JP3730012B2 - 車両用乗員拘束保護装置 - Google Patents

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Description

【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】
シートベルトを引き出す又は巻き取るための電動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。この電動リトラクタはモータを介してリールシャフトによりシートベルトの引き出し又は巻き取りを行うが、このとき、上記モータは、車両用乗員拘束保護装置が備えているＭＰＵにより制御される。
【０００３】
具体的には、このＭＰＵは、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）信号のデューティー比を変化させることにより上記モータの動作状態を制御する。このモータ制御のため、上記モータに流れる電流又は上記モータにかかる端子間電圧を検出し、この検出結果に基づいて次に出力すべきＰＷＭ信号のデューティー比を決定している。
【０００４】
しかし、上記モータに流れる電流又は上記モータにかかる端子間電圧をそのまま検出したのでは、この検出電流又は電圧はＰＷＭ信号の影響、即ちＰＷＭ信号に含まれる高周波成分の影響により変動しているため、この検出電流又は電圧に基づいて次のモータの動作状態を正確に決定することはできなかった。
【０００５】
そこで、ＭＰＵは、検出された上記モータに流れる電流又は上記モータにかかる端子間電圧にソフトウェアによる平均化フィルタ等を施して、ＰＷＭ信号の影響による変動を取り除くようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ソフトウェアによる平均化フィルタ等は、ＭＰＵに大きな負荷がかかるため、モータの制御処理に時間がかかるおそれがあった。そして、モータの制御処理に時間がかからないようにしようとすると、処理速度の速い高価なＭＰＵを使用せざるを得なかった。
【０００７】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、廉価なＭＰＵを使用してシートベルトの巻き取り又は引き出しを素早く正確に判断す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、ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、該生成されたＰＷＭ信号によってその動作状態が制御されるモータと、前記モータに流れる電流又はその端子間電圧を検出することにより前記モータの動作状態を判別する判別手段とを備える車両用乗員拘束保護装置において、前記判別手段は、前記ＰＷＭ信号の周波数よりも低い所定周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを備え、前記検出された前記モータに流れる電流又はその端子間電圧を前記ローパスフィルタに入力することにより、当該電流又は電圧に含まれる周波数成分のうち前記カットオフ周波数より高い周波数成分を低減し、この低減後の電流からシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断し、又は、この低減後の電圧の極性によりシートベルトが引き出されたか否かを判断することを特徴とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、判別手段は、ＰＷＭ信号の周波数よりも低い所定周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを備え、検出されたモータに流れる電流又はその端子間電圧をローパスフィルタに入力することにより、当該電流又は電圧に含まれる周波数成分のうちカットオフ周波数より高い周波数成分を低減し、この低減後の電流からシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断し、又は、この低減後の電圧の極性によりシートベルトが引き出されたか否かを判断するので、従来のようにＭＰＵに大きな負荷がかかることがなくなり、廉価なＭＰＵを使用してシートベルトの巻き取り又は引き出しの状況を素早く正確に判断することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
次いで、リールシャフト３の中心軸３ａはリールシャフト用プーリ５の中心軸に連結されており、このリールシャフト用プーリ５は動力伝達ベルト７を介して直流モータ用プーリ６に連結している。リールシャフト用プーリ５の内部には渦巻きばね等の付勢力付与手段が形成されており、常にシートベルトを巻き取る方向に付勢力が働いている。
【００１４】
リールシャフト用プーリ５及び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、リールシャフト用プーリ５及び直流モータ用プーリ６の外歯と動力伝達ベルト７の内歯とは過不足なくかみ合っている。
【００１５】
直流モータ用プーリ６の中心軸は直流モータ１０に連結されている。従って、直流モータ１０の回転は直流モーター用プーリ６を介してリールシャフト３に伝達される。
【００１６】
直流モータ１０は、フレーム１に少なくとも２点以上で固定されており、また直流モータ駆動部１１を介してＭＰＵ（Micro Processing Unit）１４に接続されている。直流モータ駆動部１１はＭＰＵ１４からのＰＷＭ（パルス幅変調）信号に基づいて直流モータ１０の回転を制御する。
【００１７】
ＭＰＵ１４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１６に接続されている。また、ＭＰＵ１４は時間を計測するタイマー１５を備えている。尚、ＭＰＵ１４は直流モータ１０の端子間電圧の極性によりシートベルトが引き出されたか否かを判断し、直流モータ１０に流れる電流ｉからシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断する。
