CN115158216A - 用于车辆的安全带卷收装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于车辆的安全带卷收装置，其包括：安全带；检测装置，其布置成能够检测安全带的使用状态；以及卷收组件。所述卷收组件包括：卷轴，其可转动地布置，使得在卷轴沿卷收方向转动时安全带能够卷绕在所述卷轴上，并且在安全带从所述卷轴展开时卷轴沿与卷收方向相反的展开方向转动；第一卷簧，其连接至卷轴并且布置成能够提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力；以及辅助卷收装置，其布置成能够响应于通过检测装置检测到安全带处于被释放且卷收不足的使用状态，提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。本发明还提出了一种车辆。通过本发明，能够确保安全带在完成使用之后被完全收回。

Description

用于车辆的安全带卷收装置及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种用于车辆的安全带卷收装置以及一种车辆。

背景技术

当前，人们对于行车安全问题尤为关注。安全带是车辆在发生事故时对人身安全起保护作用的重要保护措施。因此安全带也成为了车辆上的标准配置。在车辆发生碰撞或紧急制动时，安全带能够将乘员牢牢地约束在座椅上，从而保护乘员的安全。

通常，可设置卷簧组件以将绕设在卷轴上的安全带往回收，从而保证安全带始终贴着人体。在卷簧组件的拉动力较大的情况下，长时间佩戴安全带会导致人体被勒紧而降低舒适度。在乘员离开座椅并且安全带被释放的情况下，可通过卷簧组件将安全带卷收至卷轴。然而，在经过长期使用之后，安全带常发生卷收不足的情况，其原因可能在于，第一卷簧的弹性下降、安全带由于表面粗糙而受到增大的摩擦力、和/或锁舌受到阻挡等。这将导致较大长度的安全带处于吊垂状态，从而影响用户的使用体验。甚至，安全带的锁舌可能在车辆的车门被关闭时被车门挤压并损坏车门或其它部件。

现有技术在安全带的卷收方面仍然存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的用于车辆的安全带，以克服上述不足中的至少一者。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的安全带卷收装置，其包括：安全带；检测装置，其布置成能够检测安全带的使用状态；以及卷收组件。所述卷收组件包括：卷轴，其可转动地布置，使得在卷轴沿卷收方向转动时安全带能够卷绕在所述卷轴上，并且在安全带从所述卷轴展开时卷轴沿与卷收方向相反的展开方向转动；第一卷簧，其连接至卷轴并且布置成能够提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力；以及辅助卷收装置，其布置成能够响应于通过检测装置检测到安全带处于被释放且卷收不足的使用状态，提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。

根据本发明，可通过检测装置来检测安全带的使用状态并在检测到安全带处于被释放且卷收不足时，通过辅助卷收装置继续卷收安全带。由此，能够确保安全带在完成使用之后被完全收回。具体而言，第一卷簧始终连接至卷轴并且能够提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。在通常情况下，仅第一卷簧提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力，而辅助卷收装置不会参与提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。因此，能够保证乘员的舒适性。只有在安全带出现卷收不足的情况时，辅助卷收装置才会参与提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。

在一个示例性实施例中，检测装置包括下述中的至少一者：安全带卡锁传感器，其设置成能够检测安全带的卡锁结构的卡锁状态；座椅乘坐传感器，其设置成能够检测乘员在与安全带相关联的座椅上的乘坐状态；安全带位置传感器，其设置成能够检测安全带的卷收程度。由此，能够更准确地检测安全带的使用状态，以便在需要时启用辅助卷收装置。

在一个示例性实施例中，安全带位置传感器包括用于检测卷轴的转动圈数的计数器。

在一个示例性实施例中，安全带卷收装置还包括控制器，其通信连接至检测装置和辅助卷收装置，所述控制器配置成能够接收检测装置的检测结果并根据所述检测结果识别安全带的使用状态，并且能够在识别到安全带处于被释放且卷收不足的使用状态的情况下，生成辅助卷收指令以控制辅助卷收装置提供使卷轴沿卷收方向转动的驱动力。

在一个示例性实施例中，辅助卷收装置包括电机，所述电机的输出端布置成能够直接或通过传动机构间接地连接至卷轴，从而驱动卷轴沿卷收方向转动。通过电机，能够可靠且快速地收回安全带。

在一个示例性实施例中，安全带卷收装置还包括安全带预紧器，所述电机构造成能够作为安全带预紧器的一部分，从而提供预张紧安全带的驱动力。因此，电机可承担多重功能，从而能够节约成本，并减小所需的安装体积。

