CN104417488A - 安全带装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制具有安全带(2)的安全带卷收器(1)的驱动器(4)的方法，其具有以下步骤：检测(S10-S50)卷绕状态；并且当检测到卷绕状态时，通过驱动器(4)加载(S60)安全带卷收器(1)，以便收紧安全带卷收器(1)上的安全带(2)。

Description

安全带装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制安全带卷收器的驱动器的方法、一种具有安全带卷收器、与该安全带卷收器耦连的驱动器和控制器件的安全带装置以及一种用于执行所述方法的计算机程序产品，还涉及一种具有这种安全带装置的机动车、尤其轿车。

背景技术

根据企业内部的实践，尤其是轿车内的安全带在需要时被复位的安全带卷收器卷起并且通过闭锁安全带锁而锁定。为了展开，将安全带锁打开并且安全带卷收器再次将拉出的安全带卷绕起来。

在此，类似于胶卷卷轴，可能在卷绕的安全带内出现松弛现象，例如当乘客手动地将安全带与拉出方向相反地推入时，在卷绕时尤其受到惯性作用而在自由的安全带部段中产生松弛和/或卷绕的安全带的卷绕应力减小。

除了烟幕爆发式的安全带收紧，由企业内部的实践还已知与安全带卷收器耦连的可逆式驱动器，尤其用于在危险情况下预紧已经系上的安全带。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，改善安全带装置的功能。

该技术问题按本发明通过一种用于控制具有安全带的安全带卷收器的驱动器的方法解决，其具有以下步骤：检测卷绕状态；并且当检测到卷绕状态时，通过所述驱动器加载所述安全带卷收器，以便收紧安全带。所述技术问题还通过一种具有安全带卷收器、与所述安全带卷收器耦连的驱动器和控制器件的安全带装置以及一种用于执行按照本发明的方法的计算机程序产品和一种具有这种安全带装置的机动车解决。

按照本发明的一个方面，松开的、卷绕在安全带卷收器之上或之内的安全带通过与安全带卷收器耦连的驱动器收紧，以便由此减少卷绕的安全带的尤其胶卷轴形式的松弛。由此可以在一种实施形式中减少接下来再次被拉出并且系上的安全带的卷绕在安全带卷收器之上或之内的剩余部段的松弛。以此方式可以在一种实施形式中使安全带更好地固定乘客并且尤其改进回复载荷。

按照本发明的一个方面，尤其通过检测器件检测安全带卷收器的安全带的卷绕状态，并且当检测到卷绕状态时，通过与安全带卷收器耦连的驱动器沿卷绕方向加载所述安全带卷收器，以便收紧卷绕的安全带，这尤其通过控制器件相应地控制驱动器实现。为了更简洁地显示，在此一般遵循这个规则，即根据实际值与额定值的比较预设调整参数。

在本发明的一种实施形式中，尤其是与安全带卷收器耦连以便在危险情况下预紧已经系上的安全带的可逆驱动器有利地用于收紧松开的卷绕的安全带并且由此尤其减少卷绕的安全带的松弛。在一种实施形式中，卷绕在安全带卷收器之上或之内的收紧的安全带尤其通过摩擦力作用也在取消通过驱动器的加载之后，尤其在接下来尤其手动地系上安全带、尤其部分从安全带卷收器中展开并且扣上安全带锁的过程中，在卷绕的剩余部段中也具有较少的松弛。

在一种实施形式中，驱动器可以具有一个或多个电动机，所述电动机直接地或者通过传动机构、尤其通过自由轮离合器(Freilauf)沿拉出方向或者说与卷绕方向相反地与安全带卷收器耦连。

