CN109591753A - 主动式儿童安全气囊拉带控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种主动式儿童安全气囊拉带控制装置包括电机、传动轴、卷收装置和旋转传递装置。所述电机驱动传动轴转动，所述传动轴与卷收装置固定连接。所述旋转传递装置包括滚动轴承、壳体、旋转连接柱、电磁铁和衔铁。所述旋转连接柱、电磁铁和衔铁收容于壳体内，所述旋转连接柱分布在电磁铁的圆周上，对应于旋转连接柱布置的位置，所述衔铁的圆周上设有连接槽。传动轴通过滚动轴承与壳体连接，所述传动轴与旋转连接柱固定连接，衔铁能够在电磁铁通电状态下靠近电磁铁且在电磁铁断电状态下远离电磁铁，所述卷收装置与所述拉带相连。本发明通过电机提供动力输出，以旋转传递装置将旋转圈数进行圈数的传递。

Description

主动式儿童安全气囊拉带控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，尤其是一种主动式儿童安全气 囊拉带控制装置及其控制方法。

背景技术

校车成为目前大多数学龄期儿童上下学的第一选择。但是 目前国内小车额管理体制存在诸多问题再加上学龄期儿童的 自我保护意识较为薄弱，从而导致近些年校车事故频发，因校 车安全事故受到不可修复的伤害的学龄期儿童和家庭也逐年 增加。

校车的乘员约束系统是保护儿童乘员的重要环节。现行的 校车的乘员约束系统的结构存在不足，在校车的正面碰撞或紧 急制动等工况下，能够起到保护作用的系统部件只有座椅、安 全带以及前排座椅。大部分校车按照《专用校车安全技术标准》 的要求，配置了《机动车成年乘员用安全带和约束系统》中规 定的两点式腰带安全带。一些较好的校车配备了三点式安全 带。这些措施都是基于成年人的身材设计开发的，对儿童的保 护效果会大打折扣，同时由于学龄期儿童的身体正处于身体发 育的重要阶段，身体机能不能达到成人的身体水平，这些乘员 约束系统在校车发生碰撞时对儿童乘员造成二次伤害。

目前，国内外对提高校车安全性的研究主要是针对校车本 身车体结构的强化、采用驾驶辅助系统、智能驾驶系统以及通 过强化法律法规进一步规范校车的定位和运行，而没有对小车 乘员约束系统进行优化。

现有技术中的安全气囊自动控制装置，其不足之处在于： 不能回收拉带，仅仅在安全气囊展开过程中控制拉带的伸长 量；只有两根拉带，只能控制在两个方向上的安全气囊的形状； 由于传统安全气囊是点爆式的，在安全气囊工作的瞬间会产生 巨大的力，该专利所述的拉带控制装置可能会发生失效。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种主动式儿童安全气囊 拉带控制装置其控制方法，其能够调整主动式儿童安全气囊的 展开包形，实现对具备不同身材以及体型特征分儿童成员提供 最佳的保护效果。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案一是：一种 主动式儿童安全气囊拉带控制装置，布置在盒体中，气囊袋收 纳于盒体内且能够弹出盒体外，气囊袋上连接有拉带，包括电 机、传动轴、卷收装置和旋转传递装置，所述电机驱动传动轴 转动，所述传动轴与卷收装置固定连接，所述旋转传递装置包 括滚动轴承、壳体、旋转连接柱、电磁铁和衔铁，所述旋转连 接柱、电磁铁和衔铁收容于壳体内，所述旋转连接柱分布在电 磁铁的圆周上，对应于旋转连接柱布置的位置，所述衔铁的圆 周上设有连接槽，传动轴通过滚动轴承与壳体连接，所述传动 轴与旋转连接柱固定连接，衔铁能够在电磁铁通电状态下靠近 电磁铁且在电磁铁断电状态下远离电磁铁，所述卷收装置与所 述拉带相连。

作为本发明技术方案一的进一步改进，所述旋转连接柱为 均匀分布在电磁铁圆周上的四个旋转连接柱，对应的，所述连 接槽也为均匀分布在衔铁圆周上的四个连接槽。

作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机包括位于 最外端的第一电机和第二电机，所述卷收装置包括位于第一电 机和第二电机之间的第一卷收装置、第二卷收装置以及第三卷 收装置，所述旋转传递装置包括设于第一卷收装置、第二卷收 装置之间的第一旋转传递装置以及设于第二卷收装置、第三卷 收装置之间的第二旋转传递装置，第一卷收装置、第二卷收装 置以及第三卷收装置上分别布置有两根拉带。

