(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流モータの駆動力により少なくともシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタを備える車両用乗員拘束保護装置において、
前記電動リトラクタは直流モータと、前記直流モータの回転が停止したことを電気的しきい値を利用して検出する停止検出手段とを備え、
前記停止検出手段は、前記直流モータの使用環境に応じて、前記電気的しきい値を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
【請求項２】
直流モータの駆動力により少なくともシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタを備える車両用乗員拘束保護装置において、
前記電動リトラクタは直流モータと、前記直流モータの回転が停止したことを電気的しきい値を利用して検出する停止検出手段とを備え、
前記停止検出手段は、前記直流モータに供給される電源電圧に基づいて前記電気的しきい値を算出し、前記直流モータに流れる電流値と前記電気的しきい値とを比較することを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
【請求項３】
前記停止検出手段は、前記直流モータに流れる電流の大きさが、前記電気的しきい値よりも大きいときに、前記直流モータの回転停止を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員拘束保護装置。
【請求項４】
前記停止検出手段は、前記直流モータに流れる電流の大きさが、前記電気的しきい値よりも大きいときに、前記直流モータのシートベルト巻き取り駆動力が時系列的に徐々に低下するように前記直流モータの回転を制御することを特徴とする請求項１又は２に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】
シートベルトを引き出す又は巻き取るための電動リトラクタを備えた車両用乗員拘束保護装置は、従来より知られている。この電動リトラクタはモータを介してリールシャフトによりシートベルトの引き出し又は巻き取りを行うが、その制御、即ちモータ制御は、例えば、車両用乗員拘束保護装置が備えているＭＰＵによりなされている。
【０００３】
このＭＰＵは、シートベルトが巻き取られ完全に格納されたことや、シートベルトが乗員の体にフィットしたことを確認するために、モータの回転駆動が停止していることを検出する必要があった。さらに、乗員によるシートベルトの引き出しは、リールシャフト用プーリの内部に備えられている渦巻きばね等のシートベルト巻き取り側に働く付勢力に抗して行われるが、この乗員によるシートベルトの引き出しが行われていないことを確認するためにも、モータの回転駆動が停止していることを検出する必要があった。
【０００４】
このモータの停止状態を判断する一手法として、モータに流れる電流値が所定値より大きいか否かを検出し、該電流値が所定値より大きい場合にモータの回転駆動が停止していると判断する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法でモータの停止状態を判断する時には、モータの使用環境、例えば、モータの周囲温度（モータ自身の温度を含む）や、モータに供給される電源電圧そのものの変動等により、モータに流れる電流値が変動するため、モータの回転駆動の停止判断が正確にできないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、モータの使用環境によらずモータの回転駆動の停止判断を正確に行う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。
【０００７】
【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の車両用乗員拘束保護装置は、直流モータの駆動力により少なくともシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタを備える車両用乗員拘束保護装置において、前記電動リトラクタは直流モータと、前記直流モータの回転が停止したことを電気的しきい値を利用して検出する停止検出手段とを備え、前記停止検出手段は、前記直流モータの使用環境に応じて、前記電気的しきい値を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の構成によれば、モータの使用環境に応じて、モータが停止したことを検出するための電気的しきい値が制御されるので、モータの使用環境によらずモータの回転駆動の停止判断を正確に行うことができる。
【０００９】
前記電気的しきい値は、前記モータに供給される電源電圧に基づいて算出される前記モータが回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時の電流値のしきい値であってもよい。
【００１０】
この構成によれば、モータが回転駆動している時にモータに流れる電流値と上記電流値のしきい値との大小判断ができるので、モータの使用環境によらずモータの回転駆動の停止判断をより正確に行うことができる。
【００１１】
前記電気的しきい値は、前記モータに供給される電源電圧に基づいて算出される前記モータの駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の電流値のしきい値であり、前記制御手段が前記モータに供給される電流及び前記電流値のしきいに基づいて前記モータの駆動力を現在の状態から徐々に低下させるように制御する構成にしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、モータの使用環境によらず、制御手段はモータの駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の判断を正確に行うことができる。
