具有生物力学灰色区域的气囊系统技术方案

一种双级充气机（５２，５４）具有能独立、同时或以延迟方式点燃的引爆管（４８，５０）。这种灵活性能够根据冲击速度或其它参数来启动一低级别、高级别或分级延迟级别。对于每个约束情况，都识别充气机输出阈值速度。根据车辆乘客行为，限定每个伤害估计基准值的生物力学灰色区域。每个生物力学灰色区域的上、下限与一种类型的车辆乘客、充气机输出、安全带约束和伤害参数相关。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有生物力学灰色区域的气囊系统本专利技术涉及一种机动车辆安全约束系统，它具有限定约束系统操作的生物力学灰色区域。充气机技术的发展实现了多级输出气囊充气机的使用。尽管这些新型的充气机在大范围的碰撞条件下显著提高了车辆乘客的安全性，但它们也大大增加了系统的设计和性能的复杂性。在分析气囊系统性能时，将系统分成三个分离的体系是有用的：1.信息：获取有关碰撞和车辆乘客的信息；2.分析/决定：分析所获取的信息，以确定碰撞的性质和前座乘客的状况，并决定如何相应地展开气囊系统；以及3.响应：响应于决定而调节气囊(即充气机)的展开。气囊系统通过传感器获取信息。所有的气囊系统都有某种碰撞传感器，它们表明碰撞的发生及其剧烈程度。这些系统用一种算法来处理来自碰撞传感器的信息，以决定如何展开气囊。这些系统还可具有提供有关座位安全带使用，儿童座位使用，车辆乘客重量、尺寸和位置，以及座位位置等的信息的传感器。电子控制单元使用传感器的信息来决定是否以及何时要展开气囊。使用这些先进技术的气囊系统使用所述信息来确定多级气囊的充气级别。气囊系统的信息、分析/决定和响应这几个方面提供了提高车辆乘客保护的可能。例如，通过改善有关碰撞剧烈程度的信息，在碰撞中可以更早地决定是否要展开气囊。如果气囊系统具有提供有关车辆乘客重量和/或尺寸或位置的信息的传感器，则它可以设计成在有婴儿时抑制展开或者对个头较小成人和个头较大成人的展开程度不同。对这些先进的系统来说，关键的是是否能根据碰撞情况以不同的级别来启动多级充气机。在说明书和权利要求书中，适宜启动低级别或高级别输出的区域称作生物力学灰色区域。通过使用特定车辆模型和碰撞情况的模拟研究来限定生物力学灰色区域。使用车辆乘客模拟模型来分析冲击速度和约束情况。在实例情况下，仅对在适当位置的、坐在中间的、50％(百分之五十)的车辆乘客行为进行了研究；当然可以想象，具有生物力学灰色区域的一实际约束系统的开发包括不同尺寸的车辆乘客。-->附图简述图1是本专利技术的汽车安全约束系统的视图。图2和3是用于开发本专利技术优选实施例的计算机模型的屏幕场景。图4是表示驾驶员和乘员充气机的高级别和低级别输出的曲线图。图5-7是表示系安全带和未系安全带的驾驶员和乘员的计算机模型的响应与滑板试验之间的相关性的曲线图。图8表示生物力学灰色区域的限定。图9表示具有一传感器灰色区域的生物力学灰色区域。图10和11表示驾驶员的生物力学灰色区域的一个实例。图12和13表示乘员的生物力学灰色区域的一个实例。图14表示生物力学灰色区域。图15表示驾驶员和乘员的生物力学灰色区域的重叠。图16表示复合的驾驶员和乘员生物力学灰色区域。专利技术详述虽然下面大体是针对一车辆安全约束系统在向前碰撞的情况对本专利技术进行详细描述的，但本
的技术人员可以理解，本专利技术明显不局限于向前检测碰撞，而可应用于其它各种碰撞情况，诸如侧向冲击或翻滚，如本文进一步讨论的。图1是一通常的车辆乘员车厢26的视图，它按本专利技术的一优选实施例具有多个传感器，这些传感器可用来控制车辆的安全约束系统的操作特性。车辆安全约束系统包括一回缩器27，围绕该回缩器卷绕有一座位安全带29。一预张紧器或紧带器28与回缩器或一带扣相联。一预张紧器管31启动预张紧器。仪表板34中，或者方向盘或车辆侧部或车辆座位的侧部中安装有一气囊模块30。先进的气囊系统使用一碰撞传感器25和车辆乘客传感器24来获得有关碰撞和车辆乘客的信息。该信息可用来使气囊的性能适应于碰撞的特性。如上面所提到的，它可用来决定是否应展开气囊38、应何时展开、以及充气的级别和速度(如果有多个充气级别的话)。碰撞传感器25测量碰撞的剧烈程度，即车辆在撞击另一物体时的减速率。如果检测到剧烈程度相对较小的碰撞，则仅启动双级气囊充气机的低级别；-->如果检测到剧烈程度中等的碰撞，则启动双级气囊充气机的低级别和高级别，并使两个级别之间有一个特定的时间延迟；如果检测到更为剧烈的碰撞，则同时或者以两级别之间时间间隔非常小(5-10毫秒)的方式启动两个级别。来自碰撞传感器的信息结合座位安全带使用传感器一起用于选择系安全带和未系安全带的车辆乘客的合适的碰撞剧烈程度阈级。例如，可设想多个用于气囊展开的速度阈值，本专利技术的课题就在于阈值速度的设定。例如，当车辆乘客未系安全带时，车辆可以具有约在19公里/时的较低的气囊展开阈值，而当车辆乘客已系安全带时，可使用约在29公里/时的较高阈值。带扣开关提供信息以供在这两个阈值之间进行选择。气囊模块30具有一气囊38，它折叠并存放在一气囊壳体42内。展开门46盖住气囊，并构制成在气囊充气时打开。展开门可以是仪表板的一部分，也可以与其分离。