(57)【要約】【課題】車両衝突時にウエビング（シートベルト）を高速で巻き取る車両用乗員拘束装置を提供する。【解決手段】シートベルトリトラクタ制御回路４０は、車両ＥＣＵ８２からの指令に基づき、車両衝突のおそれがある場合にモータ２２を駆動させると共に駆動力保持機構９０のフライホイールユニット９８にモータ２２の駆動力を保持させる制御を行い、車両衝突時に駆動力保持機構９０に保持された駆動力をシートベルトリトラクタ２０のスプール２４に供給する制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された駆動力によりシートベルトを巻取り可能なシートベルトリトラクタと、
モータの駆動力を保持可能な駆動力保持部と、
車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、
前記センサ群の検知結果に基づき、車両衝突のおそれがある場合に前記モータを駆動させると共に前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を保持させる制御を行い、車両衝突時に前記駆動力保持部に蓄えられた駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行う制御部と、
を含む車両用乗員拘束装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を保持させる制御を行った後、車両衝突のおそれがさらに高まった場合に前記モータの駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行い、前記シートベルトのたるみを除去させる請求項１に記載の車両用乗員拘束装置。
【請求項３】
前記駆動力保持部は、フライホイールにより前記モータの駆動力を保持する請求項１又は２に記載の車両用乗員拘束装置。
【請求項４】
前記駆動力保持部は、渦巻きばねにより前記モータの駆動力を保持する請求項１又は２に記載の車両用乗員拘束装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗員拘束装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両衝突前及び車両衝突時においてウエビング（シートベルト）の張力を高めることにより乗員の身体を拘束して、当該乗員の安全を図る車両用乗員拘束装置が近年の車両には装備されている。乗員を拘束する方式には種々の態様が存在するが、一例として、車両衝突が予測される際に、モータによりウエビングを巻取ることによりウエビングのたるみを除去した後、車両衝突時に火薬を用いたプリテンショナを作動させて乗員の身体をシートに拘束する方式が知られている。
【０００３】
しかしながら、火薬式のプリテンショナはコストが嵩む上、一度作動すると再利用が望めないという難点があった。そこで、特許文献１では、車両衝突が予測される際のみならず、車両衝突時もモータによってウエビングを巻き取るシートベルトリトラクタの発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２７４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されているシートベルトリトラクタの発明は、モータの電源に関して特に記載が認められない。引用文献１のシートベルトリトラクタの電源は、公称電圧が１２Ｖの車載バッテリであると考えられるが、かかる電源ではモータの駆動力に限界があり、車両衝突時にウエビングを火薬式プリテンショナ並の高速で巻き取ることが困難という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、車両衝突時にウエビング（シートベルト）を高速で巻き取る車両用乗員拘束装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の車両用乗員拘束装置は、供給された駆動力によりシートベルトを巻取り可能なシートベルトリトラクタと、モータの駆動力を保持可能な駆動力保持部と、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、前記センサ群の検知結果に基づき、車両衝突のおそれがある場合に前記モータを駆動させると共に前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を保持させる制御を行い、車両衝突時に前記駆動力保持部に蓄えられた駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行う制御部と、含んでいる。
【０００８】
請求項１に記載の車両用乗員拘束装置は、モータの駆動力を保持可能な駆動力保持部を備え、制御部は、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群により車両近くに障害物が存在して車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータを駆動させ、駆動力保持部にモータの駆動力を保持させる
