电动预收紧安全带的测试设备及测试方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，更具体地说，涉及汽车安全零部件的测试技术领域。

背景技术

安全带与气囊的组合是汽车被动安全部件的核心零部件。在发生碰撞事故时，按照设计的理想状态，安全带和气囊的组合保护方式如下：安全带首先及时收紧，事故发生的第一时刻把人牢牢绑定在座椅上。然后，适度放松，待冲击力峰值过去，或人已能受到气囊的保护时，即适当放松安全带。避免因拉力过大而使人肋骨受伤。

但在实际的使用过程中，上述理想状态不一定能够实现。在正常使用时，安全带的织带只是将乘员适度绑定在座椅上，并没有将人绑紧在座椅上，存在一定的松弛空间。当碰撞事故发生时，安全带绷紧需要一个过程，在事故发生的瞬间，安全带可能由于张紧余量过大而未能及时绷紧，这是可能发生的状况是乘员从安全带下面滑出去，或者，乘员整体向前滑动较长的距离，碰到了弹出的气囊。此时安全带未能像设计的那样先期吃掉一部分冲力，而是将全部负担都交给了气囊。这两种情况都有可能导致乘员严重受伤。

碰撞试验表明，即使是正确安装的安全带，也存在松动的余地。一方面是由于乘员的衣服本身有一定的厚度，另外在安全带的装置中存在零件工差或者安装工差。这就使得安全带的松动余地无法完全消除。为了解决这个问题，就提出了预紧式安全带。预紧式安全带上增加了预张紧器，预张紧器连接到车辆控制器，当车辆控制器预判将要发生碰撞时，会预先启动预张紧器，预张紧器提前将安全带收紧，从而将乘员绑紧在座椅上，通过预先收紧的方式来消除松动余地。

预张紧器一般由电动、气动、机械驱动等模式，随着电动汽车的发展，电动模式的预张紧器正在逐步成为主流。由于预紧式安全带的工作模式中需要预张紧器的提前介入，并非是完全被动式的，所以有必要对预张紧器的工作情况进行测试，现有技术中缺少对于电动预收紧安全带的测试设备和测试手段。

发明内容

本发明提出一种对电动预收紧安全带进行测试的手段。

根据本发明的一实施例，提出一种电动预收紧安全带的测试设备，包括：

试验台架；

座椅和假人模型，座椅安装在试验台架上，假人模型放置在座椅上；

安全带收卷器，安全带收卷器安装在试验台架上，所述安全带收卷器具有电动预收紧模块，电动预收紧模块根据预设的模式对安全带收卷器的织带进行操作，所述织带拉伸固定在座椅上并绑定假人模型；

控制盒，控制盒安装在试验台架上，控制盒连接到安全带收卷器，控制盒控制所述电动预收紧模块动作；

数个张力传感器，数个张力传感器安装在织带的不同位置上，张力传感器采集织带不同位置的张力；

数据采集设备，数据采集设备连接到数个张力传感器，数据采集设备接收张力传感器采集的织带不同位置的张力；

电源设备，电源设备连接到安全带收卷器和控制盒，为安全带收卷器和控制盒供电。

在一个实施例中，试验台架包括底座、滚轮和安装框架，滚轮安装在底座的底部，安装框架安装在底座上，座椅、安全带收卷器和控制盒安装在安装框架上。

在一个实施例中，控制盒具有五种预设的模式：全力预收紧模式、半力预收紧模式、织带松弛减少模式、织带回收辅助模式和振动警告模式，控制盒具有五个开关，每一个开关对应五种模式的其中一种，打开一个开关，则控制盒切换至该开关对应的模式，当一个开关被打开时，其余的开关不能被打开。

在一个实施例中，控制盒通过CAN总线或者LIN总线与安全带收卷器通信，控制盒控制电动预收紧模块按照当前的预设模式对织带进行操作。

在一个实施例中，数个张力传感器包括一个肩部张力传感器和两个腰部张力传感器，肩部张力传感器设置在假人模型的肩部上方的织带上，采集织带在肩部位置的张力，两个腰部张力传感器分别设置在假人模型的两侧靠近腰部的织带上，采集织带在两侧腰部位置的张力。

在一个实施例中，该电动预收紧安全带的测试设备还包括上位机，上位机与数据采集设备通信，数据采集设备将织带不同位置的张力发送给上位机，上位机对张力的数据进行处理和保存，生成测试文档。

