阅读说明：本技术 用于车辆的小腿安全气囊组件 (Lower leg airbag module for vehicle ) 是由 C-H·林 Y-P·程 P·E·克拉热夫斯基 于 2019-06-04 设计创作，主要内容包括：一种包括配置为连接到车辆的车辆地板的安全气囊的安全气囊组件。所述安全气囊在存放位置和展开位置之间可移动。在所述存放位置,所述安全气囊被放气。在所述展开位置,安全气囊被充气并且与车辆地板间隔开以在安全气囊和车辆地板之间限定孔。所述孔的大小能够容纳车辆乘员的脚,从而在当外力施加在所述车辆上时限制所述车辆乘员的所述腿的移动。(An airbag assembly includes an airbag configured to be attached to a vehicle floor of a vehicle. The airbag is movable between a stowed position and a deployed position. In the stowed position, the airbag is deflated. In the deployed position, the airbag is inflated and spaced apart from the vehicle floor to define a hole between the airbag and the vehicle floor. The aperture is sized to receive a foot of a vehicle occupant to limit movement of the leg of the vehicle occupant when an external force is applied to the vehicle.)

用于车辆的小腿安全气囊组件

引言

本发明总体涉及安全气囊，并且更具体地涉及用于车辆的小腿安全气囊。

车辆包括配置为展开的安全气囊。在展开时，安全气囊防止乘客的小腿接触车辆内的刚性结构或其他乘员。

发明内容

本发明描述了车辆系统，该车辆系统包括用于保护一个或多个车辆乘员的腿的下部区域的安全气囊组件。该车辆系统可以是驾驶员操作的车辆、共享自主车辆(SAV)或自主车辆(AV)。在共享自主车辆和自主车辆中，座椅布置可允许车辆乘员面对面。换句话说，车辆系统的车辆座椅允许车辆乘员面对面。这种座椅布置有时被称为篝火座椅配置。在这种座椅布置中，当车辆系统受到外力时，车辆乘员的腿可以向上摆动。最小化腿的摆动动作以保护车辆乘员的腿的下部区域是可取的。为此，本发明描述了一种安全气囊组件，配置为当车辆受到外力时限制车辆乘员的腿部(尤其是下部区域)的移动。组件具体地，当车辆系统受到外力时，本发明的安全气囊组件防止车辆乘员的膝盖的过度伸展。

本发明描述了安全气囊组件，该气囊组件包括配置为连接到车辆的车辆地板的安全气囊组件。该安全气囊可在存放位置和展开位置之间移动。在所述存放位置，安全气囊被放气。在展开位置，安全气囊被充气并且与车辆地板间隔开以在安全气囊和车辆地板之间限定孔。孔的大小能够容纳车辆乘员的脚，从而在当外力施加在车辆上时限制车辆乘员的腿的移动。安全气囊限定安全气囊第一端以及与安全气囊第一端相对的安全气囊第二端。安全气囊第一端直接连接到车辆地板。安全气囊第二端直接连接到车辆地板。安全气囊第一端与安全气囊第二端间隔开以定义安全气囊展开时的孔。安全气囊组件还可以包括至少一根将安全气囊以及车辆地板相互连接以控制安全气囊展开时的高度的系绳。安全气囊在展开位置可具有圆管状的形状。安全气囊在展开位置可具有矩形的形状。安全气囊在展开位置可具有三角形的形状。安全气囊在展开位置可沿车辆地板的整体宽度延伸。

安全气囊可包括第一管、第二管、以及设置在第一管和第二管之间的腔室。在展开位置，第一管和第二管可相对彼此成斜角。腔室可与车辆地板相邻并直接与第一管和第二管相互连接，这样，当安全气囊展开时，第一管和第二管彼此相互远离。或者，腔室可与车辆地板间隔开并直接与第一管和第二管相互连接，这样，当安全气囊展开时，第一管和第二管彼此相互远离。安全气囊可大体上形成平截头锥体并且具有足以在安全气囊展开时限制车辆乘员的膝盖的移动的高度。