【０００９】
さらに、制御部は、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給する制御を行う。
【００１０】
このように、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、シートベルトを巻き取ることが可能になる。
【００１１】
請求項２に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を保持させる制御を行った後、車両のさらに近くに障害物が存在して車両衝突のおそれがさらに高まった場合に前記モータの駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行い、前記シートベルトのたるみを除去させる。
【００１２】
請求項２に記載の車両用乗員拘束装置は、車両衝突の直前にモータの駆動力によりシートベルトのたるみを除去することにより、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力でシートベルトを巻き取る際に乗員の身体をシートへ確実に拘束することが可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記駆動力保持部は、フライホイールにより前記モータの駆動力を保持する。
【００１４】
請求項３に記載の車両用乗員拘束装置では、モータの駆動力をフライホイールを回転させる運動エネルギーとして蓄え、車両衝突時にフライホイールに蓄えられた運動エネルギーを用いてシートベルトを巻き取ることが可能になる。
【００１５】
請求項４に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記駆動力保持部は、渦巻きばねにより前記モータの駆動力を保持する。
【００１６】
請求項４に記載の車両用乗員拘束装置は、モータの駆動力を渦巻きばねの弾性エネルギーとして蓄え、車両衝突時に渦巻きばねに蓄えられた弾性エネルギーを用いてシートベルトを巻き取ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、シートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。
【００１８】
請求項２に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突の直前にモータの駆動力によりシートベルトのたるみを除去することにより、車両衝突時に乗員の身体をシートへ確実に拘束するという効果を奏する。
【００１９】
請求項３に記載の車両用乗員拘束装置によれば、両衝突時にフライホイールに蓄えられた運動エネルギーを用いてシートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。
【００２０】
請求項４に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突時に渦巻きばねに蓄えられた弾性エネルギーを用いてシートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の回路の一例を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の駆動力保持機構の構成の一例を示した概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置のシートベルトリトラクタ制御回路の処理の一例を示した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装置の駆動力保持機構の構成の一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施の形態］
以下、図１〜図３を用いて、第１の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０について説明する。図１において実線は電力が通電される電力線であり、破線は制御信号が通電される信号線である。図１に示されるように、車両用乗員拘束装置１０は、シートベルト（ウエビング）で乗員を拘束する装置である。
【００２３】
車両用乗員拘束装置１０は、シートベルトリトラクタ２０ 、ウエビング３０、シートベルトリトラクタ制御回路４０、シートベルトリトラクタ駆動回路５０、車載のバッテリ（二次電池）８０及び車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８２を含む。
【００２４】
図１に示される如く、ウエビング３０の一端部３０Ａ側は、シート１４又は車室床部に固定されたロワアンカー３２に連結されている。ウエビング３０の他端部３０Ｂ側はシートベルトリトラクタ２０により巻き取り可能に構成され、シートベルトリトラクタ２０から引き出されたウエビング３０は、ショルダアンカー３４に挿通される。
