JP2005271769A - Seat belt device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗員をシートに拘束して乗員の安全を図るシートベルト装置に関する。 The present invention relates to a seat belt device that restrains an occupant to a seat to make the occupant safe.
乗員保護装置として、例えば、前方車両との車間距離や、運転者によるブレーキの操作状態等の情報に基づいて、車両の衝突を事前に検知し、必要に応じてシートベルトを巻取るプリテンショナ機構付きシートベルト装置が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。この種のシートベルト装置では、シートベルト巻取装置にモータが組み込まれており、衝突不可避と判断された場合に該モータが駆動され、シートベルトが巻取られる。
上記プリテンショナ機構は、緊急時に作動するものであるため、通常ではモータが駆動されることはない。このため、例えば、モータのロータ周りに水分が付着して錆が発生すると、モータが固着してしまうおそれがある。モータが固着すると、必要時にプリテンショナ機構を作動させることができない。 Since the pretensioner mechanism operates in an emergency, the motor is not normally driven. For this reason, for example, if water adheres around the rotor of the motor and rust is generated, the motor may be fixed. If the motor is fixed, the pretensioner mechanism cannot be operated when necessary.
このようなモータの不具合を事前に認識するためには、例えば、モータを実際に駆動させて、シートベルトの巻取り検査を行えばよい。しかし、シートベルトの着用時に、モータを駆動させシートベルトを巻取ると、シートベルトによる拘束力が大きくなり、乗員に違和感を与えてしまう。 In order to recognize such a malfunction of the motor in advance, for example, the motor may be actually driven to perform a seat belt winding test. However, when the seat belt is worn and the motor is driven to wind up the seat belt, the restraint force by the seat belt increases, and the passenger feels uncomfortable.
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、シートベルト巻取用のモータの不具合を検知することのできるシートベルト装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a seat belt device that can detect a malfunction of a seat belt winding motor.
(1)本発明のシートベルト装置は、シートベルトが巻装されたリールと、正逆双方向に駆動でき、正方向の駆動により該リールを回転させて該シートベルトの巻取りを行うモータと、を持つシートベルト巻取装置と、該モータを駆動するモータ駆動回路と、該モータに流れる電流値を検出する電流検出装置と、該シートベルトの巻取りの必要性を判定し、巻取り必要判定の場合には、該モータ駆動回路に正方向の駆動指示を出すCPUと、を持つシートベルト制御装置と、を備えるシートベルト装置であって、前記CPUは、前記モータを逆方向に駆動させ、その際に前記電流検出装置により検出された電流値から該モータの状態を診断するモータ診断機能を有することを特徴とする。 (1) The seat belt device of the present invention includes a reel on which the seat belt is wound, a motor that can be driven in both forward and reverse directions, and that rotates the reel by driving in the forward direction to wind the seat belt. , A motor drive circuit that drives the motor, a current detection device that detects a current value flowing through the motor, and the necessity of winding the seat belt In the case of determination, a seatbelt device comprising: a CPU that issues a forward drive instruction to the motor drive circuit; and a seatbelt control device, wherein the CPU drives the motor in the reverse direction. In this case, the motor has a motor diagnosis function for diagnosing the state of the motor from the current value detected by the current detection device.
モータは、モータ駆動回路からの通電により正逆双方向に駆動する。モータが正方向に駆動すると、リールが回転してシートベルトが巻取られる。一方、モータが逆方向に駆動した場合には、モータの駆動力はリールに伝達されず、モータは空転する。よって、シートベルトは引出されない。 The motor is driven in both forward and reverse directions by energization from the motor drive circuit. When the motor is driven in the forward direction, the reel rotates and the seat belt is wound up. On the other hand, when the motor is driven in the reverse direction, the driving force of the motor is not transmitted to the reel, and the motor runs idle. Therefore, the seat belt is not pulled out.
