JP5879330B2 - Seat belt device - Google Patents
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Description
本発明は、シートベルト装置に関する。本発明は、特に、シートベルト装置に故障が発生したときに、駆動モータの適切な制御を実行することができるシートベルト装置に関する。 The present invention relates to a seat belt device. In particular, the present invention relates to a seat belt device capable of executing appropriate control of a drive motor when a failure occurs in the seat belt device.
例えば特許文献1には、ウエビングの弛み取りを実行することができるシートベルト装置として、駆動モータを駆動させてウエビングを巻き取るシートベルト装置が開示されている。特許文献1に記載されているシートベルト装置は、例えば車両が前方物体に衝突する可能性が高い等の緊急状態であると判定したときに、電流フィードバック制御を実行して駆動モータを駆動させてウエビングを巻き取り、乗員を強く拘束する。
For example,
特許文献1に記載されているシートベルト装置は、電流フィードバック制御を実行しているときに、併せてシートベルト装置にショート故障が発生したか否かを判定する。特許文献1に記載されているシートベルト装置は、シートベルト装置にショート故障が発生していると判定したときは、駆動モータの駆動を停止させる。
The seat belt device described in
ところで特許文献1に記載されているシートベルト装置等の一般的なシートベルト装置にはオープン故障が発生する可能性があり、このオープン故障には、例えば駆動モータのコネクタが車両の振動によって接続されたり切断されたりするものも含まれる。ここで、特許文献1には、オープン故障が発生したか否かの判定については記載されていない。仮に、例えば特許文献1に記載されているシートベルト装置にオープン故障が発生したときに、電流フィードバック制御を実行し続けるとする。そうすると、例えばオープン故障が一時的に解消されたとき等にシートベルト装置内に急激な電流の変化が発生し得る。一方、特許文献1に記載されているシートベルト装置にオープン故障が発生したときに、例えばショート故障が発生したときと同様に、駆動モータの駆動を停止させるとする。そうすると、例えばオープン故障が解消したとき等に特許文献1に記載されているシートベルト装置は、迅速に乗員を拘束することができない。
By the way, there is a possibility that an open failure may occur in a general seat belt device such as the seat belt device described in
本発明の1つの目的は、シートベルト装置に故障が発生したときに、適切な制御を実行することができるシートベルト装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。 One object of the present invention is to provide a seat belt device capable of executing appropriate control when a failure occurs in the seat belt device. Other objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by referring to the aspects and preferred embodiments exemplified below and the accompanying drawings.
本発明に従う第1の態様は、ウエビングを巻き取るベルトリールと、
前記ベルトリールを回転させる駆動モータと、
車両の状態を検出する車両状態検出部と、
前記車両の状態に応じて前記駆動モータの制御を開始させるトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、
前記トリガ信号に応じて前記駆動モータの制御を実行するモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、前記駆動モータの制御を実行中に、前記駆動モータの駆動電流値に基づいて、前記モータ制御部と前記駆動モータ間の接続に関するオープン故障が発生したか否かを判定し、
前記モータ制御部は、前記オープン故障が発生したと判定したときは、電流フィードバック制御の代わりに固定デューティ制御を実行するシートベルト装置に関係する。
A first aspect according to the present invention includes a belt reel for winding a webbing,
A drive motor for rotating the belt reel;
A vehicle state detector for detecting the state of the vehicle;
A trigger signal generator for generating a trigger signal for starting control of the drive motor in accordance with the state of the vehicle;
A motor control unit for controlling the drive motor in response to the trigger signal;
Have
The motor control unit determines whether an open failure related to the connection between the motor control unit and the drive motor has occurred based on the drive current value of the drive motor during the control of the drive motor. ,
When the motor control unit determines that the open failure has occurred, the motor control unit relates to a seat belt device that executes fixed duty control instead of current feedback control.
モータ制御部は、駆動モータの制御を実行中に、モータ制御部と駆動モータ間の接続に関するオープン故障が発生したと判定したときは、電流フィードバック制御の代わりに固定デューティ制御を実行する。したがって、シートベルト装置は、ウエビングの巻取り中にオープン故障が解消されたとき等に、駆動モータの駆動電流が急激に変化することを避けることができる。また、シートベルト装置は、ウエビングの巻取り中にオープン故障が発生したときにウエビングの巻取りを継続することができるので、乗員を適切に拘束することができる。 The motor control unit executes fixed duty control instead of current feedback control when it is determined that an open failure related to the connection between the motor control unit and the drive motor has occurred during the control of the drive motor. Therefore, the seat belt device can avoid a sudden change in the drive current of the drive motor when an open failure is resolved during winding of the webbing. In addition, the seat belt device can continue the winding of the webbing when an open failure occurs during the winding of the webbing, so that the occupant can be restrained appropriately.
