CN102582571A - 用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统，该系统包括：第一压缩构件；第二压缩构件；以及安全带的带子，布置在第一和第二压缩构件之间。第一压缩构件和第二压缩构件可以以使它们可以施加选择性可变的压缩力到安全带的带子的方式协作。

Description

用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统

技术领域

本发明大致涉及安全带负荷水平控制。

背景技术

安全带是一种系在身上的带子，为整体车辆被动约束系统的一部分。安全带被设计用来固定车辆的乘客使其不能移动，这种移动可能发生在车辆急加速或急减速的情况下。安全带系统大致在三个点处连接到车辆，并可以包括膝带部分和肩带部分。肩带部分的带子可以大体延伸自位于车辆立柱的下部处的卷收器，并且滑动穿过引导环，其也可被称为D形圈或转向环。

发明内容

一种用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统，该系统包括：第一压缩构件；第二压缩构件；以及安全带的带子，布置在第一和第二压缩构件之间。第一压缩构件和第二压缩构件可以以使它们可以施加选择性可变的压缩力到安全带的带子的方式协作，该压缩力可以抑制安全带的带子在第一和第二压缩构件之间相对滑移。

系统可以包括控制器，其配置为监控指示车辆事件的参数并响应该参数而产生可变促动信号。系统还可以包括促动器，其配置为从控制器接收可变促动信号，并且响应于此，选择性地迫动第一压缩构件抵靠第二压缩构件。在一个实施例中，指示车辆事件的参数可以由事件传感器提供，且可以表现为车辆加速度、安全带卷回速度、安全带张紧程度、车辆侧倾角速度或气囊展开的发生。

控制器还可以被配置为监控乘客的特性并响应于此来调整可变促动信号。乘客的特性可以由乘客传感器来监控并可以表现为例如：重量、后视镜位置、总初始安全带输出、地面踏板位置、方向盘位置或座位位置。

配置为迫动第一压缩构件抵靠第二压缩构件的促动器可以包括：活塞缸体，具有与第一压缩构件机械连接的可移动活塞；与活塞缸体流体连通的加压流体源；以及电控制阀，配置为响应可变促动信号调节在加压流体源和活塞缸体之间的流体流动。在一个实施例中，电控制阀可以是压电阀，其可以响应可变电压促动信号。加压流体源可以包括容置例如被压缩的惰性气体的容器。

在另一实施例中，促动器可以包括：容置液压流体的液压缸；与液压缸机械连接的压电装置；以及与液压缸流体连通的流体管线。压电装置的促动可以配置为施加力到容置在液压缸中的流体，其可以使得第一压缩构件可控地移向第二压缩构件。

当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。

附图说明

图1是车辆安全带系统的示意性透视图；

图2是用于在事件中电控制安全带加载的系统的示意图；

图3是图2所示类型的事件传感器的示意图；

图4是图2所示类型的乘客传感器的示意图；

图5是示出了可调整的安全带负荷分布的示意图；

图6是通过安全带系统的带子施加的力负荷的示意图；

图7是在负荷适于与气囊约束接合的情况下，通过安全带系统的带子施加的力负荷的示意图；

图8是用于在事件中电控制安全带加载的促动器的实施例的示意图；

具体实施方式

参考附图，其中在各视图中相似的参考标号被用于标识相似或相同的部件，用于在事件中电控制安全带加载水平的系统10大体在图2中示出。系统10通常用于机动车应用；然而，意识到系统10还可以用于其它交通工具应用，譬如但并不局限于，航空器和轨道车辆。

通过大体背景的说明，及参考图1大致所示的常规车辆安全带系统11，安全带的带子12可以从卷回器13延伸，卷回器13可以定位在车辆支撑立柱(未示出)的下部部分附近。例如，在机动车中，卷回器13可以布置在车辆的B柱、C柱或D柱的下部部分附近。替代地，卷回器可以定位在座位、车顶构件或车身构件的一部分中。安全带的带子12可以然后滑动穿过常规引导环15，并可以被朝下引导并跨过乘客的上肢(未示出)，以形成常规安全带系统11的肩带部分14。为了固定安全带的带子12来约束车辆的乘客，乘客可以将舌状闩16插入到安全带扣(未示出)中，且由此形成常规车辆安全带系统11的膝带部分18。

如图2所示，系统10可以被用于车辆20中以经由连续改变在安全带的带子12的一部分上的夹紧力改变通过安全带的带子12施加的约束力。系统10可以包括第一压缩构件30和第二压缩构件32，它们定位在安全带的带子12的每一侧上。当被促动时，第一和第二压缩构件30、32可以协作以施加选择性可变的压缩力到安全带的带子的一部分上。在一个实施例中，压缩构件30、32可以位于卷回器13附近，譬如，在车辆的B柱、C柱或D柱的一部分中。替代地，压缩构件中的一个可以集成到引导环15(图1中所示)的一部分中。