安全气囊组件进一步包括连接到安全气囊的充气筒使得充气筒配置为对安全气囊充气、与充气筒进行电子通讯的控制器、与控制器进行电子通讯的系绳-长度调节机构、与控制器进行电子通讯的安全气囊-位置调节机构、与控制器进行电子通讯的照相机、与控制器进行电子通讯的加速度计，以及连接到车辆座椅并且与控制器进行电子通讯的压力传感器。压力传感器配置为检测车辆座椅是否被车辆乘员占用。系绳-长度调节机构配置为调节至少一根系绳的长度。照相机系统配置为定位车辆乘员的腿部的位置并且测量腿部的长度。安全气囊-位置调节机构配置为调节安全气囊相对于车辆地板的位置。控制器被编程为：基于从压力传感器接收到的压力信号通过控制器检测车辆乘员坐在车辆座椅上；响应于确定车辆乘员坐在车辆座椅上，基于来自照相机系统的图像数据通过控制器确定车辆乘员的腿部相对于车辆地板的位置；响应于确定车辆乘员坐在车辆座椅上，基于来自照相机系统的图像数据通过控制器确定车辆乘员的腿部的长度；基于车辆乘员的腿部的位置通过控制器指挥安全气囊-位置调节机构调节安全气囊相对于车辆地板的位置；以及基于车辆乘员的腿部的长度通过控制器指挥系绳长度调节机构调节安全气囊相对于车辆地板的高度。进一步地，该控制器被编程为：基于来自加速度计的加速度信号确定车辆是否受到外力；以及响应于确定车辆受到外力，命令充气筒对安全气囊充气。该控制器被进一步编程为：基于来自加速度计的加速度信号确定车辆是否还没有受到外力，并且响应于确定车辆没有受到外力，基于来自照相机系统的图像数据再次确定车辆乘员的腿部相对于车辆地板的位置。

本发明还描述了用于控制安全气囊组件操作的方法。该方法包括以下步骤：(a)基于从压力传感器接收到的压力信号通过控制器检测车辆乘员坐在车辆座椅上；(b)响应于确定车辆乘员坐在车辆座椅上，基于来自照相机系统的图像数据通过控制器确定车辆乘员的腿部相对于车辆地板的位置；(c)响应于确定车辆乘员坐在车辆座椅上，基于来自照相机系统的图像数据通过控制器确定车辆乘员的腿部的长度；(d)基于车辆乘员的腿部的位置通过控制器指挥安全气囊-位置调节机构调节安全气囊相对于车辆地板的位置；以及(e)基于车辆乘员的腿部的长度通过控制器指挥系绳-长度调节机构调节安全气囊相对于车辆地板的高度。

该方法可进一步包括基于来自加速度计的加速度信号确定车辆是否已经受到外力；以及响应于确定车辆已经受到外力，通过控制器命令充气筒对安全气囊充气。该方法可进一步包括基于来自加速度计的加速度信号通过控制器确定车辆是否没有受到外力，并且响应于确定车辆没有受到外力，基于来自照相机系统的图像数据通过控制器再次确定车辆乘员的腿部相对于车辆地板的位置。

本发明还描述了包括车辆本体以及连接到该车辆本体的车辆地板的车辆。该车辆本体以及该车辆地板共同定义乘客舱。该车辆系统进一步包括如上所述的安全气囊组件。

当结合附图阅读实现本发明的最佳方式的以下详细描述时，上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明公开的包括安全气囊组件的车辆的示意性透视图。

图2是图1中的车辆座椅和安全气囊组件的示意性透视图，其中该安全气囊组件包括在存放位置描绘的安全气囊。

图3是图1中的车辆座椅和安全气囊组件的示意性透视图，描绘处于展开位置的气囊。

图4是具有矩形形状的安全气囊的示意性透视图。

图5是具有三角形形状的安全气囊的示意性透视图。

图6是具有两根管和一个与车辆地板相邻的腔室的安全气囊的透视图。

图7是具有两根管和与车辆地板间隔开的腔室的安全气囊的示意性透视图。

图8是具有足以限制车辆乘员的膝盖移动的高度的安全气囊的示意性侧示图。

图9是图8所示的安全气囊的示意性前视图。

图10是包括图1所示的安全气囊组件的车辆的示意图。

图11是用于控制图1所示的安全气囊的操作的方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，本发明描述了包括用于保护一个或多个车辆乘员VO的腿部L的下部区域(即，胫骨T、膝盖K，以及脚F)的安全气囊组件12的车辆10。车辆10可以是共享自主车辆或自主车辆。在共享自主车辆和自主车辆中，座椅安排可允许车辆乘员面对面。换句话说，车辆10的车辆座椅15允许车辆乘员面对面。这种座椅安排有时被称为篝火座椅配置。在这种座椅安排中，当车辆10受到外力EF时，车辆乘员VO的腿部L可以向上摆动。最小化腿部L的摆动动作以保护车辆乘员VO的下部区域(例如，胫骨T、膝盖K、脚F，以及脚踝A)是可取的。为此，本发明描述了配置为当车辆10受到外力EF时限制车辆乘员VO的腿部L(尤其是下部)的移动的安全气囊组件12。具体地，当车辆10受到外力EF时，目前公开的安全气囊组件12防止车辆乘员VO的膝盖K的过度伸展。

