JP2011189767A - シートベルトリトラクタ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術によれば、シートベルトリトラクタに内包されたモータを一つの制御ＩＣにて制御するため、制御ＩＣには運転席側と助手席側のシートベルトリトラクタを同時に制御するのが困難、という課題がある。
【解決手段】当該シートベルトリトラクタ制御装置は、運転席のシートベルトを制御する第１の制御部と、助手席のシートベルトを制御する第２の制御部と、を備え、第１の制御部は第２の制御部の作動状態を監視し、第２の制御部は第１の制御部の作動状態を監視する。第１の制御部は、第２の制御部の異常を検出した場合、当該第２の制御部の作動を停止し、第２の制御部は、第１の制御部の異常を検出した場合、第１の制御部の作動を停止してもよい。又、第１及び第２の制御部は、それぞれ、ＣＡＮ通信のロジック信号の送受信を行ってもよい。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用のシートベルトリトラクタ制御装置に関する。

従来技術として、一つのＣＰＵと２つのモータ駆動回路からなるシートベルト装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００５−２６３０４０号公報

特許文献１によれば、シートベルトリトラクタに内包されたモータを一つの制御ＩＣにて制御するため、制御ＩＣには運転席側と助手席側のシートベルトリトラクタを同時に制御するのが困難、という課題がある。

そこで、本発明の目的は、制御ＩＣに対する処理負荷を２つの制御ＩＣに分散することにより高信頼性を確保できるシートベルトリトラクタ制御装置を提供することにある。

当該シートベルトリトラクタ制御装置は、運転席のシートベルトを制御する第１の制御部と、助手席のシートベルトを制御する第２の制御部と、を備え、第１の制御部は第２の制御部の作動状態を監視し、第２の制御部は第１の制御部の作動状態を監視する。

本発明によれば、制御ＩＣに対する処理負荷を２つの制御ＩＣに分散することにより高信頼性を確保できるシートベルトリトラクタ制御装置を提供することができる。

衝突安全装置を示す図。 シートへの乗員拘束図。 制御回路のブロック図。 ＣＡＮ通信を示す図。 ＣＡＮ通信の通信方向を示す図。 図４（Ａ）におけるＣＡＮ通信の成立可否を示す図。 図４（Ｂ）におけるＣＡＮ通信の成立可否を示す図。

図１は、車両における衝突安全装置を示す図である。

車両１０には、障害物との距離に応じた信号を出力する障害物センサ１２が、車両前方部に取り付けられている。障害物センサ１２の出力信号は、障害物センサ１２と電気的に接続された衝突判断コントローラ１４に伝達される。又、車両の速度に応じた信号を出力する車輪速度センサ１８の信号も、車輪速度センサ１８と電気的に接続された衝突判断コントローラ１４に伝達される。

衝突判断コントローラ１４は、障害物センサ１２と車輪速度センサ１８の信号に基づき、車両１０が障害物と衝突するか否かを判断する。例えば、障害物センサ１２の出力信号から得られた障害物との距離が所定の値より短く、かつ、車輪速度センサ１８の出力信号から得られた車両速度が所定の値より速い場合、衝突判断コントローラ１４は車両１０が障害物と衝突すると判断し、車両１０が障害物と衝突する前に、ブレーキアシスト装置１６とシートベルトリトラクタ制御装置（以下、制御装置）２０に指令信号を出力する。

ブレーキアシスト装置１６と制御装置２０は、衝突判断コントローラ１４と電気的に接続されており、衝突判断コントローラ１４の指令信号に基づき、それぞれ、予め定められた動作を実行する。

制御装置２０は運転席側リトラクタ２２ａ及び助手席側リトラクタ２２ｂと電気的に接続されている。

図２は、シートへの乗員拘束図を示す図である。（Ａ）は運転席側を、（Ｂ）は助手席側を示す。ここでは、運転席側について説明するが、助手席側も同様である。

運転席側リトラクタ２２ａは、運転席側シートベルト２６ａ及び運転席側リトラクタ用モータ２４ａから構成されており、制御装置２０の指令に基づき、該モータ２４ａが該シートベルト２６ａを巻き取る方向あるいは引き出す方向に回転運動を行う。

リトラクタ２２ａにはモータ２４ａが付設されており、モータ２４ａが回転することによりシートベルトの巻き取りが可能となっている。例えば、乗員３０ａが車両１０を運転している状態において、乗員３０ａが車両前方方向に微小ではあるが移動し、乗員３０ａとシート２８ａとの間に空隙が生じている場合を考える。このような状況において、車両１０が障害物と衝突した場合、乗員はシート２８ａに拘束されていない状態であるため、シート２８ａに強く打ちつけられてしまう。しかし、本システムによれば、リトラクタ２２ａに付設されたモータ２４ａを動作させ、車両１０と障害物が衝突する前にシートベルト２６ａを巻き取ることにより、乗員３０ａとシート２８ａとの間隙をなくすことが可能である。従って、車両１０と障害物が衝突する時点では、既に乗員３０ａをシート２８ａに拘束した状態であるため、乗員３０ａへの衝撃を緩和することができる。

