JP6627691B2 - Vehicle occupant restraint system - Google Patents

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Description

本発明は、車両用乗員拘束装置に関する。   The present invention relates to a vehicle occupant restraint system.

車両衝突前及び車両衝突時においてウエビング(シートベルト)の張力を高めることにより乗員の身体を拘束して、当該乗員の安全を図る車両用乗員拘束装置が近年の車両には装備されている。乗員を拘束する方式には種々の態様が存在するが、一例として、車両衝突が予測される際に、モータによりウエビングを巻取ることによりウエビングのたるみを除去した後、車両衝突時に火薬を用いたプリテンショナを作動させて乗員の身体をシートに拘束する方式が知られている。   2. Description of the Related Art Vehicle occupant restraint systems for securing the occupant's body by increasing the tension of the webbing (seat belt) before and during a vehicle collision to increase the safety of the occupant are equipped in recent vehicles. There are various modes of restraining the occupant, but as an example, when a vehicle collision is predicted, after removing the slack of the webbing by winding up the webbing with a motor, the explosive was used at the time of the vehicle collision. There is known a method in which a pretensioner is operated to restrain the occupant's body to a seat.

しかしながら、火薬式のプリテンショナはコストが嵩む上、一度作動すると再利用が望めないという難点があった。そこで、特許文献1では、車両衝突が予測される際のみならず、車両衝突時もモータによってウエビングを巻き取るシートベルトリトラクタの発明が開示されている。   However, the explosive pretensioner has the drawback that the cost increases and that once activated, it cannot be reused. Therefore, Patent Literature 1 discloses an invention of a seat belt retractor in which a webbing is wound by a motor not only when a vehicle collision is predicted but also at the time of a vehicle collision.

特開2006−327413号公報JP 2006-327413 A

しかしながら、特許文献1に開示されているシートベルトリトラクタの発明は、モータの電源に関して特に記載が認められない。引用文献1のシートベルトリトラクタの電源は、公称電圧が12Vの車載バッテリであると考えられるが、かかる電源ではモータの駆動力に限界があり、車両衝突時にウエビングを火薬式プリテンショナ並の高速で巻き取ることが困難という問題があった。   However, in the invention of the seat belt retractor disclosed in Patent Literature 1, no particular description is given regarding the power supply of the motor. The power supply of the seatbelt retractor of the cited document 1 is considered to be a vehicle-mounted battery with a nominal voltage of 12 V. However, such a power supply has a limitation in the driving force of a motor, and webbing is performed at a speed as high as an explosive pretensioner at the time of a vehicle collision. There was a problem that winding was difficult.

本発明は、上記事実を考慮し、車両衝突時にウエビング(シートベルト)を高速で巻き取る車両用乗員拘束装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a vehicle occupant restraint device that winds up a webbing (seat belt) at a high speed at the time of a vehicle collision in consideration of the above fact.

請求項1に記載の車両用乗員拘束装置は、供給された駆動力によりシートベルトを巻取り可能なシートベルトリトラクタと、モータの駆動力を蓄えると共に該蓄えた駆動力を消費しないように保持することが可能な駆動力保持部と、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、前記センサ群の検知結果に基づき、車両衝突のおそれがある場合に前記モータを駆動させると共に前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を蓄えて保持させる制御を行い、車両衝突時に前記駆動力保持部に蓄えられた駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行う制御部と、含んでいる。
Vehicle occupant restraint system according to claim 1 held so as not to consume the seat belt retractor capable of winding a seat belt by the supplied driving force, the driving force e accumulating with storing the driving force of the motor it and capable driving force holding unit, and fear and capable of detecting sensors a vehicle collision of a vehicle collision, on the basis of the sensor group detection results, the drive the motor with driving when there is a risk of a vehicle collision A control unit that controls the force holding unit to store and hold the driving force of the motor, and that controls the supply of the driving force stored in the driving force holding unit to the seat belt retractor in the event of a vehicle collision. .

請求項1に記載の車両用乗員拘束装置は、モータの駆動力を保持可能な駆動力保持部を備え、制御部は、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群により車両近くに障害物が存在して車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータを駆動させ、駆動力保持部にモータの駆動力を保持させる   The vehicle occupant restraint device according to claim 1, further comprising a driving force holding unit capable of holding a driving force of the motor, wherein the control unit is configured to disturb the vehicle near the vehicle by a sensor group capable of detecting a vehicle collision and a vehicle collision. When it is determined that there is a risk of vehicle collision due to the presence of an object, the motor is driven, and the driving force holding unit holds the driving force of the motor.

さらに、制御部は、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給する制御を行う。   Further, the control unit performs control for supplying the driving force stored in the driving force holding unit to the seat belt retractor at the time of a vehicle collision.

このように、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、シートベルトを巻き取ることが可能になる。   In this way, by supplying the driving force stored in the driving force holding unit to the seat belt retractor at the time of a vehicle collision, the seat belt can be wound up.

請求項2に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項1に記載の発明において、前記制御部は、前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を蓄えて保持させる制御を行った後、車両衝突のおそれがさらに高まった場合に前記モータの駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行い、前記シートベルトのたるみを除去させる。 According to a second aspect of the present invention, in the vehicle occupant restraint apparatus according to the first aspect, the control unit controls the driving force holding unit to store and hold the driving force of the motor. When the possibility of collision further increases, control is performed to supply the driving force of the motor to the seat belt retractor, and the slack of the seat belt is removed.

請求項2に記載の車両用乗員拘束装置は、車両衝突の直前にモータの駆動力によりシートベルトのたるみを除去することにより、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力でシートベルトを巻き取る際に乗員の身体をシートへ確実に拘束することが可能になる。   The vehicle occupant restraint device according to claim 2 removes the slack of the seatbelt by the driving force of the motor immediately before the vehicle collision, so that the seatbelt is driven by the driving force stored in the driving force holding unit at the time of the vehicle collision. When winding, the occupant's body can be reliably restrained to the seat.

請求項3に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記駆動力保持部は、フライホイールにより前記モータの駆動力を保持する。   According to a third aspect of the present invention, in the vehicle occupant restraint device according to the first or second aspect, the driving force holding unit holds a driving force of the motor by a flywheel.

請求項3に記載の車両用乗員拘束装置では、モータの駆動力をフライホイールを回転させる運動エネルギーとして蓄え、車両衝突時にフライホイールに蓄えられた運動エネルギーを用いてシートベルトを巻き取ることが可能になる。   In the vehicle occupant restraint device according to the third aspect, the driving force of the motor is stored as kinetic energy for rotating the flywheel, and the seat belt can be wound up using the kinetic energy stored in the flywheel at the time of a vehicle collision. become.

請求項4に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記駆動力保持部は、渦巻きばねにより前記モータの駆動力を保持する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle occupant restraint device according to the first or second aspect, the driving force holding unit holds the driving force of the motor by a spiral spring.

請求項4に記載の車両用乗員拘束装置は、モータの駆動力を渦巻きばねの弾性エネルギーとして蓄え、車両衝突時に渦巻きばねに蓄えられた弾性エネルギーを用いてシートベルトを巻き取ることが可能になる。   In the vehicle occupant restraint device according to the fourth aspect, the driving force of the motor is stored as elastic energy of the spiral spring, and the seat belt can be wound up using the elastic energy stored in the spiral spring at the time of a vehicle collision. .

