JP4726099B2 - Motorized seat belt retractor - Google Patents

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JP4726099B2
JP4726099B2 JP2001117535A JP2001117535A JP4726099B2 JP 4726099 B2 JP4726099 B2 JP 4726099B2 JP 2001117535 A JP2001117535 A JP 2001117535A JP 2001117535 A JP2001117535 A JP 2001117535A JP 4726099 B2 JP4726099 B2 JP 4726099B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、EA機構及びプリテンショナー機構を備えたリトラクタ、特にはモーターを利用したEA機構及びプリテンショナー機構を備えたモータ式シートベルトリトラクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来は、機械式EA機構及び火薬式プリテンショナー機構を備えたシートベルトリトラクタが用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
機械式EA機構及び火薬式プリテンショナー機構以外の方式で、EA機構及びプリテンショナー機構を行えるシートベルトリトラクタの出現が望まれている。
【0004】
また、この種のシートベルトリトラクターを用いて繰り返し発生する衝突に対処するための制御システムを備えたシートベルトリトラクターの出現が望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
また、本発明に係るモータ式シートベルトリトラクター、危険状態検知手段からの危険状態を告げる信号を受けて衝突発生前にウエビングを巻き取り搭乗者を拘束する巻き取り手段を備えたモータ式シートベルトリトラクターにおいて、巻き取り手段、危険状態検知手段からの危険状態を告げる信号を受ける度に繰り返し作動可能であるとともに、危険状態を告げる信号が前記危険状態検知手段から所定時間出力されない場合に搭乗者の拘束を解除することを特徴とする。
【0006】
このように構成すれば、危険状態に遭遇する度に何度もウエビングの巻き取り動作を繰り返すことが可能となるので、その後の衝突に対しても搭乗者を確実に拘束することが可能となる。
【0007】
また、本発明の実施にあたり、巻き取り手段は、危険状態が回避された場合に搭乗者の拘束が解除されるのが好適である。
【0008】
このように構成すれば、危険状態が回避された場合、不要となった搭乗者の拘束を速やかに解除することができる。
【0010】
また、危険状態検知手段は、少なくとも衝突予知装置を備えているのが良い。
【0011】
このように構成すれば、衝突前に巻き取り手段を作動させることが可能となり、搭乗者の初期拘束がより確実になる。
また、危険状態検知手段は、少なくとも車両挙動検知装置を備えているのが好適である。
【0012】
このように構成すれば、衝突前に巻き取り手段を作動させることが可能となり、搭乗者の初期拘束がより確実になる。
【0013】
また、危険状態検知手段は、少なくともスリップ検知装置を備えているのが、好ましい。
【0014】
このように構成すれば、車両がスリップ状態にあることを検知することが可能となるので、衝突前に巻き取り手段を作動させて搭乗者の初期拘束をより確実にする。
【0015】
また、危険状態検知手段は、少なくとも加速度減速度検知装置を備えているのが好適である。
【0016】
このように構成すれば、車両の急減速、急加速時に搭乗者を確実に初期拘束することが可能となる。
また、危険状態検知手段は、少なくとも着座状態検知装置を備えているのが、良い.
このように構成すれば、搭乗者が正規の着座位置にいないことが判明するので、搭乗者を正規な着座位置に拘束することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解されたい。
【0018】
第1の発明に係るリトラクターの実施例につき説明する。
図1は、第1の発明に係るリトラクターの実施例を示す分解斜視図である。
図2は、本実施例のリトラクターのギヤの係合関係を示す図である。なお、図1では、火薬式プリテンショナー機構については図面上省略されている。
【0019】
以下、図1,2を用いて本実施例に係るリトラクターの構成につき説明する。このリトラクター200は、以下に示すような構成要素から構成される。
(1) リテーナ20
(2) リテーナ20に一体的に装着されたDCモータ21
(3) DCモータ21のモータ軸に一体的に設けられたモータギヤ22
(4) リテーナ20に設けられた突片に軸支されていて、モータギヤ22と係合する第1ギヤ23(詳しくは第1ギヤ23は、一体的な2段ギヤ(大ギヤ23aと小ギヤ23b)から構成され、モータギヤ22は大ギヤ23aと係合する)
(5) リテーナ20に設けられた突片に軸支されていて、第1ギヤ23(詳しくは小ギヤ23b)と係合する第2ギヤ24(詳しくは第2ギヤ24は、一体的な2段ギヤ(大ギヤ24aと小ギヤ24b)から構成され、小ギヤ23bは大ギヤ24aと係合する)
(6) 第2ギヤ24(詳しくは小ギヤ24b)と係合する第3ギヤ25(詳しくは第3ギヤ25は、一体的な2段ギヤ(大ギヤ25aと小ギヤ25b)から構成され、小ギヤ24bは大ギヤ25aと係合する)
(7) 第3ギヤ25(詳しくは小ギヤ25b)と係合する3つのプラネタリーギヤ26
(8) 内側に形成された内歯27aに3つのプラネタリーギヤ26と係合するインターナルギヤ27
(9) インターナルギヤ27の外周面に形成された外歯27b
(10) 外歯27bに嵌合してインターナルギヤ27の時計方向の回転を係止する係止片30
(11) 係止片30を一端で支持するバネからなるレバー31
(12) レバー31の他端をカール状に形成したリング部材32
(13) リング部材32が巻き付く凸状の環状部材33(なお、環状部材33は第1ギヤ23と同一回転中心に一体形成されている)
(14) 環状部材33の頂面の周縁部に突設されていて、リング部材32を押圧して摩擦力を与える摩擦片34
(15) 3つのプラネタリーギヤ26を載置するためのキャリヤー35
(16) 3つのプラネタリーギヤ26をキャリヤー35に回転自在に支持してキャリヤー35に固着する3つのピン36
(17) 3つのピン36と3つのプラネタリーギヤ26との間に揺動自在に挿入される減速プレート37
(18) キャリヤー35の回転中心穴に先端部38aを貫通させて先端部38aの根元部で一体的に嵌合させ、更に先端部38aが第3ギヤの回転中心穴に摺動回転自在に挿入されるスプール38
(19) スプール38に一端が固定された身体を拘束するためのウエビングW(矢印AはウエビングWの引き出し方向、矢印BはウエビングWの引き込み方向)
(20) ギヤ群全体を被覆するカバー39
(21) カバー39をリテーナ20に装着する複数のネジ40
(22) DCモータ21を短絡又は非短絡に接続制御すると共にDCモータ21の回転軸を時計方向又は反時計方向に回転させるように動作制御する制御回路(図示せず)
以下、上述した構成要素を用いて本発明のリテーナの動作につき説明する。
図3は、本実施例の動作を示す図であって、(A)はモータが時計方向(CW方向)に回転する場合の状態を示す図であり、(B)はモータが反時計方向(CCW方向)に回転する場合の状態を示す図である。
このリトラクター200は、通常時(急ブレーキ時や衝突時等の緊急時以外)は、図2、図3(B)に示すように係止片30は外歯27bから離間していて、インターナルギヤ27は拘束されないので、遊星歯車の特性上、キャリヤー35の回転力は、第3ギヤには伝達されなくなる。したがって、キャリヤー35に一体的に嵌合されたスプール38の回転力は、第3ギヤに係合するDCモータ21の回転軸には伝達されなくなる。
