專利名稱：用于在事件中電控制安全帶負荷水平的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致涉及安全帶負荷水平控制。
背景技術：
安全帶是一種系在身上的帶子，為整體車輛被動約束系統(tǒng)的一部分。安全帶被設計用來固定車輛的乘客使其不能移動，這種移動可能發(fā)生在車輛急加速或急減速的情況下。安全帶系統(tǒng)大致在三個點處連接到車輛，并可以包括膝帶部分和肩帶部分。肩帶部分的帶子可以大體延伸自位于車輛立柱的下部處的卷收器，并且滑動穿過引導環(huán)，其也可被稱為D形圈或轉向環(huán)。

發(fā)明內容
一種用于在事件中電控制安全帶負荷水平的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一壓縮構件； 第二壓縮構件；以及安全帶的帶子，布置在第一和第二壓縮構件之間。第一壓縮構件和第二壓縮構件可以以使它們可以施加選擇性可變的壓縮力到安全帶的帶子的方式協作，該壓縮力可以抑制安全帶的帶子在第一和第二壓縮構件之間相對滑移。系統(tǒng)可以包括控制器，其配置為監(jiān)控指示車輛事件的參數并響應該參數而產生可變促動信號。系統(tǒng)還可以包括促動器，其配置為從控制器接收可變促動信號，并且響應于此，選擇性地迫動第一壓縮構件抵靠第二壓縮構件。在一個實施例中，指示車輛事件的參數可以由事件傳感器提供，且可以表現為車輛加速度、安全帶卷回速度、安全帶張緊程度、車輛側傾角速度或氣囊展開的發(fā)生?？刂破鬟€可以被配置為監(jiān)控乘客的特性并響應于此來調整可變促動信號。乘客的特性可以由乘客傳感器來監(jiān)控并可以表現為例如重量、后視鏡位置、總初始安全帶輸出、 地面踏板位置、方向盤位置或座位位置。配置為迫動第一壓縮構件抵靠第二壓縮構件的促動器可以包括活塞缸體，具有與第一壓縮構件機械連接的可移動活塞；與活塞缸體流體連通的加壓流體源；以及電控制閥，配置為響應可變促動信號調節(jié)在加壓流體源和活塞缸體之間的流體流動。在一個實施例中，電控制閥可以是壓電閥，其可以響應可變電壓促動信號。加壓流體源可以包括容置例如被壓縮的惰性氣體的容器。在另一實施例中，促動器可以包括容置液壓流體的液壓缸；與液壓缸機械連接的壓電裝置；以及與液壓缸流體連通的流體管線。壓電裝置的促動可以配置為施加力到容置在液壓缸中的流體，其可以使得第一壓縮構件可控地移向第二壓縮構件。當結合附圖時，從下面的用于執(zhí)行如所附權利要求限定的本發(fā)明的一些最佳方式和其它實施例的具體描述可容易地明白本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點，以及其它特征和優(yōu)點。


圖I是車輛安全帶系統(tǒng)的示意性透視圖
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圖荷的示意圖
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2是用于在事件中電控制安全帶加載的系統(tǒng)的示意3是圖2所示類型的事件傳感器的示意4是圖2所示類型的乘客傳感器的示意5是示出了可調整的安全帶負荷分布的示意6是通過安全帶系統(tǒng)的帶子施加的力負荷的示意7是在負荷適于與氣囊約束接合的情況下，通過安全帶系統(tǒng)的帶子施加的力負
