專利名稱：乘客保護裝置的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及一種尤其用于指汽車的乘客保護裝置，該乘客保護裝置具有至少一個氣囊、至少一個用于氣囊充氣的氣體發(fā)生器、一個用于啟動氣囊的氣囊控制器、氣囊展開速度探測機構和在考慮其展開速度情況下氣囊充氣量的調節(jié)機構。
在汽車內，通常給一確定的座椅或坐在其上的乘客配置氣囊。一個啟動了的氣囊的制動作用一般是這樣設計的，即在給定的事故狀況內把相關乘客受傷害的危險減少到最低限度，只要該乘客在氣囊釋放的瞬間處于直立的位置并由現(xiàn)成的安全帶保持靠在座椅靠背上。在這些前提下，該乘客在掉入氣囊之前，他暫時離完全充氣的氣囊還有一定的距離。但也可能發(fā)生這種情況，即該乘客在發(fā)生事故的時刻處于另一個位置，例如他正好向前靠。這種所謂的“離位”狀況可能導致該乘客的很重的傷害，如果該乘客被展開的氣囊擊中和氣囊的充氣未調節(jié)進行的話。所以業(yè)已提出氣囊展開速度的不同測定方案，以便在氣囊展開行程中遇到“障礙”時減少充氣量。
在國際專利申請WO 03/039918 A1中描述了一種乘客保護裝置，該裝置包括一個帶有氣囊充氣裝置的氣囊，該氣囊的展開速度用非接觸方式進行探測。為此，設置了一個電磁波發(fā)射/接收裝置和一個布置在氣囊套上的所謂詢問單元。在氣囊展開時，該發(fā)射/接收裝置向隨氣囊套運動的詢問單元發(fā)出電磁波。然后把該詢問單元向該發(fā)射/接收裝置發(fā)回的應答信號由一個處理單元進行處理，該處理單元與該發(fā)射/接收裝置連接。
國際專利申請WO 03/039918 A1所述的措施可根據(jù)氣囊的展開速度對氣囊的充氣量進行調節(jié)。但氣囊的相應控制充氣實際上則有問題，因為充氣持續(xù)時間總共只容許大約30毫秒。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種上述類型的乘客保護裝置，該乘客保護裝置具有在結構上容易實現(xiàn)的、可根據(jù)氣囊的展開速度對其進行調節(jié)地充氣的機構。
為此，按本發(fā)明的乘客保護裝置配有至少一個逸出閥，該逸出閥布置在氣體發(fā)生器和氣囊之間，其中該逸出閥的閘門的操作機構是可控的。
按本發(fā)明清楚地認識到，如果在氣囊的展開行程內探測到障礙時，或者如果從氣囊的展開速度可推斷出這種障礙時，通過這個可控的、向外動作的逸出閥可簡便地流出一定量的壓縮氣體。按此方式就可在考慮展開速度或在考慮展開行程中障礙物的大小和位置的情況下簡單地調節(jié)氣囊的充氣量。
大多數(shù)乘客保護裝置都配有一個中央氣囊控制器，它使用有關車況、座椅占用、交通狀況等等全部可能的信息，以便盡可能可靠地識別危險情況并啟動合適的保護系統(tǒng)。在這種情況中，如果把氣囊展開速度的探測裝置和逸出閥的閘門操作機構也連接到氣囊控制器上，業(yè)已證明是有利的。一方面氣囊控制器配置有測量數(shù)據(jù)分析的適當機構，其也可用來測定和判讀展開速度，另一方面向該氣囊控制器提供的信息例如有關座椅占用的信息也可在判讀已測定的展開速度及其調節(jié)時予以考慮。此外，借助中央氣囊控制器可把氣囊展開時的測量數(shù)據(jù)采集和逸出閥的控制之間的信號傳播時間減少到最低限度。
