车辆乘员保护系统和用于激活车辆乘员保护系统的方法与流程

1.本发明涉及一种带有至少一个气囊的车辆乘员保护系统以及一种用于激活这种车辆乘员保护系统的方法。


背景技术：

2.已知所谓的二级气体发生器，它们在唯一一个壳体中具有两个能分开激活的发生器填料，发生器填料根据当前的行驶状况在危险状况下被同时或时间错开地激活。
3.但由各个级释放的气体量在此必须事先在开始研发气体发生器时就已经被确定并且预定生产线的许多参数，这些参数在生产过程中无法改变或只能以很大的代价进行改变。


技术实现要素：

4.本发明的目的是，通过使气体发生装置的各个级所释放的气体量能灵活地与变化的要求相适配来改进对车辆乘员的保护。
5.该任务用一种车辆乘员保护系统解决，该车辆乘员保护系统包括至少一个气囊，气囊能借助气体发生器组件填充，其中，气体发生器组件包括至少一个能安装在车辆处的单独的托架和至少两个彼此分开制造的、具有自己的外壳的气体发生器，气体发生器被牢固地安装在所述托架处，并且两个气体发生器单独地和/或共同地向同一气囊提供填充气体。此外，车辆乘员保护系统还包括控制单元，控制单元确定了激活至少两个气体发生器的时间点，其中，能同时地或时间错开地确定所述时间点。
6.气体发生器中的每个气体发生器可以说形成了多级的填充系统的级。但因为各个气体发生器是单独制造的、彼此分离的构件，所以不同的气体发生器的任意的组合均可以放在一起。这使得能在对车辆乘员保护系统的要求发生变化时快速地更换有待产生的气体量和数量比，而不必改变气体发生器的生产线，因为可以仅将已经存在的气体发生器的另一种更为适用的组合放在一起。因此可以简单地适应车辆乘员保护系统针对设计的相应的负载情况。托架不是车架，而是能固定在车辆处的、与车辆分开的部分，因而可以通过改变托架轻松地调整位置或者可以预制由托架形成的单元并且随后将其安装在车辆处、特别是框架部分处。
7.托架的形状在必要时必须适应不同的气体发生器型号。但因为托架是一种相对简单的机械的构件，其没有自己的烟火和电子部件，所以改变生产在此只与很少的耗费和很低的成本挂钩。
8.托架例如可以由合适的塑料或也由合适的金属、如铝或钢制成。
9.在一个气体发生器组件中可以设置仅一个、但也可以两个或两个以上彼此间隔开的、一致地或不同地成形的托架。设置多个沿纵向间隔开的托架通常可能是有利的，以便提高气体发生器在气体发生器组件内的位置稳定性并且同时将重量和材料成本保持在很小。
10.此外，通过将气体发生器安装在一个或更多个共同的托架上，也产生了一个能简
单地操作的紧凑的单元。
11.控制单元原则上可以以与具有多个单独的点火器的传统的多级的气体发生器一致的形式处理气体发生器组件。各个气体发生器的点火时间点的选择可以以任意方式确定，其中，尤其可以根据当前的行驶状况连同可能的潜在的即将到来的危险状况在内考虑到受状况所限的时间点的选择。
12.气体发生器组件的所有的气体发生器优选是管式气体发生器，当它们并排安装在托架处时，它们就产生了一种紧凑的气体发生器组件。
13.所述一个或所述多个托架尤其应当被这样设计，使得托架上至少两个气体发生器的纵向彼此间具有在0
°
至180
°
之间、特别是0
°
至45
°
之间的角。各个气体发生器在托架处的定向能通过为托架所选择的形状与预定的安装状况相适应。
14.在一种优选的实施方式中，通过气体发生器组件填充的气囊是一种侧气囊。气体发生器组件和侧气囊一样均优选安装在车辆座椅的座椅框架处。
15.在这种安装状况下，有利的是，将两个相互平行地或相互成很小角度定向的管式气体发生器安装在托架上，因为在下方的、即接近车辆底部的区域中，座椅框架的侧板往往设计得较宽，因而这种气体发生器组件很容易找到空间，具有大的纵向伸展的单个多级的气体发生器则较难安装。