請求項２の車両用乗員拘束保護装置は、直流モータの駆動力により少なくともシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタを備える車両用乗員拘束保護装置において、前記電動リトラクタは直流モータと、前記直流モータの回転が停止したことを電気的しきい値を利用して検出する停止検出手段とを備え、前記停止検出手段は、前記直流モータに供給される電源電圧に基づいて前記電気的しきい値を算出し、前記直流モータに流れる電流値と前記電気的しきい値とを比較することを特徴とする。
請求項３の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１又は２に記載の車両用乗員拘束保護装置において、前記停止検出手段は、前記直流モータに流れる電流の大きさが、前記電気的しきい値よりも大きいときに、前記直流モータの回転停止を検出することを特徴とする。
請求項４の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１又は２に記載の車両用乗員拘束保護装置において、前記停止検出手段は、前記直流モータに流れる電流の大きさが、前記電気的しきい値よりも大きいときに、前記直流モータのシートベルト巻き取り駆動力が時系列的に徐々に低下するように前記直流モータの回転を制御することを特徴とする。
【００１３】
【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。
【００１４】
（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。
【００１５】
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が所定の加速度で引き出されたときにシートベルト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。
【００１６】
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、常にシートベルトを巻き取る方向に付勢力が働いている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図２は直流モータ駆動部１１の回路図である。図２中の回路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ｉを検出する電流検出回路であり、回路Ｃ２は直流モータ１０の端子間電圧を測定する電圧測定回路である。また、図２中の電圧Ｖｂは直流モータ１０に電源電圧を供給し、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。
【００２２】
図１に戻り、ＭＰＵ１４は、シートベルト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ｉからシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断する。
【００２３】
バックル接続有無検出部１６はシートベルト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。
【００２４】
図３は、ＭＰＵ１４が行うシートベルト巻き取り制御の詳細を説明するフローチャートである。尚、このシートベルト巻き取り制御はＭＰＵ１４が行うメイン制御の一部を成すものである。
【００２５】
まず、直流モータ１０が回転駆動していない状態、即ち、シートベルトの引き出し及び巻き取りが行われていない時に、直流モータ１０に供給されている電源電圧を測定し（ステップＳ３１）、直流モータ１０が回転駆動を停止する時に直流モータ１０に流れる電流値ｉｋ、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｋをステップＳ３１で測定された電源電圧に基づいて算出する（ステップＳ３２）。尚、直流モータ１０に供給される電源電圧の基準値及びしきい値である電流値ｉｋの基準値は予めＭＰＵ１４が記憶しており、ステップＳ３１で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも大きい場合には、しきい値である電流値ｉｋが基準値よりも大きくなるように算出され、一方ステップＳ３１で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも小さい場合には、しきい値である電流値ｉｋが基準値よりも小さくなるように算出される。
【００２６】
その後、シートベルトの巻き取り駆動が必要であるか否かを判別し（ステップＳ３３）、シートベルトの巻き取り駆動が必要でない場合には本制御を終了する一方、シートベルトの巻き取り駆動が必要である場合には、リールシャフト３をシートベルトの巻き取り側に回転させるために直流モータ１０を回転駆動させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する（ステップＳ３４）。これにより、シートベルトは巻き取られる。
【００２７】
次に、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出し（ステップＳ３５）、当該電流ｉが直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時のしきい値である電流値ｉｋより大きいか否かを判別する（ステップＳ３６）。電流ｉが電流値ｉｋ以下の場合、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行していない場合にはステップＳ３５に戻る一方、電流ｉが電流値ｉｋより大きい場合、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行した場合には、本制御を終了する。
【００２８】
