ПОДУШКА БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК B60R21/205 B60R21/233 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам пассивной безопасности для транспортных средств, в частности к конструкции воздушной подушки безопасности.

Уровень техники

Одной из возможных причин травм головы при столкновениях транспортных средств, в частности, когда столкновение включает в себя косой удар, является поворот головы пассажира транспортного средства. Например, транспортные средства, движущиеся в противоположных направлениях, могут столкнуться под углом, ударяя друг друга со стороны водителя. В данном случае у человека, занимающего место со стороны пассажира в ударяемом транспортном средстве, может повернуться голова, что в результате может привести к травме головы, когда голова ударяется о подушку безопасности и поворачивается в сторону водителя транспортного средства. Существующие пассажирские подушки безопасности могут не иметь проблем с поворотом головы при прямом лобовом столкновении. Однако эти подушки безопасности не способны в достаточной степени минимизировать поворот головы и повреждения головы при столкновениях под углом.

Раскрытие изобретения

Предложена подушка безопасности для транспортного средства, которая включает в себя основную камеру, дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере, и канал между основной камерой и дополнительной камерой, причем основная камера выполнена с возможностью контактировать с по крайней мере двумя реакционными поверхностями, а дополнительная камера выполнена с возможностью контактировать только с одной из этих реакционных поверхностей, когда подушка безопасности наполняется при обнаружении столкновения.

В канале может быть предусмотрен обратный клапан, выполненный с возможностью пропускания воздуха из основной камеры в дополнительную камеру.

Контроллер подушки безопасности может быть выполнен с возможностью открывать клапан после обнаружения косого столкновения.

Контроллер подушки безопасности также может быть выполнен с возможностью открывать клапан до такой степени, чтобы обеспечивать жесткость дополнительной камеры, определенную в соответствии с детектированным углом столкновения.

Размер канала может быть таким, чтобы позволять регулировать жесткость дополнительной камеры.

Подушка безопасности может быть установлена и раскрываться со стороны пассажира транспортного средства.

Подушка безопасности также может дополнительно содержать вторую дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере, причем между основной камерой и второй дополнительной камерой находится вторая стенка, а также второй канал во второй стенке, обеспечивающий возможность прохождения газа, нагнетаемого насосом в основную камеру, во вторую дополнительную камеру.

Длина или высота дополнительной камеры может быть больше, чем длина или высота основной камеры.

Дополнительная камера может иметь примерно U-образную, примерно трапецеидальную, примерно прямоугольную или примерно треугольную форму.

По крайней мере две реакционные поверхности могут представлять собой приборную панель и/или лобовое стекло.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение первого и второго транспортных средств при их движении по траектории, ведущей к столкновению под углом.

На Фиг. 2 представлен вид сверху части транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности для пассажира, имеющую основную камеру и дополнительную камеру.

На Фиг. 3 представлен поперечный разрез на виде сверху части транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности для пассажира, имеющую основную камеру и дополнительную камеру.

На Фиг. 4 представлен еще один поперечный разрез на виде сверху части 4 транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности для пассажира, имеющую основную камеру и дополнительную камеру, где изображен удар головы о подушку безопасности после столкновения под углом.

На Фиг. 5 представлен общий вид сбоку части транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности для пассажира, имеющую основную камеру и дополнительную камеру.

На Фиг. 6-10 представлены соответствующие изображения на виде сбоку примеров дополнительной камеры, прикрепляемой к основной камере.

На Фиг. 11 и 12 представлены изображения соответствующих примеров подушек безопасности 10, на которых изображены примеры механизмов, используемых для крепления дополнительной камеры 12 к основной камере 11.

На Фиг. 13 представлен график показателей для подушек безопасности с дополнительной камерой и без нее, с точки зрения критерия тяжести повреждений головы (BrIC).

На Фиг. 14 представлены две схемы моделирования удара головы о подушку безопасности с разбивкой по времени.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение первого и второго транспортных средств 1, 2, движущихся по траектории, ведущей к столкновению под углом. На Фиг. 1 изображены транспортные средства 1, 2 до столкновения под углом 3, задаваемым продольными осями А, В транспортных средств 1, 2, соответственно. В примере с Фиг. 1 угол 3 равен 15 градусам, что является значением, используемым национальным управлением по обеспечению безопасности дорожного движения (NHTSA) при проведении испытаний на столкновения под углом. Соответственно, при столкновении транспортного средства 2 с транспортным средством 1 пассажир, сидящий в транспортном средстве 2, начнет перемещаться в направлении под углом к оси В транспортного средства 2. Например, пассажир может начать перемещаться в направлении, обозначенном стрелкой С; при этом направление перемещения пассажира зависит от множества факторов, таких как скорость, угол столкновения, центр тяжести транспортных средств 1, 2 и т.д. В этом сценарии пассажир, сидящий в транспортном средстве 2, может претерпеть поворот головы и получить травму головы, более серьезную, чем в случае лобового столкновения, например, при измерении с помощью критерия тяжести повреждений головы (BrIC).