16.侧板例如在其纵向延伸上经常具有不同的形状，这例如由卷边或深拉的区段引起，以便赋予座椅框架必需的刚性。通过相应成形的托架也可以使气体发生器组件与这种安装位置相适应。气体发生器中的其中一个气体发生器例如可以处在凹的卷边中，并且在旁边布置在托架处的气体发生器被放到座椅框架的与卷边毗邻的凸起的面上。这样就开发出了一些传统的二级气体发生器无法使用的安装位置。
17.倘若就安装状况而言更为有利，那么当然也可以这样来设计托架，使得气体发生器可以前后相继地以180
°
的角度安装，其中，气体发生器的纵轴线可以处在一条直线上或者也可以彼此错开。
18.通常能简单地通过一个或更多个对应的托架实现两个气体发生器相对彼此的对相应的安装状况而言合理的任意布置，因而也可以使用几何形状上复杂的安装位置。
19.但为了安装到气囊中，有利的是，将气体发生器组件的所有的气体发生器的点火器尽可能靠近彼此布置，因而气体发生器组件如在使用单独的气体发生器时那样相对气囊的充气口密封并且可以简单地电接触。
20.气体发生器彼此间的相对位置通过托架的相应的形状牢固地预定。优选没有规定气体发生器能沿不同的定向安装在预定的托架上，而是为每一种安装状况制造一个或更多个专用的托架。
21.可以简单地这样设计托架，使得具有不同的直径的气体发生器也能安装在一个托架处。例如可能的是，将直径为20mm的气体发生器和直接为25mm的气体发生器组合起来。
22.在一种可能的实施方案中，托架具有中间接片，中间接片带有两个设置在该中间接片的相反的侧面处的凹形的容纳部，其中，每一个容纳部中插入有一个气体发生器，并且容纳部能与相应的气体发生器的外轮廓相适配。中间接片的宽度决定了气体发生器的纵轴线的彼此间的间距。
23.两个容纳部的半径可以处在一条直线上，但也可以相对彼此任意错开，因而两个
气体发生器相对彼此的位置能通过托架任意地适应相应的安装状况地预定。
24.在一种可能的变型方案中，容纳部在侧向敞开，因而其内轮廓描述了一个分度圆并且气体发生器可以分别从侧面插入。
25.在另一种可能的变型方案中，容纳部沿周向闭合，因而相应的气体发生器被容纳部的壁包围。当托架设置在气体发生器的点火器的区域中时，这种变型方案例如是有利的，因为托架也同时可以承担起相对气囊密封的功能。
26.也可以简单地这样设计托架，使得托架形成了气体发生器的一种防转动结构，因而这些气体发生器就无法在容纳部中旋转。
27.每个托架通常可以一体地形成或者由两个或两个以上的构件组装而成，以便能简单地将气体发生器定位在托架处。
28.气体发生器组件可以例如通过设置在气体发生器中的其中一个气体发生器处的紧固螺栓固定在车辆处，如通常针对单独的气体发生器所规定的那样。
29.备选也可能的是，至少在托架中的其中一个托架处设有紧固元件，气体发生器组件通过该紧固元件被固定在车辆处，因而托架能安装在车辆处。紧固元件可以例如涉及到一个或更多个与托架一体式制造的或者以合适的方式安装在这个托架处的紧固螺栓。
30.为了将各个气体发生器固定在托架处，可以例如设有带、特别是带有合适的锁的钢带，带能通过牵引力与气体发生器组件的尺寸和形状相匹配。这种带例如能以商品名或在市面上买到。
31.托架优选具有合适的几何形状，以便确定一根或更多根这种带关于托架和气体发生器的位置。在此可以例如涉及合适的突出部或凹槽，相应的带在它们之间延伸或者延伸穿过它们。
32.在另一种变型方案中，托架被焊接在气体发生器中的至少一个气体发生器处和/或具有至少一个紧固开口，该紧固开口与在气体发生器中的其中一个气体发生器的周向壁处的固定元件对齐。可以例如使用设置在气体发生器处的紧固螺栓作为固定元件。
33.也可能的是，这样来设计托架，使得这个托架包括扩散器区段，扩散器区段在安装气体发生器时可以处在气体发生器中的其中一个气体发生器的气体排出开口之上并且因此对这种气体发生器而言起到扩散器的作用。在这种情况下也可以将设置在相应的气体发生器处的紧固螺栓用于固定。
