JP5538497B2 - シートベルト装置 - Google Patents
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Description
この発明は、シートベルト装置に関する。
従来、例えば、車両の衝突発生の可能性が高くなる緊急時に電流フィードバック制御によってモータをベルトの巻き取り方向に回転させ、衝突が回避された場合に最大許容電流での電流フィードバック制御によってモータをベルトの引き出し方向に回転させてベルトを無負荷状態にするシートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、上記従来技術に係るシートベルト装置によれば、衝突の可能性の高低などにかかわりなくモータに対する電流フィードバック制御によってベルトの巻き取りを制御するだけである。これにより、所望の静粛性および快適性を確保することができずに乗員に違和感を与えてしまう虞がある。
例えば、衝突の可能性が無い状態などにおいてベルトの弛みを除去する場合などにおいては、衝突の可能性が高い場合に比べて緩やかなベルトの巻き取りが許容される。
このような場合において、電流フィードバック制御を実行するだけでは、モータとベルトとの間の動力伝達機構の個体差などに起因して、モータの回転数が所望の静粛性を確保するために必要とされる上限の回転数を超えてしまう場合がある。
このような場合において、電流フィードバック制御を実行するだけでは、モータとベルトとの間の動力伝達機構の個体差などに起因して、モータの回転数が所望の静粛性を確保するために必要とされる上限の回転数を超えてしまう場合がある。
また、例えば、電源の状態などに応じてモータに印加される電圧が変動すると、モータの回転数が安定せずに変動することによって、所望の静粛性を確保することができなくなるとともに、ベルトの巻き取りが不安定になる。例えば、供給電力の低下によってベルトの巻き取りが不十分となったり、供給電力の増大によって不必要に大きな張力が作用するなどによって、所望の快適性を確保することができなくなる。
また、衝突の可能性の高低などにかかわりなくモータに対して常に単一の制御（例えば、電流フィードバック制御など）を適用するだけでは、処理装置の処理能力を、衝突の可能性の高低などの各種の状況に応じて優先度合いが変更される他の処理との間で効率よく配分することはできない。これにより、処理装置の処理負荷を適切に低減することはできないという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望の安全性を確保しつつ、制御の柔軟性を増大させることで、処理負荷を低減させるとともに、所望の静粛性および快適性を確保することが可能なシートベルト装置を提供することを目的としている。
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１の発明に係るシートベルト装置は、車両の乗員を拘束するためのウェビング（例えば、実施の形態でのウェビング５）が巻回されるベルトリール（例えば、実施の形態でのベルトリール１０）と、前記ベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、実施の形態でのモータ１３）と、前記モータの回転角を検出する回転角検出手段（例えば、実施の形態での回転角センサ３２）と、前記モータに通電される電流を検出する電流検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ３３）と、前記モータに通電される電流を制御する制御手段（例えば、実施の形態でのモータ制御部４２）と、前記車両と前記車両の外部の物体との衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かを判定する衝突予測手段（例えば、実施の形態での衝突予測部４１）と、を備え、前記制御手段は、前記衝突予測手段によって前記衝突発生の可能性が前記所定値以上であると判定された場合には、前記回転角検出手段の検出結果を無視し、かつ前記電流検出手段の検出結果に基づく電流フィードバック制御によって前記モータに通電される電流を目標電流に追従させる第１制御を実行し、前記衝突予測手段によって前記衝突発生の可能性が前記所定値以上であると判定された場合以外には、前記回転角検出手段の検出結果に基づく回転角フィードバック制御によって前記モータの回転角を目標回転角に追従させ、かつ前記電流検出手段の検出結果に基づき、前記モータに通電される電流を所定電流範囲内に規制する第２制御を実行する。
さらに、本発明の第２の発明に係るシートベルト装置は、前記モータに電力を供給する電力供給手段（例えば、実施の形態での電源２２）と、前記電力供給手段の供給電力（例えば、実施の形態での電源電圧）を検出する電力検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ３４）と、を備え、前記制御手段は、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が所定電力未満である場合には、前記電流フィードバック制御を実行せずに、前記回転角フィードバック制御を実行する。
さらに、本発明の第３の発明に係るシートベルト装置では、前記制御手段は、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力以上である場合に前記第１制御および前記第２制御を実行し、前記電流フィードバック制御および前記回転角フィードバック制御の実行に先立って前記モータに初期電力を供給する初期制御を実行し、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力未満である場合の前記初期電力を、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力以上である場合の前記初期電力よりも大きくする。
