(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタと、エアバッグを展開することにより乗員を拘束するエアバック装置と、前記シートベルトを急速に巻き取ることにより乗員を拘束するプリテンショナーとを備えている車両用乗員拘束保護装置において、
前記シートベルトが引き出される速度を前記電動リトラクタを介して検出する速度検出手段と、
該検出されたシートベルトの引き出し速度に応じて、前記エアバックの起動時間、前記エアバックの展開圧力、前記プリテンショナーの起動時間、前記プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力及び前記電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力の少なくとも１つを制御する制御手段とを備えていることを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
【請求項２】
さらに、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出された時にその引き出しをロックするシートベルトロック手段と、前記シートベルトが引き出された時の加速度に応じて、前記シートベルトロック手段が作動したか否かを判別し、該判別結果に基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断する故障診断手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の車両用乗員拘束保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に装備される車両用乗員拘束保護装置に関し、特に、乗員を保護するためのシートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタを用いた車両用乗員拘束保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグを展開することにより乗員を拘束するエアバック装置、シートベルトを急速に巻き取ることにより乗員を拘束するプリテンショナー、エアバックの起動時間や展開圧力及びプリテンショナーの起動時間やプリテンショナーによるシートベルトの引張張力を制御するエアバック及びプリテンショナー用コントローラ及び車両の衝突時にかかる負の加速度を検出するセンサーを備えている車両用乗員拘束保護装置は、従来より知られている。
【０００３】
上記センサーにより車両の衝突時にかかる負の加速度が検出されると、該センサーより車両の衝突時にかかる負の加速度に対応する信号がエアバック及びプリテンショナー用コントローラに出力され、エアバック及びプリテンショナー用コントローラでは該信号に基づいてエアバックの起動時間や展開圧力及びプリテンショナーの起動時間やプリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力を制御して、前記エアバック及びプリテンショナーを起動させていた。
【０００４】
また、従来は実際にシートベルトの巻き取り及び引き出しができるか否かを乗員等が確認すること又はシートベルトを急速に引き出してロックするか否か確認することでシートベルトのロック機構の故障診断が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は大きく分けて２つあり、第１の課題は、従来の車両用乗員拘束保護装置が備えているエアバッグは、車両の衝突時にシートベルトの引き出し速度とは無関係にエアバッグ及びプリテンショナー用コントローラによりその起動時間や展開圧力が制御されるため、例えばエアバッグ及びプリテンショナー用コントローラにより起動時間を遅くしてエアバッグ及びプリテンショナーを起動せよと判断された場合には、シートベルトの引き出し速度が大きく乗員が車内装備品に衝突しそうな場合でも、エアバッグ及びプリテンショナーの起動時間は遅いままであった。
【０００６】
また、例えばエアバッグ及びプリテンショナー用コントローラにより展開圧力を大きくしてエアバッグを起動せよと判断された場合には、シートベルトの引き出し速度が大きくてそのまま行けば大きな圧力のエアバッグにより乗員が拘束されて、車両に加わる大きな衝撃が直接乗員に加わることが予想されても、シートベルトの引き出し速度によるエアバッグの圧力変更はできなかった。
【０００７】
また、従来、車両の衝突後に規定値以上の張力がシートベルトに加わると、その値を超えないようにするためにリールシャフトをシートベルトの引き出し側に回転させる機能（以下、ＥＡ機能という）を有する機構、即ち公知のＥＡ機構（ロードリミッター）があるが、当該ＥＡ機能が有効になってからある所定の長さのシートベルトが引き出されるとＥＡ機能は終了する。このため、車両の衝突の強弱に拘わらずＥＡ機能がなされるため、例えば車両の強い衝突のときに、未だＥＡ機能を持続して働かせたいにも拘わらずその途中で終了してしまうことがあり、当該ＥＡ機能の終了後に、乗員に急激な衝撃が加わり効果的な乗員の衝撃吸収ができないことがあった。また、車両の弱い衝突のときに、規定値以上の張力がシートベルトに加わわらないため、当該ＥＡ機能が働かずに衝撃吸収することができないことがあった。
【０００８】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる車両用乗員拘束保護装置を提供することを目的とする。
【０００９】
第２の課題は、上記従来の故障診断では、シートベルトロック機構の故障を正確に診断できないことがあった。
【００１０】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる車両用乗員拘束保護装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の車両用乗員保護装置は、シートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタと、エアバッグを展開することにより乗員を拘束するエアバック装置と、前記シートベルトを急速に巻き取ることにより乗員を拘束するプリテンショナーとを備えている車両用乗員拘束保護装置において、前記シートベルトが引き出される速度を前記電動リトラクタを介して検出する速度検出手段と、該検出されたシートベルトの引き出し速度に応じて、前記エアバックの起動時間、前記エアバックの展開圧力、前記プリテンショナーの起動時間、前記プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力及び前記電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力の少なくとも１つを制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の構成によれば、シートベルトの引き出し速度が電動リトラクタを介して検出され、当該検出されたシートベルトの引き出し速度に応じて、エアバックの起動時間、エアバックの展開圧力、プリテンショナーの起動時間、プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力及び前記電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力の少なくとも１つが制御されるので、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００１３】
前記制御手段は、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が速い場合には、エアバックの起動時間を短くするように制御し、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が遅い場合には、エアバックの起動時間を長くするように制御してもよい。
【００１４】
この構成によれば、シートベルトの引き出し速度が速い場合には、エアバックの起動時間が短くなる、即ち素早くエアバックが起動し、シートベルトの引き出し速度が遅い場合には、エアバックの起動時間が長くなる、即ちゆっくりエアバックが起動するので、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。
【００１５】
前記制御手段は、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が速い場合には、エアバックの展開圧力を小さくするように制御し、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が遅い場合には、エアバックの展開圧力を大きくするように制御してもよい。
【００１６】
この構成によれば、シートベルトの引き出し速度が速い場合には、エアバックの展開圧力が小さくなり、乗員に加わる衝撃を減らすことができ、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。また、シートベルトの引き出し速度が遅い場合には、エアバックの展開圧力が大きくなり、適切な展開圧力となり、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。
【００１７】
前記制御手段は、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が速い場合には、プリテンショナーの起動時間を短くするように制御し、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が遅い場合には、プリテンショナーの起動時間を長くするように制御してもよい。