【0020】
次に、急ブレーキ時や衝突時等の緊急時には、図示しないASB(アンチスキッドブレーキ)機構や図示しない衝突予知装置等からの出力信号によってプリテンショナー機構(火薬式プリテンショナー機構に先だってウエビングWを巻き上げてテンションを増加させる機構)を作動させてDCモータ21の回転軸を図3(A)に示すように時計方向(矢印方向)に回転させる。するとモータギヤ22の時計方向の回転力が第1ギヤ23に反時計方向(矢印方向)の回転力として伝達されて、係止片30がインターナルギヤ27の外歯27bに係合してインターナルギヤ27の時計方向(矢印方向)の回転を係止する。これによって、第3ギヤ25の回転力は、スプール38が一体的に嵌合されているキャリヤー35に伝達可能となる。 また、第1ギヤ23の回転力は、第2ギヤ24に時計方向(矢印方向)の回転力として伝達され、第3ギヤ25に反時計方向(矢印方向)の回転力が伝達される。したがって、第3ギヤ25に反時計方向の回転は、第3ギヤ25と一体の小ギヤ25bを反時計方向に回転させ、3つのプラネタリーギヤ26のそれぞれに時計方向(矢印方向)の回転力を伝達させる。3つのプラネタリーギヤ26は、係止片30によって回転が拘束されたインターナルギヤ27の内歯27aに係合しながら小ギヤ25bの周囲を遊星のように反時計方向(矢印方向)に回動し、3つのプラネタリーギヤ26を軸支するキャリヤー35を反時計方向(矢印方向)に回転させる。よって、キャリヤー35に嵌合するスプール38は反時計方向に回転し、ウエビングWを巻き取る(矢印B方向)。したがって、DCモータ21の時計方向の回転力は、ウエビングWを巻き取る回転力として伝達される。
【0021】
次に、衝突によって車体に衝撃力が伝わり、図示しない加速度センサーや図示しないクラッシュセンサーから衝撃検知信号が出力され、図示しない火薬式のプリテンショナー機構が作動しウエビングWがリトラクターに200に引き込まれて乗員の初期拘束が確保される。
次に、乗員の前方方向への慣性力によりウエビングWが引き出される(図3(A)の矢印A)。この際、図3(A)に示すように、係止片30が外歯27bを係止した状態にあるので、スプール38からウエビングWが引き出される力は、DCモータ21の回転軸に反時計方向(矢印と反対方向)に回転力が伝達される。DCモータ21は、通電状態あるいは短絡状態にあれば、回転軸の回転によって逆起電力が発生し、回転を妨げるような回転抗力を生ずる。第1の発明では、この回転抗力をロック機構やEA機構に積極的に活用しようとするものである。
【0022】
以下、この回転抗力の特性について図を用いて説明する。
図4は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点(図上0点)から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡したDCモータの回転抗力F[Nm](単位はニュートンメートル)と時間T[sec](単位は秒)との関係を示すグラフであって、体重別(Light、Middle、Heavy)のグラフを示している。
図5は、乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点(図上0点)から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡したDCモータの回転抗力F[Nm](単位はニュートンメートル)と時間T[sec](単位は秒)との関係を示すグラフであって、衝突速度別(Low Speed、Middle Speed、High Speed)のグラフをそれぞれ示している。
【0023】
図4に示すように、体重が軽い程、曲線の立ち上がりの勾配が低く(図面上の実線のグラフ)、体重が重いほど曲線の立ち上がりの勾配が高く(図面上の二点鎖線のグラフ)、体重が中位だと曲線の立ち上がりの勾配は体重が軽い場合と体重が重い場合の中間の勾配となることが分かる。また、立ち下がりの勾配については、体重差に関わらず、なだらかに立ち下がる。この結果から、回転抗力をEA機構に用いれば、体重が軽い乗員に対しては、比較的なだらかにEA荷重が増加するので、身体にかかる総荷重量が比較的少なくなる。一方、体重が重い乗員に対しては、比較的急峻にEA荷重が増加するので、身体にかかる総荷重量が比較的多くなる。そして、EA荷重の減少勾配については、体重差に関わらずなだらかに立ち下がり、ソフトランディングが可能となる。
【0024】
また、図5に示すように、車両の壁に衝突する時の衝突速度が速い程、回転抗力Fのロードリミット値(EA加重限界値)は高くなり(図面上の二点鎖線のグラフ)、衝突速度が遅い程、回転抗力Fのロードリミット値は低くなる(図面上の実線のグラフ)。すなわち、衝突速度の速いか遅いかによって、ロードリミット値が上下するので理想的な乗員拘束能力を発揮することができる。
【0025】
なお、従来の機械式EA機構、例えばトーションバーでは、体重差や衝突速度差に何ら関係なく、EA加重の立ち上がりの勾配は一定であり、また、ロードリミット値も一定である。
また、このロードリミット値は、以下のように様々な手法で任意に設定することができる。例えば、スプール38の回転をDCモータ21に伝達するギヤ比を変えることによって回転抗力Fのロードリミット値、立ち上がり勾配、立ち下がり勾配を任意に設定することが可能である。また、抵抗を介してDCモータ21を通電あるいは短絡させれば、抵抗値を変えることによって、回転抗力のロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に調整することもできる。例えば、抵抗値を高くするほど、ロードリミット値は低く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下がり勾配は急峻になる。この場合、異なる抵抗値の抵抗を回路上で選択可能に接続しておき、シビアリティの大小によって最適な抵抗に自動的に接続できるように構成することもできる。これによってより理想的な拘束性能を期待することが可能となる。
【0026】
なお、抵抗値を接続する以外に、ヒューズを接続すると、所定の電流値を越えると、EA機構が解除され、EA加重を下げることもできる。
また、通電によってDCモータ21の回転軸にウエビングWを引き込むようにに弱い回転力(図3(A)の矢印方向)を与えてやれば、回転抗力にプラスのモータアシスト負荷を与えることもできるし、逆にDCモータ21の回転軸にウエビングWを引き出すように弱い回転力(図3(A)の矢印と反対方向)を与えてやれば、回転抗力にマイナスのモータアシスト負荷を与えることもできる。また、出力の異なるモーターを取り替えることによっても、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を調整することができる。また、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を調整する別の手法としては、DCモータ21を短絡する時間t1および非短絡t2をそれぞれ任意に変えて、パルス状の矩形波を作り、この矩形波でDCモータ21の短絡/非短絡を制御することで、回転抗力のロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を任意に設定することができる。例えば、t1をt2に比べて長くするほど、ロードリミット値は高く、立ち上がり勾配は急峻に、及び立ち下がり勾配はなだらかになる。また、t2をt1に比べて長くするほどロードリミット値は低く、立ち上がり勾配はなだらかに、及び立ち下がり勾配は急峻になる。
【0027】
なお、EA機構を始動するタイミングは、エアバッグの点火を指示するECUで行うこともできるし、プリテンショナー用ECUで行うこともできる。
また、ロードリミット値、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配を調整は、ダミーを用いた実車による実験等のウエビングWの引き出し特性を見て適当に設定することが好ましい。また、DCモータ21の代わりに銅管内に磁石を備えた回転軸を設ければ、短絡する必要が無くなるので、廉価かつ簡単な構造でEA機構を設けることもできる。