在一个示例性实施例中，辅助卷收装置还包括第一离合器，其布置成用于将电机的输出端连接至卷轴，第一离合器具有连接状态和脱开状态，其中，在第一离合器的连接状态下，电机的输出端连接至卷轴使得电机能够驱动卷轴沿卷收方向转动；在第一离合器的脱开状态下，电机的输出端与卷轴解耦使得卷轴的运动独立于电机。

在一个示例性实施例中，辅助卷收装置包括第二卷簧和用于将第二卷簧连接至卷轴的第二离合器，第二离合器具有连接状态和脱开状态，其中，在第二离合器的连接状态下，第二卷簧连接至卷轴使得第二卷簧能够驱动卷轴沿卷收方向转动；在第二离合器的脱开状态下，第二卷簧与卷轴解耦使得卷轴的运动独立于第二卷簧。

在一个示例性实施例中，安全带卷收装置的控制器配置成能够记录安全带被解锁后的卷收情况，并且在检测到安全带在被解锁之后连续出现卷收不足状态的次数超过预定阈值的情况下，控制第二离合器在安全带被释放的情况下保持在连接状态。由此，能够加快卷收速度。

根据本发明的第一方面，提供了一种车辆，其中，所述车辆包括根据本发明的安全带卷收装置。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置；

图2以分解视图示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置的卷收组件；以及

图3是以分解视图示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置的卷收组件。

附图标记列表

10 安全带

11 卡锁结构

12 匹配卡锁结构

20 检测装置

21 安全带卡锁传感器

22 座椅乘坐传感器

23 安全带位置传感器

30 卷收组件

31 卷轴

32 第一卷簧

33 辅助卷收装置

331 电机

332 第一离合器

333 第二卷簧

334 第二离合器

40 控制器

2 座椅

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

应理解，在本文中，表述“第一”、“第二”等仅用于描述性目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性，也不应理解为隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地表示包括至少一个该特征。

图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置。该安全带卷收装置特别适用于车辆。但应理解。该安全带卷收装置也可用于其它应用场景、例如其它交通工具或娱乐设施等。

如图1所示，所述安全带卷收装置包括：安全带10；检测装置20，其布置成能够检测安全带10的使用状态；以及卷收组件30。卷收组件30例如可附接至车辆的车身或座椅2。在图1中，仅以虚线示意性地示出了卷收组件30。

图2以分解视图示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置的卷收组件30。卷收组件30包括：卷轴31，其可转动地布置，使得在卷轴31沿卷收方向转动时安全带10能够卷绕在所述卷轴31上，并且在安全带10从所述卷轴31展开时卷轴31沿与卷收方向相反的展开方向转动；第一卷簧32，其连接至卷轴31并且布置成能够提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力；以及辅助卷收装置33，其布置成能够响应于通过检测装置20检测到安全带10处于被释放且卷收不足的使用状态，提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。

图1示例性地示出了车辆中常用三点式安全带。在另外的实施例中，安全带10也可以以其它形式实施，例如实施为两点式安全带。安全带10上可设有卡锁结构11。卡锁结构11设置成能够与固定至车辆结构、如车架的匹配卡锁结构12相接合。例如，卡锁结构11可形成为套在安全带10上的锁舌，匹配卡锁结构12可形成为与锁舌相配合的锁扣。通过卡锁结构11与匹配卡锁结构12，安全带10能够被卡锁或解锁。在图1中，示出了安全带10处于被卡锁的状态。安全带10的卡锁状态(被卡锁或被解锁)可通过检测装置20来检测。在此，安全带10从卷轴31展开，跨越乘坐在座椅2上的乘员的身体，并通过卡锁结构11和匹配卡锁结构12被约束在伸长状态。应理解，在该状态下，连接至卷轴31的第一卷簧32提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力，其与卡锁结构11和匹配卡锁结构12提供的约束力相抵消，使得卷轴31基本上处于平衡状态。为了提高乘员在佩戴安全带10时的舒适性，第一卷簧32提供的驱动力不应太大。

当安全带10被解锁，即卡锁结构11与匹配卡锁结构12脱开时，卷轴31在第一卷簧32提供的驱动力下沿卷收方向转动。由于失去了卡锁结构11和匹配卡锁结构12提供的约束力，安全带10可被卷收至卷轴31。通常，安全带10在被解锁的状态下能够借助于第一卷簧32提供的驱动力被完全卷收。

