和第二部分之间延伸并且朝向与第一和第二方向横切的后方的后部；和

气囊总成，气囊总成连接到所述第一部分、第二部分和后部；和

与气囊总成连通的充气机。

根据本发明的一个实施例，充气机与燃料箱隔开。

根据本发明的一个实施例，系统还包括与充气机通信的撞击感测系统。

根据本发明的一个实施例，充气机被配置为将气囊总成充气至每平方英寸10-20磅。

根据本发明的一个实施例，气囊总成没有排气口。

根据本发明的一个实施例，燃料箱包括朝向与后方相反的前方的前部，并且气囊总成连接到前部。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括跨过第一部分、第二部分、和后部连续地延伸的可膨胀部件。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括由拉胀材料制成的可膨胀部件。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括由超高分子量聚乙烯材料制成的可膨胀部件。

根据本发明的一个实施例，气囊总成包括可膨胀部件和沿可膨胀部件间隔设置的翼片，翼片被连接到第一部分、第二部分、和后部。

根据本发明，提供一种燃料箱总成，包括：

燃料箱，所述燃料箱包括朝向第一方向的第一部分、朝向与第一方向相反的第二方向的第二部分、以及在第一部分和第二部分之间延伸并且朝向与第一和第二方向横切的后方的后部；和

气囊总成，所述气囊总成由燃料箱支撑并且可以膨胀至跨过第一部分、第二部分和后部延伸的膨胀位置。

附图说明

图1是车辆后部的透视图，其中车辆后部包括具有气囊总成的燃料箱总成，气囊总成处于未膨胀位置；

图2是车辆后部的透视图，其中车辆后部包括具有气囊总成，气囊总成处于膨胀位置；

图3是从车辆后方看到的具有气囊总成的燃料箱总成的透视图，其中气囊总成处于膨胀位置；

图4是从车辆前方看到的具有气囊总成的燃料箱总成的透视图，其中气囊总成处于膨胀位置；

图5是表示气囊总成和燃料箱的燃料箱总成的分解透视图；

图6是车辆的撞击吸收系统的示意图。

具体实施方式

参考附图，其中在多个视图中类似的附图标记表示类似的部分，图1-2表示车辆12的燃料箱总成10，其包括燃料箱14及连接到燃料箱14的气囊总成16。燃料箱14包括朝向第一方向的第一部分18，和朝向与第一方向相反的第二方向的第二部分20。燃料箱14包括后部22，其在第一部分18和第二部分20之间延伸且朝向与第一和第二方向横切的后方。气囊总成16被连接到燃料箱14的第一部分18、第二部分20、和后部22，如图1-5所示。

参考图1-2，在车辆12的撞击过程中，气囊总成16可根据撞击的方向选择性地膨胀，如下所述。例如，如下所述，在车辆12的后端撞击(图2中以“F”表示)中，和/或侧面碰撞时，气囊总成16可以膨胀，以使气囊总成16沿燃料箱14的第一部分18、第二部分20、和后部22延伸，如图2-4中所示。在这种情况中，气囊总成16可使碎片偏转远离燃料箱14，这可以降低燃料箱14损坏的可能性。另外，在车辆撞击期间，气囊总成16可以防止车身底部组件变形进入和触及燃料箱14，这可以降低燃料箱14损坏的可能性。气囊总成16可以允许减少或移除其它增强组件，例如，围绕燃料箱14的增强结构和防护件，这可以减少开发时间和成本。

气囊总成16可以是撞击吸收系统24的组件。撞击吸收系统24可包括与气囊总成16连通的充气机26。具体地，例如进一步如下所述，撞击吸收系统24可感测车辆12的撞击，并且可以触发气囊总成16响应于感测到的撞击而膨胀。另外，撞击吸收系统24可感测撞击的类型，例如，基于方向、大小等，并且可以响应于撞击的类型而触发气囊总成16的膨胀。

参照图1-2和如上所述，充气机26可以与燃料箱总成10隔开，并安装在燃料箱14朝向车辆12的前端(未示出)的前方。充气机26可以被隐藏以限制或防止环境暴露，例如，水侵入、盐雾、灰尘等。充气机26可以被安装到支架上(未示出)，并且支架可以安装到车辆的结构部件(未示出)上。

充气机26被配置为在由撞击吸收系统24激活时将气囊总成16的可膨胀部件30充气到预定压力。更具体地，充气机26可被配置为在被撞击吸收系统24激活时将可膨胀部件30充气至每平方英寸10-20磅的压力。

