专利名称：自适应座椅安全带载荷限制器和方法
技术领域：
本发明涉及一种限制由座椅安全带施加在就座的乘客身上的载荷的装置和方法， 更具体地提供一种能量吸收载荷限制器，其响应于感测到的状况而被调节，以精确地使载荷限制适应乘客的需要。
背景技术：
众所周知，在机动车辆中提供座椅安全带系统，其中腰部座椅安全带和肩部座椅安全带围绕乘客并且通过座椅安全带扣连接到车身或者车辆座椅。当乘客的载荷施加到座椅安全带时，乘客向前的偏移由座椅安全带的约束限制。在现有技术中已经提出了通过在座椅安全带扣和车辆之间的连接中提供载荷限制装置来限制乘客遭受的载荷。然而，令人期望的是提供可调节的载荷限制装置，其可以根据各种变量例如车辆速度和乘客的重量更精确地调节载荷限制阈值以达到特定乘客的需要。
发明内容
根据本发明，一种用于限制施加在座椅安全带扣上的载荷的方法和装置，包括提供用于将座椅安全带扣安装在车辆上的可调节能量吸收装置；感测车辆和乘客的状况以确定可调节能量吸收装置的最佳调节量，以便在感测到的状况下对乘客进行约束；以及响应于感测到的状况而调节可调节能量吸收装置，从而使对乘客的约束适应感测到的状况。可调节能量吸收装置是可伸长的支柱，其具有连接到带扣的一端和连接到车辆的一端，支柱内具有金属变形元件，其在载荷达到一定的大小时变形，并且支柱具有调节机构，该调节机构调节金属变形元件以调节金属变形的程度并从而调节支柱的能量吸收能力。本发明的进一步的应用领域可以从下面提供的详细描述变得显而易见。可以理解的是，详细的描述和具体的例子，在表明本发明的示例性实施例的同时仅仅用于说明的目的，而不是用于限制本发明的范围。
从具体实施方式
和附图可以更加全面地理解本发明。图1是载荷限制装置的侧视图，其零部件被切开并以断面示出。图IA是与图1相似的视图，但示出的是调节机构已经调节了该装置的位置以确定金属变形的程度和由载荷限制装置吸收的能量。图2是沿图1中的箭头2-2的方向所取的剖视图。图3是沿图1中的箭头3-3的方向所取的剖视图。
具体实施例方式下面对于某些示例性实施例的描述本质上仅为示例性，并不是用来限制本发明、 其应用或使用。
参考图1，载荷限制装置总体上用标记10示出，其被提供用来将座椅安全带扣28 安装到总体上由标记22示出的车辆上。载荷限制装置10包括第一管状元件12和第二管状元件14，其中第二管状元件14 与第一管状元件12的中心轴线16同心并且可以在第一管状元件中滑动以形成可伸长的支柱。因此，第一管状元件12是外管元件并且第二管状元件14是内管元件，并且这些管状元件是可伸缩地布置以便于它们之间的运动。第一管状元件12具有支腿20，支腿20通过螺栓24连接到车辆22的座椅或者车辆22的车身板件上。第二管状元件14具有支腿26，支腿26通过织物带30连接到座椅安全带扣28。因此，当座椅安全带扣28由于乘客的约束力迫使向左时，第二管状元件14将在第一管状元件12中向左移动。一对刮槽(犁型)元件(plow member)或者刮槽块(plow shoe) 36和38被保持在第二管状元件14的锥形斜坡部分42和第一管状元件12的锥形斜坡部分44之间，使得刮槽元件36和38定位成干扰第二管状元件14的向左运动。示出的刮槽元件36和38是圆球状的，但是也可以是其它的形状。如附图中所示，刮槽元件36和38被保持在合适的位置，并且通过总体上由标记46示出的调节机构被调节到合适位置。具体地，调节机构46包括致动板50、齿轮板52、一对滚珠56和58、驱动齿轮62和电机64。调节机构46容纳于设置在第一管状元件12上的壳体68中。壳体68的支承板 70具有接收齿轮板52的毂盘76的轴颈74。齿轮板52具有与电机64的驱动齿轮62啮合的齿78。如在图2和3中最佳可视的，滚珠56和58被保持在齿轮板52的泪滴形状的凹槽 82和84以及致动板50的泪滴形状的凹槽88和90中。致动板50具有附属腿部96，腿部 96保持在壳体68的槽98中，使得致动板50不能旋转。