本發(fā)明涉及一種具有安全氣囊的車輛乘員保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的車輛內(nèi)部空間設(shè)計(jì)方案中，車輛乘員的腿部活動(dòng)自由度非常有限。盡管這會(huì)影響車輛乘員的舒適性，但在約束情況下，它具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即車輛乘員的腿部基本上會(huì)被在車輛上固定的部件、例如前圍板、儀表盤或布置在其前方的車輛座椅所限制。為了改善對(duì)腿部的保護(hù)，還已知有特定的膝部安全氣囊，這些膝部安全氣囊從相應(yīng)的車輛固定結(jié)構(gòu)起向車輛乘員的腿部方向展開。

2、在新的設(shè)計(jì)方案中，特別是與自動(dòng)駕駛相關(guān)的方案中，車輛乘員應(yīng)能夠更自由地選擇其在車輛內(nèi)部空間的坐姿。在此情況下，也可能會(huì)出現(xiàn)腿部有很大活動(dòng)自由度的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的任務(wù)是，即使在這樣的坐姿下，也能改善對(duì)車輛乘員腿部的保護(hù)以及車輛乘員的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性、尤其是車輛乘員腿部的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。

2、這通過一種用于保護(hù)車輛乘員腿部的具有安全氣囊的車輛乘員保護(hù)系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，該安全氣囊在車輛乘員保護(hù)系統(tǒng)被激活之前在相配的車輛座椅前方折疊地布置在車輛的地板上，并且該安全氣囊在約束情況下從地板起在車輛座椅前方展開。該安全氣囊包括多個(gè)相互流體連通的、管狀的可充氣的腔室，這些腔室在充氣狀態(tài)下相互以三維方式連接，其中所述腔室中的多個(gè)腔室構(gòu)成了安全氣囊的支撐桿，而所述腔室中的至少一個(gè)腔室在安全氣囊的上部區(qū)域中形成了一個(gè)約束腔室。

3、在約束情況下，當(dāng)相配的車輛座椅向前提供大的腿部活動(dòng)自由度時(shí)，該安全氣囊還能防止車輛乘員的腿部在車輛座椅上過度擺動(dòng)。

4、也可設(shè)想將安全氣囊布置在車輛固定結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，在約束情況下該安全氣囊用作膝部安全氣囊，并且保護(hù)車輛乘員的腿部不與車輛固定結(jié)構(gòu)接觸。

5、支撐桿確保安全氣囊呈現(xiàn)出其所需的三維形狀，并使其在該形狀下保持穩(wěn)定。通過這種方式，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)總體上包圍非常大體積的安全氣囊，但由于其由可充氣的管狀腔室構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，只需要相對(duì)較少的填充氣體。通過該方式，除了車輛地板外，該安全氣囊不需要在車輛固定部件上的另外的支撐面。通過改變支撐桿的布置，該安全氣囊可以在沒有大的花費(fèi)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得約束腔室能夠針對(duì)相應(yīng)的車輛和相應(yīng)考慮的約束情況占據(jù)所需的位置。

6、管狀腔室的內(nèi)部壓力可以選擇得比傳統(tǒng)安全氣囊中的壓力更高，以改善形狀穩(wěn)定效果。由于總體積較小，與傳統(tǒng)的膝部安全氣囊相比，為此不需要或只需要很少量的填充氣體。安全氣囊本身是足夠柔韌的，以便特別是能夠攔住車輛乘員的腿部，因?yàn)楣軤钋皇以谑艿捷d荷時(shí)基本上會(huì)垂直于其縱向延伸有一定程度的變形。

7、支撐桿優(yōu)選連接成一個(gè)三維框架。約束腔室在此尤其構(gòu)成了框架的上橫梁，例如（在完全充氣的安全氣囊中）關(guān)于豎直方向布置得最高的橫梁。

8、在各個(gè)管狀腔室之間的面優(yōu)選是開放的，使得安全氣囊僅由管狀的可充氣的腔室構(gòu)成。

9、安全氣囊可以僅具有一個(gè)或多個(gè)特定的約束腔室，例如，這些約束腔室橫向于其縱向延伸的直徑比支撐桿的直徑大，并且因此通常體積也更大，以便更廣泛地?cái)r住或更好地支撐車輛乘員的腿部。這里所說的直徑是在橫向于管狀腔室縱向延伸的方向上考慮的。

10、當(dāng)然，當(dāng)車輛乘員與安全氣囊的每個(gè)部分以及每個(gè)所述管狀腔室（即支撐桿）接觸時(shí)，安全氣囊的每個(gè)部分和每個(gè)管狀腔室都會(huì)產(chǎn)生約束作用。

