CN111038437A - 用于车辆的座椅安全带装置及座椅安全带装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的座椅安全带装置及座椅安全带装置的控制方法，所述座椅安全带装置包括：卷取装置，被配置为卷取座椅安全带；以及电子控制单元，被配置为在满足第一条件和第二条件中的任一方的情况下，使得通过马达卷取所述座椅安全带。所述第一条件为如下的条件：在由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞发生后，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下。所述第二条件为如下的条件：在所述物理量为所述第一阈值以下的碰撞发生后经过第一规定时间，该第一规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。

Description

用于车辆的座椅安全带装置及座椅安全带装置的控制方法
技术领域
本发明涉及用于车辆的座椅安全带装置及座椅安全带装置的控制方法。
背景技术
在日本特开2011－126332中记载有如下技术：在判定为冲击信号所表示的加速度小于规定值的情况下，使马达正转来卷取座椅安全带，从而能在多重碰撞的初始阶段的轻微碰撞时卷取座椅安全带。
在日本特开2011－126332所记载的技术中，当发生碰撞时立即进行座椅安全带的卷取。但是，即使在发生了轻度的碰撞的情况下，碰撞加速度也会施加于乘坐者而产生乘坐者的位移，因此座椅安全带的张力增加。所以，如日本特开2011－126332所记载的技术所述，为了在刚发生碰撞之后就卷取座椅安全带，需要通过马达产生高转矩，导致马达大型化或流过马达的电流大电流化。
发明内容
本发明抑制在发生了轻度的碰撞时防备多重碰撞而通过马达的驱动力卷取座椅安全带的情况下的、对马达的要求转矩。
本发明的第一方案是一种用于车辆的座椅安全带装置。所述座椅安全带装置包括：卷取装置，被配置为通过马达的驱动力卷取座椅安全带；以及电子控制单元，被配置为在满足第一条件和第二条件中的任一方的情况下，使得通过所述马达卷取所述座椅安全带。所述第一条件为如下的条件：在由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞发生后，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下。所述第二条件为如下的条件：在所述物理量为所述第一阈值以下的碰撞发生后经过第一规定时间，该第一规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
根据上述构成，卷取装置通过马达的驱动力卷取座椅安全带。此外，在多重碰撞中，在第一次碰撞与第二次碰撞之间存在一定程度的时间差。利用该时间差，在发生了由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞的情况下，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下之后或经过了推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的规定时间之后，电子控制单元使得通过马达卷取座椅安全带。
在与碰撞的大小有关的物理量降低至第二阈值以下时，与此相伴，座椅安全带的张力也降低，因此马达能以低转矩卷取座椅安全带。此外，在与碰撞的大小有关的物理量在第一阈值以下的第一次碰撞发生后又发生第二次碰撞的情况下，也能在第二次碰撞发生前使乘坐者的位移恢复。因此，根据上述构成，能抑制在发生了轻度的碰撞时防备多重碰撞而通过马达的驱动力卷取座椅安全带的情况下的、对马达的要求转矩，能避免为了产生高转矩而使马达大型化或使流过马达的电流大电流化。
