本發(fā)明涉及一種設(shè)備,此設(shè)備用于當(dāng)乘客坐入座椅內(nèi)時檢查安全座椅的安全帶裝具的正確操作情況,尤其涉及兒童汽車座椅。本發(fā)明也涉及一種用于這種檢查設(shè)備實施的傳感器設(shè)備。
熟知機(jī)動車輛領(lǐng)域中的多種系統(tǒng),這些系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對意欲使用安全帶裝具將孩子固定在汽車座椅中的設(shè)備是否被正在正確地使用進(jìn)行檢查。
注意到適合兒童座椅的大部分安全帶裝具包括稱作胯部帶的第一中心帶,它通過其端部之一與座椅相連,從兒童的兩腿之間穿過,其另一端具有鎖扣,用于接收稱作保持安全帶的其他兩個帶的端部,兩個保持安全帶相對于座椅對稱地定位,并且將兒童固定在座椅上到位,然后在座椅的底部連接稱為張力帶的帶,張力帶的張力導(dǎo)致保持安全帶的張力。
也熟知多種系統(tǒng),該系統(tǒng)檢查兒童正確地位于被縛在他們的座椅內(nèi),檢查在閉合時保持安全帶確實接合鎖扣。證明這種系統(tǒng)不能檢查在整個旅行中兒童被正確地固定在座椅內(nèi),這是因為,例如,如果其中一個安全帶裝具由于一種原因或者其他原因松開,這些系統(tǒng)不能檢測和對故障發(fā)出信號。
也熟知這些系統(tǒng),這些系統(tǒng)可以通過定位在座椅上的接觸傳感器來檢測座椅上兒童的存在,進(jìn)一步地,通過測量胯部帶和鎖扣形成的角度,可檢查安全帶裝具的鎖扣被正確地閉合。正如前一個所述,這種系統(tǒng)不能檢測所有的故障,導(dǎo)致在使用過程中保持安全帶的張力變松。
通過申請wo2007/115301也熟知這些系統(tǒng),通過檢查鎖扣對座椅所施加的壓力,該系統(tǒng)可檢查將兒童置于汽車座椅內(nèi)時,固定孩子在汽車座椅內(nèi)的設(shè)備正在被正確地使用。這些設(shè)備也不能檢測關(guān)于在旅行過程中保持安全帶缺乏張力的故障。
最后,通過申請wo98/51545也熟知這種設(shè)備,其采用偏轉(zhuǎn)設(shè)備,用于測量將乘客固定在汽車座椅內(nèi)的保持安全帶的張力,其強(qiáng)制帶子沿著指定的路徑,當(dāng)安全帶的張力增大時,偏轉(zhuǎn)設(shè)備被移位,并且由傳感器檢測這種移位。
也將觀察到,上述所有的檢查設(shè)備需安裝于特定的汽車座椅上,預(yù)先對這種座椅進(jìn)行實質(zhì)的改裝,然后他們需要對改裝座椅進(jìn)行新的測試,這些測試必須得到官方安全控制機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。
上述各種系統(tǒng)固有的另一個缺點是它們都不能與車輛的導(dǎo)航控制儀器通信。
本發(fā)明的目的是提出一種設(shè)備,其允許持續(xù)檢查在乘客、并且特別地兒童正坐在汽車座椅內(nèi)期間的整個周期,這個系統(tǒng)也可安裝于任意類型的座椅上,無需對座椅進(jìn)行特定的適應(yīng)性改裝。此外,如果乘客不再被固定,或者錯誤地被固定,本發(fā)明的檢查系統(tǒng)可傳輸警告,首先傳輸至車輛的導(dǎo)航控制儀器,其次傳輸至用戶可以使用的附加接收器系統(tǒng),例如鑰匙扣或者智能手機(jī)。
本發(fā)明的另一目的是為安全座椅尤其兒童座椅提供一種檢查安全帶裝具的設(shè)備,包括至少一個保持安全帶,當(dāng)安全帶裝具處于固定乘客的狀態(tài)下,處于正確操作情況下時,保持安全帶承受張力,其中將所述設(shè)備安裝于該安全帶的指定區(qū)域,其特征在于,該設(shè)備包括:
至少一個傳感器設(shè)備,其包括細(xì)長柔韌元件,該傳感器設(shè)備可以定位在所述安全帶上,并且尤其可與安全帶牢固地相連在所述指定區(qū)域中,其具有能夠測量該所述指定區(qū)域中所述帶的彎曲和/傾斜的至少一個水平的測量裝置,
能夠獲取關(guān)于彎曲和/傾斜的這種水平的數(shù)值的裝置。
