Единая подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей пассажира транспортного средства

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к подушке безопасности транспортного средства, позволяющей повысить уровень защиты пассажира во время лобового столкновения, в частности, к двухкамерной подушке безопасности, установленной в середине приборной панели и надуваемой при столкновениях для ослабления лобового удара и удержания торса, головы и нижних конечностей пассажира транспортного средства.

Уровень техники

Одной из основных целей производителей и разработчиков транспортных средств является повышение уровня безопасности транспортных средств при аварии. В Соединенных Штатах Америки требования к уровню сил реакции, действующих на пассажира при лобовых столкновениях, содержатся в федеральных стандартах по безопасности автомобилей (FMVSS). Вообще в соответствии с требованиями FMVSS 208 силы, действующие на голову и область грудной клетки пассажира транспортного средства при торможении, а также нагрузки, действующие на правое и левое бедра после столкновения транспортного средства с жестким препятствием при скорости удара 35 миль/ч, должны находиться в определенных пределах. Кроме того, Национальное управление по безопасности дорожного движения работает над реализацией программы оценки новых автомобилей (NCAP), в которой официально приведены результаты испытаний, проводимых в соответствии с указаниями FMVSS 208.

На основании данных протоколов испытаний производится усовершенствование конструкций передней части, направленное на улучшение рабочих характеристик транспортного средства в случае лобового столкновения. Другими словами, данные решения позволяют обеспечить поглощение кинетической энергии при лобовых столкновениях и снизить серьезность вторичных ударов пассажира транспортного средства о внутренние компоненты пассажирского салона. Помимо использования конструкций таких компонентов передней части, как отсек двигателя, капот, крылья, подвеска передних колес и рама ходовой части, используют систему защиты пассажиров. Подобные системы защиты пассажиров включают в себя стандартные системы ремней безопасности, адаптивные системы ремней безопасности, приборные панели из мягкого материала, коленные буферы и дверцы перчаточных ящиков из мягкого материала, а также системы подушек безопасности.

Из уровня техники хорошо известны системы подушек безопасности для транспортных средств. Такие системы подушек безопасности использовали в транспортном средстве для снижения вероятности и ослабления ударов пассажира о внутренние компоненты и конструкции транспортного средства, например, рулевое колесо, приборную панель, коленный буфер, перчаточный ящик, панели боковых дверей и стойки кузова. Системы подушки безопасности выполнены таким образом, чтобы раскрываться практически сразу после обнаружения столкновения и оставаться в надутом состоянии, по крайней мере, на ранних этапах столкновения.

Однако, что касается подушек безопасности для защиты при лобовых столкновениях, иногда для удержания пассажира транспортного средства и достижения оптимальных результатов испытаний по определенным критериям необходимо использовать две отдельные подушки безопасности. В частности, для пассажира переднего сиденья первую подушку безопасности пассажира зачастую устанавливают в верхней части приборной панели, при этом в надутом состоянии она фиксирует торс и голову пассажира. Причем вторая отдельная коленная подушка безопасности может быть установлена в нижней части приборной панели, при этом в надутом состоянии она фиксирует нижние конечности, в частности, колени пассажира, что позволит снизить нагрузку на бедра пассажира. Однако использование отдельной коленной подушки безопасности приводит к увеличению стоимости, сложности и веса конструкции. Например, для крепления коленной подушки безопасности к приборной панели и обеспечения соответствующего усиления необходимо использовать конструкционную сталь.