さらに、本発明の第４の発明に係るシートベルト装置は、前記モータと前記ベルトリールとの間に介装され、前記モータの一方向の回転を契機として前記モータと前記ベルトリールとを接続状態にし、前記モータの逆方向の回転を契機として前記モータと前記ベルトリールとを遮断状態にする断接手段（例えば、実施の形態でのクラッチ１１）を備え、前記制御手段は、前記モータを逆方向に回転させる際に、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力未満である場合には、前記回転角検出手段の検出結果に基づき、前記ウェビングの引き出し量が所定引き出し量以上に到達した場合に、前記逆方向の回転を停止させる。
本発明の第１の発明に係るシートベルト装置によれば、回転角フィードバック制御によってモータの回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。これにより、例えば、モータとウェビングとの間の動力伝達機構の個体差やモータに印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
さらに、回転角フィードバック制御に対して、モータに通電される電流を規制する制御を組み合わせることによって、回転角検出手段の異常時などであってもモータに過大な電流が通電されることを防止することができる。この場合には、モータを駆動させる制御の実行に加えて、回転角検出手段の異常の有無の診断にも制御手段の処理能力を配分することができる。
さらに、回転角フィードバック制御に対して、モータに通電される電流を規制する制御を組み合わせることによって、回転角検出手段の異常時などであってもモータに過大な電流が通電されることを防止することができる。この場合には、モータを駆動させる制御の実行に加えて、回転角検出手段の異常の有無の診断にも制御手段の処理能力を配分することができる。
また、電流フィードバック制御の実行時には、回転角検出手段の検出結果を無視することによって、モータに過大な電流が通電されることを防止しつつ、回転角検出手段の診断に要する処理負荷を削減することができる。これにより、制御手段の処理能力を緊急性が高い事象の有無（例えば、衝突発生の可能性が所定値以上である事象の有無など）の監視などの他の処理に配分することができる。
したがって、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合には第１制御を実行することによって、過大な電流が通電されることを防止しつつ、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かを適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
一方、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合以外には第２制御を実行することによって、所望の静粛性および快適性を確保しつつ、回転角検出手段の異常の有無を適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
これらにより、各監視結果に応じた適切なモータの制御を行なうことができる。
一方、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合以外には第２制御を実行することによって、所望の静粛性および快適性を確保しつつ、回転角検出手段の異常の有無を適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
これらにより、各監視結果に応じた適切なモータの制御を行なうことができる。
本発明の第２の発明に係るシートベルト装置によれば、供給電力が所定電力未満であっても、ウェビングを適切に制御することができ、乗員に違和感を与えること無しに所望の安全性を確保することができる。
例えば、供給電力の不足に起因して電流フィードバック制御ではモータの回転状態を安定させることが困難な状態であっても、回転角フィードバック制御によってモータの回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。
これにより、例えば、モータとウェビングとの間の動力伝達機構の個体差やモータに印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
例えば、供給電力の不足に起因して電流フィードバック制御ではモータの回転状態を安定させることが困難な状態であっても、回転角フィードバック制御によってモータの回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。
これにより、例えば、モータとウェビングとの間の動力伝達機構の個体差やモータに印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
本発明の第３の発明に係るシートベルト装置によれば、電流フィードバック制御または回転角フィードバック制御の実行開始に先立って、モータ１３に初期電力を供給することにより、各フィードバック制御の実行開始に伴ってウェビングの巻き取りが唐突に開始されることを防止することができる。これにより、ウェビングの巻き取りが乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