【００１８】
バックル接続有無検出部１６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ＭＰＵ１４に出力する。
【００１９】
図２は直流モータ駆動部１１の回路図である。図２中の端子Ｐ１及び端子Ｐ２はＭＰＵ１４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、２０ｋＨｚ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１〜端子６はそれぞれＭＰＵ１４に接続されている。また、図２中の電圧Ｖｂは直流モータ１０に電源電圧を供給し、複数のトランジスタ及びＦＥＴ等は、ＭＰＵ１４からのＰＷＭ信号により直流モータ１０の回転を正転又は反転駆動させるためのものである。
【００２０】
図２中の回路Ｃ１は、抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０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。ＭＰＵ１４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直流モータ１０に流れる電流ｉを検出する。
【００２１】
回路Ｃ２は直流モータ１０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。ＭＰＵ１４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直流モータ１０にかかる端子間電圧を測定する。
【００２２】
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ＭＰＵ１４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。
【００２３】
図３は、端子Ｐ１又は端子Ｐ２より入力されるＰＷＭ信号、端子Ｐ５から出力される電圧信号の各々の一例を示す図である。
【００２４】
まず、端子Ｐ１又は端子Ｐ２よりデューティー比５０パーセント、周波数２０ｋＨｚのＰＷＭ信号が入力されると（図３（Ａ））、ＩＦ３のようなローパスフィルタがない場合には、図３（Ｂ）に示すように、端子Ｐ５から出力される電圧信号は端子Ｐ１又は端子Ｐ２より入力されたＰＷＭ信号の影響を受けた最大電圧ｖの電圧信号となる。
【００２５】
一方、ＩＦ３のようなローパスフィルタがある場合には、図３（Ｃ）に示すように、端子Ｐ５から出力される電圧信号は端子Ｐ１又は端子Ｐ２より入力されたＰＷＭ信号の影響を受けず、一定の電圧ｖ／２を保つ電圧信号となる。
【００２６】
上述したように、本実施の形態によれば、ローパスフィルタを介して得られた電圧信号に基づいて直流モータ１０に流れる電流ｉ及び直流モータ１０にかかる端子間電圧が検出されるので、ＰＷＭ信号の影響によるモータに流れる電流及びモータにかかる端子間電圧の変動が少なくなり、さらに従来のようにＭＰＵ１４に大きな負荷がかかることがなくなり、廉価なＭＰＵを使用してモータの制御を素早く正確に行うことができる。
【００２７】
【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、判別手段は、ＰＷＭ信号の周波数よりも低い所定周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを備え、検出されたモータに流れる電流又はその端子間電圧をローパスフィルタに入力することにより、当該電流又は電圧に含まれる周波数成分のうちカットオフ周波数より高い周波数成分を低減し、この低減後の電流からシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断し、又は、この低減後の電圧の極性によりシートベルトが引き出されたか否かを判断するので、従来のようにＭＰＵに大きな負荷がかかることがなくなり、廉価なＭＰＵを使用してシートベルトの巻き取り又は引き出しの状況を素早く正確に判断することができる。
【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。
【図３】端子Ｐ１又は端子Ｐ２より入力されるＰＷＭ信号、端子Ｐ５から出力される電圧信号の各々の一例を示す図である。
【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 リールシャフト用プーリ
６ 直流モータ用プーリ
７ 動力伝達ベルト
１０ 直流モータ
１１ 直流モータ駆動部（判別手段）
１４ ＭＰＵ（ＰＷＭ信号生成手段、判別手段）
１００ 電動リトラクタ

Claims (1)

  1. ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、該生成されたＰＷＭ信号によってその動作状態が制御されるモータと、前記モータに流れる電流又はその端子間電圧を検出することにより前記モータの動作状態を判別する判別手段とを備える車両用乗員拘束保護装置において、
    前記判別手段は、前記ＰＷＭ信号の周波数よりも低い所定周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタを備え、前記検出された前記モータに流れる電流又はその端子間電圧を前記ローパスフィルタに入力することにより、当該電流又は電圧に含まれる周波数成分のうち前記カットオフ周波数より高い周波数成分を低減し、この低減後の電流からシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断し、又は、この低減後の電圧の極性によりシートベルトが引き出されたか否かを判断することを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
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