CN101070060B - 可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法 - Google Patents

可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101070060B
CN101070060B CN2006101605295A CN200610160529A CN101070060B CN 101070060 B CN101070060 B CN 101070060B CN 2006101605295 A CN2006101605295 A CN 2006101605295A CN 200610160529 A CN200610160529 A CN 200610160529A CN 101070060 B CN101070060 B CN 101070060B
Authority
CN
China
Prior art keywords
chamber
gas
passenger
chest
filled device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2006101605295A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101070060A (zh
Inventor
崔炯镐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020060066928A external-priority patent/KR100831500B1/ko
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN101070060A publication Critical patent/CN101070060A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101070060B publication Critical patent/CN101070060B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23—Inflatable members
    • B60R21/231—Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration
    • B60R21/233—Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration comprising a plurality of individual compartments; comprising two or more bag-like members, one within the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01211—Expansion of air bags
    • B60R2021/01238—Expansion of air bags control of expansion shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23—Inflatable members
    • B60R21/231—Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration
    • B60R21/233—Inflatable members characterised by their shape, construction or spatial configuration comprising a plurality of individual compartments; comprising two or more bag-like members, one within the other
    • B60R2021/23324—Inner walls crating separate compartments, e.g. communicating with vents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

一种用于车辆的可选择性展开的气囊设备，包括：冲击检测传感器；座椅安全带传感器；充气装置，具有分别排出气体的第一充气装置和第二充气装置；用第一充气装置和第二充气装置排出的气体充气的气囊，并具有由隔板彼此隔开的底部腔和胸部腔，在该隔板中形成至少一个内部排气孔，使得底部腔和胸部腔通过该内部排气孔彼此相通；和控制器，接收由冲击检测传感器检测的信号，并操作气囊展开，和根据乘客是否系了安全带和冲击力的结合，确定是否展开胸部腔。

Description

可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2006年05月08日和2006年07月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2006-0041221和10-2006-0066928的优先权和权益，其全部内容在此引用作为参考。
技术领域
本发明涉及一种可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法。
背景技术
通常，气囊模块安装在方向盘或缓冲垫中，以在车辆碰撞时保护驾驶员或乘客。
气囊模块在车辆碰撞时展开气囊，从而防止驾驶员或乘客与缓冲垫或挡风玻璃碰撞，从而减小车辆碰撞导致的伤害。
图1是表示传统气囊***的视图，表示根据气囊1的展开与乘客身体区域(头部，胸部，身体下部)有关的碰撞和根据是否系了座椅安全带的聚集关系。
参考图1，传统气囊1是形成为在如图中所示的单腔式。当气囊1由车辆碰撞而展开时，进入气囊1的充气装置(图中未表示)的气体通过排气孔1a释放。展开的气囊1操作成保护乘员的头部和胸部，且不管是否系了座椅安全带，气囊1均展开。
当在乘客系上座椅安全带的情况下发生正面碰撞时，乘客的身体下部和胸部被座椅安全带所限制，从而控制乘客由于惯性的向前运动，从而防止乘客与缓冲垫或挡风玻璃碰撞。但是，在这种情况下，无法保护乘客的头部。
此外，在胸部的运动受座椅安全带限制的情况下，展开的气囊再次冲击胸部，这可能会造成乘客胸部严重受伤。
如果气囊在副驾驶座椅被婴儿或儿童乘坐的情况下展开，气囊以与作用于成人相同的方式展开，则婴儿或儿童与气囊1直接碰撞，从而由于车辆碰撞产生的碰撞能量不能柔软地被吸收，而直接传递给乘客，从而可能会产生严重伤害。
此外，如果婴儿或儿童可能站在座椅上或者以错误的姿势坐在座椅上，则胸部和颈部可能会由于气囊在车辆碰撞过程中的展开而严重受伤，从而解决这些问题的方案是必要的。
发明内容
本发明致力于提供一种车辆气囊设备，其中气囊分成底部腔和胸部腔，且设置有分别用于向底部腔和胸部腔提供气体第一充气装置和第二充气装置，使得根据车辆碰撞水平和是否系了座椅安全带，选择性地管理气囊、充气装置、内部排气孔和外部排气孔，还提供该设备的控制方法。
本发明的一个示例性实施例提供一种可选择性展开的车辆气囊设备，包括：冲击检测传感器，检测由于车辆碰撞而作用在车身上的冲击；座椅安全带传感器，检测坐在副驾驶座椅上的乘客是否系了安全带；充气装置，具有分别排出气体的第一充气装置和第二充气装置；用第一充气装置和第二充气装置排出的气体充气的气囊，该气囊具有由隔板彼此隔开的底部腔和胸部腔，在该隔板中形成至少一个内部排气孔，使得底部腔和胸部腔通过该内部排气孔彼此相通，从而底部腔和胸部腔中的气体可以在底部腔和胸部腔中***；和控制器，接收由冲击检测传感器检测的信号并操作气囊展开，和根据由座椅安全带传感器检测的乘客是否系了安全带和由冲击检测传感器检测的冲击力的结合，确定是否展开胸部腔。
第一充气装置可以构造成向底部腔提供气体，而第二充气装置可以构造成向胸部腔提供气体。
第二充气装置可以固定到胸部腔中气囊壳体的前部。
第二充气装置可以布置在胸部腔中，并可以构造成从控制器接收用于控制气体排出的电信号。
第二充气装置能够使用低于第一充气装置中气体压力的压力。
从第一充气装置向底部腔提供的气体可以在底部腔与乘客碰撞而导致的压力作用下通过内部排气孔进入胸部腔。
第二充气装置可以在从第一充气装置气体排放时刻起预定时间延迟后释放气体，使得底部腔首先展开，然后胸部腔展开。
隔板中形成的内部排气孔可以形成为圆形或四边形。
