CN111873866A - 具有电动叉状带张紧器的儿童安全座椅 - Google Patents

具有电动叉状带张紧器的儿童安全座椅 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种儿童安全座椅(100)，包括：一体式叉状带(102)，其用于将儿童约束在儿童安全座椅(100)中；带张紧力监测器(106)，其适于监测作用在叉状带(102)上的带张紧力；电动叉状带张紧器(104)，其包括由机电致动器(122)驱动的张紧元件(114)，并且适于调节作用在叉状带(102)上的带张紧力；以及控制器，其适于控制电动叉状带张紧器(104)调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配，并且适于使用带张紧力监测器(106)监测产生的带张紧力。

Description

具有电动叉状带张紧器的儿童安全座椅
技术领域
本发明涉及供在诸如汽车之类的乘用车辆中使用的儿童安全座椅。公开了一种儿童安全座椅、一种操作儿童安全座椅的方法以及一种计算机程序产品，该计算机程序产品用于执行一种操作儿童安全座椅的方法。
背景技术
儿童安全座椅可以利用或不利用与车辆框架的可拆卸连接放置在乘用车辆的已安装座椅上，或者它们可以被永久地安装在车辆中。乘用车辆通常还配备有安全带，安全带可用于固定儿童安全座椅和/或就座于儿童安全座椅中的儿童，以防止在撞车或者其他涉及高加速速/减速速的情况下受伤。许多车辆还带有集成的锚固结构，儿童安全座椅可以例如根据ISOFIX标准被附接至该锚固结构。
发明内容
本发明涉及一种儿童安全座椅。儿童安全座椅包括：一体式叉状带，该一体式叉状带用于将儿童约束在儿童安全座椅中；以及电动叉状带张紧器，该电动叉状带包括由机电致动器驱动的张紧元件，并且适于调节作用在叉状带上的带张紧力。所述调节可以包括缩短和/或加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度。此外，儿童安全座椅包括控制器，该控制器适于控制电动叉状带张紧器调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。
实施例可以具有提供电动叉状带张紧器的有益效果，该电动叉状带张紧器可以将作用在叉状带上的带张紧力调节为第一预定带张紧力。第一预定带张紧力可以旨在用于和/或针对其中安装有儿童安全座椅的车辆的正常行驶情况。在车辆的正常行驶操作中，第一预定带张紧力可以允许通过叉状带扣紧在儿童安全座椅上的儿童有一定的移动空间以避免不适，但是同时防止儿童从叉状带中脱逸和/或在加速速/减速速增加期间保护儿童。
例如，所述控制器适于在接收到预碰撞信号形式的第一触发信号时，控制所述电动叉状带张紧器将所述带张紧力从所述第一预定带张紧力增加到第二预定带张紧力，所述预碰撞信号指示涉及其中安装有所述儿童安全座椅的车辆的潜在紧急事故。
实施例可以进一步具有以下有益效果：即可以通过将带张紧力从第一预定带张紧力增加到第二预定带张紧力来使儿童为潜在紧急事故做好准备。第一预定带张紧力可以适用于包括不超过预定阈值的加速度力和/或减速度力的常规行驶情况。第二预定带张紧力可以适用于保护儿童免受超过预定阈值的加速度力和/或减速度力的增加，这种增加如可能紧接在潜在事故之前发生。因此，带张紧力的增加可以增加在儿童安全座椅中的儿童的安全性。预碰撞信号可以在检测到加速力和/或减速力的增加超过预定阈值时被触发。这样的力可以由儿童安全座椅所包括的传感器和/或由其中安装有儿童安全座椅的车辆所包括的传感器来检测。带张紧力的增加可能会将儿童更牢固地约束在儿童安全座椅内，从而有效地保护儿童免受车辆的较高的相对加速度和/或减速度的影响。
根据一个实施例，儿童安全座椅进一步包括带张紧力监测器，所述带张紧力监测器适于监测作用在所述叉状带上的所述带张紧力，并且所述控制器还适于使用所述带张紧力监测器来监测由所述带张紧力的调节引起的所述带张紧力。
根据一个实施例，叉状带可以包括调节带和/或肩带。为了调节作用在叉状带上的带张紧力，电动束带叉状带张紧器可以作用在调节带和/或肩带上。例如，电动叉状带张紧器可以增加或者减小作用在调节带和/或肩带上的张紧力。
由于带张紧力不足而引起的叉状带中发生的松弛对于应受到叉状带约束的儿童而言可能是危险的。松弛可能会导致儿童从叉状带中滑出，例如在碰撞时，从而造成严重伤害。松弛可能是由于多种因素而导致的，诸如，大量的冬装、儿童在叉状带张紧期间的移动、叉状带的带扣松开和/或叉状带张紧不足。只有在儿童由在非常特定的条件下紧固的叉状带牢固地约束在座椅中的情况下，儿童安全座椅才能保证最大的安全性。除了将叉状带固定在儿童身上之外，叉状带的张紧力也非常重要。显然，松散的叉状带无法适当地约束儿童，但是太紧的叉状带可能会使儿童不舒服，从而使其不适合较长的旅程。
实施例可以具有提高安全性并且防止对叉状带的误用(即误调节)的有益效果。叉状带的正确安装可以自动完成并且连续地维持。如果叉状带出现问题，则控制器可警告用户，使得问题可以尽快得到纠正。例如，问题可能包括儿童从叉状带中脱逸。这种脱逸可以例如依据带张紧力突然显著的下降或者带扣松开(即叉状带未被紧固)来检测。
控制器可以适于使用例如听觉和/或视觉指示器来向用户指示是否已经施加了正确的带张紧力。例如，可以提供听觉验证(即声音)和/或显示绿灯。正确的张紧力例如可以是第一预定带张紧力。控制器还可以适于向用户指示潜在危险松弛量的发生，即，适于指示带张紧力下降到预定的最小阈值以下。例如，可以提供听觉警告(即声音)和/或显示红色警告灯。这可能例如在解开儿童时发生。
带张紧力的调节可能导致在紧固叉状带和/或手动预张紧叉状带之后自动减少一定量的叉状带松弛。
