用于车辆的安全带助力系统和用于安全带助力的方法与流程

1.本发明涉及车辆领域，具体涉及一种用于车辆的安全带助力系统，尤其涉及一种独立地作用在安全带织带上的安全带助力系统。此外，本发明还涉及一种用于借助所述安全带助力系统进行安全带助力的方法以及一种计算机程序产品。


背景技术：

2.安全带系统是车辆中的重要的安全保护装置之一。安全带对车辆乘员进行约束，用于在车辆刹车、碰撞、追尾等情况下保护乘员免受伤害。目前的安全带卷收系统通常借助安全带卷收器中的卷簧的卷收力实现安全带的自动收回。因此会存在如下问题，即车辆乘员抽出安全带的时候需要花费一定力抽出，并且车辆乘员抽出过快、抽出角度不对等均不利于安全带的抽出，而且如果单手进行安全带的抽出操作则很难抽出到位并顺利系上安全带。这对于只有一只手空闲或一只手有缺陷的乘员不是特别友好。
3.此外，目前已知的智能安全带卷收系统通过设置在安全带卷收器中的电机辅助安全带的抽出或收回，然而安全带织带在移动时经常会在安全带卷收器的安全带出口处出现堆积。这导致乘员尤其在安全带由于堆积而发生扭转或缠绕的情况下仍然需要额外费力地抽拉并整理安全带，以便安全带能够继续顺畅地移动。因此，无法实现单手操作安全带的抽出。此外，在已知的智能安全带卷收系统中，容易在抽拉速度与电机转动速度不匹配时，卷收器内部卷绕的织带出现松弛，即使后续抽出安全带也难予消除卷绕的各层织带之间的间隙。因此，不利于后续碰撞安全。


技术实现要素：

4.因此，鉴于以上缺点之一和/或在此未提及的其它可能的缺点，本发明的目的是提供一种用于车辆的安全带助力系统和一种用于借助所述安全带助力系统进行安全带助力的方法。
5.根据本发明的第一方面，提供一种用于车辆的安全带助力系统，包括：
[0006]-第一部件；
[0007]-第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件而允许将安全带织带置于该第一部件与第二部件之间；和
[0008]-驱动装置，
[0009]
其中，所述第一部件和第二部件中的至少一个而能够由所述驱动装置驱动旋转，以向所述安全带织带施加驱动力。
[0010]
根据本发明的用于车辆的安全带助力系统能够实现：如果乘员需要抽出安全带，则启动驱动装置驱动安全带助力系统中的至少一个被配置成滚轴的部件旋转，以向安全带织带施加驱动力，从而克服安全带卷收器中的卷簧的卷收力，以便于车辆乘员抽出安全带，尤其在乘员需要单手抽出安全带时，可辅助乘员轻松完成单手操作。另一方面，在安全带锁扣锁定时也可以实现辅助调节安全带的收紧过程，以避免安全带束缚过紧而造成的舒适性
问题或安全带松弛导致的安全隐患。此外，在安全带锁扣解锁时也可以实现辅助安全带的收回过程，从而避免了由于安全带束缚乘员过紧而减弱安全带卷簧力所带来的如回收力不足、安全带耷拉等问题。可选地，驱动装置驱动均配置成滚轴的第一部件和第二部件彼此沿相反的方向转动。可选地，所述滚轴能够以滚动摩擦的方式与安全带织带接触并且借助滚动摩擦力实现安全带织带的移动或者说递送。可选地，驱动装置例如构造为安全带助力电机，该安全带助力电机例如可以通过12v的车载电路或蓄电池供电并且与安全带助力系统的控制器和电连接装置一起紧凑地布置安全带助力系统的壳体中，其中，所述控制器尤其可以是单独的控制器，也可以构造为车辆控制单元ecu的一部分。然后，安全带助力系统可以通过壳体上的连接区域例如固定在座椅侧面的内部或车辆的b柱中。
[0011]
根据本发明的一个可选实施例，所述滚轴借助预紧装置，例如弹簧装置以外周面弹性地压紧安全带织带，使得能够可靠地确保滚轴与安全带织带之间的摩擦接触，以防止滚轴在转动时出现在安全带织带上的打滑现象。在此，预紧装置的预紧力尤其是可调节的，以便在确保压紧安全带织带的同时，也防止由于预紧力过大和长期运行安全带助力系统而造成安全带织带的增大的磨损。
[0012]
根据本发明的一个可选实施例，所述滚轴在安全带卷收器以外作用到位于安全带导向环和安全带卷收器之间的安全带织带上。由此能够实现，在安全带卷收器以外位置灵活且结构空间自由地安装所述安全带助力系统。因为安全带在抽出时容易发生安全带织带在安全带卷收器的安全带出口处堆积的现象。通过滚轴作用在安全带卷收器以外的安全带织带上能够辅助安全带织带从安全带卷收器的卷轴上连续且均匀地展开和从而快速地从安全带卷收器中抽出，并且防止安全带织带在安全带出口处卡住或堆积。此外，安全带助力系统也能够容易地与安全带导向环和安全带卷收器一起隐藏地安装在车辆的内饰中，例如布置在座椅内部或车辆的b柱中。