隔板可以装在水平方向中或者倾斜安装，使其上端在气囊中朝着乘客倾斜。
隔板可以包括第一隔板，其端部在气囊内部底部的左侧和右侧上彼此隔开，并向上延伸；和第二隔板，水平延伸以与第一隔板的两个上端相连。
在第一隔板的左侧和右侧形成有内部排气孔，通过该内部排气孔提供到底部腔或胸部腔的空气可以移动。
至少一个内部排气孔可以形成在第一隔板中。
隔板的一端可以安装到气囊壳体的内侧上，气囊设置到气囊壳体并向前延伸，而隔板的另一端连接到气囊前端的内侧上。
气囊可以具有系链，用于稳定的展开操作，该系链的一端固定到气囊内侧上并延伸，而系链的另一端固定到第二隔板上。
底部腔可以形成为具有大于胸部腔的容积，并具有可以保护胸部上方的乘客头部和胸部上方身体部分的尺寸，且胸部腔可以形成为具有可以保护乘客胸部下方身体部分的尺寸。
底部腔可以形成为具有这样的形状，其中其两个底端在当气囊展开到乘客舱中时靠近乘客的两个膝盖的状态中展开，而胸部腔可以形成为具有这样的形状，其中胸部腔在布置于底部腔的两个底端之间的状态中展开。
气囊的底部腔和胸部腔可以分别具有外部排气孔，充气装置提供的气体可以通过这些排气孔排到外部。
底部腔的外部排气孔可以形成在气体不直接排向乘客的位置。
在胸部腔内部设置有管，第二充气装置产生的气体通过该管而被提供。
该管可以布置在胸部腔中央或胸部腔的两侧。
控制器可以接收由冲击检测传感器检测的信号值和由座椅安全带传感器检测的表示乘客是否系了座椅安全带的信号，并可以控制成使第一充气装置的气体向底部腔提供，从而展开底部腔，而向胸部腔提供来自于底部腔的气体，或者控制成使第一充气装置和第二充气装置排出气体，从而向底部腔和胸部腔提供气体，使得展开底部腔和胸部腔，从而气体根据底部腔和胸部腔之间的压力差运动。即使在乘客没有系座椅安全带的情况下，控制器也可以根据由冲击检测传感器检测的冲击量选择性地控制第一充气装置或第二充气装置，从而展开底部腔和胸部腔。
根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法包括：在副驾驶座椅由乘客乘坐的情况下检测车辆碰撞；并根据乘客是否系了座椅安全带而选择性地操作气囊展开，气囊以预定时间延迟向乘客展开。
如果确定乘客系了座椅安全带，则气囊的操作可以包括仅操作第一充气装置排出气体从而展开底部腔。
如果确定乘客没有系座椅安全带，则气囊的操作可以包括操作第一充气装置和第二充气装置分别排出气体，从而展开底部腔和胸部腔。
预定时间延迟可以设定成，使底部腔首先展开，然后展开胸部腔，胸部腔在底部腔与乘客碰撞后展开，从而吸收碰撞能量。
根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法包括：在副驾驶座椅由乘客乘坐的情况下检测作用在车身上的冲击力；比较所检测的冲击力和预定值；并确定乘客是否系了安全带，如果确定所检测的冲击力处于气囊可以选择性地操作的范围内，则通过选择性地操作第一充气装置和第二充气装置而展开气囊。
所检测冲击力的比较可以包括为车辆碰撞在低速下发生的情况而设定的第一冲击力步骤，为车辆碰撞在高于为第一冲击力步骤设定的速度的速度下发生的情况而设定的第二冲击力步骤，和为车辆碰撞在高于为第二冲击力步骤设定的速度的高速下发生的情况而设定的第三冲击力步骤。
第一冲击力步骤可以与为等于或小于14mph的速度而设定的预定冲击力值的情况相对应。
第二冲击力步骤可以与为等于或小于20mph的速度而设定的预定冲击力值的情况相对应。
第三冲击力步骤可以与为等于或大于20mph的速度而设定的预定冲击力值的情况相对应。
气囊的展开可以包括在确定乘客系了座椅安全带且所检测冲击力小于或等于第二冲击力的情况下，仅操作第一充气装置排出气体的第一展开模式步骤。
气囊的展开可以包括在确定乘客没有系座椅安全带且所检测冲击力小于或等于第二冲击力的情况下，仅操作第一充气装置排出气体的第二展开模式步骤。
气囊的展开可以包括在确定乘客系了座椅安全带且所检测冲击力大于或等于第三冲击力的情况下，仅操作第一充气装置排出气体的第三展开模式步骤。
气囊的展开可以包括在确定乘客没有系座椅安全带且所检测冲击力大于或等于第三冲击力的情况下，操作第一充气装置和第二充气装置分别排出气体，从而展开底部腔和胸部腔的第四展开模式步骤。
附图说明
图1是表示传统气囊***的示意图。
图2是示意性地表示根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的结构图。
图3是表示根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的视图。
图4是根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的截面图。
图5A和5B分别是沿着图4中直线A-A和直线B-B所作的截面图。
图6A至图6C是表示根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态的视图。
图7是表示向根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备提供的部分结构的视图。
图8A至图8E是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态的视图。
图9是表示根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法的流程图。
图10是在根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法中，气囊展开过程的流程图。
图11是表示根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法操作状态的流程图。
图12是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法的流程图。
图13是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法的冲击力比较步骤的流程图。
图14是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法的气囊操作步骤的流程图。
图15和图16是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法的操作状态的流程图。
图17至图21是表示传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备展开操作的比较性实验结果的视图。
图22是表示由根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备充气装置气体压力作用在底部腔和胸部腔上的压力曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法。
参考图2至图5B，提供在车辆事故过程中感应作用在车身上的碰撞的冲击检测传感器100和感应乘坐车辆副驾驶座椅的乘客2是否已经系了座椅安全带的座椅安全带传感器200。冲击检测传感器100可以包括感应车辆减速度和加速度的减速度/加速度传感器。
冲击检测传感器100可以安装到车辆前部上，从而检测由于车辆碰撞而导致的冲击。
此外，设置具有排出气体的第一充气装置310和第二充气装置320的充气装置300。第一充气装置310构造成安装在气囊壳体中，而第二充气装置320可以安装在第一充气装置310附近。同时，在第一充气装置310安装在气囊壳体中的情况下，第二充气装置320单独地布置在胸部腔420中，从而固定地安装到气囊壳体的前部上。
气囊400具有底部腔410和位于底部腔(base chamber)410下方和前方的胸部腔420。底部腔410和胸部腔420由具有至少一个内部排气孔12的隔板10隔开，从而通过内部排气孔12彼此相通，并分别从第一充气装置310和第二充气装置320提供气体，使得气体能根据底部腔410和胸部腔420之间的压力差，自由地在这两者之间运动。
控制单元500从冲击检测传感器100接收信号，并控制气囊400展开，并根据由座椅安全带传感器200检测的乘客2是否系了座椅安全带和由冲击检测传感器100检测的冲击力的组合，确定是否操作第二充气装置320，从而确定是否展开胸部腔420。控制单元500的详细说明将在下文中给出。
充气装置300的第一充气装置310构造成向底部腔410提供气体，而充气装置300的第二充气装置320构造成向胸部腔420提供气体。
第二充气装置320可以构造成安装在气囊壳体中，位于第一充气装置310附近，或者可以构造成固定地安装到气囊壳体的前部，以布置在胸部腔420中。
