CN104842927A - 远程控制安全带高度调节器 - Google Patents

Abstract

远程控制安全带高度调节器，这里提供一种具有轨道和配置成沿着轨道滑动的约束装置支承部的用于定位车辆约束装置的装置。定位器耦接至约束装置支承部，并且耦接至定位器的马达可操作为调节约束装置支承部的位置。开关与马达通讯并且马达可操作为响应于至开关的输入调节约束装置支承部的位置。还提供一种用于识别乘员并且自动地定位车辆约束装置的装置。

Description

远程控制安全带高度调节器

技术领域

本发明总体上涉及车辆安全约束装置，以及更具体地涉及一种用于安全带的高度调节的系统。

背景技术

机动车辆通常配备有包括车辆安全约束装置的各种安全设备。现代车辆中的车辆安全约束装置包括肩带约束装置以及腰部约束装置。乘员可以使用车辆安全约束装置以在倘若发生碰撞时提供免受伤害的保护。虽然车辆安全约束装置提供安全效益，但一些乘员可能认为它们麻烦并且有时不舒服。因此提供可操作为改进车辆乘员的舒适性以及车辆安全约束装置的位置的调节的便利的系统是可取的。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于定位车辆约束装置的装置包含轨道和配置成沿着轨道滑动的约束装置支承部。定位器耦接至约束装置支承部，并且耦接至定位器的致动器可操作为调节约束装置支承部的位置。开关与致动器通讯，并且致动器可操作为响应于至开关的输入调节约束装置支承部的位置。

在本发明的一个实施例中，本发明的装置进一步包含可操作为记录定位器的多个位置的控制器。

在本发明的一个实施例中，本发明的装置进一步包含乘员识别符，其中控制器可操作为响应于乘员识别回顾多个位置中的每一个。

在本发明的一个实施例中，其中乘员识别通过乘员识别装置通讯至控制器。

在本发明的一个实施例中，其中乘员识别装置包含配置成区别乘员的特征中的至少一个的光学视觉系统。

根据本发明的另一方面，用于定位车辆约束装置的系统包含轨道和配置成沿着轨道滑动的约束装置支承部。马达耦接至定位器，并且马达可操作为沿着轨道的纵轴线通过定位器调节约束装置支承部的位置。位置监控装置可操作为沿着轨道的纵轴线定位约束装置支承部。

在本发明的一个实施例中，其中致动器包含马达并且定位装置可操作为检测马达的旋转。

在本发明的一个实施例中，其中通过可操作为检测与马达旋转连通的多个齿轮齿的接近度的传感器，检测马达的旋转。

在本发明的一个实施例中，本发明的系统进一步包含沿着轨道的纵轴线定位的磁阵列。

在本发明的一个实施例中，其中磁阵列包含多个沿着轨道的纵轴线分布的均匀隔开的磁极。

在本发明的一个实施例中，其中磁阵列包含可操作为检测沿着轨道的纵轴线的传感器的位置的磁阻传感器。

在本发明的一个实施例中，其中磁阻传感器连接至约束装置支承部。

在本发明的一个实施例中，本发明的系统进一步包含沿着轨道的纵轴线连接至电线圈的电磁线圈发射器。

在本发明的一个实施例中，其中电磁线圈发射器和线圈进一步包含感应靶线圈以检测沿着轨道的纵轴线的传感器的位置。

在本发明的一个实施例中，其中感应靶线圈连接至约束装置支承部。

在本发明的又一方面，用于调节车辆约束装置的方法包含检测车辆乘员并且响应于检测到的乘员识别控制器中关于乘员的轮廓。控制器可以访问关于车辆乘员的包括约束装置支承部的位置的数据。控制器然后可以响应于位置来定位约束装置支承部。