实施例可以具有以下有益效果：即旨在将儿童约束在儿童安全座椅中的用户不必手动将作用在叉状带上的带张紧力调节为第一预定带张紧力。相反，该调节由控制器自动控制，该控制器可以考虑由监测带张紧力的带张紧力监测器确定的作用在叉状带上的当前带张紧力器。如果确定的带张紧力偏离第一预定带张紧力，特别是如果确定的带张紧力小于预定带张紧力，则控制器可以控制机电致动器驱动张紧元件，使得将带张紧力调节到第一预定带张紧力。例如，机电致动器可以包括旋转张紧元件的驱动轴。张紧元件可以例如以卷轴的形式设置。通过旋转张紧元件，可以将叉状带卷绕在张紧元件上或者可以将叉状带从张紧元件上解开，以缩短或者加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度。通过缩短(减少)和加长(增加)可用于扣紧儿童的叉状带的长度，可以分别增加或者减小产生的带张紧力。使用带张紧力监测器，可以使得控制器能够监测产生的带张紧力，以确保其与第一预定带张紧力匹配。
例如，用户可以使儿童就座于儿童安全座椅中并且紧固叉状带。根据一个实施例，用户可以使用叉状带的调节带来增加作用在叉状带上的带张紧力以固定儿童。用户手动张紧叉状带可能会导致叉状带的预张紧力，该预张紧力由控制电动叉状带张紧器的控制器调节至第一预定带张紧力。因此，作用在叉状带上的叉状带张紧力可以从预张紧力增加到第一预定带张紧力。为此目的，例如，调节带可以被引导穿过张紧元件。电动叉状带张紧器可以适于允许对叉状带的手动预张紧。例如，调节带可被引导穿过张紧元件的间隙，使得调节带可被拉动穿过张紧元件，而无需在张紧元件上施加力。可以通过附加的调节元件来固定作用在叉状带上的预张紧力，以防止调节带通过张紧元件的间隙被拉回。在预张紧叉状带之后，控制器可以控制电动叉状带束张紧器调节预张紧力以与第一预定带张紧力匹配。由控制器自动控制带张紧力的调节可以具有以下有益效果：即可以有效避免手动误调节。
由控制器对带张紧器进行调节可以通过触发信号触发，该触发信号来自由用户在预张紧叉状带之后手动操作的触发开关。可替代地，该调节可以通过来自紧固传感器的指示叉状带已由用户紧固的传感器信号来触发，该触发优选地有延时。该延时可能具有以下有益效果：即用户可以在紧固叉状带之后进行进一步的调节，例如，预张紧叉状带，而没有干扰控制器对带张紧力的调节的风险。另一方面，使用指示叉状带已紧固的传感器信号可以具有以下有益效果：即减轻用户忘记对叉状带进行张紧的风险。根据一个实施例，控制器可以被进一步适配成，在车辆处于运动中并且紧固传感器检测到叉状带没有被紧固的情况下，提供指示叉状带没有被紧固的信号。例如，控制器可以可操作地连接至车辆的车载计算机或者用户的移动手持式电信设备，该车载计算机或移动手持式电信设备使用该控制器来确定在车辆行驶期间叉状带是否被紧固。在叉状带未被紧固的情况下，可以提供例如视觉或者听觉的警告信号，以向用户警告儿童安全座椅的叉状带未被紧固。根据一个实施例，儿童安全座椅可以另外设置有重量传感器，该重量传感器适于检测儿童安全座椅的就座区段内的重量。如果检测到超过预定阈值的重量，则重量传感器可以向控制器发送指示儿童就座于儿童安全座椅中的传感器信号。
实施例可以具有以下有益效果：即避免在没有儿童就座于儿童安全座椅中的情况下错误地或者不必要地发出叉状带未被紧固的警报。
根据一个实施例，电动叉状带张紧器可以适于撤销(reverse)带张紧力的调节。例如，使带张紧力与第一预限定带张紧力匹配的调节可被撤销，以便于用户解开儿童。撤销带张紧力的调节可以包括例如通过加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度来减小作用在叉状带上的带张紧力。例如，叉状带被电动叉状带张紧器卷绕以增加叉状带张紧力的一部分可以被解开，以减小叉状带张紧力。
根据一个实施例，控制器在接收到进一步的触发信号时，控制电动叉状带张紧器减小已被调节为与第一预定带张紧力匹配的带张紧力。带张紧力可以被减小为与“释放带张紧力”匹配，以用于解开和释放儿童。根据一个实施例，该进一步的触发信号是在用户与适于触发将带张紧力减小到“释放带张紧力”的触发元件进行交互时，从该触发元件接收到的。实施例可能具有以下有益效果：即取决于用户的明确决定而触发撤销带张紧力的调节。用户可以例如在解开儿童之前触发诸如触发开关之类的触发元件。
根据一个实施例，机电致动器以电动驱动器(例如电动伺服电机)的形式实现。电动驱动器(即电动机)将诸如电场、磁场或者两者的电磁力转换成线性动量或者角动量。相应的线性动量或者角动量可以驱动张紧元件。例如，机电致动器可以驱动驱动轴，该驱动轴进而驱动张紧元件围绕与驱动轴相同的旋转轴线旋转。
根据一个实施例，将带张紧力调节至第一预定带张紧力由控制器执行，而无需用户事先对叉状带进行预张紧。在这种情况下，可以实现全自动的带张紧系统。
根据一个实施例，带张紧力监测器可以包括例如电阻器元件，该电阻器元件适于与向该电阻器元件施加的力(即压力或者张紧力)成比例地改变该电阻器元件的电阻/电导率。带张紧力监测器可以包括例如压电元件，该压电元件适于与向该压电元件施加的力(即压力或者张紧力)成比例地改变该压电元件内的电荷分布。带张紧力监测器可以包括例如电动力传感器。带张紧力监测器可以包括例如机械力传感器，如弹性元件(例如，螺旋弹簧或者弹性膜)。
根据一个实施例，由机电致动器提供的力通过张紧元件被传递到叉状带，以缩短和/或加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度。根据一个实施例，电动叉状带张紧器包括带张紧力监测器。根据一个实施例，机电致动器可以适于用于监测带张紧力，即，提供带张紧力监测器。例如，机电致动器可以适于用于监测由张紧元件传递至叉状带的力。根据一个实施例，电动叉状带张紧器包括控制器。
根据一个实施例，第一预定带张紧力由预定带张紧力值限定。根据一个实施例，第一预定带张紧力由带张紧力间隔限定。带张紧力间隔可以限定优选的带张紧力值以及与该优选的带张紧力值的可接受偏差的范围。
