JP3828264B2 - 車両用乗員拘束保護装置 - Google Patents
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Description
【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】
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は従来より知られている。このような、従来の車両用乗員拘束保護装置において、電動リトラクタの電源電圧は、実開昭61−134464号公報に示すように車両が備えているバッテリから常時供給されていた。また、シートベルトの着脱後にシートベルトが巻き取られていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用乗員拘束保護装置のように、電動リトラクタの電源電圧がバッテリから常時供給されると、電動リトラクタへ電源電圧を供給する必要がない場合でも、電源電圧がバッテリから供給されて消費されるため、バッテリ(電源電圧供給手段)が早く劣化するという問題があった。
【0004】
また、シートベルトの着脱後にシートベルトが巻き取られないため、シートベルトのタングがドアに挟まれて破損するという問題があった。
【0005】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、電源電圧供給手段の劣化を防止することができると共にシートベルトの破損を防止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。
【0006】
【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の車両用乗員保護装置は、シートに着座した乗員を保護する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と、該電動リトラクタに電源電圧を供給する電源電圧供給手段とを備えている車両用乗員保護装置において、前記電源電圧供給手段から前記電動リトラクタに電源電圧を供給する必要があるか否かを検出する検出手段と、前記電源電圧供給手段から前記電動リトラクタへの電源電圧の供給又は供給停止を切り替える第1切り替え手段及び第2切り替え手段と、前記検出手段の検出結果を監視し、前記第2切り替え手段の切り替えを制御する監視制御手段とを備え、前記電源電圧供給手段が前記電動リトラクタに電源電圧を供給した後に、前記検出手段が前記電動リトラクタへ電源電圧を供給する必要がないことを検出したときには、前記監視制御手段は前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を開始させるように前記第2切り替え手段の切り替えを制御し、その後前記第1切り替え手段が前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止し、前記監視制御手段は所定時間経過後、前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止させるように前記第2切り替え手段の切り替えを制御することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0008】
図1は、本発明の一実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置の概略構成を示す図である。
【0009】
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100の電源入力側はリレー18の接点18aの一端、トランジスタ19のエミッタ及びダイオード17のアノードにそれぞれ接続されている。
【0010】
リレー18の接点18aの他端、リレー18のコイル18bの一端及びトランジスタ19のコレクタはバッテリ21の正側端子にそれぞれ接続され、リレー18のコイル18bの他端は抵抗22の一端に接続されている。
【0011】
抵抗22の他端はシートに乗員が着座したことを検出する着座スイッチ20の一端に接続され、着座スイッチ20の他端は接地されている。バッテリ21の負側端子は接地されている。
【0012】
ダイオード17のカソードは、電動リトラクタ100、着座スイッチ20及びトランジスタ19をそれぞれ監視制御するMPU(Micro processing Unit)14と、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、それに対応した電気信号をMPU14に出力するバックル接続有無検出部15とにそれぞれ接続されている。
【0013】
MPU14は電動リトラクタ100、バックル接続有無検出部15、着座スイッチ20及びトランジスタ19のベースにそれぞれ接続されている。
【0014】
着座スイッチ20は、本実施の形態では、図2及び図3に示すように車両に搭載されているシート中の腰を下ろす部分に備えられているが、これに限らず、背もたれの部分又はこれらの両方の部分のいずれかに備えられていればよい。
【0015】
図4は着座スイッチ20の構成を示す図である。着座スイッチ20は電極30の上に絶縁体32が敷かれ、この絶縁体32の上に板バネ状の電極31が設置されている。さらに電極30及び電極31にはそれぞれ電流線33が接続されている。
【0016】
電極31は、本実施の形態では、前記腰を下ろす部分に設けられ、乗員の重みにより電極30と接触するように構成されている。電極31が電極30と接触した時に、電流線33に所定の電流が流れる。
【0017】
図5は、前記図1の電動リトラクタ100の概略構成の一例を示す図である。
【0018】
同図において、電動リトラクタ100はフレーム1を備えている。フレーム1には、図示しない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、即ちリールシャフト3の回転を停止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。
【0019】
リールシャフト3の中心軸3aは巻き取り停止用歯車4の中心軸に連結されており、この巻き取り停止用歯車4はリールシャフト3の回転方向と同じ方向に回転し、巻き取り停止用歯車4の外周には所定数の外歯が形成されている。巻き取り停止用歯車4の外歯のシートベルトの巻き取り方向に対向する面は、シートベルトに対してほぼ垂直になっており、引き出し方向に対向する面は、シートベルトに対して緩やかな傾斜面になっている。
