用于安全带定位装置的控制系统以及安全带定位装置

摘要

本发明涉及一种用于安全带定位装置（10）的控制系统（18），该安全带定位装置配有用以实施安全带构件（16）定位的马达（12），包括：插舌传感器（20），该插舌传感器依据插舌是否被插入安全带锁（16）内而产生插舌信号（S）；触发电路（22），该触发电路与插舌传感器（20）相连接并且作为对插舌信号（S）的回应而产生触发信号（TR，TR1，TR2，VT2，TM）；定时开关（32）或者马达负载电路（33），它们与触发电路（22）相连接并且作为对触发信号（TR，TR1，TR2，VT2，TM）的回应而产生具有预定的持续时间的马达信号或者说依据马达负载而产生马达信号（M）；和马达控制电路（34），该马达控制电路与定时开关（32）和触发电路（22）相连接并且作为对马达信号（M）的回应而接通和关断马达，其中，依据触发信号（TR，TR1，TR2，VT2，TM）选择马达（12）的运动方向。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安全带定位装置的控制系统，该安全带定位 装置配有用以实施安全带构件定位的马达，以及涉及一种配有用以实 施安全带构件定位的马达的安全带定位装置。

背景技术

由现有技术已知一些安全带定位装置，例如安全带锁送给器 （Gurtschlossbringer）或者安全带送给器（Gurtbringer），它们将安 全带系统的构件例如安全带锁或者安全带置入一个对接位置中，在该 对接位置中安全带的对接对于乘员来说简单而舒适。在安全带对接之 后构件被置入保持位置，在该保持位置中保证了安全带系统的良好的 防护功能和/或使构件不妨碍乘员。

为了对这样的安全带定位装置进行控制，经常设置有错综复杂的 控制系统，这些控制系统检测并处理大量的传感器数据，例如定位装 置的驱动机构的位置数据或者乘员识别数据，特别是通过安全带定位 装置与车辆电子装置的连接接头。

由US6,883,834B2已知一种这样的控制系统，其中，该控制系统 识别车门的开和关并且据此将安全带锁从保持位置移入呈送位置 （Anbieteposition）。安全带锁在到达呈送位置之后在该呈送位置中停 留一段预定的时间，进而在这个时间过后重新移回保持位置中。通过 两个定位传感器对终端位置进行识别。这需要复杂而昂贵的构造结构 和传感机构。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于安全带定位装置的简单的控制系 统，以及一种经济的安全带定位装置。

根据本发明，上述目的通过一种用于安全带定位装置的控制系统 得以实现，该安全带定位装置配有用以实施安全带构件定位的马达 （Motor，电动机）。所述控制系统包括：插舌传感器，该插舌传感器 依据插舌是否被插入安全带锁内而产生插舌信号；触发电路，该触发 电路与插舌传感器相连接并作为对插舌信号的回应而产生触发信号； 定时开关，该定时开关与触发电路相连接并且作为对触发信号的回应 而产生具有预定的持续时间的马达信号；和马达控制电路，该马达控 制电路与定时开关和触发电路相连接并且作为对马达信号的回应而接 通和关断马达，其中，依据触发信号来选择马达的运动方向。这样的 控制系统具有仅仅一个传感器，即插舌传感器，通过这种方式实现了 安全带定位装置的一种简单的控制系统。不必为了控制去检测车辆的 外部数据，因此该安全带定位装置不需要与车辆电子装置的连接接头。 在本发明的控制系统中未设置总线-控制，从而使得本控制系统物美价 廉。

作为另一可选方案，可以设置马达负载电路（Motorlastschaltung） 来取代上述定时开关，该马达负载电路与所述触发电路和一马达负载 传感器相连接，其中，该马达负载传感器检测流过马达的马达电流并 且作为对触发信号的回应而在马达电流处于阻塞电流水平 （Blockadestromniveau）以下期间产生一马达信号。按这种方式，可 以通过马达电流超过阻塞电流水平的升高来识别安全带构件的相应终 端位置。

优选触发电路具有第一触发级，该第一触发级产生一个在时间上 与插舌信号相关联的触发基本信号。按这种方式可以对插舌传感器的 信号进行整理，例如数字化，用以作进一步处理，。

