CN211493976U - 安全带自动调节系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全带自动调节系统，该系统包括：控制器、重力传感器、乘员监测传感器、织带、卷收器以及电机，重力传感器、乘员监测传感器以及电机均与控制器电性连接，织带卷缩在卷收器上，电机与卷收器连接，重力传感器用于检测乘员的重量信息，乘员监测传感器用于检测乘员的体型信息和监测乘员的姿态信息，电机用于调节卷收器的卷收力，控制器根据重量信息、体型信息以及姿态信息控制电机转动并调节卷收器对织带的拉力。根据乘员重量信息、体型信息以及瞬时姿态，提前控制电机转动并调节卷收器对织带的拉力，对卷收器进行减力，拉出更省力，直接佩戴时没有勒紧感。本实用新型公开了一种安全带自动调节方法及汽车。

Description

安全带自动调节系统及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车安全带技术领域，特别是涉及一种安全带自动调节系统及汽车。

背景技术

安全带是车辆乘员安全约束系统必不可少的组成部分，每个乘员在上车时都需要佩戴安全带，安全带是乘员约束系统的主要保护装置之一，是高速运动车辆座椅上不可缺少的装置。普通安全带通过对由车辆碰撞时产生的急加速度所引起的乘员急剧位移进行约束而实现保护功能。汽车碰撞时，安全带将乘员约束在座椅上，使乘员的头部、胸部不至于向前撞到转向盘、仪表板及风挡玻璃，减少乘员发生二次碰撞的危险。

目前的安全带绝大多数通过绕在卷收器卷轴上的卷簧实现自动回卷，安全带卷收器安装B柱内，主要包含4部分，卷轴、卷簧、其他齿轮及离合部分。当驾驶员或乘员上车之后，拉出织带，带动卷轴反转，卷簧反向扩张，产生回卷力，拉出织带越长，卷簧产生的回卷力越大。当驾驶员或者乘员佩戴好后，卷簧会以当前的状态产生对应回卷力，使得多余织带回收。当驾驶员或乘员解除织带后，卷簧会回复本来状态，从而带动织带回收进入卷首器，返回初始位置。由于要保障解除安全带锁扣之后能及时回收，所以卷簧力度设定最小需要能在织带初始位置保持5N以上，随着织带拉伸，卷收力逐渐变大，会让部分乘员佩戴时感觉勒人。在乘员移动身体的时候，也会感觉受到约束。而且现有的安全带无法根据乘员体型、重量、瞬时身体姿态以及行驶过程中位置移动来快速调节安全带的松紧度，重量越大和体型越大的乘员，拉出织带越长，受到织带的拉力越大，给乘员极不舒适的驾驶体验。

由于安全带动态拉出量和织带与乘员佩戴间隙的存在，造成织带松弛，当碰撞发生时，增加了乘员发生车内二次碰撞的风险。对于一个成年人来讲，安全带大约有120mm的松弛量，这些松弛量将增加20％的伤害值。美国联邦机动车安全标准FMVSS208法规为改善对不同身材、佩带和不佩带安全带的乘员的保护以及为降低对婴儿、儿童和其他乘员由安全气囊引发的伤亡事故的危险提出了更多的技术要求，但现有的汽车安全带无法满足在车辆即将发生危险情况而又未发生碰撞前进行智能预紧的要求，增加了乘员发生车内二次碰撞的风险。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种安全带自动调节系统及汽车，以解决现有技术中安全带不能根据乘员体型、重量以及瞬时身体姿态来调节安全带松紧度的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种安全带自动调节系统，该系统包括：控制器、重力传感器、乘员监测传感器、织带、卷收器以及电机，该重力传感器、该乘员监测传感器以及该电机均与该控制器电性连接，该织带卷缩在该卷收器上，该电机与该卷收器连接，该重力传感器用于检测乘员的重量信息，该乘员监测传感器用于检测乘员的体型信息和监测乘员的姿态信息，该电机用于调节该卷收器的卷收力，该控制器根据该重量信息、该体型信息以及该姿态信息控制该电机转动并调节该卷收器对该织带的拉力。

进一步地，该系统还包括碰撞监测传感器，该碰撞监测传感器与该控制器电性连接，该碰撞监测传感器用于监测汽车是否即将发生碰撞，该控制器根据碰撞信息控制该电机转动并调节该卷收器对该织带的拉力。

