JP2000071937A - 車両用乗員拘束保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートベルトを巻き取る駆動力を十分に活か
しきることができる車両用乗員拘束保護装置を提供す
る。 【解決手段】 第１直流モータ８の駆動力が弱くなった
ときには、ＭＰＵ１０から入力するＰＷＭ信号のパルス
幅を調整することにより駆動力の配分を変えて、第２直
流モータ１６の駆動力の配分を大きくすることで、第１
直流モータ８の駆動力も無駄なく使うことができる。

Description

【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】シートベルトの巻き取りを行うリトラク
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。

【０００３】例えば、特公平３−７９２１２号公報に記
載されているリトラクタは、シートベルトの引き出しに
より、リターンスプリング（第２の巻取力発生装置）に
巻取力を蓄え、モータ（第１の巻取力発生装置）を駆動
させる電気系統が故障したり、車載バッテリの起電力低
下によるモータのトルクが低下したり、というように、
モータの出力が所定値以下となり、モータによりシート
ベルトを巻き取ることができない場合に、回転力伝達装
置の働きによって、前記リターンスプリングに蓄えられ
た巻取力を巻取軸に伝達する構成であった。

【０００４】これにより、モータによるシートベルトの
巻き取りができないときにも、引き出されているシート
ベルトを確実に巻き取っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記リ
トラクタは、モータ（第１の巻取力発生装置）による巻
き取りとリターンスプリング（第２の巻取力発生装置）
による巻き取りとを回転力伝達装置によって切り替えて
いたため、即ちこれら両方を同時に使用し巻き取りを行
っていないため、モータ及びリターンスプリングはそれ
ぞれ単体で強い巻取力を発生しなければならない場合が
あった。

【０００６】また、上記リトラクタは、モータの巻取力
が経年変化等により弱くなり、巻き取りが十分にできな
くなった場合、リターンスプリングに切り替えることに
より、巻き取りができるようになるが、モータの巻取力
は弱くなっただけであり、巻取力がなくなったわけでは
ないので、リターンスプリングに切り替えることによ
り、モータに残っている巻取力が活かしきれない場合が
あった。

【０００７】本発明は、上記点に着目してなされたもの
であり、シートベルトを巻き取る駆動力を十分に活かし
き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。

【０００８】

【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
トの引き出し及び巻き取りを行うためリールシャフトを
回転駆動させる駆動手段を複数備える車両用乗員拘束保
護装置において、前記駆動手段の各々の駆動力の配分を
決定する駆動力配分決定手段を備えることを特徴とす
る。

【０００９】本発明の構成によれば、駆動力配分決定手
段が駆動手段の各々の駆動力の配分を決定するので、一
の駆動手段の駆動力が弱くなったときには、駆動力の配
分を変えて、他の駆動手段の駆動力の配分を大きくする
ことで、一の駆動手段の駆動力を無駄なく使うことがで
きる。よって、シートベルトを巻き取る駆動力を十分に
活かしきることができる。

【００１０】請求項１の車両用乗員拘束保護装置におい
て、前記駆動力配分決定手段は、前記駆動手段に入力す
るＰＷＭ信号のパルス幅を調整することにより駆動力の
配分を決定してもよい。

【００１１】この構成によれば、電気的に正確に駆動力
の配分を決定することができる。

【００１２】請求項１の車両用乗員拘束保護装置におい
て、一の駆動手段及び他の駆動手段を同一の駆動力で駆
動させ、前記一の駆動手段及び他の駆動手段の端子間電
圧又は該電圧の脈流成分を比較することにより故障診断
をするように構成してもよい。

【００１３】この構成によれば、電気的に正確に駆動手
段の故障を診断することができる。

【００１４】請求項１の車両用乗員拘束保護装置におい
て、一の駆動手段を所定の駆動力で駆動させ、このとき
に非駆動状態の他の駆動手段の端子間電圧又は該電圧の
脈流成分が該駆動力に見合う信号であるか否かを判断す
ることで故障診断をするように構成してもよい。