請求項1に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突時に駆動力保持部に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、シートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。   According to the vehicle occupant restraint device of the first aspect, by supplying the driving force stored in the driving force holding unit to the seat belt retractor at the time of a vehicle collision, it becomes possible to wind up the seat belt at a high speed. This has the effect.

請求項2に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突の直前にモータの駆動力によりシートベルトのたるみを除去することにより、車両衝突時に乗員の身体をシートへ確実に拘束するという効果を奏する。   According to the vehicle occupant restraint system of the second aspect, the slack of the seat belt is removed by the driving force of the motor immediately before the vehicle collision, whereby the occupant's body is securely restrained to the seat at the time of the vehicle collision. To play.

請求項3に記載の車両用乗員拘束装置によれば、両衝突時にフライホイールに蓄えられた運動エネルギーを用いてシートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。   According to the vehicle occupant restraint device of the third aspect, it is possible to wind the seat belt at a high speed using the kinetic energy stored in the flywheel at the time of both collisions.

請求項4に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両衝突時に渦巻きばねに蓄えられた弾性エネルギーを用いてシートベルトを高速で巻き取ることが可能になるという効果を奏する。   According to the vehicle occupant restraint device of the fourth aspect, there is an effect that it becomes possible to wind up the seat belt at high speed by using the elastic energy stored in the spiral spring at the time of a vehicle collision.

本発明の第1の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の概略構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle occupant restraint device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の回路の一例を示したブロック図である。It is a block diagram showing an example of a circuit of a vehicle occupant restraint system concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の駆動力保持機構の構成の一例を示した概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a driving force holding mechanism of the vehicle occupant restraint device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置のシートベルトリトラクタ制御回路の処理の一例を示したフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a process of a seat belt retractor control circuit of the vehicle occupant restraint device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の駆動力保持機構の構成の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the structure of the driving force holding mechanism of the vehicle occupant restraint apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

[第1の実施の形態]
以下、図1〜図3を用いて、第1の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置10について説明する。図1において実線は電力が通電される電力線であり、破線は制御信号が通電される信号線である。図1に示されるように、車両用乗員拘束装置10は、シートベルト(ウエビング)で乗員を拘束する装置である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a vehicle occupant restraint system 10 according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a solid line is a power line through which power is supplied, and a broken line is a signal line through which a control signal is supplied. As shown in FIG. 1, the vehicle occupant restraint device 10 is a device that restrains an occupant with a seat belt (webbing).

車両用乗員拘束装置10は、シートベルトリトラクタ20 、ウエビング30、シートベルトリトラクタ制御回路40、シートベルトリトラクタ駆動回路50、車載のバッテリ(二次電池)80及び車両ECU(Electronic Control Unit)82を含む。   The vehicle occupant restraint system 10 includes a seat belt retractor 20, a webbing 30, a seat belt retractor control circuit 40, a seat belt retractor drive circuit 50, a vehicle-mounted battery (secondary battery) 80, and a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 82. .

図1に示される如く、ウエビング30の一端部30A側は、シート14又は車室床部に固定されたロワアンカー32に連結されている。ウエビング30の他端部30B側はシートベルトリトラクタ20により巻き取り可能に構成され、シートベルトリトラクタ20から引き出されたウエビング30は、ショルダアンカー34に挿通される。   As shown in FIG. 1, one end 30A of the webbing 30 is connected to a seat 14 or a lower anchor 32 fixed to the floor of the passenger compartment. The other end 30 </ b> B side of the webbing 30 is configured to be rollable by the seat belt retractor 20, and the webbing 30 pulled out from the seat belt retractor 20 is inserted into the shoulder anchor 34.

ウエビング30のショルダアンカー34とロワアンカー32との間には、シートベルトタングプレート36が設けられている。シートベルトタングプレート36は、シート14のシートクッション14Aの車幅方向内側に設けられたシートベルトバックル38に着脱可能となっている。   A seat belt tongue plate 36 is provided between the shoulder anchor 34 and the lower anchor 32 of the webbing 30. The seat belt tongue plate 36 is detachable from a seat belt buckle 38 provided inside the seat cushion 14A of the seat 14 in the vehicle width direction.

図1に示したように、シートベルトリトラクタ20から引き出されたウエビング30がショルダアンカー34を介して乗員12の左肩から左胸部、右腹部及び右前腰部上に配設され、かつシートベルトタングプレート36がシートベルトバックル38に係合されることにより、ウエビング30は乗員12の身体をシート14に保持する。   As shown in FIG. 1, the webbing 30 pulled out from the seat belt retractor 20 is disposed from the left shoulder of the occupant 12 to the left chest, right abdomen and right front waist via the shoulder anchor 34, and the seat belt tongue plate 36 is provided. Is engaged with the seat belt buckle 38 so that the webbing 30 holds the occupant 12 on the seat 14.

バッテリ80は、車両のエンジン始動及び車両の電装品の電源として用いられる二次電池であり、一例として公称電圧が12Vの鉛蓄電池である。   The battery 80 is a secondary battery used as a power source for starting the engine of the vehicle and for electric components of the vehicle, and is a lead storage battery having a nominal voltage of 12 V as an example.

車両ECU82は、車両のエンジン、電装品、その他の装備品を制御する制御装置であり、演算処理装置であるプロセッサ及び記憶装置等によって構成されている。本実施の形態の説明では、車両ECU82には車両衝突を検知するセンサ群(図示せず)が接続され、センサ群によって車両衝突のおそれが検知されて車両の自動ブレーキが作動した場合にはシートベルトリトラクタ20のモータを駆動させてウエビング30のたるみを除去する。さらに、車両衝突時(車両衝突が検知された場合)には、後述する駆動力保持機構に保持された駆動力によりウエビング30を迅速に巻き取るようにする。   The vehicle ECU 82 is a control device that controls the engine, electrical components, and other accessories of the vehicle, and includes a processor that is an arithmetic processing device, a storage device, and the like. In the description of the present embodiment, a sensor group (not shown) for detecting a vehicle collision is connected to vehicle ECU 82, and when the possibility of a vehicle collision is detected by the sensor group and the automatic brake of the vehicle is operated, the seat is set. The motor of the belt retractor 20 is driven to remove the slack of the webbing 30. Further, at the time of a vehicle collision (when a vehicle collision is detected), the webbing 30 is rapidly wound by the driving force held by the driving force holding mechanism described later.

車両ECU82に接続されているセンサ群は、一例として、ミリ波レーダー、レーザーレーダー、ステレオカメラ及び加速度センサ等のセンサを含む。本実施の形態では、センサ群は、ミリ波レーダー、レーザーレーダー及びステレオカメラの少なくともいずれか1以上と、加速度センサと、を含んで構成される。   The sensor group connected to the vehicle ECU 82 includes, for example, sensors such as a millimeter wave radar, a laser radar, a stereo camera, and an acceleration sensor. In the present embodiment, the sensor group includes at least one of a millimeter wave radar, a laser radar, and a stereo camera, and an acceleration sensor.