【0020】
巻き取り停止用歯車4のシートベルトの巻き取りを停止する停止アーム8は、通常シートベルトの巻き取りを停止させないようにコイルスプリング等で付勢されており、シートベルトの巻き取りを停止する時に停止アーム駆動ソレノイド9により押し上げられる。これにより、巻き取り停止用歯車4の外歯と停止アーム8とがかみ合いシートベルトの巻き取りが停止する。
【0021】
尚、シートベルトの引き出し方向に巻き取り停止用歯車4が回転した場合には、巻き取り停止用歯車4の外歯と停止アーム8とがかみ合っていても、上記巻き取り停止用歯車4の外歯構成によりシートベルトを引き出すことができる。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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用プーリ6を介してリールシャフト3に伝達される。
【0025】
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を介して前述のようにMPU14に電気的に接続されている。直流モータ駆動部11はMPU14からの電気信号に基づいて直流モータ10の回転を制御する。
【0026】
図6は直流モータ駆動部11の回路図である。図6中の回路C1は、抵抗r1に流れる電流から直流モータ10に流れる電流を検出する回路であり、回路C2は直流モータ10の端子間電圧を測定する回路である。また、図6中の複数のトランジスタ及びFET等は、MPU14からの電気信号により直流モータ10の回転を正転又は反転に切り替えるためのものである。
【0027】
図5に戻り、ソレノイド駆動部12はMPU14からの電気信号により停止アーム駆動ソレノイド9を作動させ、停止アーム駆動ソレノイド9により停止アーム8を押し上げ、巻き取り停止用歯車4の外歯と停止アーム8とをかみ合あわせ、巻き取り停止用歯車4を停止する。
【0028】
図7は、他の電動リトラクタ200の概略構成を示す図である。
【0029】
この電動リトラクタ200の構成は、上記電動リトラクタ100の構成に比べて、巻き取り停止用歯車4、停止アーム8、停止アーム駆動ソレノイド9、及びソレノイド駆動部12を備えていない点で異なるが、他の構成は同様である。
【0030】
尚、電動リトラクタ200においてシートベルトの巻き取りの停止は、直流モータ駆動部11がMPU14からの電気信号に基づいて直流モータ10の回転を停止させることにより行う。
【0031】
以上のように構成された車両用乗員拘束保護装置が実行する制御動作を、以下、図1を参照しながら説明する。
【0032】
まず、乗員がシートに着座する前は、着座スイッチ20がオフとなっているため、リレー18のコイル18bにはバッテリ21から電流が流れず、接点18aはオフになり、電源電圧はバッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15に供給されない。
【0033】
次に、乗員がシートに着座すると、着座スイッチ20がオンとなるため、リレー18のコイル18bにバッテリ21から電流が流れて、接点18aはオンになり、電源電圧はバッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15に供給される。この時、MPU14は着座スイッチ20にかかる電圧を検出することにより着座スイッチ20のオン/オフを監視する。
【0034】
その後、乗員がシートから起立した場合は、着座スイッチ20がオフになり、リレー18のコイル18bにはバッテリ21から電流が流れず、接点18aは例えば10msの遅れをもってオフになり、バッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15への電源電圧の供給は停止する。
【0035】
着座スイッチ20がオフになると同時に、MPU14はトランジスタ19のベースにハイレベル信号を出力しトランジスタ19をオンにして、電源電圧はトランジスタ19を介してバッテリ21より電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15に供給される。
【0036】
次いで、MPU14がトランジスタ19のベースにハイレベル信号を出力しトランジスタ19をオンにしてから所定時間、即ち、電動リトラクタ100がシートベルトを巻き取る時間(例えば1分)経過後、MPU14はトランジスタ19のベースにローレベル信号を出力しトランジスタ19をオフにする。これにより、バッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15への電源電圧の供給は停止される。
【0037】
この結果、従来のように電動リトラクタ100へ電源電圧を供給する必要がない場合でも、電源電圧がバッテリ21から供給され、消費されることはなく、乗員がシートに着座した場合にのみバッテリ21から電動リトラクタ100に電源電圧が供給される。また、シートベルトの着脱後にシートベルトが巻き取られるため、従来のようにシートベルトのタングがドアに挟まれて破損することはなくなる。
【0038】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、乗員がシートに着座すると、着座スイッチ20がオンとなり、リレー18のコイル18bにバッテリ21から電流が流れて、接点18aはオンになり、電源電圧はバッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15に供給され、その後、乗員がシートから起立した場合は、着座スイッチ20がオフになり、リレー18のコイル18bにはバッテリ21から電流が流れず、接点18aは例えば10msの遅れをもってオフになり、バッテリ21から電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15への電源電圧の供給は停止するので、従来のように電動リトラクタ100へ電源電圧を供給する必要がない場合でも、電源電圧がバッテリ21から供給され、消費されることはなく、乗員がシートに着座した場合にのみバッテリ21から電動リトラクタ100に電源電圧が供給される。この結果、バッテリ21から電動リトラクタ100に余分な電源電圧が供給されることはなく、バッテリ21の劣化を防止することができる。
