具有受控壓力差的多腔安全氣囊的製作方法

2023-06-08 05:13:21 1

本公開總體上涉及一種改進的安全氣囊系統。更具體地，本公開的安全氣囊系統通過使用新的擋板通風裝置設計來使用不同安全氣囊腔之間的壓力差，從而使得在碰撞中對機動車輛的乘客的傷害最小化。

背景技術：

通常部署安全氣囊以使對機動車輛內的人的傷害最小化。正面碰撞安全氣囊旨在防止乘員因為被向前推並且與方向盤或車輛的其他內部部分接觸而受到傷害。這些枕形安全氣囊通過使得安全氣囊迅速充滿氣體的煙火點火裝置從儀錶板展開。

當前的安全氣囊系統通常包括由織物製成的安全氣囊，該安全氣囊在系統識別到碰撞時充氣。然而，許多安全氣囊系統將未被正式確認的安全氣囊展開為任何限定形狀，由此乘員在接觸時可能會從安全氣囊滑落。在大多數情況下，一旦發生碰撞，乘員將被向前推以及橫向推到一定程度。這是典型的安全氣囊可能不足以防止與車輛內部的身體接觸的地方。在有偏移或角動量的碰撞過程中，乘員可能會從安全氣囊的側面滑落並與車輛接觸，從而增加受傷的可能性。仍然需要新的和改進的安全氣囊系統，使得乘客能夠避開碰撞而很少或沒有受傷。

技術實現要素：

所附權利要求限定了該申請。本公開總結了實施例的各特徵，並且不應用於限制權利要求。根據本文所描述的技術，預期其他實施方式對於本領域普通技術人員在檢查以下附圖和詳細描述的情況下將是顯而易見的，並且這些實施方式旨在在本申請的範圍內。

示例性實施例提供一種安全氣囊系統，其包含：包含中心腔和四個周邊腔的安全氣囊；與中心腔流體連通的充氣器；中心腔通過內部擋板通風裝置與四個周邊腔流體連通，其中，每個內部擋板通風裝置包含：配置為一直保持打開並且允許流體在中心腔和四個周邊腔中的一個之間自由流動的中心氣流孔、和配置為打開以允許流體從中心腔自由流動到四個周邊腔中的一個以及配置為關閉以阻止流體從四個周邊腔中的一個流入中心腔的一個或多個周邊氣流孔，其中四個周邊腔中的至少兩個具有比中心腔更大的深度和增加的寬度。在實施例中，四個周邊腔可以包含四個周邊腔和一個或多個附加周邊腔(例如，囊袋)，該附加周邊腔可以與四個周邊腔中緊鄰該附加周邊腔的一個流體連通。

至少四個周邊腔中的每一個可以配置為接收乘客的頭部、胸部、左肩部或右肩部。至少四個周邊腔中的至少一個還可以包括拉帶。配置為接收乘客的胸部的周邊腔可以包含壓力在約120至約170kpa範圍內和/或深度在約4英寸至約13英寸範圍內的腔。配置為接收乘客的頭部的周邊腔可以包含壓力在約120至約200kpa範圍內和/或深度在約6英寸至約16英寸範圍內的腔。配置為接收乘客的左肩部的周邊腔可以包含壓力在約120至約200kpa範圍內和/或深度在約6至約16英寸範圍內的腔。配置為接收乘客的右肩部的周邊腔可以包含壓力在約120至約200kpa範圍內和/或深度在約6英寸至約16英寸範圍內的腔。