ミリ波レーダーは、前方の障害物までの距離を検出する前方ミリ波レーダー、前側方の障害物までの距離を検出する前側方ミリ波レーダー、後方の障害物までの距離を検出する後方ミリ波レーダー、後側方の障害物までの距離を検出する後側方ミリ波レーダーを含む。   Millimeter wave radar is a forward millimeter wave radar that detects the distance to the obstacle in front, a front side millimeter wave radar that detects the distance to the front side obstacle, and a rear millimeter wave that detects the distance to the rear obstacle Radar, including rear-side millimeter-wave radar that detects the distance to rear-side obstacles.

前方ミリ波レーダーは、例えば、車両のフロントグリル中央付近に設けられ、前側方ミリ波レーダーは、バンパ内の車幅方向両端付近等に設けられ、それぞれ車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。また、後方ミリ波レーダー及び後側方ミリ波レーダーは、車両のリアバンパー等に設けられ、それぞれ車両後方や後側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。   The front millimeter wave radar is provided, for example, near the center of the front grill of the vehicle, and the front side millimeter wave radar is provided near the both ends in the vehicle width direction in the bumper, and emits millimeter waves to the front and the front side of the vehicle, respectively. Thus, the radio wave reflected from the object is received, and the distance to the object, the relative speed to the own vehicle, and the like are measured based on the propagation time, the frequency difference generated by the Doppler effect, and the like. Also, the rear millimeter wave radar and the rear side millimeter wave radar are provided on the rear bumper of the vehicle and receive the radio wave reflected from the target by emitting the millimeter wave to the rear and the rear side of the vehicle, respectively. The distance to the object, the relative speed to the own vehicle, and the like are measured based on the propagation time, the frequency difference caused by the Doppler effect, and the like.

レーザーレーダーは、ミリ波よりも波長が短いレーザー光を車両前方に照射して障害物を検出する装置であり、ミリ波レーダーでは検出しにくい非金属の物体を比較的容易に検出できる。レーザーレーダーから発信されたレーザー光は、障害物で反射されると、波長及び位相が変化するので、車両ECU82は、かかる変化に基づいて障害物の有無及び障害物までの距離を算出する。   A laser radar is a device that irradiates a laser beam having a shorter wavelength than a millimeter wave to the front of a vehicle to detect an obstacle, and can relatively easily detect a nonmetallic object that is difficult to detect with a millimeter wave radar. When the laser light transmitted from the laser radar is reflected by an obstacle, the wavelength and the phase change. Therefore, the vehicle ECU 82 calculates the presence or absence of the obstacle and the distance to the obstacle based on the change.

ステレオカメラは、例えば、フロントウインドシールドガラス上方の中央付近車室内に設けられ、車両前方を撮影して、周辺障害物を検出すると共に、障害物までの距離を測定する。   The stereo camera is provided, for example, in the vehicle interior near the center above the front windshield glass, photographs the front of the vehicle, detects peripheral obstacles, and measures the distance to the obstacles.

加速度センサは、車両用バンパ、左右のフロントサイドメンバ、ラジエータサポート及び車室床部の予め定めた位置に設けられ、衝突対象の車両用バンパへの衝突によって発生する加速度を検出するセンサである。   The acceleration sensor is a sensor that is provided at a predetermined position on the vehicle bumper, the left and right front side members, the radiator support, and the vehicle floor, and detects acceleration generated by a collision with the collision target vehicle bumper.

車両ECU82は、ミリ波レーダー、レーザーレーダー及びステレオカメラの検出結果を取得して衝突予測を行う。衝突予測については既知の各種技術を適用することができるので、詳細な説明を省略する。   The vehicle ECU 82 obtains the detection results of the millimeter-wave radar, the laser radar, and the stereo camera and performs collision prediction. Various known techniques can be applied to the collision prediction, and a detailed description thereof will be omitted.

シートベルトリトラクタ駆動回路50は、シートベルトリトラクタ20のモータに印加する電圧を生成する回路であり、後述するように、FET(電界効果トランジスタ)等のスイッチング素子で構成されたHブリッジ回路を含んでいる。シートベルトリトラクタ駆動回路50のHブリッジ回路を構成するスイッチング素子は、シートベルトリトラクタ制御回路40によって制御される。   The seat belt retractor drive circuit 50 is a circuit that generates a voltage to be applied to the motor of the seat belt retractor 20, and includes an H-bridge circuit including a switching element such as an FET (field effect transistor), as described later. I have. The switching elements constituting the H-bridge circuit of the seat belt retractor drive circuit 50 are controlled by the seat belt retractor control circuit 40.

シートベルトリトラクタ制御回路40は、いわゆるマイクロコンピュータであり、前述のシートベルトリトラクタ駆動回路50のスイッチング素子を制御すると共に、後述するように車両ECU82からの指令に基づいて、シートベルトリトラクタ20内の駆動力保持機構を制御する。   The seat belt retractor control circuit 40 is a so-called microcomputer, which controls the switching elements of the above-described seat belt retractor drive circuit 50 and drives the seat belt retractor 20 based on a command from the vehicle ECU 82 as described later. Control the force retention mechanism.

図2は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置10の回路の一例を示したブロック図である。シートベルトリトラクタ制御回路40は、車両ECU82からの指令に基づいて、シートベルトリトラクタ駆動回路50を制御する。シートベルトリトラクタ駆動回路50は、各々がN型FETであるFET52A、52B、52C、52Dで構成されたHブリッジ回路であり、FET52Aのソース(S)とFET52Cのドレイン(D)とが接続されると共に、FET52BのソースとFET52Dのドレインとが接続されている。また、FET52A、52Bの各々のドレインは逆流防止ダイオード66を介して車載のバッテリ80の正極に接続され、FET52C、52Dの各々のソースは、後述する電流検出部70を介して接地されている。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit of the vehicle occupant restraint device 10 according to the present embodiment. The seat belt retractor control circuit 40 controls the seat belt retractor drive circuit 50 based on a command from the vehicle ECU 82. The seat belt retractor drive circuit 50 is an H-bridge circuit composed of FETs 52A, 52B, 52C, and 52D, each of which is an N-type FET. The source (S) of the FET 52A is connected to the drain (D) of the FET 52C. At the same time, the source of the FET 52B and the drain of the FET 52D are connected. The drains of the FETs 52A and 52B are connected to the positive electrode of a vehicle-mounted battery 80 via a backflow prevention diode 66, and the sources of the FETs 52C and 52D are grounded via a current detection unit 70 described later.

シートベルトリトラクタ駆動回路50を構成するN型FETの各々は、ゲート(G)に正電荷の電圧が印加されるとドレインとソースとの間が通電可能な状態(オン状態)になるスイッチとして機能する。本実施の形態では、シートベルトリトラクタ20のモータ22がウエビング30をスプール24に巻き取る際には、シートベルトリトラクタ制御回路40から正電荷の制御信号をFET52A及びFET52Dの各々のゲートに出力することにより、FET52A及びFET52Dをオン状態にして、モータ22を正回転させる。本実施の形態では、モータ22は正回転させることを主眼としているが、FET52B及びFET52Cをオン状態にすることにより、モータ22を逆回転させることができる。   Each of the N-type FETs included in the seat belt retractor drive circuit 50 functions as a switch in which a current can flow between the drain and the source (ON state) when a positive charge voltage is applied to the gate (G). I do. In the present embodiment, when the motor 22 of the seat belt retractor 20 winds the webbing 30 around the spool 24, a positive charge control signal is output from the seat belt retractor control circuit 40 to each gate of the FET 52A and the FET 52D. Thereby, the FET 52A and the FET 52D are turned on, and the motor 22 is rotated forward. In the present embodiment, the main purpose is to rotate the motor 22 forward, but by turning on the FET 52B and the FET 52C, the motor 22 can be rotated in the reverse direction.

