專利名稱：驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動裝置，特別地，本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動安全帶預(yù)張緊器中的馬達的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
安全帶預(yù)張緊器安裝在車輛上，為的是倘若存在預(yù)期的碰撞，則將車輛乘員所系的安全帶中的松弛部分纏繞。如果發(fā)生碰撞，或者當發(fā)生碰撞時，預(yù)張緊器拉緊乘員身上的安全帶，以盡可能地減小乘員相對于座椅的移動。在多數(shù)情況下，安全帶預(yù)張緊器響應(yīng)于來自預(yù)碰撞傳感器的信號而觸發(fā)，所述預(yù)碰撞傳感器探測即將發(fā)生的碰撞。當觸發(fā)了安全帶預(yù)張緊器，重要的是預(yù)張緊器快速將安全帶中的松弛部分纏繞，使得安全帶針對乘員適宜地張緊，為碰撞做好準備。在一些情況下，安全帶預(yù)張緊器必須以足夠的力將安全帶纏繞，以便將系著安全帶的乘員重新定位。例如，安全帶預(yù)張緊器必須以足夠的力將安全帶纏繞，從而將乘員拉回座椅中優(yōu)選的乘坐位置。乘員由此能夠重新定位，以在碰撞期間被安全帶以安全的方式約束ο傳統(tǒng)的安全帶預(yù)張緊器通常由車輛的主電源供電，車輛的主電源通常是12V的電池。遺憾的是，車輛電池能夠提供的電流是受到限制的，并且這種電流限制能夠?qū)Π踩珟ьA(yù)張緊器的工作產(chǎn)生不良的局限。在一些情況下，電流限制阻止了安全帶預(yù)張緊器中的馬達以足夠的速度轉(zhuǎn)動以便快速張緊安全帶。在其他情況下，電流的大小不足以允許馬達向安全帶施加足夠的力以便對乘員重新定位。先前已經(jīng)提出，設(shè)定連接預(yù)張緊器馬達至安全帶的帶軸的齒輪裝置的傳動比，使得馬達以足夠高的速度轉(zhuǎn)動帶軸。然而，以這種方式設(shè)定傳動比降低了施加在安全帶上的力，這是不希望看到的?？蛇x擇地，已經(jīng)提出可變齒輪箱裝置，以在纏繞階段提供高速的傳動比，而在乘員重新定位階段提供低速的、但是具有較高扭矩的傳動比。然而，可變齒輪箱裝置是昂貴的并且難于實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供一種改進的驅(qū)動裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于驅(qū)動安全帶預(yù)張緊器的驅(qū)動裝置，所述裝置包括被配置為由電源供電的電源電路，所述電源電路包括第一對開關(guān)和第二對開關(guān)， 所述第一對開關(guān)與設(shè)置在它們之間的第一輸出端串聯(lián)連接，所述第二對開關(guān)與設(shè)置在它們之間的第二輸出端串聯(lián)連接，所述第一和第二輸出端用于連接至安全帶預(yù)張緊器中的馬達；控制單元，所述控制單元連接至所述開關(guān)以控制所述開關(guān)，從而在所述第一和第二輸出端之間輸出電壓；以及升壓電路，所述升壓電路在由所述控制單元觸發(fā)時提高所述輸出端之間的電壓，從而提高連接至所述輸出端的馬達的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，所述升壓電路包括串聯(lián)連接在電源和所述電源電路之間的電感器。
便利地，所述升壓電路包括第一升壓開關(guān)。有利地，所述第一升壓開關(guān)串聯(lián)連接在所述電感器和所述電源電路之間。優(yōu)選地，所述電源電路中的每一對開關(guān)的其中一端連接在一起，并且所述第一升壓開關(guān)與開關(guān)對之間的連接處之一串聯(lián)連接。便利地，所述升壓電路包括第二升壓開關(guān)，所述第二升壓開關(guān)由所述控制單元控制，以激勵所述電感器。在一個實施例中，所述第二升壓開關(guān)與所述電源電路并聯(lián)連接。在另一實施例中，所述第二升壓開關(guān)是所述電源電路中的開關(guān)之一。優(yōu)選地，所述驅(qū)動裝置被配置為在三個工作階段中驅(qū)動馬達，所述控制單元僅在其中一個工作階段中觸發(fā)所述升壓電路。便利地，所述控制單元被配置為接收來自預(yù)碰撞傳感器的信號。有利地，每個開關(guān)均是晶體管。優(yōu)選地，所述裝置包括馬達。便利地，所述電源電路是H橋電路。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種安全帶預(yù)張緊器，所述安全帶預(yù)張緊器包括馬達，所述馬達連接至權(quán)利要求1-13中任意一項所述的驅(qū)動裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種包括安全帶預(yù)張緊器的車輛，所述安全帶預(yù)張緊器包括馬達，所述馬達連接至權(quán)利要求1-13中任意一項所述的驅(qū)動裝置。