作为补充或备选，驱动器可以具有一个或多个液压式和/或气动式促动器。在一种实施形式中，安全带卷收器可以具有用于卷绕安全带的卷轴，安全带可以持久地或者可松脱地摩擦接合、形状接合或材料接合地固定在所述卷轴上。安全带卷收器在一种实施形式中具有锁止机构，所述锁止机构在猛地拉出时锁止，并且安全带卷收器在一种实施形式中例如具有带外齿部的转子，所述转子弹性地支承在带内齿部的定子中，因此在突然的负载中所述齿部相互啮合并且抑制转子的旋转。在一种实施形式中，安全带卷收器具有回位弹簧器件，其在安全带展开或拉出时拉紧并且试图使卷轴回位，其例如是无自动力地或者在机动车侧固定的旋转或扭转弹簧或类似器件。作为补充或备选，驱动器也可以将放开的安全带卷入。

在一种实施形式中，驱动器以预设的力变化曲线加载所述安全带卷收器以便收紧。由此可以在一种实施形式中确保充分的收紧。

在一种扩展设计中，所述力变化曲线可以确定地尤其在工厂中预设。尤其可以在一种实施形式中确保充分的收紧。同样地，所述力变化曲线也可以可变地预设，尤其根据机动车、安全带、安全带卷收器和/或驱动器特定地预设和/或由乘客预设。由此可以在一种实施形式中预设个性化的收紧并且例如改变拉出特性或系带特性。

作为对力变化曲线的补充或备选，驱动器可以在一种实施形式中以预设的行程变化曲线加载安全带卷收器以便收紧。这在一种实施形式中在控制和/或驱动技术上是有利的和/或可确保充分的收紧。在一种扩展设计中，所述行程变化曲线也可以确定地尤其在工厂中预设。由此尤其可以在一种实施形式中确保充分的收紧。同样地，所述行程变化曲线也可以可变地预设，尤其根据机动车、安全带、安全带卷收器和/或驱动器特定地预设和/或由乘客预设。由此可以在一种实施形式中预设个性化的收紧并且例如改变拉出特性或系带特性和/或补偿由于使用或老化造成的安全带拉长。

在一种实施形式中，为了进行收紧，所述驱动器以最大力加载安全带卷收器，所述最大力至少相当于所述安全带卷收器的回位弹簧器件的最大力的五倍、尤其至少相当于其十倍。以此方式可以在一种实施形式中实现这样的收紧，其超过由回位弹簧器件作用产生的卷绕部分并且由此减少剩余的松弛。为了更简洁地显示，在此一般也将反向平行的力对，即扭矩称为力。

在一种实施形式中，为了进行收紧，所述驱动器以最大力加载所述安全带卷收器，所述最大力至少相当于所述安全带卷收器的最大安全带收紧力的0.3倍，尤其是至少相当于其一半，尤其如在危险情况下由驱动器和/或烟幕爆发式安全带收紧器在系上的安全带上所施加的用于将其预紧的力。由此可以在一种实施形式中确保充分的收紧。作为补充或备选，为了进行收紧，所述驱动器以最大力加载所述安全带卷收器，所述最大力最高相当于安全带卷收器的最大安全带收紧力的0.9倍。由此可以在一种实施形式中避免安全带、安全带卷收器和/或驱动器的过载。在一种实施形式中，为了进行收紧，所述驱动器以最大力加载所述安全带卷收器，所述最大力以至少0.5kN和/或最高1.5kN、尤其最高1kN的拉力施加在卷绕的安全带上。由此在一种实施形式中确保了有利的收紧。