系统可以包括促动器34和控制器36，促动器34被配置为在两个压缩构件30、32之间产生压缩力，控制器36可以通过提供的促动信号38来指令促动器34的操作。促动器34可以被配置为从控制器36接收促动信号38，并且将信号转换为施加到构件30、32中的一个或两者的可变力40。该可变力40可以，例如，促使第一构件30抵靠第二构件32，由此施加压缩力到安全带的带子12。压缩力可以导致相应的摩擦阻力，该摩擦阻力可以抑制带子12在两个构件30、32之间相对滑动。第一和第二压缩构件30、32中的每一个可以包括摩擦板，该摩擦板被配置为提供针对带子12的一个区域的夹合压力，并可以设置有表面纹理，该表面纹理增强摩擦板摩擦接合带子12的能力。

指令促动器的操作的控制器36可以使用接收自一个或多个事件传感器42的车辆信息而产生可变的促动信号38。每一个事件传感器42可以被配置为感测车辆的特定行为，并且可以提供相应信号43到控制器36。示例性车辆事件可以包括，例如，车辆的急加速或急减速。如图3中进一步所示，事件传感器42可以被配置以监控的参数可以包括：例如，车辆加速的幅度和/或方向60、车辆侧倾角62、安全带卷绕速度64、安全带张紧程度66和/或气囊展开的发生68。

如果控制器36检测到被监控的车辆参数的急剧改变，它可以被配置为以相称的方式响应以约束安全带的带子12从卷回器13的不期望的延伸。例如，如果控制器检测到急剧的车辆减速，或接收到气囊展开已开始的指示，它可以指令促动器34以经由压缩构件30、32可控地抑制安全带的带子12的输出。使用测得的事件幅度、严重性和/或方向性，控制器36可以还被配置为选择性地改变通过带子12施加的约束力的量。在一个实施例中，控制器36可以被配置为使用事件严重性和方向的指示来最小化通过带子12施加的约束力，同时还保持从卷回器13的总安全带延伸在可接受范围内。

为了进一步改良特定重要性的事件所需约束力的量，控制器36可以考虑乘客的一个或多个物理特性。乘客特性可以由一个或多个乘客传感器44感测，并且可以涉及在车辆20中的乘客的身材或空间定位。例如，可以意识到的，在冲击中约束95％的男性所需的约束力可显著大于小孩所需的约束力。相似的，异常的靠近方向盘就坐的乘客可以具有比向后坐得离方向盘较远的人具有更小的可用安全带延伸。由此，如图4所示，乘客传感器44可以检测乘客的一个或多个特性，包括，例如重量80、后视镜位置82、总安全带输出/延伸84、地面踏板位置86、转向柱位置88和/或座位位置90。在另一实施例中，一些乘客特性可以由乘客手动输入，譬如，非限制性地，为高度、重量和/或性别。

图5示出了系统10可以通过带子12施加的两个示例性负荷分布100、102。每一个负荷分布100，102可以表示可施加到构件30、32的一个或两者的可变压缩力40随时间104的施加。控制器36可以通过提供相应促动信号38到促动器34而施加选定的负荷分布到压缩构件，并且相应地施加到安全带的带子12。如上所述，控制器36可以基于感测到的事件和/或乘客的多个性质而选择或优化适用于特定事件的负荷分布。在一个实施例中，控制器36可以被配置为使用来自一个或多个事件传感器42和/或乘客传感器44的实时信息在事件中修改施加的约束力。在另一实施例中，负荷分布可以基于乘客特性和冲击强度来预确定。这样的负荷分布可以，例如，被存储在查找表中，并且在事件中由控制器36快速地访问。

图6示出了施加在安全带的带子12上或通过带子12施加的力112随时间104的分布110。如所示，初始负荷部分114(其可以类似于图5中所示的负荷分布中的一个)之后，系统10可以被配置为在安全带带子12上保持处于确定水平116的恒定力。系统可以基于事件的严重性、推断的乘客尺寸/重量、乘客-车辆的环境约束和/或可使用的政府规定来选择水平116。

尽管图6示出了保持在预定水平116处的恒定力的安全带负荷分布110，控制器36还可以能够考虑在车辆中的其它约束系统。图7示出了针对在时间120处的车辆气囊的展开进行修改后的图6中所示的分布110。在第一期间122中，安全带可以是单约束系统，并且可以保持通过带子12的力在恒定水平处。随着气囊在时间120处的展开，通过带子12施加的力40可以被配置为根据气囊的影响而下降(即，在期间124中)。