34.尤其结合自主驾驶在车辆中越来越多地安装用于检测行驶状况并且也采集潜在的、在不久的将来即将出现的危险状况的传感器。这些传感装置也可以用于改进车辆乘员的安全性。例如可能的是，已经在潜在的危险状况的前夕就至少部分填充气囊，以便及早将气囊提供给车辆乘员。如果之后真的出现了危险状况，那么可以进一步填充气囊，以便安全地拦截车辆乘员。
35.为了激活上述车辆乘员保护系统，按照本发明设有下列步骤：
[0036]-识别可能即将到来的事故状况，
[0037]-在识别到可能即将到来的事故状况的前夕就已经激活了气体发生器中的其中一个气体发生器，因而这样来填充气囊，使得气囊与所分配的车辆乘员相互作用，相互作用使车辆乘员移动了预定的路程，并且
[0038]-倘若真的出现了事故状况，就激活其它气体发生器。
[0039]
当传感器装置和电子系统通知控制器，可能预计会发生事故状况(预碰撞识别)时，气体发生器中的第一气体发生器就已经被激活。这样来设定这个气体发生器的填充气体量，使得气囊已经被填充至一个体积，该体积足以与车辆乘员相互作用，但尚未填充至完整的填充体积和/或内压。
[0040]
在此故意使分配给气囊的车辆乘员与正在填充的气囊已经接触并且尽可能从危险区移出一点点或者将撞击的车辆乘员定位在合适的位置中。
[0041]
如果没有出现事故状况，那么引入的填充气体就通过气囊的排气开口逸出，并且气体发生器中的第二气体发生器未被激活。
[0042]
但如果出现了事故状况，那么气体发生器中的第二气体发生器也在由控制单元确定的合适的时间点上被激活，气囊被充气至其最大预期的填充体积和所需的内压并且拦截正在没入的车辆乘员。
[0043]
当然，原则上可以用二级或多级的气体发生器实施的所有其它的激活变型方案，也能用所述气体发生器组件实现。属于此的例如有约束一个特别轻或特别重的车辆乘员或者一个例如由于在自主驾驶时的可能的就坐位置而没有坐在最佳约束位置(失位位置)中的车辆乘员。
[0044]
即使本发明在此描述的是气体发生器组件中正好有两个气体发生器，当然也可以将更多数量的气体发生器合并在一个气体发生器组件中。
附图说明
[0045]
接下来借助多个实施例并参考附图更为详细地说明本发明。附图中：
[0046]
图1示出了按照第一种实施方式的用于执行按本发明的方法的按本发明的车辆乘员保护系统的气体发生器组件的示意性透视图；
[0047]
图2和3示出了图1的气体发生器组件的不同的托架；
[0048]
图4示出了按另一种实施方式的气体发生器组件的托架；
[0049]
图5示出了图4的托架，其带有两个插入到托架中的气体发生器；
[0050]
图6示出了按照另一种实施方式的气体发生器组件的示意性剖视图；
[0051]
图7和8示出了按照再一种实施方式的气体发生器组件的示意图；
[0052]
图9至11示出了按照再另一种实施方式的气体发生器组件的示意图。
具体实施方式
[0053]
图1示出了一种车辆乘员保护系统10，其带有为(图1所示的)气囊14提供填充气体的气体发生器组件12。
[0054]
气体发生器组件12在这个例子中包括两个单独的、彼此分开制造的、分别具有自己的外壳的气体发生器16、18。这些气体发生器在下文中也称为第一和第二气体发生器16、18。
[0055]
气体发生器组件12的所有的气体发生器16、18，更准确地说它们的点火器20，与控制单元22连接，控制单元设计用于，通过使气体发生器将一个电信号传送给它们的点火器20来激活气体发生器16、18。
[0056]
气体发生器组件12的所有的气体发生器16、18的气体排出区域处在气囊14内并且
向这个气囊14提供填充气体。
[0057]
这样来设计控制单元22，使得控制单元个性化地预定两个气体发生器16、18的激活时间点，其中，所述时间点能同时地或时间错开地确定并且也可以根据其内安装有车辆乘员保护系统10的车辆的当前的行驶状况确定。
