(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともリーフシャフトによるシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給する駆動力供給手段と、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出されたとき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、
前記シートベルトのタングがバックルに装着された場合に前記リーフシャフト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前記駆動力供給手段に制御信号を出力し、前記駆動力供給手段から供給される電流に応じて前記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、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、前記リーフシャフトをシートベルトの引き出し側へ回転させ、乗員に所定の弛みが与えられたとき前記シートベルトの引き出し駆動を停止させるように制御する制御手段を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】
前記制御手段は、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、所定時間経過後に、前記リーフシャフトをシートベルトの引き出し側へ回転させ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。
【請求項３】
少なくともリーフシャフトによるシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給する駆動力供給手段と、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出されたとき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、
前記シートベルトのタングがバックルに装着された場合に前記リーフシャフト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前記駆動力供給手段に制御信号を出力し、前記駆動力供給手段から供給される電流に応じて前記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、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、前記シートベルトの巻き取り駆動を停止させる制御信号を出力するように制御する制御手段を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４】
前記制御手段は、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、所定時間経過後に、前記シートベルトの巻き取り駆動を停止させる制御信号を出力することを特徴とする請求項３記載の車両用乗員拘束保護装置。
【請求項５】
前記車両用乗員拘束保護装置は、更にシートベルトの装着有無を検出するバックル接続有無検出部と、前記シートベルトの巻き取り終了直前であることを検出する巻き取り終了直前検出手段を有し、前記バックル接続有無検出部により、前記シートベルトの非装着が検出された場合には、前記駆動力供給手段により、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給し、前記シートベルトを巻き取り、前記巻き取り終了直前検出手段により、前記シートベルトの巻き取りが終了直前であることが検出されると、前記制御手段は、時系列的に、巻き取り駆動力を低下させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項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い、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を備えている。
【０００３】
そして、この電動リトラクタはシートベルトの装着を検知するとリールシャフトによりシートベルトの巻き取りを行い、乗員の体にシートベルトがフィットし、シートベルトの巻き取りが限界に到達すると、所定の弛みを与えるためにリールシャフトによりシートベルトの引き出しを行っていた。
【０００４】
図５は、従来のリールシャフトによるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係の一例を示す図である。
【０００５】
まず、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフトにより一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、シートベルトの巻き取りが限界に到達するまで行われていた（期間Ｔ１）。この期間、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に増大し、リールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度は徐々に減少した。
【０００６】
その後、シートベルトの巻き取りが限界に到達すると（点ａ）、リールシャフトは逆回転し、一定の大きさのシートベルト引き出し駆動力でシートベルトの引き出しが開始され、所定の弛みが与えられるまでシートベルトの引き出しを続けようとしていた。この時、リールシャフトによるシートベルトの引き出し加速度は増大した。
【０００７】
図９は、従来のリールシャフトによるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係の他の例を示す図である。
【０００８】
まず、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフトにより一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、シートベルトの巻き取りが限界に到達するまで行われていた（期間Ｔ５）。この期間、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に増大し、リールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度は徐々に減少した。
【０００９】
その後、シートベルトの巻き取りが限界に到達すると（点ｃ）、リールシャフトによるシートベルトの巻き取りは停止され、渦巻きばね等の付勢力に抗する反発力、即ちシートベルトに圧迫されていた乗員の体や衣服の反発力によって、シートベルトの引き出しを続けようとしていた。この時、リールシャフトによるシートベルトの引き出し加速度は増大した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートベルトの装着後にリールシャフト３によるシートベルトの巻き取りが限界に到達すると、リールシャフト３は逆回転し、シートベルトの引き出しを行うため、リールシャフトによるシートベルトの引き出し加速度が急激に増大し、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えてしまい、シートベルトロック機構によりシートベルトの引き出しがロックされることがあった。従って、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は大きい時点（点ｂ）から解放されないことがあった（図５の期間Ｔ２）。