在一种实施形式中，通过驱动器卷绕安全带并且接下来为了收紧卷绕的安全带，通过驱动器加载安全带卷收器。在一种扩展设计中，可以在卷绕和收紧之间规定或者等待固定或可变地预设的时间段，由此可以实施安全带的卷绕。作为补充或备选，驱动器拉紧卷绕的安全带所用的拉紧力可以超过驱动器卷绕打开的安全带所用的卷绕力。最大拉紧力尤其可以是最大卷绕力的至少1.2倍、优选至少1.5倍、尤其至少2倍。换而言之，驱动器可以首先以较小的卷绕力卷绕安全带(尤其为了避免在卷绕时安全带过高的加速度)，接下来(必要时在经过预设时间段之后)以较高的拉紧力拉紧卷绕的安全带。在此，(最大)卷绕力尤其理解为驱动器加载安全带卷收器直至安全带至少基本上完全卷绕上所用的(最大)力，(最大)拉紧力相应地尤其理解为在安全带至少基本上完全卷绕上之后驱动器加载安全带卷收器所用的(最大)力。在另一种实施形式中，安全带只通过回位弹簧器件进行卷绕，并且驱动器只加载至少基本上完全卷绕上的静态或静止的安全带以进行拉紧。以此方式可以在一种实施形式中缩短驱动器的运行时间和/或减小驱动器的噪声排放。

在一种实施形式中，所述力变化曲线可以预设为至少基本上随着时间或者安全带卷绕行程呈梯形地、尤其是三角形地变化曲线，其中，通过上升的侧边实现增大的收紧效果，并且必要时较短的尤其是消失的平台段和接下来下降的侧边可以通过摩擦和变形而保持收紧效果。在另一种实施形式中，力变化曲线可以预设为随着时间或者安全带卷绕行程时起伏的变化曲线，尤其以相同或变化曲线的、尤其是增大的振幅，以便由此在一种实施形式中逐渐地收紧安全带。

按照一个方面，将松开的、至少基本上完全卷绕的安全带收紧，以便不增加乘客的负担并且在使用之前减少卷绕的安全带的松弛。为此尤其检测安全带的卷绕状态。在此，安全带的卷绕状态在一种实施形式中尤其理解为至少基本上完全卷绕上的安全带状态，在该状态下，安全带优选至少基本上完全地(尤其直至安全带卷收器和转向点之间的尤其拉紧的区段)被拉入安全带卷收器内。

相应地，在一种实施形式中检测卷绕状态，并且当检测到安全带至少基本上完全卷绕上时，为了收紧卷绕在安全带卷收器上的安全带，通过驱动器加载安全带卷收器，所述检测尤其通过用于检测安全带卷收器的角位置和/或转速的传感器、用于检测安全带的拉出长度的传感器或者类似传感器进行。

按照企业内部的实践已知的是，尤其通过检测器件，优选是处于安全带锁上的传感器检测安全带是否打开。打开的安全带在此尤其理解为其安全带锁没有锁上或者没有固定在安全带锁上的安全带。这在一种实施形式中用于间接检测安全带的卷绕状态。为此检验安全带是否打开了尤其至少一个固定或可变地预设的时间段。

如果安全带是打开的，则乘客受到收紧驱动器影响的危险较小。如果在一种扩展设计中，在打开之后仍等待一段预设时间段或者当安全带已经打开了一个预设时间段才进行收紧，则可以认为乘客松开了安全带并且安全带已经至少基本上被卷绕。相应地在一种实施形式中，所述预设的时间段大于回位弹簧器件将最大程度拉出的安全带至少基本上完全卷绕所用的时间。

作为补充或备选，可以直接或间接地检验安置有安全带的座椅是否是空闲的。安置有安全带的座椅的空闲状态可以尤其直接通过用于检测座椅占据情况的传感器检测，尤其是用于检测座椅上的乘客的光学传感器和/或用于检测座椅的加载重量的重量或力传感器。同样地，当安置有安全带的机动车尤其在一个或多个关闭的车门被从外部锁定或解锁时，可以间接地检测座椅的空闲状态并且进而再间接地检测卷绕的安全带，因为此时可以认为机动车内部不再存在系上安全带的乘客并且安全带被卷绕。在一种扩展设计中，当在安全带打开时检测到座椅的空闲状态持续了一段固定或可变地预设的时间段时，尤其当自从检测到机动车从外部被解锁或锁定以来或者对于从外部锁定的机动车经过了一段固定或可变地预设的时间段时，再等待一段预设时间段或者检测卷绕状态。