Кроме того, в настоящее время развитие конструкций внутренней части транспортного средства, особенно пассажирского салона, направлено на увеличение свободного пространства (или вместимости) для пассажиров транспортного средства. Например, предлагается использовать одно неподвижное переднее пассажирское сиденье, смещенное на 200 мм назад относительно стандартного установленного среднего положения переднего сиденья, предназначенное для пассажиров переднего сиденья любых габаритов (от женщин 5-го процентиля до крупных мужчин 95-го процентиля). Однако обеспечение удержания пассажиров переднего сиденья на достаточном расстоянии от приборной панели, расположенной перед пассажиром, с учетом такого широкого диапазона габаритов создает определенные сложности при разработке единой стандартной подушки безопасности для пассажира переднего сиденья, устанавливаемой в верхней части приборной панели. Другими словами, при лобовом столкновении на скорости транспортного средства 25 миль/ч характеристики нагрузки/перемещения подушки безопасности, необходимые для удержания непристегнутой женщины 5-го процентиля, не совпадают с характеристиками, необходимыми для удержания непристегнутого мужчины 50-го процентиля. Таким образом, существует необходимость создания систем без отдельного коленного буфера, которые позволят контролировать силы реакции, действующие на пассажиров транспортного средства с любым телосложением, сидящих на зафиксированном сзади переднем пассажирском сиденье, направленном по ходу движения.

Узел подушки безопасности, рассмотренный в настоящем документе, позволяет дополнительно оптимизировать силы реакции, действующие на пассажира при лобовом столкновении, за счет использования единой двухкамерной подушки безопасности для защиты головы, торса и коленей, которая раскрывается при лобовом столкновении и обеспечивает равномерное распределение энергии при резком замедлении и защиту для головы, торса и нижних конечностей переднего пассажира.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения система подушек безопасности предназначена для уменьшения серьезности травм пассажира транспортного средства при лобовом столкновении на высокой скорости транспортного средства с жестким препятствием или конструкцией, находящейся перед транспортным средством, на высокой скорости, при этом транспортное средство включает в себя пассажирский салон с сиденьем, расположенным по направлению движения, на котором сидит пассажир, и приборной панелью, которая установлена перед передним сиденьем, расположенным по направлению движения, и направлена в его сторону, данная панель имеет верхнюю часть и нижнюю часть. Система подушки безопасности включает в себя единую двухкамерную подушку безопасности для защиты головы, торса и коленей, установленную на приборной панели и имеющую сложенное состояние и надутое состояние. Единая подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей имеет камеру для защиты головы и торса и камеру для защиты нижних конечностей, гидравлически соединенную с камерой для защиты головы и торса. Один блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, функционально соединен с камерой для защиты головы и торса и с камерой для защиты нижних конечностей и управляется с помощью электрического привода для надувания единой подушки безопасности для защиты головы, торса и коленей газом. После столкновения датчик обнаружения столкновения генерирует и отправляет сигнал на контроллер, который обрабатывает сигнал, сгенерированный датчиком обнаружения столкновения для управления с помощью электрического привода блоком наполнения, обеспечивающим подачу газа в нескольких направлениях, после обнаружения превышения заранее заданного уровня серьезности столкновения транспортного средства. Контакт камеры для защиты головы и торса в надутом состоянии с головой и торсом пассажира позволяет создать удерживающую силу, действующую на пассажира, и смягчить удар головы и торса пассажира о верхнюю часть приборной панели во время столкновения. Контакт камеры для защиты нижних конечностей в надутом состоянии с коленями пассажира позволяет смягчить удар коленей пассажира о нижнюю часть панели во время столкновения.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, установлен внутри корпуса, расположенного в средней части между верхней частью и нижней частью приборной панели.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности в транспортном средстве, в котором переднее сиденье, расположенное по направлению движения, является зафиксированным.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, имеет первую форсунку, подающую газ в камеру для защиты головы и торса, и вторую форсунку, подающую газ в камеру для защиты нижних конечностей.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой скорости увеличения давления в камере для защиты головы и торса и в камере для защиты нижних конечностей являются практически одинаковыми.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой единая подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей имеет перегородку, расположенную между камерой для защиты головы и торса и камерой для защиты нижних конечностей.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой перегородка имеет отверстие для создания перехода текучей среды из камеры для защиты нижних конечностей в камеру для защиты головы и торса.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности в транспортном средстве, в котором пассажирский салон включает в себя лобовое стекло, расположенное сверху рядом с приборной панелью, которая частично ограничивает верхнее пространство между головой и торсом пассажира транспортного средства, лобовым стеклом и приборной панелью, при этом надутая камера для защиты головы и торса практически полностью заполняет верхнее пространство между головой и торсом пассажира, лобовым стеклом и приборной панелью.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности в транспортном средстве, в котором нижняя часть приборной панели частично определяет границы нижнего зазора между коленями пассажира транспортного средства и приборной панелью, а надутая камера для защиты нижних конечностей практически полностью заполняет нижний зазор между коленями пассажира и приборной панелью.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой предусмотрена единая подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей с адаптивными отверстиями и тросами для контроля раскрытия камеры для защиты головы и торса.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой переднюю подушку безопасности, включающую в себя камеру для защиты головы и торса, камеру для защиты нижних конечностей, сообщающуюся по текучей среде с камерой для защиты головы и торса, и один блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, который функционально соединен с камерой для защиты головы и торса и с камерой для защиты нижних конечностей, при этом надутая камера для защиты головы и торса контактирует с головой и торсом пассажира, а надутая камера для защиты нижних конечностей контактирует с коленями пассажира.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности для транспортного средства, в которой блок наполнения установлен в корпусе, расположенном в средней точке, образующей направленную к пассажиру вершину поверхности между верхней частью и нижней частью приборной панели.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой камера для защиты головы и торса и камера для защиты нижних конечностей надуваются практически одновременно.