在本发明的一个实施例中，本发明的方法进一步包含接收来自乘员的输入以调节约束装置支承部的位置。

在本发明的一个实施例中，本发明的方法进一步包含记录约束装置支承部的位置至控制器。

在本发明的一个实施例中，其中识别车辆乘员包含搜寻乘员识别信号。

在本发明的一个实施例中，其中识别车辆乘员包含搜寻关于识别乘员的至少一个特征的光学图像。

通过研究下述说明书、权利要求和附图，本发明的这些和其它方面、目的和特征将被本领域技术人员所理解和领会。

附图说明

在附图中：

图1是配置成调节安全带高度的系统的示意图；

图2A是配置成监控和控制肩部约束装置的位置的系统的示意图；

图2B是基于马达的旋转的可操作为监控肩部约束装置的位置的定位装置的详细视图；

图3A是基于磁阵列的配置成监控和控制肩部约束装置的位置的系统的示意图；

图3B是可操作为测量距离磁阵列的位置的定位装置的详细视图；

图3C是可操作为检测磁阵列的磁场的方向的传感器的详细视图；

图4是可操作为测量距离具有环状靶的感应传感器的位置的传感器系统的详细视图；

图5是来自报告距离感应传感器的位置的传感器的样本输出；以及

图6是根据本公开的用于识别乘员并且调节安全带高度的方法的方框图。

具体实施方式

参考图1，显示配置成远程控制和调节安全带高度的系统100。系统100总体上包含具有纵轴线104的轨道102。轨道102配置成可滑动地接合支承部106并且沿着轨道102的纵轴线104引导支承部106。支承部106可以可操作地连接至定位器108。在一些实施方式中，支承部可以包含配置成响应于定位器108的旋转沿着纵轴线104移动的界面109。定位器108可以包含丝杠、滑轮、齿条和小齿轮或可操作为调节支承部106的线性位置的任何其它机械系统。界面109可以包含至少一种例如丝杠螺母这样的配置成接合定位器108的螺纹(thread)。

支承部106可以响应于定位器108的旋转沿着纵轴线104移动。定位器108可以耦接至邻接定位器108的第一端部111的马达110，使得马达110的旋转可以引起定位器108旋转。定位器108的旋转可以进一步地引起支承部106沿着轨道102的纵轴线104移动。马达110可以包含可响应于驱动电流或信号生成旋转运动的任何形式的马达或致动器。例如，马达110可以包含伺服马达、步进马达或任何形式的直流(DC)马达。虽然这里描述了DC马达，但在本公开的精神范围内，可操作为生成沿着引导路径的线性运动的其他机械装置和总成可以实施以调节支承部106的位置。

马达110可以通过至少一条电引线114导电地连接至驱动电路112。驱动电路112可以包含第一开关116和第二开关118。驱动电路112可以进一步地连接至包含电压供给120和共有地线122的电源。可以从任何电源提供电压供给，并且在一些实施方式中，可以从机动车辆中的DC电源提供电压供给。在操作中，第一开关116和第二开关118可以限定例如摇臂开关这样的双向开关124。双向开关124可以包含可以响应于输入而提供电力至马达110的瞬间接触式开关。输入可以包含通过车辆乘员调节例如安全带的肩部约束装置这样的车辆安全约束装置的高度的输入。

双向开关124可以通过正配置126和负配置128中的驱动电路112可操作为在马达110中感应电流。响应于正配置126，马达可以在第一方向130上旋转。响应于负配置128，马达可以在第二方向132上旋转。在第一方向130上的旋转可以引起沿着纵轴线104的支承部106中的第一运动134。在第二方向132上的旋转可以引起沿着纵轴线104的支承部106中的第二运动136。在操作中，驱动电路112可以可操作为响应于双向开关124的输入调节支承部106的位置。

轨道102可以通过至少一个紧固件138安装至例如机动车辆的B-柱或C-柱这样的车辆支柱。此外，支承部106可以机械地连接至D形环140。D形环140可以配置成支承例如安全带的肩部约束装置这样的车辆的安全约束装置。在示例性实施方式中，D形环140可以响应于至双向开关124的输入而沿着轨道102的纵轴线104移动以调节D形环的高度。在这种配置中，可以通过双向开关124的输入为乘员调节安全带的肩部约束装置的高度。

双向开关124可以位于机动车辆中的任何位置并且可以优选地位于容易接近车辆乘员的位置。尽管这里讨论了双向开关124，但任何其他合适的开关或输入可以应用于控制支承部106的位置。双向开关124可以位于乘员座椅控制面板、中央控制台、车门、仪表板或易接近车辆乘员的任何其他位置上。