根据本发明的一实施例，提出一种电动预收紧安全带的测试方法，使用前述的电动预收紧安全带的测试设备，该测试方法包括：

组件装配步骤，将座椅、安全带收卷器和控制盒安装到试验台架上，将安全带收卷器和控制盒与电源设备连接；

测试调试步骤，将假人模型放置到座椅上并调节座椅的位置，将织带拉伸固定在座椅上并绑定假人模型，数个张力传感器安装到织带上的指定位置；

设备初始化步骤，数个张力传感器与数据采集设备连接，数据采集设备与上位机连接，上位机与控制盒连接，对张力传感器、数据采集设备、控制盒和上位机进行初始化；

测试步骤，上位机根据预设的测试过程，向控制盒发送指令，将控制盒切换至指定的模式，控制盒控制安全带收卷器动作，张力传感器采集不同的模式下织带不同位置的张力，并发送给数据采集设备，数据采集设备将张力的数据发送给上位机，持续执行测试直至测试过程结束；

数据处理步骤，上位机对数据采集设备发送的张力的数据进行处理和保存，生成测试文档。

在一个实施例中，该安全带收卷器具有电动预收紧模块，电动预收紧模块根据预设的模式对安全带收卷器的织带进行操作，控制盒控制电动预收紧模块动作。

在一个实施例中，控制盒具有五种预设的模式：全力预收紧模式、半力预收紧模式、织带松弛减少模式、织带回收辅助模式和振动警告模式，控制盒具有五个开关，每一个开关对应五种模式的其中一种，打开一个开关，则控制盒切换至该开关对应的模式，当一个开关被打开时，其余的开关不能被打开。

本发明的电动预收紧安全带的测试设备及测试方法实现了基于通信总线的嵌入式测试技术，为新功能和新产品建立了整车系统的检测能力，能实现模拟整车环境下的，针对安全带的电动预收紧功能的测试与质量检查能力。

附图说明

图1a和图1b揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试设备的结构图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试方法的流程图。

图3揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试方法中各个模块之间的配合过程。

具体实施方式

首先参考图1a和图1b所示，图1a和图1b从不同的角度揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试设备的结构图。如图所示，该电动预收紧安全带的测试设备，包括：试验台架101、座椅103和假人模型104、安全带收卷器105和织带151、控制盒106、数个张力传感器、数据采集设备107和电源设备102。

试验台架101包括底座111、滚轮112和安装框架113。滚轮112安装在底座111的底部，利用滚轮112可以将试验台架101推动到所需要的位置。安装框架113安装在底座111上，安装框架113可以根据需要搭接成各种造型，以配合座椅、安全带收卷器和控制盒的安装位置。座椅103、安全带收卷器105和控制盒106安装在安装框架113上。

座椅103安装在试验台架101上，更加具体地，座椅103是安装在试验台架101的安装框架113上。假人模型104放置在座椅103上。座椅103和假人模型104被调节成模拟真实座舱乘员的坐姿，以模拟真实的测试环境。

安全带收卷器105安装在试验台架101上，更加具体地，安全带收卷器105是安装在试验台架101的安装框架113上。安全带收卷器105具有电动预收紧模块，电动预收紧模块根据预设的模式对安全带收卷器的织带151进行操作。在进行测试时，织带151拉伸固定在座椅103上并绑定假人模型104。织带151的拉伸固定方式模拟真实座舱乘员的安全带绑定方式。

控制盒106安装在试验台架101上，更加具体地，控制盒106是安装在试验台架101的安装框架113上。控制盒106连接到安全带收卷器，控制盒控制电动预收紧模块动作。在一个实施例中，控制盒106具有五种预设的模式：全力预收紧模式、半力预收紧模式、织带松弛减少模式、织带回收辅助模式和振动警告模式。控制盒106具有五个开关，每一个开关对应五种模式的其中一种，打开一个开关，则控制盒106切换至该开关对应的模式，当一个开关被打开时，其余的开关不能被打开。控制盒106每次只能被切换至其中的一种模式，当正处在其中一种模式时，不能同时进行其它的模式，必须要退出当前模式之后才能更换到其它的模式。此处所说的开关既可以是实体的控制开关，也可以是软件的控制符或者控制位。实体的控制开关一般用于人工的手动测试，软件的控制符或者控制位一般用于程序控制的自动测试。在一个实施例中，控制盒106通过CAN总线或者LIN总线与安全带收卷器105通信，控制盒106控制安全带收卷器105中的电动预收紧模块按照当前的预设模式对织带进行操作。

数个张力传感器安装在织带151的不同位置上，张力传感器采集织带151不同位置的张力。在图示的实施例中，数个张力传感器包括一个肩部张力传感器108和两个腰部张力传感器109。肩部张力传感器108设置在假人模型104的肩部上方的织带151上，采集织带在肩部位置的张力。两个腰部张力传感器109分别设置在假人模型104的两侧靠近腰部的织带151上，采集织带在两侧腰部位置的张力。