本発明に従う第2の態様では、第1の態様において、
前記モータ制御部は、前記固定デューティ制御を実行したある時刻から所定時間が経過した後に前記駆動モータの駆動を停止させてもよい。
In a second aspect according to the present invention, in the first aspect,
The motor control unit may stop driving of the drive motor after a predetermined time has elapsed from a certain time when the fixed duty control is executed.
モータ制御部は、固定デューティ制御を実行したある時刻から所定時間が経過した後に駆動モータの駆動を停止させる。したがって、例えば回転角センサ等がシートベルト装置に設けられていなくても、駆動モータは適切な量だけウエビングを巻き取ることができる。 The motor control unit stops driving the drive motor after a predetermined time has elapsed from a certain time when the fixed duty control is executed. Therefore, for example, even if a rotation angle sensor or the like is not provided in the seat belt device, the drive motor can take up the webbing by an appropriate amount.
本発明に従う第3の態様では、第1又は第2の態様において、
前記モータ制御部は、前記駆動モータの制御を実行中に、前記駆動モータの前記駆動電流値に基づいて、前記モータ制御部と前記駆動モータ間の前記接続に関するショート故障が発生したか否かを更に判定し、
前記モータ制御部は、前記ショート故障が発生したと判定したときは、前記駆動モータの駆動を停止させてもよい。
In a third aspect according to the present invention, in the first or second aspect,
The motor control unit determines whether a short-circuit failure has occurred in the connection between the motor control unit and the drive motor based on the drive current value of the drive motor during the control of the drive motor. Judgment further,
The motor control unit may stop driving of the drive motor when it is determined that the short circuit failure has occurred.
モータ制御部は、駆動モータの制御を実行中に、モータ制御部と駆動モータ間の接続に関するオープン故障が発生したと判定したときは、駆動モータの駆動を停止する。したがって、シートベルト装置は、シートベルト装置内に大電流が流れることを避けることができる。 When the motor control unit determines that an open failure related to the connection between the motor control unit and the drive motor has occurred during the control of the drive motor, the motor control unit stops driving the drive motor. Therefore, the seat belt device can avoid a large current from flowing in the seat belt device.
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。 The preferred embodiments described below are used to facilitate an understanding of the present invention. Accordingly, those skilled in the art should note that the present invention is not unduly limited by the embodiments described below.
1.全体の構成
図1を用いて、本発明に従うシートベルト装置10の構成の例について説明する。シートベルト装置10は、少なくともモータ制御部110とトリガ信号生成部120及び車両状態検出部130から成るECU100を備え、1例として、例えば、ベルトリール15と駆動モータ31から成るリトラクタ14及びウエビング16をさらに備える。また、シートベルト装置10は、モータ制御部110が通電量調整部300を制御して電源200から供給される電力を駆動モータ31に供給してもよく、ベルトリール15の軸15aは、モータ駆動機構35を介して駆動モータ31の駆動軸31aに接続されていてもよい。また、ベルトリール15は、フレーム41内に回転自在に設けられていてもよい。
1. Overall Configuration An example of the configuration of a
ECU100は、例えばマイクロコンピュータで構成され、1例として、モータ制御部110、トリガ信号生成部120、車両状態検出部130を備える。また、ECU100は、モータ制御部110、トリガ信号生成部120、車両状態検出部130の他に図示されていない例えば記憶部、入出力インターフェース部等をさらに備えていても良い。図示されていない入出力インターフェース部は、例えば図示されていないSRS(Supplement Restraint System)ユニット(補助拘束装置ユニット)と接続することができ、ECU100は、SRSユニットの作動信号を入力することができる。また、入出力インターフェース部は、例えばCAN(Control Area Network)等の車内LANと接続することができ、ECU100は、図示されていないVSA(Vehicle Stability Assist)ユニット(車両挙動安定化制御ユニット)、ACC(Adaptive Cruise Control)ユニット(障害物検知装置制御ユニット)等の作動信号を入力することができる。
