用于行人保护的外部安全气囊系统的制作方法

本发明涉及一种用于行人保护的外部安全气囊系统。

背景技术：

预计的法规和评级体系，例如全球技术法规第9号行人安全(globaltechnicalregulationno.9，gtr9)和美国2020年新车评估计划(unitedstatesnewcarassessmentprogramfortheyear2020，usncap2020)包括行人保护性能目标。行人保护目标包括对车辆装备行人自主紧急制动(autonomousemergencybraking，paeb)系统，该系统包括行人检测系统和响应感测到前方路径中的行人的自动制动装置。法规和评级也评估在出现车辆-行人接触时提供给行人的保护的有效性。诸如皮卡车(pick-uptruck)之类的卡车的前端在改善行人保护方面面临许多设计挑战。仍有机会提供改善的行人保护。

技术实现要素：

根据本发明，提供一种外部安全气囊系统，包括：

具有上部腔室和平行的下部腔室的安全气囊，该上部腔室和下部腔室通过横向延伸的第一接缝密封地分隔；

在第一接缝处连接到安全气囊的托架；

相对于托架固定并且与安全气囊流体连通的充气机；和

装饰面板，装饰面板固定于托架，将安全气囊封闭在其间并且具有与安全气囊实质上对齐的撕裂缝。

根据本发明一个实施例，其中，托架包括接合安全气囊的上部腔室的上部斜槽和接合安全气囊的下部腔室的下部斜槽。

根据本发明一个实施例，还包括介于托架和安全气囊之间并连接托架和安全气囊的多个保持系带。

根据本发明一个实施例，其中上部腔室包括平行的横向延伸的上部第一和第二子腔室，其中上部第一和第二子腔室通过上部第二接缝彼此分隔，并且下部腔室包括平行的横向延伸的下部第一以及第二子腔室，其中下部第一子腔室和第二子腔室通过下部第二接缝彼此分隔。

根据本发明一个实施例，其中，上部腔室的子腔室包括设置在上部第二接缝中的上部流体连通通道，上部流体连通通道在上部第一和第二子腔室之间并且流体连接上部第一和第二子腔室，并且下部腔室的子腔室包括布置在下部第二接缝中的下部流体连通通道，下部流体连通通道在下部第一和第二子腔室之间并流体连接下部第一和第二子腔室。

根据本发明一个实施例，其中，腔室均在未膨胀位置朝向第一接缝卷绕。

根据本发明一个实施例，其中，处于膨胀位置中的子腔室实质上竖直堆叠。

根据本发明一个实施例，还包括设置在托架和子腔室之间的多个稳定系带。

根据本发明一个实施例，其中，装饰面板的尺寸被设成适配于车辆格栅和车辆保险杠之间。

根据本发明一个实施例，其中，所述上部腔室在膨胀位置处延伸超过车辆引擎盖的前缘，并且下部腔室在膨胀位置中在车辆保险杠下方延伸。

根据本发明，提供了一种外部安全气囊系统，包括：

具有上部腔室和平行的下部腔室的安全气囊，该上部腔室和下部腔室通过横向延伸的第一接缝密封地分隔；

在第一接缝处连接到安全气囊的托架，并且托架包括接合安全气囊的上部腔室的上部斜槽和接合安全气囊的下部腔室的下部斜槽；

相对于托架固定并且与安全气囊流体连通的充气机；和

装饰面板，装饰面板固定于托架，将安全气囊封闭在其间并且具有与安全气囊实质上对齐的撕裂缝。

根据本发明一个实施例，还包括介于托架与安全气囊之间并连接托架与安全气囊的多个保持系带。

根据本发明一个实施例，其中，腔室均在未膨胀位置朝向第一接缝卷绕。

根据本发明一个实施例，其中，上部腔室包括平行的横向延伸的上部第一和第二子腔室，并且上部第一和第二子腔室通过上部第二接缝彼此分隔，并且下部腔室包括平行的横向延伸的下部第一和第二子腔室，并且下部第一和第二子腔室通过下部第二接缝彼此分隔。

根据本发明一个实施例，其中，上部腔室的子腔室包括设置在上部第二接缝中的上部流体连通通道，上部流体连通通道在上部第一和第二子腔室之间并且流体连接上部第一和第二子腔室，并且下部腔室的子腔室包括布置在下部第二接缝中的下部流体连通通道，下部流体连通通道在下部第一和第二子腔室之间并流体连接下部第一和第二子腔室。