モータ22を正回転させる際に、シートベルトリトラクタ駆動回路50のFET52A及びFET52Dのいずれか一方を断続的にオンオフさせることにより、パルス状の電圧を生成してモータ22に印加するPWM(パルス幅変調)を行う。前述のように、N型FETは、ゲートに正電荷の制御信号が印加されるとオン状態になるので、シートベルトリトラクタ制御回路40は、断続的にオンオフを繰り返すパルス状の制御信号をFET52A及びFET52Dのいずれか一方のゲートに出力することにより、上述のPWMによる電圧生成をシートベルトリトラクタ駆動回路50に実行させる。   When the motor 22 is rotated forward, one of the FETs 52A and 52D of the seat belt retractor drive circuit 50 is turned on and off intermittently to generate a pulse-like voltage and apply PWM (pulse width modulation) to the motor 22. )I do. As described above, the N-type FET is turned on when a control signal of a positive charge is applied to the gate. Therefore, the seat belt retractor control circuit 40 outputs a pulse-shaped control signal that repeats on and off intermittently to the FET 52A and the FET 52A. The output to one of the gates of the FET 52D causes the seat belt retractor drive circuit 50 to execute the above-described PWM voltage generation.

モータ22に印加する電圧をパルス状にすることにより、モータ22に印加する電圧の実効電圧値を制御する。モータ22に印加する電圧を制御しない場合、モータ22のコイルの電流値(以下、「モータ電流」と略記)が定格電流値を超えてしまい、モータ22が焼損するおそれがあるが、モータ22に印加する電圧をPWMで生成することにより、実効電圧値を抑制してモータ22が焼損することを防止しつつ、モータ22を高速で回転させることが可能となる。   By making the voltage applied to the motor 22 into a pulse shape, the effective voltage value of the voltage applied to the motor 22 is controlled. If the voltage applied to the motor 22 is not controlled, the current value of the coil of the motor 22 (hereinafter abbreviated as “motor current”) exceeds the rated current value, and the motor 22 may be burned. By generating the applied voltage by PWM, it is possible to rotate the motor 22 at high speed while suppressing the effective voltage value to prevent the motor 22 from burning out.

電流検出部70は、抵抗値が0.2mΩ〜数Ω程度のシャント抵抗70Aの両端の電位差をアンプ70Bで増幅してシャント抵抗70Aの電流に比例する電圧値を信号として出力する。シートベルトリトラクタ制御回路40は、電流検出部70から出力された信号に基づいてモータ電流を算出する。算出したモータ電流がモータ22の定格電流値を超えるおそれがある場合に、シートベルトリトラクタ制御回路40は、FET52A及びFET52Dのいずれか一方が断続的にオン状態になる時間を短くする制御信号を出力する。かかる制御信号により、シートベルトリトラクタ駆動回路50は、PWMで生成する電圧のパルス幅を小さくして、モータ22に印加する電圧の実効電圧値を低下させるので、モータ電流が定格電流値を超えることを防止できる。   The current detection unit 70 amplifies a potential difference between both ends of the shunt resistor 70A having a resistance value of about 0.2 mΩ to several Ω with an amplifier 70B and outputs a voltage value proportional to the current of the shunt resistor 70A as a signal. The seat belt retractor control circuit 40 calculates a motor current based on a signal output from the current detection unit 70. When there is a possibility that the calculated motor current may exceed the rated current value of the motor 22, the seat belt retractor control circuit 40 outputs a control signal for shortening the time during which one of the FET 52A and the FET 52D is turned on intermittently. I do. With such a control signal, the seat belt retractor drive circuit 50 reduces the pulse width of the voltage generated by the PWM to reduce the effective voltage value of the voltage applied to the motor 22, so that the motor current exceeds the rated current value. Can be prevented.

モータ22は、直流で駆動されるブラシ付きDCモータであり、コイルの一端はシートベルトリトラクタ駆動回路50を構成するFET52AのソースとFET52Cのドレインとに各々接続され、コイルの他端はシートベルトリトラクタ駆動回路50を構成するFET52BのソースとFET52Dのドレインとに各々接続されている。   The motor 22 is a brushed DC motor driven by a direct current. One end of a coil is connected to the source of the FET 52A and the drain of the FET 52C constituting the seat belt retractor drive circuit 50, and the other end of the coil is connected to the seat belt retractor. The source of the FET 52B and the drain of the FET 52D that constitute the drive circuit 50 are connected to each other.

モータ22の出力軸92はシートベルトリトラクタ20のスプール24に駆動力保持機構90を介して接続されており、モータ22が正回転すると、ウエビング30がスプール24に巻き取られる。   The output shaft 92 of the motor 22 is connected to the spool 24 of the seat belt retractor 20 via a driving force holding mechanism 90. When the motor 22 rotates forward, the webbing 30 is wound around the spool 24.

駆動力保持機構90は、本実施の形態ではフライホイールによってモータ22の駆動力を保持する装置である。車両衝突の危険がある場合に、モータ22の駆動力をフライホイールに保持し、車両衝突時にはフライホイールに蓄えた駆動力を開放してスプール24を高速回転させる。   In the present embodiment, the driving force holding mechanism 90 is a device that holds the driving force of the motor 22 by a flywheel. When there is a risk of a vehicle collision, the driving force of the motor 22 is held on the flywheel, and at the time of a vehicle collision, the driving force stored in the flywheel is released to rotate the spool 24 at high speed.

駆動力保持機構90は、図2に示したように、出力軸92の駆動力をフライホイールの回転速度に応じて変速しながらフライホイールに伝達する変速機構94、変速機構94の変速を行うための変速機構制御装置96、内部にフライホイールを収めたフライホイールユニット98及びギアトレーン100を含んでいる。また、駆動力保持機構90は、変速機構94とフライホイールユニット98との間の駆動力の伝達及び遮断をする第1電磁クラッチ102と、フライホイールユニット98とギアトレーン100との間の駆動力の伝達及び遮断をする第2電磁クラッチ104と、出力軸92における変速機構94とギアトレーン100との間の駆動力の伝達及び遮断をする第3電磁クラッチ106と、を含んでいる。   As shown in FIG. 2, the driving force holding mechanism 90 transmits the driving force of the output shaft 92 to the flywheel while changing the driving force according to the rotation speed of the flywheel, and the transmission mechanism 94 performs a speed change. , A flywheel unit 98 containing a flywheel therein, and a gear train 100. Further, the driving force holding mechanism 90 includes a first electromagnetic clutch 102 for transmitting and interrupting a driving force between the transmission mechanism 94 and the flywheel unit 98, and a driving force between the flywheel unit 98 and the gear train 100. And a third electromagnetic clutch 106 for transmitting and interrupting a driving force between the transmission mechanism 94 and the gear train 100 on the output shaft 92.

