JP2011230690A

JP2011230690A - シートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置

Info

Publication number: JP2011230690A
Application number: JP2010103898A
Authority: JP
Inventors: Koji Tanaka; 田中康二
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-17

Abstract

【課題】トルクリミッタ機構を設けることなく、動力伝達機構に入力される荷重の増大を抑制して動力伝達機構を効果的に保護しつつ、動力伝達構造をより簡単にする。
【解決手段】ＥＣＵ２５は、バックルスイッチ２７がタングとバックルとの係止を検知しかつＭＳＢ機能の作動条件信号出力部２６からの出力信号に基づいてシートベルト張力制御機能が作動していると判断した状態で、ＭＳＢ機能の作動条件信号出力部２６からの出力信号に基づいて乗員に慣性力が働く可能性が生じたと判断したときあるいは乗員に慣性力が働いたと判断したときで、電流計２４で検知されたモータ１６のモータ電流が予め設定された設定電流値以上になったと判断したとき、モータ１６への通電を停止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、モータの動力を動力伝達機構を介してスプールに伝達することでシートベルトの巻取りおよび引出しを行うモータリトラクタとして構成され、所定以上の大きな荷重から動力伝達機構およびモータを保護するシートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関するものである。

自動車等の車両のシートに付設されるシートベルト装置はシートベルトをスプールで巻き取るシートベルトリトラクタを備えている。従来、このようなシートベルトリトラクタとして、緊急ロック式リトラクタ（以下、ＥＬＲともいう）が種々開発されている。このシートベルトリトラクタは、車両衝突等の車両に大きな減速度が発生した緊急時にこの減速度を感知して、ロック機構がスプールのベルト引出し方向の回転を阻止するという緊急ロック機能（ＥＬＲ機能）により、乗員が慣性により前方へ移動しようとしてシートベルトが引き出されるのを阻止するものである。このＥＬＲ機能の作動により、シートベルトは乗員を効果的に拘束するようになる。

また、従来のシートベルトリトラクタには、このＥＬＲ機能を有するとともに、モータの動力を動力伝達機構を介してスプールに伝達することでシートベルトの巻取りおよび引出しをも行ってシートベルトの張力を制御するシートベルト張力制御機能（以下、ＭＳＢ機能ともいう）を有するモータリトラクタ（以下、ＭＳＢともいう）が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、ＭＳＢ機能は、車両の走行状況や運転状況等に基づいて、モータに流れる電流が制御される。その場合、ＭＳＢ機能の作動中、モータ電流が予め設定されている設定電流値に到達すると、それ以後はモータ電流はＭＳＢ機能の作動が終了するまでこの設定電流値に制御される。換言すると、図６に実線ａで示すように、ＭＳＢ機能によるシートベルト巻取りが行われる時は、動力伝達機構に入力される荷重Ｆ（Ｎ）が設定電流値に対応して予め設定された設定荷重Ｆ_U（Ｎ）に到達すると、そ
れ以後は動力伝達機構に入力される荷重Ｆ（Ｎ）はＭＳＢ機能の作動が終了するまでこの設定荷重Ｆ_U（Ｎ）となるように制御される。

ＭＳＢ機能によるシートベルト巻取りが行われる時は、乗員に警報するためのシートベルト巻取り、スポーツ走行や高速走行等において乗員を若干拘束するためのシートベルト巻取り、あるいは車両が前方の障害物（例えば前方車両）に衝突する可能性があるかこの障害物（例えば前方車両）に確実に衝突する場合に乗員を比較的強く拘束するためのシートベルト巻取り等の車両の走行状況や運転状況等によりシートベルト巻取りを行う必要がある時である。また、乗員が降車するためにシートベルトの装着を解除したとき、引き出されたシートベルトを巻き取るためのシートベルト巻取りを行うときにもＭＳＢ機能によるシートベルト巻取りが行われる。

ところで、ＭＳＢがＭＳＢ機能によりシートベルト巻取りを行っている時に、車両に減速度が加えられると、図６に点線ｂで示すように、シートベルトから所定以上の大きな荷重が動力伝達機構にカウンタ力として作用することがある。このような大きな荷重から動力伝達機構およびモータを保護するために、動力伝達機構の強度を大きくする必要がある。しかし、動力伝達機構の強度を単に大きくしたのでは、動力伝達機構が大型になってしまう。