CPUは、モータを逆方向に駆動させ、空転するモータに流れる電流値から、モータの状態を診断する。一定の電圧を印加してモータを駆動する場合、モータが正常な場合と、モータに固着等の不具合が生じている場合とでは、モータに流れる電流値は異なる。よって、例えば、モータの不具合を判定するためのしきい値を予め設定しておき、検出された電流値がそのしきい値を超えた場合に、モータに不具合が生じていると判定することができる。 The CPU drives the motor in the reverse direction and diagnoses the state of the motor from the current value flowing through the idling motor. When the motor is driven by applying a constant voltage, the value of the current flowing through the motor differs depending on whether the motor is normal or if a problem such as sticking occurs in the motor. Thus, for example, a threshold value for determining a malfunction of the motor is set in advance, and when the detected current value exceeds the threshold value, it is determined that a malfunction has occurred in the motor. it can.
このように、本発明のシートベルト装置によれば、モータの不具合を事前に検知することができる。そして、この診断結果に基づいて、適当な処置を施すことで、モータを正常な状態に維持することができる。その結果、緊急時には、プリテンショナ機構を確実に作動させることができる。また、本発明のシートベルト装置では、モータを空転させて、モータの状態を診断する。シートベルトの巻取り、引出しを行わない状態で、モータの状態を診断するため、乗員に違和感を与えることはない。 Thus, according to the seat belt device of the present invention, it is possible to detect a malfunction of the motor in advance. The motor can be maintained in a normal state by performing an appropriate treatment based on the diagnosis result. As a result, the pretensioner mechanism can be reliably operated in an emergency. In the seat belt device of the present invention, the motor is idled to diagnose the state of the motor. Since the state of the motor is diagnosed without the seat belt being retracted or pulled out, the passenger is not discomforted.
本発明のシートベルト装置によれば、モータの不具合を事前に検知することができる。このため、シートベルト装置の作動信頼性は高い。また、本発明のシートベルト装置では、モータを逆方向に駆動させ、空転させた状態でモータの状態を診断する。よって、シートベルトの巻取り、引出しは行われず、乗員に違和感を与えることはない。 According to the seat belt device of the present invention, it is possible to detect a malfunction of the motor in advance. For this reason, the operation reliability of the seat belt device is high. In the seat belt device of the present invention, the motor is driven in the reverse direction, and the state of the motor is diagnosed in the idle state. Therefore, the seat belt is not taken up and pulled out, and the passenger is not discomforted.
以下、本発明のシートベルト装置の実施の形態について説明する。まず、本実施形態のシートベルト装置の構成について説明する。図1に、本実施形態のシートベルト装置のブロック図を示す。図1に示すように、シートベルト装置1は、シートベルト制御装置2と、シートベルト巻取装置3とを備える。
Hereinafter, embodiments of the seat belt device of the present invention will be described. First, the configuration of the seat belt device of the present embodiment will be described. FIG. 1 shows a block diagram of the seat belt device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