双向开关124或任何其他合适的控制输入通常可以位于车辆乘员的前面。控制输入可以优选地位于机动车辆中使得处于静止就座位置的乘员可以访问控制输入并且便利地调节车辆安全约束装置的位置。通过合并可以便利地接近车辆乘员的控制输入，通过鼓励车辆乘员戴着车辆安全约束装置并调节车辆安全约束装置至适当的位置可以改进车辆安全约束装置的有效性。根据下面的实施方式，可以理解本公开的其他益处。

参考图2A，显示用于检测并且控制安全带高度的位置的系统202。系统可以包含配置成可滑动地接合支承部206的轨道204。支承部206可以连接至D形环208。D形环208可以配置成支承用于机动车辆的安全带的肩带。支承部206可以通过定位器212沿着轨道204的纵轴线210定位。耦接至定位器212的第一端部214，马达216可以连接至定位器212并且配置成旋转定位器212。响应于定位器212的旋转，可以沿着轨道204的纵轴线210调节支承部206的位置。

现在参考图2A和2B，马达216可以包含与马达控制器220通讯的定位装置218。马达控制器220可以进一步地与位置控制装置222通讯。位置控制装置222可以包含双向开关或如先前参考图1所讨论的任何其他合适的控制输入。定位装置218可以可操作为检测马达216的旋转。在一些实施方式中，定位装置可以包含可操作为检测马达216的旋转的传感器224。马达216的旋转可以通过传感器224监控和检测并且通讯至马达控制器220。可以用于传感器224的装置的类型的示例包括旋转型可变电阻器和霍尔效应传感器。

在一些实施方式中，齿轮226可以耦接至马达216并且配置成响应于马达216的旋转而旋转。传感器224可以定位在定位装置218中使得传感器224可以响应于齿轮226的旋转230检测齿轮226的至少一个齿228。响应于齿轮226的至少一个齿228的检测，传感器可以输出信号至马达控制器220。例如传感器信号232这样的来自传感器224的信号可以从传感器输出231通讯至马达控制器220。在操作中，通过监控和检测马达216的旋转，传感器224可以传递支承部206的位置的变化。

类似于参考图1介绍的实施方式，位置控制装置222可以实施为双向开关或配置成传递方向控制至马达控制器220的任何其他输入。位置控制装置222可以定位成使得车辆乘客可以从机动车辆中的静止就座位置访问位置控制装置222。在一些实施方式中，马达控制器220可以监控并且储存支承部206的位置。马达控制器可以通过从传感器输出231通讯的传感器信号232确定沿着轨道204的纵轴线210的支承部206的位置。

在一些实施方式中，可以基于与齿轮226的旋转有关的支承部206的相对位置来监控支承部206的位置。如先前所讨论，支承部206可以响应于定位器212的旋转而定位。响应于马达216的旋转，可以进一步地控制定位器212的旋转。由于定位误差，支承部206的相对位置可以随着时间的流逝而变化。这样的定位误差可起因于小的定位误差，小的定位误差由于定位装置218的有限分辨率而可以累积。定位误差还可由于马达控制器220的有限位置检测或马达控制器220的操作中的误差而累积。

为了保证随着时间的流逝的精确操作，校准传感器234可以与系统202集成在一起。通过调节206、212和226随着时间的流逝的任何滑动，校准传感器234保证来自位置控制器的精确报告。校准传感器234可以与马达控制器220通讯并且可操作为沿着轨道204的纵轴线210将支承部206定位于校准位置236。马达控制器220可以配置成完成校准程序以更新沿着轨道204的支承部206的储存位置。校准程序可以包含马达控制器220引起马达216旋转以进一步引起支承部206移动至校准传感器234的校准位置236。根据支承部206的检测，校准传感器234可以传递支承部206的存在至马达控制器220。从校准位置236，马达控制器220可以更新支承部206的位置以校正任何定位误差。虽然校准位置显示处于图2中的特定位置，但该位置可以基于特定应用或校准程序而变化。

