一种四点预紧式安全带控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及四点预紧式安全带控制系统及控制方法，包括检测模块、电子控制单元、左肩安全带模块、右肩安全带模块、左腰安全带模块、右腰安全带模块、四点式调节器；气体发生装置均包括壳体、活塞及一对齿条，卷收器均包括卷轴、卷簧和一对齿轮，左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的一端均可通过锁舌与四点式调节器可拆卸连接，检测模块将检测的信号传递给电子控制单元，电子控制单元根据收到的信号驱动相应方向的机械控制模块工作，机械控制模块驱动相应的插销远离齿条，使得气体发生装置产生驱动力，并驱动相应的卷收器旋转带动相应的织带收缩。本发明专利技术能检测车辆状态并根据车辆碰撞和倾斜信息控制相应方向的安全织带收紧，从而保护乘员。

【技术实现步骤摘要】
一种四点预紧式安全带控制系统及控制方法
本专利技术属于安全乘车
，尤其涉及一种四点预紧式安全带控制系统及控制方法。
技术介绍
目前，普通家用轿车安装的都是三点式安全带，安全带由肩部至腰部形成3个固定点，突发意外发生碰撞可以将乘坐人员稳住在座椅上，避免乘坐人员抛出车外或与车内方向盘、前挡玻璃发生激烈碰撞，大大降低车祸中的死亡率。但是三点式安全带只能前后方向固定，车辆发生侧面撞击或翻滚时难以起到保护乘员的作用。四点式安全带能够更好地保护乘员安全：四点分别固定驾驶员的双肩和腰部两侧的位置，在腹部的位置有一个可以快速解锁的固定卡扣，将四条织带锁定，解开安全带时，只要将中央的锁扣打开，就能瞬间解开安全带。虽然有这些对四点式安全带的研究设计，但是仅仅是就四点式安全带而研究设计的，缺乏对四点式安全带预紧功能的研究设计。预紧器的作用是车辆在发生碰撞或倾斜时瞬间收紧织带的任何松弛部分，瞬间收紧织带的动力通常是预紧器的气体发生装置，目前气体发生装置内主要使用易爆材料，通过易爆材料的爆炸推动活塞杆运动；但是，易爆材料存在以下不足：①易爆材料不可重复使用，易爆材料爆炸后必须进行更换材料后才能供下次使用；②一旦在爆炸后泄露易爆材料，会使车内充满有毒化学物质，并消耗车内的氧气，驾驶员和乘员可能会呼吸有毒气体；③更换易爆材料的成本费用高，长期不用时，是否有效难以检测。因此，基于这些问题，提供一种能检测车辆状态并根据车辆碰撞和倾斜信息控制相应方向的安全织带收紧，从而限制或减缓乘员因惯性发生的前冲和侧移，可对乘员进行有效的保护的四点预紧式安全带控制系统及控制方法，具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能检测车辆状态并根据车辆碰撞和倾斜信息控制相应方向的安全织带收紧，从而限制或减缓乘员因惯性发生的前冲和侧移，可对乘员进行有效的保护的四点预紧式安全带控制系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种四点预紧式安全带控制系统，包括检测模块、电子控制单元、左肩安全带模块、右肩安全带模块、左腰安全带模块、右腰安全带模块、四点式调节器，所述左肩安全带模块包括左肩机械控制模块、左肩气体发生装置、左肩卷收器、左肩织带；所述右肩安全带模块包括右肩机械控制模块、右肩气体发生装置、右肩卷收器、右肩织带；所述左腰安全带模块包括左腰机械控制模块、左腰气体发生装置、左腰卷收器、左腰织带；所述右腰安全带模块包括右腰机械控制模块、右腰气体发生装置、右腰卷收器、右腰织带；所述左肩气体发生装置、右肩气体发生装置、左腰气体发生装置、右腰气体发生装置均包括壳体、活塞及一对齿条，所述壳体底部设有液氮入口，活塞位于壳体内并与壳体底面之间形成液氮储存空间，一对所述齿条的一端与活塞表面竖直固定连接，所述壳体上还设有一对可插拔插销，一对所述插销分别可限位一对所述齿条运动；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器均包括卷轴、卷簧和一对齿轮，所述齿轮分别固定设在卷轴两端，且一对齿轮与一对齿条分别啮合，所述卷簧中心处与其中一个齿轮中心处固定连接，卷簧边缘处被固定在车架上；所述左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的一端均可通过锁舌与四点式调节器可拆卸连接，另一端分别旋转缠绕在各自对应的卷轴上；所述检测模块将检测的信号传递给电子控制单元，电子控制单元根据收到的信号驱动相应方向的机械控制模块工作，机械控制模块驱动相应的插销远离齿条，使得气体发生装置产生驱动力，并驱动相应的卷收器旋转工作从而带动相应的织带收缩；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器上均设有锁定机构，所述锁定机构可阻止织带在卷轴上被快速拉出。