进一步地，该碰撞监测传感器为雷达传感器，该雷达传感器位于汽车的前方和后方，采用该雷达传感器来监测汽车是否即将发生碰撞。

进一步地，该乘员监测传感器包括摄像头、红外传感器和/或超声波传感器，该乘员监测传感器用于检测乘员的身高和手臂长度的信息以及监测乘员的姿态信息。

进一步地，该乘员监测传感器设置在A柱、仪表盘和/或车内后视镜上。

进一步地，该卷收器包括卷簧、卷轴以及传动组件，该织带卷缩在该卷轴上，该卷轴的一端与该传动组件连接，该卷轴的另一端与该卷簧连接，该传动组件与该电机连接，该电机驱动该传动组件带着该卷轴转动。

本实用新型还提供一种汽车，该汽车包括如上所述的安全带自动调节系统。

本实用新型有益效果在于：安全带自动调节系统包括：控制器、重力传感器、乘员监测传感器、织带、卷收器以及电机，重力传感器、乘员监测传感器以及电机均与控制器电性连接，织带卷缩在卷收器上，电机与卷收器连接，重力传感器用于检测乘员的重量信息，乘员监测传感器用于检测乘员的体型信息和监测乘员的姿态信息，电机用于调节卷收器的卷收力并记录卷收器转动的圈数，控制器根据重量信息、体型信息以及姿态信息控制电机转动并调节卷收器对织带的拉力。通过乘员的重量信息、体型信息以及瞬时姿态，提前控制电机转动并调节卷收器对织带的拉力，对卷收器进行减力，拉出更省力，直接佩戴时没有勒紧感。避免乘员因重量和体型的增加，受到织带的拉力也会增加，佩戴时的勒紧感越强烈。

附图说明

图1是本实用新型中安全带自动调节系统的结构示意图；

图2是本实用新型中安全带的结构示意图之一；

图3是本实用新型中安全带的结构示意图之二；

图4是本实用新型中安全带自动调节方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的安全带自动调节系统及汽车的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

图1是本实用新型中安全带自动调节系统的结构示意图，图2是本实用新型中安全带的结构示意图之一，图3是本实用新型中安全带的结构示意图之二，图4是本实用新型中安全带自动调节方法的流程示意图，。

如图1至图3所示，本实用新型实提供的一种安全带自动调节系统，系统包括：控制器10、重力传感器11、乘员监测传感器12、织带21、卷收器22以及电机23，重力传感器11、乘员监测传感器12以及电机23均与控制器10电性连接，织带21卷缩在卷收器22上，电机23与卷收器22连接。其中，重力传感器11可设置汽车座椅上并用于检测乘员(驾驶员或乘客)的重量信息，乘员监测传感器12可设置在A柱、仪表盘以及车内后视镜上，乘员监测传感器12用于检测乘员的体型信息和监测乘员的姿态信息，电机23用于调节卷收器22的卷收力，控制器10根据重量信息、体型信息以及姿态信息控制电机23转动并调节卷收器22对织带21的拉力。

进一步地，卷收器22包括卷簧221、卷轴222以及传动组件223，传动组件223包括相互联动的多个齿轮，织带21卷缩在卷轴222，卷轴222的一端与传动组件223相互联动，卷轴222的另一端与卷簧221相互联动，电机23与传动组件223的齿轮相啮合。当乘员上车之后并拉出织带21，带动卷轴222反转，卷簧221反向扩张，产生回卷力，并且卷轴222会带着电机23的输出轴转动，控制器10根据重量信息、体型信息以及姿态信息控制电机23转动并调节卷簧221的回卷力，使乘员佩戴安全带时没有勒紧感。其中，控制器10的电路板可设置在传动组件223的外壳内，以减少体积，当然，控制器10也可以为汽车的ECU。至于卷收器22和电机23更详细的结构请参考现有技术，这里不再赘述。

本实施例中，乘员监测传感器12为摄像头，采用摄像头来检测乘员的身高和手臂长度的信息以及监测乘员的姿态信息。当然，在其他实施例中，乘员监测传感器12也可以为红外传感器或超声波传感器，或者是同时采用摄像头、红外传感器以及超声波传感器，并不以此为限。