The ECU 100 includes, for example, a microcomputer, and includes a
モータ制御部110は、トリガ信号生成部120によりトリガ信号が生成されたと判定したときに、電流フィードバック制御を実行するように通電量調整部300を制御する。所定の張力がウエビング16にかかるように設定された電流値と駆動モータ31の駆動電流値が一致するように電流フィードバック制御されることによって駆動モータ31は、ベルトリール15を回転させウエビング16を巻き取る。具体的には、モータ制御部110は、フィードバックされる駆動モータ31の駆動電流値が設定された電流値と一致するようなデューティ比を算出し、デューティオンの期間だけ駆動モータ31に電源200の電力を供給するように通電量調整部300を制御する。モータ制御部110は、通電量調整部300からフィードバックされる駆動電流値が設定された電流値より低ければ現在のデューティ比より高いデューティ比を算出する。一方、モータ制御部110は、通電量調整部300からフィードバックされる駆動電流値が設定された電流値より高ければ現在のデューティ比より低いデューティ比を算出する。
When it is determined that the trigger signal is generated by the trigger
トリガ信号生成部120は、車両状態検出部130が検出する車両の状態に応じてトリガ信号を生成する。例えば、車両状態検出部130が、車両が緊急状態であると検出したときは、トリガ信号生成部120は緊急トリガ信号を生成する。ここで、図1に示されるECU100では、モータ制御部110とトリガ信号生成部120とがそれぞれ独立して存在しているが、モータ制御部110がトリガ信号生成部120の機能も有することでこれらが一体となって存在していてもよい。
The trigger
車両状態検出部130は、例えば図示されていないSRSユニットからECU100にSRSユニット作動信号が入力されたときは、車両が緊急状態であると検出する。例えば車両状態検出部130が車両の緊急状態を検出したときは、トリガ信号生成部120は緊急トリガ信号を生成する。また、車両状態検出部130は、例えば図示されていないVSAユニット、ACCユニット等の作動に応じて、対応した車両の状態を検出し、トリガ信号生成部120は、対応したトリガ信号を生成することができる。ここで、図1に示されるECU100では、トリガ信号生成部120と車両状態検出部130がそれぞれ独立して存在しているが、トリガ信号生成部120が車両状態検出部130の機能も有することでこれらが一体となって存在していてもよい。
For example, when an SRS unit operation signal is input to the
通電量調整部300は、例えば図示されていないドライバIC、図2に示されている電流検出回路310、駆動回路320等で構成され、ECU100のモータ制御部110の制御によって、通電量を調整して電源200の電力を駆動モータ31に供給する。通電量調整部300は、駆動モータ31の駆動電流値を電流検出回路310で検出し、ECU100のモータ制御部110に出力することによって、モータ制御部110は電流フィードバック制御を実行することができる。ここで、通電量調整部300は、ECU100内に備えられていてもよく、このときECU100のモータ制御部110が通電量調整部300の機能を有してもよい。
The energization
図2は、通電量調整部300の構成の内、電流検出回路310と駆動回路320が示された図である。図2の駆動回路320としてのHブリッジ回路は、駆動回路320の動作の説明を容易にするために簡易的な構成で表されている。したがってHブリッジ回路には、必要に応じて還流ダイオード、抵抗、コンデンサ等が設けられていてもよい。図2に示されるHブリッジ回路は、1例として4つのNチャネル型のFET(Field Effect Transistor)がスイッチング素子として設けられているが、他の種類のトランジスタ(例えばIGBT)が代わりに設けられていてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the
図2に示されているノードA、ノードB、ノードC、ノードDの各々のゲートは、図示されていないドライバICの対応する端子と接続されている。したがって、ドライバICは、ECU100のモータ制御部110の制御により、任意のスイッチング素子をオン状態又はオフ状態にすることができる。また、ノードEは、電源200と接続されている。したがって、ドライバICは、スイッチング素子321とスイッチング素子324をオン状態にすると、例えば駆動モータ31を正回転させることができる。このとき、ドライバICは、例えばスイッチング素子324を常にオン状態にし、モータ制御部110により算出されたデューティ比のデューティオンの期間だけスイッチング素子321をオン状態にすることで、駆動モータ31に供給される電流値を制御することができる。逆に、ドライバICは、スイッチング素子322とスイッチング素子323をオン状態にすると、例えば駆動モータ31を逆回転させることができる。このとき、ドライバICは、例えばスイッチング素子323を常にオン状態にし、モータ制御部110により算出されたデューティ比のデューティオンの期間だけスイッチング素子322をオン状態にすることで、駆動モータ31に供給される電流値を制御することができる。
Each gate of node A, node B, node C, and node D shown in FIG. 2 is connected to a corresponding terminal of a driver IC (not shown). Therefore, the driver IC can turn any switching element on or off under the control of the
