JP4226098B2 - 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】
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、シートベルトを引き出す又は巻き取るリールシャフトを備えており、シートベルトの引き出しが検出されると引き出し方向にリールシャフトを回転させるように制御されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記電動リトラクタは、シートベルトの引き出し速度に無関係にリールシャフトの回転制御を行っていたため、次のような問題があった。即ち、
(1)シートベルトの遅い引き出しを行った場合、例えばシートベルトの装着後に乗員が動き出し、シートベルトが引き出される場合は、シートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれてしまう可能性があった。
【0004】
(2)シートベルトの速い引き出しを行った場合、例えばシートベルトを装着するために、シートベルトの引き出し速度を速くしようとした場合は、リールシャフトをシートベルトの引き出し側に回転させる回転速度より早い速度で、乗員がシートベルトを引き出そうとするので、シートベルトの引き出しが重くなり不快であった。
【0005】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、快適なシートベルト装着環境を提供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の車両用乗員拘束保護装置は、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、前記電動リトラクタを駆動する直流モータとを備える車両用乗員拘束保護装置であって、前記シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度を検出する検出手段と、該検出された引き出され速度に応じて、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度を決定する決定手段と、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を前記直流モータに供給することにより前記電動リトラクタを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0007】
本発明の構成によれば、シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度が検出され、該検出された引き出され速度に応じて、電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度が決定され、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を直流モータに供給することにより電動リトラクタが制御されるので、シートベルトの引き出しが重くならず、またシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【0008】
【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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
直流モータ駆動部11はMPU14から出力される制御信号のデューティー比に基づいて直流モータ10の回転を制御する。
【0016】
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から出力される制御信号の入力端子であり、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は電圧検出用出力端子であり、端子P1〜端子P6はそれぞれMPU14に接続されている。図2中の電流検出回路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し、バッテリ電圧Vbは直流モータ10に電源電圧を供給する。直流モータ10に係る端子間電圧は端子P5及び端子P6を介してMPU14で検出する。
【0017】
図2中のトランジスタ20,22,23,25,27,28及びFET21,24,26,29は、MPU14からの制御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。
【0018】
バッテリ電圧Vbは電流検出回路C1に含まれる抵抗及び端子P3を介してMPU14に接続されており、さらに電流検出回路C1に含まれる抵抗r1を介してFET21及びFET26のソースに接続されている。抵抗r1は電流検出回路C1に含まれる抵抗及び端子P4を介してMPU14に接続されている。FET21のゲートは抵抗を介してトランジスタ20のコレクタに接続されており、トランジスタ20のエミッタは接地されており、トランジスタ20のベースは抵抗及び端子P1を介してMPU14に接続されている。
【0019】
また、FET21のドレインは直流モータ10に接続されており、この直流モータ10はFET24のドレインに接続されている。FET24のソースは接地されており、FET24のゲートは抵抗を介してバッテリ電圧Vb及びトランジスタ23のコレクタに接続されている。トランジスタ23のベースはトランジスタ22のコレクタに接続されており、トランジスタ23及びトランジスタ22のエミッタは接地されている。トランジスタ22のベースは抵抗及び端子P1を介してMPU14に接続されている。
【0020】
FET26のゲートは抵抗を介してトランジスタ25のコレクタに接続されており、トランジスタ25のエミッタは接地されており、トランジスタ25のベースは抵抗及び端子P2を介してMPU14に接続されている。
【0021】
また、FET26のドレインは直流モータ10に接続されており、この直流モータ10はFET29のドレインに接続されている。FET29のソースは接地されており、FET29のゲートは抵抗を介してバッテリ電圧Vb及びトランジスタ28のコレクタに接続されている。トランジスタ28のベースはトランジスタ27のコレクタに接続されており、トランジスタ28及びトランジスタ27のエミッタは接地されている。トランジスタ27のベースは抵抗及び端子P2を介してMPU14に接続されている。
【0022】
MPU14により端子P1から制御信号が入力されると、直流モータ10は正転し、リールシャフト3によってシートベルトが巻き取られる。一方、端子P2から制御信号が入力されると、直流モータ10は逆転し、リールシャフト3によってシートベルトが引き出される。
【0023】
リールシャフト3は、リールシャフト用プーリ5、動力伝達ベルト7及び直流モータ用プーリ6を介して直流モータ10に連結されているため、リールシャフト3の回転速度は直流モータ10の端子間を開放状態としている時の直流モータ10の端子間電圧に比例する。
【0024】
尚、MPU14は、端子P1及び端子P2から同時に制御信号を入力しないように制御する。
【0025】
以下、MPU14が実行する制御処理を詳細に説明する。
【0026】
図3はMPU14が実行するシートベルト引き出し制御プログラムの一例を示すフローチャートである。
【0027】
まず、シートベルトが乗員により引き出されたか否かを判別する(ステップS31)。シートベルトが引き出されたか否かは直流モータ10の端子間電圧からMPU14が判別する。
【0028】