例如，在起始状态下，安全带10在卷轴31上缠绕N圈。在安全带10被佩戴并卡锁的情况下，安全带10从卷轴31展开、例如展开15圈，并伸长以跨越乘员的身体。然后，在被解锁的情况下，安全带10将被卷收回到卷轴31。如果安全带10被卷收的圈数小于15圈(或在允许存在一定误差的情况下小于14圈)就无法继续卷收，则安全带10处于卷收不足的状态。在安全带卷收装置的使用周期的初期阶段，第一卷簧32通常能够驱动卷轴31以使安全带10被完全卷收，即安全带10回到在卷轴31上缠绕N圈的起始状态。然而，在实际使用过程中，特别是经过长期使用之后，安全带10可能发生卷收不足的情况。示例性地，如果在借助于第一卷簧32卷收之后安全带10缠绕卷轴31的圈数比安全带10在起始状态下缠绕卷轴31的圈数小2圈以上，则可认为安全带10卷收不足。造成这种情况的原因可能在于，第一卷簧32的弹性下降、安全带10由于表面粗糙而受到增大的摩擦力、和/或锁舌受到阻挡等。在卷收不足的情况下，较大长度的安全带10可能处于吊垂状态，使得影响用户的使用体验，或安全带10的卡锁结构11可能在车辆的车门被关闭时损坏车门或其它部件。

根据本发明，可通过检测装置20来检测安全带10的使用状态并在检测到安全带10处于被释放且卷收不足时，通过辅助卷收装置33继续卷收安全带10。由此，能够确保安全带10在完成使用之后被完全收回。

第一卷簧32始终连接至卷轴31并且能够提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。在通常情况下，仅第一卷簧32提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力，而辅助卷收装置33不会参与提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。因此，能够保证乘员的舒适性。只有在安全带10出现卷收不足的情况时，辅助卷收装置33才会参与提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。

在此，“被释放且卷收不足的使用状态”表示安全带10未被使用(未被佩戴和/或未被卡锁)也未被完全收回的状态。

下面结合图1和图2进一步说明安全带卷收装置。

检测装置20可包括安全带卡锁传感器21、座椅乘坐传感器21和安全带位置传感器23中的至少一者。

安全带卡锁传感器21可设置成能够检测安全带10的卡锁结构11的卡锁状态。如图1所示，安全带卡锁传感器21例如可集成在匹配卡锁结构12内。在卡锁结构11与匹配卡锁结构12相接合的情况下，安全带卡锁传感器21将检测到安全带10处于被卡锁的状态；在卡锁结构11与匹配卡锁结构12脱开的情况下，安全带卡锁传感器21将检测到安全带10处于被解锁的状态。

座椅乘坐传感器21可设置成能够检测乘员在与安全带10相关联的座椅2上的乘坐状态。座椅乘坐传感器21例如可集成在座椅2内，并通过重力感应来检测座椅2上是否有乘员乘坐。

安全带位置传感器23可设置成能够检测安全带10的卷收程度。可选地，安全带位置传感器23包括用于检测卷轴的转动圈数的计数器。计数器可布置成邻近卷轴31。计数器例如可实施为光电传感器或霍尔传感器。计数器设置成能够识别卷轴31的转动方向，并记录卷轴31的转动圈数，进而可实现安全带10的展开长度和卷收长度的检测。如果安全带10在卷收长度小于展开长度的情况下就停止卷收，则可确定安全带10卷收不足。

优选地，检测装置20包括安全带卡锁传感器21、座椅乘坐传感器21和安全带位置传感器23，以便全面且准确地检测安全带10的使用状态。如果通过安全带卡锁传感器21检测到安全带10被解锁，并通过座椅乘坐传感器21检测到座椅2上没有乘员乘坐，而且通过安全带位置传感器23检测到安全带10卷收不足，则可确定安全带10处于被释放且卷收不足的状态。

在一个示例性实施例中，检测装置20包括座椅乘坐传感器21和安全带位置传感器23。在通过座椅乘坐传感器21检测到座椅2上没有乘员乘坐，而且通过安全带位置传感器23检测到安全带10卷收不足的情况下，可确定安全带10处于被释放且卷收不足的状态。进而，可触发辅助卷收装置33，使得辅助卷收装置33提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。由此，可避免安全带10在借助于辅助卷收装置33被卷收的过程中由于卷收过快而伤害乘员。