在所述车辆的所述座椅安全带装置中，也可以是，所述卷取装置包括预张紧器，所述预张紧器卷取所述座椅安全带来使所述座椅安全带的张力增加。也可以是，所述电子控制单元被配置为在发生了所述物理量超过所述第一阈值的碰撞的情况下，使所述预张紧器工作。
根据上述构成，在发生了与碰撞的大小有关的物理量超过第一阈值的碰撞的情况下，使预张紧器工作，由此座椅安全带的张力增加，因此在发生了所述物理量超过第一阈值的碰撞的情况下，能可靠地约束乘坐者。
在所述车辆的所述座椅安全带装置中，也可以是，所述卷取装置包括力限制器，所述力限制器将由所述预张紧器卷取的所述座椅安全带的所述张力减小至规定值以下。也可以是，所述电子控制单元被配置为在满足第三条件和第四条件中的任一方的情况下，使得通过所述马达卷取所述座椅安全带。所述第三条件可以是如下的条件：在使所述预张紧器工作后，所述物理量降低至所述第二阈值以下。所述第四条件可以是如下的条件：在使所述预张紧器工作后经过第二规定时间，该第二规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
在卷取装置包括力限制器的情况下，有时因为由预张紧器卷取的座椅安全带的张力被力限制器减小至规定值以下而在座椅安全带产生松弛。对此，根据上述构成，在使预张紧器工作后，在所述物理量降低至第二阈值以下的情况下，或在经过了推定为所述物理量已降低至第二阈值以下的规定时间的情况下，使得通过马达卷取座椅安全带。由此，能抑制对马达的要求转矩，并且能将在力限制器已工作的情况下产生的座椅安全带的松弛卷紧。
本发明的第二方案是一种座椅安全带装置的控制方法。所述座椅安全带装置包括：卷取装置，被配置为通过马达的驱动力卷取座椅安全带；以及电子控制单元。所述控制方法包括：通过所述电子控制单元控制所述马达，使得在满足第一条件和第二条件中的任一方的情况下，通过所述马达卷取所述座椅安全带。所述第一条件为如下的条件：在由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞发生后，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下。所述第二条件为如下的条件：在所述物理量为所述第一阈值以下的碰撞发生后经过第一规定时间，该第一规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
根据上述构成，能抑制在发生了轻度的碰撞时防备多重碰撞而通过马达的驱动力卷取座椅安全带的情况下的、对马达的要求转矩，能避免为了产生高转矩而使马达大型化或使流过马达的电流大电流化。
根据本发明的方案，具有下述效果：能抑制在发生了轻度的碰撞时防备多重碰撞而通过马达的驱动力卷取座椅安全带的情况下的、对马达的要求转矩。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明，其中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是实施方式的车载系统的概略框图。
图2是车辆的俯视图。
图3是座椅安全带卷取装置的概略构成图。
图4是表示第一实施方式的座椅安全带控制处理的流程图。
图5是表示发生了碰撞的情况下的减速度的推移的时序图。
图6是表示第二实施方式的座椅安全带控制处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的一个示例进行详细说明。
图1中表示的车载系统10具备总线12，总线12分别连接有多个传感器单元和进行互不相同的控制的多个电子控制单元。需要说明的是，图1仅示出车载系统10的一部分。
各个电子控制单元是包括CPU、存储器以及非易失性存储部的控制单元，以下称为ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。连接于总线12的多个传感器单元包括地板传感器(floor sensor)14、卫星传感器16、雷达装置18以及摄像机42，连接于总线12的多个ECU包括气囊ECU20、座椅安全带控制ECU24以及预碰撞(pre-crash)控制ECU44。需要说明的是，以下将“预碰撞”简称为“PC”。
