JP5557284B2

JP5557284B2 - モータリトラクタの制御方法、制御プログラム、電動式シートベルト装置

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Description

本発明は、モータの駆動力によりウェビングの巻取りを行うモータリトラクタの制御方法及び制御プログラム、並びに、この制御方法を実行する制御装置を備えた電動式シートベルト装置に関する。

シートベルト装置は、車両に搭載され、車両の衝突事故時や急激な減速時に乗員を拘束するものである。そのためにシートベルト装置は、乗員拘束用のウェビング（シートベルト）、ウェビングを巻き取るシートベルトリトラクタ、及び乗員の拘束を可能とする状態にウェビングをセットするためのバックルなどで構成されている。

このようなシートベルト装置の一つとして、電動式のシートベルト装置がある。電動式シートベルト装置は、シートベルトリトラクタとしてモータリトラクタを備えている。モータリトラクタは、駆動用のモータを有し、ウェビングが巻回されたスプールをモータの駆動力で巻取り方向に回転させてウェビングの巻取りを行う。従来、制御装置を設け、ウェビングの巻取り動作などについてモータリトラクタの制御を行う電動式シートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０１０−１８１０４号公報特開２００２−２４４９号公報

電動式シートベルト装置におけるモータリトラクタの制御では、制御装置の作動電源やモータの駆動電源として車載のバッテリを用いている。制御装置やモータには、ワイヤハーネス等の電流路を通じてバッテリから電源が供給される。こうしたモータリトラクタの制御にあっては、バッテリの出力電圧の低下や、雰囲気温度に応じた抵抗値の上昇に起因する電流路の電圧降下により、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態を招く可能性がある。ここで、電圧不足状態とは、制御装置の内部電源の電圧については、バッテリから電源が供給される内部電源の電圧が制御装置の安定的な作動に必要な電圧から不足する状態であり、駆動時印加電圧については、駆動時にモータに印加される電圧がモータの安定的な駆動に必要な電圧から不足している状態である。

そこで、電動式シートベルト装置の作動安定性をより高めて乗員の安全性を向上させるという観点から、電圧不足状態の発生を効果的に回避できるような制御が望まれるが、上記従来技術ではこのような制御は行われていなかった。

本発明の目的は、制御装置の内部電源電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを回避できるモータリトラクタの制御方法及び制御プログラム、並びに、電動式シートベルト装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１発明のモータリトラクタの制御方法は、モータの駆動力によりウェビングの巻取りを行うモータリトラクタの制御方法であって、前記モータの駆動電圧に関連する電圧関連情報を取得する電圧関連情報取得手順と、取得された前記電圧関連情報に基づき、前記モータの駆動電流を低下させる必要があるか否かを判定する判定手順と、前記判定手順により前記モータの駆動電流を低下させる必要がないと判定された場合に、予め設定された通常時目標電流値による駆動電流を供給して前記モータを駆動する通常時駆動手順と、前記判定手順により前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定された場合に、前記電圧関連情報に基づいて前記通常時目標電流値より低い低電圧時目標電流値を設定し、この低電圧時目標電流値による駆動電流を供給して前記モータを駆動する低電圧時駆動手順と、を有し、前記電圧関連情報取得手順は、前記電圧関連情報として、少なくとも、前記モータに駆動電流を供給する電源の電圧についての電源電圧情報を取得し、前記判定手順は、取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定し、前記低電圧時駆動手順は、取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧に応じて前記低電圧時目標電流値を設定することを特徴とする。

一般に電動式シートベルト装置におけるモータリトラクタの制御では、制御装置の作動電源やモータの駆動電源として車載のバッテリを用いている。したがって制御装置やモータには、ワイヤハーネス等の電流路を通じてバッテリから電源が供給されることになる。

こうしたモータリトラクタの制御にあっては、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態を招く可能性がある。ここで、電圧不足状態とは、制御装置の内部電源の電圧については、バッテリから電源が供給される内部電源の電圧が制御装置の安定的な作動に必要な電圧から不足する状態であり、駆動時印加電圧については、駆動時にモータに印加される電圧がモータの安定的な駆動に必要な電圧から不足している状態である。なお、駆動時のモータへの電圧印加には、バッテリから電流路を通じて直接的にモータに印加される場合と、バッテリとモータの間に制御装置が介在する場合があり得る。

なお、このような電圧不足状態には、（１）バッテリの出力電圧で発生する場合、つまりバッテリの出力電圧が一定以下まで低下することで発生する場合、（２）電流路の電圧降下（これは電流路の抵抗値に影響する温度と相関し、また電流路に流れる電流値と相関する）で発生する場合、つまりバッテリから制御装置までの電流路、あるいはバッテリからモータまでの電流路の雰囲気温度が一定以上に高い状態にあることで、それら電流路における電圧降下が一定以上に大きくなって発生する場合、及び（３）バッテリの出力電圧と電流路の電圧降下が合わさって発生する場合の３通りがあり得る。