【００１５】この構成によれば、電気的に正確に駆動手
段の故障を診断することができる。

【００１６】

【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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】次いで、リールシャフト３の中心軸３ａ
は、第１リールシャフト用プーリ５の中心軸及び第２リ
ールシャフト用プーリ１３の中心軸にそれぞれ連結され
ており、この第１リールシャフト用プーリ５は第１動力
伝達ベルト７を介して第１直流モータ用プーリ６に接続
されており、第２リールシャフト用プーリ１３は第２動
力伝達ベルト１５を介して第２直流モータ用プーリ１４
に接続されている。

【００２０】第１リールシャフト用プーリ５及び第１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、また第１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、第１リールシャフト用プーリ
５及び第１直流モータ用プーリ６の外歯と第１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。

【００２１】同様に、第２リールシャフト用プーリ１３
及び第２直流モータ用プーリ１４の外周にはそれぞれ所
定数の外歯が形成され、また第２動力伝達ベルト１５の
内周にも所定数の内歯が形成されており、第２リールシ
ャフト用プーリ１３及び第２直流モータ用プーリ１４の
外歯と第２動力伝達ベルト１５の内歯とは過不足なくか
み合っている。

【００２２】第１直流モータ用プーリ６の中心軸は第１
直流モータ８に連結されており、第２直流モータ用プー
リ１４の中心軸は第２直流モータ１６に連結されてい
る。従って、第１直流モータ８の回転は第１直流モータ
用プーリ６を介してリールシャフト３に伝達される一
方、第２直流モータ１６の回転は第２直流モータ用プー
リ１４を介してリールシャフト３に伝達される。

【００２３】第１直流モータ８及び第２直流モータ１６
は、それぞれフレーム１に少なくとも２点以上で固定さ
れており、また第１直流モータ駆動部９及び第２直流モ
ータ駆動部１７を介してＭＰＵ（Micro Processing Uni
t）１０に接続されている。第１直流モータ駆動部９及
び第２直流モータ駆動部１７はそれぞれＭＰＵ１０から
のＰＷＭ（パルス幅変調）信号に基づいて第１直流モー
タ８及び第２直流モータ１６の回転を制御する。

【００２４】図２は第１直流モータ駆動部９の回路図で
ある。尚、第２直流モータ駆動部１７の回路構成もこれ
と同様である。

【００２５】図２中の端子Ｐ１及び端子Ｐ２はＭＰＵ１
０から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の入力端
子であり、端子Ｐ１及び端子Ｐ２には、例えば、２０ｋ
ＨｚのＰＷＭ信号が入力される。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
は電圧検出用の出力端子であり、端子Ｐ１〜端子Ｐ６は
それぞれＭＰＵ１０に接続されている。また、図２中の
電圧Ｖｂは第１直流モータ８に供給され、図２中の複数
のトランジスタ及びＦＥＴ等は、ＭＰＵ１０からのＰＷ
Ｍ信号により第１直流モータ８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２中の回路Ｃ１は、抵抗ｒ１に流れる電
流から第１直流モータ８に流れる電流ｉを検出する電流
検出回路であり、ＰＷＭ信号の影響による電流の変動を
取り除くためのインターフェイス回路（以下、ＩＦとい
う）１及びＩＦ２を備えている。ＭＰＵ１０は、ＩＦ１
及びＩＦ２からそれぞれ電圧信号を受信し、この電圧信
号に基づいて第１直流モータ８に流れる電流ｉを検出す
る。

【００２７】回路Ｃ２は第１直流モータ８にかかる端子
間電圧を測定する電圧測定回路であり、ＰＷＭ信号の影
響による端子間電圧の変動を取り除くため、ＩＦ３及び
ＩＦ４を備えている。ＭＰＵ１０は、ＩＦ３及びＩＦ４
からそれぞれ電圧信号を受信し、この電圧信号に基づい
て第１直流モータ８にかかる端子間電圧を測定する。