进一步的，所述检测模块包括雷达传感器、力敏传感器、超声波测距离传感器、重力感应传感器、重量传感器、红外线传感器、车速传感器、加速度传感器、侧倾角传感器。进一步的，所述四点式调节器可以与任一锁舌固定一起，以便织带收起来后，四点式调节器跟随任一织带收回到适当位置。进一步的，所述的左腰织带和右腰织带、左肩织带和右肩织带相对四点式调节器均轴对称设置。进一步的，所述左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的锁舌相对水平面的折弯角度为10°-30°。一种四点预紧式安全带控制系统的控制方法，包括如下步骤：(1)、车辆碰撞时反应：检测模块实时将检测的信号发送到电子控制单元，电子控制单元处理信号，当发现信号显示车辆发生碰撞时，对碰撞方向及碰撞强度进行判断：当碰撞强度低于规定最低阈值时，电子控制单元不启动任何方向的气体发生装置，但由于存在碰撞，在惯性作用下，织带会被人体迅速拉出，此时锁定机构阻止卷轴转动，使织带不能被拉出；碰撞强度在规定最低阈值和规定最高阙值范围之间时，电子控制单元根据碰撞的方向、强度信息，控制对应方向的安全带模块中的机械控制模块拔出壳体中的插销，启动气体发生装置，织带收紧，当织带收缩一定距离后，电子控制单元控制对应的安全带模块中的机械控制模块重新插入插销，停止织带收紧；当碰撞强度在规定最低阈值和规定最高阙值范围之间时，织带收缩距离随着碰撞强度的增加而增大；当碰撞强度高于规定最高阙值时，不再重新插入插销，此时收缩距离达到最大，并且为固定值；(2)、车辆倾斜时反应：检测模块实时将检测的信号发送到电子控制单元，电子控制单元处理信号，当发现信号显示车辆发生倾斜时，对倾斜方向及倾斜角度进行判断：当倾斜角度低于规定最低阈值时，电子控制单元不启动任何方向的气体发生装置；倾斜角度在规定最低阈值和规定最高阙值范围之间时，电子控制单元根据倾斜的方向、角度信息，控制对应方向的安全带模块中的机械控制模块拔出壳体中的插销，启动气体发生装置，织带收紧，当织带收缩一定距离后，电子控制单元控制对应的安全带模块中的机械控制模块重新插入插销，停止织带收紧；当倾斜角度在规定最低阈值和规定最高阙值范围之间时，织带收缩距离随着倾斜角度的增加而增大，当倾斜角度高于规定最高阙值时，不再重新插入插销，此时收缩距离达到最大，并且为固定值。需要说明的是，所述步骤(1)中发生碰撞时，当车辆前方发生碰撞时，启动左肩气体发生装置和右肩气体发生装置；当车辆左侧发生碰撞时，启动右肩气体发生装置和右腰气体发生装置；当车辆右侧发生碰撞时，启动左肩气体发生装置和左腰气体发生装置；当车辆后侧发生碰撞时，不需要启动气体发生装置；当车辆其它方向发生碰撞时，电子控制单元分解力在车辆前后左右方向的强度，并根据方向及强度大小启动相应方向的气体发生装置，并且，车辆其它方向发生碰撞时根据发生碰撞时受力强度，可允许同时启动至少两个气体发生装置。需要说明的是，所述步骤(2)中发生倾斜时，当车辆向前倾斜时，启动左肩气体发生装置和右肩气体发生装置；当车辆向左侧倾斜时，启动右肩气体发生装置和右腰气体发生装置；当车辆向右侧倾斜时，启动左肩气体发生装置和左腰气体发生装置；当车辆后侧发生倾斜时，不需要启动气体发生装置；当车辆向其它方向倾斜时，根据倾斜角度在车辆前后左右方向的分解，启动相应方向的气体发生装置，并且，车辆发生翻转时，可允许同时启动四个方向的气体发生装置。本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术当车辆碰撞达到一定强度或倾斜大于一定角度，乘员尚未发生位移时，启动气体发生装置，使卷收器自动回卷，织带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：包括检测模块、电子控制单元、左肩安全带模块、右肩安全带模块、左腰安全带模块、右腰安全带模块、四点式调节器，所述左肩安全带模块包括左肩机械控制模块、左肩气体发生装置、左肩卷收器、左肩织带；所述右肩安全带模块包括右肩机械控制模块、右肩气体发生装置、右肩卷收器、右肩织带；所述左腰安全带模块包括左腰机械控制模块、左腰气体发生装置、左腰卷收器、左腰织带；所述右腰安全带模块包括右腰机械控制模块、右腰气体发生装置、右腰卷收器、右腰织带；所述左肩气体发生装置、右肩气体发生装置、左腰气体发生装置、右腰气体发生装置均包括壳体、活塞及一对齿条，所述壳体底部设有液氮入口，活塞位于壳体内并与壳