【0028】
また、これらEA機構をバックルプリテン等の各種プリテン機構と組み合わせて用いると更に効果的である。
また、ビークルセンサーをリトラクターに組み込んで、EAスイッチとして使うこともできる。
また、上述した図1に示した実施例のようなリトラクターでも、第1の発明を適用して短絡されたモータの回転抗力をEA機構として利用する手法を加えることも可能である。
【0029】
次に、第2の発明に係るリトラクターの実施例につき説明する。
本実施例に係るリトラクター400は、これまでに説明してきた第1の発明に係るEA機構をモーターリトラクター400に適用して、多重衝突、即ち1回目の衝突の後、2回目の衝突を起こすように連続して起こす衝突事故に対処できる新規なモーターリトラクター400であって、特にその制御システムにつき以下に説明する。
【0030】
図6は、第2の発明に係るモーターリトラクター400の制御システムを概念的に示した図である。
また、図7は、この制御システムのフローを示す図である。
また、図8は、この制御システムを用いたモーターリトラクターで搭乗者を拘束する場合の動作状態を時系列的に示す図である。
【0031】
図6に示すように、本制御システムは、様々な搭乗者及び車両の状態を検知するためのセンサー500と、センサー500から送られてきた信号によって搭乗者及び車両の状態を判断すると共に安全上で相応しい動作をモーターリトラクター401に行わせるために必要な制御信号をモーター402に出力する制御回路520と、この制御回路520からの制御信号を受けて駆動する緊急ロック機能と制御回路520からの制御信号を受けて駆動するプリテンショナー機能と制御回路からの制御信号を受けて駆動するEA機能とを備えたモータ402を有するモーターリトラクター401と,主に肩から胸を拘束するショルダーベルト403と,主に腰を拘束するラップベルト404と,ショルダーベルト403のベルトテンションを測定するベルトテンションセンサー501aと,ラップベルト404のベルトテンションを測定するベルトテンションセンサー501b,ショルダーベルト403を摺動自在に支持するショルダーアンカー407と,ラップベルト404の一端を支持するラップアンカー408と,ラップベルト404を摺動自在に支持するバックル409と,を含むシートベルト装置400と、搭乗者が着座する座席シート410と、を備えている。
【0032】
このセンサー500は、例えばショルダーベルト403及びラップベルト404のテンション(張力)をそれぞれ検知するベルトテンションセンサー501a,501bと、自己の車両と他者の車両との相対距離を計測する車間距離センサー502と、搭乗者の体格を検知するための体格検知センサー503と、搭乗者の体重を検知する体重検知センサー504と、座席シートに座った搭乗者の着座状態を検知する着座状態検知センサー505と、走行中の車両のタイヤのスリップ状態を検知するスリップ検知センサー506と、走行中の車両の速度を検知する車速検知センサー507と、走行中の車両の加速度及び減速度を検知する加速・減速度検知センサー508と、走行中の車両の挙動、例えば車両のスピンやドリフト、ロールオーバー等を検知する車両挙動検知センサー509と、衝突状態を検知するクラッシュセンサー510と、を含んでいる。これらセンサー500から出力される各種信号を制御回路520が受信して、搭乗者及び車両の状況を予め記憶装置(図示略)に記憶してある基準値と比較して診断し、診断結果に基づいて制御信号がモーター402に出力される。その制御信号に応じたモーター402の挙動によって、モーターリトラクター401は、緊急ロック機能やプリテンショナー機能やEA機能がそれぞれ作動する。
【0033】
ここで、EA機能は、第1の発明の実施例で既に説明したような各種手法で構成されている。これらの構成についての説明は重複を避けて特にここでは行わない。また、プリテンショナー機能とは、上述した各種センサーから送られてくる搭乗者及び車両の状況から搭乗者及び車両が危険状況にあると制御回路520が診断した場合に、制御回路520から危険状況を告げる信号が出力され、例えば衝突等に先だってベルトを巻き取ることによってベルトの弛みを除去し搭乗者を確実に拘束する機能である。ここで、危険状況とは、衝突する可能性を有する状況、あるいは車両がスリップ等により運転者が車両をコントロールできない状況等を示している。
なお、衝突後であっても、ベルトの巻き取りのための信号を制御回路520から出力するタイミングを早めることで搭乗者を拘束することが可能である。
【0034】
緊急ロック機能とは、各種センサー500からの出力信号を制御回路520が受けて危険状態にあると診断された時に作動するロック機構を示している。詳しくは、モータの回転軸に回転トルクを与えてベルトが引き出されるのを阻止するロック機構や短絡されたモータにおいてモータの回転軸を回転させまいとする回転抗力を発生させベルトの引き出しを防止するロック機構が用いられている。
【0035】
次に、本発明の制御システムの動作について図7及び図8を用いて説明する。図7に示すように、まず、車両が衝突する可能性が高い状態になると、各種センサー500から制御回路520に信号が出力される(S1)。各種センサー500からの出力信号を受けて、制御回路520は予め記憶された基準値と比較して比較結果に基づいて所定の駆動信号をモーターリトラクター401のモーター402にプリテンショナー動作(急激な巻き締めによりスラックを除去する動作をすると共に搭乗者を座席シートに強く引きつけ固定させる動作)を行わせるための駆動信号が送られる(S2)。このプリテンショナー動作により搭乗者は座席シート410に強く固定され初期拘束が確保される(S3、図8(A))。
【0036】
次のステップS4では、「衝突が発生していない」(no:いいえ)の場合はステップS10へ移動し、危険状態が回避されていなければ(no:いいえ)、再びステップS4に復帰する。危険状態が回避されていれば(yes:はい)、モーター式シートベルトリトラクタ401は、ベルトをやや強く巻き取った後にベルトの巻き取り力を解放するように駆動する。この動作を少なくとも1回行う。この動作によって、ベルト403、404のエンドロック(ロック機構においてベルトがロック状態から開放されない状態)を解除することができる。こうして、搭乗者はベルトの拘束から解放される(S11)。この動作をエンドロック解除駆動という。
【0037】
また、ステップS4において「衝突が発生した」(yes:はい)場合はステップS5へ移動する。ここでは搭乗者が前方へ飛び出そうとする力によりベルト403、404がモーター式シートベルトリトラクタ401から引き出されないが、この時、第1の発明で述べたような短絡されたモータ402の回転軸の回転により生じる回転抗力をEA機構として利用する手法やベルトが引き出される方向へ回転軸が回転するのに対して反対の回転方向に回転トルクを適度に与えることによって生ずる回転抗力をEA機構として利用する手法を用いてEA機構が作動する(S5、図8(B))。EA機構が作動することにより、搭乗者はベルト403、404から受ける荷重が所定の上限値(荷重上限値)を維持しながら前方に移動する。こうして乗員に作用するベルト張力は時間の経過とともになだらかに減少するので、搭乗者に与えられる衝撃が吸収され、搭乗者はソフトランディングすることができる(S6、図8(B))。搭乗者に与えられる衝撃力が無くなると、モーター式シートベルトリトラクタ401によって再度巻き取られる(S7、図8(C))。これによって搭乗者は引き戻されて着座位置に復帰する(S8、図8(C))。こうして搭乗者は座席シートに再度拘束される(S9、図8(C))。
【0038】
次に、ステップS10において、危険状態が回避されていれば(yes:はい)、モーター式シートベルトリトラクタ401は、上述したエンドロック解除の駆動をして搭乗者をベルトの拘束から解放する(S11)。
