CN113119906A - 一种安全带调节系统、安全带调节方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全带调节系统、安全带调节方法及车辆，属于安全带控制领域。该安全带调节系统包括：高度调节器；卷收器；第一柔性力传感器、第二柔性力传感器和第三柔性力传感器，均设置于安全带处且沿安全带的宽度方向依次布置，第一柔性力传感器、第二柔性力传感器和第三柔性力传感器分别用于测量其所在位置处的沿安全带的长度方向上的拉力；和安全带控制器，与其他器件均相连，用于在安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据第一柔性力传感器、第二柔性力传感器和第三柔性力传感器的测量值对高度调节器和/或卷收器进行调节，以使得安全带能够被正确地佩戴。本发明能够保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带。

Description

一种安全带调节系统、安全带调节方法及车辆

技术领域

本发明属于安全带控制领域，特别是涉及一种安全带调节系统、安全带调节方法及车辆。

背景技术

电机预紧安全带在非碰撞工况或碰撞发生前可实现预警及辅助回收等功能，在碰撞发生的一瞬间，乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。

在乘员佩戴安全带后，安全带织带的回收拉力会对乘员造成压迫力，该力取决于安全带卷收装置，根据织带拉出长度不同，拉力会出现不同力值，造成同一安全带对不同体型、不同坐姿乘员会有不同的舒适度。同时针对不同体型乘员，安全带可能会出现滑肩或勒脖子的情况，这正是安全带高度调节器的作用所在，可以调节导向环的高低，以避免出现织带滑肩或勒脖子的问题，但是并不是所有乘员都清楚高度调节器的作用及调节方法。另外，在实际用车过程中，由于佩戴安全带后的约束压迫感，极少数乘员会不真正佩戴安全带，即使得安全带不绕过身体而直接将锁舌插入到锁扣中，这样在碰撞过程中乘员将会受到极大的伤害。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是提供一种安全带调节系统，能够保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带。

本发明的进一步的一个目的是要能够保证安全带佩以正确的高度佩戴在乘员身上，进而保证乘员的舒适性。

本发明第二方面的一个目的是提供一种安全带调节方法，能够保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带。

本发明第三方面的一个目的是提供一种包括上述安全带调节系统的车辆，以保证安全带的正确佩戴和佩戴舒适性。

特别地，本发明提供了一种安全带调节系统，包括用于调节所述安全带高度的高度调节器，以及用于调节所述安全带长度的卷收器，所述安全带调节系统还包括：

第一柔性力传感器、第二柔性力传感器和第三柔性力传感器，均设置于所述安全带处且沿所述安全带的宽度方向依次布置，所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器分别用于测量其所在位置处的沿所述安全带的长度方向上的拉力，其中，所述第一柔性力传感器最靠近乘员的头部；以及

安全带控制器，与所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器、所述第三柔性力传感器、所述高度调节器和所述卷收器均相连，用于在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器的测量值对所述高度调节器和/或所述卷收器进行调节，以使得所述安全带能够被正确地佩戴。

可选地，安全带调节系统还包括：

报警器，与所述安全带控制器相连，用于在所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器的测量值在预设时间内均小于第一设定值时进行用于提示未佩戴安全带的报警。

可选地，所述安全带控制器用于根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作，并根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作，其中，F1、F2和F3依次分别所述第一柔性力传感器的测量值、所述第二柔性力传感器的测量值和所述第三柔性力传感器的测量值。

特别地，本发明还提供了一种安全带调节方法，用于控制上述任一项所述的安全带调节系统，所述方法包括：

获取F1、F2和F3，其中，F1、F2和F3依次分别所述第一柔性力传感器的测量值、所述第二柔性力传感器的测量值和所述第三柔性力传感器的测量值；

在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据F1、F2和F3对高度调节器和/或所述卷收器进行调节。

可选地，根据F1、F2和F3对所述高度调节器和/或所述卷收器进行调节的步骤包括：

根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作；

根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作。

可选地，根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作的步骤，包括：

当F1与F2的差值以及F1与F3的差值均大于B1时，控制所述高度调节器降低所述安全带，其中B1为第一差值阈值；

当F1与F3的差值以及F2与F3的差值均大于B2时，控制所述高度调节器升高所述安全带，其中B2为第二差值阈值。

可选地，根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作的步骤，包括：

当F1、F2和F3均小于舒适压力下限值时，控制所述卷收器收紧所述安全带；

当F1、F2和F3均大于舒适压力上限值时，控制所述卷收器放松所述安全带。

可选地，在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据F1、F2和F3对高度调节器和/或所述卷收器进行调节的步骤之前，还包括：