そこで、特許文献１に記載のＭＳＢでは、動力伝達機構にトルクリミッタ機構を設けている。このトルクリミッタ機構は、シートベルトから予め設定されたトルクリミッタ荷重
Ｆ_L（Ｎ）以上の荷重Ｆ（Ｎ）が動力伝達機構に入力されようとする時に動力伝達を遮断
して、大きな荷重が動力伝達機構およびモータに入力されないようにするものである。すなわち、図６に一点鎖線ｃで示すように動力伝達機構の荷重Ｆ（Ｎ）がトルクリミッタ荷重Ｆ_L（Ｎ）に到達すると、トルクリミッタ機構が作動する。これにより、動力伝達機構
の荷重Ｆ（Ｎ）がトルクリミッタ荷重Ｆ_L（Ｎ）より小さく制限される。その場合、前述
の設定荷重Ｆ_U（Ｎ）は、このトルクリミッタ荷重Ｆ_L（Ｎ）よりも小さく設定される。このトルクリミッタ機構により、動力伝達機構およびモータがシートベルトからの大きな荷重に対して保護されるとともに、動力伝達機構の大型化が抑制される。なお、図６において二点差線ｄで示す荷重は、シートベルト荷重である。

一方、乗員のシートベルトの装着解除後におけるシートベルトの格納時にＭＳＢ機能によるシートベルト巻取りを行う場合に、シートベルトが全量巻き取られた後モータ電流が上昇するが、このモータ電流が予め設定されたロック電流値以上になったときにシートベルトが全量巻き取られたとして、モータへの通電を停止するようにしたＭＳＢが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−４２７８８号公報。特開２００７−５５３０８号公報。

しかしながら、特許文献１に記載のＭＳＢのように動力伝達機構にトルクリミッタ機構を設けたのでは、動力伝達機構自体の大型化は抑制されるものの、動力伝達構造が複雑になるばかりでなく、動力伝達系全体が大型になる。このため、ＭＳＢのコストが高くなるという問題がある。

また、特許文献２に記載のＭＳＢでは、シートベルトの装着解除後、つまりバックルスイッチオフ後におけるシートベルトの格納時にＭＳＢ機能によるシートベルト巻取りを行う場合に、モータ電流がロック電流値になるとモータへの通電が遮断される。しかし、特許文献２に記載のＭＳＢは特許文献１に記載のようなトルクリミッタ機構を備えていないので、シートベルトの装着状態で乗員に慣性力が働いたときに、シートベルトから動力伝達機構に過剰な力（カウンタ力）が入力されるのを防止することは考慮されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、トルクリミッタ機構を設けることなく、動力伝達機構に入力される荷重の増大を抑制して動力伝達機構を効果的に保護しつつ、動力伝達構造をより簡単にすることのできるシートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明に係るシートベルトリトラクタの制御装置は、緊急時にロック機構によりシートベルトの引出しをロックする緊急ロック機能とモータにより前記シートベルトの張力制御時に前記シートベルトの巻取りおよび引出しを行うシートベルト張力制御機能とを有するシートベルトリトラクタを制御する制御装置において、タングとバックルとの係止を検知するタング・バックル係止検知部材と、前記モータの動力を前記シートベルトを巻き取るスプールに伝達する動力伝達機構と、前記モータに流れるモータ電流を検知する電流計と、前記シートベルト張力制御機能の作動条件信号を出力するシートベルト張力制御機能作動条件信号出力部と、前記モータへの通電を制御する制御部とを少なくとも備え、前記制御部が、前記タング・バックル係止検知部材がタングとバ
ックルとの係止を検知しかつ前記シートベルト張力制御機能作動条件信号出力部からの出力信号に基づいて前記シートベルト張力制御機能が作動していると判断した状態で、前記シートベルト張力制御機能作動条件信号出力部からの出力信号に基づいて乗員に慣性力が働く可能性が生じたと判断したときあるいは乗員に慣性力が働いたと判断したときで、前記電流計で検知された前記モータのモータ電流が予め設定された設定電流値以上になったと判断したとき、前記モータへの通電を停止することを特徴としている。