一方面逸出閥的閘門必須這樣設計，即在關閉逸出閥的情況下，對于從已啟動的氣體發(fā)生器流出的氣體達到足夠大的節(jié)流作用，以便氣囊以最大的速度完全充氣；另一方面流出口又必須這樣確定尺寸，在打開閥的情況下可向外流出明顯的氣量，以便氣囊不完全充氣。為了可以調節(jié)氣囊的展開速度或充氣量，必須實現(xiàn)很快的閥門升程。就這點而言，如果逸出閥的閘門操作機構包括一個與機械或液壓的杠桿機構連接的壓電執(zhí)行器，業(yè)已證明是有利的。在按本發(fā)明乘客保護裝置的一種同樣有利的變型方案中，逸出閥的閘門用一個電磁體進行操作。
原則上，按本發(fā)明的乘客保護裝置可用任一種氣體發(fā)生器來實現(xiàn)，其中在設計逸出閥時，必須考慮對應所用氣體或氣體混合物的物理和化學性能尤其是流出速度。在一種操作特別簡單的且成本經(jīng)濟的變型方案中，按本發(fā)明的乘客保護裝置配有一個冷氣體發(fā)生器，該冷氣體發(fā)生器充有加壓的惰性混合氣體并配有煙火爆破填充物，以便破壞爆破隔膜。
氣囊充氣使用惰性混合氣體對于測定展開速度也被證明是有利的。因為惰性混合氣體很干凈，光線在這種介質中可以順暢傳播。所以測定展開速度的光學測量方法可以提供很可靠的結果。為此，按本發(fā)明的乘客保護裝置的有利的變型方案包括一個發(fā)射/接收裝置，用它例如可把脈沖式紅外光形式的光信號發(fā)送到展開的氣囊中。此外，氣囊的里側至少部分地涂有反光層，所以可以反射光信號并由此將其反射到該發(fā)射/接收裝置。從而利用多普勒效應或三角法通過測出傳播時間即可簡便地算出展開速度。


如上所述，以有利的方式設計并改進了本發(fā)明各種方案。為此，一方面可參閱權利要求1的從屬權利要求，并且另一方面參考結合附圖對本發(fā)明的一種實施例進行的說明。
圖1是按本發(fā)明的乘客保護裝置的框圖；圖2是圖1所示乘客保護裝置的原理圖；圖3是圖2所示逸出閥的閘門的俯視圖；圖4表示作為圖3所示逸出閥的閘門的操作機構用的壓電執(zhí)行器。
具體實施例方式
圖1示出的汽車乘客保護裝置的總系統(tǒng)包括一個氣囊1，該氣囊在需要的情況下用氣體發(fā)生器2充氣。氣體發(fā)生器2連接在一個中央氣囊控制器3上，所提供的有關車況、行駛和交通狀況、座椅占用等等方面的全部數(shù)據(jù)，都輸入該氣囊控制器中，如箭頭4所示。氣囊控制器3通過對這些信息的分析可及時發(fā)現(xiàn)危險狀況，并例如對碰撞強度和碰撞類型進行分類，以便啟動適當?shù)谋Ｗo措施。這樣，在確定的危險狀況時，氣囊控制器3便可通過信號線5啟動氣體發(fā)生器2，以便釋放氣囊1。
為了保證氣體發(fā)生器2的完好功能，在這里所示的實施例中，氣體發(fā)生器2內的氣壓被連續(xù)監(jiān)控。為此，相應的數(shù)據(jù)通過信號線11傳輸?shù)綒饽铱刂破?。此外，氣囊控制器3與設置在汽車內的對講電話裝置的話筒12連接，在事故情況下，該裝置與碰撞記錄儀一起被啟動。按此方式，事故的經(jīng)過以及以聲信號形式的保護系統(tǒng)的釋放都被記錄下來。
氣體發(fā)生器2通過一個連接模塊6和一個置于氣囊1之前的測量模塊7連接到氣囊1上。測量模塊7用于測定氣囊1的展開速度，這會結合圖2進行更詳細的說明。測量值的處理可在測量模塊7內和/或在氣囊控制器3中進行，后者通過一根雙向線8與測量模塊7連接。
氣囊1的充氣量可用連接模塊6進行調節(jié)，為此，該連接模塊包括至少一個逸出閥10，如圖2所示。逸出閥的閘門通過信號線9由氣囊控制器3致動。在這里所示的實施例中，氣囊控制器3實施充氣量的調節(jié)并考慮借助于測量模塊7測出的氣囊1的展開速度。逸出閥10的閘門的操作機構將結合圖3和4進行更詳細的說明。