【0039】
また、着座スイッチ20がオフになると同時に、MPU14はトランジスタ19のベースにハイレベル信号を出力しトランジスタ19をオンにして、電源電圧はトランジスタ19を介してバッテリ21より電動リトラクタ100、MPU14、及びバックル接続有無検出部15に供給され、所定時間、即ち、電動リトラクタ100がシートベルトを巻き取る時間(例えば1分)経過後、MPU14はトランジスタ19のベースにローレベル信号を出力しトランジスタ19をオフにするので、シートベルトの着脱後にシートベルトが巻き取られるため、従来のようにシートベルトのタングがドアに挟まれて破損することはなくなり、シートベルトの破損を防止することができる。
【0040】
尚、上記実施の形態において、乗員がシートから起立して所定時間経過後、例えば1分経過後、MPU14はトランジスタ19のベースにローレベル信号を出力しトランジスタ19をオフにしたが、乗員がシートから起立した場合、例えば、着座スイッチ20にかかる電圧が7V以下の場合には、バックル接続有無検出部15が、シートベルトのタングがバックルに装着されているか否かを検出し、シートベルトのタングがバックルに装着されている場合には、MPU14がトランジスタ19を3分間オンにし、シートベルトのタングがバックルに装着されていない場合には、MPU14がトランジスタ19を30秒間オンにするようにしてもよい。
【0041】
尚、上記着座スイッチ20にかかる電圧の電圧値及びトランジスタ19をオンにする時間は一例であり、これらに限定するものではない。
【0042】
また、本実施の形態で示した車両用乗員拘束保護装置は、運転席、助手席及び後部座席のいずれにも使用することができる。
【0043】
さらに、本実施の形態では、着座スイッチ20のオン/オフの検出により、電動リトラクタ100への電源電圧の供給又は供給停止を決めたが、バッテリ21に接続されているイグニッションスイッチ(図示しない)のオン/オフの検出、電動リトラクタ100のシートベルトの巻き取りができないことの検出、車両のドアの開閉の検出、車両の速度が0であることの検出、サイドブレーキがかけられたことの検出、車両の振動が所定値以下であることの検出、車両のエンジン音が所定音量以下であることの検出、車両のエンジン音が所定周波数分布以外になることの検出、又は車両のエンジンルーム内の温度が所定値以下になることの検出により、電動リトラクタ100への電源電圧の供給又は供給停止を決めてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項1の車両用乗員保護装置によれば、電源電圧供給手段が電動リトラクタに電源電圧を供給した後に、検出手段が電動リトラクタへ電源電圧を供給する必要がないことを検出したときには、監視制御手段は電動リトラクタへの電源電圧の供給を開始させるように第2切り替え手段の切り替えを制御し、その後第1切り替え手段が電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止し、監視制御手段は所定時間経過後、電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止させるように第2切り替え手段の切り替えを制御するので、電源電圧供給手段から電動リトラクタに余分な電源電圧が供給されることはなく、電源電圧供給手段の劣化を防止することができる。
【0045】
また、監視制御手段は所定時間経過後、電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止させるように第2切り替え手段の切り替えを制御するので、所定時間中にシートベルトが巻き取られて、従来のようにシートベルトのタングがドアに挟まれて破損することはなくなり、シートベルトの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置の概略構成を示す図である。
【図2】車両に搭載されているシートの説明図である。
【図3】車両に搭載されているシートの説明図である。
【図4】着座スイッチ20の構成を示す図である。
【図5】図1の電動リトラクタ100の概略構成の一例を示す図である。
【図6】直流モータ駆動部11の回路図である。
【図7】他の電動リトラクタ200の概略構成を示す図である。
【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
4 巻き取り停止用歯車
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
8 停止アーム
9 停止アーム駆動ソレノイド
10 直流モータ
11 直流モータ駆動部
14 MPU(監視制御手段)
18 リレー(第1切り替え手段)
19 トランジスタ(第2切り替え手段)
20 着座スイッチ(検出手段)
21 バッテリ(電源電圧供給手段)
100 電動リトラクタ
Claims (1)
- シートに着座した乗員を保護する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と、該電動リトラクタに電源電圧を供給する電源電圧供給手段とを備えている車両用乗員保護装置において、
前記電源電圧供給手段から前記電動リトラクタに電源電圧を供給する必要があるか否かを検出する検出手段と、前記電源電圧供給手段から前記電動リトラクタへの電源電圧の供給又は供給停止を切り替える第1切り替え手段及び第2切り替え手段と、前記検出手段の検出結果を監視し、前記第2切り替え手段の切り替えを制御する監視制御手段とを備え、
前記電源電圧供給手段が前記電動リトラクタに電源電圧を供給した後に、前記検出手段が前記電動リトラクタへ電源電圧を供給する必要がないことを検出したときには、前記監視制御手段は前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を開始させるように前記第2切り替え手段の切り替えを制御し、その後前記第1切り替え手段が前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止し、前記監視制御手段は所定時間経過後、前記電動リトラクタへの電源電圧の供給を停止させるように前記第2切り替え手段の切り替えを制御することを特徴とする車両用乗員保護装置。
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