为此，可以在一种扩展设计中使用车门打开状态信息，其说明了一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的、或者多个、尤其是所有的机动车车门是否被解锁或者锁定和/或打开或者关闭。如果得到了车门打开状态信息，其说明正好有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的和/或(仍)关闭的、或者多个、尤其是所有的优选(仍)关闭的机动车车门从外部被解锁或者在预设时间段内被解锁，则尤其可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。例如可以在自从车门解锁以来的第一秒内和/或(只)对于仍关闭的车门进行安全带收紧，因为可以认为此时仍未系上安全带。作为补充或备选，如果得到了车门打开状态信息，其说明有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的和/或(已经)关闭的、或者多个、尤其是所有的优选(已经)关闭的机动车车门正好从外部被锁定或者在预设时间段内被锁定，则可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。例如可以在自从车门从外部锁定以来的一秒内和/或(只)对于已经关闭的车门进行安全带收紧，因为可以认为此时没有系上安全带。作为补充或备选，如果得到了车门打开状态信息，其说明有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的和/或关闭的、或者多个、尤其是所有的优选关闭的机动车车门从外部被锁定了至少一个预设的时间段，则可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。例如可以当车门在至少一秒内从外部被锁定时进行安全带收紧，因为可以认为此时没有系上安全带。

因此，在一种实施形式中，如果有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的、或者多个、尤其是所有的其内安置有安全带的机动车车门从外部被锁定和/或尤其在此(已经)关闭，则可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。同样地，在一种实施形式中，如果有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的、或者多个、尤其是所有的其内安置有安全带的机动车车门从外部被解锁和/或尤其在此(仍)关闭，则可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。取代(仍旧或者已经)关闭的车门，在一种变型方案中，如果有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的、或者多个、尤其是所有的其内安置有安全带的机动车车门从外部被锁定和/或尤其在此(不再)打开，则也可以相反地以(仍未或者不再)打开的车门为基础，尤其检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。同样地，在一种实施形式中，如果有一个、尤其是配属有安全带的或者相邻的、或者多个、尤其是所有的其内安置有安全带的机动车车门从外部被解锁和/或尤其在此(不再)打开，则可以检测卷绕状态并且加载安全带卷收器以便收紧安全带。按照本发明的一个方面，用于机动车、尤其轿车的安全带装置具有备有安全带的安全带卷收器、与所述安全带卷收器耦连的驱动器和用于控制驱动器的控制器件，所述控制器件在硬件和/或软件技术上设计用于执行在此阐述的方法。

本发明意义下的器件可以设计为硬件技术的和/或软件技术的，其尤其具有优选与存储器系统和/或总线系统数据或信号连接的、尤其是数字的处理单元，尤其是微处理器单元(CPU)和/或一个或多个程序或者程序模块。为此，CPU可以设计用于执行设计为保存在存储器系统中的程序的指令，检测数据总线的输入信号和/或向数据总线输出输出信号。存储器系统可以具有一个或多个尤其是不同的存储介质，尤其是光学的、磁性的、固态的和/或其它不易丧失的介质。所述程序可以设计为，使得其能够固化或执行此处描述的方法，因此CPU能够执行这种方法的步骤并且进而尤其控制驱动器。

在一种实施形式中，安全带装置具有用于检测卷绕状态的检测器件，尤其是用于检测安全带卷收器的角位置或者转速的、用于检测打开的安全带和/或用于检测安置有安全带的座椅的空闲状态的传感器，尤其是从外部检测其内安置有安全带的机动车的锁定或者解锁的传感器。所述检测器件尤其通过线路连接或者无线地与控制器件通信。

在一种实施形式中，机动车、尤其轿车具有一个或多个安全带装置，尤其是驾驶员和/或副驾驶员侧的前部和/或后部安全带装置，其中，为了控制多个安全带装置的驱动器，可以设置独立的控制器件或者将同一控制器件设置用于控制多个安全带装置的驱动器。