また、図2に示される抵抗311は、駆動モータ31に流れる電流を検出するもので、その抵抗値は小さな値に設定されている。抵抗311の抵抗値は例えば0.004[Ω]である。抵抗311は、以後シャント抵抗311とも呼ぶ。図2に示されている電流検出回路310は、抵抗311に流れる電流値を検出することで、駆動モータ31に供給される供給電流値を検出する。電流検出回路310は、検出した電流値をノードFに接続されているECU100に出力する。
Also, the
図3には、車両に備えられたシート19に座る乗員を適切に拘束することができるように、シートベルト装置10を備えた例が示されている。図3には、運転席側が示されているが、助手席側にもシートベルト装置10が車両に備えられている。シートベルト装置10は、乗員の一方の肩部と腰部を同時に拘束するウエビング16を車体の側部に設けられたリトラクタ14によって巻き取ることができる。
FIG. 3 shows an example in which the
シートベルト装置10は、ウエビング16がアッパアンカ13とセンタアンカ11とロアアンカ18の3つのアンカによって支持される3点支持式の構成である。アッパアンカ13は、車体の側部の上部に設けられている。センタアンカ11は、シート19に対しアッパアンカ13とは反対側の下部に設けられている。ロアアンカ18は、シート19に対しアッパアンカ13側の下部に設けられている。
The
ウエビング16は、乗員の一方の肩部を拘束するショルダベルト16bと乗員の腰部を拘束するラップベルト16cからなる。ショルダベルト16bとラップベルト16cとの間(ウエビング16の折返し部)には、タング23が取り付けられている。タング23は、センタアンカ11に固定されたバックル24と取外し可能にワンタッチで装着されるように構成されている。
The
バックル24にはバックルスイッチ27が内蔵されている。バックルスイッチ27は、バックル24にタング23が装着されているときにオン信号を出力し、バックル24にタング23が装着されていないときはオン信号を出力しない。バックルスイッチ27は、図1に示されるECU100と接続されており、トリガ信号生成部120は、例えばバックルスイッチ27がオフ状態からオン状態に切り替わったとき及び、バックルスイッチ27がオン状態からオフ状態に切り替わったときにトリガ信号を生成する。
A
図4は、図1に示されるリトラクタ14の分解斜視図である。図4の例において、リトラクタ14は、車体の側部に取り付けるフレーム41を備え、例えばフレーム41内にベルトリール15が回転自在に設けられている。フレーム41の外部にモータ駆動機構35が設けられている。ベルトリール15にウエビング16の一端が取り付けられ、ウエビング16の一端部側16aは、フレーム41の引出開口41aからフレーム41の外部に引き出されている。
4 is an exploded perspective view of the
図4の例において、モータ駆動機構35は、例えば内側ケース42及び外側ケース43で構成されるギヤハウジング39を有し、ギヤハウジング39の内側ケース42に駆動モータ31が取り付けられ、ギヤハウジング39内に駆動モータ31に連結する減速/クラッチ機構38が収容されている。減速/クラッチ機構38は、駆動モータ31の駆動軸31aをベルトリール15に連結する伝達機構44と、伝達機構44に係止して駆動モータ31及びベルトリール15を接状態に保ち、伝達機構44への係止を解除して駆動モータ31及びベルトリール15を断状態に保つクラッチ機構45と、を備える。
In the example of FIG. 4, the
図4に示される伝達機構44の例において、駆動軸31aに例えば駆動ギヤ47が設けられ、駆動ギヤ47に例えば第1中間ギヤ48が噛み合い、第1中間ギヤ48に例えば第2中間ギヤ49が噛み合い、第2中間ギヤ49に例えば第3中間ギヤ51が噛み合い、第3中間ギヤ51と一体に例えば第4中間ギヤ52が形成されている。第4中間ギヤ52は例えばファイナルギヤ53に噛み合うように配置されている。さらに、例えば外側ケース43にファイナルギヤ53が回転自在に取り付けられ、ファイナルギヤ53と同軸上に例えばリダクションプレート54が配置され、リダクションプレート54が例えばピン56,56,56を介して例えばキャリア57に取り付けられることで、ピン56,56,56の各々にプラネタリギヤ58,58,58のうちの対応する1つが回転自在に支持され、プラネタリギヤ58,58,58が例えばインターナルギヤ61の内歯61aに噛み合うとともにファイナルギヤ53の例えばサンギヤ62に噛み合い、キャリア57がベルトリール15の連結軸15aに連結されている。ここで、軸受63,64は、キャリア57を支持するものである。
In the example of the
図4の例において、クラッチ機構45は、内側ケース42に例えばパウルピン68を介して回転自在に取り付けられたクラッチ部材65(クラッチパウル)と、パウルピン68に設けられた復帰バネ69と、第3中間ギヤ51の支持軸71(図5参照)に取り付けられたレバーバネ72と、駆動モータ31及びベルトリール15を断状態に保つ位置にクラッチ部材65を位置決めするストッパ部材74(図5参照)と、を備える。ここで、クラッチ部材65は、係止爪67を備え、係止爪67は、インターナルギヤ61の外周に形成されるラチェット61bに係止可能な爪である。レバーバネ72の先端部72aは、クラッチ部材65の嵌合孔66に嵌合されている。
In the example of FIG. 4, the
図5は、図4に示されるモータ駆動機構35の説明図である。モータ駆動機構35は、駆動モータ31の駆動軸31aを矢印Aの如く一方に(例えば反時計回り方向に)回転することにより、駆動ギヤ47及び第1〜第4の中間ギヤ48,49,51,52が実線の矢印の如く回転して、ファイナルギヤ53が矢印Bの如く回転するとともに、サンギヤ62が矢印Cの如く回転する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the
一方、モータ駆動機構35は、駆動モータ31の駆動軸31aを点線の矢印Dの如く他方に(例えば時計回り方向に)回転することにより、駆動ギヤ47及び第1〜第4の中間ギヤ48,49,51,52が実線の矢印に対して反対方向に回転して、ファイナルギヤ53が点線の矢印Eの如く回転するとともに、サンギヤ62が点線の矢印Fの如く回転する。
On the other hand, the