シートベルト制御装置2は、電源回路20と、通信用I/F(インターフェイス)21と、CPU(中央処理装置)22と、モータ駆動回路23と、電流検出抵抗24と、電流検出回路25と、診断用I/F26と、を備える。
The seat
電源回路20は、電源線L1により車両バッテリ7と接続される。電源線L1には、イグニッションスイッチ70が配置される。電源回路20は、車両バッテリ7の12V電圧を5V電圧に変換する変圧器である。電源回路20は、電源線L2により、CPU22に接続される。
通信用I/F21は、信号線S4により、ミリ波レーダ50、マスタシリンダ圧センサ51と接続される。ミリ波レーダ50は、ミリ波を前方に向けて発射することにより、前方車両や障害物との距離、相対速度等を検出する。マスタシリンダ圧センサ51は、運転者のブレーキ踏力を検出する。
The communication I /
CPU22は、信号線S5により通信用I/F21と接続される。CPU22は、ミリ波レーダ50、マスタシリンダ圧センサ51から伝達されたデータに基づいて、衝突不可避か否かの判定を行う。加えて、CPU22は、後述するモータ30の診断を行う。
The
モータ駆動回路23は、電源線L3により車両バッテリ7と接続される。また、信号線S1によりCPU22と接続される。モータ駆動回路23は、CPU22から伝達された駆動信号により、モータ30を正逆双方向に駆動する。電流検出抵抗24は、モータ30の通電状況を調べるための抵抗である。電流検出回路25は、電流検出抵抗24の電流値を検出するための回路である。電流検出回路25は、検出した電流値を、信号線S3を介してCPU22に伝達する。ここで、電流検出抵抗24、電流検出回路25は、本発明を構成する電流検出装置に含まれる。
The
診断用I/F26は、信号線S6によりCPU22と、また、信号線S7によりインジケータ6と接続される。CPU22から、モータ不良の警告指示が伝達されると、インジケータ6が点灯する。
The diagnostic I / F 26 is connected to the
図2に、シートベルト巻取装置におけるシートベルトの巻取機構を示す。また、図3に、図2中のクラッチの軸直断面を示す。図1〜図3に示すように、シートベルト巻取装置3は、モータ30と、リール31と、クラッチ33とを備える。
FIG. 2 shows a seat belt winding mechanism in the seat belt winding device. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the clutch in FIG. As shown in FIGS. 1 to 3, the
クラッチ33は、クラッチインナ330と、クラッチアウタ331と、係合爪332とからなる。クラッチインナ330は、円筒状を呈する。クラッチインナ330は、モータ30の回転軸300の一端外周に環装される。クラッチインナ330の外周面には、凸部334が60°ごとに形成される。クラッチアウタ331の内周面333には、溝部335が60°ごとに形成される。溝部335は、係合爪332を係止する係止面336を持つ。係合爪332は、クラッチインナ330の凸部334の根元に枢止される。係合爪332の枢止軸には、リターンスプリングが装着される。係合爪332は、リターンスプリングの付勢力により、クラッチアウタ331の内周面側に付勢される。
The
リール31には、シートベルト32が巻装される。リール31の一端には、プーリ部310が形成される。リール31のプーリ部310とクラッチ33とは、ベルト34で連結される。
A
モータ30がモータ駆動回路23により正方向(時計回り)に駆動されると、回転軸300の回転によりクラッチインナ330が同方向に回転する。この時、係合爪332の爪端部337と、クラッチアウタ331の係止面336とが当接する。係合爪332の爪端部337が係止面336を押圧することで、クラッチアウタ331も同方向に回転する。つまり、クラッチインナ330からクラッチアウタ331へ駆動力が伝達される。この駆動力は、ベルト34を介して、リール31のプーリ部310へ伝達される。プーリ部310の回転により、リール31も正方向に回転する。これにより、シートベルト32が巻き取られる。
When the
一方、モータ30が逆方向(反時計回り)に駆動されると、回転軸300の回転によりクラッチインナ330が同方向に回転する。この時、係合爪332は、クラッチアウタ331の内周面333に当接し、弾性変形しながらクラッチインナ330の外周面側に押さえつけられる。係合爪332が、二つの凸部334の間に収容されるため、クラッチアウタ331は係合爪332で押圧されない。よって、クラッチインナ330のみが回転し、クラッチアウタ331は動かない。つまり、クラッチインナ330からクラッチアウタ331に駆動力は伝達されない。このため、リール31は回転せず、モータ30は空転する。
On the other hand, when the
次に、本実施形態のシートベルト装置の動作について説明する。イグニッションスイッチ70がオンになると、電源線L1を介して、車両バッテリ7から電源回路20に12V電圧が印加される。12V電圧は、電源回路20において5Vに変圧される。変圧後の5V電圧は、電源線L2を介して、CPU22に供給される。一方、車両バッテリ7の12V電圧は、電源線L3を介して、モータ駆動回路23にも印加される。これより、モータ30の診断が開始される。
Next, the operation of the seat belt device of this embodiment will be described. When the