[0058]
两个气体发生器16、18在此涉及到管式气体发生器(即它们的沿着纵向l1、l2的纵向延伸长度大于它们垂直于其纵向的直径的气体发生器)。气体发生器16、18可以是结构相同的或者如在此所示那样具有不同的构造形式并且与此对应地既可以在它们所能提供的填充气体量上，也能在它们的型式、它们的长度、它们的直径、它们的气体排出区域的布置以及其它特征上有所不同。
[0059]
这样来选择两个气体发生器16、18的组合，使得它们就它们的功率、特别是它们的填充气体量而言，例如就气囊14的位置和体积以及车辆乘员在配设有气囊14的车辆座椅上的可能的就坐位置而言，能实现了气囊14的与车辆已知条件相适应的二级填充。
[0060]
这样来设计第一气体发生器16，使得该第一气体发生器排出比第二气体发生器18更大的填充气体量。在这个例子中，第一气体发生器16也具有比第二气体发生器18更大的直径，其中，直径例如为20mm和25mm。
[0061]
用于激活气体发生器组件12的气体发生器16、18的一种可能的场景如下：在车辆中与控制单元22通信的传感器23，提供有关识别到的、可能针对所述车辆出现的可能即将到来的事故状况的信息(所谓的预碰撞识别)。
[0062]
必要时由其它传感器采集进一步的数据，例如有关车辆座椅和其椅背的位置以及车辆乘员在相应的车辆座椅上的当前的位置的数据，并且同样将所述数据传送给控制单元22。
[0063]
控制单元22确定了用于激活两个气体发生器16、18的合适的时间点。
[0064]
首先，尚在真的出现了事故状况之前，就激活第一气体发生器16，因而该第一气体发生器的填充气体就将气囊14充气至第一体积。气囊14与车辆乘员接触并且施力到这个车辆乘员上，这个力将车辆乘员移到合适的位置中并且移出危险区。气囊14在此在必要时没有被充气到其最大的填充体积和/或内压。
[0065]
如果没有出现事故状况，那么就不激活第二气体发生器18，并且填充气体通过(未示出的)气体排出开口从气囊14逸出。
[0066]
但若真的发生了事故状况，那么随着事故状况的出现，第二气体发生器18也被激活并且其填充气体被导入到气囊14中，以便将气囊14(又)填充至预期的完整的填充体积和/或内压，因此能安全地拦截车辆乘员。
[0067]
气体发生器组件12为此目的可以如传统的二级气体发生器那样使用。
[0068]
两个气体发生器16、18在气体发生器组件12中通过一个或更多个托架24机械地相互连接。在此设有两个托架24，它们彼此间隔开地沿着气体发生器16、18的纵向l1、l2布置。
[0069]
如在图2和3中所示，托架24分别具有合适的、与车辆中当前的安装状况相适应的形状。所述一个或所述多个托架24由合适的塑料或金属制成并且可以具有一致的或不同的形状。
[0070]
在这个实施方式中，托架24中的每个托架均具有中间接片25，在中间接片处，在相反的侧面上分别构造有容纳部26。容纳部26分别具有凹形的形状并且与在侧向插入到容纳
部26中的相应的气体发生器16、18的外轮廓和特别是直径相适应。
[0071]
容纳部26的半径可以处在一条直线上(参看图2)或者也可以形成彼此错开的直线(参看图3)。这能个性化地与预定的安装状况相协调。
[0072]
在图1的例子中，两个气体发生器16、18这样布置在气体发生器组件12中，使得它们的纵向l1、l2平行于彼此。但这并不是强制性必需的。纵向l1、l2也可以夹成在0
°
和180
°
之间的、特别是在0
°
和45
°
之间的角α，其中，纵向l1、l2也不必强制性处在同一平面中。
[0073]
气体发生器16、18相对彼此的布置由托架24的形状、特别是容纳部26的位置和定向明确地预定。
[0074]
因此在座椅侧板中的不规则成形的容纳空间例如可以被用来布置气体发生器组件12。在这种情况下，气囊14是一种侧气囊，其从座椅靠背出来在车辆座椅和例如车辆的外壁之间展开。