更に、本発明に係るシートベルト装置は、シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと前記シートベルトリトラクタを制御する制御部とを備えるシートベルトリトラクタの制御装置と、前記シートベルトリトラクタから引き出されたシートベルトに摺動自在に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも備え、前記シートベルトによって乗員を拘束するシートベルト装置において、前記シートベルトリトラクタは前述の本発明のシートベルトリトラクタであり、前記シートベルトリトラクタの制御装置が前述の本発明のシートベルトリトラクタの制御装置であることを特徴としている。

このように構成された本発明のシートベルトリトラクタの制御装置によれば、動力伝達機構に入力される荷重を制限するトルクリミッタ機構は備えられていない。また、制御部が、タング・バックル係止検知部材がタングとバックルとの係止を検知しかつシートベルト張力制御機能が作動している状態で、乗員に慣性力が働く可能性が生じたと判断したときあるいは乗員に慣性力が働いたと判断したときで、モータのモータ電流が予め設定された設定電流値以上になったと判断したとき、モータへの通電を停止する。その場合、設定電流値は、モータによって所定のシートベルト巻取り荷重を発生させているときの動力伝達機構の荷重に対応して予め設定され、従来のトルクリミッタに設けられているトルクリミッタ機構のトルクリミッタ荷重と同等のトルクリミッタ同等荷重に対応した値よりも小さい。これにより、動力伝達機構に入力される荷重をトルクリミッタ同等荷重以下に制限することが可能となる。こうして、トルクリミッタ機構が設けられなくても、乗員のシートベルト装着状態でモータへの通電を制御することにより、動力伝達機構を効果的に保護することができる。すなわち、トルクリミッタ機構が不要となる。

そして、トルクリミッタ機構を備えていないので、動力伝達機構における動力伝達構造をより簡単にできるとともに、動力伝達系全体をより小型に形成することができる。したがって、モータの動力の動力伝達系のコストを削減することができ、その結果、シートベルトリトラクタ全体のコストを低減することができる。

一方、このシートベルトリトラクタの制御装置を備えるシートベルト装置によれば、トルクリミッタ機構を備えないことから、シートベルトリトラクタもコンパクトに形成することができ、車室内のシートベルトリトラクタの配設自由度を向上できる。

本発明にかかるシートベルトリトラクタの制御装置の実施の形態の一例を備えるシートベルト装置を模式的に示す図である。図１に示す例のシートベルトリトラクタを模式的に示す断面図である。図１に示す例のシートベルトリトラクタの動力伝達系を示す斜視図である。図１に示す例のシートベルトリトラクタの制御装置のブロック図である。図１に示す例の動力伝達機構の荷重制御方法のフローを示す図である。従来の動力伝達機構に入力される荷重の制御を説明する図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明にかかるシートベルトリトラクタの実施の形態の一例を備えるシートベルト装置を模式的に示す図、図２は、図１に示す例のシートベルトリトラクタを模式的に示す断面図、図３は、図１に示す例のシートベルトリトラクタの動力伝達機構を示す斜視図である。

図１に示すように、この例のシートベルト装置１は、基本的には従来公知の三点式シートベルト装置と同じである。図中、１はシートベルト装置、２は車両シート、３は車両シート２の近傍に配設されたシートベルトリトラクタ、４はシートベルトリトラクタ３に引き出し可能に巻き取られかつ先端のベルトアンカー４ａが車体の床あるいは車両シート２に固定されるシートベルト、５はシートベルトリトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員のショルダーの方へガイドするガイドアンカー、６はこのガイドアンカー５からガイドされてきたシートベルト４に摺動自在に支持されたタング、７は車体の床あるいは車両シートに固定されかつタング６が係脱可能に挿入係止されるバックルである。
このシートベルト装置１におけるシートベルト４の装着操作および装着解除操作も、従来公知のシートベルト装置と同じである。

図２および図３に示すように、この例のシートベルトリトラクタ３は、モータ駆動によるシートベルト４の巻取りおよび引出しをも行うＥＬＲであるモータリトラクタ（以下、ＭＳＢとも表記する）である（以下、この例のシートベルトリトラクタ３をＭＳＢ３とも表記する）。したがって、このＭＳＢ３は前述の従来と同様にＭＳＢ機能とＥＬＲ機能とを有する。なお、本発明のシートベルトリトラクタはこれに限定されることはなく、他のＭＳＢで構成することもできるし、また、従来公知のモータ駆動の自動ロック式シートベルトリトラクタ（ＡＬＲ）で構成することもできる。