【００１８】
この構成によれば、シートベルトの引き出し速度が速い場合には、プリテンショナーの起動時間が短くなる、即ち素早くプリテンショナーが起動し、シートベルトの引き出し速度が遅い場合には、プリテンショナーの起動時間が長くなる、即ちゆっくりプリテンショナーが起動するので、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。
【００１９】
前記制御手段は、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が速い場合には、前記プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力を小さくするように制御し、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が遅い場合には、前記プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力を大きくするように制御してもよい。
【００２０】
この構成によれば、シートベルトの引き出し速度が速い場合には、プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力が小さくなり、乗員に加わる衝撃を減らすことができ、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。また、シートベルトの引き出し速度が遅い場合には、プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力が大きくなり、適切なシートベルトの巻き取り力となり、車両の衝突時に乗員をより適切に保護することができる。
【００２１】
前記制御手段は、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が速い場合には、電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力を大きくするように制御し、当該検出されたシートベルトの引き出し速度が遅い場合には、電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力を小さくするように制御してもよい。
【００２２】
この構成によれば、シートベルトの引き出し速度が速い場合には、電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力が大きくなり、シートベルトの引き出しに大きな力を必要とし、シートベルトの引き出し速度が遅い場合には、電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力が小さくなり、シートベルトの引き出しに大きな力を必要としないので、シートベルトの引き出しが制御され、車両の衝突時に乗員に加わる衝撃を吸収でき、乗員をより適切に保護することができる。
【００２３】
上記目的を達成するため、請求項２記載の車両用乗員拘束保護装置は、さらに、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出された時にその引き出しをロックするシートベルトロック手段と、前記シートベルトが引き出された時の加速度に応じて、前記シートベルトロック手段が作動したか否かを判別し、該判別結果に基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断する故障診断手段とを備えるように構成してもよい。
【００２４】
本発明の構成によれば、シートベルトが引き出された時の加速度に応じて、シートベルトロック手段が作動したか否かが判別され、該判別結果に基づいてシートベルトロック手段の故障が診断されるので、正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。
【００２５】
請求項２記載の車両用乗員拘束保護装置は、さらに、車両にかかる加速度が所定加速度以上である場合に、前記シートベルトロック手段が前記シートベルトの引き出しをロックし、前記故障診断手段が前記車両にかかる加速度に応じて、前記シートベルトロック手段が作動したか否かを判別し、該判別結果に基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断するように構成してもよい。
【００２６】
この構成によれば、車両にかかる加速度に応じて、シートベルトロック手段が作動したか否かが判別され、該判別結果に基づいてシートベルトロック手段の故障が診断されるので、正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。
【００２７】
さらに、前記故障診断手段は、車両にかかる加速度が所定加速度以上である時に、前記シートベルトロック手段が作動したと判別した場合には、前記シートベルトロック手段が正常であると診断し、前記シートベルトロック手段が作動していないと判別した場合には、前記シートベルトロック手段が異常であると診断するように構成してもよい。
【００２８】
この構成によれば、より正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。
【００２９】
さらに、前記故障診断手段は、車両にかかる加速度が所定加速度より小さい時に、前記シートベルトロック手段が作動したと判別した場合には、前記シートベルトロック手段が異常であると診断し、前記シートベルトロック手段が作動していないと判別した場合には、前記シートベルトロック手段が正常であると診断するように構成してもよい。
【００３０】
この構成によれば、より正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。
【００３１】
請求項２記載の車両用乗員拘束保護装置は、さらに、前記電動リトラクタを駆動させる駆動手段と、前記シートベルトが前記所定加速度以上で引き出されるような第１の駆動信号を前記駆動手段に供給すると共に、前記所定加速度より小さい加速度で引き出されるような第２の駆動信号を前記駆動手段に供給する駆動信号供給手段を備え、前記故障診断手段が前記第１及び第２の駆動信号が夫々供給された時に、前記シートベルトロック手段が作動したか否かを判別し、該判別結果に基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断するように構成してもよい。
【００３２】
本発明の構成によれば、シートベルトが所定加速度以上で引き出されるような第１の駆動信号が駆動手段に供給されると共に、所定加速度より小さい加速度で引き出されるような第２の駆動信号が前記駆動手段に供給され、第１及び第２の駆動信号が夫々供給された時に、シートベルトロック手段が作動したか否かが判別され、該判別結果に基づいてシートベルトロック手段の故障が診断されるので、正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。さらに、１つの駆動信号のみが供給され故障診断するのではなく、２つの駆動信号が夫々供給された時に、シートベルトロック手段が作動したか否かが判別され、該判別結果に基づいてシートベルトロック手段の故障が診断されるので、２回の判別結果に基づいて正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。また、シートベルトロック手段の分解を行わずに、正確にシートベルトロック手段の故障診断をすることができる。
【００３３】
さらに、前記故障診断手段は、前記第１の駆動信号が供給された時に、前記シートベルトロック手段が作動したと判別した場合には、シートベルトロック手段が正常であると診断し、前記シートベルトロック手段が作動していないと判別した場合には、シートベルトロック手段が異常であると診断するように構成してもよい。
【００３４】
この構成によれば、シートベルトが所定加速度以上で引き出されるような第１の駆動信号が供給されるので、シートベルトロック手段が作動すれば、シートベルトロック手段が正常であると診断でき、シートベルトロック手段が作動しなければ、シートベルトロック手段が異常であると診断できる。
【００３５】
さらに、前記故障診断手段は、前記第２の駆動信号が供給された時に、前記シートベルトロック手段が作動したと判別した場合には、シートベルトロック手段が異常であると診断し、前記シートベルトロック手段が作動していないと判別した場合には、シートベルトロック手段が正常であると診断するように構成してもよい。
【００３６】
この構成によれば、シートベルトが所定加速度より小さい加速度で引き出されるような第２の駆動信号が供給されるので、シートベルトロック手段が作動すれば、シートベルトロック手段が異常であると診断でき、シートベルトロック手段が作動しなければ、シートベルトロック手段が正常であると診断できる。
【００３７】
さらに、前記故障診断手段は、前記第１の駆動信号が供給された時に、前記駆動手段に流れる電流が所定値より大きいか否かに基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断するように構成してもよい。
【００３８】
この構成によれば、シートベルトが所定加速度以上で引き出されるような第１の駆動信号が供給されるので、シートベルトの引き出しが早くなり、シートベルトロック手段がシートベルトの引き出しをロックし、駆動手段に流れる電流が増大するので、駆動手段に流れる電流が所定値より大きい場合にシートベルトロック手段が正常であると診断でき、駆動手段に流れる電流が所定値以下の場合にシートベルトロック手段が異常であると診断できる。
【００３９】