ところで、電動式シートベルト装置の作動安定性をより高めて乗員の安全性を向上させるという観点からは、このような電圧不足状態の発生を効果的に回避できるような制御が望まれる。

そこで本願第１発明によれば、モータの駆動電圧に関連する電圧関連情報を取得し、この電圧関連情報に基づいて実際の電圧状況に応じた制御を行うことが可能となる。すなわち、上記（１）に記載のようにバッテリが弱ってその出力電圧が所定の電圧閾値より低くなり、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態を発生させる可能性のある状況では、その低いバッテリ電圧に応じて設定する低電圧時目標電流値を通常時目標電流値に代えて用いる制御を行うことが可能である。これにより、バッテリから制御装置までの電流路、あるいはバッテリからモータまでの電流路における電圧降下を減少させ、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧を確保し、電圧不足状態を回避することができる。

また上記（２）に記載のように、制御実行時の温度条件による電圧降下に起因して制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態を発生させる可能性のある状況では、その温度条件に応じて設定する低電圧時目標電流値を通常時目標電流値に代えて用いる制御を行うことが可能となる。これによっても、バッテリから制御装置までの電流路、あるいはバッテリからモータまでの電流路における電圧降下を減少させ、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧を確保し、電圧不足状態を回避することができる。

さらに上記（３）に記載のように、バッテリの出力電圧と電流路の温度条件による電圧降下が合わさって電圧不足状態を発生させる可能性のある状況では、それらのバッテリ電圧及び温度条件に応じて設定する低電圧時目標電流値を通常時目標電流値に代えて用いる制御を行うことにより、電圧不足状態を回避することができる。

以上のように、本願第１発明によれば、制御装置の内部電源電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に回避し、制御装置の作動やモータの駆動に高い安定性を保つことができる。

また、本願第１発明においては、電圧関連情報として、モータに駆動電流を供給する電源の電圧についての電源電圧情報を取得し、電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低い場合に、低電圧時目標電流値を通常時目標電流値に代えて用いる制御を行う。これにより、バッテリの出力電圧低下時でも、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に避けることができ、制御装置の作動やモータの駆動に高い安定性を保つことが可能となる。

第２発明のモータリトラクタの制御方法は、上記第１発明において、前記電圧関連情報取得手順は、前記電源電圧情報、及び、前記モータの駆動電流路の雰囲気温度についての温度情報を取得し、前記判定手順は、取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低く、且つ、取得された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度が予め設定された温度閾値より高い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定し、前記低電圧時駆動手順は、取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧、及び、取得された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度に応じて前記低電圧時目標電流値を設定することを特徴とする。

本願第２発明においては、電圧関連情報として、電源電圧情報、及び、モータの駆動電流路の雰囲気温度についての温度情報を取得し、電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低く、且つ、雰囲気温度が予め設定された温度閾値より高い場合に、低電圧時目標電流値を通常時目標電流値に代えて用いる制御を行う。これにより、バッテリの出力電圧が低下し、且つ、雰囲気温度の上昇により電圧降下が大きくなる状況下でも、制御装置の内部電源の電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に避けることができ、制御装置の作動やモータの駆動に高い安定性を保つことが可能となる。

第３発明のモータリトラクタの制御方法は、上記第２発明において、前記電圧関連情報取得手順により取得された前記温度情報を、制御装置の発熱量に基づいて補正する温度補正手順を有し、前記判定手順は、補正された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度が予め設定された温度閾値より高い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定することを特徴とする。

これにより、例えばモータ駆動後にモータ駆動回路の発熱により制御装置の雰囲気温度が上昇したとしても、当該発熱量に基づいて補正した温度を用いて、温度条件による電圧降下に起因して電圧不足状態が発生するか否かを正確に判定することができる。

上記目的を達成するために、第４発明のモータリトラクタの制御プログラムは、上記第１乃至第３発明のいずれかのモータリトラクタの制御方法を、前記モータリトラクタの制御装置に備えられた演算手段に実行させることを特徴とする。

当該制御プログラムを演算手段に実行させることにより、既存のモータリトラクタの制御装置を用いた場合でも、制御装置の内部電源電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に回避することができる。

上記目的を達成するために、第５発明の電動式シートベルト装置は、乗員を拘束するウェビングと、前記ウェビングに摺動可能に取り付けられたタングと、前記タングが係合されるバックルと、前記ウェビングが通されるショルダアンカと、モータの駆動力により前記ウェビングの巻取りを行うモータリトラクタと、請求項１乃至３のいずれかに記載の制御方法を実行することにより前記モータリトラクタを制御する制御装置と、を有することを特徴とする。

これにより、制御装置の内部電源電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に回避できる電動式シートベルト装置を実現できる。

本発明によれば、制御装置の内部電源電圧やモータの駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを回避できる。

本発明の電動式シートベルト装置の一実施形態の全体構成を示す図である。モータリトラクタ用ＥＣＵの機能構成を示す機能ブロック図である。制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。第１の制御モードによる駆動制御内容を示すフローチャートである。第２の制御モードによる駆動制御内容を示すフローチャートである。第３の制御モードによる駆動制御内容を示すフローチャートである。温度補正を行った場合の駆動制御内容を示すフローチャートである。