上述したように、本実施の形態によれば、直流モータ１０の使用環境により直流モータ１０に供給される電源電圧の変動がある場合にも、該電源電圧を測定し（ステップＳ３１）、この測定された電源電圧に基づいて直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｋを算出し（ステップＳ３２）、実際に直流モータ１０が回転駆動している時に直流モータ１０に流れる電流ｉが上記電流値ｉｋより大きいか否かを判別するので、直流モータ１０の使用環境によらず直流モータ１０の回転駆動の停止判断を正確に行うことができる。
【００２９】
尚、本実施の形態では、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出したが、これに限られず他の方法により直流モータ１０に流れる電流ｉを検出してもよい。
【００３０】
（２）第２の実施の形態
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の構成は上記電動リトラクタ１００の構成と同様である。
【００３１】
図４は、シートベルトを巻き取る時にＭＰＵ１４が行うシートベル格納制御の詳細を説明するフローチャートである。尚、このシートベル格納制御はＭＰＵ１４が行うメイン制御の一部を成すものである。
【００３２】
まず、シートベルトのタングがバックルから解除されたことがバックル接続有無検出部１６によって検出されたか否かを判別し（ステップＳ４１）、シートベルトのタングがバックルから解除されたことが検出されなかった場合には本制御を終了する一方、シートベルトのタングがバックルから解除されたことが検出された場合には、リールシャフト３をシートベルトの巻き取り側に回転させるために直流モータ１０を回転駆動させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する（ステップＳ４２）。これにより、シートベルトは巻き取られる。尚、この時、タイマー１５は前記制御信号を直流モータ駆動部１１に出力した時からの経過時間を計測する。
【００３３】
次いで、前記制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してから所定時間、例えば、３秒経過したか否かを判別し（ステップＳ４３）、３秒経過後に、直流モータ１０の回転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（ステップＳ４４）。これにより、直流モータ１０の回転駆動が停止され、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取りは停止する。尚、この時、シートベルトロック機構２によるシートベルトのロックはない。また、この時、タイマー１５は直流モータ１０の回転駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力した時からの経過時間を計測する。
【００３４】
次に、シートベルトが引き出されたか否かを判別し（ステップＳ４５）、シートベルトが引き出された場合には、シートベル引き出し制御を行った後に、本制御を終了する。尚、シートベルト引き出し制御は公知であるため、その説明を省略する。
【００３５】
ステップＳ４５で、シートベルトが引き出されなかった場合には、直流モータ１０に供給されている電源電圧を測定し（ステップＳ４６）、直流モータ１０が回転駆動を停止する時に直流モータ１０に流れる電流値ｉｋ、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｋをステップＳ４６で測定された電源電圧に基づいて算出する（ステップＳ４７）。尚、直流モータ１０に供給される電源電圧の基準値及びしきい値である電流値ｉｋの基準値は予めＭＰＵ１４が記憶しており、ステップＳ４６で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも大きい場合には、しきい値である電流値ｉｋが基準値よりも大きくなるように算出され、一方ステップＳ４６で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも小さい場合には、しきい値である電流値ｉｋが基準値よりも小さくなるように算出される。
【００３６】
次いで、直流モータ１０の回転駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してから所定時間、例えば、１０秒経過したか否かを判別し（ステップＳ４８）、１０秒経過していない場合にはステップＳ４５に戻る一方、１０秒経過した場合には、再びリールシャフト３をシートベルトの巻き取り側に回転させるために直流モータ１０を回転駆動させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する（ステップＳ４９）。これにより、シートベルトは巻き取られる。
【００３７】
次に、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出し（ステップＳ５０）、当該電流ｉが直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時のしきい値である電流値ｉｋより大きいか否かを判別する（ステップＳ５１）。電流ｉが電流値ｉｋ以下の場合、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行していない場合にはステップＳ５０に戻る一方、電流ｉが電流値ｉｋより大きい場合、即ち、直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行した場合には、本制御を終了する。
【００３８】
上述したように、本実施の形態によれば、直流モータ１０の使用環境により直流モータ１０に供給される電源電圧の変動がある場合にも、該電源電圧を測定し（ステップＳ４６）、この測定された電源電圧に基づいて直流モータ１０が回転駆動している状態から回転駆動を停止する状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｋを算出し（ステップＳ４７）、実際に直流モータ１０が回転駆動している時に直流モータ１０に流れる電流ｉが上記電流値ｉｋより大きいか否かを判別する（ステップＳ５１）ので、直流モータ１０の使用環境によらず直流モータ１０の回転駆動の停止判断を正確に行うことができる。