На Фиг. 2 представлен вид сверху части 4 транспортного средства. Часть 4 транспортного средства включает в себя подушку безопасности 10 для пассажира, имеющую основную камеру 11 и дополнительную камеру 12, при этом в данном случае подушка безопасности 10 изображена в надутом состоянии после раскрытия из приборной панели 14 транспортного средства. Подушка безопасности 10 изготовлена из стандартных материалов и может раскрываться в соответствии со стандартными схемами, например, как будет описано ниже.

Как показано на Фиг. 2 и будет подробно описано ниже, дополнительная камера 12 расположена таким образом, чтобы смягчить тенденцию для головы пассажира транспортного средства к повороту или скручиванию при столкновении под углом. В соответствии с представленным изображением подушка безопасности 10 находится со стороны пассажира транспортного средства (для транспортных средств с левосторонним управлением), а дополнительную камеру 12 размещают, таким образом, слева от основной камеры 11, чтобы за счет этого смягчить поворот головы в направлении в сторону дополнительной камеры 12. Однако в качестве альтернативы или дополнения дополнительная камера 12 может быть расположена справа от основной камеры 11. Например, чтобы защитить переднего пассажира, когда пассажирская сторона находится под ударом, как в транспортном средстве 1 на Фиг. 1, или в странах, где пассажирская сторона транспортного средства расположена слева, а не справа, может быть желательно разместить дополнительную камеру 12 справа от основной камеры 11. Кроме того, возможно использование двух или более дополнительных камер 12, прикрепленных к основной камере 11, например, одна из них может находиться слева (как показано на Фиг. 2), а другая - справа.

Как лучше всего видно на Фиг. 5, а также проиллюстрировано на Фиг. 2, при надувании подушки безопасности 10 основная камера 11 контактирует с первой и второй реакционной поверхностью. То есть, Когда подушка безопасности 10 наполнена, основная камера 11 контактирует с приборной панелью (приборным щитком) 14, а также с лобовым стеклом 15 транспортного средства. Когда подушка безопасности 10 надута, дополнительная камера 12, напротив, контактирует только с одной реакционной поверхностью, например, с приборной панелью 14.

На Фиг. 3 представлен поперечный разрез на виде сверху части 4 транспортного средства, включающей в себя подушку безопасности 10 для пассажира в надутом состоянии. Подушка безопасности 10 включает в себя основную камеру 11 и дополнительную камеру 12. Из уровня техники известно, что в приборной панели 14 транспортного средства установлен наполняющий блок 18. Также известно, что после срабатывания, например, после столкновения, обнаруженного контроллером подушки безопасности (не показан), наполняющий блок 18 может начать надувать подушку безопасности 10 через насосный клапан 20.

На Фиг. 3 также изображен канал 16 между основной камерой 11 и дополнительной камерой 12. В соответствии с одним примером дополнительная камера 12 может быть прикреплена к основной камере 11 стандартным способом, например, пришита, приклеена, прицеплена и т.д., при этом между основной камерой 11 и дополнительной камерой 12 может быть расположена стенка 15, а в шве, соединяющем основную и дополнительную камеры 11, 12, может быть оставлено отверстие, позволяющее создать канал 16. В качестве альтернативы или дополнения канал 16 может представлять собой отверстие с обратным клапаном 17 или аналогичным устройством, через которое после обнаружения некоторого события, например, после столкновения, запускающего процесс надувания подушки безопасности 10, газ будет поступать из основной камеры 11 в дополнительную камеру 12. Хотя на Фиг. 3 канал 16 изображен в виде прямоугольника, зачастую он может иметь круглую форму и/или не иметь клапана 17, как показано на Фиг. 11 и 12.

На Фиг. 11 представлен пример подушки безопасности 10, где рассмотрен пример механизма крепления дополнительной камеры 12 к основной камере 11. В частности, в соответствии с примером на Фиг. 11 дополнительная камера 12 пришита к стенке 23 основной камеры 11 по нескольким швам 19, заданных периметром дополнительной камеры 12, прикрепленной к стенке 23.