変速機構制御装置96、第1電磁クラッチ102、第2電磁クラッチ104及び第3電磁クラッチ106の各々は、シートベルトリトラクタ制御回路40によって制御される。   Each of the transmission mechanism control device 96, the first electromagnetic clutch 102, the second electromagnetic clutch 104, and the third electromagnetic clutch 106 is controlled by the seat belt retractor control circuit 40.

図3は、駆動力保持機構90の構成の一例を示した概略図である。変速機構94は、一例としてCVT(Continuously Variable Transmission)であり、出力軸92に設けられた第1プーリー94Aと、フライホイール回転軸110に設けられた第2プーリー94Bとを含み、第1プーリー94Aと第2プーリー94Bとの間にはベルト94Cが架け渡されている。第1プーリー94Aは第1アクチュエータ96Aにより、第2プーリー94Bは第2アクチュエータ96Bにより、各々の直径が変更可能で、第1アクチュエータ96A及び第2アクチュエータ96Bは、変速機構制御装置96を介してシートベルトリトラクタ制御回路40によって制御される。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the driving force holding mechanism 90. The transmission mechanism 94 is, for example, a CVT (Continuously Variable Transmission), and includes a first pulley 94A provided on the output shaft 92 and a second pulley 94B provided on the flywheel rotating shaft 110, and the first pulley 94A A belt 94C is stretched between the first pulley 94B and the second pulley 94B. The first pulley 94A can be changed in diameter by a first actuator 96A, and the second pulley 94B can be changed in diameter by a second actuator 96B. The first actuator 96A and the second actuator 96B are seated through a transmission mechanism control device 96. It is controlled by the belt retractor control circuit 40.

また、フライホイール回転軸110の端部付近には回転センサ108が設けられている。回転センサ108は、一例としてMRセンサ等の磁気センサであり、フライホイール回転軸110の端部に設けられたセンサマグネット108Aのフライホイール回転軸110の回転に応じて変化する磁界を検出する。シートベルトリトラクタ制御回路40は、回転センサ108が検出したセンサマグネット108Aの磁界の変化からフライホイール回転軸110の回転速度を算出する。   A rotation sensor 108 is provided near the end of the flywheel rotation shaft 110. The rotation sensor 108 is, for example, a magnetic sensor such as an MR sensor, and detects a magnetic field that changes according to the rotation of the flywheel rotation shaft 110 of the sensor magnet 108A provided at the end of the flywheel rotation shaft 110. The seat belt retractor control circuit 40 calculates the rotation speed of the flywheel rotation shaft 110 from a change in the magnetic field of the sensor magnet 108A detected by the rotation sensor 108.

本実施の形態のバッテリ80の電力で駆動されるモータ22では、火薬式プリテンショナのような強力な駆動力は困難なので、車両衝突の前にモータ22の駆動力をフライホイールユニット98内のフライホイール98Aに蓄え、車両衝突時にはフライホイール98Aに蓄えられた運動エネルギーを開放することで、スプール24を高速回転させてウエビング30を迅速に巻き取る。   In the motor 22 driven by the electric power of the battery 80 of the present embodiment, since a strong driving force such as an explosive pretensioner is difficult, the driving force of the motor 22 is reduced before the vehicle collision by the flywheel in the flywheel unit 98. By storing the kinetic energy stored in the wheel 98A and releasing the kinetic energy stored in the flywheel 98A in the event of a vehicle collision, the spool 24 is rotated at a high speed to rapidly wind the webbing 30.

フライホイール98Aに運動エネルギーを蓄える場合も、モータ22の駆動力に限界があるので、本実施の形態では変速機構94を介してフライホイール98Aにモータ22の駆動力を伝達している。例えば、モータ22が回転を始めた場合、第1プーリー94Aの直径を最小に、第2プーリー94Bの直径を最大にして、変速機構94のギア比を最小にしてモータ22の負荷を軽減する。回転センサ108で検出したフライホイール回転軸110の回転速度が高くなるに従って、第1プーリー94Aの直径を拡大すると共に、第2プーリー94Bの直径を縮小し、変速機構94のギア比を上げて、フライホイール98Aが高速で回転するようにする。フライホイール98Aに蓄えられる運動エネルギーは、フライホイール98Aの回転速度が高ければ高いほど大きくなるので、変速機構94により、モータ22の負荷を軽減させながら、フライホイール98Aが高速で回転するようにしている。   Even when the kinetic energy is stored in the flywheel 98A, the driving force of the motor 22 is limited. Therefore, in the present embodiment, the driving force of the motor 22 is transmitted to the flywheel 98A via the transmission mechanism 94. For example, when the motor 22 starts rotating, the diameter of the first pulley 94A is minimized, the diameter of the second pulley 94B is maximized, and the gear ratio of the transmission mechanism 94 is minimized to reduce the load on the motor 22. As the rotation speed of the flywheel rotation shaft 110 detected by the rotation sensor 108 increases, the diameter of the first pulley 94A increases, the diameter of the second pulley 94B decreases, and the gear ratio of the transmission mechanism 94 increases. The flywheel 98A rotates at a high speed. The kinetic energy stored in the flywheel 98A increases as the rotation speed of the flywheel 98A increases, so that the flywheel 98A rotates at a high speed by the transmission mechanism 94 while reducing the load on the motor 22. I have.

本実施の形態で変速機構94は無段階変速が可能なCVTとしたが、多段スプロケットとチェーン、又は遊星歯車機構で構成された有段階の変速機構を用いてもよい。   In this embodiment, the speed change mechanism 94 is a CVT capable of stepless speed change. However, a stepped speed change mechanism including a multi-stage sprocket and a chain, or a planetary gear mechanism may be used.

駆動力の伝達及び遮断は、第1電磁クラッチ102、第3電磁クラッチ104及び第4電磁クラッチ106の各々を制御することによって実行される。具体的には、以下の様に第1電磁クラッチ102、第2電磁クラッチ104及び第3電磁クラッチ106の各々が制御される。   Transmission and cutoff of the driving force are executed by controlling each of the first electromagnetic clutch 102, the third electromagnetic clutch 104, and the fourth electromagnetic clutch 106. Specifically, each of the first electromagnetic clutch 102, the second electromagnetic clutch 104, and the third electromagnetic clutch 106 is controlled as described below.

車両衝突の危険がある場合にフライホイール98Aに運動エネルギーを蓄えるには、第1電磁クラッチ102を接続し、第2電磁クラッチ104及び第3電磁クラッチ106の各々を切断する。その結果、モータ22の駆動力は上述の変速機構94を介してフライホイール98Aに伝達される。   To store kinetic energy in the flywheel 98A when there is a risk of a vehicle collision, the first electromagnetic clutch 102 is connected, and each of the second electromagnetic clutch 104 and the third electromagnetic clutch 106 is disconnected. As a result, the driving force of the motor 22 is transmitted to the flywheel 98A via the above-described transmission mechanism 94.