В соответствии с другим аспектом настоящее изобретение представляет собой систему подушки безопасности, в которой подушка безопасности включает в себя перегородку, расположенную между камерой для защиты головы и торса и камерой для защиты нижних конечностей, при этом данная перегородка имеет отверстие для создания перехода текучей среды из камеры для защиты нижних конечностей в камеру для защиты головы и торса.

Эти и другие аспекты, цели и отличительные особенности настоящего изобретения будут поняты и оценены специалистами в данной области техники после изучения приведенных ниже описания, формулы изобретения и сопроводительных чертежей

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен вид сбоку пассажирского салона транспортного средства, в котором пассажир сидит лицом к подушке безопасности, известной из уровня техники, которая до лобового столкновения находится в сложенном состоянии.

На Фиг. 2 представлен вид сбоку пассажирского салона транспортного средства, в котором сидит пассажир, изображен контакт пассажира с надутой подушкой безопасности для пассажира, известной из уровня техники, через 50 миллисекунд после начала лобового столкновения.

на Фиг. 3 представлен вид сбоку пассажирского салона транспортного средства, в котором сидит пассажир, причем изображен контакт пассажира с известной из уровня техники надутой подушкой безопасности для пассажира через 100 миллисекунд после начала лобового столкновения.

На Фиг. 4 представлен вид сбоку пассажирского салона транспортного средства, в котором сидит пассажир, причем изображен контакт пассажира с известной из уровня техники надутой подушкой безопасности для пассажира через 120 миллисекунд после начала лобового столкновения.

На Фиг. 5 представлен вид сбоку пассажирского салона транспортного средства, в котором сидит пассажир, причем изображен контакт пассажира с надутой единой подушкой безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующей настоящему изобретению, через 50 миллисекунд после начала лобового столкновения.

Осуществление изобретения

В данном тексте термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные относятся к ориентации изобретения, представленной на Фиг. 1. Однако следует понимать, что изобретение может предполагать альтернативные варианты ориентации, если не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и способы, изображенные на сопроводительных чертежах и изложенные в следующем описании, являются иллюстративными вариантами осуществления изобретения, описанного в формуле изобретения. Таким образом, конкретные размеры и другие физические характеристики, указанные в вариантах осуществления настоящего изобретения, не должны рассматриваться как ограничения, если не указано иное.

На Фиг. 1-4 представлено транспортное средство 10, включающее в себя пассажирский салон 12, в котором установлены узел 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, и приборная панель 16, при этом границы пассажирского салона 12 частично определены лобовым стеклом 18 и крышей 20. Опору для пассажира 21, в частности, для пассажира переднего сиденья, расположенного по направлению движения, создает узел 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, имеющий нижнюю часть переднего сиденья 22, на которой сидит пассажир 21, и спинку 24 сиденья. Узел 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, в предпочтительном варианте является зафиксированным (в противоположность стандартной конструкции сиденья с направляющими сиденья и рельсами (не показаны), которые позволяют перемещать узел 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, вперед и назад). Благодаря смещению узла 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, назад относительно стандартного среднего регулируемого положения (примерно на 200 мм) и фиксации узла 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, на переднем сиденье могут сидеть пассажиры любых габаритов (как женщины 5-го процентиля, так и крупные мужчины 95-го процентиля).