また、ステップS10で1回目の衝突後に危険状態が回避されず(S10でno)、2回目の衝突が起こった場合(S4でyes)は、搭乗者が前方へ飛び出そうとする力によりベルト403、404がモーター式シートベルトリトラクタ401から引き出される。この時、ベルトテンションセンサー501a、401は、ベルトのテンションの上昇を検知し、制御回路502に信号を出力する。この信号がしきい値を越えたら、第1の発明で述べたような短絡されたモータ402の回転軸の回転により生じる回転抗力をEA機構として利用する手法やベルトが引き出される方向へ回転軸が回転するのに対して反対の回転方向に回転トルクを適度に与えることによって生ずる回転抗力をEA機構として利用する手法を用いることによってEA機構を作動させる(S5、図8(B))。EA機構が作動することにより、搭乗者はベルト403、404から受ける荷重が所定の上限値(荷重上限値)を維持しながら前方に移動する。こうして搭乗者に与えられる衝撃が吸収され搭乗者はソフトランディングすることができる(S6、図8(B))。搭乗者に与えられる衝撃力が無くなるとベルトのテンションが低下し、ベルトテンションセンサー501a、401からの信号がしきい値を下回る。信号がしきい値を下回ったことをトリガーにして引き出されたベルト403、404は、モーター式シートベルトリトラクタ401によって再度巻き取られる(S7、図8(C))。これによって搭乗者は引き戻されて着座位置に復帰する(S8、図8(C))。こうして搭乗者は座席シートに再度拘束される(S9)。
【0039】
次に、ステップS10において、2回目の衝突後、危険状態が回避されない場合(S10でno)は、ステップS4に復帰する。また、2回目の衝突後、危険状態が回避された場合(S10でyes)は、乗員を解放する(S11)。
例え危険状態から回避されたと判断された(S10でyes)後で、2回目以降の衝突が発生した場合でもステップS1からスタートして同様の搭乗者の拘束を行うことが可能である。
【0040】
このような制御システムを用いれば、 ステップS1〜ステップS11までの一連の動作が衝突が続く限り働き続け、多重衝突から搭乗者を安全に保護する極めて有効な手段となる。
なお、詳細については触れなかったが、体格検知センサー503及び体重検知センサー504は、搭乗者の体格及び体重に応じた適度なEA荷重を選定する場合に用いることができる。
【0041】
また、着座状態検知センサー505は、体格検知センサー503及び体重検知センサー504と共に用いて、例えば搭乗者が小柄でかつ適正な位置から外れた位置(いわゆるアウトオブポジション)に居ることを検知して、より適度なEA荷重を選定する場合に用いることもできる。より具体的にはドライバーが前方にアウトオブポジションしていてハンドルにかなり接近している場合に、搭乗者がハンドルに衝突しないように適度なEA荷重に選定する場合に用いることもできる。
【0042】
また、スリップ検知センサー506及び車両挙動検知センサー509は、車両がスリップ、スピン、ドリフト、ロールオーバー等を起こした時に、早めにプリテンショナー機能を作動させて搭乗者を座席シートに引きつけて固定し早期拘束させる場合に用いることもできる。
また、車間距離センサー502及び車速検知サンサー507は、車両対車両、或いは車両対障害物、或いは車両対人の衝突の可能性を事前に予測し、早めにプリテンショナー機能を作動させるようにする場合に用いることもできる。
【0043】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るモータ式シートベルトリトラクタは、このように構成したので、危険状態に遭遇する度に何度もウエビングの巻き取り動作を繰り返すことが可能となるので、その後の衝突に対しても搭乗者を確実に拘束することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明に係るリトラクターの実施例を示す分解斜視図である。
【図2】第1の発明に係るリトラクターの実施例におけるギヤの係合関係を示す図である。
【図3】第1の発明に係るリトラクターの実施例の動作を示す図であって、(A)はモータが時計方向(CW方向)に回転する場合の状態を示す図であり、(B)はモータが反時計方向(CCW方向)に回転する場合の状態を示す図である。
【図4】乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点(図上0点)から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡したDCモータの回転抗力F[Nm](単位はニュートンメートル)と時間T[sec](単位は秒)との関係を示すグラフであって、体重別(Light、Middle、Heavy)のグラフを示している。
【図5】乗員が搭乗した車両が壁に衝突した時点(図上0点)から完全に車両がクラッシュするまでの、短絡したDCモータの回転抗力F[Nm](単位はニュートンメートル)と時間T[sec](単位は秒)との関係を示すグラフであって、衝突速度別(Low Speed、Middle Speed、High Speed)のグラフをそれぞれ示している。
【図6】第2の発明に係るモーターリトラクターの制御システムを概念的に示した図である。
【図7】この制御システムのフローを示す図である。
【図8】この制御システムを用いたモーターリトラクターで搭乗者を拘束する場合の動作状態を時系列的に示す図である。
【符号の説明】
20: リテーナ、21:DCモータ、22:モータギヤ、23:第1ギヤ、24:第2ギヤ、25:第3ギヤ、26:プラネタリーギヤ、27:インターナルギヤ、27a:内歯、27b:外歯、30:係止片、31:レバー、32:リング部材、33:環状部材、34:摩擦部材、35:キャリヤー、36:ピン、37:減速プレート、38:スプール、23a、24a,25a:大ギヤ、23b、24b、25b:小ギヤ、200:リトラクター、400:シートベルト装置、401:モーターリトラクタ、402:モータ、403:ショルダーベルト、404:ラップベルト、407:ショルダーアンカー、408:ラップアンカー、409:バックル、410:座席シート、500:センサー、501,501a,501b:ベルトテンションセンサー、502:車間距離センサー、503:体格検知センサー、504:体重検知センサー、505:着座状態検知センサー、506:スリップ検知センサー、507:車速検知センサー、508:加速・減速度検知センサー、509:車両挙動検知センサー、510:クラッシュセンサー、520:制御回路、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a retractor including an EA mechanism and a pretensioner mechanism, and more particularly to a motor-type seat belt retractor including an EA mechanism and a pretensioner mechanism using a motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a seat belt retractor provided with a mechanical EA mechanism and an explosive pretensioner mechanism has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The emergence of a seat belt retractor capable of performing the EA mechanism and the pretensioner mechanism by a method other than the mechanical EA mechanism and the explosive pretensioner mechanism is desired.