【００１１】
また、シートベルトの装着後にリールシャフト３によるシートベルトの巻き取りが限界に到達し、この巻き取りを停止すると、シートベルトに圧迫されていた乗員の体や衣服の反発力によって、圧迫が弱まる方向にシートベルトが急速に戻されるため、リールシャフトによるシートベルトの引き出し加速度が急激に増大し、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えてしまい、シートベルトロック機構によりシートベルトの引き出しがロックされることがあった。従って、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は大きい時点（点ｄ）から解放されないことがあった（図９の期間Ｔ６）。
【００１２】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、快適なシートベルト装着環境を提供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。
【００１３】
【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、少なくともリーフシャフトによるシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給する駆動力供給手段と、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出されたとき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、前記シートベルトのタングがバックルに装着された場合に前記リーフシャフト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前記駆動力供給手段に制御信号を出力し、前記駆動力供給手段から供給される電流に応じて前記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、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、前記リーフシャフトをシートベルトの引き出し側へ回転させ、乗員に所定の弛みが与えられたとき前記シートベルトの引き出し駆動を停止させるように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
また、請求項２の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１の車両用乗員拘束保護装置において、前記制御手段は、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、所定時間経過後に、前記リーフシャフトをシートベルトの引き出し側へ回転させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の構成によれば、制御手段がシートベルトの巻き取り速度に応じて駆動力供給手段によるシートベルトの駆動力を制御するので、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。また、シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、リーフシャフトをシートベルトの引き出し側へ回転させ、乗員に所定の弛みが与えられたとき前記シートベルトの引き出し駆動を停止させるようにしたので、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項３の車両用乗員拘束保護装置は、少なくともリーフシャフトによるシートベルトの巻き取りを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給する駆動力供給手段と、前記シートベルトが所定加速度以上で引き出されたとき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、前記シートベルトのタングがバックルに装着された場合に前記リーフシャフト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前記駆動力供給手段に制御信号を出力し、前記駆動力供給手段から供給される電流に応じて前記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、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、前記シートベルトの巻き取り駆動を停止させる制御信号を出力するように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
また、請求項４の車両用乗員拘束保護装置は、請求項３の車両用乗員拘束保護装置において、前記制御手段は、前記シートベルトの巻き取り限界に到達したことを検出した後、所定時間経過後に、前記シートベルトの巻き取り駆動を停止させる制御信号を出力することを特徴とする。
さらに、請求項５の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１乃至４のいずれか１項の車両用乗員拘束保護装置において、前記車両用乗員拘束保護装置は、更にシートベルトの装着有無を検出するバックル接続有無検出部と、前記シートベルトの巻き取り終了直前であることを検出する巻き取り終了直前検出手段を有し、前記バックル接続有無検出部により、前記シートベルトの非装着が検出された場合には、前記駆動力供給手段により、前記電動リトラクタに前記シートベルトの巻き取り駆動力を供給し、前記シートベルトを巻き取り、前記巻き取り終了直前検出手段により、前記シートベルトの巻き取りが終了直前であることが検出されると、前記制御手段は、時系列的に、巻き取り駆動力を低下させることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、シートベルトの巻き取りの限界に到達したことが検出されるので、より精密にシートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００１７】
【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。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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中のバッテリ電圧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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、それに対応した電気信号をＭＰＵ１４に出力する。
【００２８】
図３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。
【００２９】
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Ｓ３１）、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、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Ｓ３２）。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。
【００３０】
