CN109263596B

CN109263596B - 卷收器及安全带卷绕装置

Info

Publication number: CN109263596B
Application number: CN201811156745.1A
Authority: CN
Inventors: 李鑫; 涂俊
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2035-03-12
Also published as: CN106032136A; CN106032136B; CN109263596A

Abstract

本发明提供了一种卷收器及安全带卷绕装置，该卷收器包括：卷簧，固定于安全带卷绕装置的框架的一侧安装板上并连接在安全带卷绕装置的卷绕轴的一端，用于回转卷绕轴进而回收织带；电机，固定于框架上并通过一传动装置与卷绕轴的一端连接，用于回转卷绕轴进而回收织带；阻尼装置，用于在织带剩余回卷量达到预设值提供阻碍织带回卷的阻尼力。根据本发明的卷收器，在织带剩余回卷量达到预设值之前，通过电机与卷簧的共同作用，可以使得织带回卷速度稳定的均匀上升和下降，在织带剩余回卷量达到预设值时，阻尼装置开始介入，提供阻碍织带回卷的阻尼力，以降低织带的回卷速度，直到织带的回卷速度为零，整个过程中织带运行平稳。

Description

卷收器及安全带卷绕装置

本申请是申请号为201510108726.1，申请日为20150312，发明名称为卷收器、安全带卷绕装置及安全带卷绕控制方法的分案申请。

技术领域

本发明属于车辆座椅安全带装置技术领域，特别是涉及一种卷收器及安全带卷绕装置。

背景技术

现有的安全带卷绕装置其卷收器从卷收方法上来区分，可分为卷簧卷绕(第一类)和卷簧加电机卷绕(第二类)这两类。

如图9所示，第一类卷收器由于仅使用卷簧回卷织带，使得卷簧卷收织带力很大，导致回收织带过程织带一直以较大的加速度进行加速，参见图9，第一类卷收器的回卷速度(图中为一类回卷速度V1)的变化趋势为加速到最高点然后在极短的时间内减小到0，整个过程在较短的T2时间内完成，回卷结束时锁舌以很大的速度与护板或其它部件发生碰撞，通过碰撞减速作用使一类回卷速度V₁减小到0，这样，由于部件之间的碰撞产生很大的噪声和划痕等，并且由于卷簧力很大，一些情况下第一类卷收器在回卷织带时甚至会出现锁舌和织带抛飞的现象，用户体验很差。

如图9所示，优化后的一类回卷速度V₁₁，通过卷簧力的设计优化减小回卷速度的上升加速度，这样，整个回卷时间在较长的T5时间内完成，但是，优化后的一类回卷速度V₁₁的变化趋势仍然为加速到最高点然后在极短的时间内减小到0，可见，优化后的一类卷收器，仍然无法解决上述问题。

理想的卷收器回卷速度(即图9中的理论舒适性回卷速度Vc)应当是回卷速度先稳定的上升，再稳定的下降，可见，一类卷收速度V1与理论舒适性回卷速度Vc相去甚远，因而，第一类卷收器的织带回卷过程很难满足乘员的舒适度要求。

于是通过改进出现了第二类卷收器，使用电机和卷簧双部件回卷织带，这样可以借由电机对织带回卷速度做出一定的控制，如图10所示，此类控制包含了四个区间，即0至T1的卷簧单独作用区间，T1至T2的电机介入回卷区间，T2至T4的电机降速调节区间，T4至T5的碰撞减速作用区间，但是，从图10中可以看出，受电机性能及成本的限制，电机的降速作用有限，可见，这种方式也仅是对前者稍作改动，从图10中可以看出，第二类卷收器的回卷速度(图中为二类回卷速度V₂)与理论舒适性回卷速度Vc偏离较远，表明现有的第二类卷收器的织带回卷过程舒适度效果虽然稍有改善，但是，依然远不能满足乘员的舒适要求。

这是由于，现有的卷簧加电机卷绕的卷收器(第二类卷收器)，为了保证卷收器在所有工况下的舒适性，对卷簧力进行了一定的限定，这样即使回卷织带时电机介入，但其对织带回卷的减速影响有限，同时因为电机与卷带筒之间是通过单向离合器机构关联的缘故，导致通过电机低速来减速卷绕机构回卷速度的效果变得不稳定，尤其是在减速到一定程度时(即回卷时间到达T3这点)，单向离合器就可能实现了解锁，使得减速不能持续进行，到后来回卷速度又会提上来(见图10中的T3至T4区间)。