まず、CPU22から、信号線S1を介してモータ駆動回路23に、逆方向の駆動信号が伝達される。図4に、モータ駆動回路の回路図を示す。図4に示すように、モータ駆動回路23は、四つのFET(電界効果トランジスタ)230a〜230dにより構成される。これら四つのFET230a〜230dは、Hブリッジ回路を形成する。また、電流検出抵抗24は、モータ駆動回路23に直列に接続される。CPU22からの駆動信号により、FET230c、230dが所定時間だけオンになる。このため、図4中、点線矢印Bで示すように、モータ30に電流が流れる。これより、モータ30は逆方向に駆動する。この時、前出図2に示したように、モータ30は空転し、シートベルト32は引き出されない。モータ30に流れる電流は、信号線S2を介して、電流検出回路25により検出される。検出された電流値は、信号線S3を介して、CPU22に伝達される。
First, a reverse drive signal is transmitted from the
CPU22は、検出された電流値と、予め記憶されたしきい値とを比較して、モータ30の状態の良・不良を判定する。例えば、検出された電流値がしきい値を超えた場合には、モータ30が固着している可能性が大きいため、不良判定がなされる。この場合、モータ不良の警告指示信号が、CPU22から信号線S6、診断用I/F26、信号線S7を介して、インジケータ6に伝送され、インジケータ6が点灯する。
The
モータ診断の終了から所定時間経過後、シートベルト装置1は通常モードに切り替わる。例えば、ミリ波レーダ50から前方車両との間隔、相対速度等の情報が、また、マスタシリンダ圧センサ51からブレーキ踏力情報が、信号線S4、通信用I/F21、信号線S5を介してCPU22に伝送されると、伝送された情報から、CPU22は、車両が衝突不可避か否かを判定する。衝突不可避判定の場合には、信号線S1を介して、モータ駆動回路23に正方向の駆動信号が伝達される。CPU22からの駆動信号により、FET230a、230bがオンになる。このため、前出図4中、点線矢印Aで示すように、モータ30に電流が流れる。これより、モータ30は正方向に駆動する。この時、前出図2に示したように、リール31は正方向に回転し、シートベルト32が所定量だけ巻き取られる。
After a predetermined time has elapsed from the end of the motor diagnosis, the
次に、本実施形態のシートベルト装置の効果について説明する。本実施形態のシートベルト装置1では、モータ30を逆方向に回転し空転させた状態で、モータ30の状態を診断する。モータ30の診断時に、シートベルト32の巻取り、引出しが行われないため、乗員に違和感を与えることなく、モータ30の状態を診断することができる。また、シートベルト32の巻取機構にクラッチ33を利用することで、単純な構成でモータ30を空転させることができ、実用的である。このように、本実施形態のシートベルト装置1によれば、モータ30の固着等の不具合を事前に検知することができるため、プリテンショナ機構の作動安定性が向上する。
Next, the effect of the seat belt device of the present embodiment will be described. In the
以上、本発明のシートベルト装置の実施形態について説明した。しかしながら、本発明のシートベルト装置は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明のシートベルト装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。 The embodiment of the seat belt device of the present invention has been described above. However, the seat belt device of the present invention is not limited to the above embodiment. The seat belt device of the present invention can be implemented in various forms with modifications and improvements that can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、シートベルトの巻取機構にクラッチを使用して、逆方向の駆動時にモータを空転させた。しかし、シートベルトの巻取機構の構成は、上記実施形態に限定されない。シートベルトの巻取機構は、モータを逆方向に駆動させた場合に、その駆動力がリールに伝達されない機構であればよい。 For example, in the above-described embodiment, a clutch is used for the seat belt winding mechanism, and the motor is idled during reverse driving. However, the configuration of the seat belt winding mechanism is not limited to the above embodiment. The seat belt winding mechanism may be any mechanism that does not transmit the driving force to the reel when the motor is driven in the reverse direction.