【００２５】
ウエビング３０のショルダアンカー３４とロワアンカー３２との間には、シートベルトタングプレート３６が設けられている。シートベルトタングプレート３６は、シート１４のシートクッション１４Ａの車幅方向内側に設けられたシートベルトバックル３８に着脱可能となっている。
【００２６】
図１に示したように、シートベルトリトラクタ２０から引き出されたウエビング３０がショルダアンカー３４を介して乗員１２の左肩から左胸部、右腹部及び右前腰部上に配設され、かつシートベルトタングプレート３６がシートベルトバックル３８に係合されることにより、ウエビング３０は乗員１２の身体をシート１４に保持する。
【００２７】
バッテリ８０は、車両のエンジン始動及び車両の電装品の電源として用いられる二次電池であり、一例として公称電圧が１２Ｖの鉛蓄電池である。
【００２８】
車両ＥＣＵ８２は、車両のエンジン、電装品、その他の装備品を制御する制御装置であり、演算処理装置であるプロセッサ及び記憶装置等によって構成されている。本実施の形態の説明では、車両ＥＣＵ８２には車両衝突を検知するセンサ群（図示せず）が接続され、センサ群によって車両衝突のおそれが検知されて車両の自動ブレーキが作動した場合にはシートベルトリトラクタ２０のモータを駆動させてウエビング３０のたるみを除去する。さらに、車両衝突時（車両衝突が検知された場合）には、後述する駆動力保持機構に保持された駆動力によりウエビング３０を迅速に巻き取るようにする。
【００２９】
車両ＥＣＵ８２に接続されているセンサ群は、一例として、ミリ波レーダー、レーザーレーダー、ステレオカメラ及び加速度センサ等のセンサを含む。本実施の形態では、センサ群は、ミリ波レーダー、レーザーレーダー及びステレオカメラの少なくともいずれか１以上と、加速度センサと、を含んで構成される。
【００３０】
ミリ波レーダーは、前方の障害物までの距離を検出する前方ミリ波レーダー、前側方の障害物までの距離を検出する前側方ミリ波レーダー、後方の障害物までの距離を検出する後方ミリ波レーダー、後側方の障害物までの距離を検出する後側方ミリ波レーダーを含む。
【００３１】
前方ミリ波レーダーは、例えば、車両のフロントグリル中央付近に設けられ、前側方ミリ波レーダーは、バンパ内の車幅方向両端付近等に設けられ、それぞれ車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。また、後方ミリ波レーダー及び後側方ミリ波レーダーは、車両のリアバンパー等に設けられ、それぞれ車両後方や後側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。
【００３２】
レーザーレーダーは、ミリ波よりも波長が短いレーザー光を車両前方に照射して障害物を検出する装置であり、ミリ波レーダーでは検出しにくい非金属の物体を比較的容易に検出できる。レーザーレーダーから発信されたレーザー光は、障害物で反射されると、波長及び位相が変化するので、車両ＥＣＵ８２は、かかる変化に基づいて障害物の有無及び障害物までの距離を算出する。
【００３３】
ステレオカメラは、例えば、フロントウインドシールドガラス上方の中央付近車室内に設けられ、車両前方を撮影して、周辺障害物を検出すると共に、障害物までの距離を測定する。
【００３４】
加速度センサは、車両用バンパ、左右のフロントサイドメンバ、ラジエータサポート及び車室床部の予め定めた位置に設けられ、衝突対象の車両用バンパへの衝突によって発生する加速度を検出するセンサである。
【００３５】
車両ＥＣＵ８２は、ミリ波レーダー、レーザーレーダー及びステレオカメラの検出結果を取得して衝突予測を行う。衝突予測については既知の各種技術を適用することができるので、詳細な説明を省略する。
【００３６】
シートベルトリトラクタ駆動回路５０は、シートベルトリトラクタ２０のモータに印加する電圧を生成する回路であり、後述するように、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子で構成されたＨブリッジ回路を含んでいる。シートベルトリトラクタ駆動回路５０のＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子は、シートベルトリトラクタ制御回路４０によって制御される。
【００３７】
シートベルトリトラクタ制御回路４０は、いわゆるマイクロコンピュータであり、前述のシートベルトリトラクタ駆動回路５０のスイッチング素子を制御すると共に、後述するように車両ＥＣＵ８２からの指令に基づいて、シートベルトリトラクタ２０内の駆動力保持機構を制御する。
【００３８】
