专利名称：用于汽车上的儿童乘员约束装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及汽车制造领域，特别是关于汽车儿童乘员用约束装置。
背景技术：
近年来，随着汽车工业的不断发展，私人汽车的保有量正逐年增加。随着汽车进 入家庭，将面临一些新的问题，其中包括儿童乘员的碰撞安全性。为了保护儿童乘员的乘 车安全性，各国都相继推出了在汽车中要配备有儿童用约束系统(CRS， Child Restraint System)，如儿童座椅、婴儿床、附加儿童坐垫和靠垫等装置，同时对儿童约束系统以及在车 辆中的安装固定制定了相应的标准和法规，目前，比较受推崇的为IS0FIX(International Standards OrganistationFIX)，按照这个标准，当汽车出厂时ISO FIX接口应该就已经被 装配在车里了。儿童座椅生产商在儿童座椅上安装ISO FIX接头。这样IS0 FIX儿童座椅 就可以容易并安全地固定至汽车的ISO FIX接口中了。 ISOFIX为汽车与儿童座椅之间提供 了一个刚性连接，并且易于安装和拆开。 IS0FIX的推行，意味着汽车制造商必须在车内安装ISOFIX接口，而儿童座椅制造 商则在座椅上安装ISOFIX接头，这就统一地解决了儿童座椅的安装问题。因此，今后没有 安装ISOFIX接口的车将会被限制生产，而没有ISOFIX接头的儿童座椅也会被淘汰。
上述IS0FIX标准主要是对儿童座椅与汽车机械连接的标准，同时，IS0FIX标准还 要求有正确安放指示，并且要求有简单可靠的"一拎一放"(LIFT ANDL0CK)设计，本发明正 是基于上述目的而进行的研发设计。
发明内容
本发明目的就是提出一种对符合ISOFIX标准的儿童座椅与汽车的安装正确与否 进行指示的约束装置及其控制方法。 为了达到上述发明目的，本发明的技术方案为一种用于汽车上的儿童乘员约束
装置，包括与汽车相活动连接的底座、可拆卸地安装在底座中的座椅，它还包括用于检测底
座与汽车安装状况以及座椅与底座安装状况的检测机构，所述的检测机构包括分别设置在
底座与汽车连接处和座椅与底座连接处的至少两个电气触点、与各电气触点相电连接的具
有睡眠模式的控制器、与所述的控制器的输出端相连接的发声器、供电电源；所述的控制器
具有睡眠和唤醒两种工作状态，当底座与汽车连接处的电气触点被触发或座椅与底座连接
处的电气触点被触发，连接到所述的控制器的检测端口发生电平变化，所述的控制器将由
睡眠状态进入唤醒状态，并根据两个或两个以上电气触点是否同时处于相同的电平状态判
断底座与汽车的连接或座椅与底座的连接是否稳定，若连接稳定则驱动发声器发出提示声
音，然后进入睡眠状态；若连接不稳定则不发出提示声音，然后进入睡眠状态。 更进一步地，所述的检测机构还包括设置在座椅上的与供电电源相电连接的释放
按钮、设置在底座上与释放按钮相电连接的电磁铁，所述的电磁铁与底座的释放机构相连
接，当按下释放按钮，电磁铁得电驱动底座与座椅脱开连接。
所述的控制器为低功耗的可编程数字器件，进一步地所述的控制器采用低功耗单 片机。 所述的控制器在进入睡眠模式后使得所述的检测机构的总电流消耗为100微安 以下。 所述的供电电源为电池，包括普通碱性电池及可充电电池，在供电电源与控制器 之间还设置有电压转换电路，所述的电压转换电路将较高的电源电压降低为适合控制器工 作的电压。 所述的控制器设有电源电压检测电路，在电池电压不足时作更换电池提示。
本发明还提供了一种对上述约束装置进行控制的方法，它包括如下步骤
(1)、控制器上电初始化后进入睡眠模式； (2)、当控制器检测到底座与汽车连接处的触点发生电平变化或座椅与底座连接
处的触点发生电平变化，所述的控制器处于唤醒状态，其对电平变化进行分析，若判断底座
与汽车连接处触点均接通或座椅与底座连接处触点均接通，则依次驱动发声器发出声音以
提示连接牢靠，若不满足条件则不发出声音； (3)、完成上述步骤(2)后，控制器再次进入睡眠模式。 所述的控制器为低功耗单片机，具有低功耗的睡眠模式，并可从多个输入端触发 从睡眠模式进入唤醒状态 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点通过在符合 IS0FIX的底座与汽车之间以及座椅与底座之间设置检测机构，从而可对底座与汽车的连接 情况以及座椅与底座之间的连接情况进行提示，以确保相互之间连接的可靠性，从而提高 儿童乘员在座椅上的安全性。