8是用于在事件中電控制安全帶加載的促動器的實施例的示意具體實施例方式參考附圖，其中在各視圖中相似的參考標號被用于標識相似或相同的部件，用于在事件中電控制安全帶加載水平的系統(tǒng)10大體在圖2中示出。系統(tǒng)10通常用于機動車應用；然而，意識到系統(tǒng)10還可以用于其它交通工具應用，譬如但并不局限于，航空器和軌道車輛。通過大體背景的說明，及參考圖I大致所示的常規(guī)車輛安全帶系統(tǒng)11，安全帶的帶子12可以從卷回器13延伸，卷回器13可以定位在車輛支撐立柱(未示出)的下部部分附近。例如，在機動車中，卷回器13可以布置在車輛的B柱、C柱或D柱的下部部分附近。 替代地，卷回器可以定位在座位、車頂構件或車身構件的一部分中。安全帶的帶子12可以然后滑動穿過常規(guī)引導環(huán)15，并可以被朝下引導并跨過乘客的上肢(未示出)，以形成常規(guī)安全帶系統(tǒng)11的肩帶部分14。為了固定安全帶的帶子12來約束車輛的乘客，乘客可以將舌狀閂16插入到安全帶扣(未示出)中，且由此形成常規(guī)車輛安全帶系統(tǒng)11的膝帶部分 18。如圖2所示，系統(tǒng)10可以被用于車輛20中以經由連續(xù)改變在安全帶的帶子12的一部分上的夾緊力改變通過安全帶的帶子12施加的約束力。系統(tǒng)10可以包括第一壓縮構件30和第二壓縮構件32，它們定位在安全帶的帶子12的每一側上。當被促動時，第一和第二壓縮構件30、32可以協作以施加選擇性可變的壓縮力到安全帶的帶子的一部分上。在一個實施例中，壓縮構件30、32可以位于卷回器13附近，譬如，在車輛的B柱、C柱或D柱的一部分中。替代地，壓縮構件中的一個可以集成到引導環(huán)15(圖I中所示)的一部分中。系統(tǒng)可以包括促動器34和控制器36，促動器34被配置為在兩個壓縮構件30、32 之間產生壓縮力，控制器36可以通過提供的促動信號38來指令促動器34的操作。促動器 34可以被配置為從控制器36接收促動信號38，并且將信號轉換為施加到構件30、32中的一個或兩者的可變力40。該可變力40可以，例如，促使第一構件30抵靠第二構件32，由此施加壓縮力到安全帶的帶子12。壓縮力可以導致相應的摩擦阻力，該摩擦阻力可以抑制帶子12在兩個構件30、32之間相對滑動。第一和第二壓縮構件30、32中的每一個可以包括摩擦板，該摩擦板被配置為提供針對帶子12的一個區(qū)域的夾合壓力，并可以設置有表面紋理，該表面紋理增強摩擦板摩擦接合帶子12的能力。指令促動器的操作的控制器36可以使用接收自一個或多個事件傳感器42的車輛信息而產生可變的促動信號38。每一個事件傳感器42可以被配置為感測車輛的特定行為， 并且可以提供相應信號43到控制器36。示例性車輛事件可以包括，例如，車輛的急加速或急減速。如圖3中進一步所示，事件傳感器42可以被配置以監(jiān)控的參數可以包括例如，車輛加速的幅度和/或方向60、車輛側傾角62、安全帶卷繞速度64、安全帶張緊程度66和/ 或氣囊展開的發(fā)生68。如果控制器36檢測到被監(jiān)控的車輛參數的急劇改變，它可以被配置為以相稱的方式響應以約束安全帶的帶子12從卷回器13的不期望的延伸。例如，如果控制器檢測到急劇的車輛減速，或接收到氣囊展開已開始的指示，它可以指令促動器34以經由壓縮構件 30、32可控地抑制安全帶的帶子12的輸出。使用測得的事件幅度、嚴重性和/或方向性，控制器36可以還被配置為選擇性地改變通過帶子12施加的約束力的量。在一個實施例中，控制器36可以被配置為使用事件嚴重性和方向的指示來最小化通過帶子12施加的約束力， 同時還保持從卷回器13的總安全帶延伸在可接受范圍內。為了進一步改良特定重要性的事件所需約束力的量，控制器36可以考慮乘客的一個或多個物理特性。乘客特性可以由一個或多個乘客傳感器44感測，并且可以涉及在車輛20中的乘客的身材或空間定位。例如，可以意識到的，在沖擊中約束95%的男性所需的約束力可顯著大于小孩所需的約束力。相似的，異常的靠近方向盤就坐的乘客可以具有比向后坐得離方向盤較遠的人具有更小的可用安全帶延伸。由此，如圖4所示，乘客傳感器44 可以檢測乘客的一個或多個特性，包括，例如重量80、后視鏡位置82、總安全帶輸出/延伸 84、地面踏板位置86、轉向柱位置88和/或座位位置90。在另一實施例中，一些乘客特性可以由乘客手動輸入，譬如，非限制性地，為高度、重量和/或性別。