シートベルトが乗員により引き出されていない場合には、本制御処理を終了する一方、シートベルトが乗員により引き出された場合には、リールシャフト3の回転速度Velを検出する(ステップS32)。リールシャフト3の回転速度Velは直流モータ10の端子間を開放状態としている時の直流モータ10の端子間電圧に比例するので、MPU14は直流モータ10の端子間電圧からリールシャフト3の回転速度Velを検出する。
【0029】
次に、下記(1)式に基づいて直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比を設定する(ステップS33)。ここで、下記(1)式は直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比を算出する式である。
【0030】
【数1】
上記(1)式によれば、ステップS32で検出されたリールシャフト3の回転速度Velに基づいて直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比が算出される。即ち、(1)式によればステップS32で検出されたリールシャフト3の回転速度Velが速い場合には、直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比が大きくなる。これにより、直流モータ10に流れる電流は多くなり、直流モータ10の回転速度が速くなり、リールシャフト3の回転速度Velは速くなる。
【0031】
一方、ステップS32で検出されたリールシャフト3の回転速度Velが遅い場合には、直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比が小さくなる。これにより、直流モータ10に流れる電流は少なくなり、直流モータ10の回転速度が遅くなり、リールシャフト3の回転速度Velは遅くなる。
【0032】
次いで、直流モータ10の駆動をONさせる制御信号を直流モータ駆動部11に出力する(ステップS34)。これにより、ステップS33で設定されたデューティー比の制御信号が直流モータ駆動部11に出力され、リールシャフト3によりシートベルトが引き出される。
【0033】
その後、シートベルトの引き出しが完了したか否かを判別し(ステップS35)、シートベルトの引き出しが完了していない場合には、ステップS35の判別を繰り返す一方、シートベルトの引き出しが完了した場合には、直流モータ10の駆動をOFFさせる制御信号を直流モータ駆動部11に出力して(ステップS36)、本制御処理を終了する。尚、シートベルトが引き出しが完了したか否かは直流モータ10の端子間電圧からMPU14が判別する。
【0034】
上述したように、本実施の形態によれば、リールシャフト3の回転速度Velを検出し(ステップS32)、この検出されたリールシャフト3の回転速度Velに基づいて直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比を設定し(ステップS33)、直流モータ10の駆動をONさせる制御信号を直流モータ駆動部11に出力する(ステップS34)ので、例えばリールシャフト3の回転速度Velが速い場合には、直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比が大きくなり、これにより、直流モータ10に流れる電流は多くなり、直流モータ10の回転速度が速くなり、リールシャフト3の回転速度Velは速くなる。従って、従来のようにシートベルトの引き出しが重くなることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。また、例えばリールシャフト3の回転速度Velが遅い場合には、直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比が小さくなり、これにより、直流モータ10に流れる電流は少なくなり、直流モータ10の回転速度が遅くなり、リールシャフト3の回転速度Velは遅くなる。従って、従来のようにシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることはなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【0035】
尚、本実施の形態では、上記(1)式に基づいて直流モータ駆動部11に出力される制御信号のデューティー比を調整することで、直流モータ10に流れる電流を調整したが、バッテリと直流モータ10との間に可変抵抗やコンデンサ等の変圧調整できる回路を設けて、直流モータ10の端子間電圧を調整してもよい。ここで、下記(2)式は直流モータ10の端子間電圧を算出する式である。
【0036】
【数2】
上記(2)式に基づいて直流モータ10の端子間電圧を調整することにより、リールシャフト3の回転速度Velを調整することができる。但し、変圧調整できる回路はMPU14により制御される。
【0037】
また、本実施の形態では、リールシャフト3の回転速度Velを直流モータ10の端子間を開放状態としている時の直流モータ10の端子間電圧から検出したが、これに限らず、例えばリールシャフト3の中心軸3aに回転速度センサを設けて、リールシャフト3の回転速度Velを検出してもよい。
【0038】
また、本実施の形態では、リールシャフト3の回転速度Velを使用したが、シートベルトの引き出し口にシートベルトの引き出し速度を検出する引き出し速度センサを設けて、直接シートベルトの引き出し速度を検出し、この速度をリールシャフト3の回転速度Velの代わりに使用しても、本発明と同様の効果を奏することができる。
【0039】
【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、シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度が検出され、該検出された引き出され速度に応じて、電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度が決定され、該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を直流モータに供給することにより電動リトラクタが制御されるので、シートベルトの引き出しが重くならず、またシートベルトに余分な弛みが生じ、シートベルトがねじれることがなくなり、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【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】MPU14が実行するシートベルト引き出し制御プログラムの一例を示すフローチャートである。
【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(駆動手段)
14 MPU(決定手段、制御手段)
100 電動リトラクタ
Claims (2)
- 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、前記電動リトラクタを駆動する直流モータとを備える車両用乗員拘束保護装置であって、
前記シートベルトが乗員により引き出された時に、該シートベルトの引き出され速度を検出する検出手段と、
該検出された引き出され速度に応じて、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの引き出し速度を決定する決定手段と、
該決定された引き出し速度が得られるような所定量の電流を前記直流モータに供給することにより前記電動リトラクタを制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。 - 前記所定量は前記引き出され速度に比例することを特徴とする請求項1記載の車両用乗員拘束保護装置。
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