将座椅安全带连接座椅安全带张力传感器上的方法 附图地简要说明
在附图中：
图1表示坐在车辆座椅上的使用座椅安全带乘员的俯视图，其中，所述座椅安全带采用了座椅安全带张力传感器；
图2表示通过座椅安全带在它上面固定了儿童座椅的车座的正视图，其中，所述座椅安全带采用了座椅安全带张力传感器，并且，所述车座采用了座椅重量传感器；
图3表示与各种座椅安全带拉伸负荷范围相关的情况；
图4表示座椅安全带张力传感器的横断面视图；
图5表示将座椅安全带连接在座椅安全带张力传感器上的现有技术的方法；
图6表示将座椅安全带连接在座椅安全带张力传感器上的改进方法的实施方案；
图7表示座椅安全带张力传感器输出受座椅安全带张力影响的曲线图，对座椅安全带的带子与座椅安全带张力传感器的现有技术的连接和改进的连接进行了比较；
图8表示图6所示实施方案的通过第二组缝线固定的环状带子的一部分的细节；
图9表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，所述环状带子部分是折叠的，并且是分别缝合的；
图10表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，环状带子是在环内集束的或折叠的；
图11表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，部分环状带子是在独立的环内集束的或折叠的；
图12表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，部分环状带子是在彼此分离的独立的环内集束的或折叠的；
图13a和13b表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，环状带子是在套筒内集束的或折叠的，所述套筒接合所述座椅安全带张力传感器的支架；
图14a和14b表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，环状带子是在套管周围集束的或折叠的，所述套管接合所述座椅安全带张力传感器的支架；
图15a和15b表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，环状带子是在座椅安全带张力传感器的支架的套管部分周围集束的或折叠的；和
图16a和16b表示将座椅安全带连接在所述座椅安全带张力传感器上的另一种方法，其中，所述外壳的开口和锚定板适合减弱和防止所述环状带子之间的摩擦。
实施方案的说明
现实中存在测量诸如带子，粗索，绳子或丝线的柔性负荷承载部位上的拉伸负荷的需要。例如，需要测量与安全约束系统中的座椅安全带上的拉伸负荷，其中，所述座椅安全带负荷测量可用于区分通过所述座椅安全带固定的对象的类型，或者可用于补偿座椅安全带负荷对来自座椅底座中的座椅重量传感器的座椅重量的测定的影响。
参见图1，座椅安全带张力传感器10可操作地结合在座椅安全带14的带子12上，以便测量它上面的拉伸负荷。
在图1中所示出的座椅安全带14总体上被称为″三点式″座椅安全带，它具有连续的环状腰带/肩带-包括安全腰带部分16和肩带部分18，其中，所述座椅安全带14的安全腰带部分16的一端通过“第一点”20连接在固定在车架24上的第一个锚定装置22上，所述肩带部分18的一端通过“第二点”26连接在固定在车架24上的座椅安全带收缩器28上，而所述安全腰带部分16和肩带部分18的另一端位于所述座椅安全带14穿过插销板32上的环30处，插销板32与带扣34接合，带扣34通过“第三点”36与固定在车架24上的第二个锚定装置38连接。肩带部分18穿过可操作地与车架24连接的“D-环”40，它引导肩带部分18绕过乘员42的肩部。
所述座椅安全带收缩器28具有卷绕轴，它能在必要时提供或收回带子12，以便将所述所述座椅安全带14围绕在乘员42周围，足以使插销板32与带扣34接合，并且消除带子12的多余的松弛部分。所述座椅安全带收缩器28在所述座椅安全带14上提供了额定张力，以便根据碰撞导致所述座椅安全带收缩器28锁定带子12，从而防止进一步的抽出，如果在安全带14中有松弛的话，乘员42在碰撞时要早于碰撞的发生而受到安全带14的约束。在碰撞事故期间，在限制乘员42时，所述座椅安全带14的带子12可能承受较高的拉伸负荷，拉伸负荷的大小取决于碰撞的严重程度和乘员42的体重。
参见图2，还可利用安全带14的腰带部分16将诸如方向向后的婴儿座椅44′的儿童座椅44固定在车座46上，其中，可以采用锁紧夹48阻止肩带部分18在接近插销板32的部位相对安全腰带部分16滑动。在这种情况下，安全腰带部分16通常是较紧固定的一相关的拉伸负荷大于成年人的相关的舒适极限-以便通过压缩它的坐垫部分，将儿童座椅44牢固地固定在车座46上，而所述肩带部分18不用于限制。
