JP6172821B2 - 電動巻き取り補助機構を備えるシートベルトリトラクタおよびシートベルトリトラクタ用の電動巻き取り補助機構を制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の冒頭部分の特徴を有している電動巻き取り補助機構を備えるシートベルトリトラクタ、および請求項６の冒頭部分の特徴を有しているシートベルトリトラクタ用の電動巻き取り補助機構を制御する方法に関する。

電動による駆動部を備えるシートベルトリトラクタが、特に、事故前段階における作動時にシートベルト装置の安全ベルトに存在しうるたるみを引っ張って取り除く可逆のシートベルトテンショナとして知られている。

さらに、待機位置（ｐａｒｋ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）においてシートベルトを引き込むために電動による駆動部を使用するやり方が、独国特許第４３ ３２ ２０５号明細書から知られている。これによれば、電動による駆動部は、ベルトタング（ｂｅｌｔ ｔｏｎｇｕｅ）の挿入状態の関数として制御される。

さらに、シートベルトリトラクタには、電動巻き取り補助機構の動作とは無関係にシートベルトに復帰力を作用させる引き込みばねも設けられる。この復帰力を、快適性の理由で、シートベルトが装着された状態において可能な限り小さくすべきであるが、それでもなお、シートベルトが取り外し時に待機位置に確実に巻き取られることが保証されなければならない。

さらに、引き込みばねは基本的な経年劣化のプロセスを免れず、したがって稼働期間が長くなり、それに伴って使用のサイクル数が多くなるにつれて、引き込みばねの復帰力が小さくなる。

独国特許第４３ ３２ ２０５号明細書

本発明の目的は、電動巻き取り補助機構を備えるシートベルトリトラクタであって、多数回の使用サイクルの後でさえも、向上したユーザの快適性を特徴とし、引き込みばねの復帰力と無関係に安全ベルトを待機位置に巻き取ることができるシートベルトリトラクタを生み出すことにある。さらに、本発明の目的は、シートベルトリトラクタの電動巻き取り補助機構を制御するための方法であって、待機位置におけるシートベルトの巻き取りの改善を促進する方法を生み出すことにある。

この目的を達成するために、本発明は、請求項１の特徴を備えるシートベルトリトラクタおよび請求項６の特徴を備える方法を提案する。本発明の他の好ましい実施形態を、従属請求項、図面、および関連の説明から理解することができる。

本発明の基本的な考え方に従って、電動巻き取り補助機構を、シートベルトの送り速度の関数として制御できることが提案される。シートベルトの送り速度は、引き込みの運動を直接的に表すパラメータであり、引き込みばねの復帰力からもたらされる。引き込みばねが必要な復帰力を作用させることができず、結果としてシートベルトの送り速度が所定の境界値を超えない場合に、この場合にもシートベルトが確実に巻き取られるよう、シートベルトの巻き取りの運動を支援するために電動巻き取り補助機構を作動させることができる。

さらに、電動巻き取り補助機構が、巻き取り補助機構の電流消費の関数として制御可能であることが提案される。例えば乗員がシートベルトを保持して巻き取りの運動を妨げる場合に、巻き取り補助機構の電流消費が所定の制限値を上回って増加する。この場合、巻き取り補助機構を、自身の保護のために停止させることができる。

本発明の１つの別の好ましい実施形態によれば、種々の制御プロファイルが格納されるメモリユニットを設け、電動巻き取り補助機構を、シートベルトコントローラの所定の使用サイクルを超えたか否かに応じ、かつ／または検出される周囲温度の関数として、種々の制御プロファイルに従って制御できるようにすることが提案される。引き込みばねの復帰力が、経年劣化ゆえに使用サイクルの数が増えるにつれて減少することがすでに示されており、周囲温度に依存することもすでに示されている。復帰力のこれらの変化を補償するために、種々の制御プロファイルが、メモリユニットに格納され、対応するパラメータが検知されたときに巻き取り補助機構を制御するように機能する。これらの制御プロファイルは、引き込みばねおよび巻き取り補助機構の復帰力からの合計の復帰力が、引き込みばねの経年劣化および周囲温度にかかわらずに一定であり、あるいは所定の曲線に一致するように、種々の復帰力または復帰力曲線も含むことができる。