図１に、本発明の電動式シートベルト装置の一実施形態の全体構成を示す。図１に示す電動式シートベルト装置１は、ウェビング２、モータリトラクタ３、タング４、バックル５、ショルダアンカ６、及び止め具７を備え、車両の乗員Ｍを座席Ｓに拘束するものとして機能する。

ウェビング２は、一方側の端部が引き出し可能にモータリトラクタ３に巻き取れ、その途中がショルダアンカ６に通されつつ、他方側の端部が止め具７により車両の車体Ｂに回動可能に接続されている。乗員Ｍがウェビング２を装着する際には、ウェビング２に摺動可能に取り付けられているタング４でウェビング２をモータリトラクタ３から引き出し、タング４をバックル５に係合させる。これにより、ウェビング２が乗員Ｍを座席Ｓに拘束する状態となる。

モータリトラクタ３は、ウェビング２が巻回されたスプール３ｓを内蔵するとともに、後述するモータ１９（図１では図示を省略、図２参照）をスプール３ｓの回転駆動用として備えている。このモータリトラクタ３は、スプール３ｓをモータ１９の駆動力で巻取り方向に回転させてウェビング２の巻取りを行う。また電動式シートベルト装置１は、ウェビング２の巻取り動作などの制御のために、モータ１９に接続されたモータリトラクタ用ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１を有している。

図２に、モータリトラクタ用ＥＣＵ１１（以下では適宜「ＥＣＵ１１」と略記する）の機能構成の概要を示す。ＥＣＵ１１は、電源部１２、電源電圧監視部１３、制御部１４、ＥＣＵ内部・周辺情報取得部１５、ＥＣＵ雰囲気温度情報取得部１６、記録部１７、及びモータ制御部１８を備えており、モータリトラクタ３が備えるモータ１９の駆動制御を行う。

電源部１２は、車両に搭載されたバッテリ２１から供給される電力をＥＣＵ１１の内部電源用として管理する。この電源部１２にバッテリ２１から印加される電圧は、電源電圧監視部１３により監視されており、電源電圧監視部１３が取得する情報は、電源電圧情報として制御部１４に提供される。

制御部１４は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有しており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたモータリトラクタの制御プログラム等を実行する。これによって、制御部１４は、後述の図４乃至図６に示すモータリトラクタの制御方法を含む、モータリトラクタ３の制御のために必要となるＥＣＵ１１での各種処理の全体的な制御のための処理を行なうとともに、電動式シートベルト装置１に関連して車両に搭載されている各種デバイスの制御をデバイス制御部２２を通じて行う。このような制御部１４が行う処理は、記録部１７により経時的に記録されて保存される。

なお、制御部１４が特許請求の範囲に記載の演算手段に相当し、ＥＣＵ１１が特許請求の範囲に記載の制御装置に相当する。

モータリトラクタ３の制御に伴って制御部１４が実行する各種処理には、主なものとして各種情報の取得処理が含まれる。この情報取得処理には、外部情報取得処理と内部情報取得処理が含まれており、さらに外部情報取得処理には、車両情報取得処理とリトラクタ情報取得処理が含まれている。制御部１４は、車両情報取得処理では、車両バス通信部２３や車両情報ライン２４を通じてＥＣＵ１１の外部における車両に関する各種の情報を取得し、リトラクタ情報取得処理では、リトラクタ情報ライン２５を通じてＥＣＵ１１の外部におけるモータリトラクタ３に関する各種情報（例えばモータリトラクタ３におけるスプール３ｓの回転角に関する情報、ウェビング２の引出しロックに関する情報など）を取得する。

一方、内部情報取得処理には、電源電圧情報取得処理、ＥＣＵ内部・周辺情報取得処理、及びＥＣＵ雰囲気温度情報取得処理が主なものとして含まれている。制御部１４は、電源電圧情報取得処理では、上述のようにバッテリ２１からの印加電圧を監視する電源電圧監視部１３を通じて電源電圧情報を取得し、ＥＣＵ内部・周辺情報取得処理では、ＥＣＵ内部・周辺情報取得部１５を通じてＥＣＵ１１の内部や周辺の各種情報を取得し、ＥＣＵ雰囲気温度情報取得処理では、ＥＣＵ雰囲気温度情報取得部１６を通じてＥＣＵ１１の周囲の雰囲気温度に関する情報を温度情報として取得する。

モータ制御部１８は、制御部１４による制御に基づきモータリトラクタ３のモータ１９に対する駆動制御を行う。

図３に、上記制御部１４の機能構成の概要を示す。図３に示すように、制御部１４は、電圧関連情報取得部３２、駆動電流変更判定部３３、目標電流値設定部３４、駆動電流選択部３５、閾値格納部３６、係数格納部３７、及び目標電流値格納部３８を備え、ウェビング２の巻取り時の駆動制御に際し、通常時制御（通常時制御モードによる制御）と低電圧時制御（低電圧時制御モードによる制御）を選択的に行う。