因此，可以利用所述座椅安全带14的带子12上的拉伸负荷分辨车座46上的对象，其中，超过阈值的拉伸负荷，表明了对象是儿童座椅44。参见图1和2，座椅安全带张力传感器10在特定的乘坐位置上可操作地结合座椅安全带14的带子12的安全腰带部分16。所述座椅安全带张力传感器10和碰撞传感器50可操作地连接到控制器52上，该控制器适合于控制安全约束系统56的约束致动器54的致动，例如，安全气囊充气器54′的致动，它是这样安装的，即保护特定乘坐位置上的乘员。如果由所述座椅安全带张力传感器10测定的拉伸负荷大于阈值，就通过控制器52使约束致动器54不起作用，无论碰撞传感器50是否检测到碰撞。如果由所述座椅安全带张力传感器10检测到的拉伸负荷小于阈值，就通过控制器52启动约束致动器54，以便约束致动器54可以根据由碰撞传感器50检测到的碰撞而被启动。另外也可以，对于诸如多级安全气囊充气器54′的可控约束致动器54来说，可以控制充气器要充气的定时和充气级数，以便降低充气速度，而不是使安全气囊充气器54′在所述座椅安全带张力传感器10检测到大于阈值的拉伸负荷时不起作用。
参见图2，座椅安全带张力传感器10可以与至少一个其他的乘员传感器58组合使用，例如，座椅重量传感器60，以便控制安全约束系统56的启动。座椅重量传感器60可以按照多种已知技术或实施方案中的任意一种操纵，例如，采用静水力学负载传感器，力敏感电阻器，磁力伸缩的传感元件，或应变仪负载传感器，举例来说，它能测定座垫62内的负荷的至少一部分，或测定所述座椅的总重量。在任一种情况下，由车架24反作用产生的所述座椅安全带14上的拉伸负荷起到增加座垫62上的负荷的作用，从而增加通过座椅重量传感器60检测到的视载荷。所述视载荷通过每一次反作用力增强，从而所述座椅安全带14上的特定拉伸负荷能提高由座椅重量传感器60检测到的视载荷，使所述载荷提高到所述拉伸负荷的两倍。因此，在同时具有座椅安全带张力传感器10和座椅重量传感器60的系统中，由座椅重量传感器60测定的座椅重量可以补偿所述座椅安全带14上的拉伸负荷的作用，从而提供对乘员重量的更精确的测定，包括从座椅重量测定中扣除通过或估计由所述座椅安全带张力传感器10测定的拉伸负荷导致的座椅重量的分量。如果来自座椅重量传感器60的座椅重量测定不补偿所述所述座椅安全带14上的拉伸负荷的作用的话，通过座椅安全带14固定在车座46上的儿童座椅44可能导致座椅重量传感器60上的负荷高到足以接近小型成年人的负荷，以致没有补偿过的座椅重量测定值，可能导致相关的约束致动器54在一个系统中错误地启动，而当儿童座椅44放置在车座46上时，所述约束致动器54不应当是不起作用的。
在补偿了作用在乘员传感器58上的座椅安全带张力的影响的系统中，所述座椅安全带张力传感器10，乘员传感器58-例如，座椅重量传感器60，-和碰撞传感器50可操作地与控制器52连接，该控制器适合控制安全约束系统56的约束致动器54的启动-例如，安全气囊充气器54′-其位置能保护处在特定乘坐位置上的乘员。如果由所述座椅安全带张力传感器10检测到的拉伸负荷大于阈值的话，通过控制器52使约束致动器54不起作用，而无论碰撞传感器50是否检测到碰撞，或无论来自乘员传感器58的测量结果如何。如果由所述座椅安全带张力传感器10检测到的拉伸负荷低于阈值的话，根据来自乘员传感器58的测定结果，通过控制器52使约束致动器54起作用或不起作用，所述测定结果可以根据由所述座椅安全带张力传感器10检测到的拉伸负荷而被补偿。如果约束致动器54是起作用的，约束致动器54就能够对由碰撞传感器50检测到的碰撞作出启动反应。另外，对于诸如多级安全气囊充气器54′的可控制约束致动器54来说，可以控制充气的充气器等级的定时和数量，以便根据来自乘员传感器58和所述座椅安全带张力传感器10的测定结果实现减弱了的充气速度，而不是使安全气囊充气器54′不起作用。
参见图3，座椅安全带14正常情况下所经受的负荷可以划分成以下四个范围：1)低范围(I)，由直接放置在人体周围的所述座椅安全带14相关的拉伸负荷构成，2)低-中等范围(II)，由与限制儿童座椅44相关的拉伸负荷构成，3)高-中等范围(III)，由与非碰撞交通动力学相关的负荷构成，例如，制动或起伏不平的道路，和4)高范围(IV)，由与碰撞事故的约束力相关的拉伸负荷构成。例如，低范围(I)通常由乘员42能够舒适地承受的最大拉伸负荷的限定。例如，所述低-中等范围(II)通常由在将儿童座椅44固定在车座46上时，人们可以施加在所述座椅安全带14上的最大拉伸负荷限定。尽管所述座椅安全带14和相关的负荷承受部件可能受到高范围(IV)的拉伸负荷，但是如果它能够测定与将儿童座椅44固定在车座46上相关的低-中等范围(II)拉伸负荷的座椅安全带张力传感器10对于控制安全约束系统56将十分有用。