第二充气装置320布置在胸部腔420中，并构造成使其排出的气体由从控制单元500接收的电信号控制。
第二充气装置320构造成能够使用比第一充气装置310的气体压力相对低的压力。
从第一充气装置310向底部腔410提供的气体在底部腔410和乘客2之间的碰撞所施加的压力作用下，通过内部排气孔12向胸部腔420内部转移。
第二充气装置320构造成从第一充气装置310排出气体后经过预定时间延迟后排出(emit)气体，使得底部腔410在胸部腔420以前展开。
隔板10具有的内部排气孔12可以形成为圆形或四边形。
隔板10可以在水平方向中安装在气囊400内部或安装成倾斜，使其上端对着乘客。
隔板10包括第一隔板14和第二隔板16。第一隔板14的端部彼此隔开在气囊400的左侧和右侧上，并朝着气囊400的上部向上延伸。第二隔板16水平地延伸以与第一隔板14的两个上端相连。
隔板10构造成使内部通气孔12形成第一隔板14的左侧和右侧上，使得向底部腔410或胸部腔420提供的气体可以运动。至少一个内部通气孔12可以形成在第一隔板14中。
隔板10构造成使其一端连接至气囊壳体的内侧上，气囊400设置到该内侧并向前延伸，而隔板的另一端连接到气囊400前端的内侧上。
设置系链，用于气囊400的稳定展开。系链20的一端固定到气囊400的两个内侧上并延伸，而系链20的另一端固定到第二隔板16上。
气囊400的底部腔410形成为具有大于胸部腔420的容积，并具有可以保护乘客头部和胸部上方身体部分的尺寸，且胸部腔420可以形成为具有可以保护乘客胸部下方身体部分的尺寸。
底部腔410可以形成为具有这样的形状，其中底部腔410的两个底端以当气囊400展开到乘客舱中时靠近乘客的两个膝盖的状态下展开，而胸部腔420可以形成为具有这样的形状，其中胸部腔420以布置于底部腔410的两个底端之间的状态下展开。
气囊400的底部腔410和胸部腔420可以分别构造成具有外部排气孔412，充气装置300提供的气体可以通过这些排气孔从气囊400排到外部。
底部腔410的外部排气孔412可以形成在气体不直接排向乘客的位置。因此，可以防止由外部排气孔412排出的气体直接对着乘客2，从而可以防止烧伤的危险和乘客不舒适。
管30布置在胸部腔420内部，第二充气装置32产生的气体通过该管排出。
管30构造成形成布置在胸部腔420中间的管路，且第二充气装置320产生的气体可以流过该管，或者形成布置在胸部腔420左侧或右侧的管路，且第二充气装置320产生的气体可以流过该管。
控制单元500接收来自于冲击检测传感器100信号和由座椅安全带传感器200检测的表示乘客2是否系了座椅安全带的信号，并可以控制成使第一充气装置310的气体向底部腔410提供，从而展开底部腔410，而向胸部腔420提供来自于底部腔410的气体，或者控制成使第一充气装置310和第二充气装置320分别排出气体，从而向底部腔410和胸部腔420提供气体，以使其展开且气体由于底部腔和胸部腔之间的压力差运动。
此外，即使在乘客2没有系座椅安全带的情况下，也可以根据由冲击检测传感器100检测的冲击量，选择性地控制第一充气装置310或第二充气装置320，从而展开底部腔410和胸部腔420。
下面将参考附图，说明控制如上所述根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的方法。
参考图9至图10，该方法包括在前乘坐座椅由乘客乘坐的情况下检测车辆碰撞的步骤ST1，和气囊展开步骤ST2，在步骤ST2气囊根据乘客是否系了座椅安全带而以预定时间延迟选择性地展开。
气囊展开步骤ST2包括底部腔展开操作步骤ST2-1，其中在确定乘客已经系了座椅安全带的情况下，只有第一充气装置排出气体从而展开底部腔。
气囊展开步骤ST2包括底部腔和胸部腔展开操作步骤ST2-2，其中在确定乘客没有系座椅安全带的情况下，第一充气装置和第二充气装置分别排出气体，从而展开底部腔和胸部腔。
气囊展开步骤ST2的时间延迟设定成，使底部腔首先展开，然后展开胸部腔，特别地，在底部腔展开从而与乘客碰撞而吸收碰撞能量后，胸部腔才展开。
下面将参考图12至图14，说明根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的控制方法。
该方法包括在副驾驶座椅被乘坐的情况下检测作用在车身上的冲击力的冲击力检测步骤ST100；比较在冲击力检测步骤ST100中所检测的冲击力和预定值的冲击力比较步骤ST200；和在所检测的冲击力处于气囊可以选择性地操作的范围内的情况下，确定乘客是否系了安全带，并选择性地操作第一充气装置和第二充气装置从而展开气囊的气囊操作步骤ST300。
冲击力比较步骤ST200包括第一冲击力步骤ST210，其设定为与车辆在低速行驶下碰撞相对应的第一冲击力情况；第二冲击力步骤ST220，其设定为与车辆在高于为第一冲击力步骤ST210设定的速度下行驶时的碰撞相对应的第二冲击力情况；和第三冲击力步骤ST230，其设定为车辆在高于为第二冲击力步骤ST220设定的速度的高速下行驶时的碰撞相对应的第三冲击力情况。
冲击力比较步骤ST200的第一冲击力步骤ST210设定为与等于或小于14mph的速度相对应。
冲击力比较步骤ST200的第二冲击力步骤ST220设定为与处于14mph和20mph之间的速度相对应。
冲击力比较步骤ST200的第三冲击力步骤ST230设定为与大于或等于20mph的速度相对应。
气囊操作步骤ST300包括第一展开模式步骤ST310，其中在乘客系了座椅安全带且冲击力小于或等于第二冲击力的情况下，仅第一充气装置排出气体。
气囊操作步骤ST300包括第二展开模式步骤ST320，其中在乘客没有系座椅安全带且冲击力小于或等于第二冲击力的情况下，仅第一充气装置排出气体。
气囊操作步骤ST300包括第三展开模式步骤ST330，其中在乘客系了座椅安全带且冲击力大于或等于第三冲击力的情况下，仅第一充气装置排出气体。
气囊操作步骤ST300包括第四展开模式步骤ST340，其中在乘客没有系座椅安全带且所检测冲击力大于或等于第三冲击力的情况下，第一充气装置和第二充气装置一起排出气体，从而展开底部腔和胸部腔。
已经提出了根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法，从而使由于气囊以高速展开而导致的乘客伤害和对乘坐前排乘客座椅的婴儿和儿童造成的伤害减到最小，处理各种控制，并降低充气装置压力，从而使作用在乘客身上的气囊展开压力减到最小，并优化气囊展开。
下面将参考附图说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的示意性原理。
参考图2，如放大视图中所示，根据本发明一个示例性实施例的气囊400包括底部腔410和胸部腔420。底部腔410展开从而保护乘客的头部，而胸部腔420展开从而保护乘客的胸部。特别地，底部腔和胸部腔420根据是否系了座椅安全带而选择性地展开，从而保护乘客的头部或胸部。
此外，在婴儿或儿童系了安全带的情况下，仅有底部腔410选择性地展开，从而保护乘坐前排乘客座椅的婴儿或儿童。
下面将参考如图详细说明如上所述根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态及其控制方法。
图4是根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的垂直截面图。参考图5A，其为沿着图4中直线A-A所作的截面图，气囊400的内部空间被水平分隔气囊400内部空间的隔板10分成底部腔410和胸部腔420，且底部腔410和胸部腔420形成为使气体可以根据底部腔410和胸部腔420之间的压力差，通过隔板10的内部排气孔12在它们之间***。
参考图5B，设置有将从第二充气装置320排出的气体提供给胸部腔420的管30，使得从第二充气装置320排出的气体可以直接提供给胸部腔420。
下面将参考附图说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态。
参考图6A，如果在步骤ST1中，在乘客2乘坐在车辆上的情况下，车辆与前方车辆或建筑物(图中未表示)发生碰撞，则控制单元500确定乘客2是否系了座椅安全带，并操作气囊400以在步骤ST2中展开。
如图6A中所示，在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，第一和第二充气装置310和320(参考图3)分别排出气体，使得气囊400以图中所示形状展开。这时，第一充气装置310的气体首先向底部腔410提供，从而展开底部腔410。