在一个示例性实施例中，检测装置20可仅包括座椅乘坐传感器21。在通过座椅乘坐传感器21检测到乘员离开座椅2时，即可触发辅助卷收装置33使其提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。

在另外的实施例中，也可仅通过安全带卡锁传感器21和安全带位置传感器23来识别安全带10的使用状态。例如在通过安全带卡锁传感器21检测到安全带10被解锁，并且通过安全带位置传感器23检测到安全带10卷收不足的情况下，可确定安全带10处于被释放且卷收不足的状态。

如图2所示，安全带卷收装置还可包括控制器40，其通信连接至检测装置20和辅助卷收装置33。例如，控制器40可与卷收组件30集成在一起，或者控制器40也可实施为车辆的电子控制单元。所述控制器40可配置成能够接收检测装置20的检测结果并根据所述检测结果识别安全带10的使用状态。控制器40还配置成能够在识别到安全带10处于被释放且卷收不足的使用状态的情况下，生成辅助卷收指令以控制辅助卷收装置33提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。

在图2所示的实施例中，辅助卷收装置33包括电机331。所述电机331的输出端可布置成能够直接或通过传动机构间接地连接至卷轴31，从而驱动卷轴31沿卷收方向转动。电机331例如可在2秒内驱动卷轴31以完全收回安全带10，从而能够避免安全带10及其卡锁结构11被车门挤压。通过电机331，能够可靠且快速地收回安全带10。电机331可通信连接至控制器40，并配置成能够在接收到控制器40的辅助卷收指令时被启动并驱动卷轴31沿卷收方向转动。电机331可在完成安全带卷收之后停止转动。例如，电机331的输出端可经由减速机构、如齿轮系连接至卷轴31。

优选地，安全带卷收装置还包括安全带预紧器。本领域技术人员将理解，安全带预紧器是用于在车辆发生碰撞或车速急剧变化时快速将安全带10收紧的装置。例如，当车辆发生碰撞时，安全带预紧器能够在0.1秒左右收紧安全带10，以加强对乘员的约束力，并锁定安全带10防止乘员前倾，从而有效保护乘员的安全。

所述电机331构造成能够作为安全带预紧器的一部分，从而提供预张紧安全带10的驱动力。由此，电机331承担了多重功能，从而能够节约成本，并减小所需的安装体积。

在一个示例性实施例中，辅助卷收装置33还可包括第一离合器332，其布置成用于将电机331的输出端连接至卷轴31。第一离合器332可具有连接状态和脱开状态。在第一离合器332的连接状态下，电机331的输出端连接至卷轴31使得电机331能够驱动卷轴31沿卷收方向转动。在第一离合器332的脱开状态下，电机331的输出端与卷轴31解耦使得卷轴31的运动独立于电机331。

图3以分解视图示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的安全带卷收装置的卷收组件30。与图2所示的实施例类似地，该卷收组件30包括卷轴31、第一卷簧32和辅助卷收装置33。但在图3所示的实施例中，辅助卷收装置33包括第二卷簧333和用于将第二卷簧333连接至卷轴31的第二离合器334。第二离合器334具有连接状态和脱开状态。在第二离合器334的连接状态下，第二卷簧333连接至卷轴31使得第二卷簧333能够驱动卷轴31沿卷收方向转动。在第二离合器334的脱开状态下，第二卷簧333与卷轴31解耦使得卷轴31的运动独立于第二卷簧333。第二卷簧333与第一卷簧32设置成能够向卷轴31施加相同方向的弹性力。第二离合器334可形成为电磁式离合器，其能够在接收到控制器40的辅助卷收指令时，通过电磁力切换至连接状态，并在完成安全带卷收之后，回到脱开状态。

在图3所示的实施例中，安全带卷收装置附加地包括电机331。所述电机331例如可设置成作为安全带预紧器的一部分，以提供预张紧安全带10的驱动力。替代地或附加地，电机331也可如上文参照图2描述的那样作为辅助卷收装置33的一部分，以提供驱动卷轴31沿卷收方向转动。在另外的实施例中，安全带卷收装置可不包括电机331。由此，可简化结构并节约成本。