さらに、例えば、電力供給手段から出力される電圧が所定電圧未満である場合にモータに通電される電流を、電力供給手段から出力される電圧が所定電圧以上である場合にモータに通電される電流よりも大きくすることによって、電圧の低下を電流の増大によって補うようにして、所望の初期電力を確保することができる。
さらに、例えば、電力供給手段から出力される電圧が所定電圧未満である場合にモータに通電される電流を、電力供給手段から出力される電圧が所定電圧以上である場合にモータに通電される電流よりも大きくすることによって、電圧の低下を電流の増大によって補うようにして、所望の初期電力を確保することができる。
本発明の第４の発明に係るシートベルト装置によれば、供給電力が所定電力未満であっても、モータが過剰に逆方向に回転することを防止しつつ、モータとベルトリールとを接続状態から遮断状態へと的確に切り替えることができる。
例えば、供給電力の不足に起因して、モータとウェビングとの間の動力伝達機構の個体差やモータに印加される電圧の変動などによって、モータの回転状態を安定させることが困難な状態であっても、ウェビングの引き出し量に応じてモータの逆方向の回転を適切なタイミングで停止させることができる。
例えば、供給電力の不足に起因して、モータとウェビングとの間の動力伝達機構の個体差やモータに印加される電圧の変動などによって、モータの回転状態を安定させることが困難な状態であっても、ウェビングの引き出し量に応じてモータの逆方向の回転を適切なタイミングで停止させることができる。
以下、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるシートベルト装置１は、例えば図１に示すように、車両のシート２に着座する乗員３を拘束可能な所謂三点式のシートベルト装置であり、センタピラー（図示略）に取付けられたリトラクタ４からウェビング５が略鉛直方向上方に引き出されている。
そして、ウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。
そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７との間にはタングプレート８が挿通されており、このタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
そして、ウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。
そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７との間にはタングプレート８が挿通されており、このタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
ウェビング５は、初期状態（例えば、未装着状態）ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３によってベルトリール１０から引き出されて、タングプレート８がバックル９に装着固定されることにより、乗員３の身体（例えば、胸部および腰部など）をシート２に対して拘束する。
このシートベルト装置１では、例えば緊急時や車両挙動の変化時などにおいて、ベルトリール１０に回転力を付与するモータ１３の駆動力などによってウェビング５の巻き取りが行なわれる。
このシートベルト装置１では、例えば緊急時や車両挙動の変化時などにおいて、ベルトリール１０に回転力を付与するモータ１３の駆動力などによってウェビング５の巻き取りが行なわれる。
リトラクタ４では、例えば図２に示すように、ウェビング５が巻回されたベルトリール１０がリトラクタフレーム（図示略）に回転可能に支持され、ベルトリール１０の軸１０ａがリトラクタフレームの一端側から外部に向かい突出している。
ベルトリール１０の軸１０ａは、動力断接用のクラッチ１１およびギヤ機構（図示略）を具備する動力伝達機構１２を介してモータ１３の回転軸１３ａに連動可能に接続されている。
ベルトリール１０の軸１０ａは、動力断接用のクラッチ１１およびギヤ機構（図示略）を具備する動力伝達機構１２を介してモータ１３の回転軸１３ａに連動可能に接続されている。
動力伝達機構１２内のクラッチ１１は、モータ１３の回転状態に応じて、モータ１３とベルトリール１０との接続を遮断可能である。
リトラクタ４には、ベルトリール１０をウェビング５の巻き取り方向に付勢する巻き取りばね（図示略）が設けられ、ベルトリール１０とモータ１３がクラッチ１１によって切り離された状態において、巻き取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。
リトラクタ４には、ベルトリール１０をウェビング５の巻き取り方向に付勢する巻き取りばね（図示略）が設けられ、ベルトリール１０とモータ１３がクラッチ１１によって切り離された状態において、巻き取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。
なお、クラッチ１１は、モータ１３の正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１２を接続状態にし、モータ１３の逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１２を遮断状態にする。
また、リトラクタ４は、例えば車両に所定値を超える減速度が作用した場合などに、ウェビング５の送り出しを機械的にロックする緊急ロック機構１４を備えている。
また、リトラクタ４は、例えば車両に所定値を超える減速度が作用した場合などに、ウェビング５の送り出しを機械的にロックする緊急ロック機構１４を備えている。