许多儿童安全座椅模型包括专用的儿童约束系统，诸如一体式叉状带。实施例可以具有如下有益效果：即在突然加速或者减速的情况下，通过适当地紧固一体式叉状带，使就座于儿童安全座椅中的儿童在一体式叉状带的任何松弛或者间隙之内的惯性运动的风险最小化。由于由电动叉状带张紧器自动调节带张紧力，因此可能不需要对叉状带进行额外紧固。
必须注意，通常，车辆可以是可以携带儿童安全座椅的任何运载工具，包括汽车、卡车、轮船、火车或者飞机。假定可以给车辆分配前向方向x(滚转轴线)、横向方向y(俯仰轴线)和竖直方向z(偏转轴线)。负的前向方向在本文中称为后向或者反向方向。
同样，儿童安全座椅不限于任何特定的设计。例如，儿童安全座椅可以适于以坐立姿势、平躺姿势(如婴儿提篮或者儿童提篮的情况)或者在坐立与平躺之间的过渡(倾斜)姿势接收儿童。儿童安全座椅也不限于以任何特定的定向配合车辆，因为情况可以是座椅适于安装在车辆中，使得座椅的使用者面向车辆的前向或者后向方向。此外，可以使用能够绕枢转点在进入位置和工作位置之间转动的儿童安全座椅。在进入位置，座椅可以横向地定向，使得成年人可以容易地将儿童定位在座椅中，然后将座椅朝着工作位置转动，在该工作位置中，儿童面向车辆的前向或者后向方向。
儿童安全座椅可以被放置在和/或附接到车辆的座椅，该座椅包括可以与儿童安全座椅连接的锚固点。例如，儿童安全座椅可以包括利用或者基于常规ISOFIX锁定机构(或者ISOFIX附件)的锁定机构。ISOFIX附件适于与对应的锚固点接合，该锚固点布置在拐点区域之后的一条直线上，车辆座椅的座椅表面在该拐点处与车辆座椅的上面安装有儿童安全座椅的座椅靠背邻接。
根据一个实施例，叉状带的至少一根调节带被引导穿过张紧元件。调节带张紧力包括调节叉状带的至少一根调节带的张紧力。实施例可以具有以下有益效果：即调节带可以环回穿过张紧元件，以使得能够手动预张紧叉状带。
因此，除了手动预张紧之外，控制器还可以提供对叉状带的附加张紧。
根据一个实施例，叉状带的至少端部区段附接到张紧元件。实施例可以具有以下有益效果：即电动叉状带张紧器可以按适于卷绕和展开叉状带的端部区段的牵缩器的形式来提供。通过卷绕叉状带的端部区段，可以缩短可用于扣紧儿童的叉状带的长度，并且因此增加了施加在叉状带上的带张紧力。通过展开叉状带的端部区段，可以加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度，并且因此减小了施加在叉状带上的带张紧力。例如，可以减小带张紧力以促成用户将儿童解开。根据一个实施例，端部区段可以是肩带和/或调节带的区段。在这种情况下，调节带可以仅适于通过电动叉状带张紧器自动调节带张紧力的情况，而不适于用于用户手动进行预张紧的情况。例如，调节带可以不被引导穿过张紧元件，而是附接到张紧元件上。
根据一个实施例，叉状带的端部区段直接附接到张紧元件。根据一个实施例，叉状带的端部区段牢固地固定到张紧元件。根据一个实施例，叉状带的端部区段经由一个或多个力传递元件(例如，拉索)附接到张紧元件。
根据一个实施例，带张紧力被调节以与第一预定带张紧力匹配是由手动预张紧叉状带造成的。根据一个实施例，该叉状带包括至少一个用于手动预张紧该叉状带的调节带。
根据一个实施例，控制器在接收到第一触发信号时，控制电动叉状带张紧器调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。
根据一个实施例，调节包括通过缩短可用于扣紧儿童的叉状带的长度来增加带张紧力，以与第一预定带张紧力匹配。实施例可以具有以下有益效果：即有效地将儿童约束在儿童安全座椅中以固定儿童。
根据一个实施例，带张紧力被增加以与第一预定带张紧力匹配是由手动预张紧叉状带造成的。实施例可以具有以下有益效果：确保正确调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配，并且同时允许对叉状带进行预张紧，例如，用于在用户执行儿童安全座椅调节期间固定儿童。例如，儿童安全座椅可以包括支撑基座和座椅元件，座椅元件为座椅中的儿童提供就座部。座椅元件相对于支撑基座可旋转地安装。附加的调节可以包括座椅在进入位置与行驶位置之间的水平旋转。
根据一个实施例，控制器在接收到第二触发信号时，控制电动叉状带张紧器增加带张紧力，以与第一预定带张紧力匹配。
根据一个实施例，第二触发信号是在用户与适于触发带张紧力的增加的触发元件进行交互时，从该触发元件接收到的。实施例可以具有以下有益效果：即取决于用户的明确决定触发对带张紧力的调节。用户例如在使儿童就座于儿童安全座椅中并且紧固叉状带时，可以触发诸如触发开关之类的触发元件。
根据一个实施例，触发元件是用户接口。例如，触发元件可以由开关提供。用户对开关的操作可以生成第二触发信号，从而触发带张紧力的增加。
根据一个实施例，触发元件适于在用户与触发元件交互时调节带张紧力。取决于用户与触发元件的交互的类型，调节可以包括增加带张紧力或者减小带张紧力。例如，触发元件可以由开关提供，该开关使用户能够在增加带张紧力的触发与减小带张紧力的触发之间进行选择。例如，在使儿童就座于儿童安全座椅中并且紧固叉状带之后，可以增加带张紧力以固定儿童。例如，为了便于松开叉状带以将儿童带出儿童安全座椅，可以减小带张紧力。
根据一个实施例，第二触发信号是在检测到叉状带的紧固之后，从叉状带紧固传感器接收到的。优选地，第二触发信号的发送被延时预定的时间间隔。实施例可以具有以下有益效果：即在紧固叉状带时自动进行带张紧力的调节。由此，可以有效地避免忘记调节叉状带的带张紧力的任何风险。延时预定的时间间隔发送第二触发信号可以具有以下有益效果：即在紧固叉状带后，给予用户足够的时间来令儿童、儿童安全座椅和/或叉状带准备好用于调节叉状带的张紧力。
