CN2706370Y - 乘员约束系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的一种乘员约束系统包括一个第一传感器单元，其探测配带一个座椅安全带系统的状态，一个第二传感器单元，其探测运转该座椅安全带系统的状态，一个控制器，当车辆碰撞的时候，其根据从第一传感器单元和第二传感器单元发出的信号执行一个控制，以改变决定一个乘员约束设备的启动和膨胀的一个时间范围。在该乘员约束系统中，当第一传感器单元探测到的是没有配带座椅安全带系统的状态的时候，该控制器执行一个设定一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围，并且当第一传感器单元探测到的是配带着座椅安全带、并且第二传感器单元探测到的是座椅安全带系统运转的状态的时候，该控制器执行一个设定一种运转模式的控制，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。

Description

乘员约束系统
技术领域
本实用新型涉及一种响应配带和运转座椅安全带的状态的乘员约束系统。
背景技术
在安装有座椅安全带系统的车辆中，通常的技术中，配带座椅安全带的状态(参见延迟公开的日本专利申请H6-286581)有对气囊和预张紧器分别进行控制的，也有对气囊和预张紧器同时进行控制的。
发明内容
然而，在上述技术中，当控制气囊和预张紧器时，是在乘员配带座椅安全带系统的条件下进行的。而在座椅安全带系统运转的条件下，也就是，在乘员正确配带座椅安全带并且进一步被座椅安全带牢牢固定的条件下，没有执行对气囊和预张紧器的控制。
本实用新型乃是鉴于上述问题而提出的。本实用新型的一个发明目的是提供一种可以根据配带和运转车辆座椅安全带系统的状态，恰当地对乘员进行约束控制的乘员约束系统。
本实用新型的第一方面提供一种乘员约束系统，包括：一个第一传感器单元，其探测配带一个座椅安全带系统的状态；一个第二传感器单元，其探测运转该座椅安全带系统的状态；一个控制器，当车辆碰撞的时候，其根据从第一传感器单元和第二传感器单元发出的信号执行一个控制，以改变决定一个乘员约束设备的启动和膨胀的一个时间范围，其中，当第一传感器单元探测到的是没有配带座椅安全带系统的状态的时候，该控制器执行一个设定一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围，以及当第一传感器单元探测到的是配带着座椅安全带、并且第二传感器单元探测到的是座椅安全带系统运转的状态的时候，该控制器执行一个设定一种运转模式的控制，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。
本实用新型的第二方面提供一种乘员约束系统，包括：第一传感器机构，其探测配带一个座椅安全带系统的状态；第二传感器机构，其探测运转该座椅安全带系统的状态；控制器机构，当车辆碰撞的时候，其根据从第一传感器机构和第二传感器机构发出的信号执行一个控制，以改变决定一个乘员约束设备的启动和膨胀的一个时间范围，其中，当第一传感器机构探测到的是没有配带座椅安全带系统的状态的时候，该控制器执行一个设定一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围，以及当第一传感器机构探测到的是配带着座椅安全带、并且第二传感器机构探测到的是座椅安全带系统运转的状态的时候，该控制器执行一个设定一种运转模式的控制，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。