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Ｓ３３）、当該電流ｉが所定値、例えば、１．０Ａより大きいか否かを判別し（ステップＳ３４）、当該電流ｉが所定値（１．０Ａ）以下の場合は、ステップＳ３３に戻る一方、当該電流ｉが所定値（１．０Ａ）より大きい場合は、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する（ステップＳ３５）。この時、タイマー１５は当該制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してからの経過時間を計測する。
【００３１】
その後、タイマー１５により所定時間、例えば３秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ３６）、所定時間（３秒間）経過していない場合、即ち、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しているが、十分に低下していない場合は、ステップＳ３５に戻る一方、所定時間（３秒間）経過した場合、即ち、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し、十分に低下している場合は、乗員の体にシートベルトがフィットし、シートベルトの巻き取りが限界に到達しているので、リールシャフト３のシートベルト引き出し側への回転速度を加速させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力し（ステップＳ３７）、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動力が時系列的に徐々に増大するように制御する。これにより、シートベルトは引き出され、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少し、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し速度は徐々に増大する。この時、タイマー１５は当該制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してからの経過時間を計測する。
【００３２】
次に、タイマー１５により所定時間、例えば２秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ３８）、所定時間（２秒間）経過していない場合、即ち、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動力が時系列的に徐々に増大しているが、十分に増大していない場合は、ステップＳ３７に戻る一方、所定時間（２秒間）経過した場合、即ち、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動力が時系列的に徐々に増大し、十分に増大した場合は、乗員に所定の弛みが与えられたので、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動を停止させるべく直流モータ１０の駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力して（ステップＳ３９）、本制御を終了する。
【００３３】
図４はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【００３４】
本実施の形態では、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、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。
【００３５】
その後、直流モータ１０に流れる電流ｉが１．０Ａより大きくなると、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する（期間Ｔ３）。この期間、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に増大しているが、シートベルトの巻き取り開始時に比べて当該圧迫力の増大する割合は減少している。
【００３６】
そして、シートベルトの巻き取りが限界に到達する（点ｅ）。その後、リールシャフト３のシートベルト引き出し側への回転速度を加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引き出し駆動力が時系列的に徐々に増大するように制御し、所定の弛みが与えられたところでこの制御を終了する（期間Ｔ４）。この期間、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少する。
【００３７】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、直流モータ１０に流れる電流ｉが１．０Ａより大きくなると、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、シートベルトの巻き取りが限界に到達した後に、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動力が時系列的に徐々に増大するように制御するので、従来のように、シートベルトの引き出し加速度が急激に増大し、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えることがなくなる。従って、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００３８】
尚、本実施の形態では、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及び引き出し駆動力を直流モータ１０を駆動させる制御信号のデューティー比を変更することで制御したが、バッテリ電圧Ｖｂの値を変更する又はバッテリ電圧Ｖｂと直流モータ１０との間に可変抵抗を設け、抵抗の値を変更することにより直流モータ１０に流れる電流ｉの大きさを制御し、当該電流ｉの大きさの制御によりリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力及び引き出し駆動力を制御してもよい。
【００３９】
（２）第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、主としてシートベルト装着時にＭＰＵ１４が行うシートベルト装着制御である。
【００４０】
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の構成は、直流モータ駆動部１１の替わりに直流モータ駆動部２１を備えている点のみ異なり、その他は上記電動リトラクタ１００の構成と同様である。
【００４１】
図６は直流モータ駆動部２１の回路図である。図６中の回路Ｃ２１は、抵抗ｒ２１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Ｃ２２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６中のバッテリ電圧Ｖｂは直流モータ１０に電源電圧を供給する。
【００４２】
図７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。
【００４３】
