JP3957510B2

JP3957510B2 - Seat belt retractor

Info

Publication number: JP3957510B2
Application number: JP2002012313A
Authority: JP
Inventors: 智二松井; 康二田中; 寛雅丹治
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-01-22
Also published as: JP2003212090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータによりシートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シートベルト巻取装置において、スプリングによる巻取方式に加えて、モータによりシートベルトを巻き取る機能を有するものが用いられるようになってきている。その目的はいろいろあるが、特に重要なものは、衝突等の非常事態が予知された段階で、いち早くシートベルトを急速に巻取り、シートベルトの弛みを取って、乗員をシートに拘束し、実際に非常事態が発生したときに乗員の安全を確保することである。
【０００３】
このような目的のために、モータによるシートベルトの巻取は、急速に、かつ乗員をシートに拘束するのに十分な力で行う必要があり、モータは高トルクで高速回転するように設計されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなシートベルト巻取装置において、衝突等の非常事態の発生が予知されたが、実際には、非常事態が回避されたような場合、乗員がシートに拘束されている状態から解放してやる必要がある。そのため、モータをシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転させ、モータとスプールの連結を解除することが行われている。
【０００５】
従来は、モータの駆動回路を簡単にするために、モータをシートベルト巻取方向に回転させる回路と、シートベルト巻き取り方向と逆方向に回転させる回路を、同種の回路としていた。そのため、モータは回転方向によらず同一の速度とトルクで回転し、シートベルト巻き取り方向のモータの回転も、シートベルト巻き取り方向と逆方向のモータの回転も高速回転とされていた。
【０００６】
ところが、モータをシートベルト巻き取り方向と逆方向に高速で駆動すると、以下のような問題点が発生する。すなわち、シートベルト巻き取り装置に付属している通称ウェビングセンサと呼ばれるシートベルトロック機構が働く。ウェビングセンサは、衝突等の発生の際に、シートベルトが急速に引き出されようとすると、シートベルト巻取機構の回転を機械的にロックし、シートベルトが引き出せないようにすることにより、乗員の安全を確保するもので、シートベルト巻取装置が有する最も基本的な機構である。
【０００７】
モータとシートベルトが巻かれているスプールとが連結された状態で、モータがシートベルトを巻き取り方向と逆方向に回転しようとすると、このウェビングセンサが作動し、シートベルトの引き出しをロックするため、引き出しができなくなってしまう。このことにより安全が阻害されることはないが、一時的とはいえ乗員に不快感を与えるという問題点がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、非常事態の発生がなかった場合に、巻取装置に不必要なロック作用が発生することがないシートベルト巻取装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻取装置であって、衝突等の発生の際に、シートベルトが急速に引き出されようとすると、シートベルト巻取機構の回転を機械的にロックし、シートベルトが引き出せないようにすることにより、乗員の安全を確保するウェビングセンサを有し、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流を、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流よりも小さくして、前記ウェビングセンサが作動しない範囲としたことを特徴とするシートベルト巻取装置（請求項１）である。
【００１０】
本手段においては、シートベルトを巻き取るときは、モータには大きな電流を流し、高速、高トルクでシートベルトを巻き取る。そして、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときには、モータには小さな電流を流し、モータの回転速度とトルクを小さくする。この小さな電流は、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときに、ウェビングセンサが作動しない程度の速度でシートベルトが引き出されるような程度の電流とする。よって、ウェビングセンサが作動しないので、確実にシートベルトの引き出しを行うことができる。
【００１１】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値よりも大きくされていることを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１２】
本手段においては、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値よりも大きくされているので、同じ駆動電圧をかけたときに、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流を、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流よりも小さくすることができる。よって、簡単な回路により前記第１の手段を実現することができる。
【００１３】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比よりも小さくされていることを特徴とするシートベルト巻取装置（請求項３）である。
【００１４】
本手段は、モータをパルス駆動することにより回転速度を制御する方式のシートベルト巻取装置に適用されるものであり、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比よりも小さくされているので、シートベルト巻き取り方向と逆方向へのモータの回転を、シートベルト巻き取り方向へのモータの回転より遅くすることができる。よって、前記第１の手段の説明で述べたように、ウェビングセンサが働かないようにすることができ、確実にシートベルトの引き出しができる。なお、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動する場合のパルス電流のデューティー比は１００％であっても差し支えない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態であるシートベルト巻取装置に使用されるモータの制御回路を示す図である。モータＭは直流モータであり、４つのトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のオンオフにより、回転の向きと速度を制御されるようになっている。
【００１６】
トランジスタＴｒ１とＴｒ４がオンとなると、モータＭはシートベルト巻き取り方向に回転する。トランジスタＴｒ２とＴｒ３がオンとなると、モータＭはシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転する。モータＭの回転速度は、これらのトランジスタがオンとなっている時間の比率、即ちデューティ比で決定される。