根据本发明一个实施例，其中，腔室均在未膨胀位置朝向第一接缝卷绕。

根据本发明一个实施例，还包括设置在托架与子腔室之间的多个稳定系带。

根据本发明一个实施例，其中，处于膨胀位置中的子腔室实质上竖直堆叠。

根据本发明一个实施例，其中，装饰面板的尺寸被设成适配于车辆格栅和车辆保险杠之间。

根据本发明一个实施例，其中，上部腔室在膨胀位置延伸超过车辆引擎盖的前缘，并且下部腔室在膨胀位置中在车辆保险杠下方延伸。

附图说明

图1是纳入用于行人保护的外部安全气囊系统的车辆的主视图，其中安全气囊处于未膨胀位置；

图2是图1的车辆的左前角的分解立体图；

图3是图1和2的外部安全气囊系统的立体图。

图4是图3的安全气囊系统从左后方位置向右前方观察的立体图；

图5是图4的安全气囊系统的沿箭头5的方向通过平面5s的截面图；

图6是图4的气囊的俯视图；

图7是图4的安全气囊的后视图；

图8是图7的安全气囊在椭圆8中的部分的放大分解图；

图9是图8的安全气囊在椭圆9中的部分的放大分解图；

图10是图9的安全气囊的沿着箭头10的方向穿过平面10s的截面图；

图11是图1的车辆的主视图，其中安全气囊处于膨胀位置；

图12a、12b和12c分别是图11的安全气囊沿箭头12a、12b和12c的方向的截面图；

图13是图1和图11的车辆的侧视图，其中安全气囊处于膨胀位置；

图14是图1-13的气囊系统的处理示意图。

具体实施方式

在本说明中，相对的取向和方向(举例来说，上部、下部、底部、前部、后部、前方、后方、后侧、外侧、内侧、内部、外部、侧向、左侧、右侧)并不是限制性的，而是为了方便读者描述所述结构的至少一个实施例。这样的示例取向来自坐在座位上并且面向仪表板的乘客的视角。在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相同的部分。

一种外部安全气囊系统包括安全气囊、托架、充气机和装饰面板。安全气囊具有上部腔室和平行的下部腔室，其通过横向延伸的第一接缝密封地分隔。托架在第一接缝处连接到安全气囊。充气机相对于托架固定并与安全气囊流体连通。装饰面板固定于托架，将气囊封闭在其间。装饰面板具有与安全气囊实质上对齐的撕裂缝。

托架可以包括接合安全气囊的上部腔室的上部斜槽和接合安全气囊的下部腔室的下部斜槽。

外部安全气囊系统可以包括介于托架和安全气囊之间并连接托架和安全气囊的多个系带。

上部腔室可以包括平行的横向延伸的上部第一和第二子腔室，其中上部第一和第二子腔室通过上部第二接缝彼此分隔。下部腔室可以包括平行的横向延伸的下部第一和第二子腔室，其中下部第一和第二子腔室通过下部第二接缝彼此分隔。

上部腔室的子腔室可以包括设置在上部第二接缝中的上部流体连通通道，其在上部第一和第二子腔室之间并且流体连接上部第一和第二子腔室。下部腔室的子腔室可以包括设置在下部第二接缝中的下部流体连通通道，其在下部第一和第二子腔之间并流体连接下部第一和第二子腔室。

腔室可以在未膨胀位置朝向第一接缝卷绕。

外部安全气囊系统的子腔室可以在膨胀位置竖直堆叠。

外部安全气囊系统的装饰面板的尺寸可以设为适配于车辆格栅和车辆保险杠之间。

外部安全气囊系统的上部腔室可以在膨胀位置延伸超过车辆引擎盖的前缘，并且外部安全气囊系统的下部腔室可以在膨胀位置中在车辆保险杠下方延伸。

外部安全气囊系统可以包括设置在托架和子腔室之间的多个稳定系带。

参考图1-14，示例外部安全气囊系统20包括安全气囊22、托架24和装饰面板26。安全气囊22可从图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9以及图10中所示的未膨胀位置(即未展开位置)向图11、12a、12b、12c和13所示的膨胀位置(即展开位置)展开。