本实用新型的第三方面提供一种用于约束乘员的方法，包括：探测配带一个座椅安全带系统的状态；探测运转该座椅安全带系统的状态；在没有配带座椅安全带系统的状态的时候，执行一个设定模式为一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围；在配带着座椅安全带、并且座椅安全带系统运转的状态的时候，设定模式为一种运转模式，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。
附图说明
下面将参照附图对本实用新型进行描述。
图1显示的是本实用新型的一种乘员约束系统的结构方框图；
图2显示的是车辆座椅安全带系统示意图；
图3是与第一传感器单元配合的座椅安全带的舌片和带扣的透视图；
图4显示的是车辆碰撞时随时间变化的加速度G的曲线图；
图5显示的是根据本实用新型的乘员约束系统，乘员约束装置的控制在中止模式时，速度变化和时间变化的关系的曲线图；
图6显示的是根据本实用新型的乘员约束系统，乘员约束装置的控制在运转模式时，速度变化和时间变化的关系的曲线图；
图7是根据本实用新型的乘员约束系统，说明从车辆座椅安全带系统向乘员约束装置发送的运转信号的视图；
图8是根据本实用新型的乘员约束系统，说明乘员约束装置的工作的流程图；
图9显示的是包括两个预张紧器的车辆座椅安全带系统示意图；
图10用于说明安装有两个预张紧器的乘员约束系统的工作的时间图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的实施例进行说明。
本实用新型的一种乘员约束系统10的结构如图1所示。
本实用新型的乘员约束系统10安装在车辆上，其包括一个乘员约束装置1和一个车辆座椅安全带系统2。乘员约束系统1(对应一个控制器)对把乘员约束在车上的装置的启动和膨胀时间的选择进行控制。
乘员约束装置1连接到一个用于坐在驾驶员座位上的乘员的驾驶员座椅气囊系统11、一个用于坐在前排乘客座位上的乘员的前排乘客座椅气囊系统12以及一个预张紧器13上。当一个外部碰撞传感器探测发生碰撞的信号被接收到的时候，成员约束装置1膨胀驾驶员座椅气囊系统11以及前排乘客座椅气囊系统12，并启动预张紧器13，从而执行对驾驶员座位上以及前排乘客座位上的成员进行约束的控制。应当注意，驾驶员座椅气囊系统11、前排乘客座椅气囊系统12和预张紧器13在本说明书中也总称为乘员约束设备。
对于驾驶员座椅气囊系统11和前排乘客座椅气囊系统12的结构，当车辆碰撞的时候，一个点火式气体发生器瞬间使得一个气垫(气囊)膨胀，从而保护乘员的头部和胸部不受包括方向盘、仪表板、车门、B柱之类的内部设备的伤害。
如图2所示，为了防止车辆碰撞的时候乘员过度前冲，预张紧器13(座椅安全带张紧装置13)立即卷紧座椅安全带14，并在乘客身上施加一个张紧力，从而将乘客约束起来。当车辆碰撞的时候，预张紧器13的结构可使用爆炸物或弹簧产生的爆炸力瞬间卷紧座椅安全带14。
如图2、3所示，座椅安全带14配带的方式是，座椅安全带14从固定在车体一侧的柱16下部的一个收缩装置(未示出)或类似装置拉出；一个舌片18机械地插入车体一侧的一个带扣17中并固定在其上。
在本实用新型的乘员约束系统10的车辆座椅安全带系统2中包括座椅安全带14。另外，车俩座椅安全带系统2连接到一个探测配带座椅安全带14的状态的单元上(与第一传感器单元相应)，即座椅安全带14是否被驾驶员座位或前排乘客座位上的乘员所配带。具体来说，车辆座椅安全带系统2连接到一个作为第一传感器单元的开关19上，用于探测座椅安全带14的舌片18是否连接在带扣17上。当舌片18插入带扣17并固定在其上，从作为第一传感器的开关19将向车辆座椅安全带系统2发出一个连接信号。