制御部１４は、通常時制御では、予め設定されて目標電流値格納部３８に格納されている通常時目標電流値３８ｄによる駆動電流をモータ制御部１８を介してモータ１９に供給する。一方、低電圧時制御では、電圧関連情報取得部３２が取得する後述のような電圧関連情報３２ｄに基づいて、通常時目標電流値３８ｄより低い低電圧時目標電流値３４ｄを目標電流値設定部３４が設定し、その低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流をモータ制御部１８を介してモータ１９に供給する。通常時制御と低電圧時制御の選択は、電圧関連情報３２ｄに基づいて駆動電流変更判定部３３が行う駆動電流変更判定に応じて行われる。具体的には、駆動電流変更判定でモータ１９の駆動電流を変更する必要があると判定されることを条件に低電圧時制御を行い、それ以外の場合は通常時制御を行う。

電圧関連情報取得部３２は、モータ１９の駆動に関係する電圧についての情報である電圧関連情報３２ｄを取得する。電圧関連情報３２ｄの取得は、一定時間間隔で常時行う。電圧関連情報取得部３２が取得する電圧関連情報３２ｄは、必要時に駆動電流変更判定部３３に提供される。電圧関連情報３２ｄとしては、電源電圧情報と電圧降下情報があり、電源電圧情報と電圧降下情報のそれぞれを単独に電圧関連情報とする場合（第１の制御モードと第２の制御モード）と、電源電圧情報と電圧降下情報をともに電圧関連情報とする場合（第３の制御モード）がある。ここで、制御部１４で実行される制御のモードについて整理すると、上述のように通常時制御のための通常時制御モードと低電圧時制御のための低電圧時制御モードがあり、さらに低電圧時制御モードには、上記のような第１〜第３の各制御モードがある。

電源電圧情報は、モータ１９に駆動電流を供給する電源、つまりバッテリ２１の出力電圧についての情報として取得される。本実施形態の場合、電源電圧情報は、電源部１２にバッテリ２１から印加される電圧として電源電圧監視部１３により取得され、制御部１４の電圧関連情報取得部３２に提供される。

一方、電圧降下情報は、モータ１９に駆動電流を供給する駆動電流路における電圧降下についての情報として取得される。この電圧降下情報は、駆動電流供給時及び非供給時のいずれの情報でもよいが、好ましくは駆動電流供給時の駆動電流路における電圧降下についての情報として取得される。駆動電流供給時の電圧降下についての情報を好ましいとするのは、電圧降下が駆動電流路に流れる電流値と高い相関性を有するからであり、駆動電流供給時の電圧降下を対象とすることにより、後述のような低電圧時制御によるモータ１９の駆動制御をより効果的に行えるようになる。

電圧降下は、駆動電流路の温度とも高い相関性を有する。これは、温度が上昇すると駆動電流路の抵抗値が上昇し、駆動電流路における電圧降下が増大するためである。そのため駆動電流路の温度に基づいて電圧降下を高い精度で推定することができる。したがって本実施形態では、電圧降下情報は、駆動電流路の雰囲気温度についての情報である温度情報として取得される。具体的には、制御部１４は、上述のＥＣＵ雰囲気温度情報取得部１６を通じて、ＥＣＵ雰囲気温度情報取得処理で得られる温度情報を取得する。つまり駆動電流路の温度情報として、ＥＣＵ１１の雰囲気温度についての情報を用いている。

駆動電流路の温度情報としてＥＣＵ１１の雰囲気温度を用いるのは、本実施形態の場合、バッテリ２１からＥＣＵ１１を介して駆動電流をモータ１９に供給するようにしていること、それにＥＣＵ１１の車両への一般的な搭載場所などから考えて、ＥＣＵ１１の雰囲気温度とモータ１９の駆動電流路の雰囲気温度に実質的な差異がないといえるからである。したがって必要に応じ、上述の制御部１４による車両バス通信部２３や車両情報ライン２４を通じた車両情報取得処理で温度情報を取得したり、さらに車両中の複数箇所における雰囲気温度の平均値として温度情報を取得してもよい。

以上のように本実施例では電圧降下情報として温度情報を用いるようにしているが、モータ１９への駆動電流路における電圧降下を実測して電圧降下情報とする形態も可能である。この場合、モータ１９に駆動電流が供給されている状態、つまりモータ１９が駆動している駆動電流供給時の電圧降下を実測するのが好ましい。但し、モータ１９の駆動は不定期でなされることから、電圧降下情報としてのモータ駆動時の電圧降下実測値は、現在時点（モータ１９に対する駆動制御を実行しようとする時点）について取得できるとは限らない。そこでモータ駆動時の電圧降下実測値による電圧降下情報には、現在時点に最も近い時点でのモータ駆動時の電圧降下実測値を用いればよい。