因而，第二类卷收器，由于电机的减速作用可以一定程度上缓解第一类卷收器的卷绕产生的不良情况，但是，织带回卷速度不够平稳，且在电机减速过程中出现回卷速度不降反升的情况，织带回卷整个过程很难满足乘员的舒适度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的卷收器其卷收器在回卷织带的过程中织带回卷速度不够平稳，织带回卷过程很难满足乘员的舒适度要求的缺陷，提供一种卷收器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种卷收器，包括：

卷簧，固定于安全带卷绕装置的框架的一侧安装板上并连接在安全带卷绕装置的卷绕轴的一端，用于回转所述卷绕轴进而回卷织带；

电机，固定于所述框架上并通过一传动装置与所述卷绕轴的一端连接，用于回转所述卷绕轴进而回卷织带；

阻尼装置，用于在织带剩余回卷量达到预设值时提供阻碍织带回卷的阻尼力；

所述阻尼装置为一带轮减速机构，所述带轮减速机构包括与所述卷绕轴一体转动的主轮、绕设在所述主轮上的皮带及辅轮，所述皮带的一端固定在所述框架的一侧安装板上，另一端固定在所述辅轮上，所述辅轮的中心设置有旋转轴，所述旋转轴的一端滑动设置在所述框架的一侧安装板所形成的辅轮槽中，所述辅轮在织带剩余回卷量达到预设值时与织带接触并被推动沿着所述辅轮槽向外运动，进而拉紧所述皮带，以使得所述皮带和主轮接触产生摩擦，以此提供阻碍织带回卷的阻尼力。

进一步地，所述阻尼装置阻碍织带回卷的阻尼力随着织带剩余回卷量的减少而增大。

根据本发明的卷收器，在织带剩余回卷量达到预设值之前，通过电机与卷簧的共同作用，可以使得织带回卷速度稳定的均匀上升和下降，并且在织带剩余回卷量达到预设值时，阻尼装置开始介入，提供阻碍织带回卷的阻尼力，以降低织带的回卷速度，直到织带的回卷速度为零(即织带停止回卷)，由此消除或减少了锁舌与车内其它部件的碰撞和划痕，并且，选取织带剩余回卷量作为调节过程中各个动力源(卷簧、电机及阻尼装置)的介入条件，织带的回卷路径也由此可控，杜绝了织带回收被拌住、挂住异物等情况的发生，整个过程中，织带运行平稳，最大程度上趋近于乘员感觉最舒适的织带回卷过程(即回卷速度曲线最接近理论舒适性回卷速度曲线)。

另外，本发明还提供了一种安全带卷绕装置，其包括上述的卷收器。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的安全带卷绕装置的结构示意图；

图2是图1的另一视角图(去掉传动装置及卷簧)；

图3是阻尼面与织带刚好接触时的示意图；

图4是阻尼面及定位面同时与织带接触时的示意图；

图5是本发明一实施例提供的卷收器一种形式的阻尼装置的结构示意图；

图6是本发明另一实施例提供的卷收器另一种形式的阻尼装置的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的卷收器其回卷速度V曲线、织带回卷量L曲线及织带剩余回卷量L0曲线的示意图；

图8是本发明一实施例提供的卷收器其回卷速度V曲线与理论舒适性回卷速度Vc曲线、二类回卷速度V₂曲线的对比图；

图9是现有的第一类卷收器的回卷速度V₁曲线及优化后的一类回卷速度V₁₁曲线与理论舒适性回卷速度Vc曲线的对比图；

图10是现有的第二类卷收器的回卷速度V₂曲线与理论舒适性回卷速度Vc曲线的对比图；

图11是本发明提供的安全带卷绕控制方法的流程图。

附图标记说明：

10、框架；101、安装板；102、滑槽；103、安装板；104、辅轮槽；20、卷绕轴；30、织带；1、卷簧；2、电机；3、传动装置；4、阻尼装置；41、阻尼体；411、第一角端；412、第二角端；4121、第一定位柱；4122、第二定位柱；413、阻尼面；414、定位面；4141、第一定位面；4142、第二定位面；42、弹簧；43、定位杆；44、导向柱；45、第一转轴；46、第二转轴；5、阻尼装置；51、主轮；52、皮带；53、辅轮；54、旋转轴。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图6所示，本发明一实施例提供的卷收器，包括卷簧1、电机2及阻尼装置。