因此，如在图1中可见的，齿轮板52的旋转将驱动滚珠56和58以使致动板50向右或向左移动。如图IA所示，向右移动致动板50将迫使刮槽块36和38沿第一管状元件 12的斜坡部分44向下，从而使刮槽块36和38移动得更接近中心轴线16并且将刮槽块36 和38定位成与第二管状元件14有更大程度的干涉。虽然并没有在附图中示出，但将刮槽块36和38安装于壳体内以保持刮槽块围绕管状元件的圆周间隔开可能是令人期望的。另外，在管状元件上提供凹槽或者凹陷以间隔和定位刮槽块也可能是令人期望的。再次参考图1，提供总体上由标记110示出的控制系统来操纵电机64。控制系统 110包括多个传感器122、124和126，用于感测各种状况。这些传感器可以感测例如车辆速度、乘客重量、乘客位置、座椅位置或者其它运行变量等状况。这些传感器向控制器130提供输入，控制器130将响应于由传感器122、124和126感测到的状况来操纵电机62。在运行中，可以理解，如在图1中可见的，乘客的约束载荷向座椅安全带扣28加载时，通过织物带30作用的带扣28将迫使第二管状元件14向左。当约束载荷达到一定的大小，刮槽块36和38将开始犁入(plow into)第二管状元件14，在第二管状元件14朝向乘客向左运动时通过第二管状元件14的金属变形产生凹槽。因此，在第二管状元件14向左运动期间通过金属的变形，可以将施加在带扣28上的最大载荷限制成由金属变形导致发生的能量吸收程度所确定。因此，能量吸收的大小通过调节机构46调节，以将刮槽块36和 38定位成与第二管状元件14的向左运动有更大或更小的干涉。因此，载荷限制器10是可伸长的支柱，且在乘客的约束和能量由第二管状元件14的变形所吸收的过程中，支柱的长度随着第二管状元件14的向左移动而增加。内部管14的向左的移动可以通过设置止挡件得到限制。例如，壳体68可以通过与内部管14的左手侧端部接合而停止向左移动。或者内部管14的右手侧端部可以具有加厚的材料，此材料可以抵抗刮槽块36和38导致的变形， 从而使内部管停下。车辆起动时，并且在车辆运行期间，可以通过传感器和控制器连续地或者周期性地调节载荷限制装置10，以使载荷限制装置10在车辆当时现有的运行状况下适应特定乘客的约束需要。载荷限制装置在发生导致管状元件变形的事件之后被更换。可以理解的是这里示出的特定载荷限制装置10仅仅是用于实施本发明的方法的载荷限制装置的一个例子。在我的同时待审的专利申请P002615-RD-JMC，U.S.申请号为 Nol2/147537,提交日为2008年6月27日中示出了另一种载荷限制装置。因此，可以看到本发明提供了一种载荷限制装置和方法，通过该装置和方法可以根据运行变量，例如车辆的速度、乘客的重量等等，使施加在就座的乘客身上的约束载荷适应和调节为适合就座的乘客的特定需要。载荷限制装置是可伸长的支柱，其通过金属变形在长度上延伸，并且可以在车辆行驶期间以一定的时间间隔进行连续调整，使得发生乘客约束事件时，载荷限制装置已准备好向特定乘客提供最佳的约束。
权利要求
1.一种限制施加在座椅安全带扣上的载荷的方法，包括提供用于将座椅安全带扣安装在车辆上的可调节能量吸收装置；感测车辆和乘客的状况以确定可调节能量吸收装置的最佳调节，以便在感测到的状况下对乘客进行约束；以及响应于感测到的状况而调节可调节能量吸收装置，从而使对乘客的约束适应感测到的状况。
2.如权利要求1所述的方法，还包括可调节能量吸收装置是可伸长的支柱，所述支柱具有连接到带扣的一端和连接到车辆的一端，所述支柱中具有金属变形元件，所述金属变形元件在乘客约束载荷达到一定的大小时变形，并且所述支柱具有调节机构，所述调节机构调节金属变形元件以调节金属变形的程度并从而调节支柱的能量吸收能力。
3.一种用于安装座椅安全带扣的载荷限制器，包括可伸长的支柱，其具有连接到带扣的第一端和连接到车辆的第二端；所述可伸长的支柱中具有金属变形元件，当乘客的约束力施加到带扣上导致可伸长的支柱在长度上伸长时，由金属变形元件通过金属变形吸收能量；以及与金属变形元件相关联的机构，所述机构用于调节将在支柱响应于感测到的状况的长度方向延伸期间发生的金属变形的程度，所述金属变形的程度表示在车辆运行状况下乘客所需的能量吸收的程度。