[0004]
In addition, the appearance of a seat belt retractor provided with a control system for coping with repeated collisions using this type of seat belt retractor is desired.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Furthermore, motorized seat belt retractor according to the present invention, a motor seat having a winding means for restraining a winding occupant to the webbing before collision receiving a signal telling the hazardous condition from hazardous conditions detection means the belt retractor, the take-up means, as well as a repeated whenever receiving a signal telling the hazardous condition from hazardous conditions detection means operable, when a signal telling the hazardous condition is not a predetermined time outputted from the hazardous condition detector It is characterized by releasing the restraint of the passenger .
[0006]
With this configuration, the webbing take-up operation can be repeated many times each time a dangerous state is encountered, so that the occupant can be surely restrained against subsequent collisions. .
[0007]
In carrying out the present invention, it is preferable that the winding means release the restraint of the occupant when the dangerous state is avoided.
[0008]
If comprised in this way, when a dangerous state is avoided, the passenger | crew's restraint which became unnecessary can be cancelled | released rapidly.
[0010]
The dangerous state detection means may include at least a collision prediction device.
[0011]
If comprised in this way, it will become possible to operate a winding means before a collision, and a passenger | crew's initial restraint will become more reliable.
The dangerous state detection means preferably includes at least a vehicle behavior detection device.
[0012]
If comprised in this way, it will become possible to operate a winding means before a collision, and a passenger | crew's initial restraint will become more reliable.
[0013]
Moreover, it is preferable that the dangerous state detection means includes at least a slip detection device.
[0014]
If comprised in this way, since it will be possible to detect that the vehicle is in a slip state, the winding means is actuated before the collision to make the initial restraint of the occupant more reliable.
[0015]
The dangerous state detection means preferably includes at least an acceleration / deceleration detection device.
[0016]
If comprised in this way, it will become possible to carry out initial restraint reliably at the time of sudden deceleration of a vehicle, and sudden acceleration.
Further, it is good that the dangerous state detection means includes at least a sitting state detection device.
If comprised in this way, since it turns out that a passenger is not in a regular seating position, it becomes possible to restrain a passenger in a regular seating position.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the size, shape, and arrangement relationship of each component are shown only schematically to the extent that the present invention can be understood, and the numerical conditions described below are merely examples. Please understand that.
[0018]
An embodiment of the retractor according to the first invention will be described.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a retractor according to the first invention.
FIG. 2 is a diagram showing the engagement relationship of the gear of the retractor of the present embodiment. In FIG. 1, the explosive pretensioner mechanism is omitted from the drawing.
[0019]
Hereinafter, the configuration of the retractor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. This retractor 200 is comprised from the component as shown below.
(1) Retainer 20
(2) DC motor 21 mounted integrally with retainer 20
(3) Motor gear 22 provided integrally with the motor shaft of DC motor 21
(4) A first gear 23 supported by a projecting piece provided on the retainer 20 and engaged with the motor gear 22 (specifically, the first gear 23 is an integral two-stage gear (a large gear 23a and a small gear). 23b), the motor gear 22 engages with the large gear 23a)
(5) A second gear 24 (specifically, the second gear 24, specifically, which is pivotally supported by a projecting piece provided on the retainer 20 and engages with the first gear 23 (specifically, the small gear 23b). Step gear (consisting of a large gear 24a and a small gear 24b), and the small gear 23b engages with the large gear 24a)
(6) A third gear 25 (specifically, the third gear 25, which is engaged with the second gear 24 (specifically, the small gear 24b) is composed of an integral two-stage gear (a large gear 25a and a small gear 25b). The small gear 24b engages with the large gear 25a)
(7) Three planetary gears 26 that engage with the third gear 25 (specifically, the small gear 25b)
(8) An internal gear 27 that engages with the three planetary gears 26 on the inner teeth 27a formed inside.
(9) External teeth 27b formed on the outer peripheral surface of the internal gear 27
(10) A locking piece 30 that engages with the external tooth 27b and locks the clockwise rotation of the internal gear 27.
(11) Lever 31 formed of a spring that supports the locking piece 30 at one end
(12) Ring member 32 having the other end of lever 31 formed in a curl shape
(13) A convex annular member 33 around which the ring member 32 is wound (the annular member 33 is formed integrally with the first gear 23 at the same rotation center).
(14) A friction piece 34 that is provided on the peripheral edge of the top surface of the annular member 33 and presses the ring member 32 to give a frictional force.
(15) Carrier 35 for placing three planetary gears 26
(16) Three pins 36 fixed to the carrier 35 by rotatably supporting the three planetary gears 26 on the carrier 35
(17) Deceleration plate 37 inserted between three pins 36 and three planetary gears 26 in a swingable manner
(18) The tip end portion 38a is passed through the rotation center hole of the carrier 35 and is integrally fitted at the root portion of the tip end portion 38a, and the tip end portion 38a is slidably inserted into the rotation center hole of the third gear. Spool 38
(19) Webbing W for constraining the body, one end of which is fixed to spool 38 (arrow A is the pulling direction of webbing W, arrow B is the pulling direction of webbing W)
(20) Cover 39 covering the entire gear group
(21) A plurality of screws 40 for attaching the cover 39 to the retainer 20
(22) A control circuit (not shown) that controls connection of the DC motor 21 to a short circuit or a non-short circuit and controls the rotation of the rotating shaft of the DC motor 21 in the clockwise or counterclockwise direction.
Hereinafter, the operation of the retainer of the present invention will be described using the above-described components.
3A and 3B are diagrams showing the operation of this embodiment, where FIG. 3A shows a state where the motor rotates in the clockwise direction (CW direction), and FIG. 3B shows the state where the motor rotates counterclockwise ( It is a figure which shows the state in the case of rotating in a (CCW direction).
In the retractor 200, the locking piece 30 is separated from the external teeth 27b as shown in FIG. 2 and FIG. 3 (B) during normal times (other than emergency such as sudden braking or collision). Since the null gear 27 is not restrained, the rotational force of the carrier 35 is not transmitted to the third gear due to the characteristics of the planetary gear. Therefore, the rotational force of the spool 38 that is integrally fitted to the carrier 35 is not transmitted to the rotational shaft of the DC motor 21 that engages with the third gear.
[0020]
Next, in case of emergency such as sudden braking or collision, the webbing W is wound up prior to the pretensioner mechanism (explosive pretensioner mechanism) by an output signal from an ASB (anti-skid brake) mechanism (not shown) or a collision prediction device (not shown). Then, the mechanism for increasing the tension is actuated to rotate the rotating shaft of the DC motor 21 in the clockwise direction (arrow direction) as shown in FIG. Then, the clockwise rotational force of the motor gear 22 is transmitted to the first gear 23 as the counterclockwise (arrow direction) rotational force, and the locking piece 30 engages with the external teeth 27b of the internal gear 27 to internalize. The rotation of the gear 27 in the clockwise direction (arrow direction) is locked. As a result, the rotational force of the third gear 25 can be transmitted to the carrier 35 with which the spool 38 is integrally fitted. Further, the rotational force of the first gear 23 is transmitted to the second gear 24 as a rotational force in the clockwise direction (arrow direction), and the rotational force in the counterclockwise direction (arrow direction) is transmitted to the third gear 25. Accordingly, the counterclockwise rotation of the third gear 25 causes the small gear 25b integrated with the third gear 25 to rotate counterclockwise, and the rotational force in the clockwise direction (arrow direction) is applied to each of the three planetary gears 26. To communicate. The three planetary gears 26 rotate counterclockwise (arrow direction) like a planet around the small gear 25b while engaging with the internal teeth 27a of the internal gear 27 whose rotation is restricted by the locking piece 30. The carrier 35 supporting the three planetary gears 26 is rotated counterclockwise (arrow direction). Therefore, the spool 38 fitted to the carrier 35 rotates counterclockwise and winds the webbing W (in the direction of arrow B). Therefore, the clockwise rotational force of the DC motor 21 is transmitted as a rotational force for winding the webbing W.