在系统202操作期间的不同时期，可以更新系统202的校准程序。在一些实施方式中，校准程序可以响应于例如车辆乘员的检测这样的事件而发起。校准程序还可以响应于由机动车辆的控制系统发起的系统校验而激活。可以在例如服务访问、乘员离开车辆、乘员进入车辆等这样的预定时间实施系统校验。关于可以发起校准程序的一个或多个系统事件的各种信息可以通过机动车辆中的附加系统检测并且通讯至马达控制器220。

这里讨论的可操作为定位车辆安全约束装置的系统202和其他系统可以提供各种附加功能。例如，基于车辆乘员的一个或多个识别特征，可以检测车辆乘员。响应于车辆乘员的一个或多个识别特征，系统202可以通过调节支承部206的位置可操作为调节并且定位车辆安全带约束装置的位置。识别特征的一些示例可以包含乘员的面部的至少一部分、乘员的一个或多个特征的比例、乘员的轮廓、从一个或多个图像确定的任何形式的识别过程等。还可以通过比如语音识别和个人数字连接装置识别(例如，无线装置、移动电话、PDA(个人数字助理)等)这样的其他装置识别乘员。通过实施这里公开的系统和方法来检测和自动定位机动车辆中的至少一个肩部约束装置的高度，这里公开的系统202和其他系统可以为车辆乘员提供附加功能和舒适性。

参考图3A，显示用于检测和控制安全带高度的位置的系统302。为了清楚起见，一些组件从图3A中省略并且类似于参考图1和图2所描述的那些组件的组件可以同样如在上述实施方式中所应用。系统302总体上可以包含轨道304和配置成滑动地接合轨道304的支承部306。D形环307可以连接至支承部306并且配置成接合例如安全带的肩部约束装置这样的车辆的安全约束装置。类似于先前的实施方式，定位器308可以耦接至邻接第一端部的马达并且响应于马达的旋转可操作为定位支承部306。

在一些实施方式中，检测装置309可以包含磁阵列310。磁阵列310可以沿着轨道304的纵轴线311延伸。图3B显示磁阵列310的详细视图。磁阵列310是由多个磁体312、314、316、318、320、322、324、326、328、330、334、336和338组成。磁体312可以位于邻接支承部306的移动的上限并且磁体338可以位于邻接沿着轨道304的支承部306的移动的下限。磁体312-338的布置可以提供邻接移动的上限形成的第一磁极340和邻接移动的下限形成的第二磁极342。传感器344可以连接至支承部306或集成在支承部306中，使得支承部的移动可以通过传感器344检测。

传感器344可以包含磁阻传感器。传感器344可以邻接支承部306和磁阵列310定位，使得传感器344可以在沿着轨道304的纵轴线311的定位器的移动期间维持在邻接磁阵列。传感器344可以测量沿着磁阵列310延伸的磁场的极性的角。例如，由传感器344测量的邻接第一磁极340的磁场的极性的方向可以是实质上朝向第一磁极340指向的锐角。由传感器344测量的邻接磁阵列310的中间部分346的极性的方向可以是垂直于磁阵列310的角。最后，由传感器344测量的邻接磁阵列310的第二磁极342的磁场的极性的方向可以是朝向第二磁极342指向的锐角。这样，传感器344可以检测传感器344的位置并且同样检测支承部306的位置以测量沿着轨道304的D形环307的位置。

参考图3C，显示传感器344的电气框图。传感器344可以如先前所讨论的配置成测量磁阵列310的极性的角。传感器344可以可操作为检测磁阵列310的一部分347的极性的方向的变化。也就是说，传感器344可以响应于磁场348的取向350可操作为测量磁场348的极性的方向。传感器344可以通过与控制器354通讯的信号输出352输出信号。控制器可以配置成供给电力连接356和共有地线连接358至传感器344。在操作中，传感器344可以响应于在第一磁极340和第二磁极342之间的传感器344的位置输出线性变化的电压。图5显示来自传感器344的样本输出信号的示例。