図２は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０の回路の一例を示したブロック図である。シートベルトリトラクタ制御回路４０は、車両ＥＣＵ８２からの指令に基づいて、シートベルトリトラクタ駆動回路５０を制御する。シートベルトリトラクタ駆動回路５０は、各々がＮ型ＦＥＴであるＦＥＴ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄで構成されたＨブリッジ回路であり、ＦＥＴ５２Ａのソース（Ｓ）とＦＥＴ５２Ｃのドレイン（Ｄ）とが接続されると共に、ＦＥＴ５２ＢのソースとＦＥＴ５２Ｄのドレインとが接続されている。また、ＦＥＴ５２Ａ、５２Ｂの各々のドレインは逆流防止ダイオード６６を介して車載のバッテリ８０の正極に接続され、ＦＥＴ５２Ｃ、５２Ｄの各々のソースは、後述する電流検出部７０を介して接地されている。
【００３９】
シートベルトリトラクタ駆動回路５０を構成するＮ型ＦＥＴの各々は、ゲート（Ｇ）に正電荷の電圧が印加されるとドレインとソースとの間が通電可能な状態（オン状態）になるスイッチとして機能する。本実施の形態では、シートベルトリトラクタ２０のモータ２２がウエビング３０をスプール２４に巻き取る際には、シートベルトリトラクタ制御回路４０から正電荷の制御信号をＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄの各々のゲートに出力することにより、ＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄをオン状態にして、モータ２２を正回転させる。本実施の形態では、モータ２２は正回転させることを主眼としているが、ＦＥＴ５２Ｂ及びＦＥＴ５２Ｃをオン状態にすることにより、モータ２２を逆回転させることができる。
【００４０】
モータ２２を正回転させる際に、シートベルトリトラクタ駆動回路５０のＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄのいずれか一方を断続的にオンオフさせることにより、パルス状の電圧を生成してモータ２２に印加するＰＷＭ（パルス幅変調）を行う。前述のように、Ｎ型ＦＥＴは、ゲートに正電荷の制御信号が印加されるとオン状態になるので、シートベルトリトラクタ制御回路４０は、断続的にオンオフを繰り返すパルス状の制御信号をＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄのいずれか一方のゲートに出力することにより、上述のＰＷＭによる電圧生成をシートベルトリトラクタ駆動回路５０に実行させる。
【００４１】
モータ２２に印加する電圧をパルス状にすることにより、モータ２２に印加する電圧の実効電圧値を制御する。モータ２２に印加する電圧を制御しない場合、モータ２２のコイルの電流値（以下、「モータ電流」と略記）が定格電流値を超えてしまい、モータ２２が焼損するおそれがあるが、モータ２２に印加する電圧をＰＷＭで生成することにより、実効電圧値を抑制してモータ２２が焼損することを防止しつつ、モータ２２を高速で回転させることが可能となる。
【００４２】
電流検出部７０は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗７０Ａの両端の電位差をアンプ７０Ｂで増幅してシャント抵抗７０Ａの電流に比例する電圧値を信号として出力する。シートベルトリトラクタ制御回路４０は、電流検出部７０から出力された信号に基づいてモータ電流を算出する。算出したモータ電流がモータ２２の定格電流値を超えるおそれがある場合に、シートベルトリトラクタ制御回路４０は、ＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄのいずれか一方が断続的にオン状態になる時間を短くする制御信号を出力する。かかる制御信号により、シートベルトリトラクタ駆動回路５０は、ＰＷＭで生成する電圧のパルス幅を小さくして、モータ２２に印加する電圧の実効電圧値を低下させるので、モータ電流が定格電流値を超えることを防止できる。
【００４３】
モータ２２は、直流で駆動されるブラシ付きＤＣモータであり、コイルの一端はシートベルトリトラクタ駆動回路５０を構成するＦＥＴ５２ＡのソースとＦＥＴ５２Ｃのドレインとに各々接続され、コイルの他端はシートベルトリトラクタ駆動回路５０を構成するＦＥＴ５２ＢのソースとＦＥＴ５２Ｄのドレインとに各々接続されている。
【００４４】
モータ２２の出力軸９２はシートベルトリトラクタ２０のスプール２４に駆動力保持機構９０を介して接続されており、モータ２２が正回転すると、ウエビング３０がスプール２４に巻き取られる。
【００４５】
駆動力保持機構９０は、本実施の形態ではフライホイールによってモータ２２の駆動力を保持する装置である。車両衝突の危険がある場合に、モータ２２の駆動力をフライホイールに保持し、車両衝突時にはフライホイールに蓄えた駆動力を開放してスプール２４を高速回転させる。
【００４６】