ここで、モータ１９への駆動電流の供給は、ＥＣＵ１１を介して行われる。この場合、モータ１９の駆動電流路にＥＣＵ１１が介在することになり、したがって駆動電流の電流値に応じて駆動電流路に生じる電圧降下の影響がＥＣＵ１１の内部電源の電圧に及ぶことになる。

駆動電流変更判定部３３は、電圧関連情報取得部３２から提供される電圧関連情報３２ｄに基づいてモータ駆動電流の変更の要否を判定し、変更要と判定した場合には電流変更指令３３ｄを目標電流値設定部３４に出力する。上述のように電圧関連情報３２ｄには、電源電圧情報、温度情報（電圧降下情報）、電源電圧情報及び温度情報の３種類があり、これに応じて駆動電流変更判定部３３による判定には以下の３モードがある。

第１の判定モードは、電圧関連情報３２ｄが電源電圧情報である場合で、電源電圧情報でもたらされる電源電圧を閾値格納部３６から取り出す電圧閾値と比較し、その電源電圧が電圧閾値より低い場合に駆動電流変更の必要ありと判定する。また第２の判定モードは、電圧関連情報３２ｄが温度情報である場合で、温度情報でもたらされる駆動電流路温度（駆動電流路の雰囲気温度）を閾値格納部３６から取り出す温度閾値と比較し、その駆動電流路温度が温度閾値より高い場合に駆動電流変更の必要ありと判定する。さらに第３の判定モードは、電圧関連情報３２ｄが電源電圧情報及び温度情報である場合で、電源電圧が電圧閾値より低い場合で、且つ、駆動電流路温度が温度閾値より高い場合に駆動電流変更の必要ありと判定する。

目標電流値設定部３４は、駆動電流変更判定部３３からの電流変更指令３３ｄを受けて目標電流値の設定を行う。具体的には、通常時目標電流値３８ｄより低い電流値である低電圧時目標電流値３４ｄを電圧関連情報に基づいて設定し、それを駆動電流選択部３５に出力する。目標電流値設定部３４における目標電流値設定は、電流変更指令３３ｄが上述の第１〜第３の各判定モードのいずれによるかに応じてなされる。すなわち、目標電流値設定部３４は、第１の判定モードによる場合は、電源電圧情報でもたらされる電源電圧に応じた電流値として低電圧時目標電流値を設定し、第２の判定モードによる場合は、温度情報でもたらされる駆動電流路温度に応じた電流値として低電圧時目標電流値を設定し、第３の判定モードによる場合は、電源電圧と駆動電流路温度の両者に応じた電流値として低電圧時目標電流値を設定する。

ここで、電源電圧に応じた低電圧時目標電流値の設定は、例えば、係数格納部３７に格納してある電圧用係数Ｋｅを用い、低電圧時目標電流値＝通常時目標電流値−電源電圧×Ｋｅといった導出式で行われる。また、駆動電流路温度に応じた低電圧時目標電流値の設定は、係数格納部３７に格納してある温度用係数Ｋｔを用い、低電圧時目標電流値＝通常時目標電流値−駆動電流路温度×Ｋｔといった導出式で行われる。また、電源電圧と駆動電流路温度の両者に応じた低電圧時目標電流値の設定は、電圧用係数Ｋｅと温度用係数Ｋｔを用い、低電圧時目標電流値＝通常時目標電流値−（電圧×Ｋｅ＋駆動電流路温度×Ｋｔ）といった導出式で行われる。なお、これらは低電圧時目標電流値の設定方法の一例であり、他の設定方法を用いてもよい。

駆動電流選択部３５は、モータ１９に供給する駆動電流の電流値を選択し、その結果として通常時制御と低電圧時制御のいずれかを選択する。具体的には、駆動電流変更判定部３３が駆動電流を変更する必要があると判定した場合、つまり目標電流値設定部３４から低電圧時目標電流値３４ｄが出力された場合には、低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流を選択し、その結果として低電圧時制御が選択される。一方、駆動電流変更判定部３３が駆動電流を変更する必要がないと判定した場合、つまり目標電流値設定部３４から低電圧時目標電流値３４ｄが出力されなかった場合には、目標電流値格納部３８から通常時目標電流値３８ｄを取り出し、その通常時目標電流値３８ｄによる駆動電流を選択し、その結果として通常時制御が選択される。

以下では、上述のようなＥＣＵ１１が実行するモータリトラクタ３のモータ１９に対する駆動制御の内容について説明する。上述したように、ＥＣＵ１１がモータ１９に対して行う駆動制御には、電圧関連情報３２ｄとしてどのような情報を用いるかに応じて、上述の第１〜第３の各制御モードがある。

図４に、第１の制御モードでの駆動制御を行う場合の制御内容を示す。このフローチャートは、制御部１４がモータ制御部１８に巻取り指令を出力した際に制御部１４によって開始される。

ステップＳ１１では、制御部１４は、まず電圧関連情報取得処理を実行する。この処理では、制御部１４の電圧関連情報取得部３２が電圧関連情報として電源電圧情報を取得する。