在底部腔410展开，从而与乘客2碰撞，从而吸收碰撞能量后，通过控制单元500的控制信号由第二充气装置320产生的气体向胸部腔420提供，使得胸部腔420在步骤ST2-2中选择性地展开。
如上所述，当底部腔410和胸部腔420选择性地展开时，乘客2的头部由底部腔410通过吸收碰撞能量保护，而乘客2的胸部由胸部腔420通过吸收碰撞能量保护。
底部腔410吸收由车辆碰撞而引起的碰撞能量，同时第一充气装置310提供的空气通过外部排气孔412排出。
在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，控制单元500控制安全带的带预张紧器(图中未显示)不操作，其中带预张紧器安装到座椅安全带3的端部。
下面将参考图6B说明在乘客已经系了座椅安全带的情况下，根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态。
参考图6B，如果在步骤ST1中，在乘客2乘坐在车辆上的情况下，车辆与前方车辆或建筑物(图中未表示)发生碰撞，则控制单元500确定乘客2是否系了座椅安全带，并操作气囊400以在步骤ST2中展开。
在乘客2已经系了座椅安全带3的情况下，气体从第一充气装置310排出(参考图3)，使得气囊400以图中所示形状展开，在这种情况下，第一充气装置310的气体向底部腔410提供，从而展开底部腔410。
这时，乘客2的胸部受座椅安全带3限制，从而被保护，由于车辆碰撞已经向前运动的乘客2的头部轻柔地与已经展开的底部腔410碰撞，从而通过外部排气孔412排出一部分气体，且第一充气装置的一部分气体通过内部排气孔12进入胸部腔420的内部空间，从而使由于车辆碰撞而作用在乘客2身上的撞击减到最小。
同时，在步骤ST3中，控制单元500控制带预张紧器(图中未表示)操作，其中带预张紧器安装到座椅安全带3的端部，使得座椅安全带3重绕从而在步骤ST4中保护乘客2。
图6C表示乘客没有系座椅安全带的情况，并表示在车辆碰撞小于或等于特定水平的情况下，气囊的操作。如果检测到车辆碰撞，则第一充气装置310向底部腔410充气。尽管没有系座椅安全带3，但由于冲击小于或等于特定水平，因此第二充气装置320不操作。
由于车辆碰撞已经向前运动的乘客2的头部轻柔地与已经展开的底部腔410碰撞，从而通过外部排气孔412排出一部分气体，且第一充气装置的一部分气体通过内部排气孔12进入胸部腔420的内部空间，使由于车辆碰撞导致的乘客2较小的动能被完全充气的底部腔和部分充气的胸部腔吸收，从而保护乘客。
图8A至图8E是表示根据本发明另一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的操作状态的视图，下面将参考这些附图说明气囊在不同冲击力下的操作状态。
如果在步骤ST10中乘客2乘坐的车辆与前方汽车或建筑物(图中未表示)碰撞，则冲击检测传感器100检测在步骤ST100中作用在车辆上的碰撞，并向控制单元500发送相应的信号。同时，座椅安全带传感器200检测乘客是否已经系了(座椅安全带)，并向控制单元500发送相应信号。
控制单元500处理从冲击检测传感器100和座椅安全带传感器200输入的信号，并进行操作以展开气囊400。这时，在步骤ST200中，控制单元500比较作用在车辆上的实际冲击力和预定冲击力。
作用在车辆上的冲击力根据碰撞时的车速变化。在本发明的一个示例性实施例中，冲击力分为被确定相应于在低于14mph的速度下发生的车辆碰撞的冲击力的第一冲击力(ST210)，被确定相应于在14mph和20mph之间的速度下发生的车辆碰撞的冲击力的第二冲击力(ST220)，和被确定相应于在高于20mph的速度下发生的车辆碰撞的冲击力的第三冲击力(ST230)，且第一和第二充气装置310和320根据冲击力选择性地操作，从而选择性地展开底部腔410和胸部腔420。
在低于14mph的速度下发生车辆碰撞的第一冲击力ST210情况下，由冲击检测传感器100检测的信号值向控制单元500输出，且不管乘客2是否系了座椅安全带3，在步骤ST211第一和第二充气装置310和320都不操作。
即，控制单元500确定在低于14mph的速度下发生车辆碰撞的冲击力作用下，乘客2不会直接与缓冲垫(图中未表示)或挡风玻璃(图中未表示)碰撞，控制单元500不产生用于操作第一和第二充气装置310和320的信号，从而在步骤ST212中气囊400不展开。
下面将参考图8A详细说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备在气囊于第一展开模式ST310下展开的情况中的操作状态。
第一展开模式ST310表示在乘客2已经系了座椅安全带3的情况下，在低于20mph的速度下发生车辆碰撞的情况中的气囊展开模式。
在小于或等于20mph的速度下发生车辆碰撞的第二冲击力(ST220)情况下，由冲击检测传感器100检测的信号值向控制单元500输入，座椅安全带传感器200检测乘客2是否已经系了座椅安全带3，并向控制单元500发送相应的信号。控制单元500接收并确定这些信号(ST300)。
控制单元500确定乘客2是否已经系了座椅安全带3(ST20)，并向第一充气装置310施加操作信号，从而触发***或***以选择性地操作第一充气装置310，使得气囊400以第一展开模式ST310展开。
首先，座椅安全带3限制乘客2的胸部，第一充气装置310排出的气体立刻流入底部腔410的内部空间，使气囊400展开(ST310)。
底部腔410在步骤S312中以靠近乘客2两个膝盖而没有下垂的形状展开，且操作信号不施加到第二充气装置320，从而第二充气装置320的气体不向胸部腔420提供。
由于系链20设置在气囊400内部，底部腔410稳定地朝着乘客2展开。底部腔410由与系链20相连的隔板10的结构以靠近乘客2两个膝盖的形状展开。
流入底部腔410的第一充气装置310的气体在由底部腔410和乘客2之间的碰撞所产生的压力作用下，如箭头所示通过外部排气孔412排到外部。底部腔410以能够保护乘客2头部和胸部以上部分的尺寸展开，从而防止由碰撞导致的伤害。
第一充气装置310的气体通过外部排气孔412排入缓冲垫的内部空间中，使得气体不直接与乘客2的身体接触，从而可以防止乘客2由于排放气体导致的伤害。
此外，如箭头所示，从第一充气装置310排出的部分气体通过形成在第一隔板14两侧上的内部通气孔12流入胸部腔420，从而使由气囊400展开力而对乘客2造成的冲击减到最小。
同时，为了使乘客向前的运动减到最小，在步骤ST30中，控制单元500操作安装到座椅安全带3一端上的带预张紧器(图中未表示)，从而重绕座椅安全带3(ST32)，从而限制乘客2的胸部以防止伤害。
下面将参考图8B详细说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备在气囊于第二展开模式下展开的情况中的操作状态。
第二展开模式ST320表示在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，在小于或等于20mph的速度下发生车辆碰撞的情况中的气囊展开模式。
在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，在小于或等于20mph的速度下发生车辆碰撞的第二冲击力ST220情况下，由冲击检测传感器100检测的信号值向控制单元500输入，座椅安全带传感器200检测乘客2是否已经系了座椅安全带3，并向控制单元500发送相应的信号。控制单元500接收并确定这些信号(ST300)。
控制单元500确定乘客2是否已经系了座椅安全带3(ST20)，并向第一充气装置310施加操作信号，从而触发***或***以选择性地操作第一充气装置310，使得气囊400以第二展开模式ST320展开。
底部腔410在步骤S322中以靠近乘客2两个膝盖而没有下垂的形状展开，且操作信号不施加到第二充气装置320，从而第二充气装置320的气体不向胸部腔420提供。
由于系链20设置在气囊400内部，底部腔410稳定地朝着乘客2展开。在步骤ST322底部腔410由与系链20相连的隔板10的结构以靠近乘客2两个膝盖的形状展开。
流入底部腔410的第一充气装置310的气体在由底部腔410和乘客2之间的碰撞所产生的压力作用下，如箭头所示通过外部排气孔412排到外部。底部腔410以能够保护乘客2头部和胸部以上部分的尺寸展开，从而防止由碰撞导致的伤害。
第一充气装置310的气体通过外部排气孔412排入缓冲垫的内部空间中，使得气体不直接与乘客2的身体接触，从而可以防止乘客2由于排放气体导致的伤害。
此外，如箭头所示，从第一充气装置310排出的部分气体通过形成在第一隔板14两侧上的内部通气孔12流入胸部腔420，从而使由气囊400展开力而对乘客2造成的冲击减到最小。