Несмотря на то, что предпочтительно, чтобы пассажир 21 узла переднего сиденья, расположенного по направлению движения, был пристегнут с помощью узла ремней безопасности переднего пассажирского сиденья (не показан), к сожалению, зачастую такие узлы ремней безопасности не используются. В связи с этим, как показано на Фиг. 1-4, дополнительная защита для пассажира может быть обеспечена с помощью стандартной подушки 26 безопасности для пассажира без усовершенствований, раскрытых в настоящем документе. Обычно подушка 26 безопасности для пассажира устанавливается в углублении 28 в верхней части 30 приборной панели 16 рядом с лобовым стеклом 18 обращенной вверх и в сторону пассажира 21 переднего сиденья и может срабатывать при обнаружении превышения заранее заданного уровня серьезности столкновения. Другими словами, после столкновения транспортного средства с жестким препятствием (не показано) датчик 32 обнаружения столкновения отправляет сигнал на электронный блок 34 управления (ECU). После обработки сигнала ECU 34 активирует блок наполнения 36, функционально соединенный с подушкой 26 безопасности для пассажира переднего сиденья для развертывания подушки 26 безопасности для пассажира переднего сиденья. Подушка 26 безопасности для пассажира, обычно изготавливаемая из нейлона или полиэфира, выполнена с возможностью раскрытия и практически полного заполнения (в надутом состоянии) пространства внутри пассажирского салона 12 под лобовым стеклом 18 рядом с приборной панелью 16 и перед пассажиром 21, тем самым, создавая направленную назад поверхность необходимой формы, которая удерживает голову 38 и торс 40 пассажира 21 и обеспечивает силу сопротивления во время столкновения.

Хотя подушка 26 безопасности для пассажира, изображенная на Фиг. 1-4, соответствует требованиям FMVSS 208, касающимся замедления перемещения головы и грудной клетки, при моделировании сил реакции, действующих на пассажира транспортного средства, было определено, что такая подушка 26 безопасности для пассажира не позволяет эффективно снизить нагрузки, действующие на правое и левое бедра, которые возникают после столкновения передней части транспортного средства на скорости 35 миль/ч с жестким препятствием до необходимого уровня. В связи с этим зачастую используют коленные буферы из мягкого материала (не показаны). Еще одним решением, позволяющим снизить нагрузки, действующие на правое и левое бедра, является установка отдельного второго коленного буфера (не показан) в нижней части 42 приборной панели 16, который в надутом состоянии снижает нагрузку на бедра пассажира за счет контакта с нижними конечностями 44, в частности, с коленями 46 пассажира 21. Однако использование отдельного коленного буфера приводит к увеличению стоимости, сложности и веса конструкции. Также для прикрепления отдельного коленного буфера на приборной панели 16 и обеспечения соответствующего усиления необходимо использовать дополнительные элементы из конструкционной стали 48. Кроме того, использование отдельного коленного буфера требует установки двух блоков наполнения 36, один для подушки 26 безопасности пассажира, а другой для коленного буфера, что позволит обеспечить оптимальный уровень защиты пассажира. Другими словами, в данном случае приходится использовать две подушки безопасности, два блока наполнения и дублирующий контур.

Кроме того, стремление к увеличению свободного пространства для пассажира 21 транспортного средства за счет фиксации переднего пассажирского сиденья 14, направленного по движению, в положении, смещенном на 200 мм назад относительно стандартного среднего регулируемого положения переднего сиденья, создает сложности для конструкции и характеристик раскрытия единой подушки 26 безопасности для пассажира переднего сиденья. Также обеспечение удержания пассажиров 21 переднего сиденья такого большого диапазона габаритов и массы (от женщин 5-го процентиля до крупных мужчин 95-го процентиля), на таком большом расстоянии от приборной панели, расположенной перед пассажиром, создает дополнительные сложности при разработке единой подушки 26 безопасности для пассажира переднего сиденья, устанавливаемой в верхней части 30 приборной панели 16. Другими словами, при лобовом столкновении транспортного средства на скорости 25 миль/ч характеристики нагрузки/перемещения подушки безопасности, необходимые для удержания непристегнутой женщины 5-го процентиля, не совпадают с характеристиками, необходимыми для удержания непристегнутого мужчины 50 го процентиля.