数据采集设备107连接到三个张力传感器。数据采集设备107接收张力传感器采集的织带151不同位置的张力。

电源设备102连接到安全带收卷器和控制盒，为安全带收卷器和控制盒供电。

在图示的实施例中，该电动预收紧安全带的测试设备还包括上位机110。上位机110与数据采集设备107通信，数据采集设备107将由三个张力传感器采集的织带151不同位置的张力发送给上位机110，上位机110对张力的数据进行处理和保存，生成测试文档。

本发明还揭示了一种电动预收紧安全带的测试方法，使用前述的电动预收紧安全带的测试设备对电动预收紧安全带的性能进行测试。图2揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试方法的流程图。如图2所示，该测试方法包括：

S1、组件装配步骤。组件装配步骤S1中，将座椅、安全带收卷器和控制盒安装到试验台架上，将安全带收卷器和控制盒与电源设备连接。

S2、测试调试步骤。测试调试步骤S2中，将假人模型放置到座椅上并调节座椅的位置，将织带拉伸固定在座椅上并绑定假人模型，数个张力传感器安装到织带上的指定位置。具体而言，是将一个肩部张力传感器设置在假人模型的肩部上方的织带上，采集织带在肩部位置的张力，将两个腰部张力传感器分别设置在假人模型的两侧靠近腰部的织带上，采集织带在两侧腰部位置的张力。

S3、设备初始化步骤。设备初始化步骤S3中，数个张力传感器与数据采集设备连接，数据采集设备与上位机连接，上位机与控制盒连接，对张力传感器、数据采集设备、控制盒和上位机进行初始化。

S4、测试步骤。测试步骤S4中，上位机根据预设的测试过程，向控制盒发送指令，将控制盒切换至指定的模式，控制盒控制安全带收卷器动作，张力传感器采集不同的模式下织带不同位置的张力，并发送给数据采集设备。测试过程可能包括不同模式的多种组合，上位机会根据测试过程，依次发送各种指令，将控制盒切换至不同的模式下，并由张力传感器采集不同的模式下织带不同位置的张力。在一个实施例中，控制盒具有五种预设的模式：全力预收紧模式、半力预收紧模式、织带松弛减少模式、织带回收辅助模式和振动警告模式。控制盒每次只能被切换至其中的一种模式，当正处在其中一种模式时，不能同时进行其它的模式，必须要退出当前模式之后才能更换到其它的模式。在一个实施例中，安全带收卷器具有电动预收紧模块，电动预收紧模块根据预设的模式对安全带收卷器的织带进行操作，控制盒控制电动预收紧模块动作。控制盒通过CAN总线或者LIN总线与安全带收卷器通信，控制安全带收卷器中的电动预收紧模块按照当前的预设模式对织带进行操作。在数据采集设备接收到张力传感器采集的张力后，数据采集设备将张力的数据发送给上位机，持续执行上述的测试直至测试过程结束。

S5、数据处理步骤。数据处理步骤S5中，上位机对数据采集设备发送的张力的数据进行处理和保存，生成测试文档。上位机会根据张力数据生成张力曲线图或者数据报表，再结合测试过程生成完整的测试文档。

图3揭示了根据本发明的一实施例的电动预收紧安全带的测试方法中各个模块之间的配合过程。图3主要揭示了三个模块之间配合过程：电动预收紧模块、控制盒和数据采集模块。图3中的数据采集模块包括了张力传感器、数据采集设备和上位机这些部件，这几个部件共同执行数据采集的功能。参考图3所示，上位机发出初始化指令，数据采集模块中的数据采集设备和传感器初始化。上位机开始执行测试程序，测试程序发出激活指令，控制盒被激活。控制盒被激活后发送预设报文，即发送选定的预设模式的预设报文，发送预设报文后控制盒待机，等待下一次的激活指令。预设报文被同时发送给电动预收紧模块和数据采集模块。电动预收紧模块以预设报文作为激发信号，接收激发信号后启动，执行收紧的动作，执行收紧的动作后电动预收紧模块待机，等待下一次的预收报文。数据采集模块中的数据采集设备接收到预设报文后进行时刻标记。数据采集模块中的张力传感器在电动预收紧模块执行收紧动作后采集织带的张力。时刻标记和织带的张力共同作为数据采集的内容被提供给数据采集设备。数据采集设备将采集的时刻标记和张力数据提供给上位机，上位机进行数据处理生成图形曲线，完成后数据采集模块中张力传感器、数据采集设备和上位机待机。测试程序继续执行并发出下一个激活指令，重复上述的过程直至测试程序执行完毕，测试过程结束。

本发明的电动预收紧安全带的测试设备及测试方法实现了基于通信总线的嵌入式测试技术，为新功能和新产品建立了整车系统的检测能力，能实现模拟整车环境下的，针对安全带的电动预收紧功能的测试与质量检查能力。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。