次にステップＳ１２では、制御部１４は、取得した電源電圧情報に基づいてモータ１９の駆動電流を変更する必要があるか否かを判定する駆動電流変更判定処理を行う。この駆動電流変更判定処理では、電圧関連情報取得部３２より電源電圧情報を取得した駆動電流変更判定部３３が、電源電圧情報でもたらされる電源電圧が電圧閾値より低いか否かを判定する。電源電圧が電圧閾値より低い場合には、駆動電流を変更する必要があると判定し、電源電圧が電圧閾値以上である場合には、駆動電流を変更する必要はないと判定する。電源電圧が電圧閾値以上である場合には、ステップＳ１５に進み、制御部１４の駆動電流選択部３５は、通常時目標電流値３８ｄによる駆動電流を選択し、通常時制御、つまり通常時目標電流値３８ｄによる駆動電流でモータ１９を駆動する制御を実行し、処理を終了する。一方、電源電圧が電圧閾値より低い場合には、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、制御部１４の目標電流値設定部３４が低電圧時目標電流値３４ｄの設定を行なう。第１の制御モードでの低電圧時目標電流値３４ｄは、上述のように、電源電圧情報に基づいて通常時目標電流値３８ｄより低い電流値として設定される。

次のステップＳ１４では、制御部１４の駆動電流選択部３５は、低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流を選択し、低電圧時制御、つまり低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流でモータ１９を駆動する制御を実行し、処理を終了する。

なお、上記ステップＳ１１が特許請求の範囲に記載の電圧関連情報取得手順に相当し、ステップＳ１２が判定手順に相当し、ステップＳ１５が通常時駆動手順に相当し、ステップＳ１３及びステップＳ１４が低電圧時駆動手順に相当する。

図５に、第２の制御モードでの駆動制御を行う場合の制御内容を示す。本フローチャートも、制御部１４がモータ制御部１８に巻取り指令を出力した際に制御部１４によって開始される。

ステップＳ２１では、制御部１４は、まず電圧関連情報取得処理を実行する。この処理では、制御部１４の電圧関連情報取得部３２が電圧関連情報として温度情報を取得する。

次にステップＳ２２では、制御部１４は、取得した温度情報に基づいてモータ１９の駆動電流を変更する必要があるか否かを判定する駆動電流変更判定処理を行う。この駆動電流変更判定処理では、電圧関連情報取得部３２より温度情報を取得した駆動電流変更判定部３３が、温度情報でもたらされる雰囲気温度が温度閾値より高いか否かを判定する。雰囲気温度が温度閾値より高い場合には、駆動電流を変更する必要があると判定し、雰囲気温度が温度閾値以下である場合には、駆動電流を変更する必要はないと判定する。雰囲気温度が温度閾値以下である場合には、ステップＳ２５に進み、上述のステップＳ１５と同様の通常時制御を実行し、処理を終了する。一方、雰囲気温度が温度閾値より高い場合には、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、制御部１４の目標電流値設定部３４が低電圧時目標電流値３４ｄの設定を行なう。第２の制御モードでの低電圧時目標電流値３４ｄは、上述のように、温度情報に基づいて通常時目標電流値３８ｄより低い電流値として設定される。

次のステップＳ２４では、制御部１４の駆動電流選択部３５は、低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流を選択し、上述のステップＳ１４と同様の低電圧時制御を実行し、処理を終了する。

なお、上記ステップＳ２１が特許請求の範囲に記載の電圧関連情報取得手順に相当し、ステップＳ２２が判定手順に相当し、ステップＳ２５が通常時駆動手順に相当し、ステップＳ２３及びステップＳ２４が低電圧時駆動手順に相当する。

図６に、第３の制御モードでの駆動制御を行う場合の制御内容を示す。本フローチャートも、制御部１４がモータ制御部１８に巻取り指令を出力した際に制御部１４によって開始される。

ステップＳ３１では、制御部１４は、まず電圧関連情報取得処理を実行する。この処理では、制御部１４の電圧関連情報取得部３２が電圧関連情報として電源電圧情報と温度情報を取得する。

次にステップＳ３２及びステップＳ３３では、制御部１４は、取得した電源電圧情報と温度情報に基づいてモータ１９の駆動電流を変更する必要があるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ３２における第１の駆動電流変更判定処理とステップＳ３３における第２の駆動電流変更判定処理の組み合わせでモータ駆動電流の変更の要否を判定する。ステップＳ３２における第１の駆動電流変更判定処理では、電圧関連情報取得部３２より電源電圧情報を取得した駆動電流変更判定部３３が、電源電圧情報でもたらされる電源電圧が電圧閾値より低いか否かを判定する。電源電圧が電圧閾値以上である場合には、駆動電流を変更する必要はないと判定し、ステップＳ３６に進み、上述のステップＳ１５等と同様の通常時制御を実行し、処理を終了する。