現(xiàn)在參照附圖，通過示例描述本發(fā)明的實施例，由此可以更加容易地理解本發(fā)明， 其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的驅(qū)動裝置的示意圖，所述驅(qū)動裝置包括升壓電路，所述驅(qū)動裝置連接至安全帶預(yù)張緊器；圖2是圖1所示的驅(qū)動裝置的三個工作階段的圖示，其中沒有對升壓電路進行觸發(fā)；圖3是圖1所示的驅(qū)動裝置的三個工作階段的圖示，其中對升壓電路進行了觸發(fā)； 以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的驅(qū)動裝置的示意圖。
具體實施例方式首先參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的驅(qū)動裝置1包括高壓電源輸入端2和低壓電源輸入端3，高壓電源輸入端2和低壓電源輸入端3被配置為連接至機動車上的電源(未示出)。電源輸入端2、3連接至高壓供電軌4和低壓供電軌5，高壓供電軌4和低壓供電軌5 向H橋電路6形式的電源電路傳輸電力。H橋電路6包括第一對開關(guān)Si、S2和第二對開關(guān)S3、S4。開關(guān)S1-S4優(yōu)選地是晶體管。第一對開關(guān)Si、S2與設(shè)置在它們之間的第一輸出端7串聯(lián)連接，而第二對開關(guān)S3、 S4與設(shè)置在它們之間的第二輸出端8串聯(lián)連接。開關(guān)Si、S2和S3、S4中的每一對的末端在高壓供電軌4和低壓供電軌5連接在一起。
5
輸出端7、8被配置為連接至安全帶預(yù)張緊器的電動馬達9。優(yōu)選地，將所述馬達9 連接為驅(qū)動齒輪箱10，所述齒輪箱10形成安全帶伸縮裝置(未示出)的一部分。優(yōu)選地， 所述安全帶伸縮裝置還包括離合裝置11和帶軸(belt spool) 12。安全帶13從帶軸12延伸，圍繞坐在機動車座椅15上的乘員14。驅(qū)動裝置1包括升壓電路(voltage boost circuit) 16，所述升壓電路16串聯(lián)連接在高壓電源輸入端2和H橋電路6之間。升壓電路16包括電感器L，所述電感器L與高壓供電軌4串聯(lián)連接。第一升壓開關(guān)S5串聯(lián)連接在電感器L和H橋電路6之間。升壓電路16包括第二升壓開關(guān)S6，所述第二升壓開關(guān)S6跨過高壓供電軌4和低壓供電軌5，與H橋電路6并聯(lián)連接。優(yōu)選地，電容器C同樣跨過高壓供電軌4和低壓供電軌5并聯(lián)連接。H橋電路6的開關(guān)S1-S4以及升壓電路16的升壓開關(guān)S5、S6連接至控制單元17。 在本實施例中，開關(guān)S1-S6是晶體管，并且將每個晶體管的柵極連接，以便從控制單元17接收信號，從而切換晶體管的導通和截止。電流分流電阻Rs向控制單元17提供輸入，表明馬達9獲取的電流。將控制單元17連接為從車輛上的傳感器18接收信號。傳感器18優(yōu)選地是預(yù)碰撞傳感器，其被配置為倘若存在預(yù)期的碰撞，則對預(yù)期的碰撞進行檢測并且向控制單元17 提供觸發(fā)信號。下面參照圖2和設(shè)想的情形進行討論，其中驅(qū)動裝置1在沒有觸發(fā)升壓電路16的情況下驅(qū)動馬達9。在這個設(shè)想的示例中，第一升壓開關(guān)S5持續(xù)導通，以將H橋電路6連接至高壓供電軌4，而第二升壓開關(guān)S6截止，因此沒有提高電源電壓。如果傳感器18檢測到碰撞即將發(fā)生，則傳感器18向控制單元17發(fā)送觸發(fā)信號。 當接收到觸發(fā)信號時，控制單元17通過切換H橋電路開關(guān)S1-S4而觸發(fā)H橋電路6，以向馬達9供電，因此馬達9使得安全帶13纏繞并且將安全帶13張緊。通過采用大約20KHz的脈寬調(diào)制對H橋開關(guān)S1-S4進行切換，控制單元17限制供應(yīng)給馬達9的電流。為了張緊安全帶13，控制單元17使得開關(guān)S3持續(xù)導通并且以互補切換 (complementary switching)的方式調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2，或者控制單元17使得開關(guān)S2持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)S3和S4。在碰撞已經(jīng)發(fā)生后或者如果不再有預(yù)期的碰撞，控制單元17觸發(fā)H橋電路6，以便通過以相反的方向轉(zhuǎn)動馬達9而釋放安全帶13。為了釋放安全帶13，控制單元17使得開關(guān)Sl持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)S3和S4，或者使得開關(guān)S4持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2。H橋電路6由此能夠用于以相反的方向轉(zhuǎn)動馬達9，以釋放離合裝置11?，F(xiàn)在參照圖2，圖2a、2b表明，當驅(qū)動裝置1驅(qū)動馬達9以張緊安全帶13時，存在三個工作階段Phl_Ph3。在第一階段Phl中，馬達9開始轉(zhuǎn)動。馬達9的反電動勢是低的， 因此馬達9兩端的電壓受到控制單元17的限制，以限制馬達9獲取的功率。在工作的第二階段Ph2中，馬達9正在轉(zhuǎn)動，并且馬達9將安全帶13的松弛部分纏繞。在這個第二階段Ph2中，馬達兩端的電壓不再降低，而供應(yīng)給馬達9的電流略微降至低水平。當馬達9已經(jīng)將安全帶13纏繞，使得安全帶13中不存在松弛部分時，馬達9被安全帶13阻止轉(zhuǎn)動并且驅(qū)動裝置工作在第三階段Ph3。在第三階段Ph3，不存在反電動勢，因此必須降低馬達9兩端的電壓，以限制馬達9獲取的功率?，F(xiàn)在參照圖3，示出了驅(qū)動裝置1的三個工作階段，其中在第二階段Ph2期間，升壓電路被觸發(fā)。這是將會實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的方式。在工作的第一階段Phl，第一升壓開關(guān)S5和開關(guān)S3持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2，或者第一升壓開關(guān)S5和開關(guān)S2持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)S3和S4。在工作的第二階段Ph2，開關(guān)S2和開關(guān)S3持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)第一和第二升壓開關(guān)S5、S6，以觸發(fā)升壓電路16。升壓電路16提高來自電源的電壓，并且提高H橋開關(guān)S1-S4和電容器C兩端的電壓。第一升壓開關(guān)S5起到升壓電路16中的控制二極管的作用。圖3a和3b示出了作為馬達電壓被升壓電路16提高的結(jié)果，供應(yīng)電流如何在第二階段Ph2期間保持恒定。由圖3b可以清楚地看到，馬達電壓在第二階段Ph2期間增加，因此馬達9能夠快速轉(zhuǎn)動，以迅速將安全帶13的松弛部分纏繞。由此，與沒有觸發(fā)升壓電路 16時相比，馬達9的轉(zhuǎn)速增加得更快。因此，馬達9能夠快速地將安全帶13的松弛部分纏繞。因為升壓電路16使得馬達9能夠以較高的速度轉(zhuǎn)動，所以馬達在第二階段Ph2期間積累了較高的轉(zhuǎn)動動能。較高的轉(zhuǎn)動動能在第三階段Ph3期間轉(zhuǎn)化為施加在安全帶13 上的增大的力。這使得安全帶13能夠在乘員14身上施加大約400N或者更大的力，這對于安全帶13將乘員14重新定位而言是足夠大的力?，F(xiàn)在參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的驅(qū)動裝置19在很多方面與上述驅(qū)動裝置1是相同的。區(qū)別僅在于，在該另一實施例中省略了升壓電路16的第二升壓開關(guān)S6并且第一升壓開關(guān)S5串聯(lián)在H橋電路6的開關(guān)對Si、S2和S3、S4之間。由此，升壓電路16與H橋電路6部分地結(jié)合，其中第二升壓開關(guān)S6的功能由H 橋電路6中的開關(guān)S1-S4之一實現(xiàn)。因此，驅(qū)動裝置19包括升壓電路，但是除了 H橋開關(guān) S1-S4，僅需要一個額外的升壓開關(guān)。在工作的第一階段Phl期間，升壓開關(guān)S5和開關(guān)S3持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S2，或者升壓開關(guān)S5和開關(guān)S2持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)S3和S4。在工作的第二階段Ph2中，開關(guān)S2和S3持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)Sl和S5，以提高第二對開關(guān)S3、S4和電容器C兩端的電壓。為了以相反方向轉(zhuǎn)動馬達9，升壓開關(guān)S5和開關(guān)Sl持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān)S3和S4,或者升壓開關(guān)S5和開關(guān)S4持續(xù)導通并且以互補切換的方式調(diào)節(jié)開關(guān) Sl 禾口 S2。該另一實施例的驅(qū)動裝置19提供與上述驅(qū)動裝置相同的優(yōu)點，但是因為從升壓電路中省略了一個開關(guān)，所以與圖1所示的驅(qū)動裝置1相比復(fù)雜度降低。由此，該另一實施例的驅(qū)動裝置19的成本更低并且工作更加高效。當用于說明書和權(quán)利要求書時，術(shù)語“包括”意味著包含指定的特征、步驟或部件。 該術(shù)語不應(yīng)解釋為排除其他的特征、步驟或部件。