На Фиг. 12 представлен пример подушки безопасности 10, где рассмотрен другой пример механизма крепления дополнительной камеры 12 к основной камере 11. В частности, в соответствии с примером с Фиг. 12, аналогично примеру с Фиг. 11, дополнительная камера 12 пришита к стенке 23 основной камеры 11 по нескольким швам 19. Однако, поскольку в изображенной на Фиг. 12 подушке безопасности 10 (как и в подушке безопасности 10, имеющей дополнительную камеру 12е, которая будет описана ниже со ссылкой на Фиг. 10) дополнительная камера 12 имеет большую высоту по сравнению с основной камерой 11, швы 19 проходят не по всему периметру боковой стороны дополнительной камеры 12. Вместо этого некоторые швы 19 задают часть периметра боковой стороны дополнительной камеры 12, присоединенной к стенке 23. Остальные швы 19 в основном совпадают с верхним краем 24 стенки 23, где край 24 находится в месте присоединения дополнительной камеры 12 к стенке 23 основной камеры 11.

Размер отверстия в канале 16 и/или скорость, с которой газ из основной камеры 11 проходит по каналу 16, возможно, имеющему обратный клапан 17, в дополнительную камеру 12, могут зависеть от различных факторов. Например, подушка безопасности 10 может иметь разные размеры и конфигурации в зависимости от типа и/или размеров транспортного средства, в котором она установлена. Кроме того, контроллер подушки безопасности может быть выполнен с возможностью управлять клапаном, установленным в канале 16, в соответствии с различными условиями. Например, клапан 17 может быть открыт, если было детектировано столкновение под углом, и оставаться закрытым, т.е. предотвращать надувание дополнительной камеры, если было детектировано фронтальное или лобовое столкновение. Аналогичным образом управление клапаном 17 может зависеть от других параметров столкновения, например, клапан 17 может быть выполнен с возможностью открываться при столкновении со смещенным деформируемым препятствием (ODB), которое имитируется при проведении испытаний.

Кроме того, степень открытия клапана 17 может зависеть от детектированного или спрогнозированного угла косого столкновения. Например, если угол удара больше, например, больше 15 градусов, больше 30 градусов и т.д., предпочтительным может быть полное открывание клапана 17 или увеличение степени его открывания, поскольку в данном случае предпочтительно, чтобы дополнительная камера 12 была относительно жесткой или твердой по сравнению с основной камерой 11. Другими словами, может быть предусмотрена возможность изменения жесткости или твердости дополнительной камеры 12, чтобы компенсировать прогнозный угол удара и, таким образом, вероятно, поворот головы пассажира транспортного средства. В общем случае, для того чтобы конфигурация канала 16 могла контролировать наполнение, твердость, жесткость и другие параметры дополнительной камеры 12, дополнительная камера 12 не должна иметь выпускного отверстия или других отверстий или каналов, кроме канала 16. С другой стороны, основная камера 11 может иметь выпускное отверстие, выполненное стандартным образом.

На Фиг. 4 представлен другой поперечный разрез на виде сверху части 4 транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности 10 для пассажира, имеющую основную камеру 11 и дополнительную камеру 12, на котором изображен удар головы 22 о подушку безопасности 10 при столкновении под углом. Как показано стрелкой вокруг круга, изображающего голову 22, при косом столкновении, т.е. под углом к оси В транспортного средства, голова 22, скорее всего, повернется по часовой стрелке, поскольку пассажир перемещается под углом к оси В. Для смягчения такого поворота предусмотрена дополнительная камера 12. Кроме того, для еще большей минимизации поворота головы 22 пассажира дополнительная камера 12 может быть раскрыта с большей жесткостью, чем основная камера 11.

На Фиг. 5 представлен вид сбоку части 4 транспортного средства, которая включает в себя подушку безопасности 10 для пассажира, имеющую основную камеру 11 и дополнительную камеру 12. Как и на Фиг. 4, стрелкой обозначено направление поворота головы 22 пассажира транспортного средства при косом столкновении с другим транспортным средством. Также видно, что дополнительная камера 12 подушки безопасности 10 обеспечивает барьер для уменьшения поворота головы 22 пассажира, что было бы невозможно при использовании подушки безопасности 10 только с основной камерой 11.