當安全氣囊完全充氣時，至少四個周邊腔內的氣體壓力可能大於中心腔中的壓力。每個內部擋板通風裝置可以設置在腔分隔件中的孔的上方，其中腔分隔件大體上分開相鄰的腔。腔分隔件可以由織物製成。一個或多個擋板通風裝置可以具有設置在腔分隔件中的孔上方的一個或多個孔。一個或多個周邊氣流孔可以包含兩個或更多個周邊氣流孔，其中兩個或更多個周邊氣流孔位於距中心氣流孔大致相同的徑向距離處。當流體試圖從四個周邊腔中的一個進入中心腔時，一個或多個周邊氣流孔可以被腔分隔件的一部分部分地或完全地阻擋。配置為阻止流體從四個周邊腔中的一個流動到中心腔中的一個或多個周邊氣流孔可以包含位於四個周邊腔中的一個中的一個或多個翼片，位於四個周邊腔中的一個中的一個或多個翼片可以配置為在流體試圖進入中心腔的時部分地或完全地覆蓋一個或多個周邊氣流孔，並包含分別設置在四個周邊氣流孔上的四個翼片。

示例性實施例提供一種安全氣囊展開方法，其包含：通過傳感器獲得車輛外部的數據；通過使用該數據的控制器識別突然的減速度；展開如本文所述的安全氣囊系統。

示例性實施例提供了一種包括如本文所述的安全氣囊系統的車輛。

示例性實施例提供了一種車輛安全氣囊，其包含：設置在中心腔和四個相鄰的周邊腔之間的內部擋板通風裝置，其中兩個周邊腔具有比中心腔更大的深度，其中每個內部擋板通風裝置包含總是打開的中心流體通道和多個周邊流體通道，其中內部擋板通風裝置配置為允許流體從中心腔自由流動到鄰近的周邊腔並且配置為阻止流體流回到中心腔中。

附圖說明

為了更好地理解本發明，可以參考以下附圖中所示的實施例。附圖中的部件不一定按比例繪製，並且可以省略相關元件以強調並清楚地說明本文所描述的新穎特徵。此外，如本領域已知的，系統部件可以進行各種布置。在附圖中，除非另有說明，否則相同的附圖標記可以指代不同圖中的相同部件。

圖1是本發明的安全氣囊系統的一個實施例的各特徵的示意主視圖；

圖2是處於展開狀態以進一步識別接觸區域的圖1的本發明的安全氣囊系統的示意圖；

圖3是在本發明的安全氣囊系統中使用的擋板通風裝置的實施例的表示；

圖4a-4c示出了通過圖3所示的擋板通風裝置的實施例的氣流；

圖5是本發明的安全氣囊系統的一個實施例的各特徵的示意主視圖；

圖6是處於展開狀態以進一步識別接觸區域的圖5的本發明的安全氣囊系統的示意圖；

圖7是本發明的安全氣囊系統的一個實施例的各特徵的示意主視圖；

圖8是本發明的安全氣囊系統的一個實施例的各特徵的俯視圖；

圖9是處於展開狀態以進一步識別接觸區域的圖7的本發明的安全氣囊系統的示意圖；

圖10-11示出了處於展開狀態的本發明的安全氣囊系統的不同實施例的各特徵的主視圖。

具體實施方式

雖然本公開的安全氣囊系統可以以各種形式實施，但是附圖示出並且本說明書描述了包含擋板通風裝置以調節不同安全氣囊腔之間的壓力差的安全氣囊系統的一些示例性和非限制性實施例。術語「安全氣囊系統」旨在表示可充氣約束乘客的多腔安全氣囊以及機械和化學部件(例如充氣裝置、點火裝置、推進劑等)。本公開是安全氣囊系統的舉例，並且不將安全氣囊系統限制到具體示出和描述的實施例。可能根本不需要所描繪或描述的部件，並且一些實施例可以包括附加的、不同的或更少的部件。部件的布置和類型可以在不脫離本文所闡述的權利要求的精神或範圍的情況下變化。

本領域普通技術人員將理解適用於本公開的實施例的安全氣囊設計、結構和操作的各個特徵。例如，美國專利號6,886,857、7,857,347、8,128,124、8,322,748描述了許多這樣的特徵，並通過引用將其整體併入本文。