図6は、図4に示されるクラッチ機構45の接状態の説明図である。図6の例において、例えば図5に示されるように駆動モータ31を一方に(例えば反時計回り方向に)回転することで、第3中間ギヤ51が矢印Gの如く回転する。この時、第3中間ギヤ51と一体に支持軸71が矢印Gの如く回転することで、レバーバネ72が矢印Hの如くスイング移動する。レバーバネ72の先端部72aが、復帰バネ69のバネ力に抗してクラッチ部材65の係止爪67をラチェット61bに向けて付勢するので、クラッチ部材65は、パウルピン68を軸にして矢印Iの如く接位置までスイング移動して、係止爪67がラチェット61bに係止する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a contact state of the
このように、駆動モータ31を一方に(例えば反時計回り方向に)回転することにより、クラッチ部材65を接位置に移動させて伝達機構44に係止させることができる。係止爪67がラチェット61bに係止することで、インターナルギヤ61が例えば時計回り方向に回転することを阻止する。
Thus, by rotating the
ところで、第3中間ギヤ51と一体に第4中間ギヤ52が矢印Gの如く回転することで、ファイナルギヤ53が矢印Bの如く回転する。よって、ファイナルギヤ53と一体にサンギヤ62が矢印Cの如く回転して、プラネタリギヤ58,58,58が実線の矢印の如く自転する。インターナルギヤ61は時計回り方向への回転が抑えられているので、プラネタリギヤ58,58,58が実線の矢印の如く自転しながら矢印Jの如く公転する。プラネタリギヤ58,58,58が矢印Jの如く公転することで図4のキャリア57が例えば反時計回り方向に回転する。キャリア57と一体に図4のベルトリール15が例えば反時計回り方向に回転してベルトリール15にウエビング16が巻き取られる。
By the way, when the fourth
図7は、図4に示されるクラッチ機構45の断状態の説明図である。図7の例において、例えば図5で示されるように駆動モータ31を他方に(例えば時計回り方向に)回転することで、第3中間ギヤ51が矢印Kの如く回転する。この時、第3中間ギヤ51と一体に支持軸71が矢印Kの如く回転することで、レバーバネ72が矢印Lの如くスイング移動する。また、レバーバネ72の先端部72aがクラッチ部材65にかける押付力と、復帰バネ69のバネ力とで、クラッチ部材65をラチェット61bから離れる方向に移動する。クラッチ部材65がパウルピン68を軸にして矢印Mの如く断位置までスイング移動するので、係止爪67がラチェット61bから離れる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the disengaged state of the
このように、駆動モータ31を他方に(例えば時計回り方向に)回転することにより、クラッチ部材65を断位置に移動させることができ、この時、クラッチ部材65はストッパ部材74に当接して断位置に位置決めされる。クラッチ部材65の係止爪67がラチェット61bから離れることで、インターナルギヤ61が回転可能な状態になる。加えて、駆動モータ31の時計回り方向の回転を継続することで、ベルトリール15からウエビング16が引き出し可能になる。
Thus, by rotating the
ここで、シートベルト装置10には、ECU100のモータ制御部110と駆動モータ31との間における電気的接続に関するオープン故障又はショート故障が発生することがある。そこで、シートベルト装置10は、駆動モータ31が駆動していないときにECU100のモータ制御部110と駆動モータ31との間における電気的接続に関するオープン故障又はショート故障が発生したか否かの判定(以後、常時診断とも呼ぶ)を実施する。
Here, in the
図2を用いて常時診断におけるショート故障が発生したか否かの判定方法の1例を説明する。例えばECU100のモータ制御部110は、通電量調整部300に監視電圧を印加する。このとき、モータ制御部110は、図2に示される駆動回路320としてのHブリッジ回路を負荷としてシャント抵抗311に流れる電流値を監視する。モータ制御部110は、例えば電流検出回路310が検出するシャント抵抗311に流れる電流値が閾値電流値を超えたと判定したときに、Hブリッジ回路内にショート故障が発生したと判定する。例えば、監視電圧が5[V]であり、Hブリッジ回路全体の抵抗値が10.2[kΩ]のとき、シャント抵抗311に流れる電流値は約0.5[mA]である。したがって、モータ制御部110は、例えば0.5[mA]を超える電流値を電流検出回路310が検出したときにHブリッジ回路内にショート故障が発生したと判定する。
An example of a method for determining whether or not a short fault has occurred in the regular diagnosis will be described with reference to FIG. For example, the
図8を用いて常時診断におけるオープン故障が発生したか否かの判定方法の1例を説明する。図8には、図2に示されるHブリッジ回路の模式的な等価回路が示されている。図8に示されるHブリッジ回路の等価回路の構成は、駆動モータ31及び抵抗360並びに抵抗370との並列接続部分(ノードH、ノードI間)が、抵抗350と直接接続されている。また、Hブリッジ回路の等価回路には、ノードH、ノードI間の電圧を検出する、図2では図示されていない電圧検出回路380が設けられている。電圧検出回路380は、検出したノードH、ノードI間の電圧を、ノードJと接続されているECU100に出力する。なお、抵抗350、抵抗360及び抵抗370は、図2には図示されていないが、図2に示される負荷としてのHブリッジ回路における抵抗値を模式的に表したものである。
An example of a method for determining whether or not an open failure has occurred in the continuous diagnosis will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a schematic equivalent circuit of the H-bridge circuit shown in FIG. In the configuration of the equivalent circuit of the H bridge circuit shown in FIG. 8, the parallel connection portion (between the node H and the node I) of the