図３は、制御装置２０の機能ブロック図を示す図である。

車両用バッテリ３４から供給された電力はバッテリ用コネクタ端子３６を介して、制御装置２０内に実装された運転席側制御ＩＣ３８及び助手席側制御ＩＣ５２に伝達される。又、衝突判断コントローラ１４などの車両側コントロールユニットと、ＣＡＮ７０（Controll Area Network）を介して、運転席側制御ＩＣ３８はデータの送受信（以下、ＣＡＮ通信）を行っている。このＣＡＮ通信は、信号処理やエラー検出を実効するＣＡＮ制御部４２、及び、ＣＡＮ制御部４２で発生した信号をＣＡＮ７０の電圧レベルに変換するＣＡＮドライバ４０、及びＣＡＮ制御部４２とデータの受け渡しを行うＣＰＵ４３から成り立っている。

又、ＣＡＮドライバ４０は、ＣＡＮ７０の電圧レベルを、ＣＡＮ制御部４２が検出可能な電圧レベルへの変換も行っている。ここで、ＣＡＮ７０を構成するデータ送受信線名をＣＡＮ＿Ｈ及びＣＡＮ＿Ｌと呼び、ＣＡＮ７０は、これら２つの電線の差動電圧により、データの“０”及び“１”を判定する。

更に、ＣＡＮ制御部４２内部では、ＣＡＮドライバ４０により電圧変換されたロジックレベル（０Ｖ〜５Ｖ）の信号が生成されており、ＣＡＮ制御部４２からＣＡＮドライバ４０に送信される信号名をＣＡＮ＿ＴＸと呼ぶ。逆に、ＣＡＮ制御部４２にＣＡＮドライバ４０から送信される信号名をＣＡＮ＿ＲＸと呼ぶ。ここで、制御ＩＣの内部信号であるＣＡＮ＿ＴＸ及びＣＡＮ＿ＲＸ信号が、該制御ＩＣの外部端子に接続されている。このため、ＣＡＮ＿ＴＸ及びＣＡＮ＿ＲＸ信号を助手席側制御ＩＣ５２に接続可能である。助手席側制御ＩＣ５２は、上述のＣＡＮ制御部５６を内蔵しており、ＣＡＮ信号の送受信及びエラー判定が可能となっている。

通常ＣＡＮに接続可能のノード数は規格で決められており、一般的にはその上限数は１６である。上記記載の方法により、２つの制御ＩＣがＣＡＮに接続されることになるが、ＣＡＮ７０からみると、ＣＡＮドライバ４０が接続されるのみで、ノード数の増加が１つに抑えることが可能である。

又、運転席側制御ＩＣ及び助手席側制御ＩＣには、内蔵のＷＤＴ（以下ウォッチドッグタイマ）機能をハード的、あるいは、ソフト的に実現する機能がある。これは、入力端子に所定の周期以下、あるいは、所定の周期以上の信号が入力されたことを検出し、出力端子の電位を変化させる機能である。

図３によれば、運転席側制御ＩＣ３８内に内包されたＣＰＵ４３により生成されるＰＲＵＮ出力端子が助手席側の入力端子に接続されており、助手席側制御ＩＣ５２内のＷＤＴ機構に接続されている。該ＷＤＴ機構では、入力端子に入力される信号の周期を判定し、処理の範囲外であった場合、助手席側制御ＩＣ５６の出力端子をＧＮＤ電位に変化させる。該出力端子は運転席側制御ＩＣ３８のシャットダウン端子（図３では／ＳＤＮと表記）に接続されている。この／ＳＤＮ端子の端子電位がＧＮＤ電位になった場合、運転席側制御ＩＣ３８内に内包されたＣＰＵ４３の動作に関わらず、運転席側制御ＩＣ３８のモータ制御回路を強制的に停止し、Ｈブリッジ回路４６を停止する。あるいは、この／ＳＤＮ端子の端子電位がＧＮＤ電位になった場合、運転席側制御ＩＣ３８内に内包されたＣＰＵ４３の動作に関わらず、運転席側制御ＩＣ３８をリセット状態とする。

同様に、助手席側制御ＩＣ５２Ｉ内に内包されたＣＰＵ５３により生成されるＰＲＵＮ出力端子が運転席側の入力端子に接続されており、運転席側制御ＩＣ３８内のＷＤＴ機構に接続されている。該ＷＤＴ機構では、入力端子に入力される信号の周期を判定し、処理の範囲外であった場合、運転席側制御ＩＣ５２の出力端子をＧＮＤ電位に変化させる。該出力端子は助手席側制御ＩＣ５２のＳＤＮに接続されている。この／ＳＤＮ端子の端子電位がＧＮＤ電位になった場合、助手席側制御ＩＣ５２Ｉ内に内包されたＣＰＵ５３の動作に関わらず、助手席側制御ＩＣ５２のモータ制御回路を停止し、Ｈブリッジ回路５８を停止する。あるいは、この／ＳＤＮ端子の端子電位がＧＮＤ電位になった場合、助手席側制御ＩＣ５２Ｉ内に内包されたＣＰＵ５３の動作に関わらず、助手席側制御ＩＣ５２をリセット状態とする。