На Фиг. 6-10 представлены соответствующие виды различных примеров дополнительных камер 12. Хотя на предыдущих рисунках дополнительная камера 12 изображена как тело с прямоугольными гранями, например, имеющей форму, отраженную дополнительной камерой 12а на Фиг. 6, в зависимости от различных факторов можно использовать другую форму, которая при обнаружении столкновения обеспечит контакт дополнительной камеры 12 с одной реакционной поверхностью, например, с приборной панелью 14, при этом при обнаружении столкновения основная камера 11 может контактировать по крайней мере с двумя реакционными поверхностями, например, с приборной панелью 14 и лобовым стеклом 15. Например, в общем случае желательно уменьшение размеров и веса компонентов, устанавливаемых в транспортном средстве, включая подушки безопасности и компоненты подушки безопасности. Соответственно, дополнительная камера 12 может иметь примерно U-образную форму, как показано на примере дополнительной камеры 12b, практически трапецеидальную или примерно треугольную форму, как показано на примере дополнительной камеры 12с, и/или может иметь отверстие, как показано на примере дополнительной камеры 12d. Также дополнительная камера 12 может быть в целом прямоугольной или продолговатой, как показано на примере дополнительной камеры 12е, при этом длина и/или высота камеры 12 может быть больше, чем соответствующие значения длины или высоты основной камеры 11, например, конец камеры 12 может выступать, например, быть выше основной камеры 11.

На Фиг. 13 представлен график сравнения соответствующих показателей BrIC (критерия тяжести повреждений головы) для подушек безопасности с дополнительной камерой 12 или без нее. Видно, что при моделировании столкновения транспортного средства под углом использование подушки безопасности 10, включающей в себя основную камеру 11 и дополнительную камеру 12, приводит к примерно 30% улучшению снижения показателя BrIC для пассажира транспортного средства по сравнению с показателями для подушки безопасности 10 со стандартной конфигурацией, т.е. имеющей основную камеру 11, но без дополнительной камеры 12, описанной в настоящем документе.

Еще одно преимущество предложенной подушки безопасности 10 показано на Фиг. 14, на которой изображены две схемы моделирования удара человеческой головы 22 о подушку безопасности 10 с разбивкой по времени. Верхний набор смоделированных значений характеризует значения для удара головы 22 о подушку безопасности только с основной камерой 11 в моменты времени, соответствующие 52, 60, 66, 70 и 74 миллисекундам после столкновения, соответственно. Нижний набор смоделированных значений характеризует значения для удара головы 22 о подушку безопасности 10 с основной камерой 11 и с дополнительной камерой 12 в те же моменты времени после столкновения. Видно, что подушка безопасности 10 с дополнительной камерой 12 дает в результате меньший поворот головы 22, чем подушка безопасности только с основной камерой 11.

На сопроводительных чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, но некоторые или все такие элементы могут быть изменены. Соответственно, следует понимать, что описание приведено в целях наглядности, а не ограничения. Многие дополнительные варианты реализации и применения, отличные от показанных примеров, станут очевидны при ознакомлении с вышеприведенным описанием. Объем не должен быть определен на основании приведенного выше описания, но, напротив, должен быть определен на основании прилагаемой формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, для которых данная формула является основанием. Предполагается и имеется в виду, что описываемые технологии могут быть развиты и усовершенствованы в будущем, причем раскрытые системы и способы будут включены в подобные будущие варианты реализации. Таким образом, следует понимать, что применение изобретения может быть изменено и модифицировано в рамках нижеследующих притязаний.

Все термины, применяемые в формуле изобретения, следует понимать в их наиболее широких разумных толкованиях и их обычных значениях, как это понимают специалисты в данной области техники, если иное явно не указано в описании изобретения. В частности, использование слов «какой-либо», «данный», «вышеуказанный» и т.д. надо понимать как один или несколько указанных элементов, если в формуле не указано иное.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения подушки безопасности для транспортного средства. Подушка включает в себя основную камеру, дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере, канал между основной камерой и дополнительной камерой и обратный клапан, расположенный в канале, и контроллер открывания обратного клапана. Основная камера выполнена с возможностью контактировать по крайней мере с двумя реакционными поверхностями, а дополнительная камера выполнена с возможностью контактировать с одной и только одной из этих реакционных поверхностей, когда подушка безопасности наполняется при обнаружении столкновения. Обеспечивается повышение безопасности. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Подушка безопасности для транспортного средства, содержащая:

основную камеру;

дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере;

канал между основной камерой и дополнительной камерой; и

обратный клапан, расположенный в канале и выполненный с возможностью пропускания воздуха из основной камеры в дополнительную камеру;

причем основная камера выполнена с возможностью контактирования с по меньшей мере двумя реакционными поверхностями, а дополнительная камера выполнена с возможностью контактирования только с одной из указанных по меньшей мере двух реакционных поверхностей, когда подушка безопасности наполняется при обнаружении столкновения, при этом дополнительно имеется контроллер подушки безопасности, выполненный с возможностью открывания клапана после обнаружения косого столкновения.