車両衝突の危険がさらに高まり車両の自動ブレーキが作動した場合には、ウエビング30のたるみを除去するために第3電磁クラッチ106を接続し、第1電磁クラッチ102及び第2電磁クラッチ104の各々を切断する。その結果、モータ22の駆動力はスプール24に伝達される。   When the danger of a vehicle collision is further increased and the automatic braking of the vehicle is activated, the third electromagnetic clutch 106 is connected to remove the slack of the webbing 30, and each of the first electromagnetic clutch 102 and the second electromagnetic clutch 104 is connected. Disconnect. As a result, the driving force of the motor 22 is transmitted to the spool 24.

車両衝突時には、第2電磁クラッチ104を接続し、第1電磁クラッチ102及び第3電磁クラッチ106の各々を切断する。その結果、フライホイール98Aに蓄えられた運動エネルギーはギアトレーン100を介してスプール24に伝達され、ウエビング30を高速で巻き取る。   At the time of a vehicle collision, the second electromagnetic clutch 104 is connected, and each of the first electromagnetic clutch 102 and the third electromagnetic clutch 106 is disconnected. As a result, the kinetic energy stored in the flywheel 98A is transmitted to the spool 24 via the gear train 100, and winds the webbing 30 at high speed.

次に本実施の形態の作用について説明する。図4は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置10のシートベルトリトラクタ制御回路40の処理の一例を示したフローチャートである。ステップ400では、車両衝突を検知するセンサ群の検知結果に基づいて車両衝突のおそれがあるか否かを判定する。車両衝突のおそれがある場合は、一例として、ミリ波レーダー等により車両から所定の距離内に物体を検知した場合である。ステップ400で肯定判定の場合には、手順をステップ402に移行させ、ステップ400で否定判定の場合にはセンサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。   Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a process of the seat belt retractor control circuit 40 of the vehicle occupant restraint device 10 according to the present embodiment. In step 400, it is determined whether there is a possibility of a vehicle collision based on the detection result of the sensor group that detects the vehicle collision. The case where there is a possibility of a vehicle collision is, for example, a case where an object is detected within a predetermined distance from the vehicle by a millimeter wave radar or the like. In the case of an affirmative determination in step 400, the procedure proceeds to step 402, and in the case of a negative determination in step 400, detection of a fear of a vehicle collision by the sensor group is continued.

ステップ402では、フライホイール98Aにモータ22の駆動力を伝達してフライホイール98Aに運動エネルギーを蓄える。具体的には、バッテリ80の電力をシートベルトリトラクタ20のモータ22に供給するようにシートベルトリトラクタ駆動回路50を制御すると共に、上述のように変速機構94及び第1電磁クラッチ102等を制御する。フライホイール98Aに十分な運動エネルギーを蓄えるには、モータ22を高速で回転させることが望ましいが、モータが過負荷になるおそれがある。シートベルトリトラクタ制御回路40は、電流検出部70で検知したモータ電流がモータ22の定格電流値を超えるおそれがある場合には、PWMでシートベルトリトラクタ駆動回路50に生成する電圧のパルス幅を小さくして、モータ22に印加する電圧の実効電圧値を低下させる。   In step 402, the driving force of the motor 22 is transmitted to the flywheel 98A to store kinetic energy in the flywheel 98A. Specifically, the seat belt retractor drive circuit 50 is controlled so as to supply the electric power of the battery 80 to the motor 22 of the seat belt retractor 20, and the transmission mechanism 94 and the first electromagnetic clutch 102 are controlled as described above. . To store sufficient kinetic energy in the flywheel 98A, it is desirable to rotate the motor 22 at high speed, but the motor may be overloaded. If the motor current detected by the current detection unit 70 may exceed the rated current value of the motor 22, the seat belt retractor control circuit 40 reduces the pulse width of the voltage generated in the seat belt retractor drive circuit 50 by PWM. Then, the effective voltage value of the voltage applied to the motor 22 is reduced.

また、シートベルトリトラクタ制御回路40は、第2電磁クラッチ104及び第3電磁クラッチ106の各々を切断し、第1電磁クラッチ102を接続して回転するモータ22の駆動力をフライホイール98Aに伝達すると共に、回転センサ108によって検出したフライホイール回転軸110の回転速度に応じて変速機構94のギア比を制御してフライホイール98Aに運動エネルギーを蓄える。   Further, the seat belt retractor control circuit 40 disconnects each of the second electromagnetic clutch 104 and the third electromagnetic clutch 106, connects the first electromagnetic clutch 102, and transmits the driving force of the motor 22 rotating to the flywheel 98A. At the same time, the kinetic energy is stored in the flywheel 98A by controlling the gear ratio of the transmission mechanism 94 according to the rotation speed of the flywheel rotation shaft 110 detected by the rotation sensor 108.

ステップ404では、車両衝突のおそれがさらに高まり車両の自動ブレーキが作動したか否かを判定する。車両の自動ブレーキが作動する場合は、車両によって異なるが、前述の所定の距離よりも短い距離内に障害物が存在することをセンサ群が検知した車両衝突直前の場合である。ステップ404で肯定判定の場合には手順をステップ406に移行させ、ステップ404で否定判定の場合には手順をステップ400に戻し、センサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。   In step 404, it is determined whether the possibility of a vehicle collision has further increased and the automatic braking of the vehicle has been activated. The case where the automatic braking of the vehicle is activated is a case immediately before the vehicle collision in which the sensor group detects that an obstacle exists within a shorter distance than the above-mentioned predetermined distance, depending on the vehicle. If an affirmative determination is made in step 404, the procedure proceeds to step 406. If a negative determination is made in step 404, the procedure returns to step 400, and the sensor group continues to detect the possibility of a vehicle collision.

ステップ406では、ウエビング30巻き取るためにバッテリ80の電力をシートベルトリトラクタ20のモータ22に供給するようにシートベルトリトラクタ駆動回路50を制御する。シートベルトリトラクタ制御回路40は、モータ22をウエビング30のたるみを取るのに至適な回転速度で回転させるための電圧をシートベルトリトラクタ駆動回路50が生成するように、PWMの制御信号をシートベルトリトラクタ駆動回路50に出力する。   In step 406, the seat belt retractor drive circuit 50 is controlled so that the electric power of the battery 80 is supplied to the motor 22 of the seat belt retractor 20 to wind up the webbing 30. The seat belt retractor control circuit 40 outputs a PWM control signal to the seat belt retractor drive circuit 50 so that the seat belt retractor drive circuit 50 generates a voltage for rotating the motor 22 at an optimum rotation speed for removing the slack of the webbing 30. Output to the retractor drive circuit 50.

また、シートベルトリトラクタ制御回路40は、第1電磁クラッチ102及び第2電磁クラッチ104の各々を切断し、第3電磁クラッチ106を接続してモータ22の駆動力をスプール24に伝達する。   Further, the seat belt retractor control circuit 40 disconnects each of the first electromagnetic clutch 102 and the second electromagnetic clutch 104, connects the third electromagnetic clutch 106, and transmits the driving force of the motor 22 to the spool 24.

