JP2007500647A - シートベルトリトラクタの電気モータに供給される電流の制御 - Google Patents

Abstract

トルクが車両のシートベルトリトラクタ（９）のベルトリール（１０）に伝達される電気モータ（１）に供給する供給電流を調整し、それによって、制御回路内に配置された電気モータ（１）への供給電流を制御するために、電気モータ（１）のモータ電流がトルク発生中に計測され、被制御変数として、車両の、少なくとも１つの運転状況または少なくとも１つの運転状態に応じて調整された指令変数と比較される方法と装置。

Description

本発明は、トルクが車両のシートベルトリトラクタのベルトリールに伝達される電気モータへの供給電流を調整する方法と装置に関する。

シートベルトリトラクタのベルトリールにギアを介して接続することができる電気モータによって、シートベルトの、必要な安全機能と拘束機能に応じて様々なトルクをベルトリールに伝達することが特許文献１から知られている。
欧州特許第０８９３３１３号明細書 米国特許第４６５５３１２号明細書 米国特許第６２９０１５９号明細書

ベルトリールに接続されている電気モータによって発生し、ベルトウェビングの、車両乗員を肩の所で拘束している力が閾値を越えているのを判定するためにモータ電流を計測することが特許文献２から知られている。

本発明によれば、特定の安全機能を必要とする、車両の様々な運転状況または運転状態に応じて様々な供給電流が電気モータに供給される。各場合の時に、供給電流は、電気モータが配置された制御回路の助けによって調整される。この場合、電気モータのモータ電流が、被制御変数として計測され、運転状況から生じる、または車両の運転状態の各場合における所望の安全機能に応じて調整される指令変数と比較される。比較結果に応じて、すなわち、標準からの偏差に応じて、電気モータへの供給電流が調整される。電気モータによって加えられるトルク、および、それによってベルトウェビングに作用する引張り力は、調整された供給電流に比例する。供給電流の調整は、指令変数を必要な各安全機能に合わせることによって行われる。電気モータは、ブラシレス直流モータであるのが好ましい。

供給電流は、車両内に配置されている電流源、例えば、比較的短時間内に充電可能な車両バッテリーによって供給される。

図１に示している実施形態は、例えばギアや連結装置などのトルク伝達装置１１を介してシートベルトリトラクタ９のベルトリール１０にトルクを伝達する電気モータ１を有している。電気モータ１のトルクは、両回転方向、すなわち巻き取り方向と繰り出し方向に作用することができる。シートベルト１２が、ベルトリール１０に巻き取られ、ベルトリール１０から繰り出される。シートベルト１２とシートベルトリトラクタ９は、車両内のシートと関連付けられている。

電気モータ１は、電気モータ１に供給される供給電流を制御する制御回路内に配置されている。制御回路は、トルクがベルトリール１０に伝達される時に電気モータのモータ電流の計測に使用される電流計測装置３を有している。電流計測装置３は、制御回路のコンパレータ５に接続されている。電流計測装置３の計測信号によって、コンパレータ５において指令変数と比較される被制御変数が制御回路内に生成される。指令変数は、センサ装置４のセンサ信号および／または計測装置１３または検出装置１４の計測信号に応じて生成される。そのために、センサ信号と計測信号を評価する、例えばコンピュータまたは特定用途向け集積回路の形態の指令変数発生器２が計測装置１３とセンサ装置４に接続されている。指令変数発生器２は、指令変数を供給するためにコンパレータ５に接続されている。

コンパレータ５は、指令変数発生器２を有しているコンピュータまたは特定用途向け集積回路に組み込むこともできる。

コンパレータ５において生成される、指令変数と被制御変数の差から生じる偏差によって、供給電流回路６内の電流制限器７が制御される。電流制限器７は車両内の電流源１５によって供給される電流を所望の補正変数に合わせるように調整する。電流源１５は、車両のバッテリー、特に容量性の、所定の時間枠内に可逆的に充電可能な電気メモリ、または車両内に存在する他の電流源とすることができる。電流制限器７によって調整された供給電流は、必要に応じて供給電流回路６内に配置されたパワーアンプ８を介して電気モータ１に供給することができる。

制御回路、および、電気モータ１とシートベルトリトラクタ９のベルトリール１０の間のトルク伝達経路を変更することなく、シートベルト１２の様々な安全機能を、指令変数を相応に調整することによって、一定の設定値または変更可能な設定値に合わせるように調整することができる。