[0013]
根据本发明的一个可选实施例，所述安全带助力系统还包括转动检测装置、尤其转速传感器，用于检测至少一个滚轴的转动，尤其滚轴的转动速度和方向。转动检测装置例如可以布置或集成在用于固定和压紧滚轴的预紧装置上。通过检测滚轴的转动、尤其是转动方向能够判断出安全带的运行状态，例如是抽出还是收回，从而启动安全带助力系统的安全带助力电机正转或反转。此外，还能够通过提高滚轴的转动速度辅助地加快安全带的抽出和收回过程。
[0014]
根据本发明的一个可选实施例，所述安全带助力系统还包括压力传感器，用于检测施加到安全带织带上的压力。所述压力传感器尤其布置在安全带导向环中，例如布置在安全带导向环中的导向件与金属基座之间，通过检测安全带织带作用到导向件上的力间接地获得施加到安全带织带上的压力，从而判断出安全带是否被抽拉以及预测抽出安全带的拉力。然后，例如可以根据该拉力调节安全带助力电机的功率和从而滚轴的转速。
[0015]
根据本发明的一个可选实施例，所述安全带助力系统还包括图像采集装置、尤其摄像头，用于检测安全带的抽出或缩回。在此，可以仅设置唯一一个图像采集装置，该图像采集装置例如居中地布置在车顶的内壁上，通过该唯一的图像采集装置就能够采集到用于车内各座椅的安全带的操作动作。当然，也可以针对每个座椅分别设置一个专门的图像采集装置，用于采集车辆乘员对安全带的操作情况。图像采集装置例如可以设置为用于监控车辆乘员抽出安全带或解下安全带的动作。替代地，图像采集装置也可以设置为用于监控
安全带锁扣的位置，尤其安全带锁扣相对于安全带导向环的位置。如果安全带锁扣远离安全带导向环移动，则可以判断安全带的抽出，反之，如果安全带锁扣朝向安全带导向环移动，则可以判断安全带的缩回。此外，图像采集装置还可以用于检测车辆乘员是否在座椅上。如果检测到车辆乘员在座椅上，则准备辅助安全带的抽出；如果检测到座车辆乘员已经离开座椅，则可能需要辅助安全带的收回。
[0016]
根据本发明的一个可选实施例，所述控制器被配置成能够与座椅压力传感器通信，以接收由所述座椅压力传感器检测到的压力信号，用于确定车辆乘员在座椅上。在此，通过设置在座椅内的至少一个压力传感器实时地检测在座椅上施加的压力。如果检测到在座椅上存在压力，则确定车辆乘员在座椅上，从而准备辅助安全带的抽出；如果检测到座椅上的压力消失时，则确定车辆乘员已经离开座椅，可能需要辅助安全带的收回。此外，通过座椅压力传感器采集压力数据，然后，根据压力数据分析座椅上的乘员的体重，从而大致判断出乘员是成人还是儿童以及判断出乘员的体型，如胖瘦以及是否怀孕(因为孕妇需要宽松的安全带力)等，例如通过将压力换算成重量并且与预设定的阈值进行比较。在该比较的基础上通过控制器控制安全带助力电机的转速和从而辅助安全带抽出的速度。例如对于体型肥胖的成人，通常需要大的安全带抽出长度用于佩戴。因此可以适当提高安全带助力电机的功率和转速，以便于帮助该乘员快速地抽出安全带并完成安全带的佩戴。另外，通过在座椅内的不同位置上分别设置座椅压力传感器还能够分析车辆乘员的就坐姿态。例如，如果检测到座位前部所受的压力大于座位后部所受的压力，则判断出车辆乘员的身体(重心)可能前倾，因此首先需要大的安全带抽出长度以便于佩戴，然后需要适当收紧安全带进行束缚。
[0017]
根据本发明的第二方面，提供一种借助根据第一方面所述的安全带助力系统进行安全带助力的方法，所述方法包括以下步骤：
[0018]-检测安全带的抽出或缩回的需求；
[0019]-控制驱动装置，以向安全带织带施加驱动力。
[0020]
在此，例如可以通过借助压力传感器检测施加到安全带织带上的压力和/或借助转速传感器检测滚轴的转动和/或借助摄像头采集车辆乘员操作安全带的动作，实现对安全带抽出或缩回的识别。然后，控制驱动装置，以向安全带织带施加驱动力，通过驱动滚轴旋转并且通过与安全带织带之间的滚动摩擦力克服安全带卷收器中卷簧的卷收力实现安全带沿抽出方向的移动或者说递送或沿与抽出方向相反的方向的移动或者说收回。
[0021]