11、在安全氣囊完全充氣的狀態(tài)下，約束腔室優(yōu)選直接布置在車輛乘員的脛骨區(qū)域或膝蓋區(qū)域前方。在另一實(shí)施方式中，在安全氣囊完全充氣的狀態(tài)下，約束腔室可以布置在車輛乘員的骨盆區(qū)域前方。通過選擇支撐桿的長(zhǎng)度和方向，安全氣囊的形狀可以簡(jiǎn)單地針對(duì)相應(yīng)所需的任務(wù)進(jìn)行調(diào)整。在根據(jù)本發(fā)明的用于保護(hù)車輛乘員腿部的安全氣囊中，不規(guī)定將約束腔室布置在車輛乘員骨盆區(qū)域上方（相對(duì)于50%假人或95%假人的尺寸）。

12、靠近地板的支撐桿中的一個(gè)支撐桿可以設(shè)計(jì)成用于攔住車輛乘員在車輛地板區(qū)域內(nèi)的腳跟，從而阻止其向前移動(dòng)。

13、例如，支撐桿的設(shè)計(jì)和布置成，使得在安全氣囊充氣狀態(tài)下，在約束腔室下方的區(qū)域內(nèi)是用于車輛乘員腿部的空間，使得安全氣囊在約束腔室下方在中間具有一個(gè)自由空間，在該自由空間中腿部可以向上擺動(dòng)并被約束腔室的下側(cè)攔住，由此尤其可以防止腿部過度擺動(dòng)。

14、在完全充氣的狀態(tài)下，安全氣囊可以具有楔形框架的形狀，帶有至少兩個(gè)從車輛座椅離開地斜向下延伸的支撐桿，這些支撐桿將安全氣囊支撐在地板上。這些傾斜延伸的支撐桿例如與垂直和水平延伸的另外的支撐桿在約束腔室的兩個(gè)縱向端部形成一個(gè)支撐三角形。傾斜的支撐桿的下端部可以與沿著地板延伸的后橫梁連接。此外，可以設(shè)置進(jìn)一步穩(wěn)定形狀的另外的支撐桿。一般來說，目的是使安全氣囊形成一個(gè)自身形狀穩(wěn)定的框架。

15、為了將安全氣囊固定在地板上，例如可以至少在豎直的支撐桿和/或傾斜的支撐桿的下端部處布置合適的保持裝置、例如織物系帶，這些織物系帶可以已在安全氣囊的坯件上構(gòu)成。這些保持裝置與車輛地板上的車輛固定支撐結(jié)構(gòu)連接，例如通過鉤掛連接或螺栓連接。

16、優(yōu)選地，所有的管狀腔室、即支撐桿和約束腔室都相互流體連通。

17、車輛乘員保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)選包括至少一個(gè)氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器為安全氣囊提供填充氣體并且該氣體發(fā)生器固定在車輛地板上。

18、例如，氣體發(fā)生器可以與靠近地板的支撐桿之一流體連通，優(yōu)選與從車輛座椅起觀察最靠后的支撐桿流體連通，例如通過該支撐桿縱向延伸部中間的一個(gè)進(jìn)氣口。為了實(shí)現(xiàn)安全氣囊盡可能快速地充氣，可以設(shè)置兩個(gè)氣體發(fā)生器。然后，這些氣體發(fā)生器例如布置在最靠后的支撐桿的兩個(gè)縱向端部區(qū)域內(nèi)。

19、流體連通可以這樣實(shí)現(xiàn)，即氣體發(fā)生器直接與支撐桿連接，或者通過一個(gè)必要時(shí)柔性的氣體供應(yīng)管路實(shí)現(xiàn)，該氣體供應(yīng)管路通向安全氣囊并與支撐桿流體連通。后一種情況提供了將氣體發(fā)生器安裝在遠(yuǎn)離安全氣囊位置的選擇。

20、安全氣囊的總體積例如可以約為30升。

21、在被未激活的情況下，氣體發(fā)生器和/或折疊的安全氣囊例如收納在車輛地板中的一個(gè)容納部中，使得它們?cè)谲囕v內(nèi)部空間中不會(huì)被車輛乘員察覺。例如，包含安全氣囊以及一個(gè)或多個(gè)氣體發(fā)生器的完整的安全氣囊模塊可以收納在地板中。為了在激活前隱藏安全氣囊模塊，例如可以將其安裝在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的板上，該板布置在容納部上方，使得安全氣囊模塊在被激活前沉入地板中，并在約束情況下向上樞轉(zhuǎn)，然后填充氣體流入安全氣囊中。