一方、電源電圧が電圧閾値より低い場合には、ステップＳ３３に進み、第２の駆動電流変更判定処理を行う。この第２の駆動電流変更判定処理では、電圧関連情報取得部３２より温度情報を取得した駆動電流変更判定部３３が、温度情報でもたらされる雰囲気温度が温度閾値より高いか否かを判定する。雰囲気温度が温度閾値以下である場合には、駆動電流を変更する必要はないと判定し、ステップＳ３６に進む。雰囲気温度が温度閾値より高い場合には、駆動電流を変更する必要があると判定し、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、制御部１４の目標電流値設定部３４が低電圧時目標電流値３４ｄの設定を行なう。第３の制御モードでの低電圧時目標電流値３４ｄは、上述のように、電源電圧情報と温度情報に基づいて通常時目標電流値３８ｄより低い電流値として設定される。

次のステップＳ３５では、制御部１４の駆動電流選択部３５は、低電圧時目標電流値３４ｄによる駆動電流を選択し、上述のステップＳ１４等と同様の低電圧時制御を実行し、処理終了となる。

なお、上記ステップＳ３１が特許請求の範囲に記載の電圧関連情報取得手順に相当し、ステップＳ３２及びステップＳ３３が判定手順に相当し、ステップＳ３６が通常時駆動手順に相当し、ステップＳ３４及びステップＳ３５が低電圧時駆動手順に相当する。

以上説明した実施形態によれば、モータ１９の駆動電圧に関連する電圧関連情報を取得し、この電圧関連情報に基づいて実際の電圧状況に応じた制御を行うことができる。具体的には、第１の制御モードでは、バッテリ２１が弱ってその出力電圧が所定の電圧閾値より低くなり、ＥＣＵ１１の電源部１２の電圧やモータ１９の駆動時印加電圧に電圧不足状態を発生させる可能性のある状況において、その低いバッテリ電圧に応じて設定する低電圧時目標電流値３４ｄを通常時目標電流値３８ｄに代えて用いる制御を行う。これにより、バッテリ２１からＥＣＵ１１までの電流路、あるいはバッテリ２１からモータ１９までの電流路における電圧降下を減少させ、ＥＣＵ１１の電源部１２の電圧やモータ１９の駆動時印加電圧を確保し、電圧不足状態を回避することができる。

また第２の制御モードでは、制御実行時の温度条件による電圧降下に起因してＥＣＵ１１の電源部１２の電圧やモータ１９の駆動時印加電圧に電圧不足状態を発生させる可能性のある状況において、その温度条件に応じて設定する低電圧時目標電流値３４ｄを通常時目標電流値３８ｄに代えて用いる制御を行う。これによっても、ＥＣＵ１１の電源部１２の電圧やモータ１９の駆動時印加電圧を確保し、電圧不足状態を回避することができる。

さらに第３の制御モードでは、バッテリ２１の出力電圧と電流路の温度条件による電圧降下が合わさって電圧不足状態を発生させる可能性のある状況において、それらのバッテリ電圧及び温度条件に応じて設定する低電圧時目標電流値３４ｄを通常時目標電流値３８ｄに代えて用いる制御を行うことにより、電圧不足状態を回避することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ＥＣＵ１１の電源部１２の電圧やモータ１９の駆動時印加電圧に電圧不足状態が発生するのを効果的に回避し、ＥＣＵ１１の作動やモータ１９の駆動に高い安定性を保つことができる。

さらに本実施形態によれば、モータリトラクタ３の機能性をより向上させることも可能となる。この詳細について説明する。例えば、電圧不足状態の回避のために、想定される最悪な温度環境での電圧降下を前提にしてモータリトラクタの安定的な作動を可能とする目標電流値を予め設定し、その設定した目標電流値を固定的なものとして用いる制御が考えられる。このような制御では、モータリトラクタにおける動作速度やウェビング巻取り力（これはウェビングの乗員拘束力でもある）といったモータリトラクタの機能性とモータリトラクタの作動安定性の間に、トレードオフ的な関係がもたらされる。すなわち、固定の目標電流値を大きくするほど、モータリトラクタの作動性を高めることができる一方で、電圧降下量が大きくなって高温環境下でのモータリトラクタの作動安定性を低下させる可能性がある。したがって、固定の目標電流値を用いる制御では、電圧降下との関係でモータリトラクタの機能性と高温環境下での作動安定性のいずれか一方を重視し、他方を犠牲にせざるを得ないことになり、例えば電圧降下量が大きくなる最悪な温度環境下での作動安定性をより重視した目標電流値にした場合、通常の温度環境下では必要以上に低い駆動電流値となり、モータリトラクタの機能性を低下させるおそれがある。