根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括在检测安全带的抽出或缩回之前，首先检测座椅上是否有车辆乘员，例如借助座椅压力传感器检测座椅上存在的压力和/或借助摄像头采集座椅被占据的图像。由此，一方面可以基于座椅上存在的压力和/或采集到的图像向车辆乘员发出安全带佩戴提示。另一方面可以基于检测到的压力和/或图像对车辆乘员的信息如重量、体型、坐姿等进行分析，用于调节辅助安全带抽出的长度和/或安全带移动或者说递送的速度。此外，在检测到座椅上的压力消失和/或检测到车辆乘员离开座椅时，可以辅助安全带收回，例如使安全带至少基本上缩回到一个预定的隐藏位置或看起来整洁的位置，以提供下一次使用。
[0022]
根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括：
[0023]-检测安全带锁扣的锁定，
[0024]-控制驱动装置，以辅助安全带沿与所述抽出方向相反的方向移动，用于收紧安全带。
[0025]
例如，当检测到安全带锁扣已经插入到锁扣插座中时，控制驱动装置反向运行，使得安全带沿与抽出方向相反的方向移动，从而可靠地束缚车辆乘员。由此，借助根据本发明的安全带助力系统能够实现辅助佩戴的安全带的系紧。此外，还可以基于车辆的碰撞信号、安全带系紧信号等辅助安全带在紧急情况下快速地收紧，以保证对车辆乘员的安全束缚，从而提高车辆安全性。
[0026]
根据本发明的一个可选实施例，所述方法还包括：
[0027]-检测安全带锁扣的解锁，
[0028]-控制驱动装置，以辅助安全带沿与所述抽出方向相反的方向移动，用于收回安全带。
[0029]
例如，当检测到安全带锁扣已经从锁扣插座中拔出时，控制驱动装置快速地反向运行，使得安全带沿与抽出方向相反的方向快速地移动，从而辅助安全带快速地收回。由此借助根据本发明的安全带助力系统能够实现辅助安全带卷收器卷收安全带，由此避免例如由于安全带长时间或过紧地束缚乘员而导致安全带卷簧力减弱造成例如回收力不足、安全带耷拉等问题。
[0030]
根据本发明的第三方面，提供一种计算机程序产品、例如计算机可读程序载体，其包含或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时至少辅助实施根据本发明的第二方面所述的方法。
附图说明
[0031]
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：
[0032]
图1示出根据本发明的安全带助力系统在车辆内的布置的示意图；
[0033]
图2示出根据本发明的安全带助力系统的结构示意图；
[0034]
图3示出借助根据本发明的用于安全带助力的方法的第一实施例的流程图；
[0035]
图4示出借助根据本发明的用于安全带助力的方法的第二实施例的流程图。
具体实施方式
[0036]
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佳清楚明白，以下将结合附图以及至少一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，而不用于限定本发明的保护范围。
[0037]
图1示意性地示出根据本发明的安全带助力系统1在车辆100内的布置。安全带助力系统1例如与安装在车内地板上的安全带卷收器5以及位于座椅上方的安全带导向环6一起隐藏地布置在车辆100的b柱中，其中，安全带助力系统1通过其壳体上的连接区域，例如螺纹连接部固定在b柱结构内，并且安全带助力系统1通过滚轴2作用到在安全带卷收器5和安全带导向环6之间延伸的安全带织带4上。此外，在安全带助力系统1的壳体中布置有用于驱动至少一个滚轴2转动的例如构造为安全带助力电机的驱动装置3以及未详细示出的安全带助力系统1的控制器和供电装置(参见图2)。此外，安全带助力系统1还包括例如布置在
安全带导向环6中的未详细示出的压力传感器8，用于检测施加到安全带织带4上的压力，从而判断出车辆乘员对安全带的抽拉。在此，压力传感器8例如布置在安全带导向环6中的导向件与金属基座之间，通过检测安全带织带4作用到导向件上的力能够间接地获得施加到安全带织带4上的压力。此外，安全带助力系统1还包括图像采集装置9、尤其摄像头，用于检测安全带的抽出或缩回。在此，摄像头例如居中地布置在车顶的内壁上，通过该摄像头能够清晰地监控到车辆乘员对车内各个座椅上的安全带的操作。此外，安全带助力系统1的例如呈车辆ecu的一部分或者说一个模块形式的控制器能够与车辆100的座椅压力传感器10通信，用于接收由座椅压力传感器10检测到的压力信号，从而判断出车辆乘员是否在座椅上。如果检测到在座椅上存在压力，则确定车辆乘员在座椅上，从而可以进一步在采集到车辆乘员抽出安全带的动作之后，辅助安全带移动或者说递送；如果检测到座椅上的压力消失，则确定车辆乘员已经离开座椅，从而可以辅助安全带的收回。