本発明の別の好ましい実施形態によれば、電動巻き取り補助機構が、シートベルトロックに係止されうるベルトタングの挿入状態の関数としても制御可能であることが提案される。ベルトタングの挿入状態によって、シートベルトの装着または取り外しを、確実に認識することができる。さらに、ベルトタングの挿入状態の変化によって、使用サイクルについての結論を導き出すことができ、それを合計することで、引き込みばねの経年劣化の状態についての間接的な推定が可能である。

さらに、シートベルトリトラクタが、ベルトシャフトを巻き取り方向に付勢する引き込みばねを有し、この引き込みばねが１Ｎ未満の復帰力を有することが提案される。この提案の小さな復帰力は、乗員にとってシートベルトのきわめて心地良い装着の快適性を促進し、小さな復帰力は、巻き取り補助機構からの支援によってシートベルトを引き込むためのより大きな復帰力へと増強され、シートベルトが待機位置に確実に巻き取られる。

さらに、前記目的を達成するために、シートベルトリトラクタの電動巻き取り補助機構を制御するための方法であって、ベルトロックセンサが、ベルトタングが係止されていない旨を検知し、かつシートベルトの送り速度を検知するためのセンサ装置が、所定の境界値を下回るシートベルトの送り速度を検知するときに、電動巻き取り補助機構を作動させる方法が提案される。

シートベルトの取り外しを、第１の段階において、シートベルトタングが係止されていないことから認識することができる。次いで、シートベルトの送り速度が所定の制限値を超えない場合に、引き込みばねの復帰力が、シートベルトを待機位置へと巻き取るうえで充分ではないと結論付けることができる。結果として、この場合には、巻き取り補助機構が作動させられ、シートベルトが巻き取り補助機構の支援によって確実に巻き取られる。

さらに、シートベルトの送り速度を検知するためのセンサ装置が、所定の境界値を下回るシートベルトの送り速度を検知し、かつ／または電動巻き取り補助機構の電流消費が、所定の境界値を超える場合に、電動巻き取り補助機構を停止させることが提案される。シートベルトの送り速度が所定の境界値を下回ることで、例えば待機位置の達成を検知することができる。なぜならば、シートベルトの送り速度は待機位置においてゼロに等しく、待機位置への到達の直前にきわめて急激に減少して、所定の境界値を下回るからである。あるいは、巻き取り補助機構を、例えば乗員がシートベルトを掴み、結果として巻き取り補助機構の電流消費が所定の値を超える場合に、停止させることができる。

本発明の別の好ましい実施形態に従い、シートベルトリトラクタのベルトシャフトを巻き取り方向に付勢する引き込みばねの経年劣化状態を表すパラメータを検知するためのセンサ装置を設け、電動巻き取り補助機構を、種々の制御プロファイルに従って、引き込みばねの経年劣化状態の関数として制御することが提案される。例えば、検知装置は、挿入方法が評価ユニットにおいて選択されるベルトロックセンサであってよい。さらに、センサ装置は、引き込みばねそのものに向けられ、引き込みばねの位置を検知する位置センサであってよい。検出されるパラメータまたは使用サイクルならびに復帰力の減少によって引き込みばねの経年劣化について直接的または間接的に結論付けることができる場合、この復帰力の減少が、この場合のために用意された個々の制御プロファイルにもとづく巻き取り補助機構の制御によって補償される。この制御プロファイルを、一定の係数によって増やされ、あるいは巻き取り補助機構がもたらす復帰力の個別に調整された曲線によるパラメータの変更によって増やされる巻き取り補助機構の復帰力によって形成することができる。

さらに、周囲温度を検知するためのセンサ装置を設け、電動巻き取り補助機構を、種々の制御プロファイルに従って、周囲温度の関数として制御することが推奨される。引き込みばねの復帰力は、経年劣化状態とは無関係に、周囲温度が原因で変化する可能性がある。したがって、復帰力のこの変化を、やはりシートベルトを所定の最小の復帰力を使用して確実に巻き取ることができるように、巻き取り補助機構による引き込み運動の相応の支援によって補償することができる。