ステップ408では、車両衝突を検知するセンサ群の検知結果に基づいて車両ECU82が車両衝突を検知したか否かを判定する。ステップ408で肯定判定の場合には、ステップ410でフライホイール98Aの運動エネルギーを開放してスプール24を高速で回転させる。具体的には、第1電磁クラッチ102及び第3電磁クラッチ106の各々を切断し、第2電磁クラッチ104を接続して、フライホイール98Aに蓄えられた運動エネルギーをギアトレーン100を介してスプール24に伝達する。   In step 408, it is determined whether the vehicle ECU 82 has detected the vehicle collision based on the detection result of the sensor group that detects the vehicle collision. If an affirmative determination is made in step 408, the kinetic energy of the flywheel 98A is released in step 410 to rotate the spool 24 at high speed. Specifically, each of the first electromagnetic clutch 102 and the third electromagnetic clutch 106 is disconnected, the second electromagnetic clutch 104 is connected, and the kinetic energy stored in the flywheel 98A is transferred to the spool 24 via the gear train 100. To communicate.

ステップ410でフライホイール98Aの運動エネルギーを開放した後は、処理を終了する。   After releasing the kinetic energy of the flywheel 98A in step 410, the process ends.

ステップ408で否定判定の場合、例えば、車両衝突を検知せず、かつセンサ群が障害物を検出しなくなった場合には、ステップ412でウエビング30の巻き取りを停止する。ステップ412でウエビング30の巻き取りを停止した後は、手順をステップ400に戻し、センサ群による車両衝突のおそれの検知を継続する。   In the case of a negative determination in step 408, for example, when the vehicle collision is not detected and the sensor group does not detect any obstacle, the winding of the webbing 30 is stopped in step 412. After stopping the winding of the webbing 30 in step 412, the procedure returns to step 400, and the detection of the possibility of a vehicle collision by the sensor group is continued.

以上説明したように、本実施の形態によれば、車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータ22を駆動させ、フライホイール98Aにモータ22の駆動力を蓄え、車両衝突時にフライホイール98Aに蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタに供給することにより、火薬式プリテンショナ並の高速でウエビング30を巻き取ることが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, when it is determined that there is a possibility of a vehicle collision, the motor 22 is driven, the driving force of the motor 22 is stored in the flywheel 98A, and the flywheel 98A is driven during the vehicle collision. By supplying the driving force stored in the seat belt retractor, the webbing 30 can be wound up at a speed as high as an explosive pretensioner.

さらに本実施の形態では、車両衝突の直前にモータ22の駆動力によりウエビング30のたるみを除去することにより、車両衝突時にフライホイール98Aに蓄えられた駆動力でウエビング30を巻き取る際に乗員の身体をシート14へ確実に拘束することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the slack of the webbing 30 is removed by the driving force of the motor 22 immediately before the vehicle collision, so that when the webbing 30 is wound up by the driving force stored in the flywheel 98A at the time of the vehicle collision, the occupant cannot take up the vehicle. The body can be reliably restrained on the seat 14.

[第2の実施の形態]
続いて、図5を用いて本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、駆動力保持機構190が、第1の実施の形態の駆動力保持機構90と相違するものの、他の構成は第1の実施の形態と同じなので、当該他の構成についての詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, although the driving force holding mechanism 190 is different from the driving force holding mechanism 90 of the first embodiment, the other configuration is the same as that of the first embodiment. Detailed description is omitted.

第1の実施の形態はモータ22の駆動力をフライホイール98Aを回転させる運動エネルギーとして蓄えたが、本実施の形態では、渦巻きばね、いわゆるゼンマイにモータ22の駆動力を弾性エネルギーとして蓄える。   In the first embodiment, the driving force of the motor 22 is stored as kinetic energy for rotating the flywheel 98A. However, in the present embodiment, the driving force of the motor 22 is stored as elastic energy in a spiral spring, a so-called mainspring.

本実施の形態の駆動力保持機構190は、図5に示したように、出力軸92の駆動力を渦巻きばね200に伝達する第1ギアトレーン192、内部に渦巻きばね200を収めたケース198及び第2ギアトレーン202を含んでいる。渦巻きばね200の一端200Aは渦巻きばね回転軸210に固定され、渦巻きばね200の他端200Bは、ケース198の内壁に固定されている。   As shown in FIG. 5, the driving force holding mechanism 190 of the present embodiment includes a first gear train 192 for transmitting the driving force of the output shaft 92 to the spiral spring 200, a case 198 containing the spiral spring 200 therein, and A second gear train 202 is included. One end 200A of the spiral spring 200 is fixed to the spiral spring rotation shaft 210, and the other end 200B of the spiral spring 200 is fixed to the inner wall of the case 198.

また、駆動力保持機構190は、第1ギアトレーン192と渦巻きばね200との間の駆動力の伝達及び遮断をする第1電磁クラッチ204と、渦巻きばね200と第2ギアトレーン202との間の駆動力の伝達及び遮断をする第2電磁クラッチ206と、出力軸92における第1ギアトレーン192と第2ギアトレーン202との間の駆動力の伝達及び遮断をする第3電磁クラッチ208と、を含んでいる。   In addition, the driving force holding mechanism 190 includes a first electromagnetic clutch 204 that transmits and cuts off a driving force between the first gear train 192 and the spiral spring 200, and a driving force holding mechanism 190 between the spiral spring 200 and the second gear train 202. A second electromagnetic clutch 206 for transmitting and interrupting the driving force, and a third electromagnetic clutch 208 for transmitting and interrupting the driving force between the first gear train 192 and the second gear train 202 on the output shaft 92. Contains.

第1電磁クラッチ204、第2電磁クラッチ206及び第3電磁クラッチ208の各々は、シートベルトリトラクタ制御回路40によって制御される。   Each of the first electromagnetic clutch 204, the second electromagnetic clutch 206, and the third electromagnetic clutch 208 is controlled by the seat belt retractor control circuit 40.

本実施の形態では、モータ22により出力軸92が矢印Aの方向に回転すると、第1ギアトレーン192により、渦巻きばね回転軸210は矢印Bの方向に回転し、渦巻きばね200に弾性エネルギーを蓄える。また、渦巻きばね回転軸210の第1電磁クラッチ204と第2電磁クラッチ206との間には電磁ブレーキ等を用いた制動機構214が設けられている。後述するように、本実施の形態では、渦巻きばね200に弾性エネルギーを蓄えた後、モータ22でウエビング30のたるみを取るために、第1電磁クラッチ204及び第2電磁クラッチ206を切断するが、かかる場合に、制動機構214によって渦巻きばね回転軸210を制動しないと、渦巻きばね200に蓄えられた弾性エネルギーが意に反して開放されてしまうからである。制動機構214は、シートベルトリトラクタ制御回路40によって制御される。   In the present embodiment, when the output shaft 92 rotates in the direction of arrow A by the motor 22, the spiral spring rotation shaft 210 rotates in the direction of arrow B by the first gear train 192, and stores elastic energy in the spiral spring 200. . A braking mechanism 214 using an electromagnetic brake or the like is provided between the first electromagnetic clutch 204 and the second electromagnetic clutch 206 of the spiral spring rotation shaft 210. As described later, in the present embodiment, after the elastic energy is stored in the spiral spring 200, the first electromagnetic clutch 204 and the second electromagnetic clutch 206 are disconnected to remove the slack of the webbing 30 with the motor 22. In such a case, if the spiral spring rotating shaft 210 is not braked by the braking mechanism 214, the elastic energy stored in the spiral spring 200 is released unexpectedly. The braking mechanism 214 is controlled by the seat belt retractor control circuit 40.