在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，在步骤ST34中，控制单元500进行控制以使安装到座椅安全带3一端上的带预张紧器(图中未表示)不操作，从而防止乘客2受到伤害。
下面将参考图8C详细说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备在气囊于第三展开模式下展开的情况中的操作状态。
第三展开模式ST330表示在乘客2系了座椅安全带3的情况下，在大于20mph的速度下发生车辆碰撞的情况中的气囊展开模式。
在大于20mph的速度下发生车辆碰撞的第三冲击力ST230情况下，由冲击检测传感器100检测的信号值向控制单元500输入，座椅安全带传感器200检测乘客2是否已经系了座椅安全带3，并向控制单元500发送相应的信号。控制单元500接收并确定这些信号(ST300)。
控制单元500确定乘客2是否已经系了座椅安全带3(ST20)，并向第一充气装置310施加操作信号，从而触发***或***以选择性地操作第一充气装置310，使得气囊400以第三展开模式ST330展开。
参考图8C，乘客2的胸部首先由座椅安全带3限制，而第一充气装置310排出的气体立即流入底部腔410中，从而展开气囊400(ST330)。
底部腔410在步骤S332中以靠近乘客2两个膝盖而没有下垂的形状展开，且操作信号不施加到第二充气装置320，从而第二充气装置320的气体不向胸部腔420提供。
流入底部腔410的第一充气装置310的气体在由底部腔410和乘客2之间的碰撞所产生的压力作用下，如箭头所示通过外部排气孔412排到外部。底部腔410以能够保护乘客2头部和胸部以上部分的尺寸展开，从而防止由碰撞导致的伤害。
第一充气装置310的气体通过外部排气孔412排入缓冲垫的内部空间中，使得气体不直接与乘客2的身体接触，从而可以防止乘客2由于排放气体导致的伤害。
此外，如箭头所示，从第一充气装置310排出的部分气体通过形成在第一隔板14两侧上的内部通气孔12流入胸部腔420，从而使由气囊400展开力而对乘客2造成的冲击减到最小。
同时，为了使乘客的向前运动减到最小，在步骤ST40中，控制单元500操作安装到座椅安全带3一端上的带张紧器(图中未表示)，从而重绕座椅安全带(ST42)，由此限制乘客2的胸部，以防止伤害。
下面将参考图8D详细说明根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备在气囊于第四展开模式下展开的情况中的操作状态。
第四展开模式ST340表示在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，在大于20mph的速度下发生车辆碰撞的情况中的气囊展开模式。
在大于或等于20mph的速度下发生车辆碰撞的第三冲击力ST230情况下，由冲击检测传感器100检测的信号值向控制单元500输入，座椅安全带传感器200检测乘客2是否已经系了座椅安全带3，并向控制单元500发送相应的信号。控制单元500接收并确定这些信号(ST300)。
控制单元500确定乘客2是否已经系了座椅安全带3(ST20)，并向第一充气装置310和第二充气装置320分别施加操作信号，使得气囊400以第四展开模式ST340展开。这时，控制单元500首先向第一充气装置310施加操作信号，然后向第二充气装置320施加操作信号，使得气体从第一充气装置310排出，然后从第二充气装置320排出，从而选择性地调节底部腔410和胸部腔420的展开定时。
参考图3或图8D，在控制单元500的控制下，从第一充气装置310排出的气体立即流入底部腔410中，从而展开气囊400，且气囊400以靠近乘客2两个膝盖的形状展开。
这时，控制单元500的操作信号在预定时间延迟后施加给第二充气装置320，使得第二充气装置320的气体向胸部腔420提供(ST340)。
第二充气装置320安装在第一充气装置310附近，并由控制单元500的操作信号可选择性地操作，且在第一充气装置310布置在气囊壳体内侧的状态下，第二充气装置320布置在胸部腔420内侧，从而用于固定到气囊壳体的前部。
这时，第二充气装置320的气体压力可以低于第一充气装置310的气体压力。即，考虑到吸收碰撞能量，充气装置300较高的气体压力有利，但充气装置较高的气体压力可能会伤害乘客。相反，如果充气装置的气体压力降低，则由于气囊展开而对乘客的危险降低，从而可以减小对乘客的伤害。
在本发明的一个示例性实施例中，第二充气装置320的气体压力低于第一充气装置310的气体压力，且底部腔410和胸部腔420在控制单元500的控制下，以其间的时间间隔顺序展开(ST342)，从而与乘客2碰撞。
由于在第四展开模式ST340下，车辆在高于20mph的速度下发生碰撞，因此在乘客2没有系座椅安全带3的情况下，由气囊400吸收的碰撞能量大于第一、第二和第三展开模式ST310、ST320和ST330中的碰撞能量。
在底部腔410和胸部腔420已与乘客2碰撞的情况下由乘客2施加的压力作用下，少量气体通过隔板10中形成的内部排气孔12运动，且从第一和第二充气装置310和320排出的气体通过形成在底部腔410或胸部腔420中的外部排气孔412排至气囊400外部，从而吸收由于与乘客2碰撞而导致的压力。
由于乘客2在第四展开模式ST340中没有系座椅安全带3，因此控制单元500控制安装到座椅安全带3端部上的带预张紧器(图中未表示)不进行操作。
图8E是表示在婴儿坐在副驾驶座椅上的儿童座椅中的情况下，气囊展开状态的视图。
参考图8E，婴儿6通常在提供给儿童座椅5的限制带(图中未表示)限制的情况下坐在儿童座椅5中，且儿童座椅5由座椅安全带3稳定地固定。
如果车辆在该状态下发生碰撞，则由冲击检测传感器100(参考图1)检测的信号值输入给控制单元500(参考图1)，而座椅安全带传感器200检测座椅安全带3是否已经系上并向控制单元500发送相应的检测信号。
婴儿6的头部或身体下部会与缓冲垫或挡风玻璃碰撞，或者婴儿6会在车辆碰撞中被向前甩出，座椅安全带3首先吸收车辆碰撞的惯性能量。
控制单元500向第一充气装置310施加操作信号，使得气体排入底部腔410。如图中放大部分所示，底部腔展开，且通过底部腔410的展开形状，在婴儿6的头部和颈部上作用最小的展开压力。
响应于底部腔410的展开，在由与儿童座椅5的碰撞而作用在底部腔410上的压力作用下，向底部腔410提供的第一充气装置310的气体通过外部排气孔412(参考图1)排至外部，且一部分气体通过内部排气孔12(参考图1)流入胸部腔420，从而吸收由于碰撞导致的能量，从而防止婴儿受到伤害。控制单元500操作带预张紧器从而重绕座椅安全带，从而防止婴儿受到伤害。
图17至图21表示传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的比较性实验结果。
图17表示在婴儿坐在儿童座椅中的情况下，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果，图18表示使用三岁大的儿童和六岁大的儿童处于站立姿势的假人，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果，图19表示使用三岁大的儿童和六岁大的儿童处于坐下姿势的假人，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果，图20表示当车辆碰撞发生在系了座椅安全带时，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果，而图21表示当车辆碰撞发生在没有系座椅安全带时，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果。
参考图17，使用由相同制造商制造的儿童座椅，使用一岁儿童假人，且在假人被具有相同张力的座椅安全带限制的情况下进行实验。
图17中(a)所示的气囊是传统气囊4，而图17中(b)所示的气囊是根据本发明一个示例性实施例的气囊400。
如图17中所示，传统气囊4展开至假人的颈部、头部和整个身体上部范围，从而压着假人的颈部。
相反，根据本发明一个示例性实施例的气囊400选择性地展开至覆盖假人肩部和胸部的上部。
图17中(c)所示的曲线表示传统气囊4和根据本发明一个示例性实施例的气囊400的颈部压力Nc，其是作用在假人颈部上的力。
参考图17中的(c)，水平轴(X轴)表示在气囊展开过程中经过的时间，以微秒(msec)为单位，而垂直轴(Y轴)表示颈部压力，以牛顿N为单位。