本实施例中，系统还包括碰撞监测传感器13，碰撞监测传感器13与控制器10电性连接，碰撞监测传感器13用于监测汽车是否即将发生碰撞，控制器10根据碰撞信息控制电机23转动并调节卷收器22对织带21的拉力。在本实施例中，碰撞监测传感器13为雷达传感器，雷达传感器位于汽车的前方和后方，采用雷达传感器来监测汽车是否即将发生碰撞。当然，在其他实施例中，乘员监测传感器12也可以为超声波传感器，并不以此为限。

本实用新型还提供一种汽车，该汽车包括如上所述的安全带自动调节系统。

如图4所示，本实用新型还提供一种安全带自动调节方法，该方法用于控制如上所述的安全带自动调节系统，该方法包括：

步骤S1：检测乘员的重量信息和体型信息。具体为，检测到乘员上车后，通过座椅上的重力传感器11检测成员的重量信息，并通过乘员监测传感器12(即摄像头)检测乘员的体型信息，例如为检测乘员的身高(优选为坐下时的高度)和手臂长度的信息。

步骤S2：根据重量信息和体型信息在第一预设长度s1上对织带21的拉力进行调节。具体为，根据重量信息给出与重量信息对应所需的织带21长度，再根据体型信息在重量信息对应所需长度的基础上对织带21的长度进行调节，调节后对应的织带21长度为第一预设长度s1。例如，可预先设定重量对应的织带21长度以及不同体型对应所调节的织带21长度，可将体型分为不同的等级，每一级所需要调节的长度为重量所对应长度的+/-10％。计算出第一预设长度s1需要转动卷轴222圈数，控制器10根据该圈数驱动电机23反转，以抵消卷簧221的回卷力，即减小卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节，使乘员拉出织带21时更省力，直接佩戴时没有勒紧感。

步骤S3：当检测到乘员佩戴安全带后继续拉出织带21时，则检测乘员继续拉出织带21的长度s，根据乘员拉出织带21的长度与第一预设长度之和并对织带21的拉力进行调节。具体为，如果织带21的第一预设长度s1小于了乘员实际所需的长度，则乘员在佩戴安全带后会用手拉出织带21，通过电机23是否转动来判断乘员是否继续拉出织带21，当检测到乘员佩戴安全带后继续拉出织带21时，通过电机23转动的圈数来计算出拉出织带21的长度s，即此时乘员实际所需织带21的长度为s1+s，控制器10根据s1+s控制电机23反转，再次抵消卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节。没有检测到乘员继续拉出织带21时，电机23不转动，使卷簧221的回卷力保持不变。

步骤S4：当监测到乘员有运动趋势时，则增加第二预设长度s2对织带21的拉力进行调节。具体为，通过乘员监测传感器12(即摄像头)检测乘员是否运动趋势，例如，检测到乘员头部有较大幅度的转动时，即可判断乘员有运动趋势，例如附身取物、探身交费时。当监测到乘员有运动趋势时，将织带21增加第二预设长度s2，从而根据之前织带21长度与第二预设长度s2之和，对织带21的拉力进行调节。例如，没有检测到乘员继续拉出织带21时，当监测到乘员有运动趋势，此时织带21的长度为s1+s2，控制器10根据s1+s2控制电机23反转，再次抵消卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节。或者，检测到乘员继续拉出织带21时，当监测到乘员有运动趋势，此时织带21的长度为s1+s+s2，控制器10根据s1+s+s2控制电机23反转，再次抵消卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节。通过预判乘员运动趋势，提前通过电机23进行对卷簧221进行减力，方便乘员附身取物或探身交费。其中第二预设长度s2可预先根据重量和体型来设置，不同的重量和体型对应的第二预设长度s2也不相同。当然，在监测乘员运动趋势之间，还可检测汽车的运行速度是否大于预设速度，再根据汽车的运行速度和乘员的运动趋势来调节织带21的拉力。

