(57)【要約】シートベルトリトラクタ（２６）が、シートベルト（１）を巻く巻き軸（２）を有している。原動スプリング（３）が巻き軸（２）を、シートベルト（１）の巻き取り方向に付勢する。電気モータ（４）が、原動スプリング（３）に、スプリング力を変えるために伝達することができるトルクを生成する。スイッチカップリング（５）が電気モータ（４）のトルクを、シートベルト（１）を巻き込むために巻き軸（２）に伝達する。トルクを伝達するために、駆動ホイール（１１）が、巻き軸（２）に回転不能、かつ同軸に連結された軸（８）上に回転可能に取り付けられ、かつ原動スプリング（３）の外側スプリング端（１０）に剛体の回転連結（１５）によって回転不能に連結されている。スイッチカップリング（５）の第１の表面（１８）が、剛体の回転連結（１５）にしっかりと連結され、かつ軸（８）を中心として回転可能な部品（２５）に復元力に抗して可動に取り付けられている。カップリング（５）の第２の表面（１９）が軸（８）に回転不能に連結されている。
2008517833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートベルト（１）を巻く巻き軸（２）と、
前記巻き軸（２）を、前記シートベルト（１）の巻き取り方向に付勢する原動スプリング（３）と、
前記原動スプリング（３）に、スプリング力を変えるために伝達することができるトルクを生成する電気モータ（４）と、
前記電気モータ（４）のトルクを、前記シートベルト（１）を巻き込むために前記巻き軸（２）に伝達することができるスイッチカップリング（５）と
を有し、
前記トルクを伝達するために、駆動ホイール（１１）が、前記原動スプリング（３）の外側スプリング端（１０）に剛体の回転連結部（１５）によって回転不能に連結された前記巻き軸（２）に回転不能、かつ同軸に連結された軸（８）上に回転可能に取り付けられ、前記スイッチカップリング（５）の第１の表面（１８）が、前記剛体の回転連結部（１５）にしっかりと連結され、かつ前記軸（８）を中心として回転可能な部品（２５）に復元力に抗して可動に取り付けられており、前記カップリング（５）の第２の表面（１９）が前記軸（８）に回転不能に連結されている
シートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項２】
前記スイッチカップリング（５）の第１の表面（１８）が、電磁信号または慣性、すなわち遠心力によって、前記カップリング（５）の前記第２の表面（１９）との係合位置へと移動させることが可能である、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項３】
前記駆動ホイール（１１）は前記トルクを伝達するギア（１３）である、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項４】
前記電気モータ（４）と前記原動スプリング（３）と前記カップリング（５）は、前記軸（８）上に組み立て可能なユニット（１７）である、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項５】
前記ギア（１３）は、ギアホイール、スクリューギアまたはウォームギアである、請求項３に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項６】
前記ギア（１３）と前記カップリング（５）と前記原動スプリング（３）は、シートベルトリトラクタ（２６）の、自動車およびベルトウェッビング検知センサ（１４）が設けられている側に配置されている、請求項３に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項７】
前記シートベルトリトラクタ（２６）の他方の側に、前記巻き軸（２）を、前記シートベルト（１）を締めるために前記巻き取り方向に駆動する、火工品で駆動される引き締め手段（６）が設けられている、請求項６に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項８】
前記電気モータ（４）の動作を、危険な運転状態を示すセンサ信号によって引き起こすことができる、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項９】
前記電気モータ（４）と前記の火工品で駆動される引き締め手段（６）がシートベルトリトラクタフレーム（７）に固定されている、請求項７に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項１０】