判断F1、F2和F3是否均大于第一设定值；

在F1、F2和F3均大于或等于所述第一设定值时确定所述安全带处于佩戴状态。

可选地，判断F1、F2和F3是否均大于第一设定值的步骤之后，还包括：

在F1、F2和F3在预设时间内均小于所述第一设定值时进行用于提示未佩戴安全带的报警。

特别地，本发明还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的安全带调节系统。

本发明在安全带上设置了三个柔性力传感器，可以分别检测安全带宽度方向上各个位置的拉力，从而判断出当前安全带的高度、松紧是否合适，进而通过安全带控制器控制高度调节器和卷收器的动作，保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带，并且具有较好的舒适性。

进一步地，本发明根据各个压力值和前期设定的限值对比后执行安全带收紧或者放松动作，使安全带对乘员的压迫力维持在稳定、舒适的区间。并且通过各个压力值之间的差值的大小执行安全带高度的调节，保证安全带不滑肩且不勒脖子，保证安全带佩以正确的高度佩戴在乘员身上，进而保证乘员的舒适性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的安全带调节系统的连接框图；

图2是根据本发明一个实施例的安全带调节系统的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的安全带调节系统的连接框图；

图4是根据本发明一个实施例的安全带调节方法的流程图；

图5是根据本发明另一个实施例的安全带调节方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的安全带调节系统的连接框图。图2是根据本发明一个实施例的安全带调节系统的结构示意图。如图1和图2所示，一个实施例中，安全带调节系统包括用于调节安全带100高度的高度调节器50、用于调节安全带100长度的卷收器60、第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20、第三柔性力传感器30和安全带控制器40。第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20和第三柔性力传感器30均设置于安全带100处且沿安全带的宽度方向依次布置，第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20和第三柔性力传感器30分别用于测量其所在位置处的沿安全带100的长度方向上的拉力。如图2所示，第一柔性力传感器10最靠近乘员200的头部，也即第三柔性传感器最靠近乘员200的手臂侧，第二柔性传感器位于中间。安全带控制器40与第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20、第三柔性力传感器30、高度调节器50和卷收器60均相连。安全带控制器40用于在安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20和第三柔性力传感器30的测量值对高度调节器50和/或卷收器60进行调节，以使得安全带100能够被正确地佩戴，例如防止滑肩、卡脖子等情况的发生，进而提高乘员的安全性和舒适性。安全带是否处于佩戴状态可以通过3个柔性力传感器的测量值是否小于第一设定值来确定，当3个柔性力传感器的测量值均小于第一设定值，认为未佩戴安全带。这里的特殊保护动作包括安全带紧急锁止、安全带预紧功能、安全带限力及预警提醒功能等，介于安全性重要度大于舒适性，因此本系统中通过高度调节器50和卷收器60进行的舒适性调节只在安全带无其他保护动作时作用。安全带处于佩戴状态也排除了安全带被拉出这种特殊动作状态。

本实施例在安全带上设置了三个柔性力传感器，可以分别检测安全带宽度方向上各个位置的拉力，从而判断出当前安全带的高度、松紧是否合适，进而通过安全带控制器40控制高度调节器50和卷收器60的动作，保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带，并且具有较好的舒适性。

一个实施例中，卷收器60与电机相连或内部设有电机，安全带控制器40通过控制电机的运转进而控制卷收器60的动作。

图3是根据本发明另一个实施例的安全带调节系统的连接框图。另一个实施例中，如图3所示，安全带调节系统还包括报警器70，与安全带控制器40相连，用于在第一柔性力传感器10、第二柔性力传感器20和第三柔性力传感器30的测量值在预设时间内均小于第一设定值时进行用于提示未佩戴安全带的报警，从而提醒乘员佩戴安全带，保证其安全。

进一步的一个实施例中，安全带控制器40用于根据F1、F2、F3之间的差值控制高度调节器50的动作，并根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制卷收器60的动作，其中，F1、F2和F3依次分别第一柔性力传感器10的测量值、第二柔性力传感器20的测量值和第三柔性力传感器30的测量值。

具体地，安全带控制器40用于在F1与F2的差值以及F1与F3的差值均大于B1时，控制高度调节器50降低安全带，其中B1为第一差值阈值。当F1与F3的差值以及F2与F3的差值均大于B2时，控制高度调节器50升高安全带，其中B2为第二差值阈值。安全带控制器40还用于在F1、F2和F3均小于舒适压力下限值时，控制卷收器60收紧安全带；在F1、F2和F3均大于舒适压力上限值时，控制卷收器60放松安全带。