Например, на Фиг. 1-4 изображены различные моменты имитируемого столкновения, при этом на Фиг. 1 изображена непристегнутая женщина 5-го процентиля, сидящая на нижней части переднего сиденья 22, обращенного в сторону приборной панели 16, непосредственно до столкновения и раскрытия стандартной подушки безопасности. Как показано на Фиг. 2, примерно через 12 миллисекунд после столкновения и обнаружения столкновения датчиком 32 происходит активация блока наполнения 36 и надувание подушки 26 безопасности. Хотя показано, что женщина 5-го процентиля уже начала перемещаться вперед относительно нижней части переднего сиденья 22 к приборной панели 16, следует отметить, что между женщиной 5 го процентиля и приборной панелью 16 все еще остается значительный зазор. Как показано на Фиг. 3, примерно через 100 миллисекунд после столкновения подушка безопасности уже начинает сдуваться через наружное отверстие (не показано). Однако в указанный момент торс женщины 5-го процентиля уже вступает в контакт с подушкой 26 безопасности и почти достигает верхней части 30 приборной панели 16, при этом нижние конечности 44 женщины 5-го процентиля контактируют с нижней частью 42 приборной панели 16. Наконец, как показано в примере с Фиг. 4, примерно через 120 миллисекунд после столкновения женщина 5-го процентиля практически не перемещается вперед, но начинает опускаться вниз на передний край нижней части переднего сиденья 22.

Новая единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующая настоящему изобретению, позволяет преодолеть данные проблемы и обеспечить эффективное замедление пассажиров любых габаритов и массы и равномерное удерживание головы 38, торса 40 и коленей 46 пассажира. Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующая настоящему изобретению, также обеспечивает более точную установку подушки безопасности пассажира в правильное положение по сравнению с системой подушки безопасности, известной из уровня техники.

Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, рассмотренная в настоящем документе, в предпочтительном варианте также изготавливается из нейлона или полиэфира и устанавливается в сложенном состоянии в корпус 52, предпочтительно расположенный в средней части 54 между верхней частью 30 и нижней частью 42 приборной панели 16. Более того, в предпочтительном варианте средняя часть 54 приборной панели 16 имеет направленную к пассажиру вершину поверхности 56, при этом единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей должна быть установлена в данной вершине 56 на минимально возможном расстоянии от пассажира 21.

В надутом состоянии единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей образует камеру 58 для защиты головы и торса, объем которой имеет большие размеры по сравнению со стандартными подушками 26 безопасности и заполняет в предпочтительном варианте практически все пространство, ограниченное лобовым стеклом 18, установленным непосредственно над приборной панелью 16, приборной панелью и пассажиром 21, при этом положение пассажира 21 дополнительно смещено назад примерно на 200 мм относительно приборной панели 16 по сравнению со стандартным случаем. Благодаря этому в надутом состоянии камера 58 для защиты головы и торса контактирует с головой 38 и торсом 40 пассажира 21, создавая удерживающую силу, действующую на пассажира 21.

Как показано на Фиг. 5, единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующая настоящему изобретению, также имеет камеру 60 для защиты нижних конечностей, сообщающуюся по текучей среде с камерой 58 для защиты головы и торса. Нижняя часть 42 приборной панели 16 частично ограничивает нижний зазор G между коленями 46 пассажира 21 и нижней частью 42 приборной панели 16, при этом в надутом состоянии камера 60 для защиты нижних конечностей практически полностью заполняет нижний зазор G между коленями 46 пассажира 21 и приборной панелью 16. При этом в надутом состоянии камера 60 для защиты нижних конечностей будет контактировать с коленями 46 пассажира 21, смягчая удар коленей 46 пассажира 21 о нижнюю часть 42 приборной панели 16 во время столкновения. В предпочтительном варианте ширина камеры 60 для защиты нижних конечностей является достаточной для того, чтобы обеспечить контакт с обоими коленями 46 пассажира 21, а глубина камеры 60 для защиты нижних конечностей является достаточной для обеспечения вертикального контакта с коленями 46 пассажира 21.