この例のＭＳＢ３の基本構成および基本的な作動は、トルクリミッタ機構の構成および作動を除き、特許第４３７９７８３号公報に記載されているＭＳＢと同じである。したがって、それらの詳細な説明は特許第４３７９７８３号公報を参照すれば容易に理解することができるので省略し、ここでは、これらの同じ構成および作動の部分について簡単に説明する。

図２および図３中、８はフレーム、９はスプール、１０は減速度感知機構、１１はロック機構、１２はトーションバー、１３はロッキングベース、１４はプリテンショナー、１５はスプリングユニット、１６はモータ（電動モータ）、１８は動力伝達機構、２０はパウル、２１は内歯である。なお、プリテンショナー１４およびモータ１６は、いずれも本発明のシートベルトリトラクタの制御装置である電子制御部（ＥＣＵ）２５（後述する図４に示す）により制御される。

この例のＭＳＢ３の基本的な作動について説明する。
シートベルト４の非装着状態では、スプリングユニット１５のスプリング１５ａの付勢力でスプール９がシートベルト巻取り方向に付勢されることにより、シートベルト４はその全量またはほぼ全量（シートベルト４の非装着状態で、巻取り可能な量）がスプール９に巻き取られている。

装着のためシートベルト４が通常の速度で引っ張られると、スプール９がシートベルト引出し方向に回転し、シートベルト４が引き出される。タング６がバックル７に挿入係止されることで、シートベルト４が乗員に装着される。また、タング６がバックル７に挿入係止されることで、バックルスイッチ２７（後述する図４に示す）がオンし、ＥＣＵ２５はバックルスイッチ２７からのオン信号により、モータ１６を駆動可能状態にする。そして、モータ１６が駆動されて余分に引き出されたシートベルト４がスプール９に乗員が圧
迫感を抱かない程度に巻き取られる。これにより、シートベルト４の弛みが除去されるとともに，乗員がシートベルトによって圧迫されないコンフォート状態となる。

前述の緊急時の初期にはプリテンショナー１４が作動してシートベルト巻取りトルクを発生し、このシートベルト巻取りトルクにより、スプール９がシートベルト４を所定量巻き取り、シートベルト４の弛みが除去される。これにより、シートベルト４が乗員を迅速に拘束する。一方、緊急時に発生する大きな車両減速度で減速度感知機構１０が作動してロック機構１１が作動する。すなわち、ロック機構１１のパウル２０が回動して、フレーム８の側壁の内歯２１に係止する。つまり、この例のシートベルトリトラクタ３のＥＬＲ機能が作動する。

すると、ロッキングベース１３のシートベルト引出し方向の回転が阻止（ロック）される。しかし、乗員の慣性でシートベルト４に引出し力が作用してスプール９がベルト引出し方向に回転しようとするので、トーションバー１２がねじられ、スプール９のみがシートベルト引出し方向にロッキングベース１３に対して相対回転する。これ以後、スプール９がトーションバー１２をねじりつつシートベルト引出し方向に回転する。そして、トーションバー１２のねじりトルクによって、乗員の衝撃エネルギが吸収緩和されてシートベルト４に加えられる荷重が制限される。

スプール９がロッキングベース１３に対してシートベルト引出し方向に所定量相対回転すると、スプール９もロッキングベース１３に対して相対回転しなくなる。つまり、スプール９のシートベルト引出し方向の回転がロックされ、シートベルト４は引き出されなくなり、乗員はシートベルト４によって拘束されて慣性移動が阻止される。

一方、通常のシートベルト装着状態（バックルスイッチオン状態）で、ＥＣＵ２５はシートベルト４のベルト張力を制御するために、悪路走行や凍結路走行等の車両走行状況、および高速走行、スポーツ走行や急ブレーキ作動等の車両運転状況等のＭＳＢ機能の作動条件の内容に基づいてモータ１６を制御する。すなわち、モータ１６がスプール９のシートベルト巻取り方向に対応する回転方向に駆動されると、モータ１６の動力は、動力伝達機構１８、およびトーションバー１２を介してスプール９に伝達される。これにより、スプール９がシートベルト巻取り方向に回転してシートベルト４が巻き取られ、ベルト張力が大きくなる。