参考图4，显示配置成用于检测安全带高度的位置的检测装置402。检测装置402可以实施为类似于先前参考图3所讨论的检测装置309。检测装置402总体上可以包含控制电路404和线圈阵列406。控制电路404可以与第一线圈发射器408和第二线圈发射器410通讯。控制电路404可以可操作为在第一线圈发射器408中感应第一交流(AC)电流和在第二线圈发射器410中感应第二AC电流。响应于第一线圈发射器408和第二线圈发射器410中感应的AC励激，可以生成沿着线圈阵列电路412的长度的线圈阵列406的电磁场。

控制电路404和线圈阵列电路412可以以一种或多种印刷电路板的形式制造。控制电路404可以包含可操作为测量第一AC电流和第二AC电流的相位的传感器414。靶线圈416可以配置成沿着线圈阵列电路412的纵轴线滑动并且可以连接至类似于支承部306的支承部或集成至类似于支承部306的支承部中。由于支承部和靶线圈416沿着线圈阵列电路412的纵轴线移动，第一AC电流和第二AC电流的电磁场可以感应地耦接至第一接收线圈418和第二接收线圈420。

第一接收线圈418和第二接收线圈420可以可操作为接收并且传递对应于第一AC信号的相位和第二AC信号的相位的相位变化至传感器414。由于靶线圈416沿着线圈阵列电路412的纵轴线移动，通讯至传感器414的相位可以变化。通过监控从第一接收线圈418和第二接收线圈420传送的信号，传感器414可以测量第一AC信号的相位和第二AC信号的相位的变化。响应于通讯的信号，传感器414可以通过识别靶线圈416和支承部的位置的信号输出422输出信号。支承部的位置然后可以根据本公开应用于定位D形环和安全带肩带的位置。

传感器414可以通过与控制器通讯的信号输出422输出信号。控制器可以配置成通过电力连接424和共有地线连接426供给电力。在操作中，传感器414可以响应于沿着线圈阵列电路412的纵轴线的靶线圈416的位置输出线性变化的电压。图5显示来自传感器414的样本输出信号。

参考图5，显示与来自传感器的信号输出的输出电压有关的用于安全带的肩带的支承部的位置的图形表示502。图5可以说明来自如先前所讨论的传感器344或传感器414的信号输出的示例。X-轴线504可以说明用于车辆中的肩部约束装置的支承部的高度位置。Y-轴线505可以说明传感器输出电压。支承部的移动可以对应于邻接支承部的移动下限506的低电压输出和邻接支承部的移动上限508的高电压信号。说明传感器电压输出关于相对于轨道的支承部的位置的线性关系。在这种描述中，电压范围从0.25伏特至4.75伏特。然而，可以以关系和电压变化的传感器输出信号在本公开的精神范围内。

参考图6，显示根据本公开的用于调节车辆安全约束装置的位置的方法602。一俟发起车辆启动604，方法602可以开始。响应于车辆点火、车门打开、乘员检测或由机动车辆的控制系统检测到的任何其他事件，可以发起车辆启动。车辆启动之后，通过检测车辆乘员606，方法602可以继续。可以通过各种方法检测车辆乘员。通过乘员接近或识别特征，可以检测车辆乘员。例如，通过内部照相机的光学识别过程、从密钥卡感测到的信号、对应于RFID标签的信号、用户输入或任何其他传感装置，可以确定车辆乘员的身份。

光学识别过程可以涉及位于车辆中的一个或多个光学传感器，并且光学传感器安装成使得一个或多个光学传感器的视场可以捕获车辆乘员的至少一部分的至少一个图像。检测车辆乘员可以包含搜寻关于识别乘员的至少一个特征的至少一个图像。例如，光学传感器或光学视觉系统可以捕获乘员的面部的至少一部分的图像并且基于面部识别算法确定乘员的身份或乘员的至少一个识别特征。面部识别算法可以通过与一个或多个光学传感器通讯的一个或多个处理器处理。这样，车辆乘员的身份可以确定以提供关于车辆乘员的一个或多个个性化设置。

