[发明专利]为机动车驾驶员设置的乘员约束系统

说明书

本发明涉及机动车中司机一侧的乘员安全系统，它包括一个气囊和一个膝盖碰撞保护器。

这种约束系统尤其对但也并非仅对那些未强制使用安全带的国家有实用价值。假如不用安全带，膝盖保护器就不得不承担起约束乘员身体下部的功能。

通常由一个与车壳连为一体的抗碰撞缓冲器来确保双膝免受碰撞，此物遭碰撞时会有一定程度的变形。

与方向盘连为一体的气囊通常由一件也组合在方向盘轮毂中的气体发生器来充气。将折叠起来的气囊及气体发生器合装于方向盘轮毂中，即意味着由于实质上的总体容量问题，在设计方向盘时不得不采取种种折衷方案。另外，方向盘中包含气体发生器也意味着其质量实际上要增大，从而也增大转向柱振动的趋向。

由于膝盖保护器因要变形而需有持久存在的容积，它就在车壳中占据相对而言较大的空间。此外，各个变形元件的质量显然会增加车子的重量。

另一问题是，这种系统的约束功能并非最佳，原因在于从舒适和设计美观的角度来看，膝盖保护器离乘员的距离相对较大。因此，就要求做相应的设计以解决膝盖高速碰撞及与此有关的碰撞能量高之问题。

本发明的目的是要提供一种为机动机驾驶员设置的乘员约束系统，此系统虽然使邻接方向盘处的容积、质量以及膝盖保护器均实质上有省略，却使约束功能得到改善。

按照本发明，方向盘固定在一个筒形转向轴部件上，在该部件内部空间装有一个气体发生器。由转向轴部件构成的通道通入折叠方向盘里的气囊中。膝盖保护器包括一副气垫，它能通过空心的转向轴部件内部一条气流通道而充气。本发明的乘员约束系统相应地在司机一侧提供积极的膝盖保护功能。因而，那些为适应变形而设的各种元件及常规膝盖保护器必备的设施，均不需要。置于空心的转向轴部件中的气体发生器，既可为方向盘上的气囊也可为膝盖保护器的气垫充气。由于气垫安装得比方向盘中的气囊更靠近气体发生器而且容积更小，它就比气囊先充满气。但这样的间隔顺序是与约束作用的时序相应的，因为由于本发明提供的是积极的膝盖保护器，对双膝的约束显然早于对身体上部的约束。气垫向司机双膝展开，继而必然可以及时有效地对骨盆起约束作用。另外，乘员的双膝因只相对柔和地撞入气垫而得到保护，尽管气垫被碰撞缓冲器覆盖着，但缓冲器实际上比较柔软易变形。

此外，由于骨盆区早早受到约束，就可保证身体上部早做旋转移动。相应地，乘员身体能量基本顺轴向朝方向盘和转向柱的转移，这是一种有益的效果。

在推荐实施例中，在膝盖保护器充饱了的气垫与气囊内部之间有一条气流通道，从而这两套保护装置就发生特别有益的交互作用。当车内乘员的双膝在车子碰撞之后约40毫秒时插入气垫中，其中赶出的气体就进入方向盘上的气囊，而气囊在约60毫秒以后对乘员身体上部产生约束作用。由于气流通道对气流的阻力，因而气体分布和气垫与气囊之间气压可受到影响，并可调为最佳值。膝盖碰撞后，置于气体发生器中为气垫所备的那些气体不会跑到车中散失掉，而是去扩充方向盘上的气囊。因此，气体发生器大可不必设计得比供标准的方向盘气囊所用者更大。

按照本发明的另一个有利的改进，气垫与气囊之间的气流通道只允许气体从气垫流往气囊，这样，当气垫已执行其约束功能之后，当身体上部受约束时，气体不会回流到气垫中。

本发明的另一个可选用的优越性能是，配备两个可分别工作的气体发生器，两者均装纳在筒形的转向轴部件中。如果未系紧安全带，只有与膝盖保护器有关的那个气体发生器工作。由于系紧安全带就无需膝盖保护器，所以，发生车祸后就会省下更新积极的膝盖保护器所需的意外费用。

本发明的其他一些优点及便利形式，从以下结合附图所做的详细说明中即可理解。

图1大略显示为机动车驾驶员设置和乘员约束系统。

图2是未启用状态下的约束系统第一实施例之轴向剖面图。

图3显示如图2所示但处在启用状态下的约束系统。

图4是处在启用状态下的推荐实施例轴向剖面图。

图5是约束系统另一实施例之轴向剖面图。

在图1所描述的乘员约束系统情况下，车中司机一侧有一活用膝盖保护器与方向盘上的气囊结合使用。在图1中，点划线绘出之气囊10充了气；标号12所指者为膝盖碰撞保护器，其启用状态也以点划线显示。在膝盖保护器12启用情况下，它位于乘员的双膝前面，距离很近；另一方面，在未启用状态下，它比起没有任何约束功能的常规车壳来，在仪表板下方毫不多占空间。

现参照图2至图5解释该约束系统的细节。