內(nèi)部或外部裝置,其能夠分析這些數(shù)值并將其傳輸至關(guān)于所述安全帶裝具操作情況的接收器裝置數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明,保持安全帶將為肩安全帶,并且所述指定區(qū)域?qū)⒔咏粋€位置,在該位置,該指定區(qū)域用于使安全帶正壓靠在乘客的肩部。
優(yōu)選地,傳感器設(shè)備與電子電路相連,并且細(xì)長柔韌元件與其相連,特別地作為它的延長部分,這兩個元件均被包含在柔韌的彈性外殼中以便形成相對于安全帶可以被固定的模塊。該設(shè)備的一端可以包括尤其使用安全帶能夠?qū)⑵溥B接于兒童座椅頭枕的裝置。
柔韌外殼可以具有彈性,以至于當(dāng)其不受張力時會呈不彎曲的形狀。柔韌外殼的彈性至少部分地通過附加彈簧元件,尤其是在其柔韌外殼中所包括的彈簧元件傳輸至檢查設(shè)備。該彈簧元件可以包括至少一個由合成纖維制成的卡環(huán)。
根據(jù)本發(fā)明的檢查設(shè)備可以包括電子管理裝置,尤其微控制器類型,它包括控制多種相連傳感器的程序,還尤其包括每次新使用兒童座椅時就會運行的自檢程序。
它可以包括與接收器裝置,特別地藍(lán)牙類型的接收器裝置遠(yuǎn)程通信的裝置。
它也可以包括能夠考慮乘客,特別地兒童的身體特征的裝置,并且尤其考慮他們的尺寸和/或體格。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于實施本發(fā)明檢查設(shè)備的傳感器設(shè)備,該傳感器設(shè)備與保持安全帶結(jié)合。
所述測量裝置也可以包括至少一個傾斜傳感器,并且至少一個傾斜傳感器可以包括加速計。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,傳感器設(shè)備包括大致安裝于細(xì)長柔韌元件各端的兩個傾角計,這兩個傾角計傳輸?shù)膬蓚€數(shù)值之差給出保持安全帶彎曲水平的數(shù)值。至少一個附加的傾角計可以連接它們,優(yōu)選地將安裝在前兩個傾角計之間。
在本發(fā)明的一個實施方式中,柔韌元件可以在一端包括目標(biāo)體,當(dāng)柔韌元件彎曲時,目標(biāo)體中的一個區(qū)域就會與參考區(qū)域分離,此處安裝測量裝置為了測量目標(biāo)體和所述參考區(qū)域之間的距離。柔韌元件可以由細(xì)長的護(hù)套形成,護(hù)套的頂壁和底壁將由分離元件保持分隔,目標(biāo)體安裝在遠(yuǎn)離保持安全帶的護(hù)套部分中。
測量裝置也可以包括安裝于目標(biāo)體上和參考區(qū)域中的兩個電極,兩個電極構(gòu)成電容,電容帶有空氣,該空氣作為電介質(zhì)將兩個電極分開,并且還包括用于測量此電容值的裝置。
彈性的細(xì)長元件也可以覆有涂層,以至于當(dāng)其彎曲時,它的電阻是變化的。這種電阻器可以包括涂層,涂層包含嵌入的導(dǎo)電顆粒,當(dāng)柔韌元件明顯呈直線型時,將會給它一個給定的電阻,當(dāng)其彎曲時,會給出另一個電阻值。它可以包括測量所述電阻值的裝置。
最后,細(xì)長柔韌元件可以包括至少一個電容傳感器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種安全座椅,尤其汽車座椅,包括檢查設(shè)備和可能的上述傳感器設(shè)備。
以下作為非限制性實施例,參考附圖,描述本發(fā)明的實施方式,其中:
圖1為兒童汽車座椅的透視圖,其裝配有本發(fā)明的檢查設(shè)備,且呈現(xiàn)的是安全帶裝具被鎖上之前的狀態(tài),
圖2為圖1所示汽車座椅的后視圖,
圖3為圖1和圖2所示汽車座椅的剖視圖,
圖4為圖3所示汽車座椅的視圖,其中兒童被置于座位上,但未被束縛,
圖5為安全帶已繞過兒童的肩部后,圖4所示汽車座椅的視圖,
圖6為兒童的保持安全帶已拉緊后,圖5所示汽車座椅的視圖,
圖7和圖9為屬于本發(fā)明檢查設(shè)備的傳感器設(shè)備的第一實施方式的橫截面圖,分別為傳感器定位在其上的保持安全帶彎曲前和彎曲后的視圖,
圖8為圖7和圖9所示傳感器設(shè)備的俯視圖,
圖10和圖12為屬于本發(fā)明檢查設(shè)備的傳感器設(shè)備的第二實施方式的橫截面圖,分別為傳感器定位在其上的保持安全帶彎曲前和彎曲后的視圖,