继续参照图1，车辆10包括车辆本体14以及连接到该车辆本体14的车辆地板16。该车辆本体14以及该车辆地板16共同定义车辆10的乘客舱18。安全气囊组件12包括连接到车辆地板16的安全气囊20。在所述实施例中，安全气囊20直接连接到车辆地板16以便于在外力EF施加在车辆本体14上时保护车辆乘员VO的腿部L的下部区域。

参照图1、2和3，安全气囊20在存放位置(图2)和展开位置(图3)之间可移动(即，可充气)。(即，可充气)。在所述实施例中，当车辆10收到外力EF时，安全气囊20可在展开位置沿车辆地板16的整体宽度W延伸以保护最大数量的车辆乘员VO。或者，安全气囊20的尺寸可以以单个个体来确定。在所述存放位置，安全气囊20被放气。在所述展开位置，安全气囊20被充气。安全气囊20定义了安全气囊第一端22以及与安全气囊第一端22相对的安全气囊第二端24。安全气囊第一端22直接连接到车辆地板16以增强车辆地板16和安全气囊20之间的结构连接。安全气囊第二端24直接连接到车辆地板16以增强车辆地板16和安全气囊20之间的结构连接。在所述展开位置，安全气囊20与车辆地板16间隔开以在安全气囊20和车辆地板16之间定义孔26(图3)。孔26的大小能够容纳车辆乘员VO的脚F(以及可选择地脚踝A和/或胫骨T，它们也可称为小腿)，从而在当外力施加在车辆10上时限制车辆乘员的腿部L的移动。安全气囊第一端22与安全气囊第二端24隔开以在安全气囊20展开时限定孔26。安全气囊组件12包括一根或多根将安全气囊20以及车辆地板16相互连接以控制安全气囊20在展开时的角度和高度H的系绳28。在展开位置，安全气囊20的高度H从车辆地板16到安全气囊20的最上部21以及到安全气囊20的最下部23测量。在所述实施例中，为了便于制造，安全气囊20在展开位置具有圆管形形状(图3)。然而，安全气囊20可具有其他合适的形状。例如，如图4所示，当安全气囊20在展开位置时，安全气囊20可具有与车辆地板16共同定义孔26的矩形形状。或者，如图5所示，当安全气囊20在展开位置时，安全气囊20可具有与车辆地板16共同定义孔26的三角形形状。

参照图6，安全气囊20包括第一管30、第二管32、以及设置在第一管30和第二管32之间的腔室34。在展开位置，第一管30和第二管32可相对彼此成斜角。腔室34邻近车辆地板16并直接与第一管30和第二管32相互连接。因此，当安全气囊20展开时，腔室34充气，导致第一管30和第二管32彼此相互远离。因此，安全气囊20保护车辆10内的更多车辆乘员VO。一根或多根系绳28可将车辆地板16和第一管30和/或第二管32相互连接以控制安全气囊20的高度H。在如图6所示的实施例中，当安全气囊20展开时，腔室34具有三角形形状以便于移动第一管30以及第二管32使得它们彼此分离。然而，如图7所示，腔室34也可以具有管状形状。

参照图8和9，安全气囊20可大体上形成平截头锥体以便于在安全气囊20展开时限制车辆乘员VO的膝盖K的移动。进一步地，安全气囊的高度H足以在安全气囊展开时限制车辆乘员VO的膝盖K的移动。正如上面所讨论的，在展开位置，安全气囊20的高度H从车辆地板16到安全气囊20的最上部21以及到安全气囊20的最下部23测量。安全气囊组件12可包括一根或多根将车辆地板16以及安全气囊20相互连接的系绳28。在该实施例中，系绳28可直接连接到安全气囊20位于安全气囊20的最下部23和最上部21之间的位置以允许安全气囊20在展开时达到它的最大高度H，从而限制车辆乘员VO的膝盖K的移动。在所述实施例中，在车辆地板16和安全气囊20之间定义的孔26具有矩形形状以容纳车辆乘员VO的脚F。然而，据设想孔26也可以是三角形或圆形形状。

参照图10，正如上面所讨论的，车辆本体14和车辆地板16定义车辆10的乘客舱18。一个或多个车辆座椅15设置在乘客舱18中。车辆10包括用于控制安全气囊组件12的运行的控制器36。控制器36可包括硬件元件，如处理器(P)，电路，其包括但不限于计时器，振荡器，模数转换(A/D)电路，数模转换(D/A)电路，数字信号处理器，以及其它必要的输入/输出(I/O)器件及其它信号调理和/或缓冲电路。存储器(M)可包括有形的非暂时性存储器，如只读存储器(ROM)，例如，磁性固态闪存，和/或光学存储器，以及足够数量的随机存取存储器(RAM)，电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)等。方法100(图11)可记录在存储器(M)中并在安全气囊组件12的整体控制中由处理器(P)执行。