根据一个实施例，第二触发信号是在检测到叉状带的手动预张紧超过预定的预张紧力阈值时接收到的。实施例可以具有以下有益效果：即可以在手动预张紧叉状带时自动进行叉状带的调节。
根据一个实施例，控制器适于在满足预定标准时，控制电动叉状带张紧器将带张紧力从第二预定带张紧力减小到第一预定带张紧力。根据一个实施例，预定标准包括在接收到预碰撞信号后超过了预定的时间间隔，而没有接收到碰撞信号。
实施例可以具有以下有益效果：即可以撤销带张紧力的增加。例如，如果确定在预定的时间间隔内没有超过预定阈值的进一步的加速度和/或减速度，则可以执行撤销。
因此，施加第二预定带张紧力可以有效地限于加速度和/或减速度增加的场景，诸如发生在潜在紧急事故的场景中的那些。
根据一个实施例，该控制器适于在接收到碰撞信号形式的第三触发信号时，控制电动叉状带张紧器将所述带张紧力从所述第二预定带张紧力增加到第三预定带张紧力，所述碰撞信号指示其中安装有所述儿童安全座椅的车辆的事故。
实施例可以具有在实际事故的情况下进一步增加带张紧力的有益效果。第三预定带张紧力可以旨在针对事故，诸如车祸，在事故中，非常大的加速度和/或减速度可能会作用在儿童安全座椅中的儿童上，因此需要有效地被保护儿童免受该加速度和/或减速度。这种有效的保护可以通过第三预定带张紧力来提供。实施例可以具有以下有益效果：即可使施加第三预定带张紧力仅限于实际事故。
根据一个实施例，张紧元件可以包括卷轴、线圈、凸轮、销或者杠杆机构。例如，张紧元件可以包括具有至少两个销的卷轴，可以将叉状带围绕该至少两个销卷绕以增加带张紧力。销可以相对于卷轴的旋转轴线偏心地布置。
根据一个实施例，张紧元件可操作地连接至棘轮。棘轮可以适于防止叉状带从张紧元件上展开，同时将叉状带卷绕到张紧元件上可以不受棘轮的限制。为了还能够展开叉状带以减小带张紧力，可以使棘轮从阻挡位置转移至释放位置，在阻挡位置中例如棘轮的棘爪的指像齿轮一样与棘轮的齿部的两个齿之间的凹槽接合，在释放位置中指与齿部脱离。转移可以由释放机制执行。释放机构可以包括耦接到棘轮的驱动器。
根据一个实施例，电动叉状带张紧器位于儿童安全座椅的基座内。
根据一个实施例，张紧机构(即，电动叉状带张紧器)对带张紧力的调节范围被限制为最大调节范围，例如，可用于扣紧儿童的叉状带可被缩短和/或加长的最大长度。
根据一个实施例，控制器可以适于，在张紧机构达到调节的最大范围的情况下，例如，在张紧机构不能够与第一预定带张紧力匹配的情况下，向用户发警报。为了向用户发警报，例如，可以使用听觉和/或视觉指示器。例如，可以提供听觉警告(即声音)和/或显示红灯。因此，可以向用户指示发生了带张紧力不足，例如张紧机构无法调节的潜在危险的松弛量。例如，这可能在解开儿童时发生。
根据一个实施例，由电动叉状带张紧器实现的张紧机构包括用于将带张紧力限制在预定最大值的力限制器。实施例可以具有限制带张紧力最大值的有益效果，即可以防止叉状带被紧固地太紧，从而确保儿童不会因此而遭受疼痛甚至不适。力限制器可以使用例如滑动离合器或者诸如弹簧的弹性机构来实现。力限制器可以例如防止带张紧力超过第三预定带张紧力。
根据一个实施例，力限制器包括滑动离合器或者弹性机构。实施例可以具有以下有益效果：即包括滑动离合器的力限制器可有效地限制电动叉状带张紧器可以施加的叉状带张紧力的量。例如，滑动离合器可以被实现在机电致动器与张紧元件之间。
例如，滑动离合器可以以扭矩限制离合器的形式实现，该扭矩限制离合器也被称为扭矩限制器，一旦达到预定的最大扭矩，其就脱离接合，从而导致滑动。
弹性机构可以包括例如机械弹簧。弹簧可以用于限制拉力。根据胡克定律Fs＝ks*xs，弹簧由于拉力Fs而延伸的长度xs与相应的拉力Fs成比例。比例常数ks是所用弹簧的特性。因此，例如，使用具有比例ks的弹簧来确保将使带张紧的最大力限制在Fmax，对于该弹簧，在Fs＝Fmax的情况下，其中Fmax是带张紧力的预定最大值，所产生的xs等于机电致动器可以移动(旋转)张紧元件的最大距离xmax，即xs＝xmax。
根据一个实施例，儿童安全座椅是婴儿提篮。
根据一个实施例，控制器可操作地与用户接口连接，并且适于向用户接口发信号通知关于作用在叉状带上的带张紧力的信息。
实施例可以具有向用户通知关于作用在叉状带上的当前带张紧力的有益效果。例如，在与第一预定带张紧力匹配时，绿灯可以被点亮，以向用户指示儿童已经被适当地约束在儿童安全座椅内。
根据一个实施例，用户接口由儿童安全座椅包括。
根据一个实施例，用户接口由其中安装有儿童安全座椅的车辆的车载计算机提供。根据一个实施例，用户接口由诸如智能电话之类的手持移动电信设备提供。
根据一个实施例，儿童安全座椅还包括耦接至用户接口的带张紧力监测器。带张紧力监测器适于经由用户接口发信号通知关于带张紧力的信息。实施例可以具有经由用户接口向用户提供关于带张紧力的信息的有益效果。因此，将儿童定位在儿童安全座椅中并且扣紧叉状带的用户可以确保带张紧力是合适的，而没有超过预定的最大值。用户接口可以包括例如电显示器或者机械测力计，诸如基于弹簧的测力计。
根据一个实施例，控制器适于使用带张紧力监测器连续地监测带张紧力，该调节包括当检测到带张紧力与第一预定义带张紧力的偏差超过预定义带张紧力阈值时，重新调节所述带张紧力以与所述第一预定义带张紧力重新匹配。
实施例可以具有实现对带张紧力的实时监测的有益效果。控制器可以连续工作以确保叉状带被充分张紧，并且向用户警报检测到的任何潜在问题。足够的张紧力可以通过与第一预定带张紧力匹配的带张紧力来提供。
实施例可以具有以下有益效果：即可以连续地监测带张紧力的变化，并且可以根据相应的变化来重新调节带张紧力，以连续地与第一预定带张紧力匹配。因此，可以在车辆的整个行驶模式中，即在车辆行驶时，连续地维持适当的带张紧力。