また、モータ１６が逆にスプール９のシートベルト引出し方向に対応する回転方向に駆動されると、モータ１６の動力は、同様にしてスプール９に伝達され、スプール９がシートベルト引出し方向に回転する。これにより、シートベルト４が引き出されて、ベルト張力が小さくなる。

次に、特許第４３７９７８３号公報に記載のＭＳＢと異なるこの例のＭＳＢ３の構成および作動について説明する。
この例のＭＳＢ３はトルクリミッタ機構を備えていない。また、この例のＭＳＢ３の制御装置は、モータ１６のシートベルト巻取り方向およびシートベルト引出し方向の回転制御を、前述のＭＳＢ機能の作動条件の内容に基づいてモータ１６に流れるモータ電流およびモータ電流の流れる向きを制御することにより行っている。

図４は、図１に示す例のシートベルトリトラクタの制御装置のブロック図である。
図４に示すように、この例のＭＳＢ３の制御装置は、更に、モータ１６に電力を供給するための電源２２と、電源２２から電力を供給制御してモータ１６を駆動するドライバ２３と、モータ１６に流れるモータ電流を測定する電流計２４とを有する。ドライバ２３および電流計２４は、ともにシートベルト装置１の制御装置である電子制御部（ＥＣＵ）２
５に電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２５によりドライバ２３がオン、オフ制御されるとともに、電流計２４で測定されたモータ１６に流れる電流値をＥＣＵ２５に出力する。ＥＣＵ２５はメモリ２５ａを有する。このメモリ２５ａには、ＭＳＢ機能の作動条件の内容に応じて予め設定された設定電流値、およびモータ１６の動力によるシートベルト巻取り開始後からの経過時間の比較基準値として予め設定された設定時間が格納されている。

更に、ＥＣＵ２５には、ＭＳＢ機能の作動条件信号出力部２６およびタング・バックル係止検知部材であるバックルスイッチ２７が電気的に接続されている。ＭＳＢ機能の作動条件信号出力部２６には、例えば障害物検知センサ、スポーツ走行モードや高速走行モード等の車両運転モード情報信号出力部、衝突予知センサ、衝突検知センサ等が設けられる。

ＭＳＢ機能の作動条件信号出力部２６はＭＳＢ機能の作動信号をＥＣＵ２５に出力する。ＥＣＵ２５は、このＭＳＢ機能の作動信号に基づいてＭＳＢ機能の作動条件の成立を判断するとともに、ＭＳＢ機能の作動条件が成立したと判断したときＭＳＢ３のＭＳＢ機能を作動する。すなわち、ＥＣＵ２５はモータ１６をモータ電流の制御により駆動して、シートベルト４の巻取りおよび引出しを選択的に行う。また、バックルスイッチ２７は、タング６がバックル７に挿入係止されたことを検知してオンとなりバックルスイッチオン信号をＥＣＵ２５に出力するとともに、タング６がバックル７から係止解除したときオフとなってバックルスイッチオフ信号をＥＣＵ２５に出力する。ＥＣＵ２５は、このバックルスイッチオン・オフ信号に基づいて乗員のシートベルト装着あるいは非装着を判断する。更に、電流計２４はモータ電流を検出してその検出信号をＥＣＵ２５に出力する。

そして、この例のＭＳＢ３の制御装置は、ＥＣＵ２５がバックルスイッチオン状態でかつＭＳＢ機能の作動によるシートベルト巻取り時で乗員に慣性力が働く可能性があると判断したときかまたは乗員に慣性力が働いたと判断したときに、動力伝達機構１８に入力される荷重が従来のトルクリミッタ機構が作動するトルクリミッタ荷重Ｆ_L（Ｎ）と同等の
トルクリミッタ同等荷重に到達しないようにしている。そして、動力伝達機構１８に入力される荷重の制御は、ＥＣＵ５がモータ１６に流れるモータ電流を制御することにより、予め設定された設定電流値に基づいて行われる。その場合、設定電流値は、モータによって所定のシートベルト巻取り荷重を発生させているときの動力伝達機構の荷重に対応して予め設定され、従来のトルクリミッタに設けられているトルクリミッタ機構のトルクリミッタ荷重と同等のトルクリミッタ同等荷重に対応した値よりも小さい。

なお、この例のＭＳＢ３の説明では、ＭＳＢ機能が作動するとは、モータ１６によりスプール９を回転させることにより、シートベルト４を巻取りあるいは引出し動作を行う機能が作動することをいう。また、ＥＬＲ機能の作動とは、前述のように減速度感知機構１０の作動によるロック機構１１のパウル２０のロック作動をいう。