本实施例中，安全带控制器40根据各个压力值和前期设定的限值对比后执行安全带收紧或者放松动作，使安全带对乘员的压迫力维持在稳定、舒适的区间。并且通过各个压力值之间的差值的大小执行安全带高度的调节，保证安全带不滑肩且不勒脖子，保证安全带佩以正确的高度佩戴在乘员身上，进而保证乘员的舒适性。

图4是根据本发明一个实施例的安全带调节方法的流程图。本发明还提供了一种安全带调节方法，用于控制上述任一实施例或实施例的组合中的安全带调节系统。如图4所示，方法包括：

步骤S100，获取F1、F2和F3，其中，F1、F2和F3依次分别第一柔性力传感器10的测量值、第二柔性力传感器20的测量值和第三柔性力传感器30的测量值。

步骤S200，在安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据F1、F2和F3对高度调节器50和/或卷收器60进行调节。这里的特殊保护动作包括安全带紧急锁止、安全带预紧功能、安全带限力及预警提醒功能等，介于安全性重要度大于舒适性，因此本方法执行的优先级低于上述特殊保护动作的优先级，即只要安全带处于执行上述特殊保护动作的过程中就不再通过本方法对高度调节器50和卷收器60进行舒适性调节。

本实施例通过安全带上设置的三个柔性力传感器，可以分别检测安全带宽度方向上各个位置的拉力，从而判断出当前安全带的高度、松紧是否合适，进而通过安全带控制器40控制高度调节器50和卷收器60的动作，保证不同体型的成员在不同坐姿情况下均能正确佩戴安全带，并且具有较好的舒适性。

进一步的一个实施例，步骤S200包括：根据F1、F2、F3之间的差值控制高度调节器50的动作；根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制卷收器60的动作。

本实施例中，安全带控制器40根据各个压力值和前期设定的限值对比后执行安全带收紧或者放松动作，使安全带对乘员的压迫力维持在稳定、舒适的区间。并且通过各个压力值之间的差值的大小执行安全带高度的调节，保证安全带不滑肩且不勒脖子，保证安全带佩以正确的高度佩戴在乘员身上，进而保证乘员的舒适性。

图5是根据本发明另一个实施例的安全带调节方法的流程图。另一个实施例中，如图5所示，步骤S200包括：

步骤S210，判断F1与F2的差值以及F1与F3的差值是否均大于B1，若是进入步骤S220，否则进入步骤S230，其中B1为第一差值阈值。

步骤S220，控制高度调节器50降低安全带，直至F1与F2的差值和F1与F3的差值均小于B1，即两个差值处于[0，B1]的区间内。

步骤S230，判断F1与F3的差值以及F2与F3的差值是否均大于B2，若是进入步骤S240，其中B2为第二差值阈值。

步骤S240，控制高度调节器50升高安全带，直至F1与F3的差值以及F2与F3的差值均小于B2，即两个差值处于[0，B2]的区间内。

本实施例通过各个测量值之间的差值判断出安全带的状态，当第一柔性力传感器10测得的压力同时大于第二柔性力传感器20和第二柔性力传感器20所测得的压力，且差值均超过第一差值阈值时时，认为出现了安全带卡脖的情况，此时通过降低安全带的高度来调整安全带的状态，解除卡脖的风险。当第三柔性力传感器30测得的压力同时小于第一柔性力传感器10和第二柔性力传感器20所测得的压力，且差值均超过第二差值阈值时，认为出现了安全带滑肩的情况，此时通过升高安全带的高度来调整安全带的状态，解除滑肩的风险。通过上述两种调节能够保证安全带不滑肩且不勒脖子，保证安全带佩以正确的高度佩戴在乘员身上，保证乘员的舒适性，也保证了乘员的安全性。

如图5所示，一个实施例中，步骤S230中判断出F3与F1的差值以及F3与F2的差值不是均小于B2之后、步骤S220和步骤S240之后还包括：

步骤S250，判断F1、F2和F3是否均小于舒适压力下限值C1，若是进入步骤S260，否则进入步骤S270。

步骤S260，控制卷收器60收紧安全带，即F1、F2和F3均处于[C1，C2]区间内。

步骤S270，判断F1、F2和F3是否均大于舒适压力上限值C2，若是进入步骤S280，否则结束流程。

步骤S280，控制卷收器60放松安全带，直至F1、F2和F3均大于舒适压力上限值C2，即F1、F2和F3均处于[C1，C2]区间内。

本实施例在需要调节安全带高度并调节完毕后，或者不需要调节安全带的高度的情况下，又对安全带的松紧程度进行了评估，当通过3个柔性力传感器测得的压力反应出当前安全带不处于舒适压力区间内时，进行相应的松紧调节，使得安全带对乘员的压迫力维持在稳定、舒适的区间，也进一步保证了乘员的安全性。