また、上記実施形態では、衝突を事前に検知する衝突予知装置として、ミリ波レーダとマスタシリンダ圧センサとを使用した。しかし、衝突予知装置の種類は、特に限定されるものではない。例えば、前方車両等の検知用として超音波レーダ等を用いてもよく、急制動検知用として、ABS(アンチロックブレーキシステム)作動信号検出センサ、車速センサ等を使用してもよい。また、前方車両等の検知、急制動検知のいずれか一方のみから衝突予知装置を構成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, the millimeter wave radar and the master cylinder pressure sensor were used as a collision prediction apparatus which detects a collision in advance. However, the type of collision prediction device is not particularly limited. For example, an ultrasonic radar or the like may be used for detecting a preceding vehicle or the like, and an ABS (anti-lock brake system) operation signal detection sensor, a vehicle speed sensor, or the like may be used for detecting a sudden braking. Moreover, you may comprise a collision prediction apparatus only from any one of detection of a preceding vehicle etc., and sudden braking detection.
1:シートベルト装置
2:シートベルト制御装置
20:電源回路 21:通信用I/F 22:CPU 23:モータ駆動回路
230a〜230d:FET 24:電流検出抵抗 25:電流検出回路
26:診断用I/F
3:シートベルト巻取装置 30:モータ 300:回転軸
31:リール 310:プーリ部 32:シートベルト 33:クラッチ
330:クラッチインナ 331:クラッチアウタ 332:係合爪
333:内周面 334:凸部 335:溝部 336:係止面 337:爪端部
34:ベルト 50:ミリ波レーダ 51:マスタシリンダ圧センサ
6:インジケータ 7:車両バッテリ 70:イグニッションスイッチ
1: Seat belt device 2: Seat belt control device 20: Power supply circuit 21: Communication I / F 22: CPU 23: Motor drive circuit 230a to 230d: FET 24: Current detection resistor 25: Current detection circuit 26: I for diagnosis / F
3: Seat belt retractor 30: Motor 300: Rotating shaft 31: Reel 310: Pulley portion 32: Seat belt 33: Clutch 330: Clutch inner 331: Clutch outer 332: Engaging claw 333: Inner peripheral surface 334: Convex portion 335: Groove 336: Locking surface 337: Claw end 34: Belt 50: Millimeter wave radar 51: Master cylinder pressure sensor 6: Indicator 7: Vehicle battery 70: Ignition switch
Claims (1)
正逆双方向に駆動でき、正方向の駆動により該リールを回転させて該シートベルトの巻取りを行うモータと、を持つシートベルト巻取装置と、
該モータを駆動するモータ駆動回路と、
該モータに流れる電流値を検出する電流検出装置と、
該シートベルトの巻取りの必要性を判定し、巻取り必要判定の場合には、該モータ駆動回路に正方向の駆動指示を出すCPUと、を持つシートベルト制御装置と、
を備えるシートベルト装置であって、
前記CPUは、前記モータを逆方向に駆動させ、その際に前記電流検出装置により検出された電流値から該モータの状態を診断するモータ診断機能を有することを特徴とするシートベルト装置。 A reel around which a seat belt is wound;
A seat belt retractor having a motor that can be driven in both forward and reverse directions and that rotates the reel by forward drive to wind the seat belt;
A motor drive circuit for driving the motor;
A current detection device for detecting a current value flowing through the motor;
A seatbelt control device having a CPU for determining the necessity of winding the seatbelt, and in the case of the determination of the need for winding, a CPU for issuing a forward drive instruction to the motor drive circuit;
A seat belt device comprising:
The CPU has a motor diagnosis function for driving the motor in the reverse direction and diagnosing the state of the motor from the current value detected by the current detection device at that time.
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JP2007245854A (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Mazda Motor Corp | Seat belt control device of vehicle |
JP2008068806A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mazda Motor Corp | Seat belt control device for vehicle |
US8063591B2 (en) | 2008-05-13 | 2011-11-22 | Denso Corporation | Motor driving device and method for making judgment on state of motor driving device |
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2004
- 2004-03-25 JP JP2004089087A patent/JP2005271769A/en active Pending
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