この例のＭＳＢ３の制御装置では、例えば自車の前方に位置する障害物（前方車両等）に対して自車が衝突する可能性があるが衝突回避に余裕があり、自車が障害物に単に接近しつつあるだけであるとＥＣＵ２５が判断したとき、運転者等の乗員に警報する警報動作を行うためにモータ１６によりシートベルト４を比較的弱く巻き取る場合、スポーツ走行モードや高速走行モード等における乗員を通常走行モード時のほとんど拘束しない状態から軽く拘束するためにモータ１６によりシートベルト４を比較的弱く巻き取る場合、衝突予知センサ等からの出力信号により、自車が前方に位置する障害物（前方車両等）にかなり接近してきて衝突回避に余裕がなく衝突する可能性が高いとＥＣＵが判断したとき、運転者等の乗員に警報する警報動作を行いかつ乗員をある程度の大きな拘束力で拘束する緊急動作を行うためにシートベルト４を比較的強く巻き取る場合、衝突検知センサ等からの
出力信号により、自車が障害物（前方車両等）に衝突したとＥＣＵが判断した場合等に、ＭＳＢ機能の作動条件が成立したとしている。

乗員に対する警報動作および乗員を軽く拘束するためのシートベルト４の弱い巻取り動作では、ブレーキによる減速度が車両に加えられなく、乗員に慣性力が働かない。また、乗員を大きな拘束力で拘束するためのシートベルト４の強い巻取り動作では、ブレーキによる減速度が車両に加えられる可能性が高く、乗員に慣性力が働く可能性がある。更に、自車が障害物（前方車両等）に衝突した場合は、衝突等による大きな減速度が車両に加えられ、乗員に大きな慣性力が働く。そして、この例のＭＳＢ３の制御装置では、このように乗員に大きな慣性力が働いたときは、モータ１６への通電が停止されるようになっている。その場合、モータ１６への通電停止は、モータ電流が前述の設定電流値になったときに行われる。したがって、モータ１６への通電が停止されたときは、動力伝達機構１８に入力される荷重は従来のトルクリミッタに設けられているトルクリミッタ機構のトルクリミッタ荷重と同等のトルクリミッタ同等荷重よりも小さい。これにより、モータ１６によるシートベルト４の巻取りが行われない（つまり、モータ１６の動力が動力伝達機構１８に作用しない）ので、動力伝達機構１８には従来のトルクリミッタ荷重以上の荷重は入力されない。こうして、シートベルト装着時（バックルスイッチオン時）に動力伝達機構１８に入力される荷重が制御される。その結果、モータ１６によるシートベルト４の巻取り時に、動力伝達機構１８およびモータ１６は、シートベルト４からの大きな荷重（カウンタ力）から保護される。このように、乗員に大きな慣性力が働いてモータ１６への通電が停止された後は、ＥＬＲ機能が作動して、スプール９のシートベルト巻取り方向の回転がロックされる。これにより、乗員はシートベルト４で効果的に拘束される。

次に、前述のモータ電流の制御による動力伝達機構１８の荷重制御方法について説明する。図５は、動力伝達機構の荷重制御方法のフローを示す図である。
動力伝達機構１８の荷重制御にあたっては、図５に示すようにステップＳ１でタング６がバックル７に挿入係止されてバックルスイッチ２７がオンされる。バックルスイッチ２７がオンになると、ステップＳ２でＥＣＵ２５によりシートベルト４の巻取りのためのＭＳＢ機能の作動条件が成立したか否かが判断される。ＭＳＢ機能の作動条件が成立したと判断されると、ステップＳ３でモータ１６への通電が行われて、シートベルト４の巻取りが開始される。シートベルト４の巻取りにより、ステップＳ４でモータ１６のモータ電流が上昇する。

