CN1285296A - 机动车扣环锁紧状态的检测装置 - Google Patents

Abstract

一种扣环锁紧状态检测装置,该装置包括一个非接触开关或一个机械开关,它们同时或以一个的形式安装在该装置中,其中,与电子控制组件相关联的开关包括一个开关元件和一个运行开关元件的电阻以使电子控制组件按其运行来识别由控制电阻形成的电压值。

Description

机动车扣环锁紧状态的检测装置

本发明涉及一种装置，该装置用于检测机动车的运行状态，并向电子控制组件(ECU)提供检测信号以便控制机动车的运行，特别涉及这样一种装置，该装置用于检测扣环的锁紧状态，并产生检测信号以便对机动车运行进行控制。

安装在机动车中的安全带装置通常用于在碰撞/撞击事故中保护驾驶员和/或乘客，安全带装置包括一个扣环，它通过缆索固定至底面面板的表面上；一个回缩器，它固定在中央支柱的下部，在其上缠绕着安全带；一个舌片，它悬挂在安全带的预定位置上，以便与扣环连接；一个导向器，用于防止安全带在拉出或退回期间产生拧绞；和一个固定器，用于调节安全带的高度。

图1展示了一个设置有现有微型开关SW1的开关电路，微型开关SW1安装在扣环上，以便使驾驶员判明他或乘客是否系带安全带。开关电路控制电源VCC通过电阻R4施加至安装在仪表盘上的警告灯WL，从而随着舌片插入扣环，微型开关接通或断开，以使警告灯WL点亮或熄灭。换言之，如果驾驶员或乘客坐在座位上，但没有系带安全带，微型开关SW1就要接通，警告灯WL警告驾驶员没有系带安全带，应将其系上。如果舌片插入扣环以系紧安全带时，微型开关SW1就断开，警告灯WL熄灭，向驾驶员报告已系带了安全带。

但是，该开关装置结构简单，只能用以根据扣环紧固或松开显示安装在仪表盘上的警告灯的运行，而和机动车的控制系统没有任何关系。这意味着，控制系统不能辨明机动车的异常状态或运行状态。这对在未来追求控制系统的智能化和自动化方面是不利的。因此，仪表盘上的所有警告灯的显示最好均由电子控制组件(ECU)进行，以加强机动车控制的效率。

此外，缺点还在于，随着安全带紧固或松开，在通过微型开关的机械接触使开关电路断开或闭合的瞬间，开关装置会通过电路短接现象引起高压放电，这将感应对ECU的电磁干扰(EMI)，从而对ECU造成不良影响。

因此，为解决这些缺点和问题，本发明的目的就是提出一种安全带扣环锁紧状态的检测装置，以便电子控制组件(ECU)能自我判断机动车的控制系统。

本发明的另一目的是提出一种安全带扣环锁紧状态的检测装置，用于检测扣环的锁紧状态，并能使其它安全组件、特别是气囊系统能与扣环配合以处于运行等待模式。

本发明的又另一目的是提出一种安全带扣环锁紧状态的检测装置，用于使微型开关能检测扣环的锁紧状态，并向机动车控制系统的电子控制组件(ECU)提供一个检测信号。

因此，本发明适用于机动车控制系统以预防机动车的异常状态，特别是使气囊系统处于预防异常状态的运行等待状态。

为完成这些目的，本发明提出一种扣环锁紧状态检测装置，它能使安装在仪表盘上的警告灯通过微型开关的接通或断开来证实安全带系紧这一事情，其中扣环还包括一个电子开关，用于识别其锁紧状态并产生检测信号。

锁紧状态检测装置包括一个微型开关和一个电子开关，特别是一个霍尔传感器组件，该组件安装在扣环中以便与舌片配合，使电子控制组件(ECU)能产生扣环锁紧状态的信号，并迫使微型开关接通或切断警告灯，以便指示安全带是否系紧，其中微型开关连接至一个控制电阻，以选择施加于此的预定电压值及控制其运行，而电子开关包括一个开关元件和一个用于控制其运行的控制电阻，以使电子控制组件能按照开关元件的运行识别控制电阻的值。

锁紧状态检测装置还包括霍尔传感器组件以替代微型开关，其中，电子控制组件又连接至一个开关元件和一个控制电阻，以便在霍尔传感器组件运行时识别控制电阻形成的电压值；该装置还包括至少一个电阻值较大的电阻，用以在霍尔传感器组件非运行期间识别由控制电阻和直接连接至控制电阻上的其它电阻形成的电压值。