作为本发明技术方案一的进一步改进，还包括分别支撑第 一电机和第二电机的两个第一支撑台以及分别支撑第一旋转 传递装置和第二旋转传递装置的两个第二支撑台。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案二是：一种 主动式儿童安全气囊拉带控制装置的控制方法，包括以下步 骤：

步骤一：主动式儿童安全气囊系统检测儿童乘员的体重， 根据体重判断乘坐该座椅的乘员是否为儿童，若是，进入步骤 二；

步骤二：主动式儿童安全气囊系统检测儿童乘员的坐姿， 根据检测到的儿童乘员坐姿状态，计算分析儿童乘员的坐姿高 度和宽度尺寸以及儿童乘员与前排座椅的距离信息；

步骤三：根据步骤二中得到的儿童乘员的坐姿以及体型信 息，同时结合储存在主动式儿童安全气囊系统中的主动式儿童 安全气囊包形进行匹配，确定适合该名儿童乘员的安全气囊包 形，由此计算需要形成该包形的各个方向上拉带需要伸长的尺 寸信息，以及为使拉带伸长到这种伸长量卷收装置所需要旋转 的圈数信息n1、n2、n3；

步骤四：主动式儿童安全气囊系统控制进气阀进气使气囊 袋开始充气膨胀，根据各个卷收装置的旋转圈数匹配电机的控 制策略，并由主动式儿童安全气囊系统给电机发送启动信号， 电机开始启动，所述电机的控制策略为：根据第一卷收装置、 第二卷收装置、第三卷收装置旋转的圈数n1、n2、n3，判断 n2是否大于n1，若大于，第一电机和第一旋转传递装置启动， 当第一电机输出圈数达到n1时，第一电机停止工作，第二电 机和第二旋转传递装置开始工作，第二电机输出圈数达到 n1-n2，第二旋转传递装置停止工作、第一电机继续工作，当 第二电机输出圈数达到n3时，气囊袋就展开成理想包形；若 小于，第一电机启动、第一旋转传递装置启动，当第一电机输 出的圈数达到n2时，第一旋转传递装置停止工作、第一电机 继续工作、第二电机开始工作，当第一电机输出圈数达到n1， 第一电机停止工作，当第二电机输出圈数达到n3时，第二电 机停止工作，气囊袋展开成理想包形。

本发明的有益效果是：本发明主动式儿童安全气囊拉带控 制装置，通过电机提供动力输出，以旋转传递装置将旋转圈数 进行圈数的传递。本发明的用于主动式儿童安全气囊的拉带控 制装置具有如下有益效果：能够在六个方向控制拉带伸长量， 从而在这六个方向上控制气囊袋的包形；通过电机驱动拉带的 回收，实现气囊袋的快速收缩，提高气囊袋回收效率；不存在 拉带伸长或回收过程装置失效的问题。

