[发明专利]充气式座椅安全带系统

说明书

本发明涉及一种系统和方法，用于为车辆提供一种例如充气囊或座椅安全带的充气式部件，并在该车辆发生撞车时对所述部件充气，以保护乘员。

                     发明背景

车辆乘员的安全是车辆生产商和车辆乘员都关心的重要问题。生产商已在车辆上采用了座椅安全带，某些是部分充气式的或是完全充气式的，并采用了充气式安全气囊，以便在该车辆发生撞车时保护其乘员。当车辆发生撞车时，一种充气式部件(在本文中采用该术语描述安全气囊以及充气式安全带或充气式安全带部分)会被充气，以便将乘员的速度降低到低于不可接受的速度，并限制乘员的运动，从而提高乘员的安全性。很多生产商已开始为前排司机座椅的乘员提供充气式部件。

也许，带有充气式部件的车辆的最突出的问题涉及如下事实：当这种车辆发生撞车时，直到乘员运动到接触所述充气式部件，该部件才开始限制乘员的运动。特别是对于空气囊而言，它通常要从仪表盘或方向盘上展开，这样会浪费宝贵的时间和用于保护乘员免受伤害的减速空间。如果在撞车之后、在乘员在车体内运动之前即开始限制其运动，则所产生的保护作用将明显高于上述装置对乘员的保护作用。

目前所采用的非充气式座椅安全带在车辆发生撞车时几乎能马上接触乘员。不过，这种座椅安全带具有一些突出的缺陷。例如，虽然座椅安全带的某些特殊设计可以通过使用预张紧装置在安全气囊产生限制之前即开始限制乘员，但这种安全带不能对乘员的头部运动提供控制。不过，这种缩短的减速时间可导致明显较高的减速和负荷，至少对乘员的头部有这样的作用，但从对头部的伤害角度来看，所产生的结果不够理想。

另外，座椅安全带通常具有窄的机械结构，因此，不能将限制负荷分配到乘员身体的较大面积上。这会导致当车辆发生撞车时，会对乘员身体与座椅安全带接触的有限部分上产生不必要的高负荷。此外，这种安全带具有一定的伸长量，当乘员坐在前排座椅上时，这种伸长量在很多场合下会使得乘员的头部撞击方向盘或仪表盘。

另外，座椅安全带中织物材料的卷绕和座椅安全带的拉伸会延长乘员的不受约束运动的时间。这在事实上推迟了所有有效制约的开始。这意味着，必须用更短的时间阻止乘员的运动，这一时间应短于当座椅安全带无伸长量时的可能的时间。这会在由座椅安全带对乘员的运动产生约束期间使乘员产生不希望有的高运动速率。

即使采用现有技术中已知类型的充气式座椅安全带也不能克服上述所有不足和缺陷。现有技术中用充气式安全带消除上述缺陷和不足的尝试包括在带中有一对可充气部分的座椅安全带，并且需要用比所需要的充气器更大的充气器完成对上述部分的充气。现有的试图产生令人满意的充气式安全带的方案还会导致在车内储存所述这对充气式部分的严重问题，并且上述可充气的部分需占据会妨碍乘员进、出车辆的空间。

现有充气式座椅安全带的不足和缺陷还在于，需要把充气器安装在可分离的连接件上，并将定位器安装在座椅侧面。可充气部分的这种双重性导致了很多突出的问题。所述问题之一是，充气用气体必须通过位于安全带的扣环连接点处的导管，该连接点本身是可分离的。这使得安全带和充气器难于包装和操纵。

可以看出，必须将具有复式可充气部分的充气式安全带连接于这样的机构上：该机构可因车辆中乘员的体型和位置不同而将安全带展开不同的长度。这需要将充气器安装在具有上述缺陷的扣环位置上，或者需要将大型充气器安装在座椅安全带的可充气部分中。另外，复式可充气部分还需要使用额外的充气器、爆管和导线等，因为必须同时对成对的可充气部分充气。

现有技术中已知的充气式座椅安全带还具有其它明显不足和缺陷。例如，在发生侧撞时它不能适当保护乘员的颈部和头部。另外，它也不能适当保护乘员的下肢。这是由于以下事实：即前排座椅乘员的下肢会在发生撞车时向前滑动，撞击仪表盘，而后排座椅的乘员会滑向前排座椅的背面。这会导致对乘员下肢的损伤。

与现有充气式座椅安全带相关的充气器包括易燃材料和相关的装置，该装置以低效率的热力学方式工作。这需要把过量的烟火材料用于充气器中，这势必会不恰当地加大该充气器的大小和重量。现有充气器所需的烟火材料量大致要比本发明充气器所用的烟火材料多50-100％。因而排除了该充气式安全带和充气器在车辆中进行可接受的包装。