步骤S5：当监测到乘员恢复坐姿时，则将织带21的拉力进行调节至正常佩戴长度时的拉力。具体为，通过乘员监测传感器12(即摄像头)检测乘员是否恢复坐姿，如乘员恢复坐姿，则将织带21的拉力进行调节至正常佩戴长度时的拉力。例如，没有检测到乘员继续拉出织带21时，当监测到乘员有运动趋势，此时织带21的长度为s1+s2，控制器10根据s1+s2控制电机23反转，再次抵消卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节，当监测到乘员恢复坐姿时，此时调节织带21的长度为s1，控制器10根据s1+s2控制电机23正转，织带21在卷簧221回卷力的作用下快速恢复至正常佩戴长度，卷簧221的回卷力也恢复至正常佩戴长度时的力度。或者，检测到乘员继续拉出织带21时，当监测到乘员有运动趋势，此时织带21的长度为s1+s+s2，控制器10根据s1+s+s2控制电机23反转，再次抵消卷簧221的回卷力，从而对织带21的拉力进行调节，当监测到乘员恢复坐姿时，此时调节织带21的长度为s1+s，控制器10根据s1+s控制电机23正转，织带21在卷簧221回卷力的作用下快速恢复至正常佩戴长度，卷簧221的回卷力也恢复至正常佩戴长度时的力度。

本实施例中，该方法还包括：当监测到车辆即将发生碰撞时，则增加织带21的拉力，消除织带21与乘员的间隙。具体为，通过碰撞监测传感器13(雷达)来监测车辆是否即将发生碰撞，例如，监测车辆的前后车距，再通过车辆的运行速度来判断车辆是否即将发生碰撞，如车辆即将发生碰撞时，则提前通过控制器10控制电机23转动，使卷收器22将织带21收紧，消除织带21与人体的间隙，提高安全性。

综上，本实用新型通过乘员的重量信息、体型信息以及瞬时姿态，提前控制电机23转动并调节卷收器22对织带21的拉力，对卷收器进行减力，拉出更省力，直接佩戴时没有勒紧感。避免乘员因重量和体型的增加，受到织带21的拉力也会增加，佩戴时的勒紧感越强烈。同时，通过乘员监测传感器12(即摄像头)检测乘员的运动趋势以及坐姿，提前通过电机23调节卷簧221的回卷力，方便乘员附身取物或探身交费。在出现碰撞风险时，通过控制电机21进行预收紧，减小织带21和身体的间隙，提高安全系统对乘员的保护效果。

在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种安全带自动调节系统，其特征在于，该系统包括：控制器(10)、重力传感器(11)、乘员监测传感器(12)、织带(21)、卷收器(22)以及电机(23)，该重力传感器(11)、该乘员监测传感器(12)以及该电机(23)均与该控制器(10)电性连接，该织带(21)卷缩在该卷收器(22)上，该电机(23)与该卷收器(22)连接，该重力传感器(11)用于检测乘员的重量信息，该乘员监测传感器(12)用于检测乘员的体型信息和监测乘员的姿态信息，该电机(23)用于调节该卷收器(22)的卷收力，该控制器(10)根据该重量信息、该体型信息以及该姿态信息控制该电机(23)转动并调节该卷收器(22)对该织带(21)的拉力。

2.根据权利要求1所述的安全带自动调节系统，其特征在于，该系统还包括碰撞监测传感器(13)，该碰撞监测传感器(13)与该控制器(10)电性连接，该碰撞监测传感器(13)用于监测汽车是否即将发生碰撞，该控制器(10)根据碰撞信息控制该电机(23)转动并调节该卷收器(22)对该织带(21)的拉力。

3.根据权利要求2所述的安全带自动调节系统，其特征在于，该碰撞监测传感器(13)为雷达传感器，该雷达传感器位于汽车的前方和后方，采用该雷达传感器来监测汽车是否即将发生碰撞。

4.根据权利要求1所述的安全带自动调节系统，其特征在于，该乘员监测传感器(12)包括摄像头、红外传感器和/或超声波传感器，该乘员监测传感器(12)用于检测乘员的身高和手臂长度的信息以及监测乘员的姿态信息。

5.根据权利要求1所述的安全带自动调节系统，其特征在于，该乘员监测传感器(12)设置在A柱、仪表盘和/或车内后视镜上。

6.根据权利要求1所述的安全带自动调节系统，其特征在于，该卷收器(22)包括卷簧(221)、卷轴(222)以及传动组件(223)，该织带(21)卷缩在该卷轴(222)上，该卷轴(222)的一端与该传动组件(223)连接，该卷轴(222)的另一端与该卷簧(221)连接，该传动组件(223)与该电机(23)连接，该电机(23)驱动该传动组件(223)带着该卷轴(222)转动。

7.一种汽车，其特征在于，该汽车包括如权利要求1-6所述的安全带自动调节系统。

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