参见图4-6，典型的座椅安全带张力传感器10包括由锚定板102，外壳104，可以在外壳104内活动的支架106，和放置在支架106和外壳104之间的位于相关的弹簧引导腔110内的一对螺旋压缩弹簧108组成的组件。外壳104与从锚定板102上延伸出来的一对爪112接合，并且受到所述爪限制，并且还通过螺钉与锚定板102连接。支架106，外壳104和锚定板102的开口114是对齐的，以便在所述组件上形成开口114，座椅安全带14的带子12的环116与该开口连接。锚定板102还包括安装孔118，通过该安装孔，用锚栓120将所述座椅安全带张力传感器10连接在车架24上。由接近或位移传感器122测定支架106相对锚定板102的位置。例如，将霍尔效应传感器122.1或类似装置可操作地连接在外壳104上，与安装在支架106上的一对磁铁124配合，从而根据支架106相对锚定板102的位置提供输出信号。
在工作时，所述座椅安全带14的带子12上的张力被施加到支架106，并且是由支架106通过螺旋压缩弹簧108，外壳104，锚定板102和锚栓120发挥反作用。支架106的位移响应于所述张力，并且是通过霍尔效应传感器122.1检测的，该传感器的输出响应于它上面的磁场强度一所述磁场是由与支架106一起运动的磁铁124产生的-它提供了对支架106相对外壳104和锚定板102位移的测定，后者反过来根据压缩弹簧108的有效适应性，提供了对座椅安全带张力的测定。因此，所述座椅安全带14上的张力导致了支架106的运动，该运动通过螺旋压缩弹簧108的有效力-位移特征标定，它通过测定支架106相对外壳104和锚定板102的位移，提供了对座椅安全带张力的测定。所述座椅安全带14的带子12与支架106一起在所述座椅安全带14的张力作用下相对外壳104运动。更具体地讲，根据这种运动，带子12在所述座椅安全带张力传感器10的表面(例如，外壳104和锚定板102)上滑动，从而在与所述运动方向相反的方向上产生相关的摩擦力。所述摩擦力在来自霍尔效应传感器122.1的输出信号中导致了相关的滞后作用，即如图7所示的对所述座椅安全带张力增加或减弱的输出结果的依赖性。
换句话说，所述座椅安全带张力传感器10包括由座椅安全带张力传感器的第一部分10，和可以相对它运动的支架106组成的组件，其中，位于所述第一部分上的开口114-即锚定板102和外壳104上的开口114-与支架106上的开口114配合。座椅安全带14环行通过所述座椅安全带张力传感器的第一部分10上的开口114，如果没有受到约束的话，就容易产生不可忽视的摩擦力，以及产生有关的滞后作用，所述滞后作用是由于施加在所述所述座椅安全带14上的拉伸负荷而导致摩擦所述座椅安全带张力传感器的第一部分10上的开口114的侧面或外表面而产生的。
参见图5，根据将座椅安全带连接在座椅安全带张力传感器10上的现有技术的方法，让所述带子14环行通过所述座椅安全带张力传感器10的支架106，外壳104和锚定板102上的开口114，并且所得到的带子12的两个部分(位于开口114的任一侧)彼此依靠地放置，并且在带子12的宽度上由第一组缝线126缝合在一起，从而形成通过开口114并且环绕所述座椅安全带张力传感器10的带子12的闭合环116。第一组缝线126适合强到足以安全地承受在所述座椅安全带14工作期间带子12所经受的整个范围的拉伸负荷。为了使开口114的宽度明显比带子12的公称宽度窄，环116的带子12在开口114内是集束的或折叠在一起的，并且扇形输出端128从开口114延伸到第一组缝线126，位于所述座椅安全带张力传感器10的两侧。例如，开口114的宽度可以大约为带子12的公称宽度的一半或更小。将带子12集束在开口114内，当在带子12上施加张力时，所述集束在外壳104和/或锚定板102上的开口114的两侧产生了侧力，由它导致了与带子12相对外壳104的运动相反的相关摩擦力，随着带子12上的张力的增加，所述摩擦力降低了由所述座椅安全带张力传感器10检测的表观张力，并且，随着带子12上的张力减弱，提高了由所述座椅安全带张力传感器10检测的表观张力，从而导致了如图7所示的明显的测定滞后作用，对于按图5所示方式连接的所述座椅安全带来说，在所述曲线图中，所述座椅安全带张力传感器10的霍尔效应传感器122.1的输出，受到相关座椅安全带张力的影响。
参见图6，示出了将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进的方法，环116的带子12在开口114内被集束或折叠在一起，并且在开口114上方进一步集束或折叠，例如，当带子12放置在所述座椅安全带张力传感器10的外表面上时，从而防止带子12摩擦外壳104和/或锚定板102的两侧。例如，在图6所示实施方案中，在环116中提供了第二组缝线130，其位于第一组缝线126和环116内的外壳104的限制末端132之间，从而阻止所述集束的或折叠的带子12从开口114中散开。相反，第二组缝线130能大大防止所述集束的或折叠的带子12在开口114内的宽度随着座椅安全带张力的增加而扩张，从而降低作用在锚定板102或外壳104上的开口114两侧上的相关摩擦力，这种摩擦力可能导致相关的测定滞后作用。参见图7，图6所示实施方案的测定滞后作用明显低于图5所示实施方案的滞后作用。