4.如权利要求3所述的载荷限制器，其特征在于所述可伸长的支柱包括连接到带扣的带扣管和连接到车辆的车辆管，所述管同心地设置为一个管在另一个管的内部；并且所述载荷限制器还包括保持在所述管之间的至少一个刮槽块，并且在施加了乘客的约束载荷时，带扣管相对于车辆管轴向移动，使得刮槽块使至少一个管变形；以及调节机构，其用于调节刮槽块的位置，从而设定该至少一个管的变形程度并且从而选择性地增大或减小载荷限制装置的能量吸收能力。
5.如权利要求4所述的载荷限制器，还包括保持在所述管之间的多个刮槽块。
6.如权利要求4所述的载荷限制器，其特征在于刮槽块是多个圆球。
7.如权利要求4所述的载荷限制器，还包括用于感测状况的多个传感器、控制器和电致动器，它们相互合作以操纵调节机构。
8.一种用于安装座椅安全带扣的载荷限制器，包括连接到车辆的车辆管和连接到带扣的带扣管，所述管同心地设置为一个管在另一个管的内部；至少一个刮槽块，保持在所述管之间并且在施加了乘客的约束载荷时，带扣管相对于车辆管轴向移动使得刮槽块使至少一个管变形；以及调节机构，其用于调节刮槽块的位置，从而设定该至少一个管的变形程度并且从而选择性地增大或减小载荷限制装置的能量吸收能力。
9.如权利要求8所述的载荷限制器，还包括保持在所述管之间的多个刮槽块。
10.如权利要求9所述的载荷限制器，其特征在于所述刮槽块是多个圆球。
11.如权利要求8所述的载荷限制器，还包括用于感测状况的多个传感器、控制器和电致动器，它们相互合作以操纵调节机构。
12.如权利要求8所述的载荷限制器，其特征在于所述调节机构包括致动板，该致动板用于将刮槽块移入与带扣管的移动有更大或更小程度的干涉的位置。
13.如权利要求12所述的载荷限制器，还包括用于致动致动板的电致动器，并且所述电致动器由控制器响应于感测到的状况而操纵，其中所述感测到的状况指示在感测到的状况下对乘客的约束进行调节的需要。
14.如权利要求13所述的载荷限制器，其特征在于所述电致动器是电机，以及该电机操纵齿轮机构以致动致动板。
15.一种用于安装座椅安全带扣的载荷限制器，包括连接到车辆的第一管；连接到带扣的第二管；保持在所述管之间的至少一个球，并且在施加了乘客的约束载荷时，第二管相对于第一管轴向移动，使得所述球使第二管变形；调节机构，其用于调节球的位置，从而设定第二管的变形程度并且从而选择性地增大或减小载荷限制装置的能量吸收能力；用于操纵调节机构的电致动器；用于感测状况的多个传感器，通过这些状况来确定增大或减小载荷限制装置的能量吸收能力的需要；以及用于响应于感测到的状况而控制电致动器的控制器。
16.如权利要求15所述的载荷限制器，其特征在于电致动器是电机。
17.如权利要求16所述的载荷限制器，其特征在于所述调节机构包括齿轮板和致动板，齿轮板由电机转动，致动板用于使球相对于第二管元件移动从而设定第二管元件的变形程度。
全文摘要
本发明涉及自适应座椅安全带载荷限制器和方法。用于限制施加在座椅安全带扣上的载荷的方法和装置，包括提供用于将座椅安全带扣安装在车辆上的可调节能量吸收装置；感测车辆和乘客的状况以确定可调节能量吸收装置的最佳调节，以便在感测到的状况下对乘客进行约束；以及响应于感测到的状况而调节可调节能量吸收装置，从而使对乘客的约束适应感测到的状况。可调节能量吸收装置是可伸长的支柱，其具有连接到带扣的一端和连接到车辆的一端，支柱具有金属变形元件，其在载荷达到一定的大小时变形，并且支柱具有调节机构，该调节机构调节金属变形元件以调节金属变形的程度并从而调节支柱的能量吸收能力。
文档编号B60R22/185GK102189975SQ20091016693
公开日2011年9月21日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月27日
发明者K·董 申请人:通用汽车环球科技运作公司