圖11為圖10和圖12所示傳感器設(shè)備的俯視圖,
圖13和圖14為顯示通過測量電容而測量彎曲的這種方法的細(xì)節(jié)示意圖,
圖15和圖17為屬于本發(fā)明檢查設(shè)備的傳感器設(shè)備的第三實施方式的橫截面圖,分別為傳感器定位在其上的保持安全帶彎曲前和彎曲后的視圖,
圖16為圖15和圖17所示傳感器設(shè)備的俯視圖,
圖18為由圖15至圖17所示傳感器設(shè)備提供彎曲測量的實施例的示意圖,
圖19為本發(fā)明傳感器設(shè)備的變型實施例的視圖和示意圖,
圖20為本發(fā)明操作方法的第一實施例所示的流程圖,
圖21a和圖21b為采用電容傳感器的傳感器設(shè)備的局部俯視圖,
圖22為本發(fā)明操作方法的第二實施例所示的流程圖,
圖23a至圖23c為顯示座椅頭枕及兒童尺寸的設(shè)置對保持安全帶后部傾斜的影響的示意圖,
圖1至圖6表示本發(fā)明的第一實施方式,其中兒童汽車座椅1主要包括殼體,該殼體包括底座1a和靠背1b,殼體具有安全帶裝具,安全帶主要包括第一中心胯部帶3和相對于殼體對稱地定位的兩個橫向保持安全帶7和9,第一中心胯部帶3通過其端部之一連接底座1a,并且在其另一端包括鎖扣5。每個保持安全帶7和9的第一端與鉤件11相連,鉤件11可以配合另外的裝置鎖扣5,因此它們可以在鎖扣中被鎖定到位,這固定兒童于座椅1上。
兩個保持安全帶7和9的其它各端橫穿位于殼體上部的孔12a、12b,然后在殼體另一側(cè)彼此相連在連接設(shè)備13中,此處又與牽引帶15相連,牽引帶15橫穿殼體然后通過阻擋裝置17露出它。
在本實施方式中,保持安全帶安全7在其上部,即靠近它橫穿靠背1b的孔12a的區(qū)域中包括盒子18,盒子18由柔韌可變形材料制成,其包括本發(fā)明的電子測量裝置和傳感器設(shè)備19。
盒子18可通過各種方式與保持安全帶7相連,尤其通過裝訂、夾緊、粘接、捕獲等方式。尤其在制造過程中,盒子18可以包括在安全帶中。如圖23a至圖23c所示,優(yōu)選地,盒子18連接圍繞安全帶的外殼,所述外殼被連桿保持到位,該連桿鄰近座椅上部或者座椅頭枕30上部。
如圖7至圖9所示,盒子18包括被柔韌舌片23延伸的電子電路20。電子電路包括供電裝置,該供電裝置如包括鋰電池21,該電子電路包括幾個傳感器,即陀螺儀22、加速計25及傾角計28。由微控制器26進(jìn)行這些這種傳感器和傳感器設(shè)備19的操作管理,微控制器26包括能夠?qū)嵤┍景l(fā)明檢查設(shè)備的編程器。
盒子18內(nèi)部延伸電子電路20的傳感器設(shè)備19包括支撐兩個加速計24a和24b的柔韌舌片23,這兩個加速計24a和24b以已知方式包括將應(yīng)用于本例中的傾角計功能。優(yōu)選地,兩個加速計優(yōu)選地安裝于大致柔韌舌片23的端部,通過有線連接27與微控制器26相連。如圖7和圖9所示,每個加速計測量各自相對同樣參考的傾斜分別為fo和fn,并且微控制器26采用這兩個數(shù)值的差值很容易確定柔韌舌片23所采用的彎曲值f,以及由此保持安全帶7所采用的彎曲,即為f=fn-fo。
在本發(fā)明僅使用傾角計或者傳感器的簡化實施方式中,將會理解到,用戶的可用數(shù)據(jù)的精確度必然會更低,但是可能證明更傾向于使用簡單、低成本的實施方式。
如圖21a所示,也可能使用第三加速計24c,其安裝于加速計24a和24b之間。如下所解釋的,這個加速計會使微控制器26將其管理過程歸因于置于座椅上的兒童的尺寸
使用不同于上述測量裝置的測量裝置的傳感器19當(dāng)然可以使用,因此,在本發(fā)明的第二實施方式中,如圖10至圖12所示,電子電路20被傳感器設(shè)備19延伸,傳感器19包括由如聚酰胺、聚醚、聚酯、異氰酸鹽等可變形彈性材料制成的護(hù)套29。如圖10所示,當(dāng)所述護(hù)套29不受任何應(yīng)力時,由于其足夠剛硬以至于可恢復(fù)成其直線形狀。護(hù)套29包括與保持安全帶7保持接觸的下壁29a和上壁29b,下壁29a的內(nèi)面接收擴(kuò)展器31,其作用是保持下壁29a和上壁29b分離。