触发电路可以具有第二触发级，该第二触发级与第一触发级相连 接并且作为对触发基本信号中的正沿的回应而产生第一触发辅助信号 以及作为对触发基本信号中的负沿的回应而产生第二触发辅助信号。 按这种方式，触发信号可以被分开，其中，两个触发辅助信号能够实 现对安全带系统的扎紧和解开过程分开地进行处理。

为了能够相对于插舌信号延迟激活安全带定位装置的马达，可以 设置一延迟电路，该延迟电路与第二触发级相连接并且该延迟电路产 生第一和/或第二延迟触发辅助信号，该延迟触发辅助信号相对第一和 /或第二触发辅助信号在时间上延迟至少一个预定的延迟时间。

为了获得用于扎紧过程和解开过程的马达用的共同的控制信号， 优选设置一或门电路，该或门电路与第二触发级或者延迟电路相连接 并且作为对第一或第二触发辅助信号或者延迟触发辅助信号的回应而 给定时开关或者马达负载电路提供一马达触发信号。

通过依据触发基本信号来选择马达的运动方向，实现了对马达运 动方向的简单的控制。

为了对马达进行控制，马达控制电路可以具有场效应晶体管，其 中，该场效应晶体管的栅极与定时开关或者马达负载电路相连接并且 作为对马达信号的回应而提供马达电流。

优选马达控制电路具有一继电器，该继电器与触发电路相连接并 且作为对触发信号的回应而确定马达的运动方向。

为了例如在车辆装载物品时能够对安全带定位装置进行手动控 制，可以设置一个可手动操作的开关，该开关与触发电路相连接，其 中，依据开关位置而产生触发信号。

优选所述开关和插舌传感器通过一逻辑开关元件与触发电路相连 接，其中，该逻辑开关元件构造为：使触发电路在一个开关位置中与 插舌信号无关地产生触发信号。

可以设置一点火钥匙传感器，该点火钥匙传感器产生点火钥匙信 号并且与触发电路相连接，其中，依据点火钥匙信号而产生触发信号。 按这种方式，安全带锁例如为了解开可以在点火钥匙拔出之后移入到 一个用于解开的舒适位置中。

优选点火钥匙传感器和插舌传感器通过一逻辑开关元件与触发电 路相连接，其中，该逻辑开关元件构造为，使触发电路在点火钥匙信 号的一个状态中与插舌信号无关地产生触发信号。

可以设置对后座长椅的位置或者对前座特别是副驾座椅的翻转位 置进行检测的传感器，以便使马达运动到移入的位置中。

另外，本发明的目的还通过一种配有用以实施安全带构件定位的 马达的安全带定位装置得以实现，其包括上述的控制系统。

通过这种简单的控制系统实现了构造简单、特别是可以经济地制 造的安全带定位装置。

例如，该安全带定位装置是安全带锁送给器，它能够将安全带锁 定位到对接位置和保持位置中或者仅仅定位到对接位置中。

附图说明

在下文的说明和相关的附图中对本发明的其他优点和特征进行阐 述。附图中示出：

图1为本发明的安全带定位装置；

图2为本发明的第一实施方式的控制系统的接线图；

图3为本发明的第二实施方式的控制系统的接线图；

图4为本发明的第三实施方式的控制系统的接线图；

图5为图2所示的控制系统的控制信号的时间历程图；

图6为图4所示的控制系统的控制信号的一种时间历程；

图7为图4所示的控制系统的控制信号的另一时间历程；和

图8为本发明的第四实施方式的控制系统的接线图。

具体实施方式

图1示出的是用于车辆安全带系统的、形式上为安全带锁送给器 的安全带定位装置10。所述安全带锁送给器包括一个马达12，该马达 可以通过一个传动装置14例如通过一个主轴驱动机构（丝杠传动机 构）来改变安全带锁16的位置。安全带锁16可以向上运动到一个对 接位置，在该对接位置中，乘员用的安全带系统的插舌能够以简单的 方式实现插入。在插舌插入之后，安全带锁16可以通过安全带定位装 置10向下运动一个保持位置，在该保持位置中，车辆安全系统的良好 功能得到保证。根据马达12的运动方向，安全带锁16朝对接位置方 向或者朝保持位置方向运动。安全带锁送给器也可以以其他的方式方 法构成。

所述安全带锁送给器应该仅仅被视为一种实施例。安全带定位装 置10还有其他的实施方式，特别是安全带送给器，该安全带送给器将 安全带通过一种叉形件送入到可以更好抓取的位置中。

