用于行人保护的主动垫式气囊的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明总体上涉及机动车辆中的行人保护系统，并且更具体地，涉及在行人保护区内包括例如车辆仪表盘配件这样的刚性结构，同时在碰撞时对行人保持低撞击力。
[0002]机动车辆设计的一个重要目标就是提供限制行人(例如步行者和骑自行车者)与车辆碰撞导致的行人损伤几率的结构特性。评估行人撞击的一个重要标准与撞击力大小有关，该撞击力是当行人头部在车辆的不同区域(简称行人保护区)撞击时产生。该区域可以包括车辆发动机室上面的发动机盖(也就是发动机罩)和风挡。与风挡相重合的区域需要考虑风挡下面例如车颈(cowl)和仪表盘这样的结构。
[0003]依据头部伤害标准(HIC)或头部表现标准(HPC)，自愿准则和政府法规规定了在车辆前端行人保护区指定位置的目标撞击表现。此目标可以基于所经历的加速度大小和发生时间作为伤害的可能严重程度的评估。伤害几率与对应于保护区的车辆结构的刚度是成正比的。因为较高刚度产生较高的针对撞击部的撞击力，响应于撞击部更容易扭弯(也就是屈服)的具有低刚度的结构与具有较高刚度的结构相比产生较低的伤害风险。
[0004]典型的行人保护区包括至少风挡的前部和风挡下面的结构，此结构典型地包括安装在客舱内的仪表盘前缘。以往，仪表盘的前缘倾向于比较软，并且缺乏造成保持低撞击力的问题的刚性结构。然而，最近，越来越期望在仪表盘的更靠前的位置重新安置某种仪表盘组件。这种重新安置可能是由在仪表盘内提供额外存储空间或者缩小仪表盘总尺寸的期望而激发。可以被移动到保护区内的额外组件包括，例如，乘客安全气囊模块，平视显示器，音频扬声器，以及除霜口。因此，行人保护区内的仪表盘各部分可以变得更硬，造成关于满足行人保护的目标上的顾虑。
[0005]当发生行人碰撞的时候，外部安装的气囊系统可以展开以在风挡区域提供保护。但是，这种系统是复杂且昂贵的。由于仪表盘内以及仪表盘表面和风挡之间有限的可用空间，附加的内部气囊系统通常是不可行的。在行人保护区内的仪表盘上引入“刚性点”并且同时保持不需要安全气囊的行人保护将是值得期待的。
【发明内容】
[0006]本发明介绍了一种主动塑料垫式气囊，其中可充气囊袋吸收冲击，以在碰撞时降低对乘员的创伤。与那种在充气时从后部各种开口出现的可展开安全气囊衬垫不同，主动垫式气囊(active bolster)在碰撞初期利用内饰表面本身扩张来吸收冲击，并通过充气气体的作用耗散能量。通过引用在此包含的2012年6月26日授权公开的美国专利8，205，909，披露了一种与手套箱盖结合的重量轻且有视觉吸引力的主动膝部垫式气囊。也通过引用在此包含的2013年7月2日授权公开的美国专利8，474，868，披露了一种典型结构，其中主动垫式气囊包含朝向车辆使用者的前壁或板，该前壁或板沿着封闭的外周附接在基壁或板上。为了提供可充气囊袋，一或两个壁都是可变形的。例如，基壁可以有褶皱(也就是手风琴状的)区域，该褶皱区域在充气的时候拉直。这些壁在展开之前的非充气状态间隔开较小的量。这允许充气气体以实现整个面板均匀充气的方式进入。
[0007]典型主动垫式气囊的前壁和基壁包含模制的热塑性塑料，例如，聚乙烯、聚烯烃或PVC(聚氯乙烯)。它们通常是注射成型。当分别成型时，为了形成可充气囊袋，前壁和基壁必须沿着其外周密封地结合。
[0008]主动垫式气囊被放置到仪表盘、门和座位的特定位置的内饰表面，内部乘客在碰撞时可能撞击该位置。本发明使用了类似的主动垫式气囊的结构，该结构改为安置在邻近仪表盘上部的硬点处，以改变当行人侵入行人保护区的时候在硬点处的效应刚度。
[0009]在本发明的一个方面，提供一种车辆装置，包括在风挡下方横跨客舱扩展的仪表盘本体，该仪表盘本体包括沿着前侧的行人保护区。仪表盘本体总体具有十分低的刚度，以避免在行人保护区内产生大于预设力的冲击力。辅助组件被安装在仪表盘本体的行人保护区内，该辅助组件具有在行人保护区产生大于预设力的冲击力的相关刚度。覆盖部在仪表盘本体的行人保护区上方提供了装饰表面，并在围绕辅助组件的内部撕裂缝和外部撕裂缝之间具有环形壁区域。环形囊壁被连接到环形壁区域，以形成实质环形的膨胀室。充气机被安置用于在行人撞击进入行人保护区时提供充气气体到膨胀室，以撕开撕裂缝并在仪表盘本体上方扩展膨胀室，从而在冲击辅助组件之前拦截行人。
【附图说明】
[0010]图1是与风挡和仪表盘重合的行人保护区侧面轮廓图。
[0011]图2是展示具有置于行人保护区内的辅助组件的仪表盘透视图。
[0012]图3具有围绕辅助部件展开的主动垫式气囊的仪表盘透视图。
[0013]图4是图3仪表盘的俯视图。
[0014]图5是图4沿着线5-5的横截面图。
[0015]图6是展示本发明主动垫式气囊的控制系统的框图。
[0016]图7是辅助组件和关联的主动垫式气囊的第二实施例俯视图。
[0017]图8是沿着图7的线8-8的本发明横截面图。
【具体实施方式】
[0018]参照图1，如图所示，车辆10包含风挡或挡风玻璃11，其部分配置在仪表盘12上方。箭头13所示为在行人保护区内可能发生行人头部撞击的区域，行人保护区限定为与风挡11下端和仪表盘12前部重合。如图2更详细的展示，行人保护区16与仪表盘12顶部或上部装饰表面14的前侧15相重合。更具体的，因为撞击行人可以穿透风挡11并撞击仪表盘12的前侧15，所以行人保护区16包括横跨整个客舱和处于风挡11下方的前侧15。.
[0019]具有高刚度的不同的辅助组件，例如乘客安全气囊组件17、扬声器格栅18以及平视显示器19，可以被安装到行人保护区16内的仪表盘12本体上。如果被撞击，这些硬点(hard point)可能对撞击体施加大于准则或法规允许的预设力的撞击力。仪表盘12上表面14通常具有十分低的刚度，以避免在区域16产生任何大于预设力的撞击力。例如，在环绕硬点(也就是辅助组件)的仪表盘12区域，仪表盘12的塑料基底和覆盖层可以典型地提供足够的撞击吸收来达到预期的撞击要求。通过放置辅助组件17-19的硬点在行人保护区16内，现有技术已经发现难以满足预期冲击力特征。
[0020]如图3所示，任何辅助组件(例如乘客安全气囊模块17)优选地被主动垫式气囊20围绕，主动垫式气囊20按照环形或“甜甜圈”形展开，以便a)邻接或围绕安全气囊模块17，并b)在上部装饰表面14上边扩展，以便在发生与安全气囊模块17的任何撞击发生之前拦截撞击的行人。因此，沿着轨迹13的行人被主动垫式气囊20缓冲，主动垫式气囊20吸收冲击力并使行人在与安全气囊模块17任何相互作用之前减速。虽然在仪表板上表面14上引入了各种硬点，但仍能获得期望水平的行人保护性能。
[0021]如图3和图4所示，主