Перегородка 62 проходит между камерой 58 для защиты головы и торса и камерой 60 для защиты нижних конечностей и обеспечивает сообщение по текучей среде между двумя камерами 58, 60 через отверстие 64, которое в предпочтительном варианте расположено в середине перегородки 62. На практике отверстие 64 в перегородке 62 обеспечивает поток газа из камеры 60 для защиты нижних конечностей в камеру 58 для защиты головы и торса, ограничивая при этом данный поток до определенного уровня. Таким образом, перегородка 62 обеспечивает более быстрое раскрытие камеры 60 для защиты нижних конечностей по сравнению со стандартными коленными буферами.

Блок наполнения 66, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, функционально соединен с единой подушкой 60 безопасности для защиты головы, торса и коленей и управляется с помощью электрического привода для надувания встроенной подушки безопасности газом, например, азидом натрия, когда после столкновения датчик 32 обнаружения столкновения генерирует сигнал и направляет сигнал на контроллер 34 для обработки сигнала, сгенерированного датчиком столкновения 32 после определения превышения заранее заданного уровня серьезности столкновения транспортного средства 10. В предпочтительном варианте блок наполнения 66, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, имеет по крайней мере две отдельные форсунки 68, 70, устанавливаемые попарно и функционально соединенные с камерами, при этом первая форсунка 68 подает газ в камеру 58 для защиты головы и торса, а вторая форсунка 70 подает газ в камеру 60 для защиты нижних конечностей, что позволяет обеспечить практически одновременное раскрытие камеры 58 для защиты головы и торса и камеры 60 для защиты нижних конечностей. Другими словами, скорости увеличения давления в камере 58 для защиты головы и торса и в камере 60 для защиты нижних конечностей являются практически одинаковыми. Как и в известных конструкциях, которые используют два модуля (один для подушки безопасности для пассажира, другой - для коленного буфера) для защиты головы 38, торса 40 и нижних конечностей 44 пассажира, единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующая настоящему изобретению, позволяет избежать подобного дублирования.

Из уровня техники известно, что для контроля формы подушки 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей во ее время раскрытия могут быть использованы тросы 72. Также для обеспечения более точного соответствия требованиям испытаний в единой подушке 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей могут быть предусмотрены адаптивные отверстия 74. Таким образом, единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей заполняет пустое пространство между нижними конечностями 44 пассажира и нижней частью 42 приборной панели 16, в т.ч. перчаточным ящиком, а также пустое пространство между головой 38, торсом 40 пассажира, лобовым стеклом 18 и приборной панелью 16. Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей обеспечивает более быстрое раскрытие и установку в полностью раскрытое состояние, при котором она дополнительно смещается назад, за меньшее время по сравнению со стандартными конструкциями подушек 26 безопасности для пассажира. Кроме того, использование камеры 58 для защиты головы и торса большего объема и полное раскрытие камеры 58 для защиты головы и торса на меньшем расстоянии от пассажира 21 быстрее позволяют уменьшить величину перемещения пассажира 21 вперед до контакта с камерой 58 для защиты головы и торса и обеспечить эффективное раскрытие подушки безопасности в нужном положении. Таким образом, подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей обеспечивает равномерное удерживание головы 38, торса 40 и коленей 46 пассажира.

Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, соответствующая настоящему изобретению, имеет небольшой вес, занимает мало места и использует хорошо проверенную технологию наполнения газом. Кроме того, рассмотренная единая система 50 подушки безопасности для защиты головы, торса и коленей при лобовом столкновении позволяет избежать увеличения стоимости, сложности и веса за счет исключения использования отдельного коленного буфера. Дополнительные элементы из конструкционной стали 48, используемые ранее для крепления коленного буфера к приборной панели 16 и обеспечения соответствующего усиления, также больше не нужны.

Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей, рассмотренная в настоящем документе, должна обеспечивать эффективную защиту нижних конечностей 44 пассажира 21. Таким образом, в настоящем документе рассмотрен экономичный способ использования системы подушки безопасности для создания силы сопротивления для пассажира 21 при столкновении транспортного средства 10 на большой скорости с передним жестким препятствием или другой конструкцией, находящейся перед транспортным средством 10, которая позволяет предотвратить столкновение пассажира 21 с внутренними компонентами транспортного средства 10, как было сказано выше.

На практике единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей должна быть установлена в пассажирском салоне 12 с узлом 14 переднего сиденья, направленного по движению, на котором сидит пассажир 21, и приборной панелью 16, которая установлена перед узлом 14 переднего сиденья, расположенного по направлению движения, и направлена в его сторону, при этом данная приборная панель 16 имеет верхнюю часть 30 и нижнюю часть 42.

Единая подушка 50 безопасности для защиты головы, торса и коленей имеет камеру 58 для защиты головы и торса и камеру 60 для защиты нижних конечностей, разделенные перегородкой 62 для регулирования скорости надувания каждой камеры. После лобового столкновения передней части транспортного средства 10 датчик 32 обнаружения столкновения, установленный в транспортном средстве 10, генерирует сигнал и выдает его на контроллер 34. Блок наполнения 66, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях, имеет, по крайней мере, первую форсунку 68, направленную к камере 58 для защиты головы и торса, и вторую форсунку 70, направленную к камере 60 для защиты нижних конечностей, активируется с помощью электрического привода для надувания камеры 58 для защиты головы и торса и камеры 60 для защиты нижних конечностей газом, когда контроллер 34 определяет превышение заранее заданного уровня серьезности столкновения транспортного средства 10. Надутая камера 58 для защиты головы и торса контактирует с головой 38 и торсом 40 пассажира 21, создавая удерживающую силу, действующую на пассажира 21, а надутая камера 60 для защиты нижних конечностей контактирует с коленями 46 пассажира 21, смягчая удар коленей 46 пассажира 21 о нижнюю часть 42 приборной панели 16 во время столкновения.

Следует понимать, что в описанную выше конструкцию могут быть внесены различные вариации и модификации без отступления от сущности настоящего изобретения и что сущность изобретения определена следующей формулой изобретения, если явно не указано иное.

1. Система подушки безопасности для уменьшения степени повреждений пассажира транспортного средства в случае столкновения транспортного средства на высокой скорости с фронтальным жестким препятствием или другой конструкцией, расположенной перед транспортным средством, при этом транспортное средство содержит пассажирский салон, имеющий переднее сиденье, обращенное вперед, для опоры пассажира, и приборную панель, расположенную перед указанным передним сиденьем и обращенную к нему, причем приборная панель имеет верхнюю часть и нижнюю часть, при этом система подушки безопасности содержит:

двухкамерную комбинированную подушку безопасности для защиты головы, торса и колен, установленную на приборной панели, при этом комбинированная подушка безопасности имеет убранное состояние и надутое состояние, причем комбинированная подушка безопасности в надутом состоянии имеет камеру для защиты головы и торса, а также камеру для защиты нижних конечностей, сообщающуюся по текучей среде с камерой для защиты головы и торса;

и один единственный блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях и функционально соединенный с камерой для защиты головы и торса и с камерой для защиты нижних конечностей в ответ на электрическое приведение в действие для наполнения комбинированной подушки безопасности газом;

датчик обнаружения столкновения для генерирования сигнала при столкновении и

контроллер для обработки сигнала, сгенерированного датчиком обнаружения столкновения, и электрического приведения в действие блока наполнения при вычислении заранее заданного уровня серьезности столкновения транспортного средства, причем камера для защиты головы и торса в надутом состоянии действует в отношении головы и торса пассажира для создания усилия, удерживающего пассажира, для уменьшения контакта головы и торса пассажира с верхней частью приборной панели во время столкновения, а камера для защиты нижних конечностей в надутом состоянии действует в отношении пары колен пассажира для уменьшения контакта колен пассажира с нижней частью панели во время столкновения, причем камера для защиты головы и торса и камера для защиты нижних конечностей во время столкновения испытывают скорость повышения давления, причем скорость повышения давления в камере для защиты головы и торса и в камере для защиты нижних конечностей, по существу, одинакова.