另外，本实用新型的乘员约束系统10可应用于包括一个预碰撞座椅安全带系统的车辆上。具体来说，如图2所示，在柱16的下部，预张紧器13和马达15包括在所布置的预碰撞座椅安全带系统中。并且，座椅安全带14同时连接到预张紧器13和马达15上。预碰撞座椅安全带系统是一个在车辆碰撞之前通过马达15卷紧座椅安全带14对乘员进行约束的系统，也就是说，可以作防撞规避机动。作为一种预测碰撞的机构，其具有一种机构，包括一个测量车辆和前方物体之间距离以及预测碰撞的车前方雷达。另外，其还具有一种机构，该机构探测碰撞之前驾驶员的刹车操作，也就是碰撞发生之前由驾驶员执行的紧急刹车操作。但是，用于探测碰撞的机构并不局限于此。只要能够预测碰撞的机构都可使用。有关预碰撞座椅安全带系统的具体运转情况是，当车辆可能会与其前方的一个物体相撞的时候，一个信号从一个碰撞预测机构向一个ECU发出。该ECU然后向马达15发出一个启动信号，马达15将座椅安全带14卷紧，进而对乘员进行约束。此时座椅安全带上的张紧力小于由预张紧器13卷紧座椅安全带14时的张紧力。因而乘员受到的约束仍然使其得以操纵方向盘以避免碰撞。
并且，车辆座椅安全带系统2连接到一个用于探测马达15是否工作的单元上(与第二传感器单元相应)。
本实用新型的乘员约束系统10包括上述的乘员约束装置1和车辆座椅安全带系统2，其特点是根据配带和运转座椅安全带14的状态，通过改变时限来判断乘员约束设备的启动和膨胀，从而最优化的启动和膨胀乘员约束设备。下面将对此详细说明。
首先将对车辆与前方物体发生碰撞时车辆和乘员的状态进行说明。当车辆与前方物体发生碰撞的时候，在车上将产生加速度G，如图4所示。该加速度G可通过一个加速度传感器或类似装置来探测。此时，如果乘员没有配带座椅安全带，由于碰撞，乘员的身体将向车辆前方移动，因此很有可能，该乘员的头部或胸部将会撞上方向盘或挡风玻璃。但是，如果乘员配带着座椅安全带，乘员将在碰撞之前通过预碰撞座椅安全带系统受到一定程度的约束。在碰撞时，预张紧器13启动并立即卷紧座椅安全带14，从而对乘员牢固地进行约束。结果，乘员的头部或胸部撞上方向盘或挡风玻璃的可能性将会很低。
此处，在乘员没有配带座椅安全带的时候，由于乘员在碰撞的时候会显著前移，因此需要在碰撞之后尽快开始气囊系统的膨胀时刻。但是，在乘员配带着座椅安全带的时候，乘员在碰撞发生之前是被座椅安全带所约束的。因此，相较于乘员没有配带座椅安全带时的情况，即便气囊系统的膨胀时刻被延迟了，乘员也可以受到气囊系统很好的保护，并且可以防止与车内设备的碰撞。
换句话说，本实用新型的乘员约束系统10的特点是，通过保障一段决定是否启动和膨胀乘员约束设备的计算时间，并且选择更恰当的时间控制乘员约束设备的启动和膨胀，通过这种方式，即乘员约束装置1作为控制器，根据配带和运转座椅安全带的状态，改变决定启动和膨胀乘员约束设备的时限。并且，座椅安全带的运转模式是当一个信号从碰撞预测机构向ECU发出、并且马达15卷紧座椅安全带14的时候的一种状态。下面将对本实用新型的乘员约束系统的具体工作情况进行说明。
当车辆与其前方物体碰撞的时候，在车身上将会产生一个如图4所示的加速度G。对此加速度G进行积分后获得速度ΔV和时间t之间的关系，如图5所示。
此处的状态是没有配带座椅安全带14，因此需要快速启动和膨胀连接到乘员约束装置1上的乘员约束设备。因此，如果决定启动和膨胀的阈值ΔV0降低，结果会导致启动和膨胀提前。此处，该阈值是一个当速度ΔV接近该阈值ΔV0时启动和膨胀乘员约束设备的目标值。启动和膨胀乘员约束设备的范围可以在速度ΔV1和速度ΔV2之间，其中ΔV0为二者之中间值。换句话说，对于目标阈值ΔV0，当速度位于ΔV1和ΔV2之间的时候乘员约束装置1启动和膨胀乘员约束设备。
如图5所示，在没有配带座椅安全带的状态(下面称作中止模式)，由于需要快速启动和膨胀乘员约束设备，阈值ΔV0被设定得较低。因此，启动/膨胀的决定时间增加了，从而计算时间减少了。
但是，在配带状态，进一步运转座椅安全带(下面称作运转模式)，由于乘员被座椅安全带约束了，可以延迟连接到乘员约束装置1上的乘员约束设备的启动/膨胀。也就是说，可以提高阈值ΔV0以降低启动和膨胀决定时间范围并且增加计算时间范围。计算时间的增加可以使乘员约束装置1恰当设定启动/膨胀决定时间，并且选择更恰当的时间开始乘员约束设备的启动和膨胀。