說明書、權(quán)利要求書或附圖中公開的、以其特定形式表達或者就執(zhí)行所公開的功能的裝置而言的特征，或者用于達到所公開的結(jié)果的方法或過程，可以根據(jù)需要獨立地或者通過這些特征的任意組合，以多種形式實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動安全帶預(yù)張緊器的驅(qū)動裝置，所述裝置包括被配置為從電源接收電力的電源電路(6)，所述電源電路(6)包括第一對開關(guān)(Si、S2)，所述第一對開關(guān)(Si、S2)與設(shè)置在它們之間的第一輸出端(7) 串聯(lián)連接，以及第二對開關(guān)(S3、S4)，所述第二對開關(guān)(S3、S4)與設(shè)置在它們之間的第二輸出端(8) 串聯(lián)連接，所述第一和第二輸出端(7、8)用于連接至安全帶預(yù)張緊器中的馬達(9)，控制單元(17)，所述控制單元(17)連接至所述開關(guān)(S1-S4)以控制所述開關(guān) (S1-S4)，從而在所述第一和第二輸出端(7、8)之間輸出電壓，以及升壓電路(16)，所述升壓電路在由所述控制單元(17)觸發(fā)時提高所述輸出端(7、8)之間的電壓，從而提高連接至所述輸出端(7、8)的馬達(9)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述升壓電路(16)包括電感器(L)， 所述電感器(L)串聯(lián)連接在電源和所述電源電路(6)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述升壓電路(16)包括第一升壓開關(guān)(S5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一升壓開關(guān)(SO串聯(lián)連接在所述電感器(L)和所述電源電路(6)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電源電路(6)中的每一對開關(guān) (S1-S4)的其中一端連接在一起，并且所述第一升壓開關(guān)(S5)與開關(guān)對(S1-S4)之間的連接處之一串聯(lián)連接。
6.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述升壓電路(16)包括第二升壓開關(guān)(S6)，所述第二升壓開關(guān)(S6)由所述控制單元(17)控制，以激勵所述電感器 (L)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第二升壓開關(guān)(S6)與所述電源電路(6)并聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第二升壓開關(guān)(S6)是所述電源電路(6)中的開關(guān)之一。
9.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置被配置為在三個工作階段(Phl-Ph3)中驅(qū)動馬達(9)，所述控制單元(17)僅在其中一個工作階段 (Ph2)中觸發(fā)所述升壓電路(16)。
10.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述控制單元(17)被配置為接收來自預(yù)碰撞傳感器(18)的信號。
11.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，每個開關(guān)(S1-S6)均是晶體管。
12.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述裝置包括馬達(9)。
13.根據(jù)前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電源電路(6)是H 橋電路。
14.一種包括馬達(9)的安全帶預(yù)張緊器，所述馬達連接至前面任意一項權(quán)利要求所述的驅(qū)動裝置。
15. 一種包括安全帶預(yù)張緊器的車輛，所述安全帶預(yù)張緊器包括馬達，所述馬達連接至根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項所述的驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動安全帶預(yù)張緊器中的馬達(9)的驅(qū)動裝置(1)。所述驅(qū)動裝置(1)包括電源電路(6)和升壓電路(16)，所述電源電路(6)是H橋的形式，而所述升壓電路(16)由控制單元(17)控制。所述控制單元(17)控制所述升壓電路(16)，以提高對所述馬達(9)的電壓輸出，從而在所述馬達(9)將安全帶(13)的松弛部分纏繞時，提高所述馬達(9)的轉(zhuǎn)速。
文檔編號B60R22/46GK102452374SQ201110330109
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者安托萬·富耶爾, 羅歇·達拉巴 申請人:奧托立夫開發(fā)公司