如圖10至圖12所示,傳感器設(shè)備具有裝置,這些裝置可測量在鄰近電子電路20的其一端處定位的目標(biāo)體33與稱作基準(zhǔn)面的電子電路20的固定部分之間存在的距離。這些裝置包括,例如,安裝的激光二極管35,以至于當(dāng)傳感器設(shè)備僅僅略微彎曲時,激光二極管光束的軸線uu’大致垂直于目標(biāo)體33。激光二極管35與接口32相連,接口32與微控制器26相連,這樣可確定其與目標(biāo)體33之間的距離d。
這樣就可以理解為,如圖12所示,當(dāng)在保持安全帶7的傳感器設(shè)備19上施加彎曲力f1時,與保持安全帶牢固地連接的其下表面29a發(fā)生變形,激光二極管35與目標(biāo)體33之間的分離增大,并且呈現(xiàn)d’的數(shù)值。微控制器26收到這種信息,從而能夠確定安全帶7在其變形期間采用的角度變形f1、f2、…fn,并可由此推斷出所承受的彎曲。
如圖13和圖14中所示,測量距離d的裝置也可以包括兩個電極38,兩個電極38與作為電介質(zhì)將它們分離的空氣構(gòu)成電容,其電容值取決于分開兩者的距離。保持安全帶7的任意彎曲會引起傳感設(shè)備19的彎曲,還會增大將兩個電極38分開的距離,使其等于d’。兩個電極38之間存在的電容值被發(fā)送至微控制器26,微控制器26可由它推斷出距離d’的值。已知新的距離d’,微控制器26可由它推斷出保持安全帶7的彎曲。
另外,電子電路20包括通信裝置40,尤其是藍(lán)牙類型的,可傳輸至外部接收器,尤其例如智能手機(jī)類型的設(shè)備,或者與車輛中所包括的接收器,尤其汽車儀表盤,由微控制器26管理收集的參數(shù)或者根據(jù)這些參數(shù)的分析而輸出數(shù)據(jù)。為此,這些接收器設(shè)備可以具有特定應(yīng)用程序,該應(yīng)用程序能夠管理由通信裝置40傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
也可使用另一種類型的傳感器設(shè)備,例如如圖15至圖18所示的一種類型。
綜上,電子電路20,尤其上述類型的電子電路,與柔韌的彈性帶44相連,彈性帶例如由聚酰胺、聚醚、聚酯、異氰酸鹽等化合物制成。然而,如圖15所示,當(dāng)所述帶44不受任何應(yīng)力時,由于其足夠剛硬以至于可恢復(fù)成其直線形狀。當(dāng)然,如果必要的話,通過將其與更硬的例如由合成材料或者金屬制成的彈簧元件結(jié)合可增加彈性帶的剛度。
綜上所述,由電子電路20和傳感器設(shè)備19組成的組合件也可安裝在接收器單元上,未以示例示出,包括柔韌可變形的彈性材料。
帶44在其整體長度上給出了涂層46,涂層46由嵌入導(dǎo)電顆粒的特殊聚合物制成,如圖15所示,當(dāng)帶44明顯呈直線型時,電阻值為r,如圖17所示,當(dāng)帶44彎曲時,電阻為另一數(shù)值,尤其為更高的值。因此,根據(jù)本發(fā)明,為了能夠確定帶44的曲率,而只需測量壓痕46的電阻r的值,以及由此確定保持安全帶7的曲率。
通過任何其他裝置即可進(jìn)行這種測量,特別地,如圖18所示,通過分壓器橋48,該分壓器橋18可以通過已知方式應(yīng)用于微控制器26的輸入端50,電壓v取決于涂層46的電阻r,因此取決于保持安全帶7的彎曲。
如圖7、圖10和圖15所示,根據(jù)本發(fā)明,上述盒子18由柔韌可變形材料制成,必須也具有彈力,以至于當(dāng)其不受任何應(yīng)力時,可返回至稱作其“初始位置的”的位置,優(yōu)選地鄰近明顯直線型的位置。盒子18會具有這種彈力是因為它本身的結(jié)構(gòu)材料和/或通過提供的彈簧元件,尤其包括由合成材料制成的彈性卡環(huán),優(yōu)選地,彈性卡環(huán)會在盒子中制成的適合的縱向凹部中滑動。
現(xiàn)在描述使用本發(fā)明操作的一個實施例,在圖3中,顯示當(dāng)座椅1是空的時,柔韌盒子18包括傳感器設(shè)備19,因此傾角計的基準(zhǔn)軸包含其中,相對于垂直軸yy’形成一個角度i0,這個數(shù)值被傳輸至微控制器26,這樣會得知傾斜參數(shù)的數(shù)值。