在一個實施例中，安全氣囊系統包含四腔安全氣囊設計。在另一個實施例中，安全氣囊系統包含雙腔安全氣囊設計。在又一實施例中，安全氣囊系統包含多腔翼形安全氣囊設計。這種翼形安全氣囊設計包含附加的周邊安全氣囊腔。在實施例中，附加的周邊安全氣囊腔可以是附接或集成到主安全氣囊中的囊袋(duffel)。

本發明的安全氣囊可以由任何柔韌材料——包括具有適當熱容量、韌性、模量等的聚醯胺6,6纖維、聚酯等——製成。這種用途的代表性織物公開在美國專利號4,921,735；5,093,163；5,110,66；5,236,775；5,277,230；5,356,680；5,477,890；5,508,073；5,503,197；5,704,402中，其全部內容通過引用併入本文。安全氣囊可以由單層或多層製成。

在每個實施例中，本發明的安全氣囊系統包含擋板通風裝置設計，以有利於安全氣囊的不同腔之間的壓力差。一旦車輛感測到安全氣囊的展開事件，空氣或另一種氣體就被引入安全氣囊的中心腔中。空氣或氣體在中心腔內形成達到一定壓力，然後被動地擴散到周邊腔中。在空氣或氣體可以自由地流動到中心腔和周邊腔中和從中心腔和周邊腔中流出的正常情況下，每個腔中的壓力將大體相同。然而，在本公開內容中，使用擋板通風裝置，以使得在周邊腔和中心腔之間存在壓力差。通過使用這些擋板通風裝置，一旦安全氣囊完全展開，周邊腔內的壓力就大於中心腔的壓力。

本發明的安全氣囊系統中的擋板通風裝置被結合到一個或多個分隔件中。單個分隔件可以由單層或多層製成。本發明的安全氣囊中的分隔件限定不同的腔。這些分隔件可以由用於構造本發明的安全氣囊的任何柔韌材料製成。在分隔件內，可以存在一個或多個孔，以允許氣體從一個腔流動到另一個腔。不存在擋板通風裝置，分隔件中的孔將允許氣體在相鄰的安全氣囊腔之間流動，直到相鄰腔之間存在大體相等的壓力。然而，在本發明的安全氣囊系統中使用本發明的擋板通風裝置允許氣體從第一腔流動到第二相鄰腔，由此第二相鄰腔中的壓力大於第一腔中的壓力。由於本發明的擋板通風裝置設計，實現了相鄰腔之間的這種壓力差。本發明的擋板通風裝置設計允許氣體從第一腔自由流動到第二相鄰腔，並阻止氣體從第二相鄰腔流動到第一腔。這種障礙產生了壓差，原因在於本發明的安全氣囊內的壓力不能均勻地穩定。

在一些實施例中，第一腔是直接從充氣器接收氣體的中心腔，並且第二相鄰腔是直接鄰近中心腔的周邊腔。在本實施例中，可以使用多個周邊腔。在其它實施例中，第一腔是直接鄰近中心腔的周邊腔，並且第二相鄰腔是直接鄰近中心腔的另一周邊腔。在其他實施例中，第一腔是直接鄰近中心腔的周邊腔，並且第二相鄰腔是直接鄰近周邊腔的附加周邊腔。

本發明的擋板通風裝置包含多個孔，該孔用作氣體從第一腔流入第二相鄰腔的通道。在實施例中，本發明的擋板通風裝置包含2至21個孔。在其它實施例中，本發明的擋板通風裝置包含2個孔；或者3個孔；或者4個孔；或者5個孔；或者6孔；或者7個孔；或者8個孔；或者9個孔；或者10個孔；或者11個孔。

本發明的擋板通風裝置還包含用於阻止氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的裝置。在實施例中，用於阻止氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的裝置包含設置在第二相鄰腔內的翼片，該翼片用於允許氣體流入第二相鄰腔，但阻止或大體上阻擋氣體從第二相鄰腔的氣體流動到第一腔。在其它實施例中，用於阻止氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的裝置包含擋板通風裝置設計，由此當氣體試圖從第二相鄰腔流動到第一腔時，擋板通風裝置潰縮，使得存在在擋板通風裝置中的一個或多個孔被分隔件擋住。