前記ギア（１３）と前記カップリング（５）と前記原動スプリング（３）を有する前記ユニット（１７）も前記シートベルトリトラクタフレーム（７）に固定されている、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項１１】
軸方向の構成において、前記カップリング（５）が前記駆動ホイール（１１）と前記原動スプリング（３）の間に配置され、それによって前記駆動ホイール（１１）は前記シートベルトリトラクタ（２６）の内側に、前記原動スプリング（３）は前記シートベルトリトラクタ（２６）の外側に配置されている、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【請求項１２】
前記カップリング（５）は、最小の回転速度でまたは最小の加速度で前記ベルト巻き取り方向に係合され、前記ベルトの引き出し方向の回転の間、解除されている、請求項１１に記載のシートベルトリトラクタ（２６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートベルトリトラクタを制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特明細書ＵＳ６３７１３９７Ｂ１は、トルクが、小さい回転速度で駆動手段から原動スプリングへ、スプリング力を変えるために伝えられるシートベルトリトラクタを開示している。本装置は、駆動手段によって生成されたトルクを、シートベルトを巻く巻き軸に大きい回転速度において伝達するカップリングを有している。トルクの伝達はウォームギアによって行なうことができる。駆動手段のトルクを巻き軸に伝達する伝達装置と、原動スプリングはリトラクタの一方の側または巻き軸上に位置している。
【０００３】
ＰＣＴ特許出願公開ＷO００/７１３９４Ａ１は、衝突前状態において出された信号に応じて、電気モータによって生成されたトルクを、シートベルトに予め張力をかけるために、ベルトリールに伝達するスイッチカップリングを教示している。電気モータの出力軸と巻き軸の間にギアを配置してもよく、これによって該ギアと、スプリング力が電気モータによって調整可能な原動スプリングがベルトリトラクタの一方の側または巻き軸に配置される。
【０００４】
この公知のシートベルトリトラクタでは、原動スプリングのスプリング力とシートベルトの装着者の快適さは通常の運転状態の間に調整することができる。スプリング力は、シートベルトの取り外しの間、格納位置にあるシートベルトの緩みを取るために大きくすることができる。増大した回転速度にある電気モータからベルトリールへ伝達されるトルクは、衝突前の可能性が高い運転状況において用いることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、電気モータによって生成されたトルクはカップリングによってシートベルトリトラクタの少なくとも１つの部品、例えば巻き軸または原動スプリング、または巻き軸の回転によって起動させられるベルトウェッビングセンサへ伝達され、それによって、シートベルトに伝達されたトルクをかけた後、シートベルトリトラクタは、通常の運転状態および危険な運転状態での調整可能な機能に対する出発位置である機能へと調整される。
【０００６】
この出発位置では、シートベルトが使用された後、使用されたベルトウェッビングの少なくともベルト緩みが、シートベルトリトラクタの巻き軸に伝達されたトルクによって除去される。
【０００７】
カップリングから伝達されたトルクによってシートベルトが使用された後、原動スプリングは、シートベルトに小さいベルトウェッビング力がかけられた快適位置へと電気モータによって回転させられるのが好ましい。快適位置のこの調整は、ベルトの緩みが、自動車乗員の体にかけられたベルトウェッビングから除去された後に行われるのが好ましい。電気モータによって生成された、ゼロであってもよい、例えば小さい回転速度に基づくカップリングは回転方向の反転によって開き、その結果、原動スプリングのその調整のための２つの固定点の、快適位置への１つとの回転接続のみが残る。
【０００８】
他の機能の調整は、少なくともベルト緩みが、使用されたベルトウェッビングから除去される出発位置から行なわれ、ベルトウェッビングは標準の位置をとる。既に述べたように、ベルトウェッビングはこの標準位置から快適位置へ出発位置として持ってくるのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、自動車に搭載することができる、シートベルト1用のシートベルトリトラクタ２６の実施形態を示している。シートベルトリトラクタ２６は、シートベルト1を巻く巻き軸２と、巻き軸２に、シートベルト1の巻き取り方向に予め張力をかける原動スプリング３とを有している。原動スプリング３のスプリング力と巻き軸２の駆動力は、直流電気モータ駆動装置４の助けにより、特に衝突前状態の場合に調整することができる。
【００１０】
電気モータ駆動装置４が発生したトルクを原動スプリング３と巻き軸２とに伝えるために、以下に詳しく説明するギア１３と、カップリング５が用いられる。ギア１３はギアホイール、または、たとえばフロントスクリューギアを備えたスクリューギア、またはウオームギアであってよい。
【００１１】
ギア１３、カップリング５、および原動スプリング３は、予め組み立てられたユニットであるのが好ましい。電気モータ駆動装置４は該ユニットに後から取り付けられても、あるいは該ユニットの一部品として予め組み立てられてもよい。図示されているように、該ユニットはシートベルトリトラクタのいわゆる機械側に取り付けられている。シートベルトリトラクタの機械側は従来と同様にして自動車感知センサとベルトウェビング感知センサを有している。これら２つのセンサは公知の方法で設計され、かつ図示の実施形態ではセンサ１４として概略的に示されている。センサ１４の自動車感知部分は自動車の過度の加速または制動に応答し、巻き軸２の阻止をも引き起こす。センサ１４のベルトウェビング感知部分は巻き軸の過度の回転加速度に応答し、巻き軸２の阻止をも引き起こす。自動車感知部分とベルトウェビング感知部分を有する、この種のセンサは、例えば、米国特許明細書６２８３３９８Ｂ１から公知である。
【００１２】
電気モータの各トルクを伝えるために、図示の実施形態に示されているギア１３は、原動スプリングのスプリング端、特に外側スプリング端に、剛体の回転連結部(rigid rotational connection)によって回転不能に連結された巻き軸２に回転不能に連結された軸８上に回転可能に取り付けられている駆動ホイール１１を有する。軸８は巻き軸２を軸方向に延長したものである。電気モータ４によって生成されたトルクは、他のギア部分、例えばフロントスクリューギア１２またはウォームギアを経て駆動ホイール１１に伝えられる。このトルク伝達は、電気モータ駆動装置の出力軸１６が軸８の軸心に直交して延びる、図に示す、電気モータ駆動装置の構成において適している。電気モータ駆動装置４の出力軸１６の平行な配置では、力伝達ギア部品は駆動ベルトまたはギアホイールまたはギアホイール対であってよい。
【００１３】
駆動ホイール１１から原動スプリング３へ力、すなわちトルクを伝達する、少なくとも、力、すなわちトルク伝達の間、固定されている回転連結部１５が設けられている。剛体の回転連結部１５は永続的に設けられているのが好ましい。この場合、ホイール１１は原動スプリング３の外側スプリング端に回転不能に連結されている。剛体の回転連結部１５は軸８を中心として回転するように取付けられている。剛体の回転連結部１５は例えば、原動スプリング２が中に配置されているスプリングハウジング２０にしっかりと連結されていてよい。
【００１４】
カップリング５は、（不図示の）復帰スプリング(restoring spring)の力に抗して駆動ホイール１１に回転不能に連結されている部品に可動に配置されている第１のアクティブ表面１８を有している。図示の実施形態では、第１のアクティブ表面１８はスプリングハウジング２０に可動に取り付けられたカップリング部品２１上に位置している。カップリング５の第２のアクティブ表面１９は軸８に回転不能に連結されている。図示の実施形態では、第２のアクティブ表面１９が上に位置し、かつ、例えばくさび伝動装置(wedge gearing)によって固定点２３のところで軸８に連結されている第２のカップリング部品２２が設けられている。このようにして、回転不能な連結がカップリング５の第２のアクティブ表面１９と巻き軸２の間に生じている。カップリング５の２つのアクティブ表面１８，１９は、公知のように、該カップリングの係合の間互いに係合するギア、摩擦表面などであってよい。適切なカップリング手段は例えば、米国特許明細書ＵＳ６１９６４８７Ｂ１から公知のカップリングであってよい。カップリングの係合は電磁スイッチ信号または慣性力によって生成することができる。
【００１５】
図示の実施形態では、カップリング５の部品は駆動ホイール１１と原動スプリング３の間、特にスプリングハウジング２０内に位置している。この場合、カップリング５の複数の部品は剛体の回転連結部１５によって橋渡しされている。このようにして、ギア１３とカップリング５と原動スプリング３を有し、これらはジョイントハウジングに収容できるのが好ましい、ユニット１７の非常にコンパクトな構造が得られる。ギア１３とカップリング５と原動スプリング３は、ユニット１７として、フラットな配置で互いに予め組み立てることができ、かつシートベルトリトラクタの機械側にある軸８に位置することができる。ユニット１７の複数の部品を、機械側を超えて延びる軸８上で簡単に次々に組み立て、その後それらをジョイントハウジング内に収容することができる。このことは、従来の通り組み立てられたシートベルトリトラクタが、衝突前状態にあるシートベルトに予め張力をかける電気モータと、原動スプリング力用の調整手段を備えることができる利点がある。
【００１６】
駆動ホイール１１とカップリング５と原動スプリング３のサンドイッチ構造の軸方向の順序は、組み立ての要件によって要求された場合、変えることもできる。例えば、内側駆動ホイール１１またはカップリング５の部品を外側に設けることができ、原動スプリング３を駆動ホイール１１とカップリング５の間に配置することができる。しかし、部品の軸方向の他の順序も可能である。
【００１７】
コンパクトな構造を有するパワー引き締め装置の機能が予知されれば、パワー引き締めを、図１に示すように、シートベルトリトラクタまたは巻き軸２の反対側にある、火工品によって駆動される引き締め手段６によって与えるのが好ましい。火工品で駆動される引き締め手段は、ヨーロッパ特許明細書ＥＰ０６２９５３１Ｂ１またはドイツ特許出願公開明細書ＤＥ１９６０２５４９Ａ１から知られているように、公知の方法で設計することができる。これらの公知の引き締め駆動装置では、火工品によって生成された駆動力は、歯付きラックの形をした錘からまたは溝形状のガイドに配置された幾つかの錘からベルトリールに連結された駆動ホイールへ確実に、すなわちカップリングを経て伝えられる。引き締め装置の他の考えられる実施形態が英国特許公開明細書ＧＢ２３２５８９６Ａから公知である。
【００１８】
シートベルトリトラクタの他の側上または巻き軸のトルクが原動スプリングおよび巻き軸に伝えられる電気モータとの組み合わせで、シートベルトリトラクタのコンパクトな構造が得られ、その結果、電気モータ駆動装置の低回転速度におけるスプリング力の調整による、着用時の快適さおよび電気モータ駆動装置のトルクを巻き軸に伝達することによる、高回転速度における衝突前状態でのベルト引き締めの快適さが得られる。
【００１９】
巻き軸２に回転不能に連結された駆動ホイール２４を設けるのが好ましい。駆動ホイール２４を、締め付ける目的で、係合されるカップリングを経て巻き軸２に連結することができる。引き締め駆動装置は、例えばヨーロッパ特許出願明細書ＥＰ０６２９５３１Ｂ１から公知の歯付きラック、または例えば英国特許出願公開明細書ＧＢ２３２５８９６Ａから公知の、ガイド溝内に次々と配置された駆動体、またはボール形状の駆動体が、米国特許公開明細書ＵＳ５６９０２９５Ａから公知の駆動ホイール２４に作用できるように、公知の方法で配置してもよい。このようにして、原動スプリング力の調整用のコンパクトな構造のシートベルトリトラクタが得られ、衝突前状態における事前引き締めの機能と、衝突時のパワー引き締めの機能がコンパクトな構造で一体化される。
【００２０】
図示の実施形態の動作のモードは以下の通りである。
【００２１】
原動スプリング３のスプリング力を調整または変更するために、電動モータ駆動装置４は低回転速度においてトルクを発生し、このトルクは駆動ホイール１１から剛体の回転連結部１５を経て原動スプリング３の外側スプリング端１０に伝えられる。電気モータ駆動装置４の出力軸１６の回転方向にしたがって、外側スプリング端１０を捩ることによって、原動スプリング３のスプリング力が増減させられる。例えば、シートベルトの取り外し後、シートベルト１をパーキング位置に戻すことによって、原動スプリング３の復元力を対応して大きくすることができる。シートベルト１が使用されたとき、原動スプリング３の復元力は、着用時の快適さを増すように小さくすることができる。シートベルトをかけた後、シートベルトを自動車乗員の体に完全にかけるために、原動スプリング３によって復元力を増大させることができる。その後、原動スプリング３の既に述べた、小さくなった復元力は、通常の運転状態の間の着用時の快適さを調整するために、調整することができる。
【００２２】
電気モータ駆動装置４の出力トルクを巻き軸２に伝えるために、カップリング５は係合位置へと移動させられる。カップリング５は、自動車動作の例えば衝突前状態において相応の電気パルスによって係合位置へと移動させられるスイッチカップリングであってよい。スイッチカップリング５は、慣性力または遠心力によって、電気モータ駆動装置４の増大した回転速度において自動的に係合位置へと移動させられるように設計されていてよい。回転速度に応じて作動させられる適切なカップリングが米国特許明細書ＵＳ６１９６４８７Ｂ１で教示されている。このカップリングは、モータによって生成された加速に応じて作動させることもできる。
【００２３】
電気モータ駆動装置４によって生成された駆動力は軸８によって巻き軸２に可逆的に伝えることができる。衝突前状態の後、衝突が起こらなかった場合、例えば電気モータ駆動装置４が反対方向に素早く回転することによってカップリング５を解除することができ、通常の運転状態に対して使用されるベルトウェビング着用力を、原動スプリング３の復元力を相応に調整することによってシートベルト上に復元することができる。
【００２４】
衝突時、火工品で駆動させられる引き締め手段６が作動させられ、その結果、大きな引っ込み力によって再び張力をかけることによって、自動車の乗員は後ろに引っ張られ、自動車のシート内に保持される。
【００２５】
電気モータ駆動装置４は、自動車の乗員が一定の時間を越えて所定の位置にいないときにも作動させることができる。自動車の乗員はそれから、電気モータ駆動装置４によって生成された復元力によって通常の着座位置へ戻される。
【００２６】
火工品による引き締め手段とユニット１７は、共通のフレーム、特に、自動車の構造に取り付けられるシートベルトリトラクタ７に取り付けられるのが好ましく、その結果、電気モータおよび火工品による引き締め手段の駆動の間に生成された反力は、シートベルトリトラクタフレームを介して自動車の構造によって吸収される。
【００２７】
本発明の動作の仕方を図２と図３を参照してより詳細に説明する。
【００２８】
図３は、２つのグループに分割できる、自動車の動作中に生じる運転状態と、自動車乗員に拘束システムが与える、対応する影響を示す図である。通常の運転状態を表す１つのグループが図３の左側に示され、様々なレベルの違いを有する危険な運転状態を表す他のグループが図３の右側に示されている。要求されている全ての拘束機能をできるだけ速やかに果たすために、シートベルトリトラクタは、通常の運転状態と危険な運転状態の両方に要求される機能を速やかに行なうことができる出発位置に移動させられる。
【００２９】
図３に示す実施形態では、出発位置は、原動スプリングの復元力を巻き取り方向に相応に調整することによってシートベルトをかけた後の着用時のベルトウェビングの快適さからなる。シートベルトの緩みが、シートベルトリトラクタの巻き軸に伝えられた、電気モータのトルクの助けを借りてシートベルトをかけた後に除かれた運転状態を出発位置として選択することができる。
【００３０】
ブロック図からわかるように、まず、シートベルトが乗物乗員によってかけられる。この状況はベルトバックルセンサ２７（図２）によって検出され、電子評価手段である中央コンピュータ３４に伝えられる。中央コンピュータ３４は、自動車の車載コンピュータと統合されていても、あるいは別個のコンピュータユニットであってもよい。イグニッションを起動した後、中央コンピュータ３４は、シートベルトをかけた後に残っているベルトの緩みを除くために電気モータ駆動装置４に信号を送る。
【００３１】
ベルトの緩みを除くために、電気モータ駆装置４はまずごく短時間に、上記したように、カップリング５が係合位置へと移動させられる回転速度にさせられる。このようにして、電気モータ駆動装置４は巻き軸２と回転連結する。図４のフェーズ１およびフェーズ２の概略図からわかるように、カップリング５の係合のためにごく短時間適用されたモータ回転速度は、事前引き締めなどの他の機能のためにフェーズ３およびフェーズ４について概略的に示されているように、ベルトの緩みを除くための、設定された回転速度よりも大きい。
【００３２】
図５は、電気モータ駆動装置４に加えられる張力の過程を実線で示している。この張力によって、フェーズ１から４の各々において、図４に示され、または図５に破線で示される回転速度過程が得られる。各フェーズの時間は概ね次の通りである。フェーズ１は約２０msec後に終了する。フェーズ２は約２８msec後に終了し、フェーズ３は約４０msec後に終了する。各フェーズの長さは勿論約５msec異なっていてよい。図５に示すように、カップリングを係合するために、電気張力パルスがフェーズ１において電気モータ駆動装置４に加えられる。電機モータ駆動装置４に加えられた張力は次にフェーズ２において著しく下げられ、電気張力は、図５からわかるように、フェーズ２において逆向きにすることができる。フェーズ２の終了後、電気張力はフェーズ３において再び上げられ、それによって張力値はフェーズ１の張力値よりも小さい。フェーズ３において、電気張力は再びフェーズ１の電気張力の極性を有している。フェーズ１および時間の後、ロータはわずか１回転未満の回転をする。フェーズ３においてのみロータは完全に１回転している。これは、フェーズ３の時間の、例えば概ね真ん中または前半に起こる。続くフェーズ４において、モータは、例えばベルトの緩みを除去する間またはシートベルトの事前引き締めの間、実行される機能のために必要な回転速度に到達する。
【００３３】
図５に示す張力期間はベルトの緩みの除去の間使用されるのが好ましく、これによってカップリングの係合が遅くともフェーズ３において起こる。
【００３４】
シートベルトの事前引き締めがモータトルクによって行なわれるとき、モータに加えられる電気張力は、図５に示すように、フェーズ２において極性が反転されず、ただ下げられるだけであり、それによって、電気張力の極性は同じままである。フェーズ１においてモータに加えられた張力は、図１０を参照して説明するように、早期の係合がフェーズ１において既に行なわれるように測定される。
【００３５】
カップリング５の係合後のベルトの緩みの除去は、図６に示すように起こる。図６において、ｎで示される曲線はモータの回転速度を表し、Ｆで示される曲線は、モータ電流Ｉに比例するベルト力を表わす。ベルト力Ｆは、シートベルトのベルトウェビングが自動車の乗員の体に加えられる際の力を示している。ベルト力Ｆを生成するために、引っ張り力が電気モータ駆動装置４のトルクによってシートベルトに加えられる。
【００３６】
図６に示すように、カップリング５の係合の後、巻き軸５に連結された電気モータ装置４は、決められたベルト力Ｆが得られるまで（ｔ1）駆動され、一定のベルト力で一定に維持される。時点ｔ2で、ベルトの緩みは除去され、ベルト力は、小さくなる回転速度ｎと連続して回転する電気モータ駆動装置４によって増大する。時点ｔ2から前方に、モータ回転速度はゼロまで下がる（ｔ3）。この段階で過大なベルト力からベルトウェビングを開放するために、電気モータは逆方向、すなわちベルト繰り出し方向に回転し、カップリング５は開く。所望のベルト力は次に原動スプリング３の復元力によって供給される。
【００３７】
カップリング５の開放の後、原動スプリング３によって生成された復元力は巻き軸２とシートベルト１に作用し、それによって、ベルトの緩みの除去後、原動スプリングはその標準位置（図７の位置１）にある。この位置は、図３に示すさらに拘束する機能の出発位置であってよい。
【００３８】
原動スプリング３は、出発位置として、快適位置（図７）を表わす位置２へ入るのが好ましい。電気モータ駆動装置４は、カップリング５を作動状態にする回転速度よりも小さい回転速度で駆動される。この場合、例えば、３から６回転が駆動ホイール１１と剛体の回転連結部１５によって外側スプリング端１０に伝えられる。原動スプリング３の事前引っ張り力はこのようにして小さくなり、その結果原動スプリング３の位置２（快適位置）において、シートベルト１は、小さいベルト力によって自動車の乗員の体にかけられる。
【００３９】
出発位置の調整の間、次の基準をも、電気モータ駆動装置４の制御のために考慮に入れることができる。シートベルトを着用している自動車乗員が座る自動車のシートの位置を、センサ３０の助けを借りて、自動車内で検出することができる。センサ２９の助けにより、自動車の乗員が、自動車上で占める位置を監視し求めることができる。原動スプリング３の復元力を、調整手段２８の助けにより、運転手の運転スタイルに応じて調整することが可能である。電気モータ３は、中央コンピュータ３４によって制御される、カップリング係合回転速度よりも小さい回転速度で駆動され、外側スプリング端は対応する位置へと回転させられる。
【００４０】
調整手段２８は、巻き軸が、スポーティな運転スタイルのためのあるベルト力において阻止（block）させられるように設計することができる。このために必要な方策を、図１１を参照して説明する。ベルトリールが事前に阻止するのを防ぐ、小さい回転速度でのカップリングの係合後、増大するベルト力がフェーズ１においてシートベルトにかけられる。決められたベルト力が得られた後、ベルト力は時間間隔２の間一定に保たれる。これは、時点ｔ1と時点ｔ2の間のベルト緩みの除去の間（図６）存在するベルト力からなってよい。しかし、このベルト力は、ベルト緩みの除去の間の使用時よりも大きいことがある。その後、ベルト力を、例えば、電気モータ駆動装置４の回転方向をウェビング引き出し方向に反転させることによって、時間間隔３において短時間（数msec）に下げられる。その後、時間間隔４において、ベルト力はパルス状に増減し、それによって電気モータ駆動装置４はシートベルト１をウェビング巻き取り方向に巻き取り、それからウェビング引き出し方向に急に切り替えられる。この切り替えの間、シートベルト１には増大するベルト力がかけられ、その結果、電気モータの回転方向のウェビング引き出し方向への切り替えの間、巻き軸２は、シートベルトによって実行された反力による大きな加速度によってウェビング引き出し方向に回転させられ、それによって公知のやり方で、ベルトウェビング感知事前阻止が制御され、そしてウェビングがさらに引き出されると、巻き軸の主阻止が制御される。
【００４１】
時間間隔４の間の、電気モータの、ウェビング巻き取り方向からウェビング引き出し方向への回転方向の急な反転の間、カップリングは開放される。新たな係合を防ぐために、電気モータ駆動装置はゆっくりと制動がかけられ、時間間隔５と６におけるその出発位置（標準位置）へと戻される。巻き軸２は、制御された主阻止位置にずっとある。この場合シートベルトはフェーズ２の間調整されたベルト力で自動車乗員にかけられる。このベルト力は、必要ならば、調整手段２８の助けで、例えば所望の運転スタイルに応じて、自動車乗員によって調整することができる。巻き軸の主阻止位置の係合は検出器２５（図１および図２）によって検出し、中央コンピュータ３４によって記録することができる。
【００４２】
通常の運転状態の間、本拘束システムは各場合においてその調整された出発位置にずっとある。自動車が停止したとき、ベルトバックルは開放され、ベルトバックルセンサ２７は、中央コンピュータ３４に相応の信号を出す。その後、自動車のイグニッションがオフされる。
【００４３】
図３の右側部分には、様々な危険状態と、各場合に要求される拘束機能が概略的に示されている。この場合、自動車乗員が特定の時間長の間、自動車上の通常の着座位置から所定の距離を越えて移動した、例えば、いわゆるＯＯＰ（「はずれ位置」）が示されている。この種の位置は、例えば米国特許明細書ＵＳ６２９０１５９Ｂ１から知られている、巻き軸の動きを検出する検出装置３３の助けで検出することができる。ウェビング引き出し長さを示す、巻き軸２の回転がこれによって検出される。
【００４４】
検出装置３３は、出発位置において巻き軸２によって採用されている回転角度からのベルトウェビング引き出し長さを検出し、相応の信号を中央コンピユータ３４に供給する。所定のウェビング引き出し長さが超えられると、コンピュータ３４は電気モータ駆動装置４をオンさせる。この場合、モータは、カップリング５と係合する回転速度で駆動させられ、それからベルトウェビングは、好ましくは下げられた回転速度で巻かれる。この場合、自動車の乗員は、電気モータ駆動装置４によって生成されたトルクの助けで通常の着座位置へと戻される。
【００４５】
異なった方向に自動車に作用する過度の横加速または加速が加速度センサ３２の助けで検出されると、同じ方法が起こりうる。加速度センサ３２は中央コンピュータ３４にも接続されており、その結果、中央コンピュータ３４は、既に述べたように、電気モータ駆動装置４を、作動させられたカップリング５を介して巻き軸２に連結し、自動車シートに座っている自動車乗員を相応の拘束力で拘束し、必要ならば、自動車乗員を以前の通常の着席位置へと戻す。
【００４６】
事前衝突センサが、例えば、非常ブレーキ、自動車のすべり、障害物への接近などの状況を、衝突の大きなおそれで検出すると、事前衝突センサ３１は相応の信号を中央コンピュータ３４に送信する。中央コンピュータ３４はまた、カップリング５と係合する回転速度で電気モータ駆動装置４をオンさせ、シートベルトは大きな回転速度でウェビング巻取り方向に巻かれ、その結果自動車乗員は、増大するベルト力で、自動車のシートに保持される。この場合、図11を参照して説明した、巻き軸の主阻止を行なうことができる。
【００４７】
図１０は、カップリング５を閉じるのに必要な、および、例えば、自動車の乗員の着座位置のためのセンサ３０または加速度センサ３２によって引き起こされる、ゆるい締めのためのモータ電流Ｉを時間ｔの関数として示している。モータ電流は時間1においてパルス状に上昇し、その最大値の約半分またはわずかにこの下に低下する。この段階でカップリング５は係合させられる。図４および図５を参照して既に述べたように、パルス状の電気張力が最初に電気モータ駆動装置４にかけられ、この張力はそれから、ロータが完全に１回転する前に、極性を維持しつつ低下する。この結果、モータ電流がパルス状に上昇し、時間1において低下する。その後、電気張力は再び上昇する。ここで、モータ電流は、時間2の間、トルクの対応する増大とともに増大し、それによって、ベルトウェッビングは、「係合衝撃（jolt）」を生成することなく巻き取られる。時間ｔ3の間、電流力は低下し、シートベルトは緩く締められる。時間間隔1および2はそれぞれ約１０から３０ｍｓである。このようにして、カップリング５の確実な係合が、シートベルトを自動車乗員の体にかけるためのベルト力に対してシートベルトの締めが急に作用することなく、回転速度または加速度に対して達成される。
【００４８】
巻き軸２がウェッビングの引き出し方向にさらに回転するのが阻止される主阻止位置からの巻き軸２の開放を図８および図９を参照して説明する。
【００４９】
時点ｔ1とｔ2の間のフェーズ（図８）において、カップリング５はモータ回転速度によって係合させられ、巻き軸２は電気モータ駆動装置４と回転連結させられる。電気モータ駆動装置４は巻き軸２を、ウェッビング引き出し方向に回転させ、それによって、主阻止位置、特に主阻止キャッチはその係合位置から開放され、ベルトウェッビング感知事前阻止、特に事前阻止キャッチは復元力、例えばスプリング力（時点ｔ3）を基にして開放される。ほんの徐々に増大するベルト力が得られるのが好ましい。ベルトウェッビングは、時点ｔ3とｔ4の間にベルト巻き取り方向にさらに回転する間、巻き軸がｔ4において位置決めされ、カップリングが、電気モータ駆動装置４がベルト引き出し方向にさらに回転することで開くまで、緩められ、すなわちベルト力は小さくなる。
【００５０】
時点ｔ3において大きなベルト力のために主阻止位置の開放に抗する非常に大きな反力が存在すると、主阻止キャッチはその阻止位置にとどまる。この位置は検出器２５によって検出でき、相応の信号を中央コンピュータ３４に出すことができる。中央コンピュータ３４は、係合させられたカップリング５によって巻き軸２に依然として連結されているモータを、図９にしたがってウェッビング巻き取り方向に大きな加速度で回転させる。すると、主阻止キャッチは、ベルトに作用する反力に打ち勝つことによってその歯車による阻止係合から開放され、ベルトウェッビングは、巻き軸がベルト引き出し方向に回転することによって開放される。
【００５１】
主阻止位置の開放は、巻き軸の回転を検出する感知装置３３によって行なうこともできる。巻き軸２がウェッビング引き出し方向に回転した後、巻き軸の、ウェッビング引き出し方向の回転が時点ｔ3において感知装置３３によって検出されないと、このことは、巻き軸２の主阻止位置が依然として存在することを示している。すると、図９において既に述べた強力な係合解除プロセスが行なわれる。ベルトウェッビング感知事前阻止および制御可能な主阻止を有するセンサ１４の実施形態が米国特許明細書ＵＳ６２８３３９８Ｂ１から公知である。
【００５２】
図３からわかるように、弱い締めおよび強い締めによって生成された端位置は、電気モータの助けで反転させることができ、したがって原動スプリング３の復元力が巻き軸２およびシートベルト１に作用する出発位置を復元することができる。これは,ウェッビング巻き取り方向に回転している電気モータ４と、開放されつつあるカップリング５によって行なわれる。上記の機能を繰り返し行なうために、電気モータ駆動装置４は（詳しくは示さない）再充電可能なエネルギーまたは電流源に接続されている。接続されている電気モータ駆動装置の、逆方向に充電可能なこの種のエネルギー源がＰＣＴ国際公開ＷＯ０１/４５９８５Ａ１から公知である。
【００５３】
上記した機能を実行するために、電気モータ駆動装置４によって駆動される駆動ホイール１１およびウェッビング巻き取り方向に一緒に回転するカップリング部品の相応の回転速度またはそのカップリング部品の１つ、特にカップリング要素キャリアの相応の加速度で、カップリング５が、ウェッビング引き出し方向の回転の間、係合し、開くように、カップリング５は設計されている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】様々な機能を本発明にしたがって実施できるシートベルトリトラクタの概略図である。
【図２】本発明の実施形態を用いたシートベルトシステムのブロック図である。
【図３】本発明によって、電気モータによって生成されたトルクで実行できる様々な機能のブロック図である。
【図４】カップリングの係合の間のモータ回転速度の時間的経過を表すグラフである。
【図５】カップリングの係合の間、電気モータに加えられる電気的張力の時間的経過を表すグラフである。
【図６】モータ回転速度と、ベルトウェッビングの緩みの除去の間、使用されたベルトウェッビングに作用するベルト力を示す図である。
【図７】原動スプリングが標準位置から快適位置へ移動する間のモータ回転速度を示す図である。
【図８】巻き軸が回転阻止状態（主阻止位置）から開放される間の巻き軸の動きとモータ回転速度を時間の関数として示す図である。
【図９】大きな反力が、使用中のベルトウェビングに作用する、係合解除の間のモータと巻き軸の動きを示す図である。
【図１０】係合の間およびシートベルトを僅かに締めるためのモータ電流の時間的経過を示す図である。
【図１１】巻き軸の主阻止位置への動きを説明するために、巻き軸と電気モータの動きを示す図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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