【００１７】
衝突等の発生が予測される場合、駆動制御部から、モータＭをシートベルト巻き取り方向に回転させる指令が与えられる。この指令は図１（ｂ）に示すように、駆動制御部の出力Ａ，Ｄを同時にオンオフすることによって与えられる。図でパルスが立ち上がっている時間の間、トランジスタＴｒ１とＴｒ４がオンとなり、モータＭがシートベルト巻き取り方向に回転する。なお、この例ではトランジスタＴｒ１とＴｒ４を同時にオンオフしているが、例えばトランジスタＴｒ１をオンにしたままにしておいて、トランジスタＴｒ４をオンオフさせてもよい。
【００１８】
衝突等の発生の予想が解除された場合、駆動制御部から、モータＭをシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転させる指令が与えられる。この指令は図１（ｂ）に示すように、駆動制御部の出力Ｂ，Ｃを同時にオンオフすることによって与えられる。図でパルスが立ち上がっている時間の間、トランジスタＴｒ２とＴｒ３がオンとなり、モータＭがシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転する。なお、この例ではトランジスタＴｒ２とＴｒ３を同時にオンオフしているが、例えばトランジスタＴｒ２をオンにしたままにしておいて、トランジスタＴｒ３をオンオフさせてもよい。
【００１９】
図に示すように、出力パルスＡ，Ｄがオンとなっている時間は、出力パルスＢ，Ｃがオンとなっている時間より長くされている。すなわち、モータＭをシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転させるパルス電流のデューティー比は、シートベルト巻き取り方向に回転させるパルス電流のデューティー比よりも小さくされている。これにより、モータＭは、シートベルト巻き取り方向には高速で、シートベルト巻き取り方向と逆方向には低速で回転する。
【００２０】
図１（ａ）に示す制御回路において、出力Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをパルスでなく直流電流として与え、出力Ｂ，Ｃのレベルを出力Ａ，Ｂのレベルより小さくするようにしてもよい。このようにすると、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３を流れる電流を、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ４を流れる電流より小さくすることができ、これにより、モータＭは、シートベルト巻き取り方向には高速で、シートベルト巻き取り方向と逆方向には低速で回転する。すなわち、この場合は、各トランジスタをスイッチングトランジスタとしてではなく、電流制御用トランジスタとして使用している。
【００２１】
図２は、本発明の他の実施の形態であるシートベルト巻取装置に使用されるモータの制御回路を示す図である。この制御回路は、抵抗Ｒ１、Ｒ２が付属されている他は、図１（ａ）に示した回路と同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
この制御回路においては、駆動制御部からはパルス状の出力でなく、直流出力が与えられる。すなわち、モータＭをシートベルト巻き取り方向に回転させるときは出力Ａ，Ｄが正の電圧となり、モータＭをシートベルト巻き取り方向と逆方向に回転させるときは出力Ｂ，Ｃが正の電圧となる。
【００２３】
よって、各トランジスタは単なるスイッチングトランジスタとして働くが、モータＭをシートベルト巻き取り方向と逆方向に駆動する電流が流れる回路には、抵抗Ｒ１、Ｒ２が設けられているため、モータＭをシートベルト巻き取り方向と逆方向に駆動する電流は、巻き取り方向に駆動する電流よりも小さくなる。これにより、モータＭは、シートベルト巻き取り方向には高速で、シートベルト巻き取り方向と逆方向には低速で回転する。なお、この回路において、抵抗Ｒ１とＲ２の一方を省略することができることはいうまでもない。
【００２４】
以上述べたいずれの場合も、モータＭのシートベルト巻き取り方向と逆方向への回転速度が、ウェビングセンサが作動しない範囲にするように、モータＭに流れる電流値や、電流のデューティー比を調整するようにすればよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非常事態の発生がなかった場合に、巻取装置に不必要なロック作用が発生することがないシートベルト巻取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるシートベルト巻取装置に使用されるモータの制御回路を示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態であるシートベルト巻取装置に使用されるモータの制御回路を示す図である。
【符号の説明】
Ｍ…モータ
Ｔｒ１〜Ｔｒ２…トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２…抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seat belt winding device having a function of winding a seat belt with a motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the seat belt winding device, in addition to a winding method using a spring, a device having a function of winding a seat belt with a motor has been used. There are various purposes, but the most important one is that when an emergency such as a collision is predicted, the seat belt is quickly wound up quickly, the seat belt is loosened, and the occupant is restrained to the seat. It is to ensure the safety of passengers when an emergency occurs.
[0003]
For this purpose, the winding of the seat belt by the motor must be performed rapidly and with sufficient force to restrain the occupant to the seat, and the motor is designed to rotate at high speed with high torque. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a seat belt retractor, the occurrence of an emergency such as a collision is predicted, but in reality, when the emergency situation is avoided, it is necessary to release the occupant from being restrained by the seat. There is. Therefore, the motor is rotated in the direction opposite to the seat belt winding direction to release the connection between the motor and the spool.