本発明を、以下で、添付の図面を参照しつつ、好ましい実施形態を使用して解説する。

電動巻き取り補助機構を備える本発明のシートベルトリトラクタを示している。 巻き取り補助機構を制御装置とともに概略的に示している。 巻き取り補助機構を作動させるための本発明の制御ロジックを示している。 巻き取り補助機構を停止させるための本発明の制御ロジックを示している。

図１において、フレーム３内に回転可能に配置された２部分からなるベルトシャフト１を備えるシートベルトリトラクタを見て取ることができ、２つの部分の間には、力制限装置が配置されている。シートベルト装置のシートベルトストラップ２を、２部分からなるベルトシャフト１のベルトシャフト本体に巻き付けることができる一方で、ベルトシャフト１の他方の部分を、ベルトストラップ２が巻き付けられたベルトシャフト本体をベルト引き出し方向の力制限装置の作動によってのみ回転させることができるように、車両またはベルトストラップに感応するフレーム３内の制御可能な係止装置によって車両へと堅固に係止することができる。さらに、２部分からなるベルトシャフト１は、０．５〜１．０Ｎの復帰力を有するきわめて弱い引き込みばね１２として設計され、ばねカートリッジ７に保持された引き込みばね１２によって、巻き取り方向にばねであらかじめ付勢されている。

安全シートベルト装置は、シートベルト２上を移動することができる案内されたベルトタングと、車両に固定されたベルトロックと、ベルトストラップの自由端を車両の構造体へと取り付けるために車両へと固定された端部ストラップとをさらに備え、場合によっては、車両へと固定された逆転装置をさらに備える。安全シートベルト装置の上述の個々の部品は、図示されていないが、先行技術において公知であると考えることができる。

さらに、シートベルトリトラクタのフレーム３上に、駆動部６を介してベルトシャフト１へと結合させることができる電動の形態の電動巻き取り補助機構４が設けられる。図２に見て取ることができるとおり、駆動部６上に、巻き取り補助機構４を制御するための制御ユニット８が設けられ、ベルトロックにおけるベルトタングのロック状態ＢＳを認識するためのセンサ装置１１、シートベルトの送り速度ＢＲＳを検知するためのセンサ装置１０、および周囲温度を検知するためのセンサ装置１３へと、信号によって接続される。シートベルトの送り速度ＢＲＳを検知するためのセンサ装置１０を、例えば、ベルトシャフト本体へと回転に関して固定されたやり方で接続され、異なる整列の種々の個別の磁石を有している磁気ホイールと、磁気ホイールに向けられたホールセンサとによって構成することができる。さらに、制御装置８には、種々の制御プロファイルが格納されるメモリユニット９が設けられる。制御プロファイルは、ベルトシャフト１の巻き取り方向に作用する種々の復帰力を生成するための電動巻き取り補助機構４のための個々の制御データを含むことができる。プロセスにおいて、復帰力の高さおよび曲線の両方が、種々の制御プロファイルにおいて相違する。さらに、巻き取り補助機構４を異なる引き込みばね１２を備えるシートベルトリトラクタにも使用できるように、制御プロファイルを、異なる復帰力を有する種々の引き込みばね１２について構築することができる。

これにより、電動巻き取り補助機構４は、引き込みばね１２および巻き取り補助機構４がベルトシャフト１に並列に作用するように、好ましくはベルトシャフト１または引き込みばね１２の内側端に直接結合させられる。結果として、引き込みばね１２および巻き取り補助機構４によってベルトシャフト１へと加えられる復帰力が足し合わされ、たとえ巻き取り補助機構４または引き込みばね１２が故障しても、シートベルト２に作用する小さな復帰力が常に存在する。

図３および図４に、巻き取り補助機構４の作動および停止のための制御装置８における本発明の方法の制御ロジックが示されている。

巻き取り補助機構４は、センサ装置１１が未係止のベルトタングを係止の結末に認識することで、ＢＳ＝１の値がＢＳ＝０に設定され、かつ所定の第１の境界値Ｘ１を下回るシートベルトの送り速度ＢＲＳが検知されるときに、作動させられる。巻き取り補助機構４の作動は、結果ＥＳＴＡＲＴとして図示されている。上記基準の一方が満たされない場合、シートベルトは、引き込みばね１２のみによって引き込まれる。照会のこの結果は、ＢＰで示されている。