传统气囊4在其展开的初始阶段不向假人的颈部施加颈部压力，但传统气囊4在20微秒至45微秒范围中，当气囊4开始由充气装置提供的气体展开时，强烈地压着假人的颈部。即，在45微秒时刻，由于传统气囊4的展开压力，向假人的颈部施加710N的压力。
相反，根据本发明一个示例性实施例的气囊400的颈部压力在开始的20微秒内与传统气囊4的颈部压力相似，但在20微秒至45微秒范围中，根据本发明一个示例性实施例的气囊400以最大150N的压力压着假人的颈部。即，在45微秒时刻，由传统气囊4和根据本发明一个示例性实施例的气囊400的颈部压力彼此有很大不同。
这是因为根据本发明一个示例性实施例的气囊400选择性地操作第一充气装置310(参考图1)，使得气囊400展开，同时使作用在假人上的气囊400展开压力减到最小。
图18表示使用三岁大的儿童和六岁大的儿童处于站立姿势的假人，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验结果。
图18的(a)部分表示传统气囊4用三岁大的儿童假人处于站立姿势进行的展开操作，图18的(b)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊400用三岁大的儿童假人处于站立姿势进行的展开操作，图18的(c)部分表示传统气囊4用六岁大的儿童假人处于站立姿势进行的展开操作，而图18的(d)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊400用六岁大的儿童假人处于站立姿势进行的展开操作。
如图18中所示，传统气囊4朝着处于站立姿势的三岁大儿童假人展开，从而与假人碰撞，覆盖假人的头部、颈部和胸部。
相反，如图18的(b)部分中所示，在根据本发明一个示例性实施例的气囊400的情况中，仅底部腔410由第一充气装置310展开，使得作用在三岁大儿童假人头部、颈部和胸部的展开力减到最小。这时，胸部腔420不展开。
参考图18的(c)部分，传统气囊4展开以与六岁大儿童假人碰撞，并影响假人的头部、颈部和整个身体上部。
在这种情况下，压力和张力同时作用在假人的颈部，从而假人会严重受伤。
相反，在如图18的(d)部分中所示的根据本发明一个示例性实施例的气囊400中，仅底部腔410由第一充气装置310展开，使得作用在六岁大儿童假人头部、颈部和胸部的展开力减到最小。
图19的(a)部分表示传统气囊4用三岁大的儿童假人处于坐下姿势进行的展开操作，图19的(b)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊400用三岁大的儿童假人处于坐下姿势进行的展开操作，图19的(c)部分表示传统气囊4用六岁大的儿童假人处于坐下姿势进行的展开操作，而图19的(d)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊400用六岁大的儿童假人处于坐下姿势进行的展开操作。
如图19中所示，传统气囊4朝着处于坐下姿势的三岁大儿童假人展开，从而与假人碰撞，覆盖假人的头部、颈部和胸部。
相反，如图19的(b)部分中所示，在根据本发明一个示例性实施例的气囊400的情况中，仅底部腔410由第一充气装置310展开，使得作用在三岁大儿童假人头部、颈部和胸部的展开力减到最小。这时，胸部腔420不展开。
参考图19的(c)部分，传统气囊4展开至与六岁大儿童假人碰撞，并影响假人的头部、颈部和整个身体上部。
在这种情况下，压力和张力同时作用在假人的颈部，从而假人会严重受伤。
相反，在如图19的(d)部分中所示的根据本发明一个示例性实施例的气囊400中，仅底部腔410由第一充气装置310展开，使得作用在六岁大儿童假人头部、颈部和胸部的展开力减到最小。
参考图19的(e)部分，在传统气囊4的情况中，在气囊4展开的初始阶段中，很小的颈部压力作用在假人的颈部上，但在20微秒至40微秒范围中，在该时段范围气体排入气囊4中，很大的压力作用在假人的颈部上。
即，在40微秒时刻，大约780N的气囊展开压力作用在假人的颈部上。
相反，在根据本发明一个示例性实施例的气囊400情况中，作用在假人上的压力在气囊展开的初始阶段与传统气囊4类似，但在20微秒至40微秒范围中，大约600N的压力作用在假人的颈部上。
即，在40微秒时刻，压着假人颈部的传统气囊4和根据本发明一个示例性实施例的气囊400的压力彼此十分不同。
图20表示在车辆碰撞发生在系了座椅安全带情况下，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验。
图20的(a)部分表示在乘坐副驾驶座椅的乘客系了座椅安全带的情况下，传统气囊展开60微秒时的展开状态，图20的(b)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊展开60微秒时的展开状态，图20的(c)部分表示在乘坐副驾驶座椅的乘客系了座椅安全带的情况下，传统气囊展开80微秒时的展开状态，而图20的(d)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊展开80微秒时的展开状态。
参考图20的(a)部分，传统气囊4与乘客的头部和胸部碰撞，即，气囊的展开压力作用在乘客身上。
相反，参考图20的(b)部分，在根据本发明一个示例性实施例的气囊400情况中，仅第一充气装置310(参考图1)由控制单元500(参考图1)选择性地操作，使得仅底部腔410(参考图1)展开，从而气囊不与乘客碰撞。
参考图20的(c)部分，传统气囊4展开80微秒从而与乘客碰撞，且在该情况下从乘客头部到胸部都受气囊4的展开压力影响。
相反，参考图20的(d)部分，在根据本发明示例性实施例的气囊400情况下，当气囊400的底部腔410与乘客碰撞时，气体通过外部排气孔412和内部排气孔12进入胸部腔420(参考图1)，使作用在乘客身上的冲击力可以显著减小。
图21表示在车辆碰撞发生在没有系座椅安全带情况下，传统气囊和根据本发明一个示例性实施例的气囊的比较性实验。
图21的(a)部分表示在乘坐副驾驶座椅的乘客没有系座椅安全带的情况下，传统气囊展开60微秒时的展开状态，图21的(b)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊展开60微秒时的展开状态，图21的(c)部分表示在乘坐副驾驶座椅的乘客没有系座椅安全带的情况下，传统气囊展开80微秒时的展开状态，而图21的(d)部分表示根据本发明一个示例性实施例的气囊展开80微秒时的展开状态。
参考图21的(a)部分，传统气囊4展开60微秒与乘客的头部和胸部碰撞。
相反，参考图21的(b)部分，在根据本发明一个示例性实施例的气囊400情况中，第一充气装置310(参考图1)和第二充气装置320由控制单元500(参考图1)相隔一定时间延迟连续地操作，使得底部腔410(参考图1)首先展开，然后胸部腔420(参考图1)展开。
参考图21的(c)部分，传统气囊4展开80微秒从而与乘客碰撞，且在该情况下从乘客头部到胸部都受气囊4的展开压力影响。
相反，参考图21的(d)部分，在根据本发明示例性实施例的气囊400情况下，当气囊400的底部腔410与乘客碰撞时，气体通过外部排气孔412和内部排气孔12进入胸部腔420(参考图1)，使作用在乘客身上的冲击力可以显著减小。
图22表示由根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备的充气装置气体压力作用在底部腔和胸部腔上的压力曲线图。下面将参考附图说明根据充气装置的气体压力改变的气囊内压力。
参考图22，曲线“a”表示响应第一充气装置310(参考图1)操作的底部腔410压力，曲线“b”表示响应第二充气装置320(参考图1)操作的胸部腔420压力，而曲线“c”表示当第一和第二充气装置310和320都操作，使得底部腔410和胸部腔420都展开时，气囊400(参考图1)中的压力。
水平轴(X轴)表示气囊400(参考图1)的操作时间，而垂直轴(Y轴)表示充气装置300(参考图1)的压力。
参考图22的曲线“a”，当第一充气装置310(参考图1)操作时，作用在底部腔410上的气体压力最大达到370KPa。图中未显示，传统气囊中的压力大约为480KPa，在与此相比时，可以知道气囊400能在底部腔410较低的370KPa的压力下吸收碰撞能量。
参考曲线“b”和“c”，由第二充气装置320操作作用在胸部腔420上的压力最大达到110KPa，而当底部腔410和胸部腔420展开时，压力达到480KPa。
即，在根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备中，第一充气装置310和第二充气装置320选择性地操作，从而向底部腔410和胸部腔420提供气体，且在该情况下，底部腔410和胸部腔420以不同压力展开。