上記ＰＲＵＮ信号はソフトウェア処理の制御周期を元に生成されている。制御ＩＣの暴走などにより、制御周期内にソフトウェアの処理が完結されない場合や、ソフトウェア処理が無限ループに入り、ＰＲＵＮ信号を異常に高速な周期で出力した場合に、その異常状態を検出することが可能である。上記により、運転席側制御ＩＣ３８あるいは、助手席側制御ＩＣ５２のいずれかが暴走あるいは動作停止などの異常状態となった場合、もう一方の制御ＩＣにより、異常状態となった制御ＩＣの動作を確実に停止あるいは、モータの動作を停止することが可能である。

図４は、ＣＡＮ通信を示す図である。図４（Ａ）では、運転席側制御ＩＣ３８のＣＡＮドライバｒ４０とＣＡＮ制御部４２を接続する信号線ＣＡＮ＿ＴＸとＣＡＮ＿ＲＸが、それぞれ、助手席側のＣＡＮ制御部５６のＣＡＮ＿ＴＸとＣＡＮ＿ＲＸと接続されている。図４（Ｂ）では、運転席側制御ＩＣ３８のＣＡＮドライバ４０とＣＡＮ制御部４２を接続する信号線ＣＡＮ＿ＴＸとＣＡＮ＿ＲＸが、それぞれ、助手席側のＣＡＮ制御部５６のＣＡＮ＿ＲＸとＣＡＮ＿ＴＸと接続されている。

図５は、車両側コントロールユニット７２と制御装置２０、及び制御装置２０の内部の通信方向を示す図である。通信方向としては、以下、車両側コントロールユニット７２と制御装置２０の通信は、運転席側制御ＩＣ３８から車両側コントロールユニット７２への送信７４、車両側コントロールユニット７２から運転席側制御ＩＣ３８への送信７６、助手席側制御ＩＣ５２から車両側コントロールユニット７２への送信７８、車両側コントロールユニット７２から運転席側制御ＩＣ５２への送信８０、運転席側制御ＩＣ３８から助手席側制御ＩＣ５２への送信８２、助手席側制御ＩＣ５２から運転席側制御ＩＣ３８への送信８４が考えられる。

図６に図４（Ａ）における通信成立の可否を示す。車両側コントロールユニット７２と運転席側制御ＩＣ３８、車両側コントロールユニット７２と助手席側制御ＩＣ５２への送受信は可能である。一方、運転席側制御ＩＣ３８と助手席側制御ＩＣ５２間の送受信は不可である。従って、ＣＡＮのＩＤに余裕があり、運転席側と助手席側の制御ＩＣにそれぞれ、ＣＡＮＩＤを設定できる場合、あるいは、運転席側リトラクタと助手席側リトラクタの制御を、車両側コントローラから直接かつ独立的に実効したい場合、図６の方法が有効となる。

図７に図４（Ｂ）における通信成立の可否を示す。車両側コントロールユニット７２と運転席側制御ＩＣ３８の送受信、及び、運転席側制御ＩＣ３８と助手席側制御ＩＣ５２間の送受信は可能である。一方、車両側コントロールユニット７２と助手席側制御ＩＣ５２への送受信は不可である。従って、ＣＡＮのＩＤに余裕がなく、運転席側と助手席側の制御ＩＣにそれぞれ、ＣＡＮＩＤを設定できない場合、あるいは、運転席側リトラクタがマスターとなり、助手席側リトラクタがスレーブとなる構成においては、図７の方法が有効となる。

１０ 車両
１２ 障害物センサ
１４ 衝突判断コントローラ
１６ ブレーキアシスト装置
１８ 車輪速度センサ
２０ シートベルトリトラクタ制御装置
２２ シートベルトリトラクタ

Claims (4)

1. 運転席のシートベルトを制御する第１の制御部と、
   助手席のシートベルトを制御する第２の制御部と、を備え、
   前記第１の制御部は前記第２の制御部の作動状態を監視し、
   前記第２の制御部は前記第１の制御部の作動状態を監視する、シートベルトリトラクタ制御装置。
2. 前記第１の制御部は、前記第２の制御部の異常を検出した場合、当該第２の制御部の作動を停止し、
   前記第２の制御部は、前記第１の制御部の異常を検出した場合、当該第１の制御部の作動を停止する、請求項１記載のシートベルトリトラクタ制御装置。
3. 前記第１及び第２の制御部は、それぞれ、ＣＡＮ通信のロジック信号の送受信を行う、請求項１又は２記載のシートベルトリトラクタ制御装置。
4. 前記第１及び第２の制御部は、それぞれ、ＣＰＵ，ＣＡＮドライバ，ウォッチドッグタイマを、それぞれ、当該第１及び第２の制御部内に備える、請求項１乃至３何れか一に記載のシートベルトリトラクタ制御装置。

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