圖5示出了系統(tǒng)10可以通過帶子12施加的兩個示例性負荷分布100、102。每一個負荷分布100，102可以表示可施加到構件30、32的一個或兩者的可變壓縮力40隨時間 104的施加?？刂破?6可以通過提供相應促動信號38到促動器34而施加選定的負荷分布到壓縮構件，并且相應地施加到安全帶的帶子12。如上所述，控制器36可以基于感測到的事件和/或乘客的多個性質而選擇或優(yōu)化適用于特定事件的負荷分布。在一個實施例中， 控制器36可以被配置為使用來自一個或多個事件傳感器42和/或乘客傳感器44的實時信息在事件中修改施加的約束力。在另一實施例中，負荷分布可以基于乘客特性和沖擊強度來預確定。這樣的負荷分布可以，例如，被存儲在查找表中，并且在事件中由控制器36快速地訪問。圖6示出了施加在安全帶的帶子12上或通過帶子12施加的力112隨時間104的分布110。如所示，初始負荷部分114(其可以類似于圖5中所示的負荷分布中的一個)之后，系統(tǒng)10可以被配置為在安全帶帶子12上保持處于確定水平116的恒定力。系統(tǒng)可以基于事件的嚴重性、推斷的乘客尺寸/重量、乘客-車輛的環(huán)境約束和/或可使用的政府規(guī)定來選擇水平116。盡管圖6示出了保持在預定水平116處的恒定力的安全帶負荷分布110，控制器 36還可以能夠考慮在車輛中的其它約束系統(tǒng)。圖7示出了針對在時間120處的車輛氣囊的展開進行修改后的圖6中所示的分布110。在第一期間122中，安全帶可以是單約束系統(tǒng)， 并且可以保持通過帶子12的力在恒定水平處。隨著氣囊在時間120處的展開，通過帶子12 施加的力40可以被配置為根據氣囊的影響而下降(即，在期間124中)。再參考圖2，在實施例中，促動器34可以通過提供可變電壓電促動信號38到壓電裝置130而被電控制。壓電裝置130可以例如包括壓電閥132，該壓電閥可以調節(jié)在加壓流
5體源134和活塞缸體136之間的流體的流動。加壓流體源134可以是容器，其容置被壓縮的惰性氣體，譬如壓縮氬氣，或可以包括混合或煙火型氣體發(fā)生器。活塞缸體136可以包括與壓縮構件(例如壓縮構件30)機械連接的可移動活塞并且該可移動活塞可以通過缸體的體積的被迫改變而移動構件。一旦接收到可變電壓促動信號38，壓電閥132可以允許流體行進到活塞缸體136中，并使得缸體擴張，由此移動壓縮構件30。促動器34的活塞缸體136 可以類似地具有可控排出口和偏壓彈簧，其可以允許壓縮構件在期望時返回到離開帶子12 的初始狀態(tài)。在一個實施例中，可控排出口可以電控制，譬如通過壓電閥，并可以被用于調節(jié)壓力從帶子12的釋放。可控排出口可以獨立于壓電閥132或與壓電閥132—體。盡管壓電類型的閥由于壓電材料的快速響應時間和可控特性可以是優(yōu)選類型的閥，其它電控制閥可以被相似地使用。示例性電閥可以包括使用螺線管、音圈、形狀記憶合金或本領域公知的其它促動器。圖8示出了另一示例性促動器34，其可以用于在兩個壓縮構件30、32之間施加可變力140。促動器可以包括與一個或多個液壓缸142機械連接的壓電裝置130，其中壓電裝置的促動可以被配置為施加力到容置在液壓缸中的流體。每一個液壓缸可以與相應的流體管線144聯接，該流體管線144具有顯著小于液壓缸的直徑。盡管壓電裝置130可以僅能夠提供小促動運動(盡管具有可觀的力)，在液壓缸142和流體管線144之間的直徑差異可大大地放大提供的促動運動。每一個流體管線144可以與活塞或其它相應設備聯接，其可以轉換流體壓力/運動為壓縮構件30的施加壓力。雖然用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式已經被詳細描述，與本發(fā)明相關的本領域技術人員應認識到在所附的權利要求的范圍內的執(zhí)行本發(fā)明的各種替換設計和實施例。所有方向引用(例如上部、下部、向上、向下、左、右、向左、向右、上方、下方、豎直和水平)僅用于標識目的，以輔助閱讀者對本發(fā)明的理解，并且不產生限制，特別是對于本發(fā)明的位置、取向或使用的限制。期望的是，上述說明書中包含或附圖中所示的所有內容應該被理解為僅是示例性的而不是限定性的。