本实施例中，所述卷簧1，固定于安全带卷绕装置的框架10的一侧安装板101上并连接在安全带卷绕装置的卷绕轴20的一端，用于回转所述卷绕轴进而回卷织带30。

本实施例中，所述电机2，固定于所述框架10上并通过一传动装置3与所述卷绕轴20的一端连接，用于回转所述卷绕轴20进而回卷织带30。传动装置3例如是齿轮传动装置、链条传动装置或皮带传动装置。

本实施例中，阻尼装置4，用于在织带剩余回卷量达到预设值时提供阻碍织带回卷的阻尼力。优选地，所述阻尼装置4阻碍织带回卷的阻尼力随着织带剩余回卷量的减少而增大，即越接近回卷完成，阻尼装置4对织带30的阻尼力越大。

本实施例中，如图2至图5所示，所述阻尼装置4包括设置在所述框架10中的阻尼体41、设置在所述阻尼体41上的转动连接件及弹簧42，所述阻尼装置4通过所述转动连接件转动连接在所述框架10中，所述阻尼体41具有朝向织带30突出的第一角端411与第二角端412，所述第一角端411的外侧形成有阻尼面413，所述第二角端412的外侧形成有定位面414，所述弹簧42的一端支承在所述第一角端411上，另一端支承在所述框架11上，所述阻尼面413在织带剩余回卷量达到预设值时与织带摩擦以提供阻碍织带回卷的阻尼力，所述定位面414在织带剩余回卷量接近零时与织带摩擦以使得织带停止回卷。

上述的织带剩余回卷量的预设值，在物理上，由第一角端的结构(尺寸、形状及初始位置)、织带的长度(厚度)等参数决定，通过上述参数的设计，可以使得织带回卷量(回卷长度或厚度)达到一定值时开始与第一角端的阻尼面接触，因而，上述织带剩余回卷量的预设值即为织带的总回卷量与织带刚接触阻尼面时的回卷量之间的差值。

另外，定位面414的作用原理如下：

当织带回卷量接近0时，弹簧压缩达到最大值，阻尼面对织带的摩擦力最大，通过设计合适的弹簧，使得当定位面刚接触织带时，织带即能够停止回卷，这样相当于实现了织带回卷的定位。而传统的卷收器，织带回卷具有一定的余量，即织带每次回卷完成后，织带的停止位置可能是有不同的。

当然，在其它实施例中，也可以不设置第二角端412及定位面414。

本实施例中，如图2至图5所示，所述第一角端411的一端向外突出形成有定位杆43，所述定位杆43的外侧形成有导向柱44，，所述弹簧42容纳在所述框架10的另一侧安装板103上开设的滑槽102中，所述弹簧42套在所述导向柱44上，所述弹簧42的一端支承在所述定位杆43上，另一端支承在所述滑槽102的沿长度方向的一端内壁上，进而在初始状态将所述定位杆43推向与所述滑槽102的沿长度方向的另一端内壁相抵接，实现阻尼装置4初始状态的定位，导向柱44起导向功能，使得弹簧42在运行过程中在中心线方向上不会与框架10接触，避免了弹簧42与框架10之间的摩擦和受力，避免产生噪声，延长了零件的使用寿命。

本实施例中，所述第二角端412包括间隔的第一定位柱4121及第二定位柱4122，所述定位面414包括分别形成在所述第一定位柱4121及第二定位柱4122外侧表面的第一定位面4141及第二定位面4142；所述转动连接件包括设置在所述第一定位柱4121外侧的第一转轴45及设置在所述第二定位柱4122外侧的第二转轴46，所述第一转轴45及第二转轴46同轴设置，所述第一转轴46转动连接在所述框架10的一侧安装板101上，所述第二转轴转动连接在所述框架10的另一侧安装板103上。第一转轴45及第二转轴46上均设置有阶梯面，以实现阻尼装置4在框架10中的定位。