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Ｓ７１）、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、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を駆動させる制御信号を直流モータ駆動部２１に出力する（ステップＳ７２）。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Ｃ２１により抵抗ｒ２１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Ｓ７３）、当該電流ｉが所定値、例えば、１．０Ａより大きいか否かを判別し（ステップＳ７４）、当該電流ｉが所定値（１．０Ａ）以下の場合は、ステップＳ７３に戻る一方、当該電流ｉが所定値（１．０Ａ）より大きい場合は、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２１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する（ステップＳ７５）。この時、タイマー１５は当該制御信号を直流モータ駆動部２１に出力してからの経過時間を計測する。
【００４５】
その後、タイマー１５により所定時間、例えば３秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ７６）、所定時間（３秒間）経過していない場合、即ち、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しているが、十分に低下していない場合は、ステップＳ７５に戻る一方、所定時間（３秒間）経過した場合、即ち、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し、十分に低下している場合は、乗員の体にシートベルトがフィットし、シートベルトの巻き取りが限界に到達しているので、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動を停止させるべく直流モータ１０の駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部２１に出力して（ステップＳ７７）、本制御を終了する。
【００４６】
図８はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【００４７】
本実施の形態では、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、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。
【００４８】
その後、直流モータ１０に流れる電流ｉが１．０Ａより大きくなると、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２１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する（期間Ｔ７）。この期間、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に増大しているが、シートベルトの巻き取り開始時に比べて当該圧迫力の増大する割合は減少している。
【００４９】
そして、シートベルトの巻き取りが限界に到達し（点ｆ）、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２１に出力する。これにより、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され、シートベルトに圧迫されていた乗員の体や衣服の反発力によって、シートベルトの引き出しが続けられ、所定の弛みが与えられる。従って、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少する。
【００５０】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、直流モータ１０に流れる電流ｉが１．０Ａより大きくなると、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、シートベルトの巻き取りが限界に到達した後に、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２１に出力するので、従来のように、シートベルトの引き出し加速度が急激に増大し、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えることがなくなる。従って、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００５１】
尚、本実施の形態では、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及び引き出し駆動力を直流モータ１０を駆動させる制御信号のデューティー比を変更することで制御したが、バッテリ電圧Ｖｂの値を変更する又はバッテリ電圧Ｖｂと直流モータ１０との間に可変抵抗を設け、抵抗の値を変更することにより直流モータ１０に流れる電流ｉの大きさを制御し、当該電流ｉの大きさの制御によりリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力を制御してもよい。
【００５２】
（３）第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、主としてシートベルト装着時にＭＰＵ１４が行うシートベルト装着制御である。
【００５３】
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。
【００５４】
図１０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。
【００５５】
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Ｓ１０１）、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、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Ｓ１０２）。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。
【００５６】
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Ｓ１０３）、当該電流ｉが所定値、例えば、３．０Ａより大きいか否かを判別し（ステップＳ１０４）、当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）以下の場合は、ステップＳ１０３に戻る一方、当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）より大きい場合、即ち、乗員の体にシートベルトがフィットし、シートベルトの巻き取りが限界に到達している場合は、タイマー１５が当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）より大きくなってからの経過時間を計測する（ステップＳ１０５）。
【００５７】
次いで、タイマー１５により所定時間、例えば３秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ１０６）、所定時間（３秒間）経過していない場合には、ステップＳ１０５に戻る。この時、シートベルトの巻き取り駆動力は、シートベルトの巻き取り駆動を開始してからの駆動力が維持されており、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は最大であり、シートベルトの巻き取り速度は０であり、シートベルトの引き出し加速度も０である。
【００５８】
ステップＳ１０６で、所定時間（３秒間）経過した場合には、リールシャフト３のシートベルト引き出し側への回転速度を加速させるために直流モータ１０を駆動する制御信号を直流モータ駆動部１１に出力し（ステップＳ１０７）、一定の大きさのシートベルト引き出し駆動力でシートベルトの引き出しが行われるように制御する。これにより、シートベルトは引き出され、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少し、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し速度は徐々に増大する。この時、タイマー１５は当該制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してからの経過時間を計測する。
【００５９】
尚、シートベルトの引き出しが開始された時に、シートベルトの引き出し加速度は一定の大きさになるが、シートベルトの巻き取り時にかかる加速度が付加されないため、シートベルトロック機構２によりシートベルトの引き出しがロックされることはない。
【００６０】
次に、タイマー１５により所定時間、例えば２秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ１０８）、所定時間（２秒間）経過していない場合、本判別を繰り返す一方、所定時間（２秒間）経過した場合、即ち、乗員に所定の弛みが与えられた場合は、リールシャフト３によるシートベルトの引き出し駆動を停止させるべく直流モータ１０の駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力して（ステップＳ１０９）、本制御を終了する。
【００６１】
図１１はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【００６２】
本実施の形態では、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、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。
【００６３】
その後、直流モータ１０に流れる電流ｉが３．０Ａより大きくなると、シートベルトの巻き取りが限界に到達する（点ｇ）。シートベルトの巻き取りが限界に到達してから、３秒間シートベルトの巻き取り駆動力は、シートベルトの巻き取り駆動を開始してからの駆動力が維持されており、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は最大であり、シートベルトの巻き取り速度は０であり、シートベルトの引き出し加速度も０である。
【００６４】
シートベルトの巻き取りが限界に到達してから３秒間経過した後（点ｈ）、リールシャフト３のシートベルト引き出し側への回転速度を加速させるために直流モータ１０を駆動する制御信号を直流モータ駆動部１１に出力し、一定の大きさのシートベルト引き出し駆動力でシートベルトの引き出しが行われるように制御し、所定の弛みが与えられたところでこの制御を終了する。尚、シートベルトの巻き取りが限界に到達してから３秒間経過した後（点ｈ）は、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少する。
【００６５】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルトの巻き取りが限界に到達し、シートベルトの巻き取り速度及びシートベルトの引き出し加速度は０になり、所定時間（３秒間）経過後、一定の大きさのシートベルト引き出し駆動力でシートベルトの引き出しが行われるように制御するので、シートベルトの引き出し加速度はシートベルトの巻き取り時にかかる加速度が付加されず、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えることがなくなる。従って、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００６６】
（４）第４の実施の形態
本発明の第４の実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、主としてシートベルト装着時にＭＰＵ１４が行うシートベルト装着制御である。
【００６７】
本発明の第４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２００の構成と同様である。
【００６８】
図１２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。
【００６９】
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Ｓ１２１）、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、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を駆動させる制御信号を直流モータ駆動部２１に出力する（ステップＳ１２２）。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。
【００７０】
次に、電流検出回路Ｃ２１により抵抗ｒ２１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Ｓ１２３）、当該電流ｉが所定値、例えば、３．０Ａより大きいか否かを判別し（ステップＳ１２４）、当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）以下の場合は、ステップＳ１２３に戻る一方、当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）より大きい場合、即ち、乗員の体にシートベルトがフィットし、シートベルトの巻き取りが限界に到達している場合は、タイマー１５が当該電流ｉが所定値（３．０Ａ）より大きくなってからの経過時間を計測する（ステップＳ１２５）。
【００７１】
次いで、タイマー１５により所定時間、例えば３秒間経過したか否かを判別し（ステップＳ１２６）、所定時間（３秒間）経過していない場合には、ステップＳ１２５に戻る。この時、シートベルトの巻き取り駆動力は、シートベルトの巻き取り駆動を開始してからの駆動力が維持されており、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は最大であり、シートベルトの巻き取り速度は０であり、シートベルトの引き出し加速度も０である。
【００７２】
ステップＳ１２６で、所定時間（３秒間）経過した場合には、リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動を停止させるべく直流モータ１０の駆動を停止させる制御信号を直流モータ駆動部２１に出力して（ステップＳ１２７）、本制御を終了する。
【００７３】
図１３はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【００７４】
本実施の形態では、シートベルトの装着が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始され、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。
【００７５】
その後、直流モータ１０に流れる電流ｉが３．０Ａより大きくなると、シートベルトの巻き取りが限界に到達する（点ｊ）。シートベルトの巻き取りが限界に到達してから、３秒間シートベルトの巻き取り駆動力は、シートベルトの巻き取り駆動を開始してからの駆動力が維持されており、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は最大であり、シートベルトの巻き取り速度は０であり、シートベルトの引き出し加速度も０である。
【００７６】
シートベルトの巻き取りが限界に到達してから３秒間経過した後（点ｋ）、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２１に出力する。これにより、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され、シートベルトに圧迫されていた乗員の体や衣服の反発力によって、シートベルトの引き出しが続けられ、所定の弛みが与えられる。従って、乗員がシートベルトから受ける圧迫力は徐々に減少する。
【００７７】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルトの巻き取りが限界に到達し、シートベルトの巻き取り速度及びシートベルトの引き出し加速度は０になり、所定時間（３秒間）経過後、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２１に出力するので、シートベルトの引き出し加速度はシートベルトの巻き取り時にかかる加速度が付加されず、シートベルトに圧迫されていた乗員の体や衣服の反発力により生じる引き出し加速度のみであり、シートベルトの引き出しのロックに必要とされる引き出し加速度のしきい値を超えることがなくなる。従って、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００７８】
（５）第５の実施の形態
本発明の第５の実施の形態では、シートベルト格納制御について説明する。
【００７９】
本発明の第５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２００の構成と同様である。
【００８０】
図１４はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度の関係の一例を示す図である。
【００８１】
本実施の形態では、シートベルトの解除が検知されるとリールシャフト３により一定の大きさのシートベルト巻き取り駆動力でシートベルトの巻き取りが開始される。ＭＰＵ１４は、直流モータ１０の端子間電圧によりシートベルトの巻き取りの終了直前（点ｎ）であるか否かを判別する。
【００８２】
シートベルトの巻き取りの終了直前である場合には（点ｎ）、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する。この時、タイマー１５は当該制御信号を直流モータ駆動部１１に出力してからの経過時間を計測する。
【００８３】
その後、タイマー１５により所定時間、例えば１．５秒間経過したか否かを判別し、所定時間（１．５秒間）経過していない場合、即ち、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しているが、十分に低下していない場合は、経過時間の計測を続けさせる一方、所定時間（１．５秒間）経過した場合、即ち、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し、十分に低下している場合は（点ｏ）、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に出力し、本制御を終了する。これにより、シートベルトの巻き取りは停止される。
【００８４】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルトの巻き取りの終了直前に、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されるので、エンドロック現象、即ち、シートベルトの巻き取り終了によりシートベルトの巻き取り速度が急激に０になり、シートベルトの引き出しがロックされてしまう現象は回避される。従って、シートベルトの引き出しはロックされないようになる。
【００８５】
【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、制御手段がシートベルトの巻き取り速度に応じて駆動力供給手段によるシートベルトの駆動力を制御するので、シートベルトの引き出しはロックされないようになり、乗員はシートベルトから受ける圧迫力が大きい時点から解放され、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【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】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。
【図４】リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【図５】従来のリールシャフトによるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係の一例を示す図である。
【図６】直流モータ駆動部２１の回路図である。
【図７】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。
【図８】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、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【図９】従来のリールシャフトによるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフトによるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係の他の例を示す図である。
【図１０】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。
【図１１】リールシャフト３によるシートベルトの巻き取り及び引き出し駆動力、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【図１２】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。
【図１３】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、乗員がシートベルトから受ける圧迫力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度及び引き出し速度の関係を示す図である。
【図１４】図１４はリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り駆動力及びリールシャフト３によるシートベルトの巻き取り速度の関係の一例を示す図である。
【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（速度検出手段、駆動力供給手段）
１１，２１  直流モータ駆動部（駆動力供給手段）
１４  ＭＰＵ（速度検出手段、制御手段）
１００  電動リトラクタ
【図１】
0004052491.tif 000002
【図２】
0004052491.tif 000003
【図３】
0004052491.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004052491.tif 000008
【図８】
0004052491.tif 000009
【図９】
0004052491.tif 000010
【図１０】
0004052491.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004052491.tif 000013
【図１３】
0004052491.tif 000014
【図１４】
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