对中止模式和运转模式之间的模式的控制是基于从第一传感器单元和第二传感器单元向车辆座椅安全带系统2发出的信号来执行的。具体来说，当配带座椅安全带的时候，图7所示的ON信号从第一传感器向车辆座椅安全带系统2发出。并且，当车辆可能会与前方物体碰撞的时候，一个信号将从碰撞预测机构向马达15发出，然后马达15将卷紧座椅安全带14。当第二传感器单元探测到马达15的这种操作的时候，一个类似的ON信号将发送给车辆座椅安全带系统2。当车辆座椅安全带系统2收到从第一和第二传感器单元发出的信号后，一个ON信号将从车辆座椅安全带系统2发送到乘员约束装置1。乘员约束装置1然后会执行控制，从中止模式改变为运转模式，以提高阈值ΔV0并且降低启动/膨胀决定时间范围。
下面将参照图8所示的流程图对中止模式和运转模式之间的模式控制进行说明。
在此乘员约束系统中，当乘员约束装置1和车辆座椅安全带系统2，例如，通过启动一个点火开关启动之后，对每个预定时限，过程从步骤S1开始。
具体来说，在步骤S1，乘员约束装置1将启动和膨胀乘员约束设备的阈值ΔV0设定为中止模式时的值。然后过程进入步骤S2。
在步骤S2，通过判断，在乘员约束装置1中，从车辆座椅安全带系统2发出的运转信号是否为ON，判断乘员是否配带着座椅安全带14并且马达15是否在工作。当判断乘员没有配带座椅安全带，并且马达15没有工作时，状态将控制在中止模式，过程将返回步骤S1。当判断座椅安全带14和马达15都在工作，过程将进入步骤S3。
在步骤S3，乘员约束装置1执行从中止模式向运转模式的模式改变的操作，即提高阈值ΔV0并降低ΔV1和ΔV2的范围。过程然后将返回步骤S2。
通过这种方式，在乘员约束系统10中，当座椅安全带14工作，控制将从中止模式向运转模式改变，因此将增加直到决定启动和膨胀的计算时间。
如上所述，根据本实施例的乘员约束系统，传感器单元用于探测配带和运转连接到车辆座椅安全带系统2上的座椅安全带14的状态。当座椅安全带14运转的时候，一个信号从车辆座椅安全带系统2向乘员约束装置1发出，从中止模式向运转模式改变。从而，在发生碰撞的时候，增加直到决定膨胀驾驶员座椅气囊系统11和前排乘客座椅气囊系统12以及启动预张紧器13的计算时间，并且减少在发生碰撞的时候的启动/膨胀决定时间范围。通过这种方式，驾驶员座椅气囊系统11和前排乘客座椅气囊系统12的膨胀以及预张紧器13的启动都可以选择更恰当的时间来实施，因此可以确保防止乘员受到车内设备的碰撞。
另外，本实用新型的乘员约束系统可应用于具有一个预张紧器的车辆上。因此，由于在车辆碰撞之前，乘员通过马达15的运转在某种程度上被约束起来了，乘员向车辆前方前冲的移动量就可以控制得最小。其结果，本实用新型的乘员约束系统允许乘员约束设备选择最优的时间开始工作。因而，可以确保防止乘员受到车内设备的碰撞。
应当指出，在上述乘员约束系统中，虽然描述了连接到座椅安全带14上的预张紧器13的结构，但其结构并不仅仅局限于此。也可以设置具有两个预张紧器的结构，即在发生碰撞的时候启动预张紧器13之外的另一个预张紧器。
具体来说，如图9所示，在柱16的下部布置有预张紧器13之外(第一预张紧器13)的另一个预张紧器20(第二预张紧器20)，以构成双预张紧器。这种结构，通过启动预张紧器13，然后启动预张紧器20，可以更牢固的约束乘客。
下面将参照图10对双预张紧器的工作情况进行说明。在本实用新型的乘员约束系统10使用的情况下，乘员约束装置1从车辆座椅安全带系统2接收到一个工作信号，然后在碰撞之前执行从中止模式向运转模式的改变的控制。其后，当车辆与其前方物体碰撞的时候，第一预张紧器13首先启动，然后第二预张紧器启动。在本实用新型的乘员约束系统10中，在时间t2之前，第一预张紧器13启动之后直到决定启动第二预张紧器20的一段时间作为计算时间，第二预张紧器20在时间t3启动。在这种情况下，从时间t2到时间t4的一段时间为启动/膨胀决定时间范围Tg’。另一方面，在本实用新型的乘员约束系统没有使用(对比例)的情况下，从时间t1到时间t5的一段时间是启动/膨胀决定时间范围Tg。因此，通过使用本实用新型的乘员约束系统10，甚至在使用双预张紧器的情况下也可以缩短启动/膨胀决定时间，从而延长计算时间。因此，可以在最佳的时间启动第二预张紧器20。