巻き取り補助機構４の作動後に、巻き取り補助機構４は、図４に示される照会ロジックを通じて再び停止される。

巻き取り補助機構４は、巻き取り補助機構の電流消費ＩＭが所定の第１の境界値Ｙを超え、あるいはシートベルトの送り速度ＢＲＳが所定の第２の境界値Ｘ２を下回る場合に、停止させられる。基準が満たされない場合、巻き取り補助機構４は制御されず、巻き取り補助機構４の作動状態は変わらず、したがってベルトストラップが巻き取り補助機構４の助けによって待機位置へとさらに巻き取られる。この状況が、ＢＰとして示されている。基準のうちの１つが満たされる場合に、巻き取り補助機構４は停止させられる。この停止が、図４において結果ＥＳＴＯＰで示されている。

このように、巻き取り補助機構４の制御がサイクルに従って生じ、すなわち制御ロジックが最初に図３に示される図解に従って照会され、シートベルトの繰り返しの引き出しおよびベルトロックにおけるベルトタングの係止の後で、ベルトタングの挿入状態についての値が、値ＢＳ＝１に設定される。

Claims (6)

1. フレーム（３）と、該フレーム（３）内に回転可能に取り付けられて巻き取り方向に付勢されたベルトシャフト（１）とを備えており、前記ベルトシャフト（１）上にシートベルト（２）を巻き取ることができる電動巻き取り補助機構（４）を備えるシートベルトリトラクタであって、
   種々の制御プロファイルが格納されるメモリユニット（９）を備え、
   前記電動巻き取り補助機構（４）は、シートベルトの送り速度（ＢＲＳ）の関数として制御可能であり、
   前記電動巻き取り補助機構（４）は、当該シートベルトリトラクタの所定の使用サイクルの超過および／または検出される周囲温度の関数として種々の制御プロファイルに従って制御可能であり、
   前記電動巻き取り補助機構（４）は、前記シートベルトの送り速度（ＢＲＳ）を検知するためのセンサ装置（１０）が、所定の第２の境界値（Ｘ２）を下回るシートベルトの送り速度（ＢＲＳ）を検知し、かつ、前記電動巻き取り補助機構（４）の電流消費（ＩＭ）が、所定の境界値を超えるときに停止するように構成されたことを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 前記電動巻き取り補助機構（４）は、ベルトロックに係止されるベルトタングの挿入状態（ＢＳ）の関数として制御可能であることを特徴とする請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記ベルトシャフト（１）を前記巻き取り方向に付勢する引き込みばね（１２）を備えており、該引き込みばね（１２）は、１Ｎ未満の復帰力を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. シートベルトリトラクタの電動巻き取り補助機構を制御するための方法であって、
   ベルトロックセンサが、係止されたベルトタングを検知せず、かつ
   シートベルトの送り速度（ＢＲＳ）を検知するためのセンサ装置（１０）が、所定の第１の境界値（Ｘ１）を下回るシートベルトの送り速度（ＢＲＳ）を検知するときに、電動巻き取り補助機構（４）を作動させ、
   前記センサ装置（１０）が、所定の第２の境界値（Ｘ２）を下回るシートベルトの送り速度（ＢＲＳ）を検知し、かつ、 前記電動巻き取り補助機構（４）の電流消費（ＩＭ）が、所定の境界値を超えるときに前記電動巻き取り補助機構（４）を停止することを特徴とする方法。
5. 前記シートベルトリトラクタのベルトシャフト（１）を巻き取り方向に付勢する引き込みばね（１２）の経年劣化状態を表すパラメータを検知するためのセンサ装置が設けられ、
   前記電動巻き取り補助機構（４）は、いくつかの異なる制御プロファイルに従って前記引き込みばね（１２）の経年劣化状態の関数として制御されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 周囲温度を検知するためのセンサ装置（１３）が設けられ、
   前記電動巻き取り補助機構（４）は、種々の制御プロファイルに従って前記周囲温度の関数として制御されることを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。

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