如图5所示，进一步的一个实施例中，步骤S100之前还包括：

步骤S50，判断F1、F2和F3是否在预设时间内均大于第一设定值A，若是进入步骤S52，否则进入步骤S54。

步骤S52，确定安全带处于佩戴状态。预设时间的设置排除了安全带被拉出这种特殊动作状态。

步骤S54，进行用于提示未佩戴安全带的报警。步骤S54之后驾驶员听到报警后一般会佩戴安全带，此时再返回步骤S50进行判断。

在步骤S52之后还包括：

步骤S60，判断安全带是否在执行特殊保护动作，若是进入步骤S62，否则进入步骤S210。即前述的，介于安全性重要度大于舒适性，因此本方法执行的优先级低于上述特殊保护动作的优先级。

步骤S62，继续执行特殊保护动作。

上述各个限值A、B1、B2、C1、C2均可以通过前期进行标定得出。

本发明还提供了一种车辆，包括上述任一实施例或实施例组合的安全带调节系统。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种安全带调节系统，包括用于调节所述安全带高度的高度调节器，以及用于调节所述安全带长度的卷收器，其特征在于，所述安全带调节系统还包括：

第一柔性力传感器、第二柔性力传感器和第三柔性力传感器，均设置于所述安全带处且沿所述安全带的宽度方向依次布置，所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器分别用于测量其所在位置处的沿所述安全带的长度方向上的拉力，其中，所述第一柔性力传感器最靠近乘员的头部；以及

安全带控制器，与所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器、所述第三柔性力传感器、所述高度调节器和所述卷收器均相连，用于在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器的测量值对所述高度调节器和/或所述卷收器进行调节，以使得所述安全带能够被正确地佩戴。

2.根据权利要求1所述的安全带调节系统，其特征在于，还包括：

报警器，与所述安全带控制器相连，用于在所述第一柔性力传感器、所述第二柔性力传感器和所述第三柔性力传感器的测量值在预设时间内均小于第一设定值时进行用于提示未佩戴安全带的报警。

3.根据权利要求1或2所述的安全带调节系统，其特征在于，

所述安全带控制器用于根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作，并根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作，其中，F1、F2和F3依次分别所述第一柔性力传感器的测量值、所述第二柔性力传感器的测量值和所述第三柔性力传感器的测量值。

4.一种安全带调节方法，用于控制权利要求1-3中任一项所述的安全带调节系统，其特征在于，所述方法包括：

获取F1、F2和F3，其中，F1、F2和F3依次分别所述第一柔性力传感器的测量值、所述第二柔性力传感器的测量值和所述第三柔性力传感器的测量值；

在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据F1、F2和F3对高度调节器和/或所述卷收器进行调节。

5.根据权利要求4所述的安全带调节方法，其特征在于，根据F1、F2和F3对所述高度调节器和/或所述卷收器进行调节的步骤包括：

根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作；

根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作。

6.根据权利要求5所述的安全带调节方法，其特征在于，根据F1、F2、F3之间的差值控制所述高度调节器的动作的步骤，包括：

当F1与F2的差值以及F1与F3的差值均大于B1时，控制所述高度调节器降低所述安全带，其中B1为第一差值阈值；

当F1与F3的差值以及F2与F3的差值均大于B2时，控制所述高度调节器升高所述安全带，其中B2为第二差值阈值。

7.根据权利要求6所述的安全带调节方法，其特征在于，根据F1、F2、F3分别与舒适压力范围限值的大小关系控制所述卷收器的动作的步骤，包括：

当F1、F2和F3均小于舒适压力下限值时，控制所述卷收器收紧所述安全带；

当F1、F2和F3均大于舒适压力上限值时，控制所述卷收器放松所述安全带。

8.根据权利要求4所述的安全带调节方法，其特征在于，在所述安全带处于佩戴状态且未执行特殊保护动作时根据F1、F2和F3对高度调节器和/或所述卷收器进行调节的步骤之前，还包括：

判断F1、F2和F3是否均大于第一设定值；

在F1、F2和F3均大于或等于所述第一设定值时确定所述安全带处于佩戴状态。

9.根据权利要求8所述的安全带调节方法，其特征在于，判断F1、F2和F3是否均大于第一设定值的步骤之后，还包括：

在F1、F2和F3在预设时间内均小于所述第一设定值时进行用于提示未佩戴安全带的报警。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的安全带调节系统。

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