如图2所示，地板传感器14与气囊ECU20、座椅安全带控制ECU24以及PC控制ECU44一起配置于车辆38的车厢内。如图2中箭头A所示，地板传感器14检测车辆38的车厢内的车辆38的前后方向上的加速度(减速度G)。此外，如图2所示，卫星传感器16分别配置于车辆38的前端部附近的左右，如图2中箭头B、C所示，卫星传感器16检测车辆38的前端部附近的左右的车辆38的前后方向上的加速度(减速度Gs)。
雷达装置18包括检测范围互不相同的多个雷达装置，将存在于车辆38的前方侧的检测范围(图2中以阴影线表示)内的行人、其他车辆等物体作为点信息进行检测，获取检测到的物体与车辆38的相对位置和相对速度。此外，雷达装置18内置有对周围的物体的探测结果进行处理的处理装置。该处理装置基于最近的多次探测结果所包括的与各个物体的相对位置、相对速度的变化等，将噪声、护栏等路边物等从监视对象中排除，将行人、其他车辆等特定物体作为监视对象进行追踪监视。然后，雷达装置18输出与各个监视对象物体的相对位置、相对速度等信息。
雷达装置18与摄像机42和PC控制ECU44一起作为碰撞预测部而发挥功能。摄像机42拍摄车辆38的周围。PC控制ECU44基于从雷达装置18输入的信息(例如与各个监视对象物体的相对位置等)，对从摄像机42输入的图像上的各个监视对象物体的位置进行检测。此外，PC控制ECU44提取各个监视对象物体的特征量，基于提取出的特征量辨别监视对象物体的种类(是行人还是车辆等)。此外，PC控制ECU44通过重复上述处理，对存在于规定范围内的监视对象物体进行追踪监视，按每个监视对象物体运算与车辆38的碰撞概率。然后，PC控制ECU44在感测到与车辆38的碰撞概率为规定值以上的监视对象物体时(预测到车辆38与监视对象物体的碰撞时)，向包括座椅安全带控制ECU24的车载系统10内的特定ECU发送碰撞预测信号。
不过，碰撞预测并不限于分别使用从雷达装置18和摄像机42输入的信息，例如，也能基于从雷达装置18和摄像机42中的一方输入的信息来预测碰撞。此外，可以也并用车辆38的方向盘的转向角等其他信息来预测碰撞。
在气囊ECU20连接有气囊致动器22，气囊致动器22与气囊ECU20一起构成气囊装置。需要说明的是，以下将“致动器”简称为“ACT”。在由地板传感器14检测到的减速度G超过阈值的情况下，气囊ECU20通过气囊ACT(充气装置(inflator))22使气囊展开。
座椅安全带控制ECU24包括CPU26、存储器28以及非易失性存储部30。在存储部30存储有座椅安全带控制程序32。座椅安全带控制ECU24从存储部30读出座椅安全带控制程序32并在存储器28中展开，由CPU26执行在存储器28中展开的座椅安全带控制程序32，由此进行后述的座椅安全带控制处理。
座椅安全带控制ECU24经由预张紧器驱动电路34连接有预张紧器用充气装置78，并且经由马达驱动电路36连接有马达76。座椅安全带控制ECU24基于从地板传感器14和卫星传感器16输入的信息，经由预张紧器驱动电路34对预张紧器用充气装置78的点火进行控制。此外，座椅安全带控制ECU24基于从地板传感器14和PC控制ECU44输入的信息，经由马达驱动电路36对马达76的驱动进行控制。
需要说明的是，在第一实施方式中，地板传感器14为检测部的一个例子，座椅安全带控制ECU24、预张紧器驱动电路34以及马达驱动电路36为电子控制单元的一个例子。
如图3所示，座椅安全带卷取装置50具备卷取座椅安全带66的卷筒(spool)52。卷筒52的中心部被设为中空，在中空部分设有扭杆(torsion bar)54。扭杆54在比卷筒52的轴线方向的中央部偏向后述的弹簧机构80侧的位置处经由连结构件56与卷筒52连结，扭杆54作为卷筒52的旋转轴而发挥功能。此外，扭杆54以连结构件56为界而直径不同，在本实施方式中，比弹簧机构80侧靠后述的预张紧器部58侧的直径被设为大径。