權利要求
1.一種用于在事件中電控制安全帶負荷水平的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一壓縮構件；第二壓縮構件；安全帶的帶子，布置在第一和第二壓縮構件之間；以及其中所述第一壓縮構件和所述第二壓縮構件協作以施加選擇性可變的壓縮力到所述安全帶的帶子。
2.如權利要求I所述的系統(tǒng)，其中選擇性可變的壓縮力抑制安全帶的帶子在所述第一和所述第二壓縮構件之間的相對滑移。
3.如權利要求I所述的系統(tǒng)，還包括控制器，配置為監(jiān)控指示車輛事件的參數并響應該參數而產生可變促動信號；以及促動器，配置為從所述控制器接收所述可變促動信號，并且響應于此，選擇性地迫動所述第一壓縮構件抵靠所述第二壓縮構件。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中指示車輛事件的參數由事件傳感器提供。
5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中指示車輛事件的參數包括車輛加速度、安全帶卷回速度、安全帶張緊程度、車輛側傾角速度或氣囊展開的發(fā)生。
6.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中控制器還被配置為監(jiān)控乘客的特性并響應于此來調整所述可變促動信號。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述乘客的特性由乘客傳感器來感測。
8.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述乘客的特性包括重量、后視鏡位置、初始安全帶輸出、地面踏板位置、方向盤位置或座位位置。
9.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述促動器包括活塞缸體，具有與所述第一壓縮構件機械連接的可移動活塞；加壓流體源，與所述活塞缸體流體連通；以及電控制閥，配置為響應所述可變促動信號而調節(jié)在加壓流體源和活塞缸體之間的流體流動。
10.一種用于在事件中電控制安全帶負荷水平的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一壓縮構件；第二壓縮構件；安全帶的帶子，布置在所述第一和所述第二壓縮構件之間；以及控制器，配置為監(jiān)控指示車輛事件和乘客特性的參數，并配置為響應該參數而產生可變促動信號；以及促動器，配置為從所述控制器接收所述可變促動信號，并且響應于此，選擇性地迫動所述第一壓縮構件抵靠所述第二壓縮構件，由此施加壓力到所述安全帶的帶子，所述促動器包括壓電裝置；且其中，所述促動器還被配置為從所述帶子可控地釋放壓力。
全文摘要
一種用于在事件中電控制安全帶負荷水平的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一壓縮構件；第二壓縮構件；以及安全帶的帶子，布置在第一和第二壓縮構件之間。第一壓縮構件和第二壓縮構件可以以使它們可以施加選擇性可變的壓縮力到安全帶的帶子的方式協作。
文檔編號B60R22/34GK102582571SQ201210003010
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權日2011年1月6日
發(fā)明者D.J.戈爾曼, F.F.杜克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司