附图1为根据本发明技术方案所实施的电原理框图；
附图2为附图1所示的电路具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明 符合IS0FIX的儿童乘员约束装置，其具有与汽车座位相匹配连接的底座、与底座
的接口也相匹配的座椅，上述底座与汽车的连接结构为标准所限定的结构，座椅与底座的
连接结构也有各种解决方案，其不是本发明的要点，在此对其机械结构不再赘述。 在本实施例所提供的约束装置中，其还包括用于检测底座与汽车安装状况以及座
椅与底座安装状况的检测机构，如图1和图2所示，该检测机构包括设置在底座与汽车连接
处的底座触点1和底座触点2、设置在座椅与底座连接处的座椅触点1和座椅触点2、与上
述各触点相电连接的控制器、与控制器的输出端相连接的发声器、用于为控制器提供合适
工作电压的供电电源及其电压转换电路以及用于释放座椅与底座之间的连接从而可轻易
将座椅从底座上提起的座椅控制开关及电磁铁，现对上述技术具体实现进行说明 所示的各触点实际上为限位开关，如图2中Kl至K4所示，其可选用簧片实现，各
限位开关的静触点一端接地另一端与控制器相连接，通过动触点的开合触发控制器工作与
控制器可采用低功耗且具有睡眠模式的单片机芯片、FPGA、 CPLD中的一种实现， 当控制器未被触发时，其可进入睡眠状态以节电，且在进入睡眠模式后的总电流消耗为100 微安以下。 所述的发声器主要是通过与控制器的输出端的晶体管驱动一喇叭实现，当底座与 汽车安装稳定，设置在两者连接处的触点受触发，控制器检测到触发信号将驱动发声器发 出声音提示；当座椅与底座安装稳定，设置在两者连接处的触点受触发，控制器检测到触发 信号同样将驱动发声器发出声音提示。 供电电源采用可更换的普通碱性电池或可充电电池。 在供电电源与控制器之间设置有电压转换电路，通过该电压转换电路将供电电压 转换为适合控制器工作的电压。同时，在供电电源两端连接有两电阻，控制器对两电阻间的 电压进行采集，从而对电池电压量进行取样，并通过控制器内置的A/D转换后进行处理以 保证在电池电压不足时能够及时提示以更换电池。 本实施例的约束装置还包括用于将座椅与底座轻易脱开的开关，其主要包括与供
电电源相电连接的释放按钮KS、与释放按钮相电连接的电磁铁Ll 、L2，按照IS0FIX标准，座
椅与底座的锁定连接应有相应的释放机构，该释放机构包括由可移位的衔铁，这样，在需要
把座椅从底座上取出，按下释放按钮KS，从而电源、释放按钮KS与电磁铁Ll、 L2之间形成
通路，电磁铁将得电，并驱动衔铁，从而实现座椅与底座的轻易分离。 本发明还提供了一种采用上述约束装置的控制方法，其包括如下步骤 (1)、控制器上电初始化后进入睡眠模式； (2)、当控制器检测到底座与汽车连接处的触点发生电平变化或座椅与底座连接
处的触点发生电平变化，所述的控制器处于唤醒状态，其对电平变化进行分析，若判断底座
与汽车连接处触点均接通或座椅与底座连接处触点均接通，则依次驱动发声器发出声音以
提示连接牢靠，若不满足条件则不发出声音； (3)、完成上述步骤(2)后，控制器再次进入睡眠模式。 由上述控制步骤可以看出，控制器从上电开始就进入睡眠模式，并且基本上总是 在睡眠状态，这样可以最大限度节能，如果有触点触发，控制器将会自动从睡眠模式被唤 醒，然后对检测信号进行判断，如当检测到底座触点K1、K2同时接通(为低电平)，或座椅 触点K3、K4同时接通(为低电平)，则满足安装稳定要求，发出提示音后控制器再次进入睡 眠模式；若安装不稳定，则其不会发出提示音，同样，控制器将再次进入睡眠模式，只有当底 座与汽车连接处的触点同时被触发或座椅与底座连接处的触点同时触发，才能进入唤醒模 式，如此循环反复。 上述底座与汽车安装稳定的提示音的设定可以不同于座椅与底座安装稳定的提 示音。 