现将参照附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是一个包括现有技术中微型开关的电路；

图2是一个上横截面图，显示舌片插入扣环前微型开关和霍尔传感器组件的非运行状态；

图3是一个上横截面图，显示舌片插入扣环后微型开关和霍尔传感器组件的运行状态；

图4是一个表示霍尔传感器组件运行状态的立体图；

图5是一个表示扣环锁紧状态检测装置的电路框图，其中，微型开关和霍尔传感器组件按照本发明安装在一起；

图6A和6B分别为电路框图，表示扣环锁紧状态检测装置包含本发明提出的微型开关；

图7是一个电路框图，表示扣环锁紧状态检测装置包含本发明另一实施例提出的霍尔传感器组件；和

图8是一个电路框图，表示扣环锁紧状态检测装置包含本发明又另一实施例提出的霍尔传感器组件。

请参看图2和3，扣环组件包括一个扣环1和一个舌片2。扣环1被制造成在舌片2插入壳体3中时防止舌片2滑脱。框架4被适当地放置在壳体3中，以便支撑器6固定在壳体3的后端，并与固定构件5连接，固定构件5与机动车的内部相连接。推出器8插入在框架4的下部，它被在一个孔中(未示出)的弹簧7支撑。当舌片2插入扣环1中时，推出器8按箭头方向F向后移动。闩锁9固定在框架4的上部。部件10安装在闩锁9的前端以便被弹簧9'弹性地支承并与按钮12相配合，结果，闩锁9根据舌片2插入扣环1或从扣环1拨出而向上或向下移动以制动或松开舌片2。此外，推出器8包括伸展部分13和14，它们从框架4的两侧伸出以便滑移地移动。微型开关40和霍尔传感器组件30合适地靠近框架4两侧布置，其中微型开关40包括电缆41，它可有选择地连接至电子控制组件或警告灯和电源。舌片2包括一个孔22和一个插入部分24，孔22形成在后部并与未示出的织物相连接，插入部分24位于前部以便插入扣环1中，其中插入部分24具有一个孔23，用于与闩锁9锁紧。

现请参考图4，霍尔传感器组件30包括一个主体31，主体31合适地安装在框架40一侧附近，其中恰当地安装着一个霍尔传感器和一个印刷电路板，它们构成一个检测电路，用于检测舌片2的锁紧状态，并向电子控制组件提供检测信号。这里应指出，霍尔传感器包括一个永久磁铁32和一个霍尔效应构件，霍尔效应构件布置成面向永久磁铁32，但为了简化检测电路的说明，现将霍尔效应构件称为霍尔传感器35。一个连接至推出器8的伸展部分13的U形滑移器33布置在主体31中以围住永久磁铁32的下部，并由于与伸展部分13相连接可与推出器8一起滑动移动。霍尔传感器组件30设置在框架4的附近，如图2和图3所示。电缆34连接至电子控制组件和霍尔传感器35及检测电路(未示出)的电源。

因此，当舌片2的插入部分24插入扣环1中的框架4的孔中时，推出器8沿箭头F移动。然后，闩锁9与部件10一起向下移动，引起其下端插入至插入部分24的孔23中，从而将舌片2与扣环1连接起来。同时，与推出器8一起移动的伸展部分13引起围着永久磁铁32下部的U形滑移器33移动进入主体31，这样，霍尔传感器35直接面向永久磁铁32以便被激励，这就是霍尔传感器组件30。与此同时，伸展部分14断开微型开关40(请参看图5)。

此后，当按钮12压下时，部件10向后移动，而闩锁9向上移动回至初始位置，这样，舌片2就可自由地从扣环1中拨出。这时，U形滑移器33将霍尔传感器35与永久磁铁32断开或分开以使霍尔传感器组件30运行，同时，接通微型开关40。如上所述，霍尔传感器组件30和微型开关40构成扣环1的锁紧状态检测电路的一部分，这就是本发明提出的扣环锁紧状态检测装置。

根据本发明，如图5所示，扣环锁紧状态检测装置可包括在控制电路中的霍尔传感器组件30和微型开关40。首先，要指出的是，电子控制组件ECU和警告灯WL在低电压水平下启动，例如在直流5V以下启动，它被施加至扣环锁紧状态检测装置的一端。

电子控制组件ECU通过电阻R2连接至晶体三极管TR1的集电极。晶体三极管TR1具有一个发射极，它通过电阻R3连接至晶体三极管TR2的基极；和一个基极，它通过电阻R1连接至电源VCC，并通过电容器C1而接地。晶体三极管TR2在发射极接地，在基极与霍尔传感器35相连接，并在集电极与警告灯WL相连接。

微型开关40通过并联的线圈CL和二极管D1与电源VCC连接，并在另一端接地。霍尔传感器35通过电阻R1连接至电源VCC，并通过电容器C1连接至晶体三极管TR1的基极，在输出终端连接至晶体三极管TR2的基极，而在另一端接地。

扣环锁紧状态检测装置在扣环1松开状态期间迫使电源VCC的电压通过电阻R1施加至晶体三极管TR1和TR2上。当晶体三极管TR1接通时，施加至电子控制组件ECU终端的低水平电压通过电阻R3接通晶体三极管TR2，于是警告灯WL在其一个终端WL改变成低水平电压以便被接通，并警告安全带的非系紧状态。这时，电子控制组件ECU不能辨明电阻R3的浮动电阻值。