在另一方面，本发明涉及一种操作儿童安全座椅的方法。儿童安全座椅包括：一体式叉状带，所述一体式叉状带用于将儿童约束在儿童安全座椅中；以及电动叉状带张紧器，所述电动叉状带张紧器包括张紧元件，该张紧元件由机电致动器驱动，并且适于调节作用在叉状带上的带张紧力。调节可以包括缩短和/或加长可用于扣紧儿童的叉状带的长度。
此外，儿童安全座椅包括控制器，该控制器适于控制电动叉状带张紧器调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配，并且适于使用带张紧力监测器来监测产生的带张紧力。
操作儿童安全座椅的方法包括确定作用在叉状带上的带张紧力，并且如果所确定的带张紧力偏离第一预定带张紧力，则调节作用在叉状带上的带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。
该方法可以进一步被配置用于操作本文公开的儿童安全座椅的任何实施例。
根据一个实施例，如果偏差超过预定的带张紧力阈值，则调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。例如，该方法可以在接收到指示儿童就座于儿童安全座椅内的触发信号时发起。
在另一方面，本发明涉及一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括用于执行根据本文公开的任何实施例的方法的计算机可执行指令。
上文描述的示例和实施例以及图中所示和下文描述的任何特征可以自由地组合，上文描述的示例和实施例以及图中所示和下文描述的任何特征可以自由地组合。
附图说明
将参考附图讨论本发明的实施例，在附图中：
图1A显示了第一示例性儿童安全座椅；
图1B显示了第二示例性儿童安全座椅；
图2显示了第三示例性儿童安全座椅的定向；
图3显示了示例性电动叉状带张紧器；
图4显示了图3的示例性电动叉状带张紧器；
图5显示了图3的电动叉状带张紧器所包括的示例性棘轮；
图6显示了说明操作儿童安全座椅的第一示例性方法的步骤的流程图；
图7显示了说明操作儿童安全座椅的第二示例性方法的步骤的流程图；以及
图8显示了说明操作儿童安全座椅的第三示例性方法的步骤的流程图。
在下文中，相同的元件由相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1A显示了第一示例性儿童安全座椅100的示意图。儿童安全座椅100包括一体式叉状带102和电动叉状带张紧器104。电动叉状带张紧器104可以包括机电致动器和张紧元件。张紧元件由机电致动器驱动以调节叉状带102的张紧力。例如，电动叉状带张紧器104位于儿童安全座椅的基座内。叉状带102的调节带103被引导穿过张紧元件。调节带可被儿童安全座椅100的用户用来在使儿童就座于儿童安全座椅100中并且紧固叉状带102时预张紧叉状带102。作用在叉状带上的带张紧力可以经由调节带103来调节，即通过调节调节带103中的张紧力来调节。电动叉状带张紧器104可以进一步包括适于控制电动叉状带张紧器104的控制器和适于接收触发信号的通信接口。电动叉状带张紧器104的控制器可以适于响应于经由通信接口接收到触发信号，调节作用在叉状带上的带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。儿童安全座椅100可以进一步包括带张紧力监测器106，其适于监测作用在叉状带102上的带张紧力。例如由带张紧力监测器106确定的带张紧力可被控制器用来确定调节是否必要，和/或确保调节产生的带张紧力与预定带张紧力匹配。带张紧力监测器106可以作为独立的元件来提供，或者可以通过电动叉状带张紧器104，例如通过机电致动器来提供。机电致动器可以适于确定由于机电致动器经由张紧元件施加在叉状带上的力而引起的作用在叉状带上的带张紧力。
触发信号可以指示儿童已经使用一体式叉状带102扣紧，并且预定的带张紧力可以是为儿童安全座椅100的行驶模式定义的第一预定带张紧力。触发信号可以例如在触发开关被儿童安全座椅100的用户激活时从该触发开关发送。触发信号可以例如在检测到儿童安全座椅100的叉状带的紧固时从紧固传感器(未显示)发送。优选地，由紧固传感器所发送的触发信号可以被延时。触发信号可以例如在检测到用户使用调节带103对叉状带102的手动预张紧时从带张紧力监测器106发送。
在行驶模式下，电动叉状带张紧器104的控制器可以进一步适于使用带张紧力监测器106连续监测叉状带102的带张紧力。基于所监测到的带张紧力，控制器在检测到带张紧力与第一预定带张紧力的偏差时，可以重新调节带张紧力以与第一预定带张紧力重新匹配。例如，如果偏差超过预定的带张紧力阈值，则可以执行该重新调节。
触发信号可以是经由通信接口接收到的预碰撞信号，该预碰撞信号也称为第一触发信号，其指示涉及其中安装有儿童安全座椅100的车辆的潜在紧急事故。预碰撞信号可以例如由于检测到预碰撞场景的增加的加速度和/或减速度特性而被发送。增加的加速度和/或减速度可以通过儿童安全座椅100和/或车辆所包括的传感器来检测。在接收到预碰撞信号后，控制器可以从行驶模式切换到预碰撞模式，从而将第一预定带张紧力提高到第二预定带张紧力，以通过将儿童更牢固地固定到儿童安全座椅100而为儿童提供了更大的安全性。
触发信号可以是经由通信接口接收到的碰撞信号，该碰撞信号指示涉及其中安装有儿童安全座椅100的车辆的实际事故，诸如与障碍物的碰撞。该碰撞信号可以例如由于检测到碰撞场景的进一步增加的加速度和/或减速度特性而被发送。进一步增加的加速度和/或减速度可以通过儿童安全座椅100和/或车辆所包括的传感器来检测。在接收到碰撞信号后，控制器可以从预碰撞模式切换到碰撞模式，从而将第二预定带张紧力增加到第三预定带张紧力，以通过将儿童甚至更牢固地固定到儿童安全座椅100而为儿童提供抵抗碰撞的高加速度和/或减速度特性的更大的安全性。