22、為了附加的穩(wěn)定，安全氣囊可以通過至少一個(gè)限制帶被系緊。也可以在各個(gè)支撐桿之間進(jìn)行系緊。

23、限制帶例如是安全氣囊坯件的一體部分。

24、也可以設(shè)想用限制帶代替傾斜的支撐桿，這些限制帶從約束腔室的縱向端部?jī)A斜地延伸到車輛地板。

25、如果安全氣囊具有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的坯件，該坯件可以在形成橫向于縱向方向（l）延伸的折疊線的情況下在其縱向方向上多次折疊，其中，坯件的平坦疊放的部段相互連接成，使得形成管狀腔室，那么安全氣囊的制造可以得到簡(jiǎn)化。在這種情況下，管狀腔室不是由各個(gè)織物管縫合而成，而是通過將兩個(gè)平坦疊放的坯件部段在所述坯件部段之間進(jìn)行縫合（或以其他方式連接）而形成。替選地，這樣的安全氣囊可以通過一體式編織工藝（one?piecewoven）制造。在充氣的安全氣囊中在各支撐桿之間的空隙可以通過坯件中的切口或凹口來實(shí)現(xiàn)。可以設(shè)想將整個(gè)坯件設(shè)計(jì)成一體的，但也可以例如將約束腔室的前側(cè)和豎直的支撐桿設(shè)計(jì)成第二坯件部段。

26、在坯件中合適布置的不可充氣區(qū)域優(yōu)選在折疊線處通過附加的縫線在制成的安全氣囊中簡(jiǎn)單地確定在各個(gè)支撐桿之間的角度。

27、各個(gè)管狀腔室之間的流體連通也可以通過縫線的走向來確定。

28、根據(jù)位置的不同，縫線例如可以設(shè)計(jì)成弧形或褶皺縫線，以實(shí)現(xiàn)充氣后的安全氣囊的所需的形狀。

29、為了減少通過流入的填充氣體對(duì)縫線的負(fù)荷，可以在安全氣囊內(nèi)部的相應(yīng)區(qū)域中布置氣體導(dǎo)流層或加強(qiáng)層。如果設(shè)置了兩個(gè)氣體發(fā)生器或兩個(gè)氣體進(jìn)氣口，那么一個(gè)折疊的氣體導(dǎo)流層可以在安全氣囊的整個(gè)寬度上在用于進(jìn)氣的支撐桿內(nèi)部延伸。

30、在另一實(shí)施方式中，存在一個(gè)附加約束腔室，在安全氣囊完全充氣的狀態(tài)下，該附加約束腔室平行于約束腔室并且緊鄰約束腔室地布置在約束腔室和車輛地板之間。附加約束腔室優(yōu)選與約束腔室以及在約束腔室側(cè)向與其鄰接的豎直的支撐桿處于同一平面。附加約束腔室在此有助于可靠地?cái)r住車輛乘員的腿部并避免過度伸展。

31、特別是在約束腔室和附加約束腔室之間布置至少一個(gè)溢流開口，填充氣體通過該溢流開口從約束腔室流入附加約束腔室。附加約束腔室在此優(yōu)選僅通過與約束腔室的流體連通來填充，使得填充氣體總是通過約束腔室進(jìn)入附加約束腔室。因此，附加約束腔室基本上也僅在約束腔室至少開始填充之后才展開。

32、約束腔室和附加約束腔室的內(nèi)部容積優(yōu)選通過一個(gè)分隔部相互分隔，所述至少一個(gè)溢流開口構(gòu)成在該分隔部中。該分隔部有利地在車輛橫向方向上在附加約束腔室的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。例如，沿著連接線布置多個(gè)溢流開口，使得附加約束腔室可以快速且在其整個(gè)長(zhǎng)度上均勻地被填充。

33、附加約束腔室的坯件優(yōu)選是安全氣囊的細(xì)長(zhǎng)坯件的一部分，使得附加約束腔室可以簡(jiǎn)單地與安全氣囊的其它可充氣腔室一起制造。

34、為了快速且可靠地將附加約束腔室定位在所需位置并在必要時(shí)使其穩(wěn)定，附加約束腔室例如可以通過側(cè)向的織物部段支撐在支撐桿上。這些織物部段優(yōu)選是不可充氣的。但是，在此應(yīng)注意這些織物部段不會(huì)對(duì)支撐桿施加明顯的力，使得通過附加約束腔室對(duì)安全氣囊的三維形狀的影響盡可能小。

35、作為織物部段的替代或補(bǔ)充，可以設(shè)置限制帶，這些限制帶在附加約束腔室的側(cè)邊緣和相應(yīng)相鄰的豎直的支撐桿之間延伸，并對(duì)附加約束腔室進(jìn)行定位并在必要時(shí)使其穩(wěn)定。但是，這里也應(yīng)注意限制帶的位置和長(zhǎng)度選擇成，使得基本上沒有側(cè)向拉力被傳遞到豎直的支撐桿上。

36、優(yōu)選地，附加約束腔室在其填充之前在一個(gè)與約束腔室分開的卷包中折疊起來，特別是卷起來，使得它在之后展開并填充的時(shí)間晚于約束腔室。優(yōu)選地，附加約束腔室僅在安全氣囊的其余部分展開并呈現(xiàn)其三維形狀之后才展開。由此確保了附加約束腔室不會(huì)阻礙支撐桿的展開和填充。