本發明的擋板通風裝置通過阻擋擋板通風裝置中的一個或多個孔來阻止氣體從第二腔流動到第一腔，以允許氣體從第一腔自由流動到第二相鄰腔，但反之則不行。例如，如果x個孔可用於氣體從第一腔流動到第二相鄰腔，則本發明的擋板通風裝置包含可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-1)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-2)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的(x-3)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的(x-4)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-5)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-6)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-7)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-8)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-9)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-10)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流動到第一腔的(x-11)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-12)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-13)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-14)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-15)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-16)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-17)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-18)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-19)個孔；或者，可用於氣體從第二相鄰腔流向第一腔的(x-20)個孔。

本發明的擋板通風裝置可以設置在任何分隔件中。在實施例中，本發明的擋板通風裝置可以設置在中心腔和周邊腔之間的分隔件內。在實施例中，本發明的擋板通風裝置可以設置在相鄰周邊腔之間的分隔件內。在實施例中，本發明的擋板通風裝置可以設置在鄰近中心腔的周邊腔與鄰近周邊腔的附加周邊腔之間的分隔件內。在這些實施例中，不同腔之間可以存在壓力差。

在一些實施例中，中心腔中的壓力小於周邊腔中的壓力。在一些實施方案中，中心腔中的壓力可以在約120至約170kpa(千帕)的範圍內；或者，120至170kpa；或者，120至150kpa；或者140至170kpa；或者130至160kpa。在一些實施例中，周邊腔中的壓力可以在約120至約200kpa的範圍內；或者，120至200kpa；或者，120至160kpa；或者，160至200kpa；或者，140至180kpa；或者，130至170kpa。在一些實施例中，附加周邊腔中的壓力可以在約120至約200kpa的範圍內；或者，120至200kpa；或者，120至160kpa；或者，160至200kpa；或者，140至180kpa；或者，130至170kpa。在一些實施例中，拉帶可以結合到本發明的安全氣囊中以確保安全氣囊以期望的幾何形狀展開。在一些實施例中，期望的幾何形狀可以具有比中心腔更大的深度的周邊腔，以確保乘客不接觸車輛的不期望的特徵。在其他實施例中，期望的幾何形狀可以具有不同的深度，這取決於預期的接觸區域。例如，在一些實施例中可能有利的是使與胸部接觸區域相關的腔具有比與頭部接觸區域相關的腔更大的深度。作為另一示例，在一些實施例中可能有利的是使左和/或右肩部接觸區域具有比頭部和/或胸部接觸區域更大的深度。

在一些實施例中，中心腔的深度可以在約4至約13英寸的範圍內；或者，4至13英寸；或者，4至8英寸；或者，9至13英寸；或者，7至11英寸。在一些實施例中，周邊腔的深度可以在約6至約16英寸的範圍內；或者，6至16英寸；或者，6至11英寸；或者，11至16英寸；或者，8.5至13.5英寸。在一些實施例中，附加周邊腔的深度可以在約6至約16英寸的範圍內；或者，6至16英寸；或者，6至11英寸；或者，11至16英寸；或者，8.5至13.5英寸。