儿童安全座椅100可以是例如允许儿童就座在儿童安全座椅中以便以坐姿倚靠的椅子状座位，或者是允许婴儿以平躺姿势倚靠的婴儿提篮。儿童安全座椅100可以进一步包括但是不限于以下中的一项或多项：带扣202或者用于紧固一体式叉状带102的舌片或者等效装置的等效部件；力限制装置，用于在用带扣202紧固时将叉状带张紧力限制为预定的最大力；扶手208；头枕；靠背206；一个或多个连接器210，用于建立与车辆的框架的刚性连接；座椅壳体209；以及用户接口110，其耦接到带张紧力监测器106，该带张紧力监测器106适于经由用户接口110发信号通知关于叉状带的张紧力的信息。
一体式叉状带102可以进一步包括但是不限于舌片或者等效装置，其适于与带扣202或者固定到儿童安全座椅100的主体或者位于儿童安全座椅100的主体上的等效部件接合。
通信接口可以是包括电子通信控制单元的无源接口(例如，插座或者天线电路)或者有源接口。无限制地，通信接口可以适于经由有线通信连接、无线或者空中通信连接或者光通信连接来接收触发信号。作为示例，通信接口被配置为经由蓝牙/aptX低延迟连接来接收触发信号。根据一个实施例，通信接口可以进一步适于向用户接口发送关于作用在叉状带102上的带张紧力的信息。用户接口110可以例如由儿童安全座椅100包括。根据一个实施例，用户接口110可以包括触发开关108。用户接口可以是例如由车辆的车载计算机或者儿童安全座椅100的用户的手持移动电信设备(诸如智能手机)提供的用户接口。
图1B显示了可替代的第二示例性儿童安全座椅100的示意图。图1B的儿童安全座椅100与图1A的儿童安全座椅100相同，除了叉状带102与电动叉状带张紧器104之间的机械连接以外。叉状带102的端部区段105被附接到张紧元件，而不是将调节带103引导穿过电动叉状带张紧器104的张紧元件。例如，叉状带102的端部区段105被刚性地固定到张紧元件。叉状带102的张紧力可以由电动叉状带张紧器104完全自动地实现，而无需使用调节带103手动地预张紧叉状带102。例如，叉状带102的端部区段105可以由通过机电致动器驱动的张紧元件卷绕。因此，叉状带102可以被拉入儿童安全座椅100中，从而缩短了可用于将儿童扣紧到儿童安全座椅100中的叉状带102的长度。
图2显示了儿童安全座椅100的第一、第二和第三示例性定向的示意图。儿童安全座椅100包括可枢转地安装在支撑基座200上的座椅元件201。儿童安全座椅100可以进一步包括但是不限于以下中的一项或多项：带扣202或者用于紧固一体式叉状带102的舌片或者等效装置的等效部件；力限制装置，用于在用带扣202紧固时将叉状带张紧力限制为预定的最大力；扶手208；头枕；靠背206；一个或多个连接器210，用于建立与车辆的框架的刚性连接；座椅壳体209；回弹杆204，其适于牢固地固定到儿童安全座椅100，并且用于形成相对于其上安装有儿童安全座椅100的车辆座椅的抵接部；用户接口110，其耦接到带张紧力监测器，该带张紧力监测器适于经由用户接口110发信号通知关于叉状带的张紧力的信息；以及一个或多个接合部、轴线、枢轴或者其他装置，其允许座椅元件201的一个或多个元件相对于支撑基座200或者儿童安全座椅100要安装在其上的车辆座椅垂直和/或水平旋转。
在左侧，座椅元件201和支撑基座200被显示为处于第二相对定向，该第二相对定向允许位于座椅100中的儿童面向接收该儿童安全座椅100的车辆座椅(未显示)的前向方向，其中座椅元件201安装在支撑基座200上。在图的中央，座椅元件201和支撑基座200被显示为处于第一相对定向，该第一相对定向允许位于座椅元件201中的儿童相对于车辆座椅的所述前向方向面向车辆座椅的左侧。这种定向，即进入位置，提供了容易将儿童横向定位在儿童安全座椅100中的入口。在右侧，座椅元件201和支撑基座200被显示为处于第三相对定向，即，行驶位置，该第三相对定向允许位于座椅元件201中的儿童面向车辆座椅的靠背，即与车辆座椅的所述前向方向相反。
所述三个定向可以通过座椅元件201相对于支撑基座200的水平旋转彼此转换，如分别在第一定向与第二定向之间以及在第一定向与第三定向之间的弯曲箭头所指示的。儿童安全座椅100可以包括用于将源自座椅元件201分别在第一定向与第二定向之间或者在第一和第三定向之间的水平旋转的旋转运动力转换成叉状带102的张紧力的机构，例如齿轮机构、鲍登缆线等。
图3更详细地显示了图1的儿童安全座椅的示例性电动叉状带张紧器104。描绘了电动叉状带张紧器104的截面图。调节带103延伸穿过儿童安全座椅100。调节带103的左端伸入叉状带102或者成为叉状带102的一部分(未显示)。叉状带102(未显示)可以使用可能包括带扣(未显示)的固定装置112来紧固。根据一个实施例，固定装置112可以包括紧固传感器，该紧固传感器适于检测叉状带102(未显示)与固定装置112的紧固。
电动叉状带张紧器104可以包括张紧元件114，该张紧元件114适于调节叉状带102(未显示)的带张紧力。可以通过电动叉状带张紧器104来调节在由固定装置112刚性固定的一端与由于张紧元件114作用在调节带103上而被张紧的另一端之间作用在叉状带102上的带张紧力(未显示)，以与在儿童安全座椅100的行驶模式中的第一预定带张紧力匹配。在切换到儿童安全座椅100的预碰撞甚至碰撞模式的情况下，作用在叉状带102(未显示)上的带张紧力可以进一步通过电动叉状带张紧器104增加，以分别与第二预定带张紧力或者第三预定带张紧力匹配。调节带103的右端可以离开儿童安全座椅100，并且包括例如环，用户在通过将调节带103进一步从儿童安全座椅100中拉出来预张紧叉状带102(未显示)时可以抓住该环。