借助图2中示出的控制系统18对安全带定位装置10进行控制。 在图5中的应用例子中示出了不同控制信号的时间历程（亦即随时间 的变化曲线）。控制系统18包括一个插舌传感器20，该插舌传感器依 据插舌是否被插入安全带锁16内而产生一个插舌信号S。在所示出的 实施方式中，插舌传感器20提供一个数字信号S，该信号在插舌未插 入安全带锁16中时取值为0和在插舌插入安全带锁16中时取值为1。 然而插舌传感器20也可以产生其他的信号，例如模拟信号。

在图5的第一行中示出的是插舌信号S的时间历程S（t）。插舌 在时间点t₁与时间点t₂之间插在安全带锁中，而在其余的时间期间位 于安全带锁之外。

设置有一个触发电路22，该触发电路与插舌传感器20相连接并 且作为对插舌信号S的回应而产生一个触发信号。触发电路22包括第 一触发级24，该第一触发级产生一个在时间上与插舌信号S相关联的 触发基本信号TR。在所示出的实施方式中，触发基本信号TR相当于 数字的插舌信号S。还可以设置一种在插舌信号S与触发基本信号TR 之间的电压水平匹配装置，其中，触发基本信号TR的电压水平适合 于在控制系统18内的后续处理。作为另一可选方案，例如在模拟插舌 信号的情况下可以对该插舌信号进行数字化处理。

在插入过程中触发基本信号在时间点t₁具有一个上升的正沿以及 在解开过程中在时间点t₂具有一个下降的负沿。

第二触发级26接收触发基本信号TR并且作为对触发基本信号 TR中的正沿的回应而产生第一触发辅助信号TR1和作为对触发基本 信号TR中的负沿的回应而产生第二触发辅助信号TR2。按这种方式， 扎紧过程（插入插舌）配置于第一触发辅助信号TR1，而解开过程（撤 出插舌）配置于第二触发辅助信号TR2，并且它们可以被彼此分开地 处理。

在图5中所示出的实施例中，第一触发辅助信号TR1在时间点t₁（触发基本信号TR的正沿）从0置入到1。在所述实施例中第一辅 助信号TR1在时间点t₂被回置到0。然而也可以选择一个基本上任意 的其他的时间点，来将触发辅助信号TR1回置到0，特别是可以在触 发辅助信号TR1中设置仅仅一个短促的触发脉冲。

第二触发辅助信号TR2在时间点T2（触发基本信号TR的负沿） 从0置入到1并且与第一触发辅助信号TR1相似地在一个基本上任意 的时间后被回置到0。

延迟电路28与第二触发级26连接并且接收第二触发辅助信号 TR2以及产生第二延迟的触发辅助信号VT，该触发辅助信号相对第 二触发辅助信号TR2在时间上延迟一个预定的延迟时间VZ。在所述 实施例中，延迟时间VZ通过时间差t₄-t₂预先给定。

在根据图2的控制系统中没有为第一触发辅助信号TR1设置延迟 电路。但是也可以另选地或者补充地设置一个另外的延迟电路，该延 迟电路接收第一触发辅助信号TR1并产生第一延迟的触发辅助信号， 该触发辅助信号在时间上延迟一个预定的延迟时间。第一和第二延迟 触发辅助信号的延迟时间的长短可以相同或者不同。

设置有一个或门电路30，该或门电路与第二触发级26和延迟电 路28相连接并且接收第一触发辅助信号TR1以及第二延迟触发辅助 信号VT并作为对这些信号的回应而发出一个马达触发信号TM（t）。 通过该或门电路30，两个配置于插入过程和拔出过程的分信号被重新 归纳合并成一个共同的信号。

如果不希望触发信号延迟的话，那么可以放弃通过第二触发级26 将触发基本信号TR分解为两个触发辅助信号TR1、TR2以及它们随 后通过或门电路30的归纳合并。

马达触发信号TM被提供给定时开关32。定时开关32作为对马 达触发信号TM的回应而产生一个具有预定的时间MZ的马达信号 M。在马达触发信号TM中的每个脉冲之后，马达信号以预定的持续 时间MZ从0置入到1。