示出安全气囊系统20安装在示例车辆28中，示出的示例车辆28表示轻型和中型卡车驾驶室。气囊系统20界定车辆28的前护板30的一部分。前护板30设置在车辆28的挡风玻璃32的下方和前方。车辆引擎盖34(即发动机罩)在挡风玻璃前方并且可以形成护板30的一部分。车辆格栅36可以结合到护板30中并且可以布置在引擎盖34和车辆保险杠38之间。引擎盖34的前缘39是引擎盖34的最前边缘。还形成护板30的一部分的前照灯40可以与格栅36相邻。安全气囊系统20在示例位置中示出为在格栅36和保险杠38之间。

气囊22具有可沿第一方向d1展开的上部腔室42和平行于上部腔室42的下部腔室44，并且下部腔室44可沿与第一方向d1相反的第二方向d2展开。第一方向d1可以是跟随格栅36大致向上的方向，并且第二方向d2可以是垂直于地面并且与保险杠38重叠的大致向下的方向。在膨胀位置，安全气囊22横向延伸穿过车辆28的前端，并且在保险杠下方垂直延伸并且向上超过引擎盖34的前缘39(即前上缘)。安全气囊22至少实质上覆盖车辆28的护板30。

安全气囊22包括跨越未膨胀的安全气囊22的整个宽度横向延伸的第一或中间接缝46，第一或中间接缝46连接腔室42、44并将上部腔室42与下部腔室44密封地分隔。在中间接缝46提供上部腔室42和下部腔室44之间的密封边界的情况下，如果在一个腔室中发生泄漏，则在另一个腔室中的压力将基本上保持不受影响。提供腔室42和44之间的流体连通将减小腔室的压力独立性，但仍然会允许系统20充分发挥功能。中间接缝46将上部腔室42与下部腔室44分开。中间接缝46可以与或可以不与安全气囊22的中心重合。当安全气囊22展开时，上部腔室42和下部腔室44从未膨胀位置移动到膨胀位置，并且中间接缝46可保持在相同位置。安全气囊系统20可以包括在下面特定实施例中描述的附加部件中的任何一个或其组合。

如最佳由图12a、12b和12c所示，每个上部腔室42和下部腔室44被分成横向延伸的平行的第一和第二子腔室。每个腔室42、44包括其各自的子腔室。如果需要，可以采用更多的子腔室。

上部腔室42的第一子腔室48与中间接缝46相邻。上部腔室的第二子腔室50与第一子腔室48相邻，第一子腔室48位于中间接缝46与第二子腔室50之间。子腔室48和50彼此流体连通。子腔室48和50可以被上部第二接缝52彼此分开。第二接缝允许子腔室48和50之间的流体连通。第二接缝包括子腔室48和50之间的上部流体连通通道54，示例流体连通通道54可以如由管(未示出)或接缝52中的间隙提供。子腔室50可以包括附件腔室59。附件腔室59可以定位成在膨胀位置中覆盖引擎盖34的前部。

类似地，下部腔室44的第一子腔室56与中间接缝46相邻。下部腔室44的第二子腔室58与第一子腔室56相邻，其中第一子腔室56位于中间接缝46与第二子腔室58之间。子腔室56和58彼此流体连通。子腔室56和58可以通过下部第二接缝60彼此分开。下部第二接缝60允许子腔室56和58之间的流体连通。第二接缝纳入子腔室56和58之间的下部流体连通通道62，示例流体连通通道62包括管(未示出)或接缝60中的间隙。

安全气囊22可以由任何适合的安全气囊材料(例如织造聚合物)形成。例如，安全气囊22可以由织造尼龙纱线(例如尼龙6-6)形成。其他合适的示例包括聚醚醚酮(polyetheretherketone，peek)、聚醚酮酮(polyetherketoneketone，pekk)、聚酯或任何其他合适的聚合物。织造聚合物可以包括涂层(例如硅树脂、氯丁橡胶、聚氨酯等)。例如，涂层可以是聚有机硅氧烷。

安全气囊22被固定于托架24的前侧64。安全气囊22可以直接附接(即，无中间部件地附接)到前侧64，或者替代地采用连接气囊与前侧64的保持系带66来附接。系带66可形成为安全气囊22的一部分。当安全气囊22直接连接到前侧64时，如下面关于特定实施例更详细描述的，可以经由缝合、粘合剂等在接缝46和前侧64之间提供这种连接。