附图说明

图1为本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置的结构 示意图；

图2为本发明拉带控制装置涉及的主动式儿童安全气囊 整体布置示意图；

图3为本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置的旋转 传递装置示意图。

图4为本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置的拉带 控制流程图。

图5为本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置的电机 控制策略流程图。

对照以上附图，作如下补充说明：

1---电机 1a---第一电机

1b---第二电机 2---传动轴

3---卷收装置 3a---第一卷收装置

3b---第二卷收装置 3c---第三卷收装置

4---旋转传递装置 4a---第一旋转传递装置

4b---第二旋转传递装置 5---第一支撑台

6---第二支撑台 7---滚动轴承

8---壳体 9---旋转连接柱

10---电磁铁 11---衔铁

111---连接槽 12---气囊袋

13---盒体 14---拉带

具体实施方式

请参考图1至图3，一种主动式儿童安全气囊拉带控制装 置，布置在盒体13中，气囊袋12收纳于盒体13内且能够弹 出盒体13外，气囊袋12上连接有拉带14。本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置包括电机1、传动轴2、卷收装置3 和旋转传递装置4。所述电机1驱动传动轴2转动，所述传动 轴2与卷收装置3固定连接。所述旋转传递装置4包括滚动轴 承7、壳体8、旋转连接柱9、电磁铁10和衔铁11，所述旋转 连接柱9、电磁铁10和衔铁11收容于壳体8内。所述旋转连 接柱9分布在电磁铁10的圆周上，对应于旋转连接柱9布置 的位置，所述衔铁11的圆周上设有连接槽111。传动轴2通 过滚动轴承7与壳体8连接，所述传动轴2与旋转连接柱9 固定连接，衔铁11能够在电磁铁10通电状态下靠近电磁铁 10且在电磁铁10断电状态下远离电磁铁10，所述卷收装置3 与所述拉带14相连。

优选实施方式中，所述旋转连接柱9为均匀分布在电磁铁 10圆周上的四个旋转连接柱，对应的，所述连接槽111也为 均匀分布在衔铁11圆周上的四个连接槽。

所述电机1包括位于最外端的第一电机1a和第二电机 1b，所述卷收装置3包括位于第一电机1a和第二电机1b之间 的第一卷收装置3a、第二卷收装置3b以及第三卷收装置3c， 所述旋转传递装置4包括设于第一卷收装置3a、第二卷收装 置3b之间的第一旋转传递装置4a以及设于第二卷收装置3b、 第三卷收装置3c之间的第二旋转传递装置4b，第一卷收装置 3a、第二卷收装置3b以及第三卷收装置3c上分别布置有两根 拉带14。即，优选实施方式中，每个卷收装置3上分别布置 有两根拉带14，从而本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装 置能够在六个方向控制拉带14的伸长量，从而在六个方向上 控制气囊袋12的包形。

本发明还包括分别支撑第一电机1a和第二电机1b的两个 第一支撑台5以及分别支撑第一旋转传递装置4a和第二旋转 传递装置4b的两个第二支撑台6，从而起到支撑作用。

请参考图4及图5，本发明主动式儿童安全气囊拉带控制 装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：主动式儿童安全气囊系统(ACU)检测儿童乘员 的体重，根据体重判断乘坐该座椅的乘员是否为儿童，若是， 进入步骤二；

步骤二：主动式儿童安全气囊系统(ACU)检测儿童乘员 的坐姿，根据检测到的儿童乘员坐姿状态，计算分析儿童乘员 的坐姿高度和宽度尺寸以及儿童乘员与前排座椅的距离信息；

步骤三：根据步骤二中得到的儿童乘员的坐姿以及体型信 息，同时结合储存在主动式儿童安全气囊系统(ACU)中的主 动式儿童安全气囊包形进行匹配，确定适合该名儿童乘员的安 全气囊包形，由此计算需要形成该包形的各个方向上拉带14 需要伸长的尺寸信息，以及为使拉带14伸长到这种伸长量卷 收装置3a、3b、3c所需要旋转的圈数信息n1、n2、n3；

步骤四：主动式儿童安全气囊系统(ACU)控制进气阀进 气使气囊袋12开始充气膨胀，根据各个卷收装置3a、3b、3c 的旋转圈数匹配电机1的控制策略，并由主动式儿童安全气囊 系统(ACU)给电机1发送启动信号，电机1开始启动，所述 电机1的控制策略为：根据第一卷收装置3a、第二卷收装置3b、第三卷收装置3c旋转的圈数n1、n2、n3，判断n2是否 大于n1，若大于，第一电机1a和第一旋转传递装置4a启动， 当第一电机1a输出圈数达到n1时，第一电机1a停止工作， 第二电机1b和第二旋转传递装置4b开始工作，第二电机1b 输出圈数达到n1-n2，第二旋转传递装置4b停止工作、第一 电机1a继续工作，当第二电机1b输出圈数达到n3时，气囊 袋12就展开成理想包形；若小于，第一电机1a启动、第一旋 转传递装置4a启动，当第一电机1a输出的圈数达到n2时， 第一旋转传递装置4a停止工作、第一电机1a继续工作、第二 电机1b开始工作，当第一电机1a输出圈数达到n1，第一电 机1a停止工作，当第二电机1b输出圈数达到n3时，第二电 机1b停止工作，气囊袋12展开成理想包形。