马达控制电路34与定时开关32相连接并接收马达信号M，以便 作为对马达信号M的回应而接通和关断马达12。另外，马达控制电 路34与触发电路22相连接，以及依据触发基本信号TR来选择马达 12的运动方向。传导至马达控制系统34的触发基本信号TR在图2 和图5中被标记为方向信号R。作为另一可选方案，也可以依据其他 的触发信号例如第一和第二触发辅助信号TR1、TR2（或者它们的延 迟的触发辅助信号），对马达12的运动方向进行选择。

在所示出的实施方式中，马达控制电路34具有一个继电器36， 该继电器与触发电路22相连接和作为对触发基本信号的回应而确定 马达的运动方向。

另外，马达控制电路34包括一个场效应晶体管38，其中，该场 效应晶体管的栅极与定时开关32相连接并且作为对马达信号M(t)的 回应而提供马达电流。

有一个肖特基二极管元件40与马达12并联连接。

在马达12与零电位之间连接有一个电容元件42。

下文将借助图5中的应用例子对控制方法进行说明。插舌在时间 点t₁被插入安全带锁16中以及在时间点t₂重新从所述安全带锁16中 被撤出，插舌信号S相应地在这些时间点之间处于状态1中，而在其 余的时间处于状态0中。

触发基本信号TR相当于插舌信号S的时间历程。在触发基本信 号TR的上升的那个侧沿上，第一触发辅助信号TR1被置入状态1中 一段脉冲持续时间。在该实施例中，脉冲持续时间相当于t₁与t₂之间 的时间差。在触发基本信号TR的下降的那个侧沿上，第二触发辅助 信号相应地被置入状态1中一段脉冲持续时间。

由延迟电路28产生的第二延迟触发辅助信号VT相对于第二触发 辅助信号延迟了持续时间VZ。按这种方式，马达12在解开过程中在 延迟时间VZ之后才启动。

第一触发辅助信号TR1和第二延迟触发辅助信号VT通过或门电 路30得以组合。与此同时产生的马达触发信号MT既具有第一触发 辅助信号的触发脉冲也具有第二延迟触发辅助信号VT的触发脉冲。

马达触发信号MT的两个触发脉冲（在时间点t₁和t₂）促使定时 开关32将马达信号置入状态1中各一段预定的持续时间MZ。

因此马达控制电路34分别在时间点t₁和t₄接通马达12这段预定 的持续时间MZ。在此，通过继电器36，依据相当于触发基本信号TR 的方向信号R，来预先规定马达12的运动方向。

如果相当于触发基本信号的方向信号R处于状态1中的话，那么 安全带锁便通过安全带定位装置10朝其保持位置的方向运动（参看时 间点t₁）。如果方向信号R取而代之地处于状态0中的话，那么安全 带锁便朝对接位置的方向运动。

因此，在所示出的实施例中，安全带锁由插舌在时间点t₁插入该 安全带锁中而被引发运动，直至时间点t₃，朝其保持位置的方向运动。 插舌在时间点t₂从安全带锁中的撤出则以延迟时间VZ有延迟地引发 安全带锁从时间点t₄至t₆朝其对接位置的方向运动。

在此，安全带锁分别在一段确定的持续时间MZ上沿一个方向移 动。由于未设置驱动机构的定位识别装置，可能会出现传动装置14 抵靠末端止挡的情况。在这种情况下传动装置被如此地设计，即，不 会发生卡死或者传动装置损坏。

在图3中示出的控制系统18的实施方式与第一实施方式的不同之 处在于一个连接于触发电路22上游的逻辑开关元件44和一个可手动 操作的开关46。该逻辑开关元件44构造为，使触发电路22在闭合的 开关位置中与插舌信号S无关地产生触发基本信号。在所示出的实施 方式中，通过所述开关46产生一个开关信号A，该开关信号在打开的 开关位置中为0以及在闭合的开关位置中为1。

插舌传感器20和开关46通过构造成“或”元件的逻辑开关元件 44与第一触发级24相连接。如果可手动操作的开关46被闭合的话， 那么控制系统18便与插舌信号S无关地如此作出反应，犹如插舌插在 安全带锁16内那样。因此安全带锁16就朝其保持位置的方向运动。 按这种方式，例如在车辆的后座长椅上装载物品时，安全带锁可以移 入其保持位置中，从而它们不妨碍装载过程。