如上所述，在根据本发明的气囊中，作用在乘客身上的展开压力减到最小，使得对乘客的伤害减到最小。可以理解气囊400吸收撞击的能力可以通过改变内部排气孔12的直径和形状而改变。
如上所述，在根据本发明一个示例性实施例的可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法中，由第一和第二充气装置提供的气体可以根据气囊中的压力差运动，使得对乘坐副驾驶座椅的成人、婴儿和儿童的伤害减到最小。
此外，可以满足用于婴儿和儿童的气囊各种调节，气囊不仅可以在车辆以低速碰撞下，而且可以在车辆以高速碰撞下，以最优的状态展开，且吸收撞击的能力可以显著地提高，同时使作用在乘客身上的气囊展开压力最小。
而且，使充气装置可以选择性地安装成为可能，且即使采用低压力充气装置也可以获得足够的碰撞性能，从而使对乘客的伤害减到最小。此外，其中安装了包括气囊的气囊元件的气囊壳体总重量可以降低。
而且，通过调节外部排气孔和内部排气孔的尺寸和数量，可以优化能量吸收性能，使得气囊的性能可以显著地提高。
此外，气囊可以最优地展开，而无需用于感应乘坐副驾驶座椅的乘客位置的昂贵乘客检测传感器。
尽管已经结合现被认为是一个实际示例性实施例对本发明作了说明，但可以理解本发明并不局限于公开的示例性实施例。相反，本发明意予涵盖各种包括在所附的权利要求的精神与范围中的改进和等同的布置。

Claims (16)

1.一种可选择性展开的气囊设备，包括：
冲击检测传感器，检测由于车辆碰撞而作用在车身上的冲击；
座椅安全带传感器，检测坐在副驾驶座椅上的乘客是否系了座椅安全带；
气囊，包括底部腔和胸部腔，所述腔由隔板彼此隔开，该隔板包括至少一个内部排气孔，使得底部腔和胸部腔通过所述内部排气孔彼此流体相通，从而底部腔和胸部腔中的气体能够在底部腔和胸部腔中***；
第一充气装置，用于对底部腔进行充气；
第二充气装置，设置在胸部腔中，用于对胸部腔进行充气；和
控制器，用于展开气囊，其中所述控制器接收来自冲击检测传感器和座椅安全带传感器的信号，并且根据由座椅安全带传感器检测的乘客是否系了座椅安全带和由冲击检测传感器检测的冲击力的结合确定是否展开胸部腔。
2.根据权利要求1所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述第二充气装置连接到胸部腔中气囊壳体的前部。
3.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述第二充气装置使用的压力低于第一充气装置中的压力。
4.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中从第一充气装置向底部腔提供的气体在底部腔与乘客碰撞而导致的压力作用下通过内部排气孔进入胸部腔。
5.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述第二充气装置在从第一充气装置气体排放时刻起预定时间延迟后排出气体。
6.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述内部排气孔为圆形或四边形。
7.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述隔板基本水平地设置或者倾斜设置，使其上端朝着乘客倾斜。
8.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述隔板的第一端连接到气囊壳体的内侧上，并向前延伸，而隔板的第二端连接到气囊前端的内侧上。
9.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述底部腔具有大于胸部腔的容积，并具有足以保护乘客胸部上方的头部和身体部分的尺寸，且胸部腔具有足以保护乘客胸部下方身体部分的尺寸。
10.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述底部腔具有这样的形状，其中底部腔的两个底端在气囊展开时被展开为靠近乘客的两个膝盖，而胸部腔具有这样的形状，其中胸部腔在气囊展开时布置于底部腔的两个底端之间。
11.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述气囊的底部腔和胸部腔分别包括外部排气孔，气体能够通过所述外部排气孔而排放。
12.根据权利要求11所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述底部腔的外部排气孔设置在气体不直接排向乘客的位置。
13.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，还包括在胸部腔内部设置的管，第二充气装置产生的气体通过所述管而被提供。
14.根据权利要求13所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述管布置在胸部腔中央或胸部腔的两侧。
15.根据权利要求2所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述控制器接收由冲击检测传感器检测的信号值和由座椅安全带传感器检测的表示乘客是否系了座椅安全带的信号，并控制成使第一充气装置的气体向底部腔提供，而向胸部腔提供来自于底部腔的气体，或者控制成使第一充气装置和第二充气装置都排出气体，从而向底部腔和胸部腔都提供气体，从而气体根据底部腔和胸部腔之间的压力差运动，其中即使在乘客没有系座椅安全带的情况下，控制器根据由冲击检测传感器检测的冲击量选择性地控制第一充气装置或第二充气装置。
16.根据权利要求1所述的可选择性展开的气囊设备，其中所述隔板包括第一隔板和第二隔板，第一隔板包括在气囊内侧底部的左侧和右侧上彼此隔开并向上延伸的两个端部，第二隔板水平延伸并连接到第一隔板的两个上端部。
CN2006101605295A 2006-05-08 2006-11-28 可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法 Expired - Fee Related CN101070060B (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060041221 2006-05-08
KR1020060041221A KR100805438B1 (ko) 2006-05-08 2006-05-08 분리형 에어백 장치
KR10-2006-0041221 2006-05-08
KR10-2006-0066928 2006-07-18
KR1020060066928 2006-07-18
KR1020060066928A KR100831500B1 (ko) 2006-07-18 2006-07-18 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101070060A CN101070060A (zh) 2007-11-14
CN101070060B true CN101070060B (zh) 2011-07-27

Family

ID=38897529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006101605295A Expired - Fee Related CN101070060B (zh) 2006-05-08 2006-11-28 可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100805438B1 (zh)
CN (1) CN101070060B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8612097B2 (en) * 2010-09-14 2013-12-17 GM Global Technology Operations LLC Airbag deployment
KR101355608B1 (ko) * 2012-03-29 2014-01-27 현대자동차주식회사 차량의 루프 에어백 장치
WO2014134625A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Tk Holdings Inc. Tether airbag control system
CN104175992A (zh) * 2013-05-27 2014-12-03 北汽福田汽车股份有限公司 安全气囊、车辆乘员侧安全气囊控制***及车辆