さらに、シートベルト装置１は、例えば、モータ駆動部２１と、電源２２と、制御装置２３と、バックルスイッチ３１と、回転角センサ３２と、電流センサ３３と、電圧センサ３４と、車両状態センサ３５と、レーダ装置３６と、を備えている。
なお、バックルスイッチ３１は、例えば、タングプレート８がバックル９に装着固定されている場合にＯＮ信号を出力し、タングプレート８がバックル９から離脱している場合にＯＦＦ信号を出力する。
回転角センサ３２は、例えば、ベルトリール１０の回転位置（つまり、回転角度）の検出信号を出力する。
電流センサ３３は、例えば、モータ１３に通電される電流の検出信号を出力する。
電圧センサ３４は、例えば、電源２２から出力される電源電圧の検出信号を出力する。
車両状態センサ３５は、例えば、速度センサとヨーレートセンサと加速度センサとブレーキスイッチとなどを備え、車両の各種状態に係る検出信号を出力する。
レーダ装置３６は、例えば、車両の外界に設定した検出対象領域に向けて発信した電磁波の発信信号と、この発信信号が物体によって反射されることで生じた反射波の反射信号と、に基づく検知信号（例えば、レーダ装置から物体までの距離に係る検知信号など）を出力する。
回転角センサ３２は、例えば、ベルトリール１０の回転位置（つまり、回転角度）の検出信号を出力する。
電流センサ３３は、例えば、モータ１３に通電される電流の検出信号を出力する。
電圧センサ３４は、例えば、電源２２から出力される電源電圧の検出信号を出力する。
車両状態センサ３５は、例えば、速度センサとヨーレートセンサと加速度センサとブレーキスイッチとなどを備え、車両の各種状態に係る検出信号を出力する。
レーダ装置３６は、例えば、車両の外界に設定した検出対象領域に向けて発信した電磁波の発信信号と、この発信信号が物体によって反射されることで生じた反射波の反射信号と、に基づく検知信号（例えば、レーダ装置から物体までの距離に係る検知信号など）を出力する。
モータ駆動部２１は、例えば、ブリッジ接続されたスイッチング素子などを備え、制御装置２３から出力される制御信号に応じて、電源２２からモータ１３に通電される電流の通電量および通電方向を制御する。
ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子回路により構成される制御装置２３は、例えば、衝突予測部４１と、モータ制御部４２と、を備えて構成されている。
衝突予測部４１は、例えば、車両状態センサ３５およびレーダ装置３６から出力される信号に基づき、車両と車両の外部の物体との衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かを判定する。そして、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定した場合には、衝突回避あるいは衝突時の衝撃軽減などに必要とされる所定動作の実行を指示するプリクラッシュ要求を出力する。
衝突予測部４１は、例えば、車両の周辺に存在する物体（他車両など）までの距離が所定距離未満となった場合と、車両の周辺に存在する物体に対する相対的な接近速度が所定速度以上になった場合と、車両に所定加速度以上の各種の加速度が発生した場合と、などの各々あるいは適宜の組み合わせに基づいて、車両と車両の外部の物体との衝突発生の可能性が所定値以上であると判定する。
モータ制御部４２は、例えば、モータ１３に通電される電流を制御する制御信号を出力する。
モータ制御部４２は、例えば、衝突予測部４１によって衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合には、回転角センサ３２の検出信号を無視し、かつ電流センサ３３の検出信号に基づく電流フィードバック制御によってモータ１３に通電される電流を目標電流に追従させる第１制御を実行する。
モータ制御部４２は、例えば、衝突予測部４１によって衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合以外には、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させる。さらに、電流センサ３３の検出信号に基づき、回転角センサ３２の異常の有無を診断しつつモータ１３に通電される電流を所定電流範囲内に規制する第２制御を実行する。
モータ制御部４２は、例えば、電流センサ３３によって所定電流範囲を超える電流が検出された場合には、回転角センサ３２の異常であると判定して、モータ１３に通電される電流を所定電流範囲内に規制する。
モータ制御部４２は、例えば、電流センサ３３によって所定電流範囲を超える電流が検出された場合には、回転角センサ３２の異常であると判定して、モータ１３に通電される電流を所定電流範囲内に規制する。
モータ制御部４２は、例えば、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧以上である場合に第１制御および第２制御を実行する。
モータ制御部４２は、例えば、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧未満である場合には、電流フィードバック制御を実行せずに、回転角フィードバック制御を実行する。
モータ制御部４２は、例えば、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧未満である場合には、電流フィードバック制御を実行せずに、回転角フィードバック制御を実行する。
モータ制御部４２は、例えば、電流フィードバック制御および回転角フィードバック制御の実行に先立って、固定デューティ制御によってモータ１３に初期電力を供給する初期制御を実行する。