如最佳由图9和10所示，处于未膨胀状态的安全气囊22以双卷绕取向储存，上部腔室42和下部腔室44中的每一个自身卷入。腔室42、44分别在未膨胀位置朝向接缝46卷绕。

安全气囊系统20包括固定于托架24或相对于托架24固定的充气机68。充气机68与安全气囊22流体连通。如下面更详细描述的那样，当从例如系统处理器70接收到信号时，充气机68可以采用膨胀介质(例如气体)使安全气囊22膨胀。充气机68可以是例如采用化学反应将膨胀介质驱动到安全气囊22的烟火式充气机(pyrotechnicinflator)。充气机68可以是任何合适的类型，例如冷气充气机(cold-gasinflator)。连接管72可以设置在充气机68和安全气囊22之间。设计了具有多个出口以确保合适的气流压力、膨胀速率等的单个充气机，然而，如果需要，也可以使用多个充气机。

托架24连接到装饰面板26，在其间捕获未膨胀的安全气囊22。托架24固定于装饰面板26。托架24可以通过任何常规的连接方式(包括热铆接、铆钉、螺纹紧固件、粘合剂、前述的组合等)固定于装饰面板。

托架24可以由适于提供结构支撑的相对刚性的一种或多种材料(例如复合增强热塑性塑料、钢板材、铸铝等等)形成。

装饰面板26由塑料模制而成，并且包括撕裂缝74和在撕裂缝74的至少一侧上厚度减小的柔性面板76。撕裂缝74可以在未膨胀的安全气囊22的整个宽度上横向延伸。

参考图1、2、3和5，装饰面板26包括撕裂缝74。撕裂缝74可以被设计成在经受阈值大小以上的张力时撕开。换句话说，当力高于阈值大小时，在撕裂缝74的一侧上的柔性面板76与撕裂缝74的另一侧上的柔性面板76分离。阈值大小可被选择为大于来自例如无意推动装饰面板26的力但小于来自展开安全气囊22的力。撕裂缝74可以是例如穿过或几乎穿过装饰面板26的穿孔线(lineofperforation)、比装饰面板26的其余部分更薄的塑料的线等。在装饰面板26的内表面82上形成撕裂缝74允许装饰面板26的外表面77将呈现为光滑的表面。

撕裂缝74可以邻近安全气囊22；也就是说，在撕裂缝74和安全气囊22之间没有任何东西。撕裂缝74可以在未膨胀位置处与安全气囊22相邻。在展开期间，上部腔室42和下部腔室44均可朝向并穿过撕裂缝74展开。

参考图5，托架24可以包括斜槽78、80。托架24包括邻近安全气囊22的上部腔室42的上部斜槽78和邻近安全气囊22的下部腔室44的下部斜槽80。换句话说，在上部斜槽78和上部腔室42之间没有任何东西，并且在下部斜槽80和下部腔室44之间没有任何东西。上部斜槽78可以与上部腔室42接合，并且下部斜槽80可以与下部腔室44接合。

中间接缝46可以固定至上部斜槽78和下部斜槽80之间的托架24。上部斜槽78和下部斜槽80可以邻接气安全囊22，即与安全气囊22分离并接触安全气囊22。上部斜槽78和下部斜槽80可以固定至(即直接附接到)装饰面板26的内表面82。

上部斜槽78和下部斜槽80可以与托架24一体地形成。上部斜槽78可以朝向第一方向d1向上弯曲，并且下部斜槽80可以朝着第二方向d2向下弯曲。上部斜槽78和下部斜槽80被设计成(即设定尺寸、形状设为)由选择的材料等形成，以在第一方向d1上引导上部腔室42并在第二方向d2上引导下部腔室44。

参考图13，安全气囊系统20可配备有多个稳定系带83，所述稳定系带83限制膨胀的子腔室48、50、56、58相对于托架24的位移。如图13中所示的示例系带83示出了用于在展开时保持安全气囊22的形状、尺寸和完整性的系带的设计。系带83从托架24延伸到安全气囊22上的选定位置。虽然所示的稳定系带83显示在安全气囊22的外侧(即外部系带)，但是稳定系带可以设置在安全气囊内部。这种内部系带(未示出)可以设置在托架24和安全气囊22之间以及安全气囊表面之间。稳定系带的位置和数量可以使用可用的工程分析工具(例如cae(计算机辅助工程)分析)来确定。