体底面之间形成液氮储存空间，一对所述齿条的一端与活塞表面竖直固定连接，所述壳体上还设有一对可插拔插销，一对所述插销分别可限位一对所述齿条运动；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器均包括卷轴、卷簧和一对齿轮，所述齿轮分别固定设在卷轴两端，且一对齿轮与一对齿条分别啮合，所述卷簧中心处与其中一个齿轮中心处固定连接，卷簧边缘处被固定在车架上；所述左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的一端均可通过锁舌与四点式调节器可拆卸连接，另一端分别旋转缠绕在各自对应的卷轴上；所述检测模块将检测的信号传递给电子控制单元，电子控制单元根据收到的信号驱动相应方向的机械控制模块工作，机械控制模块驱动相应的插销远离齿条，使得气体发生装置产生驱动力，并驱动相应的卷收器旋转工作从而带动相应的织带收缩；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器上均设有锁定机构，所述锁定机构可阻止织带在卷轴上被快速拉出。...

【技术特征摘要】
1.一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：包括检测模块、电子控制单元、左肩安全带模块、右肩安全带模块、左腰安全带模块、右腰安全带模块、四点式调节器，所述左肩安全带模块包括左肩机械控制模块、左肩气体发生装置、左肩卷收器、左肩织带；所述右肩安全带模块包括右肩机械控制模块、右肩气体发生装置、右肩卷收器、右肩织带；所述左腰安全带模块包括左腰机械控制模块、左腰气体发生装置、左腰卷收器、左腰织带；所述右腰安全带模块包括右腰机械控制模块、右腰气体发生装置、右腰卷收器、右腰织带；所述左肩气体发生装置、右肩气体发生装置、左腰气体发生装置、右腰气体发生装置均包括壳体、活塞及一对齿条，所述壳体底部设有液氮入口，活塞位于壳体内并与壳体底面之间形成液氮储存空间，一对所述齿条的一端与活塞表面竖直固定连接，所述壳体上还设有一对可插拔插销，一对所述插销分别可限位一对所述齿条运动；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器均包括卷轴、卷簧和一对齿轮，所述齿轮分别固定设在卷轴两端，且一对齿轮与一对齿条分别啮合，所述卷簧中心处与其中一个齿轮中心处固定连接，卷簧边缘处被固定在车架上；所述左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的一端均可通过锁舌与四点式调节器可拆卸连接，另一端分别旋转缠绕在各自对应的卷轴上；所述检测模块将检测的信号传递给电子控制单元，电子控制单元根据收到的信号驱动相应方向的机械控制模块工作，机械控制模块驱动相应的插销远离齿条，使得气体发生装置产生驱动力，并驱动相应的卷收器旋转工作从而带动相应的织带收缩；所述左肩卷收器、右肩卷收器、左腰卷收器、右腰卷收器上均设有锁定机构，所述锁定机构可阻止织带在卷轴上被快速拉出。2.根据权利要求1所述的一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：所述检测模块包括雷达传感器、力敏传感器、超声波测距离传感器、重力感应传感器、重量传感器、红外线传感器、车速传感器、加速度传感器、侧倾角传感器。3.根据权利要求1所述的一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：所述四点式调节器可以与任一锁舌固定一起，以便织带收起来后，四点式调节器跟随任一织带收回到适当位置。4.根据权利要求1所述的一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：所述的左腰织带和右腰织带、左肩织带和右肩织带相对四点式调节器均轴对称设置。5.根据权利要求1所述的一种四点预紧式安全带控制系统，其特征在于：所述左肩织带、右肩织带、左腰织带、右腰织带的锁舌相对水平面的折弯角度为10°-30°。6.一种四点预紧式安全带控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、车辆碰撞时反应：检测模块实时将检测的信号发送到电子控制单元，电子控制单元处理信号，当发现信号显示车辆发生碰撞时，对碰撞方向及碰撞强度进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛小星，徐鹏，吴涛，
申请(专利权)人：牛小星，
类型：发明
国别省市：江苏,32