在實施例中，一個或多個周邊腔的寬度可以比中心腔的寬度大。

轉到附圖，詳細描述本文提供的實施例。圖1描繪了本發明的安全氣囊系統的實施例的特徵。充氣器(未示出)流體連接以將氣體引入中心腔10。初始氣流如箭頭所示從中心腔10流動到周邊腔11、12。間隔件40用於限定這些腔。分隔件內的孔允許氣體從一個腔流動到另一個腔。拉帶20、21用於控制處於展開狀態的安全氣囊的幾何形狀或剛度。安全氣囊中的縫線(stitching)30也可以用於控制處於展開狀態的安全氣囊的期望幾何形狀。元件30也可以是控制周邊腔的剛度或深度的拉帶。圖2示出了處於展開狀態的圖1的安全氣囊。每個腔10(未示出)、11、12在將氣體引入每個腔中時膨脹，並且填充車輛乘客艙內的空隙的一部分。在該實施例中，本發明的擋板通風裝置將設置在孔上方——其中箭頭顯示氣體流過——並且任選地在任何其它分隔件40內。一個或多個擋板通風裝置50可以設置在存在於該實施例中的任何或全部分隔件40內，包括在周邊腔11、12(未示出)之間的分隔件40。此外，擋板通風裝置50可以設置在中心腔10和相鄰的周邊腔11、12之間的分隔件中。這些擋板通風裝置50的存在將控制不同腔之間的壓力差。圖2進一步標識了本發明的安全氣囊系統的實施例的頭部接觸區域60、左肩部接觸區域61和右肩部接觸區域62。在該實施例中，頭部接觸區域包含由較高壓力腔圍繞的較低壓力腔，該較低壓力腔允許頭部被穩定並且防止頭部從安全氣囊中滑離並接觸車輛的部分。

圖3描繪了從第二相鄰腔的視角觀察第一腔的本發明的擋板通風裝置50主視圖。本發明的擋板通風裝置50設置在分隔件40中的孔41上。本發明的擋板通風裝置使用常規的方式(例如縫合、鉚接、膠合等)沿著擋板通風裝置52的邊緣附接到分隔件。擋板通風裝置可以由塗層織物(類似於安全氣囊材料)構成。擋板通風裝置的特徵是實心體53並且不允許氣體流過。在該實施例中，擋板通風裝置50中總共存在5個孔：一個位於擋板通風裝置中心，並且四個位於距離中心孔大致一致的半徑處。圖3中切掉擋板通風裝置53的實心體部分以示出分隔件40及其相應的孔41。在該實施例中，分隔件的孔41與擋板通風裝置的孔(參見圖4b的元件55)對齊。擋板通風裝置中的多個孔(未示出)可以被多個翼片51覆蓋。這些翼片51在來自第一腔的壓力迫使翼片51打開時允許氣體從第一腔10流動到第二相鄰腔。即使當第二相鄰腔內的壓力大於第一腔內的壓力時，這些翼片51也阻止或大體上阻擋氣體從第二相鄰腔流動到第一腔。

圖4a至4c示出了本發明的擋板通風裝置的一個實施例的側面透視圖。圖4a示出了本發明的擋板通風裝置覆蓋分隔件40中的孔41並附接到分隔件。圖4b示出了當氣體壓力從第一腔增加時，氣體通過擋板通風裝置中的多個孔54、56從第一腔自由流動到第二相鄰腔。圖4c描述了當第二相鄰腔中的壓力達到一定水平時，氣體將嘗試從第二相鄰腔流回到第一腔。當氣體試圖流回到第一腔時，本發明的擋板通風裝置的方向朝向分隔件40中的孔41而變化並且本發明的擋板通風裝置潰縮。當潰縮時，之前允許氣體從第一腔流動到第二相鄰腔(圖4b)的一些孔54被分隔件40的壁阻擋，從而阻止氣體流向第一腔。在一些實施例中，在圖4c所示的條件下，本發明的擋板通風裝置的一個或多個孔不被阻塞55。

圖5描繪了本發明的安全氣囊的另一實施例的主視圖，其中總共四個周邊腔11、12、13、14存在並且與中心腔10直接流體連通。圖5中的箭頭表示氣流從充氣器到中心腔10然後到相鄰的周邊腔11、12、13、14。每個腔的尺寸部分地由設置在本發明的安全氣囊內的分隔件40限定。拉帶20可用於控制任何腔的剛度和深度。圖5示出了設置在一個周邊腔13內的拉帶20。一個或多個擋板通風裝置50可以設置在本實施例中存在的任何或所有分隔件40內，包括在周邊腔11、12、13、14之間的分隔件40(未示出)。此外，擋板通風裝置50可以設置在中心腔10和相鄰的周邊腔11、12、13、14之間的分隔件中。這些擋板通風裝置50的存在和定向將控制不同腔之間的壓力差。