通常の運転状態の間、シートベルト１２は、特定の接触力だけで車両乗員の体に接触し、それによって、たるみがシートベルトから取り除かれているのが好ましい。図２において、この状態には、比較的弱いベルト力、したがって、補正変数としての比較的小さい供給電流に相当する指令変数によって調整することができる。図２において、このベルト力とこれに対応するモータ電流は、矢印と「ベルトのたるみを取り除く」という記載によって示されている。シートベルトによって拘束されている車両乗員がこのように所望の快適さを感じるように調整が行われるのが図１の電流制御回路によって保証される。さらに、シートベルトが車両乗員の体の周囲に装着された後、図２に示している、たるみを取るためのベルト力とモータ電流よりも大きくなるように評価されたベルト力とそれに対応するモータ電流によって基準状態を決め記憶することができる。この基準状態は、衝突の可能性がある状況（衝突前の状況）の時に、シートベルトにとらせるべきベルト状態を示している。この状態の時、シートベルトに作用する、図３に「基準状態」によって示しているベルト力に対応するトルクがモータ１からベルトリール１０に伝達される。この場合、電気モータには、図１に示している電流制御回路において発生した相応の供給電流によって電力が供給される。シートベルト１２の、この場合に必要な状態を状態確認のために、ベルトの引き出し長さを監視する光学装置または他の装置を設けることが想定される。さらに、例えば特許文献３から知られているような、ベルトリール１０の回転運動を検出する装置を設けることが想定される。図１では、ベルトリール１０またはベルトの引き出し長さの監視／検出装置１４が、計測装置１３に接続されており、または計測装置１３の構成要素である。

シートベルトの、図３に示している基準状態は車両の座席の快適な設定のために、または操作／快適性部材によって調整することができる。

危機的な運転状況を、車両の動的な動作挙動を検出するセンサ装置４のセンサによって検出することができる。これらのセンサ信号に応じて、相応の指令変数が指令変数発生器２において生成され、それに合わせてシートベルト１２を引き締めるために、相応の調整供給電流が供給電流回路６を介して電気モータに供給される。

衝突が差し迫っているのが、センサ装置４の、レーダセンサなどの近接距離センサによって検出されると、指令変数は、図４に示しているように、供給電流が制御回路を介して電気モータ１に最大電流強度で供給されるように、指令変数発生器２によって相応に調整される。したがって、電気モータによって、最大のトルクがベルトリール１０に伝達されて、シートベルト１２が相応の引張り力で引き締められ、特に、シートベルト１２のプリテンショニングが行われる。

指令変数発生器２は、各場合において、センサ装置４から供給されるセンサ信号に対応した指令変数を発生することができる。これらのセンサ信号は、ブレーキアシスト装置や、ドライビングダイナミクスコントロール、例えばアンチロックブレーキシステム「ＡＢＳ」などから供給されるセンサ信号とすることができる。

シートベルトのプリテンショニングは、図３に示している「基準状態」になるまで行うことができる。ベルトウェビング、すなわちベルトリール１０の、「基準状態」に向かう方向への動きと、「基準状態」への到達が監視・検出装置１４によって検出され、指令変数発生器２が相応に制御される。「基準状態」に到達すると、プリテンショニング工程が完了する。それから、モータ電流を、図５にも関連して示しているように、一定の拘束力が維持されるように調整することができる。

衝突の可能性がある状況、すなわち衝突前段階の時、例えば緊急ブレーキ時や危険な動的運転状況の時、電気モータ１によって加えられるトルクによって行われる引き締め工程の後にシートベルトリトラクタ９がロックされて、ベルトウェビングが、プリテンショニングの間に引き締められた状態のまま、車両乗員が、シートベルトによって車両の座席に拘束されたままになる危険性がある。ベルトリトラクタがロックされるために、衝突の可能性がある状況、すなわち衝突前段階が、衝突が起こることなく過ぎ去り、通常の車両動作に戻ったとしても、この運転状況が継続される場合がある。この通常の車両動作を検出してそれに対応する信号を供給するセンサ装置４と、シートベルト１２の引き締め状態を引き続き計測する監視／検出装置１４の協働によって、ロック解除ルーチンを自動的に開始することができる。ロック解除ルーチン中、指令変数発生器２における指令変数の相応の調整によって、相応に調整された供給電流が電気モータ１に供給され、それによって、ベルトリール１０が、ベルトリール１０のロック、すなわちブロックが解除される程度まで引き締め方向へ回転させられる。電気モータ１への電流の供給は、過度の引き締め力によって車両乗員に大きな負担をかけることなくベルトリールのロックが解除されるように行われる。ロック解除ルーチンは、例えばキーや制御部などを操作することによって手動で開始させることもできる。