需要说明的是，扭杆54可以是弹簧机构80侧与预张紧器部58侧为一体的构造，也可以是被分割为弹簧机构80侧和预张紧器部58侧并经由连结构件56连结的构造。
在扭杆54的一端设有预张紧器部58，在另一端设有向卷取座椅安全带66的方向对卷筒52施力的弹簧机构80。预张紧器部58包括安全带锁定机构62和预张紧器机构64。安全带锁定机构62在施加规定的载荷时锁定卷筒52的旋转。可以应用已知的各种构成来作为安全带锁定机构62，因此省略其详细的说明。
预张紧器机构64包括预张紧器用充气装置78、活塞齿条68以及小齿轮70。在预张紧器部58中，当预张紧器用充气装置78被点火而产生气体时，活塞齿条68的活塞68A被推出，通过活塞齿条68的齿条(rack gear)和小齿轮70使卷筒52旋转，由此将座椅安全带66卷取规定量。
另一方面，在预张紧器部58的预张紧器机构64工作从而卷取了座椅安全带66的情况下，座椅安全带66因乘坐者的惯性移动而被拉出，由此安全带锁定机构62锁定。此后，当对座椅安全带66施加超过规定的载荷的张力时，扭杆54被扭转，经由连结构件56而连结于扭杆54的卷筒52旋转，座椅安全带66被拉出。像这样，扭杆54作为缓和座椅安全带66的张力的力限制器而发挥功能。
此外，在卷筒52与弹簧机构80之间设有直齿的齿轮82，齿轮82装配于扭杆54。齿轮82与直齿的齿轮84啮合，与齿轮84同轴地设有直齿的齿轮86。齿轮86与齿轮84一体化，齿轮86与直齿的齿轮88啮合。齿轮88装配于马达76的驱动轴。由此，当马达76的驱动轴向规定方向或其相反方向旋转时，经由齿轮88、86、84、82和扭杆54，卷筒52向卷取座椅安全带66的方向或拉出座椅安全带66的方向旋转。
接着，作为第一实施方式的作用，参照图4对在车辆38的点火开关打开期间，座椅安全带控制ECU24反复执行的座椅安全带控制处理进行说明。
在座椅安全带控制处理的步骤100中，座椅安全带控制ECU24基于是否已从PC控制ECU44接收到碰撞预测信号来判定是否预测到车辆38与物体的碰撞。在已从PC控制ECU44接收到碰撞预测信号的情况下，步骤100的判定被肯定而移至步骤118。然后在步骤118中，座椅安全带控制ECU24向卷取座椅安全带66的方向驱动马达76，结束座椅安全带控制处理。
在预测到车辆38与物体的碰撞的阶段，由于未发生车辆38与物体的碰撞，因此座椅安全带66的张力低。因此，马达76能以低转矩卷取座椅安全带66，并且能通过座椅安全带66的卷取来预备性地约束乘坐者。
此外，在步骤100的判定被否定的情况下，移至步骤102。在步骤102中，座椅安全带控制ECU24获取包括由地板传感器14检测到的减速度G和由卫星传感器16检测到的减速度Gs的碰撞检测结果。在步骤104中，座椅安全带控制ECU24基于在步骤102中获取的碰撞检测结果，判定是否检测到车辆38已与物体碰撞。
作为一个例子，步骤104的判定例如判定减速度G和减速度Gs中的至少一方是否超过规定值(例如后述的第二阈值Gth2或小于第二阈值Gth2的值)，在判定被肯定的情况下，能判断为检测到碰撞。不过，并不限定于此，例如能应用公知的各种技术，例如在车辆38的保险杠设置压力传感器，也考虑是否压力已施加于保险杠来判定碰撞检测等。在步骤104的判定被否定的情况下，结束座椅安全带控制处理。
此外，在步骤104的判定被肯定的情况下，移至步骤106，在步骤106中，座椅安全带控制ECU24判定在步骤102中获取的减速度G是否超过预先设定的第一阈值Gth1。
在步骤106的判定被否定的情况下，能判断为本次的碰撞为无需预张紧器部58工作的轻度的碰撞，例如车辆38与护栏斜向碰撞等。不过，即使是轻度的碰撞，碰撞加速度也会施加于乘坐者，因此乘坐者可能会相对于气囊的展开范围发生偏倚。而且，若将本次的碰撞设为多重碰撞中的第一次碰撞，例如车辆38与护栏斜向碰撞后，与反向车道的其他车辆碰撞等，则从保护乘坐者的观点来看，不希望在发生了第二次碰撞时乘坐者相对于气囊的展开范围发生偏倚。但是，在刚检测到碰撞之后，即使是轻度的碰撞，碰撞加速度也会施加于乘坐者，因此座椅安全带66的张力增加，为了在该阶段卷取座椅安全带66，需要通过马达76产生高转矩。