继续参照图10，车辆10进一步包括照相机系统38，其连接到车辆本体14并指向车辆乘员VO以捕捉车辆乘员VO的图像。照相机系统38与控制器36进行电子通讯。照相机系统38配置为基于车辆乘员VO的图像定位车辆乘员VO的腿部L的位置并且测量车辆乘员VO的腿部的长度。车辆10进一步包括加速度计40(或当车辆10受到外力EF时适用于检测的其他传感器)。加速度计40与控制器36进行电子通讯并且配置为当车辆10受到外力EF时进行检测。车辆10进一步包括连接到车辆座椅15的压力传感器42。压力传感器42与控制器36进行电子通讯并且配置为检测车辆座椅15是否被车辆乘员VO占用。

继续参照图10，安全气囊组件12包括连接到安全气囊20的充气筒44。充气筒44可以是烟火制动器并且配置为响应于检测到外力EF施加在车辆10上对安全气囊20进行充气。充气筒44与控制器36进行电子通讯。安全气囊组件12包括与控制器36进行电子通讯的系绳-长度调节机构46。系绳-长度调节机构46配置为调节一根或多根系绳28的长度。安全气囊组件12可包括一个用于每个系绳28的系绳-长度调节机构46。在所述实施例中，每个系绳-长度调节机构46连接到其中一根系绳28并且包括连接到系绳28用于卷绕系绳28的卷轴48。系绳-长度调节机构46进一步包括连接到卷轴48并且与控制器36进行电子通讯的系绳电机50。因此，控制器36配置为激活系绳电机50，使得卷轴48旋转。根据卷轴48的旋转方向，激活系绳电机50使得卷轴48卷绕或者松开系绳28以调节系绳28的长度。

安全气囊组件12进一步包括与控制器36进行电子通讯的安全气囊-位置调节机构52。安全气囊-位置调节机构52配置为调节安全气囊20相对于车辆地板16的位置。安全气囊-位置调节机构52包括相互啮合的齿条54和小齿轮56。齿条54连接到安全气囊20，并且小齿轮啮合于齿条54。旋转小齿轮56使得齿条54直线移动，从而调节安全气囊20相对于车辆地板16的位置。安全气囊-位置调节机构52进一步包括连接到小齿轮56并且与控制器36进行电子通讯的位置电机58。控制器36配置为激活位置电机58，使得小齿轮56旋转。旋转小齿轮56使得齿条54直线移动。因为小齿轮56连接到安全气囊20，所以小齿轮56的直线运动使得安全气囊20移动，从而调节安全气囊20相对于车辆地板16的位置。

参照图11，控制器36(图10)被编程为执行方法100以控制安全气囊20(图10)的运行。方法100从框102处开始。在框102处，控制器36基于从压力传感器42接收到的压力信号检测车辆乘员VO坐在车辆座椅15上。然后，方法100进入框104。在框104处，响应于确定车辆乘员VO坐在车辆座椅15上，控制器36激活照相机系统38(或其他合适的传感系统)以基于来自照相机系统38的图像数据确定车辆乘员VO的腿部L相对于车辆地板16的位置。在框104处，响应于确定车辆乘员VO坐在车辆座椅15上，控制器36基于来自照相机系统38的图像数据检测车辆乘员VO的腿部的长度。然后，方法100进入框106。

在框106处，控制器36基于车辆乘员VO的腿部L的位置和长度指挥安全气囊-位置调节机构52调节安全气囊20相对于车辆地板16的位置，从而调节安全气囊20的展开位置。然后，方法100进入框108。在框108处，控制器36基于车辆乘员VO的腿部L的长度指挥系绳长度调节机构46调节安全气囊20相对于车辆地板16的高度H。然后，方法100进入框110。

在框110处，控制器36基于来自加速度计40(或其他合适的传感器)的加速度信号确定车辆10是否受到外力EF。换句话说，控制器36被编程为检测施加在车辆10上的外力。如果控制器36确定车辆10已经受到外力EF，那么方法100进入框112。在框112处，响应于确定车辆10已经受到外力EF，控制器36指挥充气筒44对安全气囊20进行充气。

如果控制器36确定车辆10没有受到外力EF，那么方法100进入框114。在框114处，控制器基于来自照相机系统38的图像数据再次确定车辆乘员VO的腿部L相对于车辆地板16的位置。然后，方法100返回框106。

虽然已经详细描述了用于实现本发明的最佳方式，但是本发明所涉及领域的技术人员将会认识到用于在所附权利要求的范围内实践本发明的各种替代设计和实施例。