附图说明

本发明的其它有利的扩展设计由以下对优选实施形式的说明得出。为此在附图中局部示意性地：

图1示出按照本发明一种实施形式的机动车的安全带装置；

图2示出按照本发明一种实施形式的用于控制图1的安全带装置的驱动器的方法；并且

图3示出按照本发明的另一实施形式的用于控制图1的安全带装置的驱动器的方法。

具体实施方式

图1示出按照本发明一种实施形式的机动车的安全带装置。

所述安全带装置具有备有卷轴1的安全带卷收器，只部分示出的安全带2固定且在图1中完全地卷绕。卷轴1借助示意性示出的回位弹簧器件3固定，所述回位弹簧器件在拉出安全带2时(在图1中向上)拉紧并且卷轴1在图1所示的状态中试图与卷绕的安全带2一起复位。

形式为电动机4的驱动器通过自由轮离合器与安全带卷收器的卷轴1这样耦连，使得所述卷轴可以自由旋转以便拉出安全带，同时电动机4沿卷绕方向(数学上为正或者说在图1中为逆时针)的旋转为卷轴1加载扭矩。

如果乘客松开安全带锁并且释放拉出的安全带2，则回位弹簧器件3通过卷轴1的旋转将安全带卷绕在卷轴1上。在此可能与胶卷轴类似地在卷绕的安全带2内出现松弛5，其由于摩擦作用也不能通过回位弹簧器件3的剩余预紧力消除。所述松弛也可能存在于接下来被系上的安全带2的部分拉出的状态中并且由此影响、尤其是减慢乘客的系带过程。

电动机4在信号技术上与形式为ECU(电子控制单元)6的控制器件相连，所述ECU设计用于按照以下根据图2和图3阐述的方法控制或为此调节电动机4。所述电动机4和ECU6还设计用于在危险情况下(例如小于最小间距、超过横向加速度极限值等类似情况)预紧已经拉出并且系上的安全带2，对此不进行进一步阐述。

ECU6与具有传感器7和传感器8的检测器件通信，所述传感器7检测安全带锁(未示出)是否闭锁或者打开并且在安全带锁打开时向ECU6传输信息“打开”，所述传感器8检测机动车是否从外部锁定或者解锁并且在这种情况下向ECU6传输信息“外部”。

以下根据图2阐述按照本发明一种实施形式的用于控制电动机4的方法，如通过ECU6执行的那样。

在步骤S10中，将时间特征值T初始化为零。所述时间特征值在步骤S20中周期性地增加ΔT。在步骤S30中，ECU6检验传感器7是否传输信号“打开”或者检测到安全带2是打开的。如果不是这种情况(S30：“否”)，则所述方法回到步骤S10。

如果ECU6在步骤30中检测到安全带2或者其安全带锁是打开的(S30：“是”)，则ECU6在步骤S40中检验增加的时间特征值T是否超过预设的时间段T0，未制动的完全拉出的安全带2需要所述预设的时间段T0来通过回位弹簧器件3完全卷绕为如图1所示状态。只要不是这种情况(S40：“否”)，则所述方法回到步骤S20，否则的话(S40：“是”)所述方法以步骤S60继续。

在步骤S60中，ECU检测安全带2的完全卷绕状态，因为安全带至少被放开了预设的时间段T0。

ECU6随即这样控制电动机4，使得其以预设的梯形的力变化曲线加载安全带卷收器，尤其是其卷轴1，以便将安全带2收紧在安全带卷收器上，所述力变化曲线的最大值相当于安全带卷收器的回位弹簧器件3的最大力的至少1.5倍、安全带卷收器的最大安全带收紧力的至少0.3倍和最高1.5倍，如其在危险情况下为了预紧安全带2而通过电动机4所设置或施加的那样。由此至少部分消除或者减少了卷绕的安全带2的松弛5。