例えば、ECU100のモータ制御部110は、図8に示されるHブリッジ回路の等価回路図におけるノードG、グラウンドGND間に監視電圧を印加する。このとき、モータ制御部110は、図8に示されるノードH、ノードI間に印加される電圧値を監視する。モータ制御部110は、例えば電圧検出回路380が検出するノードH、ノードI間の電圧値が、閾値電圧を超えたと判定したときに、Hブリッジ回路内にオープン故障が発生したと判定する。
For example, the
例えば、抵抗350、抵抗360、抵抗370の抵抗値がそれぞれ6.8[kΩ]であるときは、ノードG、ノードI間の合成抵抗値は、10.2[kΩ]となる。ここで、例えば、ノードG、グラウンドGND間に印加される監視電圧が5[V]であり、Hブリッジ回路にオープン故障が発生していないとき、ノードH、ノードI間の電圧は約1.7[V]である。一方、例えば駆動モータ31のコネクタにオープン故障が発生していたときは、抵抗360には電流が流れないので、ノードH、ノードI間の電圧は2.5[V]である。したがって、モータ制御部110は、例えば1.7[V]を超える電圧を電圧検出回路380が検出したときにHブリッジ回路内にオープン故障が発生したと判定する。なお、上述した計算例において、駆動モータ31が有する抵抗値は、抵抗360の抵抗値に含まれているものとする。
For example, when the resistance values of the
シートベルト装置10は、常時診断において、ECU100のモータ制御部110と駆動モータ31との間における電気的接続に関するオープン故障又はショート故障が発生したと判定したときは、シートベルト装置10の制御を停止する。上述した常時診断において、検出電流値及び検出電圧値は、モータ制御部110に入力されるように説明したが、例えばECU100が図示されていない異常検出部を更にもうけ異常検出部に検出電流値及び検出電圧値が入力されてもよい。
The
2.シートベルト装置の動作
図9に示されるフローチャート図を用いて、シートベルト装置10の動作例を説明する。ステップS01では、ECU100のモータ制御部110は、トリガ信号生成部120より緊急トリガ信号が生成されたか否かを判定する。モータ制御部110が、緊急トリガ信号が生成されたと判定したときは、フローはステップS02に進む。一方、モータ制御部110が、緊急トリガ信号が生成されていないと判定したときは、フローはステップS10に進む。
2. Operation of Seat Belt Device An example of the operation of the
ステップS02では、ECU100のモータ制御部110は、目標電流値を設定して、駆動モータ31に供給される駆動電流値と目標電流値とが一致するように電流フィードバック制御を実行する。ここで、設定される目標電流値は、ウエビング16を急速で巻き取って、乗員を強い張力で拘束することができる電流値である。目標電流値は例えば20[A]である。
In step S02, the
ステップS03では、ECU100のモータ制御部110は、駆動電流値と目標電流値とが一致するように算出するデューティ比が、第1のデューティ比以上であるか否かを判定する。同時に、モータ制御部110は、通電量調整部300の電流検出回路310で検出された駆動モータ31の駆動電流値が、第1の電流値より小さいか否かを判定する。モータ制御部が、算出されたデューティ比が第1のデューティ比以上であり、且つ、検出された駆動電流値が第1の電流値より小さいと判定したときは、フローはステップS04に進む。一方、モータ制御部が、算出されたデューティ比が第1のデューティ比以上であり、且つ、検出された駆動電流値が第1の電流値より小さいと判定しないときは、フローはステップS06に進む。ここで、第1のデューティ比とは例えば90[%]であり、第1の電流値とは例えば4[A]である。
In step S03, the
すなわち、ステップS03は、ECU100のモータ制御部110が、デューティ比を大きくしたときに、駆動モータ31の駆動電流値が大きくならない状態が発生しているか否かを判定するものである。デューティ比が大きくなったときに、駆動モータ31の駆動電流値が大きくならない状態とは、オープン故障が発生している可能性が高い。したがって、ステップS03は、モータ制御部110と駆動モータ31との間におけるオープン故障が発生したか否かを判定するステップである。
That is, step S03 is to determine whether or not a state in which the drive current value of the
ステップS04では、ECU100のモータ制御部110は、実行中の電流フィードバック制御の代わりに、デューティ比を固定して固定デューティ制御を実行する。ここで、固定されるデューティ比は例えば40[%]である。すなわち、ステップS03でオープン故障が発生したと判定されると、モータ制御部110は、電流フィードバック制御の代わりに固定デューティ制御を実行する。したがって、シートベルト装置10は、ウエビング16の巻取り中にオープン故障が解消されたとき等に、駆動モータ31の駆動電流が急激に変化することを避けることができる。また、シートベルト装置10は、ウエビング16の巻取り中にオープン故障が発生したときにウエビング16の巻取りを継続することができるので、乗員を適切に拘束することができる。
In step S04, the
ステップS05では、ECU100のモータ制御部110は、ステップS04で固定デューティ制御を実行した時刻から所定時間が経過したか否かを判定する。モータ制御部110が、ステップS04で固定デューティ制御を実行した時刻から所定時間が経過したと判定したときは、フローはステップS08に進む。一方、モータ制御部110が、ステップS04で固定デューティ制御を実行した時刻から所定時間が経過していないと判定したときは、フローはステップS05の判定を繰り返す。ここで、所定時間は例えば1000[ms]である。
In step S05, the