在一些实例中，可能无法立即识别乘员。为了保证识别乘员，方法602可以等待乘员识别608。响应于正识别乘员610，通过访问乘员信息612，方法602可以继续。乘员信息可以储存在可操作为回顾至少一个记录的设置的存储器中。记录的设置可以包含安全带高度位置和与乘员有关的其他信息。存储器可以集成在机动车辆的一个或多个控制系统中。在一些实施方式中，记录的设置可以储存在用于检测和控制安全带高度的位置的系统的马达控制器的存储器中。响应于访问记录的设置的成功尝试，通过根据关于乘员的记录的设置调节肩部约束装置高度614，方法可以继续。

如果在步骤610没有识别乘员，安全带高度的位置可以调节至默认位置616。在一些实施例中，机动车辆的一个或多个控制系统可以包含用户界面。用户界面可以提示乘员定位肩部约束装置的高度的定位618。响应于对肩部约束装置的高度的手动输入的请求620，用户界面同样可以提示乘员定位肩部约束装置的高度。由乘员通过切换例如位置控制装置222这样的位置控制装置可以输入手动输入。一俟接收来自乘员的手动高度调节形式的输入，方法602可以通过承认并且接收手动高度调节输入622继续。最后，关于在步骤610中识别的特定乘员的高度调节位置，可以作为关于乘员的肩部约束装置位置记录至存储器中624。在一些实施方式中，这可以是用于记录乘员和当在步骤610中系统最初没有识别乘员时关于约束装置位置的乘员偏好的方法。

这里描述的各种实施方式可以提供各种益处。总之，通过使车辆乘员能够容易地调节车辆安全约束装置的高度，公开的系统可以提供增加安全性和舒适性。在一些实施方式中，系统可以响应于来自乘员的输入提供待回顾的至少一个记录的设置。至少一个记录的设置可以提供针对特定乘员待存储和采回顾的车辆安全约束装置。在又一实施方式中，这里公开的系统和方法可以提供可操作为识别乘员并且基于确定的或先前为乘员编程的一个或多个设置自动调节车辆安全约束装置的车辆安全约束装置系统。通过允许乘员适当地调节机动车辆中至少一个安全约束装置，这里提供的系统和方法可以提供附加乘员舒适性和改进的安全性。

这里描述的各种实施方式可以用作示例性实施方式，并且可以结合在本发明的精神范围内。这里讨论的系统和方法可以提供与定位车辆安全约束装置有关的各种优点。这里讨论的特定实施方式不应该认为是限制。可以理解的是，在不背离本发明构思的情况下，可以对上述结构作出变化和修改，并且进一步可以理解的是，这样的构思旨在通过下面的权利要求所覆盖，除非这些权利要求通过他们的语言另有明确规定。

Claims (10)

1.一种用于定位车辆安全带支承部的装置，包含：

轨道；

配置成沿着轨道滑动的支承部；

耦接至支承部的定位器；

耦接至定位器并且可操作为调节支承部的位置的致动器；以及

与致动器通讯的输入，其中致动器可操作为响应于输入调节支承部的位置。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包含可操作为记录定位器的多个位置的控制器。

3.根据权利要求2所述的装置，进一步包含乘员识别符，其中控制器可操作为响应于乘员识别回顾多个位置中的每一个。

4.根据权利要求3所述的装置，其中乘员识别通过乘员识别装置通讯至控制器。

5.根据权利要求4所述的装置，其中乘员识别装置包含配置成区别乘员的特征中的至少一个的光学视觉系统。

6.一种用于定位车辆安全带支承部的系统，包含：

轨道；

配置成沿着轨道滑动的支承部；

耦接至定位器的致动器，致动器可操作为通过定位器沿着轨道的纵轴线调节约束装置支承部的位置；以及

可操作为沿着纵轴线定位支承部的定位装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其中致动器包含马达并且定位装置可操作为检测马达的旋转。

8.根据权利要求7所述的系统，其中通过可操作为检测与马达旋转连通的多个齿轮齿的接近度的传感器，检测马达的旋转。

9.根据权利要求6所述的系统，进一步包含沿着轨道的纵轴线定位的磁阵列。

10.根据权利要求9所述的系统，其中磁阵列包含多个沿着轨道的纵轴线分布的均匀隔开的磁极。