【００３９】
尚、本実施の形態では、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出したが、これに限られず他の方法により直流モータ１０に流れる電流ｉを検出してもよい。
【００４０】
（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上記電動リトラクタ１００の構成と同様である。
【００４１】
図５は、シートベルト装着時にＭＰＵ１４が行うシートベルト装着制御の詳細を説明するフローチャートである。尚、このシートベルト装着制御はＭＰＵ１４が行うメイン制御の一部を成すものである。
【００４２】
まず、シートベルト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Ｓ６１）、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、直流モータ１０に供給されている電源電圧を測定し（ステップＳ６２）、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｍをステップＳ６２で測定された電源電圧に基づいて算出する（ステップＳ６３）。尚、直流モータ１０に供給される電源電圧の基準値及びしきい値である電流値ｉｍの基準値は予めＭＰＵ１４が記憶しており、ステップＳ６２で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも大きい場合には、しきい値である電流値ｉｍが基準値よりも大きくなるように算出され、一方ステップＳ６２で測定された電源電圧が該電源電圧の基準値よりも小さい場合には、しきい値である電流値ｉｍが基準値よりも小くなるように算出される。
【００４３】
次に、リールシャフト３をシートベルトの巻き取り側に所定の回転速度で回転させるために直流モータ１０を回転駆動させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する（ステップＳ６４）。これにより、シートベルトは巻き取られ、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に増大し、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度は徐々に減少する。尚、ＭＰＵ１４は、直流モータ１０を回転駆動させる制御信号のデューティー比を自由に設定変更でき、これにより、リールシャフト３の回転速度を変更することができる。
【００４４】
次に、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出し（ステップＳ６５）、当該電流ｉがリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｍより大きいか否かを判別する（ステップＳ６６）。電流ｉがしきい値である電流値ｉｍ以下の場合にはステップＳ６５に戻る一方、電流ｉがしきい値である電流値ｉｍより大きい場合には、リールシャフト３のシートベルト巻き取り側への回転速度をさらに減速させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力し、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力が時系列的に徐々に低下するように制御して（ステップＳ６７）、本制御を終了する。
【００４５】
上述したように、本実施の形態によれば、直流モータ１０の使用環境により直流モータ１０に供給される電源電圧の変動がある場合にも、該電源電圧を測定し（ステップＳ６２）、この測定された電源電圧に基づいてリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の判断に用いるしきい値である電流値ｉｍを算出し（ステップＳ６３）、実際に直流モータ１０に流れる電流ｉがしきい値である電流値ｉｍより大きいか否かを判別する（ステップＳ６６）ので、ＭＰＵ１４では、直流モータ１０の使用環境によらず、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力を現在の状態から徐々に低下させる状態へ移行する時の判断を正確に行うことができる。
【００４６】
尚、本実施の形態では、電流検出回路Ｃ１により抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出したが、これに限られず他の方法により直流モータ１０に流れる電流ｉを検出してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の車両用乗員拘束保護装置によれば、モータの使用環境に応じて、モータが停止したことを検出するための電気的しきい値が制御されるので、モータの使用環境によらずモータの回転駆動の停止判断を正確に行うことができる。
【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】ＭＰＵ１４が行うシートベルト巻き取り制御の詳細を説明するフローチャートである。
【図４】シートベルトを巻き取る時にＭＰＵ１４が行うシートベル格納制御の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】シートベルト装着時にＭＰＵ１４が行うシートベルト装着制御の詳細を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  フレーム
２  シートベルトロック機構
３  リールシャフト
５  リールシャフト用プーリ
６  直流モータ用プーリ
７  動力伝達ベルト
１０  直流モータ（検出手段）
１１  直流モータ駆動部
１４  ＭＰＵ（検出手段、制御手段）
１００  電動リトラクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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