[0038]
图2示意性地示出根据本发明的安全带助力系统的主要结构。在图2中省略示出安全带助力系统1的用于容纳驱动装置3以及控制器和供电装置等构件的壳体。安全带助力系统1主要包括两个能够以外周面彼此弹性地压紧安全带织带4的滚轴2、用于驱动至少一个滚轴2，在当前示例中驱动上方的滚轴2的驱动装置3和用于弹性地支承和预紧两个滚轴2的预紧装置11，其中，上方的滚轴2与驱动装置3的输出轴连接。安全带织带4从两个滚轴2的外周面之间穿过并且能够与滚轴2以滚动摩擦的方式接触，滚轴2支承在预紧装置11上并且在预紧装置11的预紧下能够弹性地压紧安全带织带4，以确保滚轴2与安全带织带4之间的可靠的滚动摩擦和防止滚轴2在转动时打滑。由此能够通过驱动装置3驱动至少一个滚轴2旋转，以向安全带织带4施加驱动力和从而辅助安全带的移动或者说递送。此外，在预紧装置11上布置有用于检测至少一个滚轴2，在当前示例中下方的滚轴2转动的转动检测装置7、尤其转速传感器。通过检测滚轴2的转动、尤其是转动方向能够判断出安全带是抽出还是缩回，从而启动驱动装置3正转或反转，以辅助安全带的抽出或收紧/收回。
[0039]
图3示出借助根据本发明的安全带助力系统进行安全带助力的方法的第一实施例的流程图。在步骤s1中，首先检测安全带的抽出或缩回的需求，例如通过借助布置在安全带导向环6中的压力传感器8检测施加到安全带织带4上的压力和/或借助布置在预紧装置11上的转动检测装置7检测滚轴2的转动和/或借助图像采集装置9采集车辆乘员操作安全带的动作，实现对安全带抽出或缩回的识别。在步骤s2中，借助安全带助力系统1的控制器控制驱动装置3，以向安全带织带4施加驱动力，从而克服安全带卷收器5中卷簧的卷收力，用于辅助安全带沿抽出方向移动或者说递送，以便于车辆乘员能够轻松地单手操作安全带。
[0040]
图4示出借助根据本发明的安全带助力系统进行安全带助力的方法的第二实施例的流程图。在第二实施例中，在步骤s1中检测安全带的抽出或缩回之前，附加地执行步骤s1’，即借助座椅压力传感器10检测座椅上是否有车辆乘员。在此，当然也可以通过图像采集装置9采集座椅被占据的图像，以识别车辆乘员是否在座椅上。然后，执行如根据图3所描述的第一实施例中的相同的步骤s1和s2。随后，在步骤s3中，检测安全带锁扣的锁定，即检测安全带锁扣是否已经插入到锁扣插座中。在步骤s4中，当检测到安全带锁扣已经锁定时，通过控制驱动装置3反转来驱动至少一个滚轴2沿与之前相反的方向转动，以辅助安全带沿与抽出方向相反的方向移动，用于收紧安全带。在此，尤其可以基于车辆100的碰撞信号、安全带系紧信号等辅助佩戴的安全带快速地收紧，以便安全束缚车辆乘员。随后，在步骤s5
中，检测安全带锁扣的解锁，即检测安全带锁扣是否已经从锁扣插座中拔出。在步骤s6中，当检测到安全带锁扣已经解锁时，驱动至少一个滚轴2快速地转动，以辅助安全带沿与抽出方向相反的方向快速地移动，用于收回安全带，以弥补例如由于安全带长时间或过紧地束缚乘员而导致安全带卷簧力减弱造成的回收力不足。
[0041]
尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但其仅仅是为了解释的目的而给出的，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

技术特征：
1.一种用于车辆的安全带助力系统(1)，所述安全带助力系统包括：-第一部件；-第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件而允许将安全带织带(4)置于第一部件与第二部件之间；和-驱动装置(3)，其中，所述第一部件和第二部件中的至少一个被配置成滚轴(2)而能够由所述驱动装置(3)驱动旋转，以向所述安全带织带(4)施加驱动力。2.根据权利要求1所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述第一部件和第二部件均配置成滚轴(2)而能够彼此沿相反的方向转动。3.根据权利要求1或2所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述滚轴(2)能够以滚动摩擦的方式与所述安全带织带(4)接触。