参照图1-2和4所示，撞击吸收系统24可包括从充气机26延伸到气囊总成16的填充管32。充气机26可具有一个或多个端口34，例如，如图中所示两个端口34，该端口通过填充管32与气囊总成16连通。填充管32可包括固定在充气机26的端口34的第一端36，和与第一端36相隔并固定在可充气部件30上的第二端38。撞击吸收系统24可包括一个或多个填充管32，例如如图中所示的两个填充管32。可膨胀部件30可以包括任何合适的数目彼此间隔开的连接点40以接收填充管32的第二端38。

填充管32可以由任何合适的高强度弹性材料制成。例如，该填充管32可以是丁腈橡胶、尼龙、热塑性弹性体(TPE)等。

充气机26例如可以是冷气充气机，其中，该冷气充气机当被激活时，点燃烟火填料，这产生开口，以通过填充管32释放加压膨胀介质到气囊总成16。或者地，充气机26可以是任何合适的类型，例如混合气体充气机。

参照图1-2中，燃料箱总成10可以被接收于车辆12的结构部件附近。燃料箱总成10可通过一个或多个皮带42被附接到结构部件上。皮带42可以设置在(即夹在)燃料箱14与气囊总成16中间。

如上所述，燃料箱14包括朝向第一方向的第一部分18，和朝向与第一方向相反的第二方向上的第二部分20。具体地，参照图1-2中，第一部分18可以朝向车辆12的左侧44，第二部分20可以朝向车辆12的右侧46。后部22可以朝向车辆12的后端48。燃料箱14可以包括朝向与后方相反的前方的前部50。前部50可朝向车辆12的前端。

如图3-5所示，燃料箱14可以包括在第一部分18、第二部分20、后部22、和前部50之间延伸的顶部52。顶部52向上朝向与第一方向、第二方向、后面方向和前面方向横切的方向。

参考图5，燃料箱14可以包括至少一个沿着燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22、和/或前部50延伸的凸缘54。例如，燃料箱14可以包括多个沿着燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22和/或前部50彼此隔开的凸缘54。燃料箱14可以包括任何合适数目的凸缘54，例如一个或多个。

凸缘54可限定孔56。如下所述，气囊总成16可包括通过紧固件72与凸缘54的孔56接合的翼片58。紧固件72例如可以是任何合适类型的紧固件，例如螺纹螺栓、铆钉等。

燃料箱14可以由任何合适的材料形成，例如如钢、铝等金属。或者，燃料箱14可以由工程塑料制成，例如，高密度聚乙烯(HDPE)。燃料箱14可具有任何合适的横截面形状，例如，矩形(图1-5)、正方形、椭圆形、圆形等。燃料箱14可具有任何合适的三维形状，例如，立方体、长方体、圆柱体、球体等。燃料箱14可以包括从两个独立的半部，这两个独立的半部可以通过例如冲压处理分别制成，并且可以随后通过例如焊接、钎焊等固定到一起。

燃料箱14可以是用于存储任何合适的燃料/能源的任何合适的类型。例如，燃料箱14可以存储石化燃料，如汽油、柴油等。作为另一示例，燃料箱14可存储可充电电池、燃料电池，、氢气罐、天然气罐等。

气囊总成16可以包括一个或多个由膨胀介质膨胀的可膨胀部件30。在图中所示的气囊总成16包括一个可膨胀部件30，但是，气囊总成16可包括任何合适数目的可膨胀部件30。

在膨胀位置中的可膨胀部件30可以越过燃料箱14的一个或多个部分—即燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22、和/或的前部50—连续延伸。可膨胀部件30可以跨过连结第一部分18和前部50的左前角74进一步延伸，和/或跨过连结第二部分20和前部50的右前角76进一步延伸，和/或跨过连结第一部分18和后部22的左后角78进一步延伸，和/或跨过连结第二部分20和后部22的右后角80进一步延伸，如图3-4所示。

或者，在气囊总成16包括多于一个可膨胀部件30的配置中，每个可膨胀部件30可以跨过燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22和/或前部50中的一个或多个延伸。这些独立的可膨胀部件30可以彼此流体连接，或者可以是由充气机26独立地充气。