参考图14，车辆28可以包括充气系统84。充气系统84包括处理器70。处理器70被编程为响应于行人接近而启动安全气囊22的充气。处理器70可以嵌入在微控制器中。微控制器可以包括存储器等。微控制器的存储器可以存储可由处理器70执行的指令，并且处理器70可以从存储器读取指令并执行指令。

车辆28可以包括行人传感器86，该行人传感器86被编程为作为paeb系统的一部分检测车辆28的前方路径中的行人。行人传感器86可以用于检测车辆28的前方路径中的行人。行人传感器86可以设置在护板30或车辆28的任何合适的前向部分中。行人传感器86可以为各种合适的类型，例如超声波传感器、雷达传感器、视觉传感器(例如摄像机、激光雷达)等。当行人处于车辆28的路径中时，处理器70可从指示行人的存在的行人传感器86接收一个或多个信号。响应于接收来自行人传感器86的信号，处理器70可以启动安全气囊22的充气。

为了接收来自行人传感器86的信号并启动气囊22的充气，处理器70例如通过传输模拟或数字信号的直接电连线(directelectricalwiring)或通过通信网络与行人传感器86和充气机68通信，通信网络例如是can(控制局域网，controlareanetwork)、以太网、lin(局域互连网络，localinterconnectnetwork)或任何其他方式。

在运行中，如图1-10所示，在车辆28的正常运行状态下，安全气囊22处于未膨胀位置。当行人传感器86感测到车辆28的路径中的行人时，作为paeb系统的一部分的处理器70可以向驾驶员提供需要干预的警告。如果驾驶员没有采取及时的行动并且预测到可能的碰撞，则处理器70将独立于驾驶员的输入而致动车辆的行车制动器，以潜在地避免碰撞。处理器70可以进一步触发充气机68以采用膨胀介质将安全气囊从未膨胀位置膨胀到膨胀位置。当充气机68使安全气囊22膨胀到膨胀位置时，膨胀介质流向充气腔室，增加了腔室42、44中的压力。随着腔室42、44中的压力增加，安全气囊22突破穿过装饰面板26的撕裂缝74，并且面板76偏转，在破裂接缝74处向外延伸。斜槽78、80帮助引导腔室42、44通过撕裂缝74。在充气过程期间，上部腔室42在向上方向d1扩展，下部腔室44向下方d2扩展。中间接缝46当直接连接到托架24时保持在托架24和装饰面板26之间。当中间接缝46通过中间保留系带66连接到托架24时，中间接缝46可以移动通过撕裂缝74并移动到装饰面板26的外部。当安全气囊22扩展时，稳定系带83限制腔室42、44及其相应的子腔室48、50、56、58的扩展。处于膨胀位置中的安全气囊22提供对护板30和引擎盖34的前部的覆盖以便吸收行人膝盖和头部的撞击能量，潜在地减少损伤。

膨胀的安全气囊22的形状类似于梯子，这是因为界定子腔室48、50、56、58的接缝进一步界定每个子腔室48、50、56、58的台阶状表面。如图11中最清楚地示出的，梯子状构造允许安全气囊22实质上覆盖车辆28前端的所有可能的行人撞击区域。梯子状构造还允许安全气囊22以小于不具有接缝46、52、60的安全气囊达40％至50％的膨胀介质体积来充分膨胀。

双卷绕设计的使用允许下部腔室44向下展开以促进小腿冲击保护并允许上部腔室42向上展开以促进大腿和骨盆以及头部撞击保护。所公开的系统20还允许消除小腿加强件(可展开的或可摆动的)、跨越车辆的格栅加强件、行人友好的发动机罩闩锁以及用于行人保护的其他前端结构修改。

如在本文中使用的，副词“实质上”意指由于材料、加工、制造、数据传输、计算速度等的瑕疵，形状、结构、测量、数量、时间等可能偏离精确描述的几何形状、距离、测量、数量、时间等。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应该理解的是，已经使用的术语旨在为描述性而不是限制性的词语的性质。鉴于上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且该公开可以以与具体描述不同的方式实施。