[0005]
Conventionally, in order to simplify the motor drive circuit, a circuit for rotating the motor in the seat belt winding direction and a circuit for rotating the motor in the direction opposite to the seat belt winding direction have been the same type of circuit. Therefore, the motor rotates at the same speed and torque regardless of the rotation direction, and the rotation of the motor in the seat belt winding direction and the rotation of the motor in the direction opposite to the seat belt winding direction are high speed rotations.
[0006]
However, when the motor is driven at a high speed in the direction opposite to the seat belt winding direction, the following problems occur. That is, a seat belt locking mechanism called a so-called webbing sensor attached to the seat belt retractor operates. The webbing sensor mechanically locks the rotation of the seat belt retracting mechanism when the seat belt is about to be withdrawn rapidly in the event of a collision or the like, thereby preventing the seat belt from being withdrawn. This is to ensure safety and is the most basic mechanism of the seat belt retractor.
[0007]
When the motor and the spool around which the seat belt is wound are connected, if the motor tries to rotate the seat belt in the direction opposite to the take-up direction, this webbing sensor is activated to lock the seat belt drawer. , You can no longer pull out. Although this does not impede safety, there is a problem in that it causes discomfort to the passengers, albeit temporarily.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a seat belt winding device in which unnecessary locking action does not occur in the winding device when an emergency has not occurred. Let it be an issue.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above problem is a seat belt retractor having a function of winding the seat belt by a motor , and when the seat belt is about to be pulled out rapidly when a collision or the like occurs. , Has a webbing sensor that ensures the safety of passengers by mechanically locking the rotation of the seat belt retracting mechanism and preventing the seat belt from being pulled out, and drives the motor in the direction opposite to the seat belt retracting direction the current flowing to the motor when, in smaller than the current flowing to the motor when driving the motor in the seat belt winding direction, the seat belt retractor, characterized in that said webbing sensor has a range that does not operate (Claim 1).
[0010]
In this means, when the seat belt is wound, a large current is supplied to the motor, and the seat belt is wound at a high speed and a high torque. When the motor is driven in the direction opposite to the seat belt winding direction, a small current is supplied to the motor to reduce the rotational speed and torque of the motor. This small current is set to such a level that the seat belt is pulled out at such a speed that the webbing sensor does not operate when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt winding direction. Therefore, since the webbing sensor does not operate, the seat belt can be reliably pulled out.