本实施例中，第一定位面4141及第二定位面4142之间被挖空(不连续)，一是可以减小第二角端412的重量，使得更多的受力点在阻尼面504这端(第一角端411)，增强阻尼效果；二是为了使得阻尼体41在装配时能够产生一定的变形，以便于阻尼装置4的装配。

本实施例的阻尼装置4，使得安全带卷绕装置在卷收织带到一定程度时会受到阻尼作用而减速，同时伴随卷绕的织带越长(即织带剩余回卷量越少)阻尼效果越明显，最终将织带回卷速度降到接近零时由定位面协同将卷收装置的运动停止并定位在框架上；当拉出织带时，随着织带的拉出阻尼的效果逐渐减弱直至消失，不会影响用户的织带拉出体验，反而在织带的拉出、回卷操作中，给用户一种拉出推送、回卷吸入的舒适感，提高了用户体验。

本方案的阻尼装置4可以作为独立功能模块被装配到总成上，可单独实现对织带的回卷减速和定位功能，也可以配合电机、卷簧共同控制织带的卷绕，达到客户的更高舒适度需求。

根据本发明上述实施例的卷收器，如图7所示，在织带剩余回卷量达到预设值L2之前(图7中时间T4之前)，通过电机与卷簧的共同作用，可以使得织带回卷速度稳定的均匀上升和下降，并且在织带剩余回卷量达到预设值L2时，电机停止，阻尼装置开始介入，提供阻碍织带回卷的阻尼力，以稳定地降低织带的回卷速度，直到织带的回卷速度为零(即织带停止回卷)，由此消除或减少了锁舌与车内其它部件的碰撞和划痕，并且，选取织带剩余回卷量作为调节过程中各个动力源(卷簧、电机及阻尼装置)的介入条件，织带的回卷路径也由此可控，杜绝了织带回收被拌住、挂住异物等情况的发生，如图8所示，整个过程中，织带运行平稳，最大程度上趋近于乘员感觉最舒适的织带回卷过程(即图8中的回卷速度V曲线最接近理论舒适性回卷速度曲线Vc)。

另外，在图6所示的实施例中，提供了另一种形式的阻尼装置5。在该实施例中，所述阻尼装置5为一带轮减速机构，所述带轮减速机构包括与所述卷绕轴20一体转动的主轮51、绕设在所述主轮51上的皮带52及辅轮53，所述皮带52的一端521固定在所述框架(图6中未示出)的一侧安装板上，另一端522固定在所述辅轮53上，所述辅轮53的中心设置有旋转轴54，所述旋转轴54的一端滑动设置在所述框架的一侧安装板所形成的辅轮槽104中，所述辅轮53在织带剩余回卷量达到预设值时与织带30接触并被推动沿着所述辅轮槽104向外运动，进而拉紧所述皮带52，以使得所述皮带52和主轮51接触产生摩擦，以此提供阻碍织带回卷的阻尼力。

当然，阻尼装置还可以有其它形式，只要能够在织带剩余回卷量达到预设值时提供阻碍织带回卷的阻尼力即可。

另外，本发明还提供了一种安全带卷绕装置，其包括上述的卷收器。当然，除此之外，安全带卷绕装置还应当包括其它常规部件。

另外本发明还提供了一种安全带卷绕控制方法，包括：

S1、卷收器的电控单元检测点火开关的档位状态和安全带带扣锁止状态。

S2、卷收器的电控单元在检测到点火开关处于非启动档且安全带带扣处于解锁状态时，发出信号给电机驱动器以启动电机，电机与卷簧一起带动卷绕轴回卷织带；此处点火开关的非启动档指的是指，off档、acc档及IG-on，启动档以ST档表示。

S3、在织带剩余回卷量达到预设值时，提供一阻碍织带回卷的阻尼力。

本实施例中，在步骤S1之前还包括以下步骤：

S0、在车辆减速度达到预设的减速度时，唤醒卷收器的电控单元。

本实施例中，步骤S2具体为：

卷收器的电控单元在检测到点火开关处于非启动档且安全带带扣处于解锁状态时，发出信号给电机驱动器以启动电机，通过电机的反馈调节机制，电机驱动器实时控制电机的转速，使得电机与卷簧一起带动卷绕轴以均匀上升的回卷速度回卷织带。