ステップS03の判定の結果、フローがステップS06に進んだときは、ECU100のモータ制御部110は、駆動電流値と目標電流値とが一致するように算出するデューティ比が、第2のデューティ比以下であるか否かを判定する。同時に、モータ制御部110は、通電量調整部300の電流検出回路310で検出された駆動モータ31の駆動電流値が、第2の電流値より大きいか否かを判定する。モータ制御部が、算出されたデューティ比が第2のデューティ比以下であり、且つ、検出された駆動電流値が第2の電流値より大きいと判定したときは、フローはステップS08に進む。一方、モータ制御部が、算出されたデューティ比が第2のデューティ比以下であり、且つ、検出された駆動電流値が第2の電流値より大きいと判定しないときは、フローはステップS07に進む。ここで、第2のデューティ比とは例えば10[%]であり、第2の電流値とは例えば10[A]である。
As a result of the determination in step S03, when the flow proceeds to step S06, the
すなわち、ステップS06は、ECU100のモータ制御部110が、デューティ比が小さいときに、駆動モータ31の駆動電流値が大きい状態が発生しているか否かを判定するものである。デューティ比が小さいときに、駆動モータ31の駆動電流値が大きい状態とは、ショート故障が発生している可能性が高い。したがって、ステップS06は、モータ制御部110と駆動モータ31との間におけるショート故障が発生したか否かを判定するステップである。ステップS06の判定の結果、ステップS08に進むとき(ショート故障が発生したとき)は、後述するステップS09で駆動モータ31の駆動を停止させる。したがって、シートベルト装置10は、ウエビングの巻き取り中にショート故障が発生したときは、シートベルト装置10内に大電流が流れることを避けることができる。
That is, in step S06, the
ステップS06の判定の結果、フローがステップS07に進んだときは、ECU100のモータ制御部110は、ステップS02で電流フィードバック制御を実行した時刻から所定時間が経過したか否かを判定する。モータ制御部110が、ステップS02で電流フィードバック制御を実行した時刻から所定時間が経過したと判定したときは、フローはステップS08に進む。一方、モータ制御部110が、ステップS02で電流フィードバック制御を実行した時刻から所定時間が経過していないと判定したときは、フローはステップS07の判定を繰り返す。ここで、所定時間は例えば1000[ms]である。ステップS07の所定時間とステップS05の所定時間は同じであってもよく、異なっていてもよい。
As a result of the determination in step S06, when the flow proceeds to step S07, the
ステップS08では、ECU100のモータ制御部110は、駆動モータ31をウエビング16が引き出される方向に回転(逆転作動)させるように、通電量調整部300を制御し、フローはステップS09に進む。ここで、モータ制御部110が駆動モータ31をウエビング16が引き出される方向に回転させるのは、駆動モータ31がウエビング16を巻き取る方向に回転させられたことによって、接状態になった図4に示されるクラッチ機構45(図6に示されるクラッチ機構45の状態)を再度断状態(図7に示されるクラッチ機構45の状態)にするためである。したがって、ステップS08では、モータ制御部110は、ごく短時間(例えば200[ms])だけ駆動モータ31をウエビング16が引き出される方向に回転させればよい。
In step S08, the
ステップS09では、ECU100のモータ制御部110は、駆動モータ31の駆動を停止させ、フローはSTARTに戻る。
In step S09, the
ステップS01の判定の結果、フローがステップS10に進んだときは、シートベルト装置10は、上述した常時診断を実行する。すなわち、シートベルト装置10は、ECU100のモータ制御部110と駆動モータ31との間における電気的接続に関するオープン故障又はショート故障が発生したか否かを判定する。常時診断に対し、ステップS03及びステップS04の判定は駆動時診断とも呼ぶ。
As a result of the determination in step S01, when the flow proceeds to step S10, the
ステップS10では、ECU100のモータ制御部110は、通電量調整部300に監視電圧を印加し、電流検出回路310が検出するシャント抵抗311に流れる電流値が閾値電流より大きいか否かを判定する。モータ制御部110が、シャント抵抗311に流れる電流値が閾値電流より大きいと判定したときは、ショート故障が発生したと判定し、シートベルト装置10の制御を停止する。一方、モータ制御部110が、シャント抵抗311に流れる電流値が閾値電流より大きくないと判定したときは、フローはステップS11に進む。ここで、閾値電流は例えば0.5[mA]である。
In step S10, the
ステップS11では、ECU100のモータ制御部110は、通電量調整部300に監視電圧を印加し、電圧検出回路が検出する図8に示されるHブリッジ回路の等価回路におけるノードH、ノードI間の電圧が閾値電圧より大きいか否かを判定する。モータ制御部110が、図8に示されるHブリッジ回路の等価回路におけるノードH、ノードI間の電圧が閾値電圧より大きいと判定したときは、オープン故障が発生したと判定し、シートベルト装置10の制御を停止する。一方、モータ制御部110が、図8に示されるHブリッジ回路の等価回路におけるノードH、ノードI間の電圧が閾値電圧より大きくないと判定したときは、フローはSTARTに戻る。ここで、閾値電圧は例えば1.7[V]である。
In step S11, the
常時診断の結果、ECU100のモータ制御部110と駆動モータ31との間における電気的接続に関するオープン故障又はショート故障が発生したと判定されたときは、シートベルト装置10の制御が停止される。ここで、シートベルト装置10の制御が停止されるときに、モータ制御部110は、車両に設けられているインジケータ等を用いて、乗員に対して報知するようにしてもよい。
As a result of the constant diagnosis, when it is determined that an open failure or a short failure related to the electrical connection between the
図9に示されるフローチャートの説明で使用された電流値、所定時間等の数値の具体例は、何ら本発明の内容を限定するものではなく、具体例に過ぎない。また、上述した数値は、シートベルト装置10の製造時に予め設定されていてもよいし、乗員が好みに応じて変更することができるようにしてもよい。