[0011]
The second means for solving the above-mentioned problem is the first means, wherein the resistance value of the circuit of the current flowing through the motor when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt winding direction is It is characterized in that it is made larger than the resistance value of the circuit of the current flowing through the motor when the motor is driven in the winding direction (claim 2).
[0012]
In this means, when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt retracting direction, the resistance value of the current circuit flowing to the motor is equal to that of the current circuit flowing to the motor when the motor is driven in the seat belt retracting direction. Since the resistance value is larger than the resistance value, when the same driving voltage is applied, the motor is driven in the seat belt winding direction by the current flowing through the motor when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt winding direction. Sometimes it can be made smaller than the current flowing through the motor. Therefore, the first means can be realized by a simple circuit.
[0013]
The third means for solving the problem is the first means, wherein the duty ratio of the pulsed current that flows to the motor when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt winding direction is A seat belt retractor (Claim 3) characterized in that it is smaller than the duty ratio of a pulsed current flowing through the motor when the motor is driven in the belt retracting direction.
[0014]
This means is applied to a seat belt retractor that controls the rotational speed by driving the motor in pulses, and a pulse that flows to the motor when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt retracting direction. The duty ratio of the current in the form of a pulse is smaller than the duty ratio of the pulsed current that flows through the motor when the motor is driven in the direction of taking up the seat belt. The rotation can be slower than the rotation of the motor in the seat belt winding direction. Therefore, as described in the explanation of the first means , the webbing sensor can be prevented from working, and the seat belt can be pulled out reliably. The duty ratio of the pulse current when driving the motor in the seat belt winding direction may be 100%.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram illustrating a motor control circuit used in the seat belt retractor according to the embodiment of the present invention. The motor M is a direct current motor, and the direction and speed of rotation are controlled by turning on and off the four transistors Tr1 to Tr4.
[0016]
When the transistors Tr1 and Tr4 are turned on, the motor M rotates in the seat belt winding direction. When the transistors Tr2 and Tr3 are turned on, the motor M rotates in the direction opposite to the seat belt winding direction. The rotational speed of the motor M is determined by the ratio of the time that these transistors are on, that is, the duty ratio.
[0017]
When occurrence of a collision or the like is predicted, a command to rotate the motor M in the seat belt winding direction is given from the drive control unit. This command is given by simultaneously turning on and off the outputs A and D of the drive control unit as shown in FIG. In the figure, during the time when the pulse rises, the transistors Tr1 and Tr4 are turned on, and the motor M rotates in the seat belt winding direction. In this example, the transistors Tr1 and Tr4 are turned on and off at the same time. For example, the transistor Tr4 may be turned on and off while the transistor Tr1 is kept on.
[0018]
When the prediction of occurrence of a collision or the like is cancelled, a command to rotate the motor M in the direction opposite to the seat belt winding direction is given from the drive control unit. This command is given by simultaneously turning on and off the outputs B and C of the drive control unit as shown in FIG. In the figure, during the time when the pulse rises, the transistors Tr2 and Tr3 are turned on, and the motor M rotates in the direction opposite to the seat belt winding direction. In this example, the transistors Tr2 and Tr3 are turned on and off at the same time. For example, the transistor Tr3 may be turned on and off while the transistor Tr2 is kept on.
[0019]
As shown in the figure, the time during which the output pulses A and D are on is longer than the time during which the output pulses B and C are on. That is, the duty ratio of the pulse current that rotates the motor M in the direction opposite to the seat belt winding direction is smaller than the duty ratio of the pulse current that rotates in the seat belt winding direction. As a result, the motor M rotates at a high speed in the seat belt winding direction and at a low speed in the direction opposite to the seat belt winding direction.