本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置，通过电机1 提供动力输出，以旋转传递装置4将旋转圈数进行圈数的传 递。本发明主动式儿童安全气囊拉带控制装置具有如下有益效 果：能够在多个方向控制拉带14的伸长量，从而在多个方向 上控制气囊袋12的包形；通过电机1驱动拉带14的回收，实 现气囊袋12的快速收缩，提高气囊袋12回收效率；不存在拉 带14伸长或回收过程装置失效的问题。

Claims (5)

1.一种主动式儿童安全气囊拉带控制装置，布置在盒体中，气囊袋收纳于盒体内且能够弹出盒体外，气囊袋上连接有拉带，其特征是：包括电机、传动轴、卷收装置和旋转传递装置，所述电机驱动传动轴转动，所述传动轴与卷收装置固定连接，所述旋转传递装置包括滚动轴承、壳体、旋转连接柱、电磁铁和衔铁，所述旋转连接柱、电磁铁和衔铁收容于壳体内，所述旋转连接柱分布在电磁铁的圆周上，对应于旋转连接柱布置的位置，所述衔铁的圆周上设有连接槽，传动轴通过滚动轴承与壳体连接，所述传动轴与旋转连接柱固定连接，衔铁能够在电磁铁通电状态下靠近电磁铁且在电磁铁断电状态下远离电磁铁，所述卷收装置与所述拉带相连。

2.根据权利要求1所述的主动式儿童安全气囊拉带控制装置，其特征是：所述旋转连接柱为均匀分布在电磁铁圆周上的四个旋转连接柱，对应的，所述连接槽也为均匀分布在衔铁圆周上的四个连接槽。

3.根据权利要求1所述的主动式儿童安全气囊拉带控制装置，其特征是：所述电机包括位于最外端的第一电机和第二电机，所述卷收装置包括位于第一电机和第二电机之间的第一卷收装置、第二卷收装置以及第三卷收装置，所述旋转传递装置包括设于第一卷收装置、第二卷收装置之间的第一旋转传递装置以及设于第二卷收装置、第三卷收装置之间的第二旋转传递装置，第一卷收装置、第二卷收装置以及第三卷收装置上分别布置有两根拉带。

4.根据权利要求3所述的主动式儿童安全气囊拉带控制装置，其特征是：还包括分别支撑第一电机和第二电机的两个第一支撑台以及分别支撑第一旋转传递装置和第二旋转传递装置的两个第二支撑台。

5.一种主动式儿童安全气囊拉带控制装置的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：主动式儿童安全气囊系统检测儿童乘员的体重，根据体重判断乘坐该座椅的乘员是否为儿童，若是，进入步骤二；

步骤二：主动式儿童安全气囊系统检测儿童乘员的坐姿，根据检测到的儿童乘员坐姿状态，计算分析儿童乘员的坐姿高度和宽度尺寸以及儿童乘员与前排座椅的距离信息；

步骤三：根据步骤二中得到的儿童乘员的坐姿以及体型信息，同时结合储存在主动式儿童安全气囊系统中的主动式儿童安全气囊包形进行匹配，确定适合该名儿童乘员的安全气囊包形，由此计算需要形成该包形的各个方向上拉带需要伸长的尺寸信息，以及为使拉带伸长到这种伸长量卷收装置所需要旋转的圈数信息n1、n2、n3；

步骤四：主动式儿童安全气囊系统控制进气阀进气使气囊袋开始充气膨胀，根据各个卷收装置的旋转圈数匹配电机的控制策略，并由主动式儿童安全气囊系统给电机发送启动信号，电机开始启动，所述电机的控制策略为：根据第一卷收装置、第二卷收装置、第三卷收装置旋转的圈数n1、n2、n3，判断n2是否大于n1，若大于，第一电机和第一旋转传递装置启动，当第一电机输出圈数达到n1时，第一电机停止工作，第二电机和第二旋转传递装置开始工作，第二电机输出圈数达到n1-n2，第二旋转传递装置停止工作、第一电机继续工作，当第二电机输出圈数达到n3时，气囊袋就展开成理想包形；若小于，第一电机启动、第一旋转传递装置启动，当第一电机输出的圈数达到n2时，第一旋转传递装置停止工作、第一电机继续工作、第二电机开始工作，当第一电机输出圈数达到n1，第一电机停止工作，当第二电机输出圈数达到n3时，第二电机停止工作，气囊袋展开成理想包形。