有多种方法可用于限制带子12沿所述座椅安全带张力传感器10的宽度。在图6所示实施方案中，环116的带子12的两个部分134，136是折叠的，并且通过第二组缝线130缝合在一起，正如在图8中所进一步示出的。
参见图9，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，环116的带子12的每一个部分134，136是分别折叠的，并且通过相应的第三组缝线138和第四组缝线140缝合在一起。
参见图10，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，环116的带子12的两个部分134，136在环142内集束或折叠，例如，所述环142位于所述座椅安全带张力传感器10和第一组缝线126之间的金属环。其中，所述环142可以如图10所示是闭合的，或开放的-例如，沿它的一侧的一部分-不过，它具有足够的刚性，并且它的形状适合在环142内保持带子12的集束或折叠状态。
参见图11，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，环116的带子12的每一个部分134，136在一个相应的环144，146中集束或折叠，例如，位于所述座椅安全带张力传感器10和第一组缝线126之间的相应金属环，其中，一个或全部两个环144，146可以如图11所示是闭合的，或开放的-例如，沿它的一侧的一部分开放-不过，要具有足够的刚性，并且它的形状适合在相应的环144，146内保持带子12的集束的或折叠的状态。
参见图12，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，环116的带子12的每一个部分134，136在一个相应的环部分148，150内集束或折叠，所述环位于所述座椅安全带张力传感器10和第一组缝线126之间，其中，所述环部分148，150是由隔板152分开，由该隔板保持环116有足够的开放程度，以便减弱环116和外壳104和/或锚定板102的表面之间的摩擦和相关的摩擦力，其中，一个或全部两个环部分148，150可以如图12所示是闭合的，或开放的-例如，沿它的一侧的一部分开放-不过，要具有足够的刚性，并且它的形状适合在相应的环148，150内保持带子12的集束的或折叠的状态。
参见图13a和13b，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，带子12的环116被穿过套筒154，例如塑料套筒，该套筒接合所述座椅安全带张力传感器10的支架106，并且在它里面保持带子12集束的或折叠的状态，以便防止环116摩擦外壳104和/或锚定板102上的开口114的两侧。可以对至少半刚性的套筒154进行造型，以便保持环116是开放的，以便减弱或防止由环116摩擦外壳104和/或锚定板102的表面所产生的摩擦力。参见图14a和14b，可以用套管156取代套筒154。参见图15a和15b，可以将套管部分158结合在支架106上，以便接合环116的集束的或折叠的带子12，并因此减弱或防止由环116摩擦外壳104和/或锚定板102的表面所产生的摩擦力。
参见图16a和16b，在将座椅安全带14连接在所述座椅安全带张力传感器10上的改进方法的另一种实施方案中，外壳104和锚定板102上的开口114适合与支架106上的开口114相比足够宽，以便在所述座椅安全带14张紧时，防止位于支架106的开口114内的环116的集束的或折叠的带子12摩擦外壳104和锚定板102上的开口114的两侧。这种措施可以与支架106的凸缘160-或如图15所示，套管部分158-组合使用，以便减弱或防止由环116摩擦外壳104和/或锚定板102的表面所导致的摩擦力。
尽管在上述详细说明中业已对具体实施方案进行了说明，并且在附图中进行了图示，本领域普通技术人员能够理解的是，根据本说明书的总体介绍，本领域普通技术人员能够理解对所述细节的各种改进和替代。例如，除了集束或折叠所述带子的一部分之外，可以对所述带子进行织造，以便使所述部分局部变窄，其中，所述经线在所述带子的较窄的部分是集束在一起的，并且，相关的纬线是相应地交织的。另外，通过在所述带子和所述座椅安全带张力传感器之间的滑动结合部位采用较低摩擦力的涂层或材料，可以减弱带子和所述座椅安全带张力传感器之间的摩擦力和相关的滞后作用。因此，所披露的具体结构只是说明性的，而不是要限定本发明的范围，本发明的范围具有所附权利要求书以及它们的任何和全部等同方案的完整宽度。