對陀螺儀22而言,它可檢測應(yīng)用于座椅1的任意運動,尤其當(dāng)用戶將兒童2置于座椅內(nèi)時,陀螺儀22可將“搖晃參數(shù)”g傳輸至微控制器26。
同樣的操作應(yīng)用于電子電路20的加速計25,其檢測座椅相對于車輛的任意搖晃及在空間中的任意運動,加速計25可將加速參數(shù)a傳輸至微控制器26。
于實際應(yīng)用方面,雖然在本發(fā)明的實施方式中,考慮到傾角計由區(qū)別于加速計的設(shè)備構(gòu)成,但后者也可用于提供傾斜參數(shù)i,如下所述。
對于運行周期期間檢測的每個情況,該周期可以特別地是約10秒,微控制器26建立各種傳感器的值表。這樣,在空閑情況下,即在已經(jīng)將兒童置于座椅內(nèi)之前,舉例我們將會有以下數(shù)值:
陀螺儀22:g=0
加速計25:a=0
傾角計28:i=0
傳感器設(shè)備19:f=0
微控制器26以矩陣方式將這些多樣數(shù)值分組,這種數(shù)值以[gaif]表示,于實際應(yīng)用中通過藍(lán)牙通信裝置40被傳輸至用戶的接收器中所包括的應(yīng)用程序,用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序,特別智能手機(jī)56情況下特定應(yīng)用程序?qū)⑵浣獯a,并且由它推斷出座椅內(nèi)沒有兒童。微控制器26本身當(dāng)然也可以承擔(dān)這種處理。
如圖4所示,當(dāng)將兒童2置于座椅1內(nèi)時,陀螺儀22和加速計25檢查將兒童置于座椅內(nèi)的這種動作所引起的搖晃,然后傳感器的參數(shù)采用如下數(shù)值:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=0
傾角計28:i=0
傳感器19設(shè)備:f=0
因此數(shù)值的矩陣變成[1000],并通過微控制器26獲取,然后通過微控制器傳輸至接收器,由它推斷出兒童確實被置于座椅內(nèi)1,由于傾角計28和傳感器19均未大幅度地改變其數(shù)值,保持安全帶7仍應(yīng)用于座椅上,因此兒童2還未系安全帶。然后,應(yīng)用程序會在智能手機(jī)上顯示類似“兒童在座椅內(nèi)”的信息。
此后,如圖5所示,當(dāng)保持安全帶7繞過兒童的肩部時,傾角計28的數(shù)值發(fā)生改變,然后傳感器的參數(shù)采用如下數(shù)值:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=0
傾角計28:i=1
傳感器19:f=0
然后數(shù)值的矩陣變?yōu)榈扔赱1010],并通過微控制器26獲取,并且通過它傳輸至應(yīng)用程序中。在這種情況下,應(yīng)用程序首先觀察到檢測到了傾斜,這就意味著傾斜數(shù)值比安全帶系緊時的傾斜數(shù)值高。應(yīng)用程序還觀察到未檢查到彎曲(f=0),意味著未系緊安全帶。如果需要,應(yīng)用程序會因此顯示類似“兒童未系緊安全帶”的信息。
如圖6所示,當(dāng)正確系緊保持安全帶7時,彎曲值發(fā)生改變,由傳感器設(shè)備19建立的彎曲參數(shù)f變?yōu)榈扔?,然后傳感器的參數(shù)采用如下數(shù)值:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=0
傾角計28:i=1
傳感器19:f=1
然后數(shù)值的矩陣變?yōu)榈扔赱1011],并通過微控制器26獲取,并且通過它傳輸至接收器。接收器的應(yīng)用程序觀察到,除了加速計參數(shù)仍為0(意味著車輛靜止)以外,其他所有參數(shù)均為1,意味著兒童正確系緊安全帶。應(yīng)用程序會因此顯示類似“兒童正確緊安全帶”的信息。
在本發(fā)明的簡化實施方式中,還可以省略冗余的傾斜和彎曲參數(shù),為此,僅采用一個傾角計或者一個傳感器設(shè)備19確定兒童是否正確系緊安全帶。
當(dāng)加速計25檢查到車輛開始運動時,加速計參數(shù)變?yōu)?,然后傳感器的參數(shù)采用如下數(shù)值:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=1