[0075]
在这个例子中，两个气体发生器16、18的点火器20靠近地并排放置并且关于纵向l1、l2也处在同一位置处，以便既简化电接触也简化了相对气囊14的密封。这意味着，两个气体发生器中的较短的气体发生器，在此为气体发生器18，没有如气体发生器16那样深地伸入到气囊14中。
[0076]
图4和5示出了托架24的一个例子，在该例子中，容纳部26没有侧向敞开，而是沿周向闭合，因而它们沿周向完全包围两个气体发生器16、18。这种托架24例如使用在点火器20的区域中(参看图5)并且可以同时用于相对气囊14的充气口进行密封。
[0077]
托架24可以一体地制造，其中，气体发生器16、18沿着它们的纵向l1、l2移入到相应的容纳部26中，或者如图4所示那样由两个部分构成，所述两个部分在分割线27处围绕气体发生器16、18组装在一起。
[0078]
通常可以将所示的所有不同的托架24在本领域技术人员的判断下在气体发生器组件12中自由地相互组合，以便达到两个气体发生器16、18的期望的布置以及在车辆处的期望的紧固。
[0079]
原则上也可以设计托架24，使它们能将三个或三个以上的气体发生器同时合并在唯一一个气体发生器组件12中，以便达到灵活的、多级的点火行为。
[0080]
在气体发生器组件12内，气体发生器16、18和托架24例如通过带28保持在一起(参看图1、6和9)，其中，为每个托架24设置一根带28。带28在此是钢制的牵引带，其配设有锁30并且将气体发生器16、18在拉紧之后安全地保持在它们在托架24处的明确的位置中。
[0081]
托架24例如具有合适的几何形状，以便将带28保持在预期的部位处(参看例如图9中的留空部32)。
[0082]
为了将气体发生器组件12安装在车辆处、例如安装在车辆座椅的座椅框架33处，可以例如使用在气体发生器16、18中的其中一个气体发生器处的紧固螺栓34，如在按常规安装单独的气体发生器时所发生的那样(在图7中表明)。
[0083]
图6示出了一种变型方案，在该变型方案中，用于与车辆固定地安装的紧固元件36、在此为紧固螺栓，集成到了托架24中。
[0084]
在这个例子中，紧固元件也被用于以如下方式将带28固定在托架24处，即，将在带28的末端区段中的开口37置于紧固螺栓之上。
[0085]
图7和8示出了托架24的另一种变型方案。在这种情况下，托架24中的每个托架由v
形弯曲的金属条带构成，该金属条带的一个端部通过焊接连接38牢固地固定在气体发生器的其中一个气体发生器处、在此为第一气体发生器16处。另一个端部具有固定开口40，第二气体发生器18的紧固螺栓34中的各一个紧固螺栓通过该固定开口插塞并且用螺母42止动。在这个例子中，第一气体发生器16的紧固螺栓34被用于将气体发生器组件12安装在车辆处(未示出)。
[0086]
图8也表明，扩散器44同样可以安装在第二气体发生器18的紧固螺栓34中的其中一个紧固螺栓处。
[0087]
图9至11示出了一种实施方式，在该实施方式中，用于第二气体发生器18的扩散器区段46集成到托架24的其中一个托架中。
[0088]
在图10中示出了线x-x的剖面并且在图11中示出了沿图9中的线xi-xi的剖面。
[0089]
此外，扩散器安装在第一气体发生器16的紧固螺栓34处。
[0090]
在此，分别使用带28将第二气体发生器18固定在托架24处。
[0091]
图9和10也示出了用于带28的留空部32，带与托架24连接并且防止托架移动。
[0092]
在此也使用第一气体发生器16的紧固螺栓34将气体发生器组件12固定在车辆处。

技术特征：