【００２８】ＩＦ１〜ＩＦ４は、例えば抵抗ｒ２、抵抗
ｒ２より小さい抵抗値の抵抗ｒ３及びコンデンサｃ３か
らなるローパスフィルタ構成となっており、カットオフ
周波数を、例えば、２０Ｈｚに設定している。これによ
り、電流検出回路Ｃ１及び電圧測定回路Ｃ２でＭＰＵ１
０に出力されるＰＷＭ信号の影響は、−６０ｄＢに低減
され、本来電流検出回路Ｃ１で検出しようとしている電
流や電圧測定回路Ｃ２で測定しようとしている端子間電
圧にほとんど影響を与えなくなる。

【００２９】図１に戻り、ＭＰＵ１０は、時間を計測す
るタイマ２０を備え、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１２と、自車両の衝突予知を検出する衝
突予知検出部１１とにそれぞれ接続されている。

【００３０】バックル接続有無検出部１２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、それに対応した制御信号をＭＰＵ１０に出力
する。

【００３１】衝突予知検出部１１は自車両と自車両の前
方の物体との間の距離を測定する距離センサ２１を備え
ており、距離センサ２１は自車両と自車両の前方の物体
との間の距離の測定結果を示す制御信号を衝突予知検出
部１１に出力する。衝突予知検出部１１は、下記の式
（１）から求まる衝突不可避距離ｄｄを計算し、この衝
突不可避距離ｄｄが距離センサ２１から出力された値よ
りも大きいときには、衝突不可避を示す制御信号をＭＰ
Ｕ１０に出力する。

【００３２】ｄｄ＝Ｖｒ×ｔｄ ……（１） ｄｄ：衝突不可避距離（単位：ｍ） Ｖｒ：相対速度（単位：ｍ／ｓ） ｔｄ：運転者の応答遅れ（例０．５〜２秒） 次に、ＭＰＵ１０で行われる処理について説明する まず、第１直流モータ８を駆動し、第２直流モータ１６
を駆動停止状態にすると、リールシャフト３は第１直流
モータ８の駆動に応じて回転し、駆動停止状態の第２直
流モータ１６も該駆動に応じて回転する。そして、第１
リールシャフト用プーリ５及び第１直流モータ用プーリ
６のギア比と第２リールシャフト用プーリ１３及び第２
直流モータ用プーリ１４のギア比とを同一にすれば、駆
動状態の第１直流モータ８の回転数と駆動停止状態の第
２直流モータ１６の回転数とが同一になる。

【００３３】第１リールシャフト用プーリ５及び第１直
流モータ用プーリ６のギア比と第２リールシャフト用プ
ーリ１３及び第２直流モータ用プーリ１４のギア比とを
同一にした状態で、乗員によりシートベルトが引き出さ
れると、シートベルトの引き出し時にＭＰＵ１０は、第
１直流モータ８及び第２直流モータ１６のそれぞれの端
子間電圧又は電圧の脈流成分を比較することにより、同
一ならば正常と判断し、異なるならば異常と判断するこ
とができる。尚、上記ギア比が互いに異なっていても、
該ギア比の値を考慮し、両モータの端子間電圧又は電圧
の脈流成分を比較すれば上記と同様の故障診断が可能で
ある。

【００３４】また、単にＭＰＵ１０から第１直流モータ
駆動部９にＰＷＭ信号を入力したにも拘わらず、第１直
流モータ８の端子間電圧又は第１直流モータ８に流れる
電流が所定値以下（例えば５Ｖ以下、３Ａ以下）の場合
に、第１直流モータ８周りの駆動系が異常であると判断
してもよい。同様に第２直流モータ１６周りの駆動系の
故障診断をすることもできる。

【００３５】更に、ＭＰＵ１０からＰＷＭ信号を入力す
ることにより第１直流モータ８を所定の駆動力で駆動さ
せ、このときに非駆動状態の第２直流モータ１６の端子
間電圧又は電圧の脈流成分が該駆動力に見合う信号であ
るか否かを判断することにより故障診断をすることもで
きる。尚、上記の故障診断に加えて、第１直流モータ８
を非駆動状態にし、第２直流モータ１６を駆動させて同
様の故障診断をすれば信頼性の高い故障診断をすること
ができる。