[0021]
Next, an impact force is transmitted to the vehicle body due to the collision, and an impact detection signal is output from an acceleration sensor (not shown) or a crash sensor (not shown), an unillustrated explosive pretensioner mechanism is activated, and the webbing W is drawn into the retractor 200. This ensures the initial restraint of the passenger.
Next, the webbing W is pulled out by the inertial force in the forward direction of the occupant (arrow A in FIG. 3A). At this time, as shown in FIG. 3A, since the locking piece 30 is in a state of locking the external teeth 27b, the force with which the webbing W is pulled out from the spool 38 is counterclockwise to the rotating shaft of the DC motor 21. Rotational force is transmitted in the direction (opposite to the arrow). If the DC motor 21 is in an energized state or a short-circuited state, a counter electromotive force is generated by the rotation of the rotating shaft, and a rotational drag force that prevents the rotation is generated. In the first invention, this rotational drag is to be actively used for the lock mechanism and the EA mechanism.
[0022]
Hereinafter, the characteristics of the rotational drag will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 shows the rotational resistance F [Nm] (unit: Newton meter) and time of the short-circuited DC motor from the time when the vehicle on which the occupant boarded collided with the wall (0 point in the figure) until the vehicle completely crashed. It is a graph which shows the relationship with T [sec] (a unit is second), Comprising: The graph according to weight (Light, Middle, Heavy) is shown.
FIG. 5 shows the rotation resistance F [Nm] (unit: Newton meter) and time of the short-circuited DC motor from the time when the vehicle on which the occupant boarded collided with the wall (0 point in the figure) until the vehicle completely crashed. It is a graph which shows the relationship with T [sec] (unit is second), Comprising: The graph according to collision speed (Low Speed, Middle Speed, High Speed) is shown, respectively.
[0023]
As shown in FIG. 4, the lighter the weight, the lower the rising slope of the curve (solid graph on the drawing), and the heavier the weight, the higher the rising slope of the curve (two-dot chain graph on the drawing) It can be seen that when the body weight is medium, the rising slope of the curve is an intermediate slope between the light weight and the heavy weight. In addition, the slope of falling falls gently regardless of the weight difference. From this result, if the rotational drag is used for the EA mechanism, the EA load increases relatively gently for a passenger with a light weight, so that the total load applied to the body becomes relatively small. On the other hand, since the EA load increases relatively steeply for a heavy passenger, the total load applied to the body is relatively large. The EA load decreasing gradient falls gently regardless of the weight difference, enabling soft landing.
[0024]
Further, as shown in FIG. 5, the faster the collision speed when colliding with the wall of the vehicle, the higher the load limit value (EA weighting limit value) of the rotational drag F (the two-dot chain line graph on the drawing) The slower the collision speed, the lower the load limit value of the rotational drag F (solid line graph on the drawing). That is, since the load limit value increases or decreases depending on whether the collision speed is fast or slow, an ideal occupant restraint capability can be exhibited.
[0025]
In a conventional mechanical EA mechanism, for example, a torsion bar, the rising slope of the EA weight is constant and the load limit value is also constant regardless of the weight difference or the collision speed difference.
The load limit value can be arbitrarily set by various methods as follows. For example, by changing the gear ratio for transmitting the rotation of the spool 38 to the DC motor 21, it is possible to arbitrarily set the load limit value, rising gradient, and falling gradient of the rotational drag F. If the DC motor 21 is energized or short-circuited via a resistor, the load limit value, rising slope, and falling slope of the rotational drag can be arbitrarily adjusted by changing the resistance value. For example, the higher the resistance value, the lower the load limit value, the gentler the rising slope and the steeper the falling slope. In this case, it is also possible to connect resistors having different resistance values so as to be selectable on the circuit, and to automatically connect to the optimum resistor depending on the severity. This makes it possible to expect more ideal restraint performance.
[0026]
In addition to connecting the resistance value, if a fuse is connected, the EA mechanism is canceled when the predetermined current value is exceeded, and the EA load can be lowered.
Further, if a weak rotational force (in the direction of the arrow in FIG. 3A) is applied so that the webbing W is drawn into the rotating shaft of the DC motor 21 by energization, a positive motor assist load can be applied to the rotational drag. On the contrary, if a weak rotational force (in the direction opposite to the arrow in FIG. 3A) is applied to the rotating shaft of the DC motor 21 so as to pull out the webbing W, a negative motor assist load may be applied to the rotational drag. it can. Also, the load limit value, rising slope, and falling slope can be adjusted by replacing motors with different outputs. As another method for adjusting the load limit value, the rising slope, and the falling slope, a pulse-shaped rectangular wave is created by arbitrarily changing the time t1 and the non-short-circuited t2 for short-circuiting the DC motor 21, respectively. By controlling the short circuit / non-short circuit of the DC motor 21 with the rectangular wave, the load limit value, rising gradient, and falling gradient of the rotational drag can be arbitrarily set. For example, as t1 is made longer than t2, the load limit value is higher, the rising slope becomes steeper, and the falling slope becomes gentler. Further, the load limit value becomes lower as t2 becomes longer than t1, the rising slope becomes gentle, and the falling slope becomes steeper.
[0027]
Note that the timing for starting the EA mechanism can be performed by an ECU that instructs ignition of the airbag, or can be performed by an ECU for a pretensioner.
Further, it is preferable to adjust the load limit value, the rising gradient, and the falling gradient appropriately by looking at the drawing characteristics of the webbing W in an experiment using an actual vehicle using a dummy. In addition, if a rotating shaft provided with a magnet is provided in the copper pipe instead of the DC motor 21, it is not necessary to short-circuit, so that the EA mechanism can be provided with an inexpensive and simple structure.
[0028]
In addition, it is more effective to use these EA mechanisms in combination with various preten mechanisms such as buckle pretense.
In addition, a vehicle sensor can be incorporated into the retractor and used as an EA switch.
Further, even with a retractor such as the embodiment shown in FIG. 1 described above, it is also possible to add a method of using the rotational drag force of the short-circuited motor as the EA mechanism by applying the first invention.
[0029]
Next, an embodiment of the retractor according to the second invention will be described.
The retractor 400 according to the present embodiment applies the EA mechanism according to the first invention that has been described so far to the motor retractor 400, and performs multiple collisions, that is, the second collision after the first collision. A novel motor retractor 400 capable of coping with collision accidents that occur continuously as if it occurs, and in particular, its control system will be described below.
[0030]
FIG. 6 is a diagram conceptually showing the control system of the motor retractor 400 according to the second invention.
Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the flow of this control system.
Moreover, FIG. 8 is a figure which shows the operation | movement state in time series in the case of restraining a passenger with the motor retractor using this control system.
[0031]
As shown in FIG. 6, the present control system determines the state of the passenger and the vehicle based on a sensor 500 for detecting various passengers and the state of the vehicle, and signals sent from the sensor 500, and for safety reasons. The control circuit 520 outputs a control signal necessary for causing the motor retractor 401 to perform an appropriate operation to the motor 402, the emergency lock function driven by receiving the control signal from the control circuit 520, and the control circuit 520 A motor retractor 401 having a motor 402 having a pretensioner function driven by receiving a control signal and an EA function driven by receiving a control signal from the control circuit; a shoulder belt 403 mainly restraining the chest from the shoulder; The belt tension of the lap belt 404 and the shoulder belt 403 mainly restraining the waist are measured. A belt tension sensor 501a, a belt tension sensor 501b that measures the belt tension of the lap belt 404, a shoulder anchor 407 that slidably supports the shoulder belt 403, a lap anchor 408 that supports one end of the lap belt 404, and a lap belt A seat belt device 400 including a buckle 409 that slidably supports 404, and a seat seat 410 on which a passenger sits.
[0032]
The sensor 500 includes, for example, belt tension sensors 501a and 501b that detect the tension (tension) of the shoulder belt 403 and the lap belt 404, and an inter-vehicle distance sensor 502 that measures a relative distance between the own vehicle and another vehicle. A physique detection sensor 503 for detecting the physique of the passenger, a weight detection sensor 504 for detecting the weight of the occupant, a sitting state detection sensor 505 for detecting the sitting state of the occupant sitting on the seat, and running A slip detection sensor 506 for detecting a slip state of a tire of the vehicle in the vehicle, a vehicle speed detection sensor 507 for detecting the speed of the running vehicle, and an acceleration / deceleration detection sensor for detecting acceleration and deceleration of the running vehicle 508 and the behavior of the running vehicle, eg vehicle spin, drift, rollover Such a vehicle behavior detection sensor 509 for detecting a includes a crash sensor 510 for detecting a collision state, the. The control circuit 520 receives various signals output from these sensors 500, diagnoses the situation of the passenger and the vehicle by comparing them with a reference value stored in advance in a storage device (not shown), and based on the diagnosis result. Then, a control signal is output to the motor 402. Depending on the behavior of the motor 402 in accordance with the control signal, the motor retractor 401 operates with an emergency lock function, a pretensioner function, and an EA function, respectively.
[0033]
Here, the EA function is constituted by various methods as already described in the embodiment of the first invention. The description of these configurations will not be repeated here to avoid duplication. In addition, the pretensioner function refers to a dangerous situation from the control circuit 520 when the control circuit 520 diagnoses that the passenger and the vehicle are in a dangerous situation from the situation of the passenger and the vehicle sent from the various sensors described above. This is a function that outputs a signal to tell and removes the slack of the belt by, for example, winding the belt prior to a collision or the like, thereby reliably restraining the passenger. Here, the dangerous situation indicates a situation where there is a possibility of a collision, or a situation where the driver cannot control the vehicle due to the vehicle slipping or the like.
Even after the collision, it is possible to restrain the passenger by advancing the timing of outputting a signal for winding the belt from the control circuit 520.
[0034]
The emergency lock function indicates a lock mechanism that operates when the control circuit 520 receives output signals from the various sensors 500 and is diagnosed as being in a dangerous state. Specifically, a lock mechanism that applies rotational torque to the motor rotation shaft to prevent the belt from being pulled out or a short-circuited motor generates a rotational drag that prevents the motor rotation shaft from rotating, thereby preventing the belt from being pulled out. A locking mechanism is used.
[0035]
Next, the operation of the control system of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, first, when the possibility that the vehicle will collide is high, signals are output from the various sensors 500 to the control circuit 520 (S1). In response to the output signals from the various sensors 500, the control circuit 520 compares the reference values stored in advance with each other and sends a predetermined drive signal to the motor 402 of the motor retractor 401 based on the comparison result. A driving signal is sent to perform the operation of removing slack by tightening and the operation of strongly pulling and fixing the occupant to the seat (S2). By this pretensioner operation, the occupant is firmly fixed to the seat 410 and initial restraint is secured (S3, FIG. 8A).
[0036]
In the next step S4, if “no collision has occurred” (no: no), the process moves to step S10. If the dangerous state is not avoided (no: no), the process returns to step S4 again. If the dangerous state is avoided (yes: yes), the motor type seat belt retractor 401 is driven to release the belt winding force after winding the belt slightly strongly. This operation is performed at least once. By this operation, the end lock of the belts 403 and 404 (the state where the belt is not released from the locked state in the lock mechanism) can be released. Thus, the passenger is released from the belt restraint (S11). This operation is called end-lock release driving.
[0037]
If “a collision has occurred” (yes: yes) in step S4, the process moves to step S5. Here, the belts 403 and 404 are not pulled out of the motor type seat belt retractor 401 due to the force of the passenger trying to jump forward, but at this time, the rotating shaft of the short-circuited motor 402 as described in the first invention is used. Rotation force generated by the rotation of the belt is used as the EA mechanism, and the rotation force generated by applying a rotational torque in the opposite rotation direction to the rotation axis in the direction in which the belt is pulled out is used as the EA mechanism. The EA mechanism is operated using the technique (S5, FIG. 8 (B)). By operating the EA mechanism, the passenger moves forward while maintaining a predetermined upper limit value (load upper limit value) of the load received from the belts 403 and 404. Thus, the belt tension acting on the occupant gradually decreases with time, so that the impact applied to the occupant is absorbed, and the occupant can perform soft landing (S6, FIG. 8B). When the impact force applied to the occupant disappears, the seat is retracted again by the motor type seat belt retractor 401 (S7, FIG. 8C). As a result, the passenger is pulled back and returned to the seating position (S8, FIG. 8C). Thus, the passenger is again restrained by the seat (S9, FIG. 8C).
[0038]
Next, in step S10, if the dangerous state is avoided (yes: yes), the motor type seat belt retractor 401 drives the above-described end lock release to release the passenger from the belt restraint (S11). ).
If the dangerous state is not avoided after the first collision in step S10 (no in S10) and the second collision occurs (yes in S4), the belt 403 is caused by the force of the passenger trying to jump forward. , 404 are withdrawn from the motor type seat belt retractor 401. At this time, the belt tension sensors 501 a and 401 detect an increase in belt tension and output a signal to the control circuit 502. When this signal exceeds the threshold value, the rotation shaft is moved in the direction in which the rotational drag generated by the rotation of the rotation shaft of the short-circuited motor 402 as described in the first invention is used as the EA mechanism or the belt is pulled out. The EA mechanism is actuated by using a method in which a rotational drag generated by appropriately applying a rotational torque in the opposite rotational direction to the rotational direction is used as the EA mechanism (S5, FIG. 8B). By operating the EA mechanism, the passenger moves forward while maintaining a predetermined upper limit value (load upper limit value) of the load received from the belts 403 and 404. Thus, the impact applied to the passenger is absorbed and the passenger can perform a soft landing (S6, FIG. 8B). When the impact force applied to the occupant disappears, the belt tension decreases, and the signals from the belt tension sensors 501a and 401 fall below the threshold value. The belts 403 and 404 drawn with the signal falling below the threshold as a trigger are wound again by the motor type seat belt retractor 401 (S7, FIG. 8C). As a result, the passenger is pulled back and returned to the seating position (S8, FIG. 8C). In this way, the passenger is again restrained by the seat (S9).