应注意，上述实施例乃是本实用新型的一个实例而已。因此，本实用新型并不仅仅局限于上述实施例，并且，勿庸置疑，可以在上述实施例之外作出各种设计之类的改变而不会脱离本实用新型的技术构思。
具体来说，关于乘员约束设备，虽然驾驶员座椅气囊系统、前排乘客座椅气囊系统以及预张紧器在本说明中进行了描述，也可以在发生碰撞的时候使用其它的设备来约束乘员的移动。
并且，关于预碰撞座椅安全带系统，虽然马达15被用来卷紧座椅安全带，也可以使用一个不限于马达的装置或系统以及各种形式的卷紧装置或系统。
另外，关于双预张紧器，虽然第二个预张紧器布置在第一预张紧器附近，但是，也可以将第二预张紧器布置在带扣17附近。
2003年2月25日提交的日本专利申请P2003-047581全部内容在此引用作为参考。
虽然本实用新型前面的描述是参照某个实施例进行说明的，对于本领域技术人员来说，在上述说明的启示下，本实用新型并不仅仅局限于上述描述的实施例。本实用新型的范围参照所附权利要求所确定。

Claims (5)

1、一种乘员约束系统，包括：
一个第一传感器单元，其探测配带一个座椅安全带系统的状态；
一个第二传感器单元，其探测运转该座椅安全带系统的状态；以及
一个控制器，当车辆碰撞的时候，其根据从第一传感器单元和第二传感器单元发出的信号执行一个控制，以改变决定一个乘员约束设备的启动和膨胀的一个时间范围，
其特征在于，当第一传感器单元探测到的是没有配带座椅安全带系统的状态的时候，该控制器执行一种把模式设定到一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围，以及
当第一传感器单元探测到的是配带着座椅安全带系统的状态、并且第二传感器单元探测到的是座椅安全带系统运转的状态的时候，该控制器执行一种把模式设定到一种运转模式的控制，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。
2、根据权利要求1的一种乘员约束系统，其特征在于，在运转模式中，控制器执行一个延迟启动和膨胀乘员约束设备的控制。
3、根据权利要求1的一种乘员约束系统，其特征在于，该乘员约束设备至少是气囊系统和预张紧器之一。
4、根据权利要求1的一种乘员约束系统，其特征在于，该乘员约束设备至少是气囊系统和一套双预张紧器之一。
5、一种乘员约束系统，包括：
第一传感器机构，其探测配带一个座椅安全带系统的状态；
第二传感器机构，其探测运转该座椅安全带系统的状态；以及
控制器机构，当车辆碰撞的时候，其根据从第一传感器机构和第二传感器机构发出的信号执行一种控制，以改变决定一个乘员约束设备的启动和膨胀的一个时间范围，
其特征在于，当第一传感器机构探测到的是没有配带座椅安全带系统的状态的时候，该控制器执行一种把模式设定到一种中止模式的控制，该中止模式在车辆碰撞的时候，具有一个决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围，以及
当第一传感器机构探测到的是配带着座椅安全带系统的状态、并且第二传感器机构探测到的是座椅安全带系统运转的状态的时候，该控制器机构执行一种把模式设定到一种运转模式的控制，该运转模式在车辆碰撞的时候，相对于没有配带座椅安全带系统的状态，具有一个较小的决定启动和膨胀乘员约束设备的时间范围。
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