[发明专利]具有自动化装置的儿童约束系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月6日提交的美国临时申请No.61/543,938、2011年11月15日提交的美国临时申请No.61/559,949、2011年12月9日提交的美国专利申请No.13/315,867和2011年12月9日提交的美国专利申请No.13/315,900的优先权，这些美国申请的全部内容通过引用方式并入本文中。

技术领域

本发明一般地涉及在汽车中使用的儿童汽车座椅或儿童约束系统(CRS)，更具体地涉及CRS的自动调节和自动安装。

背景技术

众多行业和政府指导文件和标准对CRS的安装做出了严格意义上的限制。除了CRS制造商的数据表之外，在三个美国国家高速交通安全管理局(NHTSA)的报告(标题为“Driver mistakes when installing child seats(安装儿童座椅时的驾驶员错误)”、“Misuse of Child Restraints(儿童约束装置的错误使用)”、以及“Child Restraint Use Survey:LATCH Use and Misuse(儿童约束装置的使用调查：儿童使用的下扣件和拴带的使用和误用)”)中可以找到相关标准和指导的有关信息。此外，FMVSS213和225标准包括CRS的测试和耐撞性的要求。

另外，美国联邦机动车辆安全标准规定：在CRS经过冲击碰撞测试之后，CRS的儿童背部支撑面与竖直面之间的夹角不得超过70度。为了最大限度地减小冲击碰撞之后的这个运动角度并且防止儿童与CRS的分离，制造商规定：当CRS安装在面向后方的位置中时，儿童座椅应当从竖直面倾斜至少30度，并且当汽车停放在水平面上时，儿童座椅应当从竖直面倾斜达到45度。因为车辆座椅处于变化的角度，所以上述规定已经变为大多数儿童安全座椅制造商的标准，以提供一种装置来相对于车辆座椅角度调平儿童安全座椅，从而实现这种最佳的CRS座椅靠背角度范围。现有的调平装置包括机械支脚、螺旋机构、杠杆、垫片、平台和其它非自动化装置。所有这些装置都是手动启动的。目前人们对电动CRS躺椅做出了一些有限的尝试。在将座椅角度传送给用户方面，存在许多目前使用的机械装置，包括气泡浮子、转球和其它观察孔或钟摆指示器。目前还存在有一些机电式角度反馈指示器。

现代儿童约束系统可以通过车辆座椅安全带或通过儿童使用的下扣件和拴带(LATCH)与车辆连接，LATCH与CRS集成在一起，并且具有专用的连接器和安全带。LATCH系统的安全带或车辆座椅安全带必须与CRS连接的足够紧，以便CRS不会相对于其连接的车辆座椅左右摆动和前后摆动移动超过一英寸。许多制造商使用单一系带，而其它制造商依靠于曲柄和杠杆臂或其它机械装置来辅助用户的紧固操作。甚至还存在一些使用电动机启动机构来收紧安全带的装置。至于扭矩的确定，由上述机械装置进行，但只有一些机电装置能够实现反馈。

还公开了CRS婴儿承载架座椅的反馈传输到其基座然后传输到车辆的情况，但确定这种连接的方式并未在CRS闩锁本身中，而是在车辆或婴儿承载架座椅外壳中，并且还可能在车辆座椅安全带或闩锁固定点中。

标题为安装儿童座椅时驾驶员的错误(DOT HS811234)的2009NHTSA研究报告提到约73％的儿童安全座椅被错误地安装。报告还指出在这些安装的72％中，用户以为他们已经正确安装了CRS，而实际上这种安装是错误的。

因此，需要一种能够通过自动装置更有效地实现的CRS安装系统，以减少用户的错误/不便并且提高安全性。

发明内容

本发明提供了一种具有自动化装置的儿童约束系统(CRS)，该自动化装置提供座椅安装角度的自动反馈和控制、安全带的锁扣和张紧以及正确安装的确认。更具体地，本文所公开的CRS利用传感器监测CRS基座相对于水平面的角度、确认CRS正确地锁扣在其基座上然后锁扣在车辆座椅上并且确认安全带张紧至耐撞所需的张力。借助于按钮或其它策略性输入进行安装程序的逐步操作和确认，并且借助于电子视觉显示器和/或听觉装置传达至用户。所有的操作都将被集成控制系统监视和处理，从而提供最少的用户决断或用户界面。