图3示出了按照本发明另一实施形式的用于控制电动机4的方法，其备选地通过ECU6执行。相应的特征通过相同的附图标记表示，因此可以参考其余的说明并且以下只阐述不同之处。

在图3的实施形式中，ECU6首先通过传感器7检测安全带2是打开(S30：“是”)还是没有打开(S30：“否”)。

如果ECU6检测到安全带2是打开的，则其通过传感器8检测机动车是从外部锁定或者解锁(S50：“是”)还是没有(S50：“否”)。如果两个步骤S30、S50的结果均为“是”，即ECU6检测到安全带2打开并且机动车从外部锁定或者解锁，则ECU6在步骤S60中检测到安全带2的完全卷绕状态并且按照之前参照图2阐述的方式控制电动机4，以便收紧卷绕在安全带卷收器上的安全带2。图2和图3的两种方法能够相互结合，尤其是通过将图3实施形式的步骤S50布置在图2实施形式的步骤S40与S60之间。

虽然在上述说明中示例性地描述了一些实施方式，但是需要指出的是，仍然可以产生大量变化。此外还需指出的是，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术教导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。

附图标记清单

1   卷轴(安全带卷收器)

2   安全带

3   回位弹簧器件

4   电动器(驱动器)

5   安全带松弛

6   电子控制单元ECU(控制器件)

7   安全带锁传感器(检测器件)

8   外部锁定/解锁传感器(检测器件)

Claims (11)

1.一种用于控制具有安全带(2)的安全带卷收器(1)的驱动器(4)的方法，具有以下步骤：

检测(S10-S50)卷绕状态；并且

当检测到卷绕状态时，通过所述驱动器(4)加载(S60)所述安全带卷收器(1)，以便收紧所述安全带(2)。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动器(4)以固定地或者可变地预设的力变化曲线和/或行程变化曲线加载所述安全带卷收器(1)，以便实施收紧。

3.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述驱动器(4)以至少相当于所述安全带卷收器的回位弹簧器件(3)的最大力的五倍的力加载所述安全带卷收器(1)，以便实施收紧。

4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述驱动器(4)以相当于所述安全带卷收器(1)的最大安全带收紧力的至少0.3倍和/或最高0.9倍的力加载所述安全带卷收器(1)，以便实施收紧。

5.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当所述安全带(2)被打开、尤其被打开了至少一个固定地或者可变地预设的时间段(T0)时，检测所述卷绕状态。

6.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当检测到其上安置有所述安全带(2)的座椅的空闲状态持续了尤其至少一个固定地或者可变地预设的时间段时，检测所述卷绕状态。

7.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当其内安置有所述安全带(2)的机动车的至少一个尤其配属有所述安全带(2)的车门被从外部锁定或者解锁和/或打开或者关闭时，检测所述卷绕状态。

8.一种用于机动车、尤其轿车的安全带装置，所述安全带装置具有配备安全带(2)的安全带卷收器(1)、与所述安全带卷收器(1)耦连的驱动器(4)、用于检测卷绕状态的检测器件(7、8)和控制器件(6)，所述控制器件(6)用于在通过所述检测器件(7、8)检测到卷绕状态时控制所述驱动器(4)，以便通过所述驱动器(4)加载(S60)所述安全带卷收器(1)从而收紧所述安全带(2)。

9.按权利要求8所述的安全带装置，其特征在于，所述检测器件(7、8)具有用于检测打开的安全带的检测器件(7)和/或用于检测其上安置有所述安全带的座椅的空闲状态、尤其是其内安置有所述安全带的机动车从外部锁定或解锁的检测器件(8)。

10.一种机动车、尤其轿车，具有至少一个按权利要求8或9所述的安全带装置，其中，所述控制器件(6)设计用于控制一个或多个安全带装置的驱动器(4)。

11.一种具有程序编码的计算机程序产品，所述程序编码保存在能够被计算机读取的介质上，用于执行按权利要求1至7之一所述的方法。