因此，在步骤106的判定被否定的情况下，移至步骤110，在步骤110中，座椅安全带控制ECU24获取由地板传感器14检测到的减速度G。此外在步骤112中，座椅安全带控制ECU24判定在步骤110中获取的减速度G是否为预先设定的第二阈值Gth2以下。其中，第二阈值Gth2＜第一阈值Gth1。在步骤112的判定被否定的情况下，返回步骤110，重复步骤110、112直到步骤112的判定被肯定为止。
如图5表示的轻度的碰撞时减速度G的推移的一个例子那样，减速度G随着时间经过而减小，变为第二阈值Gth2以下。由此，步骤112的判定被肯定而移至步骤118，在步骤118中，座椅安全带控制ECU24向卷取座椅安全带66的方向驱动马达76(也参照图5中表示的“(1)通过马达卷取座椅安全带”)。在该阶段，座椅安全带66的张力也减小，马达76能以低转矩卷取座椅安全带66，因此能避免为了产生高转矩而使马达76大型化或使流过马达76的电流大电流化。
而且，通过卷取座椅安全带66，即使乘坐者相对于气囊的展开范围发生偏倚，也能使乘坐者的偏倚恢复。因此，即使本次的碰撞是多重碰撞中的第一次碰撞，也能在发生了第二次碰撞时适当地保护乘坐者。
此外，在步骤106的判定被肯定的情况下，能判断为本次的碰撞为需要预张紧器部58工作的重度的碰撞，因此移至步骤108。然后，在步骤108中，座椅安全带控制ECU24将预张紧器用充气装置点火信号向预张紧器驱动电路34输出。由此，预张紧器驱动电路34使预张紧器用充气装置78点火，伴随于此，由预张紧器部58使卷筒52旋转来卷取座椅安全带66，由此约束乘坐者(也参照图5中表示的“预张紧器、力限制器工作”)。
此外，在发生重度的碰撞而预张紧器部58的预张紧器机构64工作时，气囊ECU20使气囊ACT22工作，通过气囊ACT22使气囊展开。
当执行步骤108时，移至步骤110，如上所述，反复进行减速度G的获取(步骤110)和减速度G是否已变为第二阈值Gth2以下的判定(步骤112)。然后，当减速度G随着时间经过而减小至第二阈值Gth2以下时，步骤112的判定被肯定而移至步骤118，向卷取座椅安全带66的方向驱动马达76(也参照图5中表示的“(2)通过马达卷取座椅安全带”)。
在预张紧器部58的预张紧器机构64已工作的情况下，之后，通过力限制器(扭杆54)将座椅安全带66的张力减小到规定值以下有时会导致座椅安全带66产生松弛，但是能将该松弛卷紧。此外，在减速度G变为第二阈值Gth2以下之后进行座椅安全带66的卷取，由此马达76能以低转矩卷取座椅安全带66，能避免为了产生高转矩而使马达76大型化或使流过马达76的电流大电流化。
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是，第二实施方式是与第一实施方式相同的构成，因此对各部分赋予相同的附图标记并省略构成的说明。
如图6所示，第二实施方式的座椅安全带控制处理在步骤106的判定被否定的情况下移至步骤114。在步骤114中，座椅安全带控制ECU24判定从检测到碰撞开始(从步骤104的判定被肯定开始)是否经过了规定时间t1，重复步骤114直到判定被肯定为止。作为一个例子，如图5所示，将与从发生轻度的碰撞开始到减速度G减小至第二阈值Gth2以下为止的所需时间相当的时间设定为规定时间t1。
当经过规定时间t1时，步骤114的判定被肯定而移至步骤118，向卷取座椅安全带66的方向驱动马达76。在该阶段，座椅安全带66的张力也减小，马达76能以低转矩卷取座椅安全带66，因此能避免为了产生高转矩而使马达76大型化或使流过马达76的电流大电流化。此外，即使乘坐者相对于气囊的展开范围发生偏倚，也能使乘坐者的位移恢复，因此，即使本次的碰撞是多重碰撞中的第一次碰撞，也能在发生了第二次碰撞时适当地保护乘坐者。