駆動力保持機構９０は、図２に示したように、出力軸９２の駆動力をフライホイールの回転速度に応じて変速しながらフライホイールに伝達する変速機構９４、変速機構９４の変速を行うための変速機構制御装置９６、内部にフライホイールを収めたフライホイールユニット９８及びギアトレーン１００を含んでいる。また、駆動力保持機構９０は、変速機構９４とフライホイールユニット９８との間の駆動力の伝達及び遮断をする第１電磁クラッチ１０２と、フライホイールユニット９８とギアトレーン１００との間の駆動力の伝達及び遮断をする第２電磁クラッチ１０４と、出力軸９２における変速機構９４とギアトレーン１００との間の駆動力の伝達及び遮断をする第３電磁クラッチ１０６と、を含んでいる。
【００４７】
変速機構制御装置９６、第１電磁クラッチ１０２、第２電磁クラッチ１０４及び第３電磁クラッチ１０６の各々は、シートベルトリトラクタ制御回路４０によって制御される。
【００４８】
図３は、駆動力保持機構９０の構成の一例を示した概略図である。変速機構９４は、一例としてＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であり、出力軸９２に設けられた第１プーリー９４Ａと、フライホイール回転軸１１０に設けられた第２プーリー９４Ｂとを含み、第１プーリー９４Ａと第２プーリー９４Ｂとの間にはベルト９４Ｃが架け渡されている。第１プーリー９４Ａは第１アクチュエータ９６Ａにより、第２プーリー９４Ｂは第２アクチュエータ９６Ｂにより、各々の直径が変更可能で、第１アクチュエータ９６Ａ及び第２アクチュエータ９６Ｂは、変速機構制御装置９６を介してシートベルトリトラクタ制御回路４０によって制御される。
【００４９】
また、フライホイール回転軸１１０の端部付近には回転センサ１０８が設けられている。回転センサ１０８は、一例としてＭＲセンサ等の磁気センサであり、フライホイール回転軸１１０の端部に設けられたセンサマグネット１０８Ａのフライホイール回転軸１１０の回転に応じて変化する磁界を検出する。シートベルトリトラクタ制御回路４０は、回転センサ１０８が検出したセンサマグネット１０８Ａの磁界の変化からフライホイール回転軸１１０の回転速度を算出する。
【００５０】
本実施の形態のバッテリ８０の電力で駆動されるモータ２２では、火薬式プリテンショナのような強力な駆動力は困難なので、車両衝突の前にモータ２２の駆動力をフライホイールユニット９８内のフライホイール９８Ａに蓄え、車両衝突時にはフライホイール９８Ａに蓄えられた運動エネルギーを開放することで、スプール２４を高速回転させてウエビング３０を迅速に巻き取る。
【００５１】
フライホイール９８Ａに運動エネルギーを蓄える場合も、モータ２２の駆動力に限界があるので、本実施の形態では変速機構９４を介してフライホイール９８Ａにモータ２２の駆動力を伝達している。例えば、モータ２２が回転を始めた場合、第１プーリー９４Ａの直径を最小に、第２プーリー９４Ｂの直径を最大にして、変速機構９４のギア比を最小にしてモータ２２の負荷を軽減する。回転センサ１０８で検出したフライホイール回転軸１１０の回転速度が高くなるに従って、第１プーリー９４Ａの直径を拡大すると共に、第２プーリー９４Ｂの直径を縮小し、変速機構９４のギア比を上げて、フライホイール９８Ａが高速で回転するようにする。フライホイール９８Ａに蓄えられる運動エネルギーは、フライホイール９８Ａの回転速度が高ければ高いほど大きくなるので、変速機構９４により、モータ２２の負荷を軽減させながら、フライホイール９８Ａが高速で回転するようにしている。
【００５２】
本実施の形態で変速機構９４は無段階変速が可能なＣＶＴとしたが、多段スプロケットとチェーン、又は遊星歯車機構で構成された有段階の変速機構を用いてもよい。
【００５３】
駆動力の伝達及び遮断は、第１電磁クラッチ１０２、第３電磁クラッチ１０４及び第４電磁クラッチ１０６の各々を制御することによって実行される。具体的には、以下の様に第１電磁クラッチ１０２、第２電磁クラッチ１０４及び第３電磁クラッチ１０６の各々が制御される。
【００５４】
車両衝突の危険がある場合にフライホイール９８Ａに運動エネルギーを蓄えるには、第１電磁クラッチ１０２を接続し、第２電磁クラッチ１０４及び第３電磁クラッチ１０６の各々を切断する。その結果、モータ２２の駆動力は上述の変速機構９４を介してフライホイール９８Ａに伝達される。
【００５５】
車両衝突の危険がさらに高まり車両の自動ブレーキが作動した場合には、ウエビング３０のたるみを除去するために第３電磁クラッチ１０６を接続し、第１電磁クラッチ１０２及び第２電磁クラッチ１０４の各々を切断する。その結果、モータ２２の駆動力はスプール２４に伝達される。
【００５６】
車両衝突時には、第２電磁クラッチ１０４を接続し、第１電磁クラッチ１０２及び第３電磁クラッチ１０６の各々を切断する。その結果、フライホイール９８Ａに蓄えられた運動エネルギーはギアトレーン１００を介してスプール２４に伝達され、ウエビング３０を高速で巻き取る。
【００５７】
次に本実施の形態の作用について説明する。図４は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０のシートベルトリトラクタ制御回路４０の処理の一例を示したフローチャートである。ステップ４００では、車両衝突を検知するセンサ群の検知結果に基づいて車両衝突のおそれがあるか否かを判定する。車両衝突のおそれがある場合は、一例として、ミリ波レーダー等により車両から所定の距離内に物体を検知した場合である。ステップ４００で肯定判定の場合には、手順をステップ４０２に移行させ、ステップ４００で否定判定の場合にはセンサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。
【００５８】
ステップ４０２では、フライホイール９８Ａにモータ２２の駆動力を伝達してフライホイール９８Ａに運動エネルギーを蓄える。具体的には、バッテリ８０の電力をシートベルトリトラクタ２０のモータ２２に供給するようにシートベルトリトラクタ駆動回路５０を制御すると共に、上述のように変速機構９４及び第１電磁クラッチ１０２等を制御する。フライホイール９８Ａに十分な運動エネルギーを蓄えるには、モータ２２を高速で回転させることが望ましいが、モータが過負荷になるおそれがある。シートベルトリトラクタ制御回路４０は、電流検出部７０で検知したモータ電流がモータ２２の定格電流値を超えるおそれがある場合には、ＰＷＭでシートベルトリトラクタ駆動回路５０に生成する電圧のパルス幅を小さくして、モータ２２に印加する電圧の実効電圧値を低下させる。
【００５９】
また、シートベルトリトラクタ制御回路４０は、第２電磁クラッチ１０４及び第３電磁クラッチ１０６の各々を切断し、第１電磁クラッチ１０２を接続して回転するモータ２２の駆動力をフライホイール９８Ａに伝達すると共に、回転センサ１０８によって検出したフライホイール回転軸１１０の回転速度に応じて変速機構９４のギア比を制御してフライホイール９８Ａに運動エネルギーを蓄える。
【００６０】
ステップ４０４では、車両衝突のおそれがさらに高まり車両の自動ブレーキが作動したか否かを判定する。車両の自動ブレーキが作動する場合は、車両によって異なるが、前述の所定の距離よりも短い距離内に障害物が存在することをセンサ群が検知した車両衝突直前の場合である。ステップ４０４で肯定判定の場合には手順をステップ４０６に移行させ、ステップ４０４で否定判定の場合には手順をステップ４００に戻し、センサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。
【００６１】
ステップ４０６では、ウエビング３０巻き取るためにバッテリ８０の電力をシートベルトリトラクタ２０のモータ２２に供給するようにシートベルトリトラクタ駆動回路５０を制御する。シートベルトリトラクタ制御回路４０は、モータ２２をウエビング３０のたるみを取るのに至適な回転速度で回転させるための電圧をシートベルトリトラクタ駆動回路５０が生成するように、ＰＷＭの制御信号をシートベルトリトラクタ駆動回路５０に出力する。
【００６２】
また、シートベルトリトラクタ制御回路４０は、第１電磁クラッチ１０２及び第２電磁クラッチ１０４の各々を切断し、第３電磁クラッチ１０６を接続してモータ２２の駆動力をスプール２４に伝達する。
【００６３】
ステップ４０８では、車両衝突を検知するセンサ群の検知結果に基づいて車両ＥＣＵ８２が車両衝突を検知したか否かを判定する。ステップ４０８で肯定判定の場合には、ステップ４１０でフライホイール９８Ａの運動エネルギーを開放してスプール２４を高速で回転させる。具体的には、第１電磁クラッチ１０２及び第３電磁クラッチ１０６の各々を切断し、第２電磁クラッチ１０４を接続して、フライホイール９８Ａに蓄えられた運動エネルギーをギアトレーン１００を介してスプール２４に伝達する。
【００６４】
ステップ４１０でフライホイール９８Ａの運動エネルギーを開放した後は、処理を終了する。
【００６５】
ステップ４０８で否定判定の場合、例えば、車両衝突を検知せず、かつセンサ群が障害物を検出しなくなった場合には、ステップ４１２でウエビング３０の巻き取りを停止する。ステップ４１２でウエビング３０の巻き取りを停止した後は、手順をステップ４００に戻し、センサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータ２２を駆動させ、フライホイール９８Ａにモータ２２の駆動力を蓄え、車両衝突時にフライホイール９８Ａに蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、火薬式プリテンショナ並の高速でウエビング３０を巻き取ることが可能になる。
【００６７】
さらに本実施の形態では、車両衝突の直前にモータ２２の駆動力によりウエビング３０のたるみを除去することにより、車両衝突時にフライホイール９８Ａに蓄えられた駆動力でウエビング３０を巻き取る際に乗員の身体をシート１４へ確実に拘束することが可能になる。
【００６８】
［第２の実施の形態］
続いて、図５を用いて本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、駆動力保持機構１９０が、第１の実施の形態の駆動力保持機構９０と相違するものの、他の構成は第１の実施の形態と同じなので、当該他の構成についての詳細な説明は省略する。
【００６９】
第１の実施の形態はモータ２２の駆動力をフライホイール９８Ａを回転させる運動エネルギーとして蓄えたが、本実施の形態では、渦巻きばね、いわゆるゼンマイにモータ２２の駆動力を弾性エネルギーとして蓄える。
【００７０】
本実施の形態の駆動力保持機構１９０は、図５に示したように、出力軸９２の駆動力を渦巻きばね２００に伝達する第１ギアトレーン１９２、内部に渦巻きばね２００を収めたケース１９８及び第２ギアトレーン２０２を含んでいる。渦巻きばね２００の一端２００Ａは渦巻きばね回転軸２１０に固定され、渦巻きばね２００の他端２００Ｂは、ケース１９８の内壁に固定されている。
【００７１】
また、駆動力保持機構１９０は、第１ギアトレーン１９２と渦巻きばね２００との間の駆動力の伝達及び遮断をする第１電磁クラッチ２０４と、渦巻きばね２００と第２ギアトレーン２０２との間の駆動力の伝達及び遮断をする第２電磁クラッチ２０６と、出力軸９２における第１ギアトレーン１９２と第２ギアトレーン２０２との間の駆動力の伝達及び遮断をする第３電磁クラッチ２０８と、を含んでいる。
【００７２】
第１電磁クラッチ２０４、第２電磁クラッチ２０６及び第３電磁クラッチ２０８の各々は、シートベルトリトラクタ制御回路４０によって制御される。
【００７３】
本実施の形態では、モータ２２により出力軸９２が矢印Ａの方向に回転すると、第１ギアトレーン１９２により、渦巻きばね回転軸２１０は矢印Ｂの方向に回転し、渦巻きばね２００に弾性エネルギーを蓄える。また、渦巻きばね回転軸２１０の第１電磁クラッチ２０４と第２電磁クラッチ２０６との間には電磁ブレーキ等を用いた制動機構２１４が設けられている。後述するように、本実施の形態では、渦巻きばね２００に弾性エネルギーを蓄えた後、モータ２２でウエビング３０のたるみを取るために、第１電磁クラッチ２０４及び第２電磁クラッチ２０６を切断するが、かかる場合に、制動機構２１４によって渦巻きばね回転軸２１０を制動しないと、渦巻きばね２００に蓄えられた弾性エネルギーが意に反して開放されてしまうからである。制動機構２１４は、シートベルトリトラクタ制御回路４０によって制御される。
【００７４】
本実施の形態では、車両衝突の危険がある場合に渦巻きばね２００に弾性エネルギーを蓄える。かかる場合には、第１電磁クラッチ２０４を接続し、第２電磁クラッチ２０６及び第３電磁クラッチ２０８の各々を切断する。その結果、モータ２２の駆動力は上述の第１ギアトレーン１９２を介して渦巻きばね２００に伝達される。
【００７５】
車両衝突の危険がさらに高まり車両の自動ブレーキが作動した場合には、ウエビング３０のたるみを除去するために第３電磁クラッチ２０８を接続し、第１電磁クラッチ２０４及び第２電磁クラッチ２０６の各々を切断する。その結果、モータ２２の駆動力はスプール２４に伝達される。同時に、制動機構２１４をオンにして渦巻きばね２００に蓄えられた弾性エネルギーが開放されることを防止する。
【００７６】
車両衝突時には、第２電磁クラッチ２０６を接続すると共に制動機構２１４をオフにし、第１電磁クラッチ２０４及び第３電磁クラッチ２０８の各々を切断する。その結果、渦巻きばね２００に蓄えられた弾性エネルギーにより渦巻きばね回転軸２１０は矢印Ｃ方向に回転し、当該回転は第２ギアトレーン２０２を介して出力軸９２に伝達され、出力軸９２を矢印Ｄ方向に回転させる。そして、出力軸９２の回転によりスプール２４はウエビング３０を高速で巻き取る。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータ２２を駆動させ、渦巻きばね２００にモータ２２の駆動力を蓄え、車両衝突時に渦巻きばね２００に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタ２０に供給することにより、火薬式プリテンショナ並の高速でウエビング３０を巻き取ることが可能になる。
【００７８】
さらに本実施の形態では、車両衝突の直前にモータ２２の駆動力によりウエビング３０のたるみを除去することにより、車両衝突時に渦巻きばね２００に蓄えられた駆動力でウエビング３０を巻き取る際に乗員１２の身体をシート１４へ確実に拘束することが可能になる。
【符号の説明】
【００７９】
１０   車両用乗員拘束装置
１２   乗員
１４   シート
２０   シートベルトリトラクタ
２２   モータ
２４   スプール
３０   ウエビング
４０   シートベルトリトラクタ制御回路（制御部）
５０   シートベルトリトラクタ駆動回路
８０   バッテリ
８２   車両ＥＣＵ（制御部）
９０   駆動力保持機構（駆動力保持部）
９８   フライホイールユニット（駆動力保持部）
９８Ａ フライホイール（駆動力保持部）
１９０ 駆動力保持機構（駆動力保持部）
２００ 渦巻きばね（駆動力保持部）
【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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