次いで、ステップＳ５で乗員に慣性力が働く可能性があるか否か、または乗員に慣性力が働いたか否かが判断される。乗員に慣性力が働く可能性がないとともに乗員に慣性力が働いていないと判断されると、ステップＳ６でＭＳＢ機能の作動条件が解消したか否かが判断される。ＭＳＢ機能の作動条件が解消したと判断されると、ステップＳ７でモータ１６への通電が停止されるとともに、ステップＳ８でＭＳＢ機能の作動が解除される。このときのＭＳＢ機能の作動解除は、モータ１６がシートベルト引出し方向に回転して、動力伝達機構１８のクラッチが解放（切断）される。そして、シートベルト４が乗員に対する初期の通常装着状態（乗員に対してシートベルトによる圧迫感のないコンフォート状態）に復帰される。次いで、ステップＳ９でバックルスイッチ２７がオフになったか否かが判断される。バックルスイッチ２７がオフになったと判断されると、動力伝達機構１８の荷重制御が終了し、シートベルトの装着が解除される。

ステップＳ６でＭＳＢ機能の作動条件が解消していないと判断されると、ステップＳ１０でＭＳＢ作動条件が解消していなくても、モータ１６への通電が停止可能であるか否かが判断される。このステップＳ１０の処理では、例えば前述のように乗員に対する警報を行うためにシートベルト４を比較的弱く巻き取る場合、その警報を設定時間以上に長く続ける必要がないときは、モータ１６への通電を停止するようにしている。これにより、モ
ータ１６への駆動時間が短縮されてモータ１６の寿命が長くなるとともに、消費電力が低減する。ＭＳＢ作動条件が解消していなくても、モータ１６への通電が停止可能であると判断されると、ステップＳ１１で設定時間が満了（経過）したか否かが判断される。設定時間が満了（経過）していないと判断されると、このステップＳ１１の処理が繰り返される。設定時間が満了（経過）したと判断されると、ステップＳ７に移行してこのステップＳ７以降の処理が行われる。ステップＳ１０でＭＳＢ作動条件が解消していない中で、モータ１６への通電が停止可能でないと判断されると、ステップＳ５に移行してこのステップＳ５以降の処理が行われる。

ステップＳ５で乗員に慣性力が働く可能性があるかまたは乗員に慣性力が働いたと判断されると、ステップＳ１２でモータ電流が設定電流値以上であるか否かが判断される。モータ電流が設定電流値以上であると判断されると、ステップＳ１３でモータ１６への通電が停止されるとともに、ステップＳ１４でＥＬＲ機能が作動する。したがって、パウル２０が内歯２１に係止してスプール９のシートベルト引出し方向の回転がロックされる。こうして、衝突時等の車両に大きな減速度が加えられたときには、乗員はシートベルト４により効果的に拘束される。このとき、車両に大きな減速度が加えられると、乗員の慣性力でシートベルト４から大きな荷重（カウンタ力）が動力伝達機構１８に入力されようとするが、この例のＭＳＢ３ではＥＬＲ機能の作動により、動力伝達機構１８には大きな荷重は入力されない。その後、ステップＳ８へ移行し、このステップＳ８以降の処理が行われる。このときのＭＳＢ機能の作動解除は、まずモータ１６がシートベルト巻取り方向に回転してＥＬＲ機能の動作におけるパウル２０と内歯２１との係止を解除し、その後前述と同様にモータ１６がシートベルト引出し方向に回転して、動力伝達機構１８のクラッチが解放（切断）される。ステップＳ１２でモータ電流が設定電流値以上でないと判断されるステップＳ６に移行してこのステップＳ６以降の処理が行われる。ステップＳ２でＭＳＢ機能の作動条件が成立していないと判断されると、ステップＳ９に移行してこのステップＳ９以降の処理が行われる。ステップＳ９でバックルスイッチ２７がオフになっていないと判断されると、ステップＳ２に移行してこのステップＳ２以降の処理が行われる。
こうして、この例のＭＳＢ３ではトルクリミッタ機構が設けられなくても、モータ１６への通電を制御することにより動力伝達機構１８には大きな荷重が入力されず、動力伝達機構１８およびモータ１６が保護される。