[0039]
Next, in step S10, after the second collision, if the dangerous state is not avoided (no in S10), the process returns to step S4. In addition, if the dangerous state is avoided after the second collision (yes in S10), the occupant is released (S11).
Even if it is determined that the vehicle has been avoided from the dangerous state (yes in S10), even if the second and subsequent collisions occur, the same passenger restraint can be performed starting from step S1.
[0040]
If such a control system is used, a series of operations from step S1 to step S11 will continue to work as long as the collision continues, providing an extremely effective means for safely protecting the passenger from multiple collisions.
Although details are not mentioned, the physique detection sensor 503 and the weight detection sensor 504 can be used when selecting an appropriate EA load according to the physique and weight of the passenger.
[0041]
In addition, the sitting state detection sensor 505 is used together with the physique detection sensor 503 and the weight detection sensor 504 to detect, for example, that the occupant is small and out of an appropriate position (so-called out-of-position). It can also be used when selecting a more appropriate EA load. More specifically, when the driver is out of position forward and is very close to the steering wheel, the driver can select an appropriate EA load so as not to collide with the steering wheel.
[0042]
Also, the slip detection sensor 506 and the vehicle behavior detection sensor 509 operate the pretensioner function early when the vehicle slips, spins, drifts, rolls over, etc. It can also be used when restraining.
The inter-vehicle distance sensor 502 and the vehicle speed detection sensor 507 predict the possibility of a vehicle-to-vehicle, vehicle-to-obstacle, or vehicle-to-person collision in advance, and activate the pretensioner function early. It can also be used.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, since the motor type seat belt retractor according to the present invention is configured as described above, the webbing winding operation can be repeated many times each time a dangerous state is encountered. It is possible to reliably restrain the passenger even in the event of a collision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a retractor according to the first invention.
FIG. 2 is a diagram showing a gear engagement relationship in the embodiment of the retractor according to the first invention.
FIG. 3 is a view showing the operation of the embodiment of the retractor according to the first invention, wherein (A) is a view showing a state where the motor rotates in the clockwise direction (CW direction); ) Is a diagram showing a state where the motor rotates counterclockwise (CCW direction).
[Fig. 4] Short-circuit DC motor rotational drag F [Nm] (unit: Newton meter) and time from the time when the vehicle on which the occupant boarded hits the wall (0 point in the figure) until the vehicle crashes completely It is a graph which shows the relationship with T [sec] (a unit is second), Comprising: The graph according to weight (Light, Middle, Heavy) is shown.
FIG. 5 shows the rotational resistance F [Nm] (unit: Newton meter) and time of the short-circuited DC motor from the time when the vehicle on which the occupant boarded collided with the wall (0 point in the figure) until the vehicle completely crashed. It is a graph which shows the relationship with T [sec] (unit is second), Comprising: The graph according to collision speed (Low Speed, Middle Speed, High Speed) is shown, respectively.
FIG. 6 is a view conceptually showing a motor retractor control system according to a second invention.
FIG. 7 is a diagram showing a flow of this control system.
FIG. 8 is a diagram showing, in chronological order, operation states when a passenger is restrained by a motor retractor using this control system.
[Explanation of symbols]
20: Retainer, 21: DC motor, 22: Motor gear, 23: First gear, 24: Second gear, 25: Third gear, 26: Planetary gear, 27: Internal gear, 27a: Internal teeth, 27b: External teeth, 30: locking piece, 31: lever, 32: ring member, 33: annular member, 34: friction member, 35: carrier, 36: pin, 37: reduction plate, 38: spool, 23a, 24a, 25a : Large gear, 23b, 24b, 25b: small gear, 200: retractor, 400: seat belt device, 401: motor retractor, 402: motor, 403: shoulder belt, 404: lap belt, 407: shoulder anchor, 408: Lap anchor, 409: Buckle, 410: Seat seat, 500: Sensor, 501, 501a, 501b: Belt Tension sensor, 502: inter-vehicle distance sensor, 503: physique detection sensor, 504: weight detection sensor, 505: seating state detection sensor, 506: slip detection sensor, 507: vehicle speed detection sensor, 508: acceleration / deceleration detection sensor, 509 : Vehicle behavior detection sensor, 510: crash sensor, 520: control circuit,

Claims (7)

危険状態検知手段からの危険状態を告げる信号を受けて衝突発生前にウエビングを巻き取って搭乗者を拘束する巻き取り手段を備えたモータ式シートベルトリトラクターにおいて、
前記巻き取り手段は、前記危険状態検知手段からの危険状態を告げる信号を受ける度に繰り返し作動可能であるとともに、危険状態を告げる信号が前記危険状態検知手段から所定時間出力されない場合に搭乗者の拘束を解除することを特徴とするモータ式シートベルトリトラクター。
In the motor type seat belt retractor provided with a winding means for receiving a signal telling the dangerous state from the dangerous state detection means and winding the webbing before the collision occurs to restrain the occupant,
The winding means can be repeatedly operated every time a signal indicating a dangerous state is received from the dangerous state detecting means, and when a signal indicating the dangerous state is not output from the dangerous state detecting means for a predetermined time, Motor type seat belt retractor characterized by releasing restraint .
前記巻き取り手段は、危険状態が回避された場合に搭乗者の拘束解除ることを特徴とする請求項1に記載のモータ式シートベルトリトラクター。Said winding means, motorized seat belt retractor according to claim 1, characterized that you cancel the restraint of the occupant when an unsafe condition is avoided. 前記危険状態検知手段は、少なくとも衝突予知装置を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のモータ式シートベルトリトラクター。The motor-type seat belt retractor according to claim 1 or 2 , wherein the dangerous state detection means includes at least a collision prediction device . 前記危険状態検知手段は、少なくとも車両挙動検知装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のモータ式シートベルトリトラクター。The motor-type seat belt retractor according to any one of claims 1 to 3, wherein the dangerous state detection means includes at least a vehicle behavior detection device. 前記危険状態検知手段は、少なくともスリップ検知装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のモータ式シートベルトリトラクター。The motor-type seat belt retractor according to any one of claims 1 to 4, wherein the dangerous state detection means includes at least a slip detection device. 前記危険状態検知手段は、少なくとも加速度減速度検知装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のモータ式シートベルトリトラクター。The motor-type seat belt retractor according to any one of claims 1 to 5, wherein the dangerous state detection means includes at least an acceleration / deceleration detection device. 前記危険状態検知手段は、少なくとも着座状態検知装置を備えていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のモータ式シートベルトリトラクター。The motor-type seat belt retractor according to any one of claims 1 to 6, wherein the dangerous state detection means includes at least a seating state detection device.
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