【００３６】次に、衝突予知検出部１１から衝突不可避
を示す制御信号がＭＰＵ１０に入力されたときに、ＭＰ
Ｕ１０は第１直流モータ駆動部９及び第２直流モータ駆
動部１７のそれぞれにＰＷＭ信号を出力し、第１直流モ
ータ８及び第２直流モータ１６の両方を駆動させて、大
きな巻き取り力でシートベルトを巻き取る。

【００３７】ここで、衝突不可避を示す制御信号がＭＰ
Ｕ１０に入力されたときに、必要とされるシートベルト
を巻き取るための駆動力の最大値が１００であるとする
ならば、例えば、第１直流モータ８及び第２直流モータ
１６のそれぞれ単体の駆動力の最大値を７０にしてもよ
い。これにより、第１直流モータ８及び第２直流モータ
１６の合計の駆動力の最大値は１００を超えるため、１
００になるように第１直流モータ８及び第２直流モータ
１６のそれぞれの駆動力を調整すればよく、第１直流モ
ータ８及び第２直流モータ１６は、１つのモータのとき
に比べ、ともに寸法を小さくでき、重量も軽くでき、コ
ストも安くできる。

【００３８】さらに、経年変化等で、例えば、第１直流
モータ８の駆動力が弱くなったときには、ＭＰＵ１０か
ら入力するＰＷＭ信号のパルス幅を調整することにより
駆動力の配分を変えて、第２直流モータ１６の駆動力の
配分を大きくすることで、第１直流モータ８の駆動力も
無駄なく使うことができる。例えば、第１直流モータ８
の駆動力の最大値が３０になり、衝突不可避を示す制御
信号がＭＰＵ１０に入力されたときには、第２直流モー
タ１６の駆動力を最大値の７０とすることで、必要とさ
れるシートベルトを巻き取るための駆動力を確保するこ
とができる。

【００３９】上述したように、本実施の形態によれば、
第１直流モータ８の駆動力が弱くなったときには、ＭＰ
Ｕ１０から入力するＰＷＭ信号のパルス幅を調整するこ
とにより駆動力の配分を変えて、第２直流モータ１６の
駆動力の配分を大きくすることで、第１直流モータ８の
駆動力も無駄なく使うことができる。よって、電動リト
ラクタ１００はシートベルトを巻き取る駆動力を十分に
活かしきることができる。

【００４０】尚、シートベルトの巻き取りにおいて、第
１直流モータ８単体の駆動力で足りる場合は、第２直流
モータ１６を駆動せずに、シートベルトの巻き取り引き
出し量センサとして使用することもできる。

【００４１】

【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、駆動力配分決定手段
が駆動手段の各々の駆動力の配分を決定するので、一の
駆動手段の駆動力が弱くなったときには、駆動力の配分
を変えて、他の駆動手段の駆動力の配分を大きくするこ
とで、一の駆動手段の駆動力を無駄なく使うことができ
る。よって、シートベルトを巻き取る駆動力を十分に活
かしきることができる。

【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。

【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 第１リールシャフト用プーリ ６ 第１直流モータ用プーリ ７ 第１動力伝達ベルト ８ 第１直流モータ（駆動手段） ９ 第１直流モータ駆動部 １０ ＭＰＵ（駆動力配分決定手段） １２ バックル接続有無検出部 １６ 第２直流モータ（駆動手段） １７ 第２直流モータ駆動部 １００ 電動リトラクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートベルトの引き出し及び巻き取りを
   行うためリールシャフトを回転駆動させる駆動手段を複
   数備える車両用乗員拘束保護装置において、前記駆動手
   段の各々の駆動力の配分を決定する駆動力配分決定手段
   を備えることを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。