The specific examples of the numerical values such as the current value and the predetermined time used in the description of the flowchart shown in FIG. 9 do not limit the contents of the present invention, but are only specific examples. The numerical values described above may be set in advance when the
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。 The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and those skilled in the art will be able to easily modify the above-described exemplary embodiments to the extent included in the claims. .
10・・・シートベルト装置、14・・・リトラクタ、15・・・ベルトリール、16・・・ウエビング、31・・・駆動モータ、35・・・モータ駆動機構、100・・・ECU、110・・・モータ制御部、120・・・トリガ信号生成部、130・・・車両状態検出部、200・・・電源、300・・・通電量調整部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ベルトリールを回転させる駆動モータと、
車両の状態を検出する車両状態検出部と、
前記車両の状態に応じて前記駆動モータの制御を開始させるトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、
前記トリガ信号に応じて前記駆動モータの制御を実行するモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、前記駆動モータの制御を実行中に前記モータ制御部が算出したデューティ比が第1のデューティ比以上であった場合の前記駆動モータの駆動電流値に基づいて、前記モータ制御部と前記駆動モータ間の接続に関するオープン故障が発生したか否かを判定し、
前記モータ制御部は、前記オープン故障が発生したと判定したときは、電流フィードバック制御の代わりに固定デューティ制御を実行し、
前記固定デューティ制御における固定デューティ比は、前記第1のデューティ比より小さいデューティ比に設定されているシートベルト装置。 A belt reel that winds up the webbing;
A drive motor for rotating the belt reel;
A vehicle state detector for detecting the state of the vehicle;
A trigger signal generator for generating a trigger signal for starting control of the drive motor in accordance with the state of the vehicle;
A motor control unit for controlling the drive motor in response to the trigger signal;
Have
The motor control unit is configured to control the motor control based on a drive current value of the drive motor when the duty ratio calculated by the motor control unit during execution of the control of the drive motor is equal to or greater than a first duty ratio. Determine whether an open failure has occurred with respect to the connection between the motor and the drive motor,
When the motor control unit determines that the open failure has occurred, it executes fixed duty control instead of current feedback control ,
The seat belt device , wherein the fixed duty ratio in the fixed duty control is set to a duty ratio smaller than the first duty ratio .
前記モータ制御部は、前記ショート故障が発生したと判定したときは、前記駆動モータの駆動を停止させる、請求項1又は2に記載のシートベルト装置。 The motor control unit determines whether a short-circuit failure has occurred in the connection between the motor control unit and the drive motor based on the drive current value of the drive motor during the control of the drive motor. Judgment further,
The seat belt device according to claim 1 or 2, wherein when the motor control unit determines that the short-circuit failure has occurred, the motor control unit stops driving the drive motor.
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