相反，当舌片2插入扣环1以断开微型开关40并迫使永久磁铁32通过滑移器33的运动直接面向霍尔传感器35时，霍尔传感器35被激励迫使电源VCC通过电阻R1接通晶体三极管TR1，然后将低水平电压从电子控制组件的终端ECU通过霍尔传感器35加至地面。这时，电子控制组件识别电阻R2和R3的电阻值，而晶体三极管TR2迫使曾被浮动的警告灯WL断开。

根据本发明的另一实施例，如图6A和6B所示，微型开关40采用SPDT型的断路接通或运行，它具有一个投掷和两条接触臂，它可替代霍尔传感器组件30直接连接至终端ECU。微型开关40具有包括一个中性终端NO在内的三个终端，其中控制终端NC通过电源电阻R11连接至电源VCC，而公用终端COM与电子控制组件的模拟/数字终端A/D连接。电阻值大于电阻R11的控制电阻R12被连接在终端NC和COM之间。

因此，扣环1松开期间，微型开关40接通，这样，控制终端NC和公共终端COM连接至电源VCC。电源VCC的电压通过R11施加至模拟/数字终端A/D。这时，电子控制组件识别电源电阻R11的电阻值，从而将高水平电压施加至终端A/D上。

假如扣环1被锁紧，微型开关40被转换至迫使中性终端NO连接至公共终端COM，这样，电源VCC的电压通过电阻R11和R12施加至模拟/数字终端A/D，从而将低水平电压施加至终端ECU。这时，电子控制组件识别电源电阻R11和控制电阻R12的电阻值。因此，微型开关40迫使电子控制组件检测扣环1的锁紧状态。

请参看图7和8，图中展示了本发明的其余实施例。霍尔传感器组件30还包括一个FET(场效应晶体管)20，以加强检测装置的可靠性。

如图7所示，霍尔传感器35在输出终端连接至FET20的门电极，在输入终端通过电阻13连接至电源VCC，而在另一个终端接地。晶体三极管TR3在基极通过电阻R13连接至电源VCC，并通过电容器C11接地。集电极通过电阻R11连接至电子控制组件ECU，而发射极通过电阻R12接地。FET20具有接地的漏极和连接在晶体三极管TR13的发射极与电阻R12之间的源极。

在另一方面，如图8所示，FET20'有一个连接在电阻R11和R12之间的源极，晶体三极管TR3通过串联的电阻R11和R12连接至电源VCC，而发射极接地。

这些实施例虽相互有一些小的差异，但使霍尔传感器组件30产生显示扣环锁紧状态的检测信号以及将信号提供给电子控制组件的终端ECU的运行方法是相同的。

换言之，如果扣环不是处于锁紧状态，霍尔传感器35与永久磁铁32断开以迫使电源VCC通过电阻R13触发晶体三极管TR3。于是，连接至终端ECU的电子控制组件读取如图7和图8所示地由电阻R11和R12形成的电压值。这样，电子控制组件变成不适用，因为高水平电压被施加至终端ECU。

如果扣环处于锁紧状态，霍尔传感器35运行以触发FET20或20'的门电极，这样其漏极和源极被激励。因此，电子控制组件只识别电源电阻R11的电阻值，从而使低水平电压被施加至终端ECU，导致对扣环1的锁紧状态的检测。

如上所述，按照本发明，扣环锁紧状态检测装置根据扣环的系结或松开使电子控制组件能对由连接于此的电阻形成的电压值进行扫描，从而进一步给出在检测扣环锁紧状态方面更为稳定的可靠性。此外，其它非接触型的电子开关，诸如光学传感器也可用于加强扣环锁紧状态检测装置的可靠性。

Claims (5)

1、一种检测扣环锁紧状成的装置，其中安装有一个微型开关或一个电子开关，其特征在于：

微型开关和电子开关安装在扣环中，其中微型开关包括一个控制电阻，用以选择施加至其上的电压值，而与电子控制组件相关联的电子开关包括一个开关元件和一个控制开关元件运行的控制电阻，结果，电子控制组件根据开关元件的运行识别由控制电阻形成的电压值。

2、如权利要求1的检测扣环锁紧状态的装置，其特征在于：电子开关构成一个霍尔传感器组件的一个部分，霍尔传感器组件的开关元件包括至少两个连接至其一端和/或两端的控制电阻，结果，电子控制组件有选择地识别由控制电阻产生的电压值。

3、如权利要求2的检测扣环锁紧状态的装置，其特征在于：霍尔传感器组件包括一个霍尔传感器，用于迫使滑移器与永久磁铁分开并面向着永久磁铁，以便被接通或断开，其中滑移器可被与扣环的舌片相配合的推出器滑移地移动。

4、如权利要求1的检测扣环锁紧状态的装置，其特征在于：微型开关连接至电子控制组件，并包括连接至其两端的控制电阻，结果，电源通过控制电阻施加于此，从而使电子控制组件能有选择地识别由控制电阻产生的电压值。

5、如权利要求1的检测扣环锁紧状态的装置，其特征在于：开关元件是晶体三极管和/或FET。

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