シートベルトのプリテンショニング中、特に、衝突の可能性がある状況の間、例えば図５からわかるように、供給電流を制御することによって、設定された時間枠の間維持される拘束力を決めることができる。図３に示している「基準状態」に一旦到達したら、供給電流、すなわち拘束力の安定化を開始することができる。衝突が起こらないことが確実になったら、図２に示しているように、ベルトの力は、供給電流を調整することによって、通常状態用に設定された値に合わせるように弱められる。拘束力を維持している間の、指令変数を相応に安定させ、指令変数を、その後小さくすることによって、供給電流を、したがってシートベルトの拘束力を、この制御に合わせるように調整することができる。

ベルトウェビングの、駐車時の位置への引き込み中には、図６から分かるように、供給電流を設定値（巻き取り電流）に合わせるように調整することができる。巻き取り工程の最後に、電気モータ１から引き出された電流の増加が、および、それによって、ベルトウェビングの巻き取りの完了が電流計測装置３によって検出される。こうして、巻き取り工程を維持していた供給電流を遮断するために電流の増大（カットオフ電流）が評価される。

さらに、衝突時に、ベルトウェビングの拘束力を電気モータ１の作動を相応に制御することによって調整することができる。この場合、指令変数はベルト力の、所望の制限に応じて変化させられる。この制限は、シートベルトリトラクタ９の力の、機械的な、または油圧による制限に加えて行うことができる。

実施形態のブロック図である。 シートベルトの様々な安全機能について評価された、モータ電流に応じたベルト力のグラフである。 シートベルトの様々な安全機能について評価された、モータ電流に応じたベルト力のグラフである。 シートベルトの様々な安全機能について評価された、モータ電流に応じたベルト力のグラフである。 シートベルトの引き締め中と、その後の、ベルトを引き締めた状態を維持している時の、ベルトの力の、すなわちモータ電流の時間変化を示す図である。 シートベルトの引き込み中と引き込みが終了した時の、供給電流の時間変化を示す図である。

Claims (7)

1. トルクが車両のシートベルトリトラクタ（９）のベルトリール（１０）に伝達される電気モータ（１）に供給する供給電流を調整し、それによって、前記ベルトリール（１０）に伝達される前記トルクを、前記車両の、少なくとも１つの運転状況または運転状態に応じて調整する方法において、
   制御回路内に配置されている前記電気モータ（１）への前記供給電流を制御するために、前記電気モータ（１）のモータ電流が被制御変数として前記トルクの発生中に計測されて、前記車両の、少なくとも１つの運転状況、または少なくとも１つの運転状態に応じて調整された指令変数（５）と比較されることを特徴とする方法。
2. 前記指令変数（５）は、前記シートベルト（１２）のベルトウェビングから取り除くべきたるみに応じて調整されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記指令変数（５）は、衝突の可能性がある状況の時に、前記シートベルトによって拘束されている車両乗員が、前記モータの、前記シートベルト（１２）に作用する前記トルクによっておかれるべき基準状態に応じて調整されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 調整された前記指令変数（５）によって、前記シートベルト（１２）のプリテンショニングの後に、前記シートベルト（１２）の拘束力が一定にされ、すなわち前記電気モータ（１）の供給電流が一定にされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記指令変数（５）は、行われるべきロック解除工程に応じて調整され、該ロック解除工程時に、前記シートベルトリトラクタ（９）の、引き締めが行われている前記ベルトリール（１０）が、追加のモータトルクを引き締め方向に加えることによって、ロックされた状態、すなわちブロックされた状態から解除されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記指令変数（５）は、前記シートベルト（１２）によって拘束されている前記車両乗員の重量に応じて調整されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. トルクが車両のシートベルトリトラクタ（９）のベルトリール（１０）に伝達される電気モータ（１）の供給電流回路における供給電流を調整し、それによって、前記車両の運転状況または運転状態を検出するセンサ装置（４）に接続された、前記トルクの調整装置を構成する装置において、
   前記電気モータ（１）は、前記トルクの発生時のモータ電流を計測する電流計測装置（３）と、前記電流計測装置（３）に接続されているコンパレータ（５）を有している電流制御回路内に配置されており、前記コンパレータ（５）は、指令変数を発生するために前記センサ装置（４）に接続され供給されたセンサ信号に応じて前記指令変数を発生する指令変数発生器（２）に接続されており、前記供給電流回路（６）は前記コンパレータ（５）に接続され、前記供給電流回路（６）の前記供給電流は、前記コンパレータにおいて検出された偏差に応じて調整されることを特徴とする装置。

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