なお、固定デューティ制御は、例えば、モータ駆動部２１のスイッチング素子をパルス幅変調などによってオン／オフ駆動する際のオン／オフの比率に応じたデューティを所定値に固定して、一定の電流でモータ１３に通電を行なう制御である。
モータ制御部４２は、例えば、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧未満である場合の初期電力を、電源電圧が所定電圧以上である場合の初期電力よりも大きくする。
なお、固定デューティ制御は、例えば、モータ駆動部２１のスイッチング素子をパルス幅変調などによってオン／オフ駆動する際のオン／オフの比率に応じたデューティを所定値に固定して、一定の電流でモータ１３に通電を行なう制御である。
モータ制御部４２は、例えば、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧未満である場合の初期電力を、電源電圧が所定電圧以上である場合の初期電力よりも大きくする。
モータ制御部４２は、例えば、クラッチ１１による動力伝達機構１２の接続状態を遮断状態に切り替えるためにモータ１３を逆方向に回転させる際に、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧未満である場合には、回転角センサ３２の検出信号に基づき、ウェビング５の引き出し量が所定引き出し量以上に到達した場合に、モータ１３の逆方向の回転を停止させる。
本実施の形態によるによるシートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、このシートベルト装置１の動作について説明する。
先ず、例えば、図３に示すステップＳ０１においては、電源電圧は所定電圧（例えば、車両の内燃機関を始動可能な下限電圧などであって、１２Ｖバッテリに対する８Ｖなど）以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
次に、ステップＳ０２においては、バックルスイッチ３１からＯＮ信号が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、モータ１３の駆動力によってアシストしつつベルトリール１０によってウェビング５を所定の全格納位置まで巻き取る収納動作を行ない、エンドに進む。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、モータ１３の駆動力によってアシストしつつベルトリール１０によってウェビング５を所定の全格納位置まで巻き取る収納動作を行ない、エンドに進む。
次に、ステップＳ０４においては、回転角フィードバック制御の実行に先立つ所定の初期制御として、第１固定デューティ（例えば、１０ｍｓ間に亘る６Ａの電流に相当する２０％のデューティなど）によってモータ１３に初期電力を供給する第１固定ＤＵＴＹ制御を実行する。
次に、ステップＳ０５においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させ、かつ電流センサ３３の検出信号に基づき、モータ１３に通電される電流を所定電流範囲内に規制する第２制御を実行する。
次に、ステップＳ０５においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させ、かつ電流センサ３３の検出信号に基づき、モータ１３に通電される電流を所定電流範囲内に規制する第２制御を実行する。
次に、ステップＳ０６においては、モータ１３に通電される電流（駆動電流）は所定電流（例えば、ウェビング５に作用する張力が弛み除去に要する所定張力になる電流などであって、３Ａなど）以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０６の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、第２制御の実行を終了して、ステップＳ０７に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０６の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、第２制御の実行を終了して、ステップＳ０７に進む。
次に、ステップＳ０７においては、クラッチ１１による動力伝達機構１２の接続状態を遮断状態に切り替える制御として、第２固定デューティ（例えば、１００ｍｓ間に亘る７．５Ａの電流に相当する２５％のデューティなど）によってモータ１３を逆転させる第２固定ＤＵＴＹ制御（逆転）を実行する。
次に、ステップＳ０８においては、モータ１３の逆転を停止する。
次に、ステップＳ０９においては、プリクラッシュ要求が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
次に、ステップＳ０９においては、プリクラッシュ要求が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
次に、ステップＳ１０においては、電流フィードバック制御の実行に先立つ所定の初期制御として、例えば、第１固定ＤＵＴＹ制御よりも長時間に亘って、第１固定デューティより大きな第３固定デューティ（例えば、２０ｍｓ間に亘る１４Ａの電流に相当する４０％のデューティなど）によってモータ１３に初期電力を供給する第３固定ＤＵＴＹ制御を実行する。
次に、ステップＳ１１においては、回転角センサ３２の検出信号を無視し、かつ電流センサ３３の検出信号に基づく電流フィードバック制御によってモータ１３に通電される電流を目標電流に追従させる第１制御を実行する。
次に、ステップＳ１１においては、回転角センサ３２の検出信号を無視し、かつ電流センサ３３の検出信号に基づく電流フィードバック制御によってモータ１３に通電される電流を目標電流に追従させる第１制御を実行する。