さらに、前記故障診断手段は、前記第２の駆動信号が供給された時に、前記駆動手段に流れる電流が所定値より小さいか否かに基づいて前記シートベルトロック手段の故障を診断してもよい。
【００４０】
この構成によれば、シートベルトが所定加速度よりも小さい加速度で引き出されるような第２の駆動信号が供給されるので、シートベルトの引き出しが遅くなり、シートベルトロック手段がシートベルトの引き出しをロックせず、駆動手段に流れる電流は増大しないので、駆動手段に流れる電流が所定値より小さい場合にシートベルトロック手段が正常であると診断でき、駆動手段に流れる電流が所定値以上の場合にシートベルトロック手段が異常であると診断できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４２】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ１００の構成を示す図である。
【００４３】
電動リトラクタ１００はフレーム１を備えている。このフレーム１にはシートベルト８を巻き取るリールシャフト３が回転自在に設置され、車両に所定の減速度が作用したとき又はシートベルト８が所定の加速度で引き出されたときにシートベルト８の引き出しをロックする公知のシートベルトロック機構２が固定されている。
【００４４】
次いで、リールシャフト３の中心軸３ａはリールシャフト用プーリ５の中心軸に連結されており、このリールシャフト用プーリ５は動力伝達ベルト７を介して直流モータ用プーリ６に連結している。リールシャフト用プーリ５の内部には渦巻きばね等の付勢力付与手段が形成されており、常にシートベルト８を巻き取る方向に付勢力が働いている。
【００４５】
リールシャフト用プーリ５及び直流モータ用プーリ６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また動力伝達ベルト７の内周にも所定数の内歯が形成されており、リールシャフト用プーリ５及び直流モータ用プーリ６の外歯と動力伝達ベルト７の内歯とは過不足なくかみ合っている。
【００４６】
直流モータ用プーリ６の中心軸は直流モータ１０に連結されている。従って、直流モータ１０の回転は直流モーター用プーリ６を介してリールシャフト３に伝達される。
【００４７】
直流モータ１０は、フレーム１に少なくとも２点以上で固定されており、また直流モータ駆動部１１を介してＭＰＵ（Micro Processing Unit）１４に接続されている。
【００４８】
直流モータ駆動部１１はＭＰＵ１４からの制御信号に基づいて直流モータ１０の回転を制御する。
【００４９】
図２は直流モータ駆動部１１の回路図である。図２中の端子Ｐ１及び端子Ｐ２はＭＰＵ１４から出力される制御信号の入力端子であり、端子Ｐ３及び端子Ｐ４は電流検出用の出力端子であり、端子Ｐ５及び端子Ｐ６は電圧検出用出力端子であり、端子Ｐ１〜端子Ｐ６はそれぞれＭＰＵ１４に接続されている。図２中の電流検出回路Ｃ１は、抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流を検出し、バッテリ電圧Ｖｂは直流モータ１０に電源電圧を供給する。図２中の電圧検出回路Ｃ２は、直流モータ１０に係る端子間電圧を端子Ｐ５及び端子Ｐ６を介してＭＰＵ１４で検出する。また、図２中の複数のトランジスタ及びＦＥＴ等は、ＭＰＵ１４からの制御信号により直流モータ１０の回転を正転又は反転駆動させるためのものである。
【００５０】
ＭＰＵ１４により端子Ｐ１から制御信号が入力されると、直流モータ１０は正転し、リールシャフト３によってシートベルト８が巻き取られる。一方、端子Ｐ２から制御信号が入力されると、直流モータ１０は逆転し、リールシャフト３によってシートベルト８が引き出される。
【００５１】
リールシャフト３は、リールシャフト用プーリ５、動力伝達ベルト７及び直流モータ用プーリ６を介して直流モータ１０に連結されているため、リールシャフト３の回転速度は直流モータ１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ１０の端子間電圧に比例する。
【００５２】
尚、ＭＰＵ１４は、端子Ｐ１及び端子Ｐ２から同時に制御信号を入力しないように制御する。
【００５３】
図１に戻り、ＭＰＵ１４は、シートベルト８のタングがバックルに装着されたか否かを検出する及びシートベルト８のタングがバックルから解除されたか否かを検出するバックル接続有無検出部１６に接続されている。また、ＭＰＵ１４は時間を計測するタイマー１５を備えている。尚、ＭＰＵ１４は直流モータ１０の端子間電圧の極性によりシートベルト８が引き出されたか否かを判断し、直流モータ１０に流れる電流からシートベルト８の巻き取りが終了したか否かを判断する。
【００５４】
バックル接続有無検出部１６はシートベルト８のタングがバックルに装着されたか否かを検出し又はシートベルト８のタングがバックルから解除されたか否かを検出し、それに対応した制御信号をＭＰＵ１４に出力する。
【００５５】
また、ＭＰＵ１４は、後述するエアバッグ１８及びプリテンショナー１９を制御するエアバッグ及びプリテンショナー用コントローラ１７に接続されており、このエアバッグ及びプリテンショナー用コントローラ１７は、車両の衝突時に乗員が車内装備品に衝突することを防ぐエアバッグ１８及びプリテンショナー１９にそれぞれ接続されている。
【００５６】
エアバッグ１８はガス発生装置２０を複数個備えている。プリンテンショナー１９は、車両の衝突時、乗員を保護するためにシートベルトを急速に巻き取るもので、ガス発生装置２１を複数個備えており、リールシャフト用プーリ５の中心軸を介してリールシャフト３の中心軸３ａに連結されている。
【００５７】
図３はプリンテンショナー１９の構成図である。プリンテンショナー１９は図示しない複数のガス発生装置２１から発生したガスを封入するガス室３０と、リールシャフト３の中心軸３ａに連結されており、所定数の外歯が外周に形成されているピニオン３２と、この所定数の外歯にかみ合うように一端に内歯が構成されており、他端でガス室３０に封入されたガスを密封するラック３１とを備えている。
【００５８】
図示しない複数のガス発生装置２１から発生したガスがガス室３０に封入されると、このガスはラック３１により密封されているため、ガス室３０の圧力が上がり、ラック３１が押し下げられる。ラック３１が押し下げられると、ラック３１の移動に連動してピニオン３２が回転し、ピニオン３２と連結されたリールシャフト３がシートベルト８の巻き取り側に回転する。これにより、車両の衝突時にシートベルト８が急速に巻き取られる。
【００５９】
再び図１に戻り、エアバッグ及びプリテンショナー用コントローラ１７は、ＭＰＵ１４より圧力コントロール信号及びタイミングコントロール信号を受信し、これらの信号に応じてエアバッグ１８の起動時間、展開圧力又はプリテンショナー１９の起動時間、プリテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力を変更する。
【００６０】
図４は車両の衝突時にＭＰＵ１４が行うエアバッグ及びシートベルト駆動制御の詳細を説明するフローチャートである。尚、このエアバッグ及びシートベルト駆動制御はＭＰＵ１４が行うメイン制御の一部を成すものである。
【００６１】
まず、シートベルト８のタングがバックルに装着されたことをバックル接続有無検出部１６により検出されたか否かを判別し（ステップＳ４１）、検出されていない場合には本制御を終了する一方、検出された場合には、ステップＳ４２に進み、シートベルト８が引き出されたか否かを判別する（ステップＳ４２）。尚、ＭＰＵ１４は直流モータ１０の端子間電圧の極性によりシートベルト８が引き出されたか否かを判別する。
【００６２】
ステップＳ４２で、シートベルト８が引き出されていない場合には、本制御を終了する一方、シートベルト８が引き出された場合には、リールシャフト３の回転速度を検出する（ステップＳ４３）。リールシャフト３の回転速度は直流モータ１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ１０の端子間電圧に比例するので、ＭＰＵ１４は電圧検出回路Ｃ２より直流モータ１０の端子間電圧を検出し、この検出された直流モータ１０の端子間電圧に基づいてリールシャフト３の回転速度を検出する。
【００６３】
次いで、ステップＳ４３で検出されたリールシャフト３の回転速度が所定値、例えば毎秒５回転より大きいか否かを判別し（ステップＳ４４）、所定値（毎秒５回転）以下の場合は、乗員がシートベルト８の装着後に動き出す場合に該当するので、本処理を終了する。一方、所定値（毎秒５回転）より大きい場合は、車両が衝突した場合に該当するので、下記（１）式に基づいてエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１を算出し、さらに、下記（２）式に基づいてエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１を算出する（ステップＳ４５）。この時、ＭＰＵ１４に備えられているタイマー１５は車両の衝突時からの経過時間の計測を開始する。ここで、下記（１）式はエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１を算出する式であり、下記（２）式はエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１を算出する式である。
【００６４】
【数１】
0003695622.tif 000002
次に、上記（１）式及び（２）式に基づいて算出された補正値に対応する信号をエアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７に出力する（ステップＳ４６）。
【００６５】
上記（１）式及び（２）式によれば、車両の強い衝突時には、リールシャフト３の回転速度ｖの値が大きくなり、結果としてエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１は長くなり、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１は大きくなる。一方、車両の弱い衝突時には、リールシャフト３の回転速度ｖの値が小さくなり、結果としてエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１は短くなり、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１は小さくなる。
【００６６】
この後、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、下記（３）式に基づいて、所望のエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間Ｔを算出し、該算出されたエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間Ｔに応じてエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９に備えられているガス発生装置２０，２１を起動させる。
【００６７】
また、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、下記（４）式に基づいて、所望のエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐを算出し、この算出されたエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐに応じてエアバッグ１８に複数備えられているガス発生装置２０を起動させる。
【００６８】
【数２】
0003695622.tif 000003
上記（３）式によれば、車両の強い衝突時には、上記（１）式よりエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１は長くなるので、エアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間Ｔは短くなる。従って、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、ガス発生装置２０，２１の点火タイミングを速くする。これにより、シートベルト８の引き出し速度が大きく乗員が車内装備品に衝突しそうな場合でも、エアバッグ１８及びプリンテンショナー１９が素早く起動し、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。一方、車両の弱い衝突時には、上記（１）式よりエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間の補正値Ｔ１は短くなるので、エアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間Ｔは長くなる。従って、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、ガス発生装置２０，２１の点火タイミングを遅くする。これにより、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７により、例え従来早い点火タイミングを指示されていたとしても、適正なタイミングとなり、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００６９】
上記（４）式によれば、車両の強い衝突時には、上記（２）式よりエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１は大きくなるので、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐは小さくなる。従って、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、例えば通常２個のガス発生装置を起動させていた場合には、１個のガス発生装置を起動させて、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐを通常より小さくする。これにより、乗員に加わる衝撃を減らす。一方、車両の弱い衝突時には、上記（２）式よりエアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力の補正値Ｐ１は小さくなるので、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐは大きくなる。従って、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７は、例えば通常２個のガス発生装置を起動させていた場合には、３個のガス発生装置を起動させて、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐを通常より大きくする。これにより、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７により、例え従来小さい展開圧力及び巻き取り力が指示されていたとしても適正な力となり、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７０】
上記ステップＳ４５，４６及び式（１）〜（４）の制御により、シートベルト８の引き出し速度が大きく乗員が車内装備品に衝突しそうな場合でも、エアバッグ１８及びプリンテンショナー１９が素早く起動し、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。さらに、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐを小さくし、従来よりも乗員に加わる衝撃を減らし、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７１】
また、シートベルト８の引き出し速度が小さい場合に、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７により、例え従来早い点火タイミングが指示されていたとしても適正なタイミングとなり、また従来小さい展開圧力及び巻き取り力が指示されていたとしても適正な力となり、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７２】
次に、下記（５）式に基づいてリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１を算出する（ステップＳ４７）。ここで、下記（５）式はリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１を算出する式である。
【００７３】
【数３】
Ｆ１＝ｂ２（１−ｂ１・ｖ）  …（５）
Ｆ１：リールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値
ｂ２：第２の係数（ｂ２＞０）
ｂ１：第１の係数（ｂ１＞０）
ｖ  ：リールシャフトの回転速度
Ｆ＝Ｆ２−Ｆ１          ……  （６）
Ｆ  ：リールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力
Ｆ２：予め設定されたリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力
上記（５）式によれば、車両の強い衝突時には、リールシャフト３の回転速度ｖの値が大きくなり、結果としてリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１は小さくなる。一方、車両の弱い衝突時には、リールシャフト３の回転速度ｖの値が小さくなり、結果としてリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１は大きくなる。
【００７４】
この後、上記（６）式に基づいて、所望のリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆを算出し、当該巻き取り駆動力Ｆでリールシャフト３を駆動させる（ステップＳ４８）。尚、当該巻き取り駆動力Ｆでリールシャフト３を駆動させるために、ＭＰＵ１４は直流モータ駆動部１１に出力する制御信号のデューティー比を変更し、直流モータ１０の端子間電圧を調整する。
【００７５】
上記（６）式によれば、車両の強い衝突時には、上記（５）式よりリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１は小さくなるので、所望のリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆは大きくなる。従って、ＥＡ機能は、大きくなったシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆに抗してリールシャフト３をシートベルト８の引き出し側に回転させるので、シートベルトの引き出しが制御され、従来のようにＥＡ機能が持続して働かせたいにも拘わらずその途中で終了することがなくなり、乗員に加わる衝撃を効果的に吸収することができ、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。一方、車両の弱い衝突時には、上記（５）式よりリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力の補正値Ｆ１は大きくなるので、所望のリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆは小さくなる。従って、ＥＡ機能は、小さくなったシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆに抗してリールシャフト３をシートベルト８の引き出し側に回転させるので、シートベルトの引き出しが制御され、従来のようにＥＡ機能が働かずに衝撃吸収することができないことはなくなり、乗員に加わる衝撃を効果的に吸収することができ、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７６】
次に、タイマー１５の計測結果より衝突後所定時間、例えば２秒経過したか否かを判別し（ステップＳ４９）、衝突後所定時間（２秒）経過していない場合には、本判別を繰り返す一方、衝突後所定時間（２秒）経過した場合には、リールシャフト３の駆動を停止させて（ステップＳ５０）、本制御を終了する。尚、リールシャフト３の駆動を停止させるために、ＭＰＵ１４は直流モータ１０の駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する。
【００７７】
上述したように、第１の実施の形態によれば、直流モータ１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ１０の端子間電圧又はリールシャフト３の回転速度ｖに応じてエアバッグ１８及びプリンテンショナー１９の起動時間Ｔと、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力Ｐが変更される（ステップＳ４５，４６、式（１）〜（４））ので、シートベルト８の引き出し速度が大きく乗員が車内装備品に衝突しそうな場合でも、エアバッグ１８及びプリンテンショナー１９が素早く起動し、さらに、エアバッグ１８の展開圧力及びプリンテンショナー１９によるシートベルト８の巻き取り力を小さくし、従来よりも乗員に加わる衝撃を減らし、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７８】
また、シートベルト８の引き出し速度が小さい場合に、エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７により、例え従来早い点火タイミングが指示されていたとしても適正なタイミングとなり、また従来小さい展開圧力及び巻き取り力が指示されていたとしても適正な力となり、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００７９】
また、直流モータ１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ１０の端子間電圧又はリールシャフト３の回転速度ｖに応じてリールシャフト３によるシートベルト８の巻き取り駆動力Ｆが変更される（ステップＳ４７，４８、式（５）〜（６））ので、乗員に加わる衝撃を効果的に吸収することができ、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、リールシャフト３の回転速度ｖを直流モータ１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ１０の端子間電圧から検出したが、これに限らず、例えばリールシャフト３の中心軸３ａに回転速度センサを設けて、リールシャフト３の回転速度ｖを検出してもよい。
【００８１】
また、本実施の形態では、リールシャフト３の回転速度ｖを使用したが、シートベルトの引き出し口にシートベルトの引き出し速度を検出する引き出し速度センサを設けて、直接シートベルトの引き出し速度を検出し、この速度をリールシャフト３の回転速度ｖの代わりに使用しても、本発明と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
（２）第２の実施の形態
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ２００の構成を示す図である。
【００８３】
電動リトラクタ２００はフレーム２０１を備えている。このフレーム２０１にはシートベルト２０８を巻き取るリールシャフト２０３が回転自在に設置され、車両に所定の減速度が作用したとき又はシートベルト２０８が所定の加速度で引き出されたときにシートベルト２０８の引き出しをロックする公知のシートベルトロック機構２０２が固定されている。
【００８４】
次いで、リールシャフト２０３の中心軸２０３ａはリールシャフト用プーリ２０５の中心軸に連結されており、このリールシャフト用プーリ２０５は動力伝達ベルト２０７を介して直流モータ用プーリ２０６に連結している。リールシャフト用プーリ２０５の内部には渦巻きばね等の付勢力付与手段が形成されており、常にシートベルト２０８を巻き取る方向に付勢力が働いている。
【００８５】
リールシャフト用プーリ２０５及び直流モータ用プーリ２０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また動力伝達ベルト２０７の内周にも所定数の内歯が形成されており、リールシャフト用プーリ２０５及び直流モータ用プーリ２０６の外歯と動力伝達ベルト２０７の内歯とは過不足なくかみ合っている。
【００８６】
直流モータ用プーリ２０６の中心軸は直流モータ２１０に連結されている。従って、直流モータ２１０の回転は直流モータ用プーリ２０６を介してリールシャフト２０３に伝達される。
【００８７】
直流モータ２１０は、フレーム２０１に少なくとも２点以上で固定されており、また直流モータ駆動部２１１を介してＭＰＵ（Micro Processing Unit）２１４に接続されている。
【００８８】
直流モータ駆動部２１１はＭＰＵ２１４からの制御信号のデューティー比に基づいて直流モータ２１０の回転を制御する。
【００８９】
図６は直流モータ駆動部２１１の回路図である。図６中の端子Ｐ１１及び端子Ｐ１２はＭＰＵ２１４から出力される制御信号の入力端子であり、端子Ｐ１３及び端子Ｐ１４は電流検出用の出力端子であり、端子Ｐ１５及び端子Ｐ１６は電圧検出用出力端子であり、端子Ｐ１１〜端子Ｐ１６はそれぞれＭＰＵ２１４に接続されている。図６中の電流検出回路Ｃ１１は、抵抗ｒ１１に流れる電流から直流モータ２１０に流れる電流を検出し、バッテリ電圧Ｖｂは直流モータ２１０に電源電圧を供給する。図６中の電圧検出回路Ｃ１２は、直流モータ２１０に係る端子間電圧を端子Ｐ１５及び端子１Ｐ６を介してＭＰＵ２１４で検出する。また、図６中の複数のトランジスタ及びＦＥＴ等は、ＭＰＵ２１４からの制御信号により直流モータ２１０の回転を正転又は反転駆動させるためのものである。
【００９０】
ＭＰＵ２１４により端子Ｐ１１から制御信号が入力されると、直流モータ２１０は正転し、リールシャフト２０３によってシートベルト２０８が巻き取られる。一方、端子Ｐ１２から制御信号が入力されると、直流モータ２１０は逆転し、リールシャフト２０３によってシートベルト２０８が引き出される。
【００９１】
ＭＰＵ２１４により制御信号のデューティー比を大きくし、端子Ｐ１１から制御信号が入力されると、直流モータ１０の回転加速度は大きくなり、制御信号のデューティー比を小さくし、端子Ｐ１１から制御信号が入力されると、直流モータ１０の回転加速度は小さくなる。
【００９２】
リールシャフト２０３は、リールシャフト用プーリ２０５、動力伝達ベルト２０７及び直流モータ用プーリ２０６を介して直流モータ２１０に連結されているため、リールシャフト２０３の回転速度は直流モータ２１０の端子間を開放状態としている時の直流モータ２１０の端子間電圧に比例する。
【００９３】
尚、ＭＰＵ２１４は、端子Ｐ１１及び端子Ｐ１２から同時に制御信号を入力しないように制御する。
【００９４】
以上のように構成された車両用乗員拘束保護装置、特にＭＰＵ２１４が実行する制御処理（故障診断）の概要を説明する。
【００９５】
故障診断では、次の２種類の方法を独立して実行し、いずれかの方法において、故障と判断されたときに、シートベルトロック機構２０２が故障であると診断される。即ち、
（ａ）シートベルトロック機構２０２が故障していない場合に、シートベルト２０８の引き出しがロックされるだけの引き出し加速度をリールシャフト２０３に与え、シートベルトロック機構２０２が正確に作動しているか否か検査し、正確に作動していないときに故障であると判断する。
【００９６】
（ｂ）シートベルトロック機構２０２が故障していない場合に、シートベルト２０８の引き出しがロックされないだけの引き出し加速度をリールシャフト２０３に与え、シートベルトロック機構２０２が作動していないか否か検査し、作動しているときに故障であると判断する。
【００９７】
以下、図７及び図８に基づいて詳細に説明する。図７はＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラム（上記（ａ）の方法に対応する）の一例を示すフローチャートである。
【００９８】
まず、例えばシートベルト２０８を装着する時にシートベルト２０８の引き出しを素早く行うため、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に高速回転させる制御信号、即ち当該高速回転に必要なデューティー比の制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力し（ステップＳ３０１）、これに応じて直流モータ駆動部２１１は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に高速回転させる。リールシャフト２０３は、リールシャフト用プーリ２０５、動力伝達ベルト２０７及び直流モータ用プーリ２０６を介して直流モータ２１０に連結されているため、直流モータ２１０の回転に連動してシートベルトの引き出し側に高速回転する。尚、シートベルトロック機構２０２が正常な場合には、リールシャフト２０３が高速回転する時に、リールシャフト２０３の回転をロックする。
【００９９】
次に、直流モータ駆動部２１１内の電流検出回路Ｃ１１で抵抗ｒ１１に流れる電流から直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ３０２）、この電流ｉが規定値、例えば５Ａより大きいか否かを判別する（ステップＳ３０３）。
【０１００】
電流ｉが規定値（５Ａ）より大きい場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされた状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合には、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断し（ステップＳ３０４）、本処理を終了する。
【０１０１】
一方、電流ｉが規定値（５Ａ）以下の場合、即ち、リールシャフト２０３の回転が正確にロックされない状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合には、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断し（ステップＳ３０５）、シートベルトロック機構２０２が異常であることを表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせて（ステップＳ３０６）、本処理を終了する。
【０１０２】
図８はＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラム（上記（ｂ）の方法に対応する）の一例を示すフローチャートである。
【０１０３】
まず、例えばシートベルト２０８の装着後にシートベルト２０８を乗員の体にフィットさせて、シートベルト２０８に所定の弛みを与える時にシートベルト２０８の引き出しをゆっくり行うため、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に低速回転させる制御信号、即ち当該低速回転に必要なデューティー比の制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力し（ステップＳ４０１）、これに応じて直流モータ駆動部２１１は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に低速回転させる。リールシャフト２０３は、リールシャフト用プーリ２０５、動力伝達ベルト２０７及び直流モータ用プーリ２０６を介して直流モータ２１０に連結されているため、直流モータ２１０の回転に連動してシートベルト２０８の引き出し側に低速回転する。尚、シートベルトロック機構２０２が正常な場合には、リールシャフト２０３が低速回転する時に、リールシャフト２０３はロックされない。
【０１０４】
次に、直流モータ駆動部２１１内の電流検出回路Ｃ１１で抵抗ｒ１１に流れる電流から直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ４０２）、この電流ｉが規定値、例えば、３Ａより小さいか否かを判別する（ステップＳ４０３）。
【０１０５】
電流ｉが規定値（３Ａ）より小さい場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされない状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合には、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断する（ステップＳ４０５）。
【０１０６】
一方、電流ｉが規定値（３Ａ）以上の場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされた状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合には、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断する（ステップＳ４０４）。
【０１０７】
そして、上記判断結果に基づいて、シートベルトロック機構２０２が正常であるか異常であるかを表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせて（ステップＳ４０６）、本処理を終了する。
【０１０８】
その後、本制御処理（故障診断）では、図７のステップＳ３０４及び図８のステップＳ４０５で、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断した時に、初めて正常であると診断し、図７のステップＳ３０５又は図８のステップＳ４０４で、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断した時に、異常であると診断する。
【０１０９】
上述したように、第２の実施の形態によれば、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に高速回転させる制御信号、即ち当該高速回転に必要なデューティー比の制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力した（ステップＳ３０１）後に、直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ３０２）、この電流ｉが規定値より大きいか否かの判別を行い（ステップＳ３０３）、この判別結果に基づいて、シートベルトロック機構２０２を正常又は異常であると判断し（ステップＳ３０４，３０５）、さらに、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に低速回転させる制御信号、即ち当該低速回転に必要なデューティー比の制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力した（ステップＳ４０１）後に、直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ４０２）、この電流ｉが規定値より小さいか否かの判別を行い（ステップＳ４０３）、この判別結果に基づいて、シートベルトロック機構２０２を正常又は異常であると判断し（ステップＳ４０４，４０５）、上記２つの判断結果に基づいて故障診断するので、正確にシートベルトロック機構の故障診断をすることができる。
【０１１０】
また、これらの判断結果（ステップＳ３０５，４０４，４０５）を表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせる（ステップＳ３０６，４０６）ので、乗員は故障原因を知ることができる。
【０１１１】
尚、本実施の形態では、２つの判断結果に基づいて故障診断したが、直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に高速回転させる制御信号又は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に低速回転させる制御信号を複数設けることにより、２つ以上の判断結果に基づいて故障診断してもよい。
【０１１２】
（３）第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタの構成は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ２００の構成と同様である。本発明の第３の実施の形態が上記第２の実施の形態と異なる点は、ＭＰＵ２１４が実行する故障診断の方法であり、その他は同様である。
【０１１３】
まず、ＭＰＵ２１４が実行する制御処理（故障診断）の概要を説明する。
【０１１４】
故障診断では、次の２種類の方法を独立して実行し、いずれかの方法において、故障と判断されたときに、シートベルトロック機構２０２が故障であると診断される。即ち、
（ｃ）シートベルトロック機構２０２が故障していない場合に、シートベルト２０８の引き出しがロックされる回転加速度をリールシャフト２０３に与え、シートベルトロック機構２０２が正確に作動しているか否か検査し、正確に作動していないときに故障であると判断する。
【０１１５】
（ｄ）シートベルトロック機構２０２が故障していない場合に、シートベルト２０８の引き出しがロックされない回転加速度をリールシャフト２０３に与え、シートベルトロック機構２０２が作動していないか否か検査し、作動しているときに故障であると判断する。
【０１１６】
以下、図９及び１１に基づいて詳細に説明する。図９はＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラム（上記（ｃ）の方法に対応する）の一例を示すフローチャートである。
【０１１７】
まず、例えばシートベルト２０８を装着する時にシートベルト２０８の引き出しを素早く行うため、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に高速回転させるべく直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変える制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力する（ステップＳ５０１）、従って、ＭＰＵ２１４は制御信号のデューティー比を間欠的に徐々に大きくし、これに応じて直流モータ駆動部２１１は直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から高い回転加速度に変える。リールシャフト２０３は、リールシャフト用プーリ２０５、動力伝達ベルト２０７及び直流モータ用プーリ２０６を介して直流モータ２１０に連結されているため、直流モータ２１０の回転加速度に連動して回転加速度が変わる。尚、シートベルトロック機構２０２が正常な場合には、リールシャフト２０３の回転加速度が低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変わった時に、リールシャフト２０３の回転をロックする。
【０１１８】
次に、直流モータ駆動部２１１内の電流検出回路Ｃ１１で抵抗ｒ１１に流れる電流から直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ５０２）、この電流ｉが規定値、例えば５Ａより大きいか否かを判別する（ステップＳ５０３）。
【０１１９】
ステップＳ５０３で、電流ｉが規定値（５Ａ）より大きい場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされた状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比を検出する（ステップＳ５０４）。
【０１２０】
次いで、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比が、規定値１以上且つ規定値２以下、例えば、６０％以上且つ７０％以下であるか否かを判別する（ステップＳ５０５）。これは、直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比が、直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているか否かを判別するためのものである。
【０１２１】
デューティー比が規定値１以上且つ規定値２以下（デューティー比が６０％以上且つ７０％以下）である場合には、直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているので、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断し（ステップＳ５０６）、本処理を終了する。
【０１２２】
一方、デューティー比が規定値１より小さく又は規定値２より大きい（デューティー比が６０％より小さく又は７０％より大きい）場合には、直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれていないので、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断し（ステップＳ５０７）、シートベルトロック機構２０２が異常であることを表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせて（ステップＳ５０８）、本処理を終了する。
【０１２３】
上記ステップＳ５０３で、電流ｉが規定値以下の場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされない状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４は制御信号のデューティー比をさらに大きくする（ステップＳ５０９）。
【０１２４】
その後、制御信号のデューティー比が最大、即ち、１００％であるか否かを判別し（ステップＳ５１０）、制御信号のデューティー比が最大である場合には、ステップＳ５０５に進む一方、制御信号のデューティー比が最大でない場合には、ステップＳ５０２に戻る。
【０１２５】
図１０は制御信号のデューティー比と制御信号出力後の経過時間との関係を示す図である。
【０１２６】
図１０中の点Ａは、電流ｉが規定値（５Ａ）より大きく（ステップＳ５０３でＹＥＳ）、制御信号のデューティー比を検出した（ステップＳ５０４）場合を表す。この時の制御信号のデューティー比は６５％であるので、規定値１以上且つ規定値２以下（デューティー比が６０％以上且つ７０％以下）である（ステップＳ５０５でＹＥＳ）。従って、この時のデューティー比は直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているので、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断する（ステップＳ５０６）。
【０１２７】
一方、図１０中の点Ｂは、初めに電流ｉを測定した時に、電流ｉが規定値（５Ａ）以下で（ステップＳ５０３でＮＯ）、制御信号のデューティー比を大きくし（ステップＳ５０９）、再び電流ｉを測定し（ステップＳ５１０でＮＯ、ステップＳ５０２）、電流ｉが規定値（５Ａ）より大きく（ステップＳ５０３でＹＥＳ）、制御信号のデューティー比を検出した（ステップＳ５０４）場合を表す。この時の制御信号のデューティー比は８０％であるので、規定値１より小さく又は規定値２より大きい（デューティー比が６０％より小さく又は７０％より大きい）場合である（ステップＳ５０５でＮＯ）。従って、この時のデューティー比は直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれていないので、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断する（ステップＳ５０７）。
【０１２８】
図１１はＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラム（上記（ｄ）の方法に対応する）の一例を示すフローチャートである。
【０１２９】
まず、例えばシートベルトを装着後にシートベルト２０８を乗員の体にフィットさせて、シートベルト２０８に所定の弛みを与える時にシートベルト２０８の引き出しをゆっくり行うため、ＭＰＵ２１４は直流モータ２１０をシートベルト２０８の引き出し側に低速回転させるべく直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変える制御信号を直流モータ駆動部２１１に出力する（ステップＳ７０１）、従って、ＭＰＵ２１４は制御信号のデューティー比を間欠的に徐々に小さくし、これに応じて直流モータ駆動部２１１は直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から低い回転加速度に変える。リールシャフト２０３は、リールシャフト用プーリ２０５、動力伝達ベルト２０７及び直流モータ用プーリ２０６を介して直流モータ２１０に連結されているため、直流モータ２１０の回転加速度に連動して回転加速度が変わる。尚、シートベルトロック機構２０２が正常な場合には、リールシャフト２０３の回転加速度が高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変わった時に、リールシャフト２０３はロックされない。
【０１３０】
次に、直流モータ駆動部２１１内の電流検出回路Ｃ１１で抵抗ｒ１１に流れる電流から直流モータ２１０に流れる電流ｉを測定し（ステップＳ７０２）、この電流ｉが規定値、例えば５Ａより小さいか否かを判別する（ステップＳ７０３）。
【０１３１】
ステップＳ７０３で、電流ｉが規定値（５Ａ）より小さい場合、即ち、リールシャフト２０３のロックがされない状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比を検出する（ステップＳ７０４）。
【０１３２】
次いで、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比が、規定値１以上且つ規定値２以下、例えば、３０％以上且つ４０％以下であるか否かを判別する（ステップＳ７０５）。これは、直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比が、直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているか否かを判別するためのものである。
【０１３３】
デューティー比が規定値１以上且つ規定値２以下（デューティー比が３０％以上且つ４０％以下）である場合には、直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているので、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断する（ステップＳ７０６）。
【０１３４】
一方、デューティー比が規定値１より小さく又は規定値２より大きい（デューティー比が３０％より小さく又は４０％より大きい）場合には、直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれていないので、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断する（ステップＳ７０７）。
【０１３５】
その後、上記判断結果に基づいて、シートベルトロック機構２０２が正常であるか異常であるかを表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせて（ステップＳ７０８）、本処理を終了する。
【０１３６】
上記ステップＳ７０３で、電流ｉが規定値以上の場合、即ち、リールシャフト２０３の回転がロックされた状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４は制御信号のデューティー比をさらに小さくする（ステップＳ７０９）。
【０１３７】
その後、制御信号のデューティー比が最小、即ち、０％であるか否かを判別し（ステップＳ７１０）、制御信号のデューティー比が最小である場合には、ステップＳ７０５に進む一方、制御信号のデューティー比が最小でない場合には、ステップＳ７０２に戻る。
【０１３８】
図１２は制御信号のデューティー比と制御信号出力後の経過時間との関係を示す図である。
【０１３９】
図１２中の点Ｃは、電流ｉが規定値（５Ａ）より小さく（ステップＳ７０３でＹＥＳ）、制御信号のデューティー比を検出した（ステップＳ７０４）場合を表す。この時の制御信号のデューティー比は３５％であるので、規定値１以上且つ規定値２以下（デューティー比が３０％以上且つ４０％以下）である（ステップＳ７０５でＹＥＳ）。従って、この時のデューティー比は直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているので、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断する（ステップＳ７０６）。
【０１４０】
一方、図１２中の点Ｄは、初めに電流ｉを測定した時に、電流ｉが規定値（５Ａ）以上で（ステップＳ７０３でＮＯ）、制御信号のデューティー比を小さくし（ステップＳ７０９）、再び電流ｉを測定し（ステップＳ７１０でＮＯ、ステップＳ７０２）、電流ｉが規定値（５Ａ）より小さく（ステップＳ７０３でＹＥＳ）、制御信号のデューティー比を検出した（ステップＳ７０４）場合を表す。この時の制御信号のデューティー比は２０％であるので、規定値１より小さく又は規定値２より大きい（デューティー比が３０％より小さく又は４０％より大きい）場合である（ステップＳ７０５でＮＯ）。従って、この時のデューティー比は直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれていないので、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断する（ステップＳ７０７）。
【０１４１】
最後に、本制御処理（故障診断）では、図９のステップＳ５０６及び図１１のステップＳ７０６で、シートベルトロック機構２０２を正常であると判断した時に、初めて正常であると診断し、図９のステップＳ５０７又は図１１のステップＳ７０７で、シートベルトロック機構２０２を異常であると判断した時に、異常であると診断する。
【０１４２】
上述したように、第３の実施の形態によれば、リールシャフト２０３の回転がロックされた状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比を検出し（ステップＳ５０４）、デューティー比が直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているか否かで、シートベルトロック機構２０２を正常である又は異常であると判断し（ステップＳ５０６，ステップＳ５０７）、さらに、リールシャフト２０３のロックがされない状態で、直流モータ２１０が回転を続けようとしている場合に、ＭＰＵ２１４が直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比を検出し（ステップＳ７０４）、デューティー比が直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変えるデューティー比の範囲に含まれているか否かで、シートベルトロック機構２０２を正常である又は異常であると判断し（ステップＳ７０６，ステップＳ７０７）、上記２つの判断結果に基づいて故障診断するので、正確にシートベルトロック機構の故障診断をすることができる。
【０１４３】
さらに、判断結果（ステップＳ５０６，５０７，７０６，７０７）を表示装置又は表示ランプ等（図示しない）を介して乗員に知らせる（ステップＳ５０８，７０８）ので、乗員は故障原因を知ることができる。
【０１４４】
尚、本実施の形態では、２つの判断結果に基づいて故障診断したが、直流モータ２１０の回転加速度を低い回転加速度から所望の高い回転加速度に変える制御信号又は直流モータ２１０の回転加速度を高い回転加速度から所望の低い回転加速度に変える制御信号を複数設けることにより、２つ以上の判断結果に基づいて故障診断してもよい。
【０１４５】
また、上記第２及び第３の実施の形態では、直流モータ２１０に流れる電流ｉ及び直流モータ駆動部２１１に出力した制御信号のデューティー比に基づいて、シートベルトロック機構２０２の故障診断を行ったが、電動リトラクタにリールシャフト２０３の回転の有無、リールシャフト用プーリ２０５の回転の有無、直流モータ用プーリ２０６の回転の有無、又は動力伝達ベルト２０７の動作の有無等を検知するセンサーを設けて、リールシャフト２０３の回転の有無、リールシャフト用プーリ２０５の回転の有無、直流モータ用プーリ２０６の回転の有無、又は動力伝達ベルト２０７の動作の有無等によりシートベルトロック機構２０２の故障診断を行ってもよい。
【０１４６】
また、車両の減速時に、車両にかかる加速度を直流モータ２１０に係る端子間電圧により計測し、当該計測された加速度の大きさに応じてシートベルトロック機構２０２が作動するか否かによりシートベルトロック機構２０２の故障診断を行ってもよい。このケースでは、車両にかかる加速度が所定加速度以上である時に、シートベルトロック機構２０２が作動すると、シートベルトロック機構２０２が正常であると診断され、シートベルトロック機構２０２が作動しないと、シートベルトロック機構２０２が異常であると診断される。一方、車両にかかる加速度が所定加速度より小さい時に、シートベルトロック機構２０２が作動すると、シートベルトロック機構２０２が異常であると診断され、シートベルトロック機構２０２が作動しないと、シートベルトロック機構２０２が正常であると診断される。
【０１４７】
従って、車両にかかる加速度を直流モータ２１０に係る端子間電圧により計測し、当該計測された加速度の大きさに応じてシートベルトロック機構２０２が作動するか否かによりシートベルトロック機構２０２の故障診断を行っても、正確にシートベルトロック機構２０２の故障診断をすることができる。
【０１４８】
尚、車両にかかる加速度は車両にセンサを設けて、当該センサで計測してもよい。
【０１４９】
また、上記第２及び第３の実施の形態では、シートベルトロック機構２０２が正常又は異常であるという判断結果を表示装置又は表示ランプ等（図示せず）を介して乗員に知らせたが、新たに警報部を設け、シートベルトロック機構２０２が異常であると判断された場合に、警報部が警報を発してもよい。これにより、乗員はシートベルトロック機構２０２の故障を知ることができる。
【０１５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の車両用乗員保護装置によれば、シートベルトの引き出し速度が電動リトラクタを介して検出され、当該検出されたシートベルトの引き出し速度に応じて、エアバックの起動時間、エアバックの展開圧力、プリテンショナーの起動時間、プリテンショナーによるシートベルトの巻き取り力及び前記電動リトラクタによるシートベルトの巻き取り力の少なくとも１つが制御されるので、車両の衝突時に乗員を適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ１００の構成を示す図である。
【図２】直流モータ駆動部１１の回路図である。
【図３】プリテンショナー１９の構成図である。
【図４】車両の衝突時にＭＰＵ１４が行うエアバッグ及びシートベルト駆動制御の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ２００の構成を示す図である。
【図６】直流モータ駆動部２１１の回路図である。
【図７】ＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図８】ＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図９】ＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図１０】制御信号のデューティー比と制御信号出力後の経過時間との関係を示す図である。
【図１１】ＭＰＵ２１４が実行する故障診断プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図１２】制御信号のデューティー比と制御信号出力後の経過時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１，２０１  フレーム
２，２０２  シートベルトロック機構
３，２０３  リールシャフト
５，２０５  リールシャフト用プーリ
６，２０６  直流モータ用プーリ
７，２０７  動力伝達ベルト
８，２０８  シートベルト
１０，２１０  直流モータ（駆動手段）
１１，２１１  直流モータ駆動部（駆動手段）
１４，２１４  ＭＰＵ（制御手段、駆動信号供給手段、故障診断手段）
１７  エアバッグ及びプリンテンショナー用コントローラ１７（制御手段）
１８  エアバッグ
１９  プリテンショナー
１００，２００  電動リトラクタ
【図１】
0003695622.tif 000004
【図２】
0003695622.tif 000005
【図３】
0003695622.tif 000006
【図４】
0003695622.tif 000007
【図５】
0003695622.tif 000008
【図６】
0003695622.tif 000009
【図７】
0003695622.tif 000010
【図８】
0003695622.tif 000011
【図９】
0003695622.tif 000012
【図１０】
0003695622.tif 000013
【図１１】
0003695622.tif 000014
【図１２】
0003695622.tif 000015