参照图1和5所示，气囊总成16可以包括可膨胀部件30和在可膨胀部件30上的外罩60。当可膨胀部件30处在未膨胀位置时，外罩60容纳可膨胀部件30。在未膨胀位置的可膨胀部件30可以在外罩60内部被例如折叠、卷起等。外罩60可以包括撕裂缝(未示出)，其可以用于为可膨胀部件30的膨胀提供膨胀方向。当可膨胀部件30从非膨胀位置向膨胀位置膨胀时，可膨胀部件30可以撕开撕裂缝。当撕裂缝撕开时，可膨胀部件30可以被暴露在外罩60之外，如图2-4所示。

外罩60可以由任何合适的材料制成。具体地，外罩60可以配置为，即将其大小、形状、材质等设置为，保护可膨胀部件30当其在未膨胀位置时免受行车条件影响。外罩60外可以由例如尼龙、聚酯等制成。

参考图2-5，可膨胀部件30可以由拉胀材料形成。例如，所述拉胀材料可以包括可与其他纺纱和纤维结合以优化性能(例如抗穿刺性、抗撕裂性)的拉胀纱线。作为另一实例，可膨胀部件30可以由超高分子量聚乙烯(UHMwPE)的材料形成。例如，该UHMwPE材料的纤维可以被定向为特定模式以优化UHMwPE材料的性能，例如抗穿刺性、抗撕裂性。

可膨胀部件30可以是没有排气口的，其目的在于将膨胀介质容纳在可膨胀部件30内一段时间，例如，超过一秒以上。

如上所述，在膨胀位置中，气囊总成16跨过燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22和/或燃前部50中的至少一个延伸。具体地，气囊总成16可以直接连接到第一部分18、第二部分20、后部22、和/或前部50。或者，气囊总成16可被连接到燃料箱14的另一组件上。

气囊总成16例如可以包括连接到可膨胀部件30并沿可膨胀部件30间隔开的翼片58，如图5中所示。翼片58可穿过外罩60延伸。翼片58可以以任何合适的方式连接到可膨胀部件30上，例如，缝合、粘接、和/或粘合剂等。翼片58例如可以连接到燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22、和/或在前部50。作为另一实例，可膨胀部件30的翼片58可以被连接到燃料箱14的顶部52。在此结构中，在膨胀位置的可膨胀部件30可以跨过燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22、和/或前部50延伸。

具体地，顶部52可以支撑环绕顶部52的周界62的气囊总成16。在这种结构中，在车辆碰撞过程中，气囊总成16的可膨胀部件30可以从非膨胀位置膨胀到膨胀位置。在此膨胀位置时，可膨胀部件30可以跨过燃料箱14的第一部分18、第二部分20、后部22和/或前部50从顶部52延伸。

撞击吸收系统24的图解如图6中所示，它包括撞击感测系统64、充气机26和气囊总成16。撞击感测系统64可包括至少一个用于感测车辆12的撞击的传感器66，以及与传感器66和充气机26通信以激活充气机26的控制器68，例如，当传感器66感测车辆12的撞击时，向充气机26的烟火填料提供脉冲信号。替代感测撞击或除了感测撞击以外，撞击感测系统64可以被配置成在撞击之前感测撞击，即预撞击感测。该传感器66可以是任何合适的类型，例如，使用雷达、激光雷达、和/或视觉系统。视觉系统可以包括一个或多个照相机、CCD(电荷耦合器件)图像传感器、和/或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等。

控制器68可以是基于微处理器的控制器。传感器66与控制器68通信从而将数据传送给控制器68。基于传感器66传送的数据，控制器68指示充气机26来激活。撞击感测系统64可以在车辆的前端撞击、后端撞击或者侧向撞击中的任意一个中指示充气机26激活。

控制器68和传感器66可以连接到通信总线70，如车辆12的控制器局域网络(CAN)总线。控制器68可以使用来自通信总线70的信息，以控制充气机26的激活。充气机26可以被连接到控制器68，如图6所示，或者可以直接连接到通信总线70。

在运行中，当车辆12处在正常工作条件下时，气囊总成16处在未膨胀位置，如图1和5所示。当传感器66感测到车辆12的撞击，撞击传感系统64引发充气机26以可膨胀介质使气囊总成16的可膨胀部件30充气，使其由非膨胀位置膨胀到膨胀位置。尤其是，根据由撞击传感系统64感测出的撞击的类型，撞击传感系统64使可膨胀部件30膨胀到膨胀位置，如图2-4所示。

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