此外，在步骤106的判定被肯定的情况下，在步骤108中使预张紧器部58的预张紧器机构64工作后，移至步骤116。在步骤116中，座椅安全带控制ECU24判定从检测到碰撞开始(从步骤104的判定被肯定开始)是否经过了规定时间t2，重复步骤116直到判定被肯定为止。作为一个例子，如图5所示，将与从发生重度的碰撞开始到减速度G减小至第二阈值Gth2以下为止的所需时间相当的时间设定为规定时间t2。
当经过规定时间t2时，步骤116的判定被肯定而移至步骤118，向卷取座椅安全带66的方向驱动马达76。由此，能将在预张紧器部58的预张紧器机构64工作后，通过力限制器(扭杆54)将座椅安全带66的张力减小至规定值以下而在座椅安全带66产生的松弛卷紧。此外，在减速度G变为第二阈值Gth2以下之后进行座椅安全带66的卷取，由此马达76能以低转矩卷取座椅安全带66，能避免为了产生高转矩而使马达76大型化或使流过马达76的电流大电流化。
需要说明的是，在上述内容中说明了由地板传感器14检测减速度G来作为与碰撞的大小有关的物理量的一个例子的方案，但所述物理量并不限于减速度G。可以单独使用例如减速度G的积分值或减速度G的微分值、由雷达装置18检测到的车辆38与所碰撞的物体的相对速度(碰撞速度V)、能根据摄像机42拍摄到的图像等检测到的碰撞物体的大小等，也可以将这些中的至少一个与减速度G组合使用。
此外，在第二实施方式中说明的规定时间t1、t2可以是固定时间，但不限于此，也可以是，例如时间以随着减速度G变大而变长的方式变化。

Claims (4)

1.一种用于车辆的座椅安全带装置，其特征在于，包括：
卷取装置，被配置为通过马达的驱动力卷取座椅安全带；以及
电子控制单元，被配置为在满足第一条件和第二条件中的任一方的情况下，使得通过所述马达卷取所述座椅安全带，所述第一条件为如下的条件：在由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞发生后，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下，所述第二条件为如下的条件：在所述物理量为所述第一阈值以下的碰撞发生后经过第一规定时间，该第一规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
2.根据权利要求1所述的座椅安全带装置，其中，
所述卷取装置包括：预张紧器，被配置为卷取所述座椅安全带来使所述座椅安全带的张力增加，
所述电子控制单元被配置为在发生了所述物理量超过所述第一阈值的碰撞的情况下，使所述预张紧器工作。
3.根据权利要求2所述的座椅安全带装置，其中，
所述卷取装置包括：力限制器，被配置为将由所述预张紧器卷取的所述座椅安全带的所述张力减小至规定值以下，
所述电子控制单元被配置为在满足第三条件和第四条件中的任一方的情况下，使得通过所述马达卷取所述座椅安全带，所述第三条件为如下的条件：在使所述预张紧器工作后，所述物理量降低至所述第二阈值以下，所述第四条件为如下的条件：在使所述预张紧器工作后经过第二规定时间，该第二规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
4.一种座椅安全带装置的控制方法，所述座椅安全带装置包括：卷取装置，被配置为通过马达的驱动力卷取座椅安全带；以及电子控制单元，所述控制方法的特征在于，包括：通过所述电子控制单元控制所述马达，使得在满足第一条件和第二条件中的任一方的情况下，通过所述马达卷取所述座椅安全带，所述第一条件为如下的条件：在由检测与碰撞的大小有关的物理量的检测部检测到的所述物理量为第一阈值以下的碰撞发生后，所述物理量降低至比所述第一阈值小的第二阈值以下，所述第二条件为如下的条件：在所述物理量为所述第一阈值以下的碰撞发生后经过第一规定时间，该第一规定时间是推定为所述物理量已降低至所述第二阈值以下的时间。
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