4.根据权利要求1-3中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述滚轴(2)借助预紧装置(11)以外周面弹性地压紧所述安全带织带(4)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述安全带助力系统(1)还包括控制器，所述控制器被配置成用于控制所述驱动装置(3)，其中，所述控制器尤其可以是单独的控制器，也可以是车辆控制单元ecu的一部分，并且所述驱动装置(3)尤其构造为电机。6.根据权利要求1-5中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述滚轴(2)在安全带卷收器(5)以外作用到位于安全带导向环(6)和所述安全带卷收器(5)之间的安全带织带(4)上。7.根据权利要求1-6中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述安全带助力系统(1)还包括转动检测装置(7)、尤其转速传感器，用于检测至少一个滚轴(2)的转动，其中，所述转动检测装置(7)尤其布置在所述预紧装置(11)上。8.根据权利要求1-7中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述安全带助力系统(1)还包括压力传感器(8)，用于检测施加到安全带织带(4)上的压力，其中，所述压力传感器(8)尤其布置在所述安全带导向环(6)中。9.根据权利要求1-8中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述安全带助力系统(1)还包括图像采集装置(9)、尤其摄像头，用于检测安全带的抽出或缩回。10.根据权利要求1-9中任一项所述的安全带助力系统(1)，其特征在于，所述控制器被配置成能够与座椅压力传感器(10)通信，以接收由所述座椅压力传感器(10)检测到的压力信号，用于确定车辆乘员在座椅上。11.一种借助根据权利要求1-10中任一项所述的安全带助力系统(1)进行安全带助力的方法，所述方法包括以下步骤：-检测安全带的抽出或缩回的需求；和-控制驱动装置(3)，以向安全带织带(4)施加驱动力。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，检测安全带的抽出或缩回至少包括以下方式之一：-检测施加到安全带织带(4)上的压力，-检测滚轴(2)的转动，
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采集车辆乘员操作安全带的动作。13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测安全带的抽出或缩回之前，检测座椅上是否有车辆乘员。14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：-检测安全带锁扣的锁定，-控制驱动装置(3)，以辅助安全带沿与抽出方向相反的方向移动，用于收紧安全带，和/或-检测安全带锁扣的解锁，-控制驱动装置(3)，以辅助安全带沿与抽出方向相反的方向移动，用于收回安全带。15.一种计算机程序产品、尤其是计算机可读程序载体，其包含或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令由处理器执行时，至少辅助实施根据权利要求11-14中任一项所述的方法。

技术总结
本发明涉及车辆领域，具体涉及一种用于车辆的安全带助力系统，所述安全带助力系统(1)第一部件和第二部件，所述第二部件相对于所述第一部件而允许将安全带织带(4)置于该第一部件与第二部件之间；和驱动装置(3)，其中，所述第一部件和第二部件中的至少一个被配置成滚轴(2)而能够由所述驱动装置(3)驱动旋转，以向所述安全带织带(4)施加驱动力。本发明还涉及一种相应的借助安全带助力系统进行安全带助力的方法。本发明的优点在于方便安全带的抽出和缩回，以解决车辆乘员需要单手操作安全带，以及安全带卷簧力不足、过紧造成的舒适性等问题。题。题。


技术研发人员：杨明俊
受保护的技术使用者：梅赛德斯-奔驰集团股份公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/7/18