张紧元件114包括带有两个引导销116的卷轴。在张紧元件114的初始定向上，两个引导销116可以在垂直方向上被布置为一个在另一个之上，并且在两个引导销116之间存在间隙，调节带103可以由儿童安全座椅100的用户通过该间隙水平地拉动。在这种初始定向中，引导销116以及张紧元件114可能不会因为用户手动预张紧调节带103而被迫移动。根据替代实施例，在初始定向中，引导销116可以不是在垂直方向上被定位成一个在另一之上，从而导致引导销116以及张紧元件114由于手动预张紧而移动。夹紧装置118可以是弹簧加载的，并且使调节带的移动方向限于一个方向，即，从儿童安全座椅100向外移动，以进行手动预张紧。因此，可以通过夹紧装置118防止调节带103失去张紧力，从而使调节带103无法朝向儿童安全座椅100的内部移动。在将调节带103朝向儿童安全座椅100的外部拉动时，夹紧装置118可以被释放，而在将调节带103朝向儿童安全座椅100的内部拉动时夹紧装置118可以被锁定。为了减小作用在叉状带102(未显示)上的带张紧力，电动叉状带张紧器104可以包括用于释放弹簧加载的夹紧装置118的驱动器。
为了增加经由调节带103作用在叉状带102(未显示)上的带张紧力，张紧元件114可以通过机电致动器来旋转，该机电致动器旋转与张紧元件114机械连接的驱动轴120。通过旋转张紧元件114，调节带103卷绕在引导销116上，从而缩短了可用于扣紧儿童的叉状带102(未显示)的长度。
图4显示了图3的示例性电动叉状带张紧器104。电动叉状带张紧器104包括机电致动器122，该电动致动器122适于旋转与张紧元件114机械连接的驱动轴120。因此，驱动轴120的旋转可被传递到张紧元件114，该张紧元件114围绕相同的旋转轴线旋转。电动叉状带张紧器104可以为用户接口110(未显示)提供LED和/或电池保持器124。
图5显示了根据一个实施例的图3的电动叉状带张紧器104所包括的示例性棘轮。这表明由机电致动器122(未显示)驱动的驱动轴120可以进一步迫使棘齿的齿部126沿着棘爪128旋转，该棘爪128可以被实现为弹簧加载的棘爪。齿部126的齿可以例如彼此等距地布置。但是，齿的距离可以变化以进行精细调节。另外，包括齿部126和棘爪128的棘轮可以确保防止由于试图将调节带拉入儿童安全座椅中的力而导致叉状带失去张紧力。为了减小作用在叉状带上的带张紧力，电动叉状带张紧器104包括用于释放棘轮(即用于使棘爪128与齿部126的齿脱离)的驱动器。
图6显示了说明操作儿童安全座椅100的示例性方法300的步骤的流程图。在步骤S302中，触发信号由控制电动叉状带张紧器的控制器接收。触发信号指示将要建立第一预定带张紧力。触发信号可以例如在触发开关由用户激活时由该触发开关发送，从检测叉状带的紧固的紧固传感器发送，或者从确定叉状带的预张紧的带张紧力监测器发送。在步骤S304中，使用带张紧力监测器确定作用在叉状带上的带张紧力。带张紧力监测器可以以单独的传感器元件的形式提供，或者可以由电动叉状带张紧器的机电致动器包括。在步骤S306中，如果检测到确定的带张紧力与第一预定带张紧力的偏差，则调节带张紧力以与第一预定带张紧力匹配。因此，可以将带张紧力调节至行驶水平，即，旨在用于其中安装有儿童安全座椅的车辆的通常行驶情况的带张紧力水平。
图7显示了说明操作儿童安全座椅100的示例性方法400的步骤的进一步的流程图。儿童安全座椅以行驶模式操作，即，带张紧力被调节为第一预定带张紧力。在步骤S402中，接收到第一触发信号即预碰撞信号，其指示涉及其中安装有儿童安全座椅的车辆的潜在紧急事故。这种潜在紧急事故的特征可能是作用在儿童安全座椅上以及作用在约束在其中的儿童上的加速度和/或减速度力增加。在接收到预碰撞信号之后，可以在步骤S404中将行驶模式切换到预碰撞模式。切换至预碰撞模式可以包括将带张紧力从第一预定带张紧力增加至第二预定带张紧力。在步骤S406中，碰撞信号可以被控制器接收。在接收到碰撞信号后，可以在步骤S408中将操作模式从预碰撞模式切换到碰撞模式。切换到碰撞模式可以包括将带张紧力从第二预定带张紧力增加到第三预定带张紧力。在作用在被约束在儿童安全座椅中的儿童上的加速速力和/或减速度力为高的情况下，可以施加第三预定带张紧力，以确保对儿童的更牢固的固定刚性保持，即刚性保持。根据一个实施例，可以不接收预碰撞信号；相反，例如在没有警告的事故情况下，可以直接接收碰撞信号。在这种情况下，带张紧力可以从第一预定带张紧力直接增加到第三预定带张紧力，即，操作模式可以直接从行驶模式切换到事故模式。在接收到预碰撞信号之后没有接收到碰撞信号的情况下，可以将预碰撞模式切换回行驶模式，即可以将带张紧力从第二预定带张紧力减小到第一预定带张紧力。该切换可以例如在预定的时间间隔内都没有检测到碰撞信号和/或没有检测到指示潜在紧急事故的增加的加速度力和/或减速度力的情况下被执行。
图8显示了说明操作儿童安全座椅100的示例性方法500的步骤的进一步的流程图。控制器可以适于在行驶模式下使用带张紧力监测器连续地监测带张紧力。换而言之，带张紧力可以已经被调节为第一预定带张紧力，并且带张紧力监测器可以用于检测带张紧力与第一预定带张紧力的偏差。在步骤S502中，检测到与第一预定带张紧力的偏差。在步骤S504中，带张紧力被重新调节以与第一预定带张紧力重新匹配。重新调节可以包括增加和/或减小带张紧力。可以通过带张紧力监测器监测由重新调节产生的带张紧力，以确保正确执行了重新调节。因此，可以限制例如由于儿童的运动引起的带张紧力的变化。例如，如果检测到的带张紧力偏差超过预定阈值，则可以执行重新调节。因此，重新调节可以限于在行驶模式期间带张紧力有剧烈变化的情况。在控制器从行驶模式切换到预碰撞模式和/或碰撞模式的情况下，不能进行任何重新调节。
在整个说明书和随后的权利要求中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”和“包含”的变体形式将被理解为暗示包括所述整数或者整数组，但不排除任何其他整数或者整数组。