圖6表示處於展開狀態的圖5的安全氣囊的主視圖。在該實施例中，安全氣囊被設計成具有頭部接觸區域60、左肩部接觸區域61、右肩部接觸區域62和胸部接觸區域63。頭部接觸區域包含中心腔10、頂部周邊腔11、左周邊腔14和右周邊腔12的一部分。胸部接觸區域63包含左周邊腔14、右周邊腔12和底部周邊腔13的一部分。比較圖5(未展開狀態)和圖6(展開狀態)，一般的技術人員將會理解，在充滿車輛乘客艙的一部分的情況下，處於展開狀態的安全氣囊的體積增加(以陰影表示)。

圖7描繪了本發明的安全氣囊的另一個實施例的主視圖，其中總共四個周邊腔11、12、13、14存在並且與中心腔10直接流體連通。在該實施例中，附加的周邊腔15設置在周邊腔11、12、13、14中。在一些實施例中，這些附加的周邊腔15可以是由附加的分隔件40的存在而形成的附加腔。在其它實施例中，這些附加的周邊腔可以是附接到或集成到主安全氣囊中的囊袋。必須以允許氣體從相鄰的周邊腔11、12、13、14流入相應的附加的周邊腔15的方式附接附加的周邊腔15。在一些實施例中，這些附加的周邊腔15中的壓力與相鄰的周邊腔11、12、13、14中的壓力相等。在其他實施例中，當隔板通風裝置設置在相鄰的周邊腔11、12、13、14和附加的周邊腔15之間時，這些附加的周邊腔中的壓力大於相鄰的周邊腔11、12、13、14中的壓力。如本領域技術人員將理解的，不同腔之間的壓力差是本發明的擋板通風裝置的數量和其定向的函數。

圖8表示類似於圖7所示的安全氣囊的展開的安全氣囊的俯視圖。在該實施例中，附加的周邊腔具有比頂部周邊腔11更大的深度。在該圖中未示出與頂部周邊腔11相鄰的附加安全氣囊15。這些具有更大深度的附加周邊腔為在橫向或部分橫向碰撞事件中的乘客提供額外的保護。

圖9示出了圖7所示的展開的安全氣囊的主視圖。在該實施例中，氣體從中心腔10流入周邊腔11、12、13、14，然後流入附加的周邊腔15。頭部接觸區域60包含頂部周邊腔11和中心腔10的一部分。左肩部接觸區域61包含左周邊腔14和相鄰的附加周邊腔15的一部分。右肩部接觸區域62包含右周邊腔12和相鄰的附加周邊腔15的一部分。胸部接觸區域63包含左周邊腔14、右周邊腔12、底部周邊腔13和與底部周邊腔13緊鄰的附加周邊腔15的一部分。雖然沒有示出氣體流動，但氣體必須能夠從周邊腔11、12、13、14傳遞到相鄰的附加周邊腔15。一個或多個擋板通風裝置50可以設置在本實施例中存在的任何或所有分隔件40內，包括在周邊腔11、12、13、14與相鄰的附加周邊腔15(未示出)之間的分隔件40。此外，擋板通風裝置50可以設置在不同的周邊腔11、12、13、14(未示出)之間的分隔件中。進一步地，擋板通風裝置50可以設置在中心腔10和相鄰的周邊腔11、12、13、14之間的分隔件中。這些擋板通風裝置50的存在將控制不同腔之間的壓力差。

圖10-11描繪了本發明的安全氣囊的替代實施例。在這些實施例中，分隔件40被示出為限定不同形狀的周邊腔11、12、13、14。為了防止乘客與車輛的部分接觸，可以使用不同的周邊腔設計。這些分隔件結構可以針對一種類型的車輛(例如，轎車或卡車)、車輛操作的國家或地區(例如，北美或歐洲)或本領域技術人員已知的其它考慮而定製。