本実施の形態では、車両衝突の危険がある場合に渦巻きばね200に弾性エネルギーを蓄える。かかる場合には、第1電磁クラッチ204を接続し、第2電磁クラッチ206及び第3電磁クラッチ208の各々を切断する。その結果、モータ22の駆動力は上述の第1ギアトレーン192を介して渦巻きばね200に伝達される。   In the present embodiment, when there is a risk of a vehicle collision, elastic energy is stored in the spiral spring 200. In such a case, the first electromagnetic clutch 204 is connected, and each of the second electromagnetic clutch 206 and the third electromagnetic clutch 208 is disconnected. As a result, the driving force of the motor 22 is transmitted to the spiral spring 200 via the first gear train 192 described above.

車両衝突の危険がさらに高まり車両の自動ブレーキが作動した場合には、ウエビング30のたるみを除去するために第3電磁クラッチ208を接続し、第1電磁クラッチ204及び第2電磁クラッチ206の各々を切断する。その結果、モータ22の駆動力はスプール24に伝達される。同時に、制動機構214をオンにして渦巻きばね200に蓄えられた弾性エネルギーが開放されることを防止する。   When the danger of a vehicle collision further increases and the automatic braking of the vehicle is activated, the third electromagnetic clutch 208 is connected to remove the slack of the webbing 30, and each of the first electromagnetic clutch 204 and the second electromagnetic clutch 206 is connected. Disconnect. As a result, the driving force of the motor 22 is transmitted to the spool 24. At the same time, the braking mechanism 214 is turned on to prevent the elastic energy stored in the spiral spring 200 from being released.

車両衝突時には、第2電磁クラッチ206を接続すると共に制動機構214をオフにし、第1電磁クラッチ204及び第3電磁クラッチ208の各々を切断する。その結果、渦巻きばね200に蓄えられた弾性エネルギーにより渦巻きばね回転軸210は矢印C方向に回転し、当該回転は第2ギアトレーン202を介して出力軸92に伝達され、出力軸92を矢印D方向に回転させる。そして、出力軸92の回転によりスプール24はウエビング30を高速で巻き取る。   At the time of a vehicle collision, the second electromagnetic clutch 206 is connected, the braking mechanism 214 is turned off, and each of the first electromagnetic clutch 204 and the third electromagnetic clutch 208 is disconnected. As a result, the spiral spring rotation shaft 210 rotates in the direction of arrow C due to the elastic energy stored in the spiral spring 200, and the rotation is transmitted to the output shaft 92 via the second gear train 202, and the output shaft 92 is moved in the direction of arrow D. Rotate in the direction. Then, the spool 24 takes up the webbing 30 at a high speed by the rotation of the output shaft 92.

以上説明したように、本実施の形態によれば、車両衝突のおそれがあると判断される場合にモータ22を駆動させ、渦巻きばね200にモータ22の駆動力を蓄え、車両衝突時に渦巻きばね200に蓄えられた駆動力をシートベルトリトラクタ20に供給することにより、火薬式プリテンショナ並の高速でウエビング30を巻き取ることが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, when it is determined that there is a possibility of a vehicle collision, the motor 22 is driven, the driving force of the motor 22 is stored in the spiral spring 200, and the spiral spring 200 By supplying the driving force stored in the seat belt retractor 20, the webbing 30 can be wound up at a speed as high as that of an explosive pretensioner.

さらに本実施の形態では、車両衝突の直前にモータ22の駆動力によりウエビング30のたるみを除去することにより、車両衝突時に渦巻きばね200に蓄えられた駆動力でウエビング30を巻き取る際に乗員12の身体をシート14へ確実に拘束することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the slack of the webbing 30 is removed by the driving force of the motor 22 immediately before the vehicle collision, so that when the webbing 30 is wound up by the driving force stored in the spiral spring 200 at the time of the vehicle collision, the occupant 12 Can be securely restrained to the seat 14.

10 車両用乗員拘束装置
12 乗員
14 シート
20 シートベルトリトラクタ
22 モータ
24 スプール
30 ウエビング
40 シートベルトリトラクタ制御回路(制御部)
50 シートベルトリトラクタ駆動回路
80 バッテリ
82 車両ECU(制御部)
90 駆動力保持機構(駆動力保持部)
98 フライホイールユニット(駆動力保持部)
98A フライホイール(駆動力保持部)
190 駆動力保持機構(駆動力保持部)
200 渦巻きばね(駆動力保持部)
Reference Signs List 10 vehicle occupant restraint device 12 occupant 14 seat 20 seat belt retractor 22 motor 24 spool 30 webbing 40 seat belt retractor control circuit (control unit)
50 seat belt retractor drive circuit 80 battery 82 vehicle ECU (control unit)
90 Driving force holding mechanism (Driving force holding unit)
98 Flywheel unit (driving force holding unit)
98A flywheel (driving force holding part)
190 Driving force holding mechanism (Driving force holding unit)
200 Spiral spring (drive force holding part)

Claims (4)

供給された駆動力によりシートベルトを巻取り可能なシートベルトリトラクタと、
モータの駆動力を蓄えると共に該蓄えた駆動力を消費しないように保持することが可能な駆動力保持部と、
車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、
前記センサ群の検知結果に基づき、車両衝突のおそれがある場合に前記モータを駆動させると共に前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を蓄えて保持させる制御を行い、車両衝突時に前記駆動力保持部に蓄えられた駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行う制御部と、
を含む車両用乗員拘束装置。
A seat belt retractor that can wind up the seat belt by the supplied driving force,
A driving force holding unit that can store the driving force of the motor and hold the stored driving force so as not to consume the driving force ;
A sensor group capable of detecting a vehicle collision and a vehicle collision,
Based on the detection result of the sensor group, when there is a possibility of a vehicle collision, control is performed to drive the motor and to store and hold the driving force of the motor in the driving force holding unit, and to maintain the driving force at the time of a vehicle collision. A control unit that controls supply of the driving force stored in the unit to the seat belt retractor;
An occupant restraint system for a vehicle, including:
前記制御部は、前記駆動力保持部に前記モータの駆動力を蓄えて保持させる制御を行った後、車両衝突のおそれがさらに高まった場合に前記モータの駆動力を前記シートベルトリトラクタに供給する制御を行い、前記シートベルトのたるみを除去させる請求項1に記載の車両用乗員拘束装置。 The control unit controls the driving force holding unit to store and hold the driving force of the motor, and then supplies the driving force of the motor to the seat belt retractor when the risk of a vehicle collision further increases. The vehicle occupant restraint device according to claim 1, wherein the control is performed to remove the slack of the seat belt. 前記駆動力保持部は、フライホイールにより前記モータの駆動力を保持する請求項1又は2に記載の車両用乗員拘束装置。   The vehicle occupant restraint device according to claim 1, wherein the driving force holding unit holds a driving force of the motor by a flywheel. 前記駆動力保持部は、渦巻きばねにより前記モータの駆動力を保持する請求項1又は2に記載の車両用乗員拘束装置。
The vehicle occupant restraint device according to claim 1, wherein the driving force holding unit holds the driving force of the motor by a spiral spring.
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