可选地，安全带卷收装置的控制器40配置成能够记录安全带10被释放后的卷收情况，并且在检测到安全带10在被释放之后连续出现卷收不足状态的次数超过预定阈值的情况下，控制第二离合器334在安全带10被释放的情况下保持在连接状态。例如，在安全带10连续5次被释放之后出现卷收不足状态时，可判断出安全带卷收装置的硬件状况已经处于仅通过第一卷簧32无法将安全带10完全收回的状态。因此，可使第二离合器334保持在连接状态，使得之后在每次安全带10被解锁时，都能直接通过第一卷簧32和第二卷簧333提供使卷轴31沿卷收方向转动的驱动力。由此，能够加快卷收速度。在检测到安全带10在被释放之后连续出现卷收不足状态的次数超过预定阈值的情况下，第二离合器334在安全带10被佩戴时可保持在脱开状态，从而使乘员在佩戴安全带10时仅需克服较小的约束力。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于车辆的安全带卷收装置，其包括：

安全带(10)；

检测装置(20)，其布置成能够检测安全带(10)的使用状态；以及

卷收组件(30)，其包括：

卷轴(31)，其可转动地布置，使得在卷轴(31)沿卷收方向转动时安全带(10)能够卷绕在所述卷轴(31)上，并且在安全带(10)从所述卷轴(31)展开时卷轴(31)沿与卷收方向相反的展开方向转动；

第一卷簧(32)，其连接至卷轴(31)并且布置成能够提供使卷轴(31)沿卷收方向转动的驱动力；以及

辅助卷收装置(33)，其布置成能够响应于通过检测装置(20)检测到安全带(10)处于被释放且卷收不足的使用状态，提供使卷轴(31)沿卷收方向转动的驱动力。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收装置，其中，

检测装置(20)包括下述中的至少一者：

安全带卡锁传感器(21)，其设置成能够检测安全带(10)的卡锁结构(12)的卡锁状态；

座椅乘坐传感器(22)，其设置成能够检测乘员在与安全带(10)相关联的座椅(2)上的乘坐状态；

安全带位置传感器(23)，其设置成能够检测安全带(10)的卷收程度。

3.根据权利要求2所述的安全带卷收装置，其中，

安全带位置传感器(23)包括用于检测卷轴的转动圈数的计数器。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带卷收装置，其中，

安全带卷收装置还包括控制器(40)，其通信连接至检测装置(20)和辅助卷收装置(33)，所述控制器(40)配置成能够接收检测装置(20)的检测结果并根据所述检测结果识别安全带(10)的使用状态，并且能够在识别到安全带(10)处于被释放且卷收不足的使用状态的情况下，生成辅助卷收指令以控制辅助卷收装置(33)提供使卷轴(31)沿卷收方向转动的驱动力。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的安全带卷收装置，其中，

辅助卷收装置(33)包括电机(331)，所述电机(331)的输出端布置成能够直接或通过传动机构间接地连接至卷轴(31)，从而驱动卷轴(31)沿卷收方向转动。

6.根据权利要求5所述的安全带卷收装置，其中，

安全带卷收装置还包括安全带预紧器，所述电机(331)构造成能够作为安全带预紧器的一部分，从而提供预张紧安全带(10)的驱动力。

7.根据权利要求5或6所述的安全带卷收装置，其中，

辅助卷收装置(33)还包括第一离合器(332)，其布置成用于将电机(331)的输出端连接至卷轴(31)，第一离合器(332)具有连接状态和脱开状态，其中，

在第一离合器(332)的连接状态下，电机(331)的输出端连接至卷轴(31)使得电机(331)能够驱动卷轴(31)沿卷收方向转动；

在第一离合器(332)的脱开状态下，电机(331)的输出端与卷轴(31)解耦使得卷轴(31)的运动独立于电机(331)。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的安全带卷收装置，其中，

辅助卷收装置(33)包括第二卷簧(333)和用于将第二卷簧(333)连接至卷轴(31)的第二离合器(334)，第二离合器(334)具有连接状态和脱开状态，其中，

在第二离合器(334)的连接状态下，第二卷簧(333)连接至卷轴(31)使得第二卷簧(333)能够驱动卷轴(31)沿卷收方向转动；

在第二离合器(334)的脱开状态下，第二卷簧(333)与卷轴(31)解耦使得卷轴(31)的运动独立于第二卷簧(333)。

9.根据权利要求8所述的安全带卷收装置，其中，

安全带卷收装置的控制器(40)配置成能够记录安全带(10)被解锁后的卷收情况，并且在检测到安全带(10)在被解锁之后连续出现卷收不足状态的次数超过预定阈值的情况下，控制第二离合器(334)在安全带(10)被释放的情况下保持在连接状态。

10.一种车辆，其中，所述车辆包括根据权利要求1-9中任一项所述的安全带卷收装置。

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