こうした制御におけるモータリトラクタの機能性とモータリトラクタの作動安定性の間のトレードオフ的な関係は、本実施形態における制御によれば、効果的に解消することができる。すなわち、目標電流値に基づくモータ駆動制御にあって、通常時制御と低電圧時制御を選択的に行えるようにし、目標電流値を通常時目標電流値と低電圧時目標電流値として、状況に応じて使い分けることができるようにしているので、想定すべき最悪な温度環境によって通常時制御用の通常時目標電流値が縛られることがない。このため、モータリトラクタの機能性とモータリトラクタの作動安定性を両立させることが可能となり、したがって上記のようなトレードオフ的な関係を効果的に解消することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明はその趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば、上記形態では、通常時制御と低電圧時制御を選択的に実行する駆動制御機能を制御部１４にもたせるようにしたが、同様の駆動制御機能をモータ制御部１８に組み込む形態としてもよい。また上記形態は、ＥＣＵ１１を介してモータ１９に駆動電流を供給する場合であり、したがってモータ１９の駆動電流路にＥＣＵ１１が介在する場合であったが、ＥＣＵ１１とは独立にモータ１９の駆動電流路を設ける形態であってもよい。

また、上記実施形態においては、ＥＣＵ１１の雰囲気温度をＥＣＵ雰囲気温度情報取得部１６を通じて取得しているが、モータ駆動後などは図示しないモータ駆動回路の発熱により雰囲気温度が上昇することが考えられる。したがって、制御部１４が、モータ駆動時のＥＣＵ発熱量を計算する発熱量カウンタ計測等の処理を実行する場合には、例えば図７に示すように、ステップＳ２１Ａにおいて発熱カウンタの計測値に基づき温度補正を行った上で、ステップＳ２２において雰囲気温度が温度閾値より高いか否かを判定するようにしてもよい。これにより、上記モータ駆動回路の発熱等が生じている場合でも、温度条件による電圧降下に起因して電圧不足状態が発生するか否かを正確に判定することができる。なお、上記ステップＳ２１Ａが特許請求の範囲に記載の温度補正手順に相当する。また、当該温度補正処理を図６に示すフローに適用し、電源電圧情報と補正した温度情報とに基づいてモータ１９の駆動電流を変更する必要があるか否かを判定してもよい。

１電動式シートベルト装置
２ウェビング
３モータリトラクタ
１１モータリトラクタ用ＥＣＵ（制御装置）
１４制御部（演算手段）
１９モータ
３２ｄ電圧関連情報
３４ｄ低電圧時目標電流値
３８ｄ通常時目標電流値

Claims

モータの駆動力によりウェビングの巻取りを行うモータリトラクタの制御方法であって、
前記モータの駆動電圧に関連する電圧関連情報を取得する電圧関連情報取得手順と、
取得された前記電圧関連情報に基づき、前記モータの駆動電流を低下させる必要があるか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順により前記モータの駆動電流を低下させる必要がないと判定された場合に、予め設定された通常時目標電流値による駆動電流を供給して前記モータを駆動する通常時駆動手順と、
前記判定手順により前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定された場合に、前記電圧関連情報に基づいて前記通常時目標電流値より低い低電圧時目標電流値を設定し、この低電圧時目標電流値による駆動電流を供給して前記モータを駆動する低電圧時駆動手順と、
を有し、
前記電圧関連情報取得手順は、
前記電圧関連情報として、少なくとも、前記モータに駆動電流を供給する電源の電圧についての電源電圧情報を取得し、
前記判定手順は、
取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定し、
前記低電圧時駆動手順は、
取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧に応じて前記低電圧時目標電流値を設定する
ことを特徴とするモータリトラクタの制御方法。
請求項１記載のモータリトラクタの制御方法において、
前記電圧関連情報取得手順は、
前記電圧関連情報として、前記電源電圧情報、及び、前記モータの駆動電流路の雰囲気温度についての温度情報を取得し、
前記判定手順は、
取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧が予め設定された電圧閾値より低く、且つ、取得された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度が予め設定された温度閾値より高い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定し、
前記低電圧時駆動手順は、
取得された前記電源電圧情報による前記電源の電圧、及び、取得された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度に応じて前記低電圧時目標電流値を設定する
ことを特徴とするモータリトラクタの制御方法。
請求項２に記載のモータリトラクタの制御方法において、
前記電圧関連情報取得手順により取得された前記温度情報を、制御装置の発熱量に基づいて補正する温度補正手順を有し、
前記判定手順は、
補正された前記温度情報による前記駆動電流路の雰囲気温度が予め設定された温度閾値より高い場合に、前記モータの駆動電流を低下させる必要があると判定する
ことを特徴とするモータリトラクタの制御方法。
請求項１乃至３のいずれかに記載のモータリトラクタの制御方法を、
前記モータリトラクタの制御装置に備えられた演算手段に実行させるための、モータリトラクタの制御プログラム。
乗員を拘束するウェビングと、
前記ウェビングに摺動可能に取り付けられたタングと、
前記タングが係合されるバックルと、
前記ウェビングが通されるショルダアンカと、
モータの駆動力により前記ウェビングの巻取りを行うモータリトラクタと、
請求項１乃至３のいずれかに記載の制御方法を実行することにより前記モータリトラクタを制御する制御装置と、
を有することを特徴とする電動式シートベルト装置。