傾角計28:i=1
傳感器19:f=1
數(shù)值的矩陣變?yōu)榈扔赱1111],并通過微控制器26獲取,并且通過它傳輸至接收器。因此接收器的應(yīng)用程序可推斷出車輛正在移動,并且兒童正確系緊安全帶。
因此,當(dāng)加速計參數(shù)a=1時,裝置知道車輛正在移動,如果在此期間或者在旅行階段兒童與座椅分離,那么保持安全帶7將會置于接近如圖3所示的位置,參數(shù)值變成:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=1
傾角計28:i=0
傳感器19:f=0
然后數(shù)值的矩陣變?yōu)榈扔赱1100],并通過微控制器26獲取,并且通過它傳輸至接收器,這推斷出車輛正在移動,但是安全帶7已返回其初始位置,意味著兒童與座椅分離。然后應(yīng)用程序以聲音和圖像向用戶的接收器發(fā)送緊急警告,類似“警告:兒童解開安全帶”。
如果僅僅是安全帶裝具的鎖緊扣分離,那么由于傳感器19固有的剛度使得其恢復(fù)為不彎曲的形狀,彎曲參數(shù)采用數(shù)值f=0,那么參數(shù)值變成:
陀螺儀22:g=1
加速計25:a=1
傾角計28:i=0
傳感器19:f=1
數(shù)值的矩陣變?yōu)榈扔赱1100],并通過微控制器26獲取,并且通過它傳輸至接收器,由它推斷出車輛正在移動,保持安全帶7確實仍保持在兒童的肩部,但是鎖扣5解開。然后用程序發(fā)送類似“警告:兒童解開安全帶”的信息。
以一種有趣的方式,本發(fā)明的檢查設(shè)備可包括一種裝置,此裝置可以記錄不同兒童座椅模型的參數(shù),尤其是記錄在微控制器26中,特別地,與圖3所示的情況對應(yīng),即兒童未置于座椅內(nèi)時,傾角計28的值i0和傳感器設(shè)備19的值f0。
在本發(fā)明多種不同的實施方式中,可通過對單個座椅中使用幾個傳感器裝置來提高檢查設(shè)備的可靠度,這些傳感器可以是同類型的或者不同類型的。
因此,如圖19所示,本發(fā)明的檢查設(shè)備包括兩個傳感器裝置19和19’,分別安裝于兩個保持安全帶7和9上。這兩個傳感器裝置19和19’每個均包括兩個加速計24a和24b,安裝于柔韌彈性舌片23、23’上。每個傳感器19和19’通過通信裝置40與微控制器26進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,如圖中虛線所示。這樣微控制器26可以從兩個傾角計傳遞數(shù)值的簡單差值中,很容易確定帶23、23’的各自的彎曲值f和f’,以及由此保持安全帶7和9中每個的彎曲值。微控制器26也包括已知類型的辨別裝置,在兩個傳感器裝置19和19’傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值發(fā)生沖突的情況下,能夠處理在兩個保持安全帶7和9上安裝的兩個傳感器裝置19和19’傳輸?shù)膹澢档娜哂唷?/p>
如圖23a至圖23c所示,本發(fā)明的檢查設(shè)備也可包括這種裝置,當(dāng)兒童置于座椅內(nèi)到位時,當(dāng)保持安全帶已經(jīng)繞過他們的肩部時,上述裝置可自動考慮兒童體格尤其他們的尺寸的影響。
設(shè)備可以確定這種情況,因此可記錄多種傳感器的參數(shù),這些數(shù)值可以用于檢查新情況時作為參考。首先,通過位于設(shè)備的柔韌盒子18一端的傾角計24a可知安全帶相對于水平線的傾斜角度,并且這個角度值會隨座椅內(nèi)兒童的實際或者感應(yīng)體格而發(fā)生變化。其次,位于兒童肩部及胸部區(qū)域的該安全帶的曲率可由傳感器設(shè)備19測量的角度值而獲知。與參考值對比的這些數(shù)值存儲于稱作“適應(yīng)性矩陣”的矩陣中,采用適當(dāng)?shù)乃惴?,這些數(shù)值能夠?qū)崿F(xiàn)兒童系緊安全帶的準(zhǔn)確方式的推斷。