2. Подушка безопасности по п.1, устанавливаемая со стороны пассажира транспортного средства.

3. Подушка безопасности по п.1, дополнительно содержащая:

вторую дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере, причем между основной камерой и второй дополнительной камерой образована вторая стенка; и

второй канал во второй стенке, обеспечивающий возможность прохождения газа, нагнетаемого нагнетателем в основную камеру, во вторую дополнительную камеру.

4. Подушка безопасности по п.1, в которой длина или высота дополнительной камеры превышает соответственно длину или высоту основной камеры.

5. Подушка безопасности по п.1, в которой дополнительная камера имеет примерно U-образную, примерно трапецеидальную, примерно прямоугольную или примерно треугольную форму.

6. Подушка безопасности по п. 1, в которой указанные по меньшей мере две реакционные поверхности представляют собой приборную панель и/или лобовое стекло.

7. Подушка безопасности по п.1, в которой дополнительная камера прикреплена к стенке основной камеры посредством пришивания вдоль по меньшей мере части периметра стороны дополнительной камеры.

8. Подушка безопасности по п.1, в которой дополнительная камера прикреплена к стенке основной камеры посредством пришивания вдоль периметра контактной поверхности между основной камерой и дополнительной камерой.

9. Подушка безопасности по п.1, в которой канал не препятствует потоку газа ни из основной камеры в дополнительную камеру, ни из дополнительной камеры в основную камеру.

10. Подушка безопасности по п.1, в которой косое столкновение определяется как столкновение при угле от трех до пятнадцати градусов.

11. Подушка безопасности для транспортного средства, содержащая:

основную камеру;

дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере;

канал между основной камерой и дополнительной камерой; и

обратный клапан, расположенный в канале и выполненный с возможностью пропускания воздуха из основной камеры в дополнительную камеру;

причем основная камера выполнена с возможностью контактирования с по меньшей мере двумя реакционными поверхностями, а дополнительная камера выполнена с возможностью контактирования только с одной из указанных по меньшей мере двух реакционных поверхностей, когда подушка безопасности наполняется при обнаружении столкновения, при этом дополнительно имеется контроллер подушки безопасности, выполненный с возможностью открывания клапана до такой степени, чтобы обеспечивать жесткость дополнительной камеры, определенную в соответствии с определяемым углом столкновения.

12. Подушка безопасности по п.11, устанавливаемая со стороны пассажира транспортного средства.

13. Подушка безопасности по п.11, дополнительно содержащая:

вторую дополнительную камеру, прикрепленную к основной камере, причем между основной камерой и второй дополнительной камерой образована вторая стенка; и

второй канал во второй стенке, обеспечивающий возможность прохождения газа, нагнетаемого нагнетателем в основную камеру, во вторую дополнительную камеру.

14. Подушка безопасности по п.11, в которой длина или высота дополнительной камеры превышает соответственно длину или высоту основной камеры.

15. Подушка безопасности по п.11, в которой дополнительная камера имеет примерно U-образную, примерно трапецеидальную, примерно прямоугольную или примерно треугольную форму.

16. Подушка безопасности по п.11, в которой указанные по меньшей мере две реакционные поверхности представляют собой приборную панель и/или лобовое стекло.

17. Подушка безопасности по п.11, в которой дополнительная камера прикреплена к стенке основной камеры посредством пришивания вдоль по меньшей мере части периметра стороны дополнительной камеры.

18. Подушка безопасности по п.11, в которой дополнительная камера прикреплена к стенке основной камеры посредством пришивания вдоль периметра контактной поверхности между основной камерой и дополнительной камерой.

19. Подушка безопасности по п.11, в которой канал не препятствует потоку газа ни из основной камеры в дополнительную камеру, ни из дополнительной камеры в основную камеру.

20. Подушка безопасности по п.11, в которой косое столкновение определяется как столкновение при угле от трех до пятнадцати градусов.