對按本發(fā)明乘客保護裝置的工作原理來說，重要的是把逸出閥10布置在氣體發(fā)生器2和氣囊1之間。圖2表示這種布置的一種有利的實施形式。逸出閥10在這里在一個作為連接模塊6用的外殼件20的外殼壁中構成。氣囊1通過外殼壁中的一個位于逸出閥10對面的孔連接到外殼件20上。圖2表示氣囊1處于折疊狀態(tài)。
作為氣體發(fā)生器2使用一個充有適當惰性混合氣體的壓力容器21。惰性混合氣體例如可以是94％氬和6％氦的混合氣體，其壓力約為500巴，或者也可以是氬-氮混合氣體。氣體發(fā)生器2同樣連接在外殼件20上，所以壓力容器21的由一個爆破隔膜22構成的閘門通過另一個孔布置在外殼壁內。爆破隔膜22可借助一個相應設計的煙火爆破填充物23進行破壞，該填充物布置在外殼壁上氣體發(fā)生器2的對面。然后在壓力作用下的氣體一方面通過外殼件20從壓力容器21流入連接的氣囊1中，另一方面又可通過逸出閥10向外流出，只要它是打開的。
測量氣囊1的展開速度，確切地說面向乘客的氣囊上側的運動速度在這里是用光學方式來完成的。為此，在外殼件20的里面設置一個發(fā)射/接收裝置24，用該裝置把光信號例如脈沖紅外光發(fā)射到展開的氣囊1中。這些信號在氣囊1的內側反射，為此，該內側至少局部具有一層反光層25。因為流入氣囊1內的惰性混合氣體是很干凈的，所以光信號可在該處暢通地傳播。從反射的脈沖紅外光的“飛行時間”的變化可算出面對乘客的氣囊上側的運動速度。當然，也可用例如利用多普勒效應或三角法的別的光學測量方法來確定展開速度。
在氣囊完全充氣之前，如果展開速度下降，則表明在氣囊的展開行程中有障礙。在這種情況中，通常涉及離位狀態(tài)。為了防止相關的乘客受到展開的氣囊傷害，這時可借助逸出閥10將從氣體發(fā)生器2中流出的充氣的一部分向外排出，如箭頭26所示。盡管這樣，氣囊1仍應盡可能好地緩沖乘客的碰撞。所以向外放出的充氣量是這樣調節(jié)的，總體上盡可能把乘客的受傷害危險減小到最低限度。
如前所述，圖3表示圖2所示逸出閥10的閘門的俯視圖，相當于用AA表示的剖面剖開的俯視圖。逸出閥10在這里是以連接件20的壁內的閘板形式來實現(xiàn)的，具有一個基本上為方形的孔13和一個相應于孔13設計的閉鎖件14，該閉鎖件借助操作機構15保持在孔13中，或-在操作機構15的相應操縱下-或多或少地從孔13抬起。
在這里所示的實施例中，孔13具有大約0.5厘米×0.5厘米＝0.25平方厘米的面積。由于該氣體發(fā)生器含有多余的充氣，所以逸出閥10的閘門不必是密封的。如果在關閉閥時留下一條大約0.1毫米寬的窄縫，則向外擠的氣體的節(jié)流作用通常仍是足夠的。如果在閥位置上的連接件20的壁厚為0.5毫米，則在閥升程約為1毫米時產(chǎn)生具有縫寬0.5毫米的0.25厘米的自由面積。在200巴氣壓的情況下，作用到閘板上的力為0.5千牛頓，操作機構15必須克服這個力。如果氣囊充氣持續(xù)時間大約為30毫秒，則閥的全升程不應持續(xù)超過0.5毫秒，以便可快速調節(jié)氣囊前側的運動速度。這個要求例如可用一個相應設計的快速電磁體來滿足，該電磁體直接操作閉鎖件14。