更特別地是,如圖23a所示,對于中等尺寸的兒童,如果座椅的頭枕30向上調(diào)節(jié),那么保持安全帶7的后部7a會稍微向下傾斜。相反地,如果座椅的頭枕30向下調(diào)節(jié),那么保持安全帶7的后部7a會稍微向上傾斜,為使安全帶大致水平將頭枕調(diào)節(jié)至中間位置。
接下來我們將考慮角度a和角度b,角度a由保持安全帶7的后部7a和傳感器24a指定的參考方向形成,角度b由保持安全帶7的前部7b和傳感器24b提供的同樣的參考方向形成。如圖23b所示,對于最大尺寸的兒童,即法律規(guī)定的最大尺寸,為將頭枕30調(diào)節(jié)至最大高度,保持安全帶7的后部7a向上傾斜,保持安全帶7的最大彎曲角度b-a是其最大可能的值。
相反地,如圖23c所示,對于小兒童,為將頭枕30調(diào)節(jié)至最小高度,保持安全帶的后部7a向下傾斜,彎曲角度b-a是其最小可能的值。
在這些情況下,觀察到保持安全帶7的后部7a代表頭枕30的高度調(diào)節(jié),它的前部7b代表兒童正確系緊安全帶。根據(jù)本發(fā)明,在如圖7至圖9所示實施方式包括的兩個加速計24a和24b之間安裝第三加速計24c(圖21a),這將使微控制器26可區(qū)別保持安全帶7后部7a的彎曲值與所述前部7b的彎曲值,保持安全帶7后部7a的彎曲值是由于參考兒童尺寸調(diào)整頭枕而產(chǎn)生,所述前部7b的彎曲值表明兒童正確的系緊安全帶。
本發(fā)明的檢查設(shè)備也可以包括這種裝置,如圖6所示,一旦兒童正確地在座椅上系緊安全帶,此裝置就會記錄這種情況下傾斜和彎曲參數(shù)的數(shù)值。這些參數(shù)因此用作系統(tǒng)中的參考以識別兒童是否正確地固定在座椅內(nèi),因此,將如上所述處理行動,即通過將傳感器觀察到的數(shù)值與適應(yīng)性矩陣中記錄的參考數(shù)值進(jìn)行比較。
圖20為顯示操作本發(fā)明檢查設(shè)備的實施例的流程圖。
微控制器26包括當(dāng)不使用傾角計28和傳感器設(shè)備19時將其控制的電子單元放入“睡眠模式”的裝置。當(dāng)用戶將兒童2置于座椅內(nèi)時,陀螺儀22被激活,它將信息傳輸至計數(shù)循環(huán),此計數(shù)循環(huán)測量陀螺儀在給定時間例如2秒內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)量。這樣的布置可創(chuàng)建過濾系統(tǒng),排除偽檢測。如果數(shù)據(jù)元的這種數(shù)量大于預(yù)先設(shè)定的數(shù)值,如圖20所示的實施例中例如為10,微控制器26計算接收數(shù)值的平均值,然后將這個平均值與第一閾值gs進(jìn)行比較,如果它超過這個閾值,陀螺儀參數(shù)被設(shè)為數(shù)值1(g=1),否則被設(shè)為數(shù)值0(g=0)。為了形成以下類型:[gaif]的數(shù)據(jù)矩陣,將陀螺儀參數(shù)g的這個數(shù)值放入存儲器52中以至于它可與其他傳感器接收的數(shù)值結(jié)合。因此,如果陀螺儀22是起作用的唯一的傳感器,那么參數(shù)矩陣會是[1000]。
微控制器26通過藍(lán)牙通信裝置40將這個矩陣發(fā)送至所加載的接收應(yīng)用程序,例如智能手機(jī)56中加載的應(yīng)用程序中。
如圖20所示,其他的傳感器,即加速計25、傾角計28和傳感器設(shè)備19,包括同類型的流程圖元件,以至于如果除了陀螺儀之外加速計25還起作用,并且如果如上所述,信號的平均值大于第二閾值,那么加速參數(shù)a變?yōu)榈扔?,參數(shù)矩陣變?yōu)榈扔冢篬1100]。
類似的推理適用于傾角計28提供的傾角參數(shù)i和傳感器設(shè)備19提供的參數(shù)f。
作為例子,下面將考慮在過程中可能發(fā)生的主要情況,此過程從座椅靜止的情況開始直到車輛乘載兒童完成旅行之后座椅返回其“靜止”狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明,除了上述智能手機(jī)56之外,遠(yuǎn)程接收器可能包括用戶的私有物品,例如包括屬于他們的鑰匙扣。