1.一种车辆乘员保护系统，具有：至少一个气囊(14)，该气囊能借助气体发生器组件(12)填充，其中，所述气体发生器组件(12)包括至少一个能安装在车辆上的单独的托架(24)和至少两个彼此分开制造的、分别具有一个自己的外壳的气体发生器(16、18)，所述气体发生器牢固地安装在托架(24)上，并且，两个气体发生器(16、18)单独地和/或共同地为同一气囊(14)提供填充气体；和控制单元(22)，该控制单元确定了激活至少两个气体发生器(16、18)的时间点，其中，所述时间点能同时地或时间错开地被确定。2.根据权利要求1所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述托架(24)设计为，使得在托架(24)上的所述至少两个气体发生器(16、18)的纵向(l1、l2)彼此间具有在0
°
至180
°
之间的、特别是0
°
至45
°
之间的角(α)。3.根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述至少一个气囊(14)是侧气囊，并且所述气体发生器组件(12)特别是安装在车辆座椅的座椅框架(33)上。4.根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述托架(24)具有中间接片(25)，该中间接片带有两个设置在中间接片(25)的相反的侧面处的凹形的容纳部(26)，其中，每个容纳部(26)中都插入有一个气体发生器(16、18)并且所述容纳部(26)与相应的气体发生器(16、18)的外轮廓相适配。5.根据权利要求4所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述容纳部(26)沿周向是闭合的。6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述托架(24)具有紧固元件(36)，所述气体发生器组件(12)通过该紧固元件固定在车辆上。7.根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述气体发生器(16、18)通过带(28)固定在所述托架(24)上。8.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述托架(24)被焊接在所述气体发生器(16、18)的至少一个气体发生器上和/或具有至少一个紧固开口(40)，该紧固开口与在所述气体发生器(16、18)的其中一个气体发生器的周向壁上的固定元件对齐。9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统，其特征在于，所述托架(4)包括扩散器区段(46)。10.用于激活根据前述权利要求中任一项所述的车辆乘员保护系统的方法，该方法包括以下步骤：-识别可能即将到来的事故状况；-在识别到可能即将到来的事故状况的前夕就激活气体发生器(16、18)中的其中一个气体发生器，因而气囊(14)通过以下方式填充，即该气囊与所分配的车辆乘员相互作用，该相互作用使得车辆乘员移动了预定的路程，以及-如果真的出现了事故状况，就激活另一个气体发生器(18、16)。

技术总结
在一种车辆乘员保护系统中，气体发生器组件(12)具有至少一个能安装在车辆上的单独的托架(24)和至少两个牢固地安装在托架(24)上的气体发生器(16、18)。控制单元(22)同时或时间错开地确定了激活至少两个气体发生器(16、18)的时间点，以便在可能即将到来的事故状况前夕就能激活气体发生器(16、18)中的其中一个气体发生器，因而气囊(14)通过以下方式填充，即气囊与所分配的车辆乘员相互作用，该相互作用使车辆乘员移动了预定的路程。用使车辆乘员移动了预定的路程。用使车辆乘员移动了预定的路程。


技术研发人员：多米尼克
受保护的技术使用者：ZF汽车德国有限责任公司
技术研发日：2021.10.05
技术公布日：2023/7/4