充气机具有安装在气囊壳体42背部的第一气源52和第二气源54，并可操作地连接于气囊38。第一和/或第二气源52、54为气囊提供气体，以使气囊充气。气源52、54通常具有电动点火器48、50，它们称作引爆管。这些引爆管启动第一和/或第二气源52、54，以产生或释放充气气体。引爆管可以单独启动、同时启动或分级按序启动，以控制气囊展开的速度或程度。除了将碰撞剧烈程度和座位安全带使用信息用于双阈值策略之外，通过使用多级气囊充气机，还可以利用该信息而对系安全带和未系安全带的车辆乘客采用不同的充气级别。例如，系安全带的车辆乘客仅需要小功率的充气级别，因为座位安全带也可提供约束，而未系安全带的乘客就可能需要满功率的气囊，以提供及时的充气和充分的气囊保护。同样，碰撞剧烈程度信息可以与多级充气机一起使用，以将低级别的气囊充气用于低剧烈程度的碰撞，或将满功率的充气用于高剧烈程度的碰撞，在高剧烈程度的碰撞中，需要额外的约束用于车辆乘客保护。当检测到碰撞时，引爆管48、50、通风阀、回缩器27和/或带扣预张紧器28由一诸如微型计算机之类的控制器62电气启动。该控制器62提供必要的信号，以产生合适的气囊动态充气轮廓，并调节座位安全带以适应具体的碰撞条件和车辆乘客的姿态和/或位置。另外，可以设有其它的传感器，它们在有儿童在场时抑制气囊以防不希望有的展开。为此，制造商正在改进座位重量或座位形式识别系统，用于检-->测车辆乘客的尺寸和/或位置。设置在座垫72中或座位底部的重量检测系统70通过各种不同的测压元件技术估计车辆乘客的重量。当座位靠背向后倾斜到足以将车辆乘客的较显著的一部分重量从座垫传递座位靠背时，后一种方案可避免可能产生的问题。与这些器件相关的算法可以通过使用安全带张紧力测量器件来调节重量的估计，从而考虑和尽量减小安全带束紧力(例如来自儿童安全座位)的影响。正在发展中的其它先进的车辆乘客检测系统采用诸如电容性、超声波和红外线传感器之类的技术来检测车辆乘客的尺寸和/或相对于气囊模块的位置。这些技术可用于开发动态和静态抑制策略。静态车辆乘客检测系统的策略能够对特定尺寸和/或位置的车辆乘客确定气囊展开是否允许，或者什么级别的充气较合适。例如，车辆乘客是个头较小的儿童还是大个头的成人，或者车辆乘客是靠在座位靠背上还是坐在座位的边缘并靠近于气囊。这些技术可以结合座位重量检测/形式识别系统、或者座位安全带使用和碰撞剧烈程度检测一起使用，以改进车辆乘客的分类和位置估计。使用诸如电容性、超声波和红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制车辆安全约束系统的操作特性的车辆乘客传感装置，包括：一气囊模块（３０），它具有一能够产生低级别输出的充气机（５２）和一能够产生高级别输出的充气机（５４）；一碰撞传感器（２５），它在碰撞过程中产生表明车辆减速的第一信号； 一接收第一信号的控制器（６２），所述控制器具有一第一下阈值，该第一下阈值用于表示应启动能产生低级别输出的充气机（５２）的最小速度变化，并具有一第一必须点燃上阈值，该阈值用于表示一最小速度变化，并产生一用于控制车辆安全约束系统的操作特性的控制信号；其中，所述第一下阈值（８４）限定为这样的速度，即能产生低级别输出的充气机（５２）产生的在适当位置的车辆乘客的性能值高于能产生高级别输出的充气机（５４），而不超过脱离适当位置的伤害估计基准值（ＩＡＲＶ）目标；并且必须点燃高级别 充气机输出阈值限定为这样的速度，即具有低级别输出充气机的车辆乘客行为超过伤害估计基准值（ＩＡＲＶ）目标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2000-5-24 09/578,822;US 2000-5-1 60/201,0441.一种用于控制车辆安全约束系统的操作特性的车辆乘客传感装置，包括：一气囊模块(30)，它具有一能够产生低级别输出的充气机(52)和一能够产生高级别输出的充气机(54)；一碰撞传感器(25)，它在碰撞过程中产生表明车辆减速的第一信号；一接收第一信号的控制器(62)，所述控制器具有一第一下阈值，该第一下阈值用于表示应启动能产生低级别输出的充气机(52)的最小速度变化，并具有一第一必须点燃上阈值，该阈值用于表示一最小速度变化，并产生一用于控制车辆安全约束系统的操作特性的控制信号；其中，所述第一下阈值(84)限定为这样的速度，即能产生低级别输出的充气机(52)产生的在适当位置的车辆乘客的性能值高于能产生高级别输出的充气机(54)，而不超过脱离适当位置的伤害估计基准值(IARV)目标；并且必须点燃高级别充气机输出阈值限定为这样的速度，即具有低级别输出充气机的车辆乘客行为超过伤害估计基准值(IARV)目标。2.如权利要求1所述的车辆乘客传感装置，其特征在于，IARV目标归一化于美国FMVSS 208值的100％。3.如权利要求2所述的车辆乘客传感装置，其特征在于，伤害估计基准值(IARV)目标从以下的组中选择：HIC(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：J库珀，
申请(专利权)人：勃利德汽车技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]