在本發(fā)明的簡化實施方式中,微控制器26將不會與例如智能手機(jī)的遠(yuǎn)程接收器相連,但是會通過自身尤其通過聲學(xué)裝置傳輸數(shù)據(jù)為提醒用戶注意。這些警告可能包括由一種或多種蜂鳴器產(chǎn)生的不同種類的聲音,或者包括由與微控制器26相關(guān)聯(lián)的語音合成器發(fā)出的語音消息。
在本發(fā)明的變型中,設(shè)備可能附加振動器,在教育和預(yù)防的目的中,首先會警告兒童,提醒他們當(dāng)坐在座椅中、車輛正在移動時一定不要自己解開安全帶。
可以向設(shè)備增加目前的傳感器,例如電容傳感器,尤其是采用回路的電容變化的傳感器,當(dāng)具有一定質(zhì)量的身體靠近它時,其檢測,為使冗余引入到傳感器,以至于裝置滿足機(jī)動車輛標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)要求錯誤的傳感器使系統(tǒng)繼續(xù)運行而不發(fā)生危險。為此,如圖21a所示,傳感器設(shè)備19可包括電容天線54,它在例如柔韌舌片23的長度方向延伸,并可能多余地結(jié)合陀螺儀22使微控制器26檢測兒童處于座椅1內(nèi)。
如圖21b所示的變型實施方式中,與微控制器26連接的三個電容天線54a、54b、54c已經(jīng)安裝于柔韌舌片23上??砂惭b于加速計24a和24b之間的這些電容天線使微處理器26通過兒童的衣服,獲取關(guān)于兒童身體存在的水分的電容測量值,其表示這個傳感器和兒童身體之間的距離。因此,如果兒童正確地系緊安全帶,那么包含傳感器設(shè)備19的盒子18就會位于幾乎平行于在這個地方的兒童身體,以至于三個電容天線54a、54b和54c提供的電容測量值會彼此接近,與其他隱含因素?zé)o關(guān),例如尤其兒童衣服的厚度,或者他們穿的是輕薄的t恤還是厚大衣。如果不是這樣,微控制器26除了其他傳感器的數(shù)據(jù)之外還會有數(shù)據(jù),指示兒童系緊安全帶的方式,以及因此他們固定的方式是不正確的。
根據(jù)本發(fā)明,控制微控制器26的應(yīng)用程序包括每次使用汽車座椅時就會運行的自檢程序,特別是在長時間停止之后。
在本發(fā)明的變型實施例中,傾角計由加速計自身構(gòu)成,因此會首先提供車輛在三個軸xx’、yy’、zz’上的實際加速度,也會提供包括電子電路20和傳感器設(shè)備19的盒子18的傾斜。這樣,關(guān)于加速計25和傾角計28的流程圖被圖22所表示的代替。
當(dāng)然,如上所述,信號處理裝置可以包括能夠遠(yuǎn)程傳輸警告信號的電子元件,例如通過藍(lán)牙連接件40至用戶的智能手機(jī),再通過這個智能手機(jī)的專用應(yīng)用程序。處理信號的裝置也可將警告信號傳輸至屬于用戶的物體,特別是通過射頻類型的連接。他們也可以將警告信號傳輸至與機(jī)動車輛儀表盤進(jìn)行安全連接的接收器元件。
本發(fā)明的特別之處在于,與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備不同,本檢查設(shè)備可安裝于任意型號或商標(biāo)的座椅,無任何要求,實現(xiàn)座椅上的任何適應(yīng)性技術(shù)。
在這種情況下,兒童座椅的制造商因此可將檢查設(shè)備安裝在他們現(xiàn)有座椅范圍的各種模型上,無需對現(xiàn)有座椅做改裝,用戶也可將檢查設(shè)備用于他們自己的各種座椅上而無需改裝座椅。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng),證明安裝尤其容易,因為使用時只需將檢查設(shè)備連接于安全帶之一的上部,即接近所述安全帶通過座椅后部的區(qū)域的區(qū)域中。
雖然在檢查兒童汽車座椅安全帶裝具的滿意操作和張力狀況時,本發(fā)明的檢查設(shè)置證明尤其令人關(guān)注,但是它也可用于需要將位于座椅上的乘客處于正確安全狀況下的其它領(lǐng)域。
當(dāng)然,這樣的座椅也可用于成人的座椅,且不僅僅包括汽車座椅,也包括用于其他運動裝置類型的座椅,尤其涉及航空領(lǐng)域。
固定座椅上的乘客的安全帶也可是肩帶以外的東西,尤其是安全腰帶。