2. Система подушки безопасности по п.1, в которой блок наполнения установлен в корпусе, расположенном в средней точке между верхней частью и нижней частью приборной панели.

3. Система подушки безопасности по п.1, в которой переднее сиденье, обращенное вперед, зафиксировано.

4. Система подушки безопасности по п.1, в которой блок наполнения имеет первую форсунку, через которую газ подается в камеру для защиты головы и торса, и вторую форсунку, через которую газ подается в камеру для защиты нижних конечностей.

5. Система подушки безопасности по п.1, в которой комбинированная подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей снабжена перегородкой, расположенной между камерой для защиты головы и торса и камерой для защиты нижних конечностей.

6. Система подушки безопасности по п.5, в которой перегородка имеет отверстие для обеспечения перехода текучей среды из камеры для защиты нижних конечностей в камеру для защиты головы и торса.

7. Система подушки безопасности по п.1, в которой пассажирский салон включает в себя лобовое стекло, расположенное рядом над приборной панелью, частично ограничивающей верхнее пространство между головой и торсом пассажира, лобовым стеклом и приборной панелью, причем в надутом состоянии камера для защиты головы и торса, по существу, заполняет верхнее пространство между головой и торсом пассажира, лобовым стеклом и приборной панелью.

8. Система подушки безопасности по п.1, в которой нижняя часть приборной панели частично определяет нижний зазор между коленями пассажира и приборной панелью, причем камера для защиты нижних конечностей в надутом состоянии, по существу, заполняет нижний зазор между коленями пассажира и приборной панелью.

9. Система подушки безопасности по п.1, в которой комбинированная подушка безопасности для защиты головы, торса и коленей снабжена адаптивными отверстиями и тросами для контроля раскрытия камеры для защиты головы и торса.

10. Способ использования системы подушки безопасности для создания силы сопротивления, действующей на пассажира для удержания пассажира от удара о внутренний компонент транспортного средства, в котором:

обеспечивают подушку безопасности для создания силы сопротивления, действующей на пассажира, при столкновении транспортного средства на высокой скорости с фронтальным жестким препятствием или другой конструкцией, находящейся перед транспортным средством, для удержания пассажира от удара о внутренний компонент транспортного средства;

разделяют подушку безопасности на камеру для защиты головы и торса и камеру для защиты нижних конечностей с помощью перегородки;

устанавливают датчик обнаружения столкновения в транспортном средстве для генерирования сигнала в случае лобового столкновения вблизи передней части транспортного средства и передачи сигнала на контроллер;

на тыльной поверхности приборной панели устанавливают один единственный блок наполнения, обеспечивающий подачу газа в нескольких направлениях и имеющий по меньшей мере одну форсунку, направленную в камеру для защиты головы и торса, и другую форсунку, направленную в камеру для защиты нижних конечностей, причем блоком наполнения управляют с помощью электрического привода для обеспечения, по существу, одновременного наполнения газом камеры для защиты головы и торса и камеры для защиты нижних конечностей, если контроллер вычисляет заранее заданный уровень серьезности столкновения транспортного средства;

надувают камеру для защиты головы и торса с первой скоростью повышения давления для обеспечения действия в отношении головы и торса пассажира для создания силы, удерживающей пассажира;

надувают камеру для защиты нижних конечностей со второй скоростью повышения давления, которая, по существу, такая же, что и первая скорость повышения давления, для обеспечения действия в отношении коленей пассажира для смягчения контакта коленей с транспортным средством.

11. Способ по п.10, в котором подушка безопасности, содержащая перегородку, расположена между камерой для защиты головы и торса и камерой для защиты нижних конечностей, при этом перегородка имеет отверстие для обеспечения прохода текучей среды из камеры для защиты нижних конечностей в камеру для защиты головы и торса.