但操作機構15也可包括一個壓電執(zhí)行器17，該壓電執(zhí)行器引起大的展開力。圖4所示的壓電執(zhí)行器17是以50毫米高的壓電堆疊的形式來實現(xiàn)的，在驅動電壓為300伏時，這個壓電堆疊產(chǎn)生0.125毫米的伸長。為了由此獲得閉鎖件14的1毫米的升程，需要升程變換，這種升程變換例如可借助一根具有8倍變換比的機械杠桿18來實現(xiàn)，如圖4所示。杠桿18在這里以0.4噸的力壓到壓電堆疊上，該壓電堆疊雖然在壓縮方向能經(jīng)受這樣大的載荷，但受拉和受剪方向則不能。所以壓電執(zhí)行器17在這里必須這樣工作，使逸出閥在壓電堆疊伸長時打開。
權利要求
1.特別是汽車用的乘客保護裝置，包括-至少一個氣囊(1)，-至少一個氣體發(fā)生器(2)，用于氣囊(1)的充氣，-一個氣囊控制器(3)，用于啟動氣囊(1)，-測定氣囊(1)的展開速度的機構(7)，-在考慮該氣囊(1)的展開速度的情況下調節(jié)氣囊(1)的充氣量的機構(6)，其特征為，在所述氣體發(fā)生器(2)和所述氣囊(1)之間布置了至少一個逸出閥(10)，并通過可控的操作機構(15)操作該逸出閥的閘門。
2.按權利要求1所述的乘客保護裝置，其特征為，所述逸出閥(10)的閘門的操作機構(15)通過氣囊控制器(3)進行致動。
3.按權利要求1或2中任一項所述的乘客保護裝置，其特征為，所述逸出閥(10)的閘門的操作機構(15)包括至少一個與一機械的或液壓的杠桿機構(18)連接的壓電執(zhí)行器(17)。
4.按權利要求1或2中任一項所述的乘客保護裝置，其特征為，所述逸出閥(10)的閘門的操作機構(15)包括至少一個電磁體。
5.按權利要求1至4中任一項所述的乘客保護裝置，其特征為，所述氣囊(1)的充氣使用一個帶有壓力容器(21)的冷氣體發(fā)生器，該壓力容器中充入一種受壓力作用的惰性混合氣體并通過一個爆破隔膜(22)封閉，該隔膜可用煙火爆破填充物(23)破壞。
6.按權利要求1至5中任一項所述的乘客保護裝置，其特征為，所述用于探測氣囊(1)的展開速度的機構(7)包括一個發(fā)送/接收裝置(24)，用它可將光信號發(fā)送到展開的氣囊(1)中，且氣囊(1)的里側至少部分區(qū)域涂有反光層(25)。
7.按權利要求6所述的乘客保護裝置，其特征為，在利用多普勒效應或三角法的情況下，所述氣囊(1)的展開速度通過傳播時間測量來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其是汽車用的乘客保護裝置，該乘客保護裝置包括至少一個氣囊(1)、至少一個用于氣囊(1)充氣的氣體發(fā)生器(2)、一個用于啟動氣囊(1)的氣囊控制器(3)、氣囊(1)的展開速度的測定機構(7)和在考慮氣囊(1)的展開速度情況下氣囊(1)的充氣量的調節(jié)機構(6)。按本發(fā)明，乘客保護裝置包括在結構上易于實現(xiàn)的、可根據(jù)氣囊(1)的展開速度調節(jié)氣囊(1)的充氣的機構。為此，在氣體發(fā)生器(2)和氣囊(1)之間設置至少一個逸出閥(10)，并為逸出閥(10)的閘門配置了可控的操作機構(15)。
文檔編號B60R21/26GK1922058SQ200580006016
公開日2007年2月28日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權日2004年2月26日
發(fā)明者B·馬特斯, H·-P·施通普, W·尼特施克, H·舒馬赫, W·沃特倫, H·居特勒, R·莫里茨, T·赫爾曼, F·-J·施托伊茨勒, A·沃格特, K·巴爾策爾, T·利希, U·格勒格爾, A·庫滕伯格, L·格勒施, M·施米德, M·克雷寧格 申請人:羅伯特·博世有限公司