本说明书中对任何现有技术的引用不是，并且也不应该被视为，以任何形式承认这种现有技术构成公知常识的一部分。
本领域技术人员将理解，本发明的用途不限于所描述的特定应用。本发明也不受限于本文在其优选实施例中描述或者描绘的特定元件和/或特征。应当理解，本发明不受限于所公开的实施例，而是在不脱离由所附权利要求陈述和限定的本发明的范围的情况下，能够进行多种重新布置、修改和替换。
参考标记列表
100 儿童安全座椅
102 叉状带
103 调节带
104 电动叉状带张紧器
105 叉状带的端部区段
106 带张紧力监测器
108 触发开关
110 用户接口
112 固定装置
114 张紧元件
116 引导销
118 夹紧装置
120 驱动轴
122 机电致动器
124 保持器
126 齿部
128 棘爪
200 支撑基座
201 座椅元件
202 带扣
204 回弹杆
206 靠背
208 扶手
209 座椅壳体
210 连接器
300 方法
400 方法
500 方法

Claims (15)

1.一种儿童安全座椅，包括：
一体式叉状带，所述一体式叉状带用于将儿童约束在所述儿童安全座椅中；
电动叉状带张紧器，所述电动叉状带张紧器包括由机电致动器驱动的张紧元件，并且适于调节作用在所述叉状带上的带张紧力；
控制器，所述控制器适于控制所述电动叉状带张紧器调节所述带张紧力以与第一预定带带张紧力匹配，所述控制器适于在接收到第一触发信号时，控制所述电动叉状带张紧器将所述带张紧力从所述第一预定带张紧力增加到第二预定带张紧力，所述第一触发信号指示其中安装有所述儿童安全座椅的车辆的潜在紧急事故。
2.根据权利要求1所述的儿童安全座椅，进一步包括带张紧力监测器，所述带张紧力监测器适于监测作用在所述叉状带上的所述带张紧力，并且所述控制器还适于使用所述带张紧力监测器来监测由所述带张紧力的调节引起的所述带张紧力。
3.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，其中，所述叉状带的至少一根调节带被引导通过所述张紧元件，所述调节所述带张紧力包括调节所述叉状带的所述至少一根调节带中的张紧力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述叉状带的至少端部区段被附接到所述张紧元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述调节包括通过缩短可用于扣紧所述儿童的所述叉状带的长度来增加所述带张紧力，以与所述第一预定带张紧力匹配。
6.根据权利要求5所述的儿童安全座椅，其中，由手动预张紧所述叉状带引起所述带张紧力被增加以与所述第一预定带张紧力匹配。
7.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述控制器在接收到第二触发信号时，控制所述电动叉状带张紧器增加所述带张紧力以与所述第一预定带张紧力匹配。
8.根据权利要求7所述的儿童安全座椅，所述第二触发信号是在用户与适于触发所述带张紧力的增加的触发元件进行交互时从所述触发元件接收到的。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的儿童安全座椅，其中，所述第二触发信号是在检测到对所述叉状带的紧固时从叉状带紧固传感器接收到的，优选地所述第一触发信号被延时预定的时间间隔发送。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的儿童安全座椅，其中，所述第二触发信号是在检测到对所述叉状带的手动预张紧超过预定预张紧阈值时接收到的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述控制器适于在接收到所述预碰撞信号超过预定时间间隔而没有接收到碰撞信号之后，控制所述电动叉状带张紧器将所述带张紧力从所述第二预定带张紧力减小到所述第一预定带张紧力。
12.根据权利要求11所述的儿童安全座椅，所述控制器适于在接收到碰撞信号形式的第三触发信号时，控制所述电动叉状带张紧器将所述带张紧力从所述第二预定带张紧力增加到第三预定带张紧力，所述碰撞信号指示其中安装有所述儿童安全座椅的车辆的事故。
13.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述控制器能够可操作地与用户接口连接，并且适于向所述用户接口发信号通知关于作用在所述叉状带上的所述带张紧力的信息。
14.根据前述权利要求中任一项所述的儿童安全座椅，所述控制器适于使用所述带张紧力监测器连续地监测所述带张紧力，所述调节包括当检测到所述带张紧力与所述第一预定带张紧力的偏差超过预定带张紧力阈值时，重新调节所述带张紧力，以与所述第一预定带张紧力重新匹配。
15.一种操作儿童安全座椅的方法，包括：
一体式叉状带，所述一体式叉状带用于将儿童约束在所述儿童安全座椅中，
电动叉状带张紧器，所述电动叉状带张紧器包括由机电致动器驱动的张紧元件，并且适于调节作用在所述叉状带上的带张紧力，以及
控制器，所述控制器适于控制所述电动叉状带张紧器调节所述带张紧力以与第一预定带张紧力匹配，
所述方法包括：
确定作用在所述叉状带上的所述带张紧力，
如果所确定的带张紧力偏离所述第一预定带张紧力，则调节作用在所述叉状带上的所述带张紧力以与第一预定带张紧力匹配，
接收预碰撞信号形式的第一触发信号，所述预碰撞信号指示其中安装有所述儿童安全座椅的车辆的潜在紧急事故，
响应于接受到所述第一触发信号，将所述带张紧力从所述第一预定带张紧力增加到第二预定带张紧力。
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