この例のシートベルトリトラクタ３の制御装置によれば、動力伝達機構１８に入力される荷重を制限するトルクリミッタ機構を備えていない。また、この例のシートベルトリトラクタ３の制御装置によれば、ＥＣＵ２５がバックルスイッチ２７がオンでＭＳＢ機能の作動条件が成立したと判断したとき、ＭＳＢ機能が作動し、シートベルト４が巻き取られる。そして、更にＥＣＵ２５はシートベルト４の巻取り状態で乗員に慣性力が働く可能性が生じたと判断したときか、あるいは乗員に慣性力が働いたと判断したときで、モータ電流が、モータによって所定のシートベルト巻取り荷重を発生させているときの動力伝達機構の荷重に対応して予め設定され、従来のトルクリミッタに設けられているトルクリミッタ機構のトルクリミッタ荷重と同等のトルクリミッタ同等荷重に対応した値よりも小さい設定電流値以上になったと判断したとき、モータ１６への通電を停止する。したがって、動力伝達機構１８に入力される荷重をトルクリミッタ同等荷重以下に制限することが可能となる。こうして、この例のＭＳＢ３によれば、トルクリミッタ機構が設けられなくても、乗員のシートベルト装着状態でモータ１６への通電を制御することにより、動力伝達機構１８を効果的に保護することができる。すなわち、トルクリミッタ機構が不要となる。

そして、トルクリミッタ機構を備えていないので、動力伝達機構１８における動力伝達構造をより簡単にできるとともに、動力伝達系全体をより小型に形成することができる。したがって、動力伝達系のコストを削減することができ、その結果、ＭＳＢ３全体のコストを低減することができる。

一方、この例のシートベルトリトラクタ３の制御装置を備えるシートベルト装置１によれば、トルクリミッタ機構を備えないことから、シートベルトリトラクタ３もコンパクトに形成することができ、車室内のシートベルトリトラクタ３の配設自由度を向上できる。

なお、本発明のシートベルトリトラクタの制御装置は前述の実施の形態の例に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の設計変更が可能である。

本発明のシートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置は、モータの動力を動力伝達機構を介してスプールに伝達することでシートベルトの巻取りおよび引出しを行うモータリトラクタとして構成され、シートベルトからの所定以上の大きな荷重（カウンタ力）から動力伝達機構を保護するシートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置の技術分野に関するものである。

１…シートベルト装置、３…シートベルトリトラクタ、４…シートベルト、６…タング、７…バックル、８…フレーム、９…スプール、１０…減速度感知機構、１１…ロック機構、１２…トーションバー、１３…ロッキングベース、１４…プリテンショナー、１５…スプリングユニット、１６…モータ（電動モータ）、１８…動力伝達機構、１９…トルクリミッタ機構、２０…パウル、２４…電流計、２５…電子制御部（ＥＣＵ）、２６…ＭＳＢ機能の作動条件信号出力部、２７…バックルスイッチ

Claims

緊急時にロック機構によりシートベルトの引出しをロックする緊急ロック機能とモータにより前記シートベルトの張力制御時に前記シートベルトの巻取りおよび引出しを行うシートベルト張力制御機能とを有するシートベルトリトラクタを制御する制御装置において、
タングとバックルとの係止を検知するタング・バックル係止検知部材と、
前記モータの動力を前記シートベルトを巻き取るスプールに伝達する動力伝達機構と、
前記モータに流れるモータ電流を検知する電流計と、
前記シートベルト張力制御機能の作動条件信号を出力するシートベルト張力制御機能作動条件信号出力部と、
前記モータへの通電を制御する制御部とを少なくとも備え、
前記制御部は、前記タング・バックル係止検知部材がタングとバックルとの係止を検知しかつ前記シートベルト張力制御機能作動条件信号出力部からの出力信号に基づいて前記シートベルト張力制御機能が作動していると判断した状態で、前記シートベルト張力制御機能作動条件信号出力部からの出力信号に基づいて乗員に慣性力が働く可能性が生じたと判断したときあるいは乗員に慣性力が働いたと判断したときで、前記電流計で検知された前記モータのモータ電流が予め設定された設定電流値以上になったと判断したとき、前記モータへの通電を停止することを特徴とするシートベルトリトラクタの制御装置。
シートベルトを巻き取るシートベルトリトラクタと前記シートベルトリトラクタを制御する制御部とを備えるシートベルトリトラクタの制御装置と、前記シートベルトリトラクタから引き出されたシートベルトに摺動自在に支持されたタングと、このタングが係脱可能に係止されるバックルとを少なくとも備え、前記シートベルトによって乗員を拘束するシートベルト装置において、
前記シートベルトリトラクタは請求項１に記載のシートベルトリトラクタであり、
前記シートベルトリトラクタの制御装置は請求項１に記載のシートベルトリトラクタの制御装置であることを特徴とするシートベルト装置。