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，如设置在底座 与座椅上的触点并不限于两个，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种用于汽车上的儿童乘员约束装置，包括与汽车相活动连接的底座、可拆卸地安装在底座中的座椅，其特征在于它还包括用于检测底座与汽车安装状况以及座椅与底座安装状况的检测机构，所述的检测机构包括分别设置在底座与汽车连接处和座椅与底座连接处的至少两个电气触点、与各电气触点相电连接的具有睡眠模式的控制器、与所述的控制器的输出端相连接的发声器、供电电源；所述的控制器具有睡眠和唤醒两种工作状态，当底座与汽车连接处的电气触点被触发或座椅与底座连接处的电气触点被触发，连接到所述的控制器的检测端口发生电平变化，所述的控制器将由睡眠状态进入唤醒状态，并根据两个或两个以上电气触点是否同时处于相同的电平状态判断底座与汽车的连接或座椅与底座的连接是否稳定，若连接稳定则驱动发声器发出提示声音，然后进入睡眠状态；若连接不稳定则不发出提示声音，然后进入睡眠状态。
2. 根据权利要求1所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的检测 机构还包括设置在座椅上的与供电电源相电连接的释放按钮、设置在底座上与释放按钮相 电连接的电磁铁，所述的电磁铁与底座的释放机构相连接，当按下释放按钮，电磁铁得电驱 动底座与座椅脱开连接。
3. 根据权利要求1所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的控制 器为低功耗的可编程数字器件。
4. 根据权利要求3所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的控制 器为低功耗单片机。
5. 根据权利要求1所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的控制 器在进入睡眠模式后使得所述的检测机构的总电流消耗为100微安以下。
6. 根据权利要求1所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的供电 电源为电池，包括普通碱性电池及可充电电池。
7. 根据权利要求6所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的检测 机构还包括连接在供电电源与控制器之间的电压转换电路，所述的电压转换电路将较高的 电源电压降低为适合控制器工作的电压。
8. 根据权利要求1所述的用于汽车上的儿童乘员约束装置，其特征在于所述的控制 器设有电源电压检测电路，在电池电压不足时作更换电池提示。
9. 一种采用权利要求1所述的用于汽车上的儿童约束装置的控制方法，其特征在于 它包括如下步骤(1) 、控制器上电初始化后进入睡眠模式；(2) 、当控制器检测到底座与汽车连接处的触点发生电平变化或座椅与底座连接处的 触点发生电平变化，所述的控制器处于唤醒状态，其对电平变化进行分析，若判断底座与汽 车连接处触点均接通或座椅与底座连接处触点均接通，则依次驱动发声器发出声音以提示 连接牢靠，若不满足条件则不发出声音；(3) 、完成上述步骤(2)后，控制器再次进入睡眠模式。
10. 根据权利要求9所述的用于汽车上的儿童约束装置的控制方法，其特征在于所述 的控制器为低功耗单片机，具有低功耗的睡眠模式，并可从多个输入端触发从睡眠模式进 入唤醒状态。
全文摘要
本发明涉及一种用于汽车上的儿童乘员约束装置，包括与汽车相活动连接的底座、可拆卸地安装在底座中的座椅、检测机构，检测机构包括分别设置在底座与汽车连接处和座椅与底座连接处的至少两个电气触点、与各电气触点相电连接的具有睡眠模式的控制器、发声器；当底座与汽车连接处的电气触点被触发或座椅与底座连接处的电气触点被触发，控制器将由睡眠状态进入唤醒状态，并根据两个或两个以上电气触点是否同时处于相同的电平状态判断底座与汽车的连接或座椅与底座的连接是否稳定，并发出提示声音，然后进入睡眠状态，以确保相互之间连接的可靠性，从而提高儿童乘员在座椅上的安全性。
文档编号B60R21/015GK101700747SQ20091019503
公开日2010年5月5日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者李锡放, 田秀峰 申请人:江苏万工科技集团有限公司