作为补充或者另选方案，可以通过传感器对可手动操作的开关46 进行控制，这些传感器例如可以识别后座长椅或者前座特别是副驾座 椅的翻起。

如果开关46被重新打开的话，那么控制系统18便重新依据插舌 信号S作出反应。

图4示出的是控制系统18的第三实施方式，其中，相对第二实施 方式补充地设置有一个产生点火钥匙信号Z的点火钥匙传感器48。点 火钥匙传感器48和插舌传感器20通过一个逻辑开关元件50与触发电 路22相连接，其中，该逻辑开关元件50构造为：使得触发电路22 在点火钥匙信号Z的一个状态中与插舌信号无关地产生触发基本信 号。

在所示出的实施方式中，所述逻辑开关元件为一个“与”元件。 点火钥匙传感器48在点火钥匙插入的情况下产生的点火钥匙信号Z 为状态1，而在点火钥匙拔出的情况下产生的点火钥匙信号Z为状态 0。因此插舌信号S只有在点火钥匙插入的情况下（点火钥匙信号Z=1） 才通过逻辑开关元件50被继续传导到触发电路22。

下面借助图6对控制系统18的第二和第三实施方式的功能进行说 明。可手动操作的开关46在时间点t₁被闭合，因此开关信号A从0 置入到1。开关46保持闭合状态直到时间点t₂为止并且接着被重新打 开。安全带系统的插舌在这些时间中没有任何一刻是卡锁在安全带锁 内的，因此插舌信号S是处于状态0中。通过逻辑开关元件44（“或” 门），开关信号A被继续传导到触发电路22的第一触发级24。因此触 发基本信号TR便根据开关信号A在时间点t₁置入到1以及在时间点 t₂置入到0。对触发基本信号TR的其他处理类似于控制系统18的第 一实施方式。

插舌在时间点t₃插入安全带锁中，因此插舌信号S被置入到1。 插舌在时间点t₄再次从安全带锁16中撤出，插舌信号S被回置到0。 在这个时间期间点火钥匙未插入，从而点火钥匙信号Z处于状态0中。 因此没有插舌信号S通过逻辑开关元件50（“与”门）继续传导到触 发电路22，因而触发基本信号TR在时间点t₃与t₄之间保持状态0不 变。

点火钥匙在时间点t₅插入并且点火钥匙信号Z被置入状态1中。

在时间点t₆与t₇之间，插舌重新插入安全带锁16中，从而插舌信 号S在时间点t₆与t₇之间处于状态1中。因为不仅插舌信号S而且点 火钥匙信号Z在时间点t₆与t₇之间都处于状态1中，所以该状态1被 进一步传导到触发电路22，并且触发基本信号TR从时间点t₆直至时 间点t₇为止被置入状态1中。

图7示出的是与图6类似的控制信号的另一变化历程。时间点t₁至t₃相当于图6中的时间点t₅至t₇。插舌在时间点t₄插入到安全带锁 中并且插舌信号S被置入状态1中。因为点火钥匙在时间点t₄插入并 且点火钥匙信号Z处于状态1中，所以触发基本信号TR在时间点t₄被置入状态1中。

点火钥匙在时间点t₅被撤出，从而点火钥匙信号Z被置入状态0 中。触发基本信号TR相应地在插舌还继续插入的情况下被置入到0。 按这种方式，在安全带定位装置构成为安全带锁送给器的情况下，当 点火钥匙拔出时，安全带锁被移到对接位置中，由此，对于乘员来说 释放插舌就变得更加容易。

图8示出的是控制系统18的另一可选的实施方式。设置有一个马 达负载电路33来取代前述实施方式的定时开关32。另外还设置有一 个检测流过马达12的马达电流的马达负载传感器35。

马达负载电路33与马达负载传感器35和触发电路22相连接并且 在马达电流处于阻塞电流水平以下期间作为对马达触发信号TM的回 应而产生一个马达信号M。在马达12运行过程中，马达电流在两个 终端位置之间的位置中处于阻塞电流水平以下。若达到了安全带构件 16的终端位置，那么马达电流便升高并处于阻塞电流水平以上，由此 将马达信号M中断或者置入到0。其他的电路元件与在图2中示出的 实施方式基本上相同。因此，该控制系统18在插舌插入或者拔出之后 分别沿相应的旋转方向给马达12通电直至在达到相应的终端位置时 阻塞电流水平被超过为止。

马达负载电路33和马达负载传感器35也可以类似地应用到按照 图3或4的控制系统18中。