本实施例中，步骤S2与步骤S3之间还包括以下步骤：

S23、在织带回卷至预设的第一回卷量时，电机减速旋转，通过电机的反馈调节机制，电机驱动器实时控制电机的转速，使得电机与卷簧一起带动卷绕轴以均匀下降的回卷速度回卷织带。

本实施例中，步骤S3具体为：

在织带剩余回卷量达到第一预设值时，设置在卷绕器中的阻尼装置开始介入，通过阻尼装置摩擦回卷的织带，提供一阻碍织带回卷的阻尼力，以进一步减小织带回卷速度，直至织带停止回卷。

本实施例中，步骤S3中，在阻尼装置开始介入的同时，电机停止工作。

本实施例中，阻尼装置阻碍织带回卷的阻尼力随着织带剩余回卷量的减少而增大。

当然，在其它实施例中，步骤S1中，卷收器的电控单元还可以检测点火开关的档位状态，步骤S2中，在卷收器的电控单元检测到点火开关处于非启动档且安全带带扣处于解锁状态时，才发出信号给电机驱动器以启动电机。

参见图7及图11，根据本发明上述实施例的安全带卷绕控制方法，车辆实时判断当前的减速度a是否小于预设的减速度a0，在车辆减速度达到预设的减速度时(即a小于a0不成立时)，唤醒卷收器的电控单元(图11中的卷收器ECU)，卷收器的电控单元实时检测点火开关的档位状态和安全带带扣锁止状态，当卷收器的电控单元在检测到点火开关处于非启动档(非ST档)且安全带带扣处于解锁状态时，发出信号给电机驱动器以启动电机，由于电机的启动需要一定时间，因而0至T1时间点这一区间为卷簧单独作用区间，此区间回卷速度V近似均匀下降，T1之后，电机开始介入，T1至T2的区间为电机介入回卷区间，在此区间，通过电机的反馈调节机制，电机驱动器实时控制电机的转速，使得电机与卷簧一起带动卷绕轴以均匀上升的回卷速度回卷织带，即图11中，通过控制将回卷加速度稳定在a1(即图11中回卷加速度a小于a1成立，电机驱动器就发挥调节机制)；到达T2时间点时，织带剩余回卷量达到第一预设值L1，电机减速旋转，通过电机的反馈调节机制，电机驱动器实时控制电机的转速，使得电机与卷簧一起带动卷绕轴以先均匀上升再均匀下降的回卷速度回卷织带(电机减速调节作用开始的一小段时间内织带回卷速度仍然是增加的)，即图11中，通过控制将回卷加速度稳定在a2(即图11中回卷加速度a小于a2成立，电机驱动器就发挥调节机制)，T2至T3的区间为电机减速调节区间；这样，在0至T3区间，通过电机与卷簧的共同作用，可以使得织带回卷速度稳定的均匀上升和下降；到达T3时间点时，织带剩余回卷量达到预设值L2，电机停止转动，阻尼装置开始介入，提供阻碍织带回卷的阻尼力，以降低织带的回卷速度，直到织带的回卷速度为零(即织带停止回卷)，T3至T4区间为阻尼减速作用区间，此区间，织带回卷速度均匀下降；T4至T5区间为碰撞减速作用区间，由图7可知，在到达此区间时，织带的速度基本接近于0，这样，锁舌与车内其它部件的碰撞很轻微(甚至于没有)，由此消除或减少了锁舌与车内其它部件的碰撞和划痕，并且，选取织带剩余回卷量作为调节过程中各个动力源(卷簧、电机及阻尼装置)的介入条件，织带的回卷路径也由此可控，杜绝了织带回收被拌住、挂住异物等情况的发生，整个过程中，织带运行平稳，最大程度上趋近于乘员感觉最舒适的织带回卷过程(即图8中的回卷速度V曲线最接近理论舒适性回卷速度曲线Vc)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种卷收器，包括：

其特征在于，所述卷收器还包括阻尼装置，用于在织带剩余回卷量达到预设值时提供阻碍织带回卷的阻尼力；

2.根据权利要求1所述的卷收器，其特征在于，所述阻尼装置阻碍织带回卷的阻尼力随着织带剩余回卷量的减少而增大。

3.一种安全带卷绕装置，其特征在于，包括权利要求1或2所述的卷收器。