[0020]
In the control circuit shown in FIG. 1A, the outputs A, B, C, and D may be given as direct currents instead of pulses, and the levels of the outputs B and C may be made smaller than the levels of the outputs A and B. In this way, the current flowing through the transistors Tr2 and Tr3 can be made smaller than the current flowing through the transistors Tr1 and Tr4, so that the motor M is fast in the seat belt winding direction and the seat belt winding direction. Rotate at low speed in the opposite direction. That is, in this case, each transistor is used not as a switching transistor but as a current control transistor.
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing a motor control circuit used in a seat belt retractor according to another embodiment of the present invention. Since this control circuit is the same as the circuit shown in FIG. 1A except that resistors R1 and R2 are attached, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0022]
In this control circuit, a direct current output is given from the drive control unit instead of a pulse output. That is, when the motor M is rotated in the seat belt winding direction, the outputs A and D are positive voltages, and when the motor M is rotated in the direction opposite to the seat belt winding direction, the outputs B and C are positive voltages. Become.
[0023]
Therefore, each transistor functions as a mere switching transistor, but since the circuit through which the current that drives the motor M in the direction opposite to the seat belt winding direction is provided with the resistors R1 and R2, the motor M is wound around the seat belt. The current driven in the direction opposite to the winding direction is smaller than the current driven in the winding direction. As a result, the motor M rotates at a high speed in the seat belt winding direction and at a low speed in the direction opposite to the seat belt winding direction. In this circuit, it goes without saying that one of the resistors R1 and R2 can be omitted.
[0024]
In any of the cases described above, the value of the current flowing through the motor M and the duty ratio of the current are adjusted so that the rotational speed of the motor M in the direction opposite to the seat belt winding direction is within the range where the webbing sensor does not operate. You just have to do it.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a seat belt winding device in which an unnecessary locking action does not occur in the winding device when an emergency does not occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a motor control circuit used in a seat belt retractor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a motor control circuit used in a seat belt retractor according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
M: Motor Tr1-Tr2 ... Transistors R1, R2 ... Resistance

Claims

モータによりシートベルトを巻き取る機能を有するシートベルト巻取装置であって、衝突等の発生の際に、シートベルトが急速に引き出されようとすると、シートベルト巻取機構の回転を機械的にロックし、シートベルトが引き出せないようにすることにより、乗員の安全を確保するウェビングセンサを有し、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流を、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流よりも小さくして、前記ウェビングセンサが作動しない範囲としたことを特徴とするシートベルト巻取装置。A seat belt retractor having a function of retracting a seat belt by a motor, and mechanically locks the rotation of the seat belt retracting mechanism when the seat belt is about to be pulled out rapidly in the event of a collision or the like. In addition, the seat belt retractor has a webbing sensor that ensures the safety of the passenger by preventing the seat belt from being pulled out, and the current that flows to the motor when the motor is driven in the direction opposite to the seat belt retracting direction. The seat belt retractor according to claim 1, wherein the webbing sensor is set in a range in which the current is made smaller than a current flowing through the motor when the motor is driven in the direction.

請求項１に記載のシートベルト巻取装置であって、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流す電流の回路の抵抗値よりも大きくされていることを特徴とするシートベルト巻取装置。 2. The seat belt retractor according to claim 1, wherein a resistance value of a circuit of a current flowing through the motor when driving the motor in a direction opposite to the seat belt retracting direction drives the motor in the seat belt retracting direction. A seat belt retractor characterized in that it is larger than the resistance value of the circuit of the current that flows to the motor when the motor is operated.

請求項１に記載のシートベルト巻取装置であって、シートベルト巻き取り方向と逆方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比が、シートベルト巻き取り方向にモータを駆動するときにモータに流すパルス状の電流のデューティー比よりも小さくされていることを特徴とするシートベルト巻取装置。 2. The seat belt retractor according to claim 1, wherein a duty ratio of a pulsed current flowing through the motor when the motor is driven in a direction opposite to the seat belt retracting direction is such that the motor is driven in the seat belt retracting direction. A seat belt retractor characterized in that it is smaller than a duty ratio of a pulsed current flowing through a motor when driving.