再参考图2，在实施例中，促动器34可以通过提供可变电压电促动信号38到压电装置130而被电控制。压电装置130可以例如包括压电阀132，该压电阀可以调节在加压流体源134和活塞缸体136之间的流体的流动。加压流体源134可以是容器，其容置被压缩的惰性气体，譬如压缩氩气，或可以包括混合或烟火型气体发生器。活塞缸体136可以包括与压缩构件(例如压缩构件30)机械连接的可移动活塞并且该可移动活塞可以通过缸体的体积的被迫改变而移动构件。一旦接收到可变电压促动信号38，压电阀132可以允许流体行进到活塞缸体136中，并使得缸体扩张，由此移动压缩构件30。促动器34的活塞缸体136可以类似地具有可控排出口和偏压弹簧，其可以允许压缩构件在期望时返回到离开带子12的初始状态。在一个实施例中，可控排出口可以电控制，譬如通过压电阀，并可以被用于调节压力从带子12的释放。可控排出口可以独立于压电阀132或与压电阀132一体。尽管压电类型的阀由于压电材料的快速响应时间和可控特性可以是优选类型的阀，其它电控制阀可以被相似地使用。示例性电阀可以包括使用螺线管、音圈、形状记忆合金或本领域公知的其它促动器。

图8示出了另一示例性促动器34，其可以用于在两个压缩构件30、32之间施加可变力140。促动器可以包括与一个或多个液压缸142机械连接的压电装置130，其中压电装置的促动可以被配置为施加力到容置在液压缸中的流体。每一个液压缸可以与相应的流体管线144联接，该流体管线144具有显著小于液压缸的直径。尽管压电装置130可以仅能够提供小促动运动(尽管具有可观的力)，在液压缸142和流体管线144之间的直径差异可大大地放大提供的促动运动。每一个流体管线144可以与活塞或其它相应设备联接，其可以转换流体压力/运动为压缩构件30的施加压力。

虽然用于执行本发明的最佳方式已经被详细描述，与本发明相关的本领域技术人员应认识到在所附的权利要求的范围内的执行本发明的各种替换设计和实施例。所有方向引用(例如上部、下部、向上、向下、左、右、向左、向右、上方、下方、竖直和水平)仅用于标识目的，以辅助阅读者对本发明的理解，并且不产生限制，特别是对于本发明的位置、取向或使用的限制。期望的是，上述说明书中包含或附图中所示的所有内容应该被理解为仅是示例性的而不是限定性的。

Claims (10)

1.一种用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统，该系统包括：

第一压缩构件；

第二压缩构件；

安全带的带子，布置在第一和第二压缩构件之间；以及

其中所述第一压缩构件和所述第二压缩构件协作以施加选择性可变的压缩力到所述安全带的带子。

2.如权利要求1所述的系统，其中选择性可变的压缩力抑制安全带的带子在所述第一和所述第二压缩构件之间的相对滑移。

3.如权利要求1所述的系统，还包括：

控制器，配置为监控指示车辆事件的参数并响应该参数而产生可变促动信号；以及

促动器，配置为从所述控制器接收所述可变促动信号，并且响应于此，选择性地迫动所述第一压缩构件抵靠所述第二压缩构件。

4.如权利要求3所述的系统，其中指示车辆事件的参数由事件传感器提供。

5.如权利要求3所述的系统，其中指示车辆事件的参数包括：车辆加速度、安全带卷回速度、安全带张紧程度、车辆侧倾角速度或气囊展开的发生。

6.如权利要求3所述的系统，其中控制器还被配置为监控乘客的特性并响应于此来调整所述可变促动信号。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述乘客的特性由乘客传感器来感测。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述乘客的特性包括重量、后视镜位置、初始安全带输出、地面踏板位置、方向盘位置或座位位置。

9.如权利要求3所述的系统，其中所述促动器包括：

活塞缸体，具有与所述第一压缩构件机械连接的可移动活塞；

加压流体源，与所述活塞缸体流体连通；以及

电控制阀，配置为响应所述可变促动信号而调节在加压流体源和活塞缸体之间的流体流动。

10.一种用于在事件中电控制安全带负荷水平的系统，该系统包括：

第一压缩构件；

第二压缩构件；

安全带的带子，布置在所述第一和所述第二压缩构件之间；以及

控制器，配置为监控指示车辆事件和乘客特性的参数，并配置为响应该参数而产生可变促动信号；以及

促动器，配置为从所述控制器接收所述可变促动信号，并且响应于此，选择性地迫动所述第一压缩构件抵靠所述第二压缩构件，由此施加压力到所述安全带的带子，所述促动器包括压电装置；且

其中，所述促动器还被配置为从所述带子可控地释放压力。

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