KR101583928B1 (ko) * 2014-05-12 2016-01-11 현대자동차주식회사 외장에어백 전개방법
US9505370B2 (en) * 2014-07-03 2016-11-29 Hyundai Mobis., Ltd. Airbag apparatus
CN106143392A (zh) * 2016-07-13 2016-11-23 芜湖金鹏汽车部件有限公司 一种汽车用安全气囊
CN106004757A (zh) * 2016-07-13 2016-10-12 芜湖金鹏汽车部件有限公司 安全气囊控制***
DE102017103826A1 (de) * 2017-02-24 2018-08-30 Trw Automotive Gmbh Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung
JP6756308B2 (ja) * 2017-07-11 2020-09-16 トヨタ自動車株式会社 前席用エアバッグ装置、前席用エアバッグ装置の制御方法及びエアバッグの折り畳み方法
JP6783715B2 (ja) * 2017-07-11 2020-11-11 本田技研工業株式会社 エアバッグ装置
CN108860177A (zh) * 2018-06-26 2018-11-23 中南大学 一种列车碰撞中驾驶员安全保护气囊
KR102614143B1 (ko) * 2018-10-17 2023-12-13 현대자동차주식회사 차량용 멀티 전방에어백 및 이를 이용한 에어백 전개시스템
JP7061978B2 (ja) * 2019-03-12 2022-05-02 本田技研工業株式会社 エアバッグ装置、エアバッグシステム
DE102019215534A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-15 Zf Friedrichshafen Ag Insassenschutz für ein Kraftfahrzeug
CN112606789B (zh) * 2020-12-17 2022-07-12 北京汽车股份有限公司 车辆膝脚部保护***的控制方法、膝脚部保护***及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5174600A (en) * 1990-10-16 1992-12-29 Mercedes-Benz Ag Motor vehicle with a safety belt and an airbag system
US5520413A (en) * 1995-09-11 1996-05-28 Morton International, Inc. Partitioned multi-cell air bag
US6276716B1 (en) * 1997-12-10 2001-08-21 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Air bag system for motor vehicle, and method of controlling the same
US6398257B1 (en) * 1999-05-20 2002-06-04 Nissan Motor Co., Ltd. Two stage-ignition air bag system for vehicle and igniting method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06321038A (ja) * 1993-05-14 1994-11-22 Achilles Corp エアバッグ
KR19980048845U (ko) * 1996-12-30 1998-10-07 양재신 인스트루먼트 탑재형 운전석 에어백
KR19990029170U (ko) * 1997-12-29 1999-07-15 정몽규 에어백 구조물
JP2003034208A (ja) 2001-07-24 2003-02-04 Takata Corp エアバッグ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5174600A (en) * 1990-10-16 1992-12-29 Mercedes-Benz Ag Motor vehicle with a safety belt and an airbag system
US5520413A (en) * 1995-09-11 1996-05-28 Morton International, Inc. Partitioned multi-cell air bag
US6276716B1 (en) * 1997-12-10 2001-08-21 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Air bag system for motor vehicle, and method of controlling the same
US6398257B1 (en) * 1999-05-20 2002-06-04 Nissan Motor Co., Ltd. Two stage-ignition air bag system for vehicle and igniting method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-54353A 2003.02.26

Also Published As

Publication number Publication date
CN101070060A (zh) 2007-11-14
KR100805438B1 (ko) 2008-02-20
KR20070108781A (ko) 2007-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101070060B (zh) 可选择性展开的车辆气囊设备及其控制方法
JP5120999B2 (ja) 車両用選択的展開エアバッグ装置
JP3783925B2 (ja) 自動車の乗員保護装置
CN114126931A (zh) 安装在车顶上的乘员约束***
EP1405770B1 (en) Air bag device
JP3444344B2 (ja) 車両のエアバッグ装置
KR100831500B1 (ko) 차량용 선택적 전개 에어백 장치 및 그 제어방법
US6499763B1 (en) Passenger protection device
US20100171295A1 (en) Driver's air bag
CN107380113A (zh) 一种垂直下压式汽车气囊
JPH06239195A (ja) 車両用エアバッグ装置
KR100471479B1 (ko) 에어백 쿠션의 볼륨 조절장치
CN110843714B (zh) 一种延时引爆汽车安全气囊及其控制方法
KR100305927B1 (ko) 자동차의 사이드 에어백
JPH09193738A (ja) イメージ光学センサーを含んだ膨張可能自制システム
KR100563857B1 (ko) 가스 흐름을 이용한 다단 점화 조절 타입 에어백장치
JP2002137761A (ja) 乗り物の安全装置
KR100210422B1 (ko) 차량의 에어백연계 시트벨트 텐션 조절장치
KR200157334Y1 (ko) 자동차의 추락시 충격흡수장치
KR200180956Y1 (ko) 자동차의 에어백 장치
KR20030026468A (ko) 자동차용 테더 및 벤트홀 연결형 에어백 쿠션
KR200269514Y1 (ko) 평면 전개형 에어백을 구비한 전면 유리용 탑승자 구속장치
KR100291064B1 (ko) 하이브리드형에어백장치의인플레이터구조
KR100203422B1 (ko) 차량 에어벡 시스템의 제어방법
KR19980038806A (ko) 가스 발생기의 가스발생량 조절장치 및 그 동작 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110727

Termination date: 20191128

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee