(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、前記電動リトラクタを駆動する直流モータとを備える車両用乗員拘束保護装置であって、
前記シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度を検出する検出手段と、
該検出された引き出され速度に応じて、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度を決定する決定手段と、
該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を前記直流モータに供給することにより前記電動リトラクタを制御する制御手段と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】
前記所定量は前記引き出され速度に比例す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】
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、シートベルトを引き出す又は巻き取るリールシャフトを備えており、シートベルトの引き出しが検出されると引き出し方向にリールシャフトを回転させるように制御されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電動リトラクタは、シートベルトの引き出し速度に無関係にリールシャフトの回転制御を行っていたため、次のような問題があった。即ち、
（１）シートベルトの遅い引き出しを行った場合、例えばシートベルトの装着後に乗員が動き出し、シートベルトが引き出される場合は、シートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれてしまう可能性があった。
【０００４】
（２）シートベルトの速い引き出しを行った場合、例えばシートベルトを装着するために、シートベルトの引き出し速度を速くしようとした場合は、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回転速度より早い速度で、乗員がシートベルトを引き出そうとするので、シートベルトの引き出しが重くなり不快であった。
【０００５】
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。
【０００６】
【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、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、前記電動リトラクタを駆動する直流モータとを備える車両用乗員拘束保護装置であって、前記シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度を検出する検出手段と、該検出された引き出され速度に応じて、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度を決定する決定手段と、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を前記直流モータに供給することにより前記電動リトラクタを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の構成によれば、シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度が検出され、該検出された引き出され速度に応じて、電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度が決定され、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を直流モータに供給することにより電動リトラクタが制御されるので、シートベルトの引き出しが重くならず、またシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【０００８】
【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。
【０００９】
図１は、本発明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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
直流モータ駆動部１１はＭＰＵ１４から出力される制御信号のデューティー比に基づいて直流モータ１０の回転を制御する。
【００１６】
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。直流モータ１０に係る端子間電圧は端子Ｐ５及び端子Ｐ６を介してＭＰＵ１４で検出する。
【００１７】
図２中のトランジスタ２０，２２，２３，２５，２７，２８及びＦＥＴ２１，２４，２６，２９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。
【００１８】
バッテリ電圧Ｖｂは電流検出回路Ｃ１に含まれる抵抗及び端子Ｐ３を介してＭＰＵ１４に接続されており、さらに電流検出回路Ｃ１に含まれる抵抗ｒ１を介してＦＥＴ２１及びＦＥＴ２６のソースに接続されている。抵抗ｒ１は電流検出回路Ｃ１に含まれる抵抗及び端子Ｐ４を介してＭＰＵ１４に接続されている。ＦＥＴ２１のゲートは抵抗を介してトランジスタ２０のコレクタに接続されており、トランジスタ２０のエミッタは接地されており、トランジスタ２０のベースは抵抗及び端子Ｐ１を介してＭＰＵ１４に接続されている。
【００１９】
また、ＦＥＴ２１のドレインは直流モータ１０に接続されており、この直流モータ１０はＦＥＴ２４のドレインに接続されている。ＦＥＴ２４のソースは接地されており、ＦＥＴ２４のゲートは抵抗を介してバッテリ電圧Ｖｂ及びトランジスタ２３のコレクタに接続されている。トランジスタ２３のベースはトランジスタ２２のコレクタに接続されており、トランジスタ２３及びトランジスタ２２のエミッタは接地されている。トランジスタ２２のベースは抵抗及び端子Ｐ１を介してＭＰＵ１４に接続されている。
【００２０】
ＦＥＴ２６のゲートは抵抗を介してトランジスタ２５のコレクタに接続されており、トランジスタ２５のエミッタは接地されており、トランジスタ２５のベースは抵抗及び端子Ｐ２を介してＭＰＵ１４に接続されている。
【００２１】
また、ＦＥＴ２６のドレインは直流モータ１０に接続されており、この直流モータ１０はＦＥＴ２９のドレインに接続されている。ＦＥＴ２９のソースは接地されており、ＦＥＴ２９のゲートは抵抗を介してバッテリ電圧Ｖｂ及びトランジスタ２８のコレクタに接続されている。トランジスタ２８のベースはトランジスタ２７のコレクタに接続されており、トランジスタ２８及びトランジスタ２７のエミッタは接地されている。トランジスタ２７のベースは抵抗及び端子Ｐ２を介してＭＰＵ１４に接続されている。
【００２２】
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が引き出される。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
以下、ＭＰＵ１４が実行する制御処理を詳細に説明する。
【００２６】
図３はＭＰＵ１４が実行するシートベルト引き出し制御プログラムの一例を示すフローチャートである。
【００２７】
まず、シートベルトが乗員により引き出されたか否かを判別する（ステップＳ３１）。シートベルトが引き出されたか否かは直流モータ１０の端子間電圧からＭＰＵ１４が判別する。
【００２８】
シートベルトが乗員により引き出されていない場合には、本制御処理を終了する一方、シートベルトが乗員により引き出された場合には、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌを検出する（ステップＳ３２）。リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌ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は直流モータ１０の端子間電圧からリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌを検出する。
【００２９】
次に、下記（１）式に基づいて直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比を設定する（ステップＳ３３）。ここで、下記（１）式は直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比を算出する式である。
【００３０】
【数１】
0004226098.tif 000002
上記（１）式によれば、ステップＳ３２で検出されたリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌに基づいて直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比が算出される。即ち、（１）式によればステップＳ３２で検出されたリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌが速い場合には、直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比が大きくなる。これにより、直流モータ１０に流れる電流は多くなり、直流モータ１０の回転速度が速くなり、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌは速くなる。
【００３１】
一方、ステップＳ３２で検出されたリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌが遅い場合には、直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比が小さくなる。これにより、直流モータ１０に流れる電流は少なくなり、直流モータ１０の回転速度が遅くなり、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌは遅くなる。
【００３２】
次いで、直流モータ１０の駆動をＯＮ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、ステップＳ３３で設定されたデューティー比の制御信号が直流モータ駆動部１１に出力され、リールシャフト３によりシートベルトが引き出される。
【００３３】
その後、シートベルトの引き出しが完了したか否かを判別し（ステップＳ３５）、シートベルトの引き出しが完了していない場合には、ステップＳ３５の判別を繰り返す一方、シートベルトの引き出しが完了した場合には、直流モータ１０の駆動をＯＦＦ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Ｓ３６）、本制御処理を終了する。尚、シートベルトが引き出しが完了したか否かは直流モータ１０の端子間電圧からＭＰＵ１４が判別する。
【００３４】
上述したように、本実施の形態によれば、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌを検出し（ステップＳ３２）、この検出されたリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌに基づいて直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比を設定し（ステップＳ３３）、直流モータ１０の駆動をＯＮ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）ので、例えばリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌが速い場合には、直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比が大きくなり、これにより、直流モータ１０に流れる電流は多くなり、直流モータ１０の回転速度が速くなり、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌは速くなる。従って、従来のようにシートベルトの引き出しが重くなることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。また、例えばリールシャフト３の回転速度Ｖｅｌが遅い場合には、直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比が小さくなり、これにより、直流モータ１０に流れる電流は少なくなり、直流モータ１０の回転速度が遅くなり、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌは遅くなる。従って、従来のようにシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることはなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００３５】
尚、本実施の形態では、上記（１）式に基づいて直流モータ駆動部１１に出力される制御信号のデューティー比を調整することで、直流モータ１０に流れる電流を調整したが、バッテリと直流モータ１０との間に可変抵抗やコンデンサ等の変圧調整できる回路を設けて、直流モータ１０の端子間電圧を調整してもよい。ここで、下記（２）式は直流モータ１０の端子間電圧を算出する式である。
【００３６】
【数２】
0004226098.tif 000003
上記（２）式に基づいて直流モータ１０の端子間電圧を調整することにより、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌを調整することができる。但し、変圧調整できる回路はＭＰＵ１４により制御される。
【００３７】
また、本実施の形態では、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌ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Ｖｅｌを検出してもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、リールシャフト３の回転速度Ｖｅｌ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Ｖｅｌ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。
【００３９】
【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、シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度が検出され、該検出された引き出され速度に応じて、電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度が決定され、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を直流モータに供給することにより電動リトラクタが制御されるので、シートベルトの引き出しが重くならず、またシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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が実行するシートベルト引き出し制御プログラムの一例を示す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
１１  直流モータ駆動部（駆動手段）
１４  ＭＰＵ（決定手段、制御手段）
１００  電動リトラクタ
【図１】
0004226098.tif 000004
【図２】
0004226098.tif 000005
【図３】
0004226098.tif 000006