次に、ステップＳ１２においては、プリクラッシュ要求が出力されていないか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、第１制御の実行を終了して、ステップＳ１３に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、第１制御の実行を終了して、ステップＳ１３に進む。
次に、ステップＳ１３においては、クラッチ１１による動力伝達機構１２の接続状態を遮断状態に切り替える制御として、例えば、第２固定ＤＵＴＹ制御よりも長時間に亘って第４固定デューティ（例えば、２００ｍｓ間に亘る７．５Ａの電流に相当する２５％のデューティなど）によってモータ１３を逆転させる第４固定ＤＵＴＹ制御（逆転）を実行する。
次に、ステップＳ１４においては、モータ１３の逆転を停止し、エンドに進む。
次に、ステップＳ１５においては、バックルスイッチ３１からＯＮ信号が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進む。
そして、ステップＳ１６においては、モータ１３の駆動力によってアシストしつつベルトリール１０によってウェビング５を所定の全格納位置まで巻き取る収納動作を行ない、エンドに進む。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進む。
そして、ステップＳ１６においては、モータ１３の駆動力によってアシストしつつベルトリール１０によってウェビング５を所定の全格納位置まで巻き取る収納動作を行ない、エンドに進む。
次に、ステップＳ１７においては、回転角フィードバック制御の実行に先立つ所定の初期制御として、例えば、第１固定デューティよりも大きな第５固定デューティ（例えば、１０ｍｓ間に亘る８Ａの電流に相当する３０％のデューティなど）によってモータ１３に初期電力を供給する第５固定ＤＵＴＹ制御を実行する。
次に、ステップＳ１８においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させる。
次に、ステップＳ１８においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させる。
次に、ステップＳ１９においては、モータ１３に通電される電流（駆動電流）は所定電流（例えば、ウェビング５に作用する張力が弛み除去に要する所定張力になる電流などであって、３Ａなど）以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１９の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、回転角フィードバック制御の実行を終了して、ステップＳ２０に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１９の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、回転角フィードバック制御の実行を終了して、ステップＳ２０に進む。
次に、ステップＳ２０においては、クラッチ１１による動力伝達機構１２の接続状態を遮断状態に切り替える制御として、例えば、第２固定デューティよりも大きな第６固定デューティ（例えば、１００ｍｓ間に亘る８Ａの電流に相当する３０％のデューティなど）によってモータ１３を逆転させる第６固定ＤＵＴＹ制御（逆転）を実行する。
次に、ステップＳ２１においては、ウェビング５の引き出し量が所定引き出し量以上に到達したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２１の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。
次に、ステップＳ２２においては、モータ１３の逆転を停止する。
次に、ステップＳ２３においては、プリクラッシュ要求が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２１の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。
次に、ステップＳ２２においては、モータ１３の逆転を停止する。
次に、ステップＳ２３においては、プリクラッシュ要求が出力されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進む。
次に、ステップＳ２４においては、回転角フィードバック制御の実行に先立つ所定の初期制御として、例えば、第３固定デューティより大きな第７固定デューティ（例えば、２０ｍｓ間に亘る１８Ａの電流に相当する６０％のデューティなど）によってモータ１３に初期電力を供給する第７固定ＤＵＴＹ制御を実行する。
次に、ステップＳ２５においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させる。
次に、ステップＳ２５においては、回転角センサ３２の検出信号に基づく回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転角を目標回転角に追従させる。
次に、ステップＳ２６においては、プリクラッシュ要求が出力されていないか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、回転角フィードバック制御の実行を終了して、ステップＳ２７に進む。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、回転角フィードバック制御の実行を終了して、ステップＳ２７に進む。
次に、ステップＳ２７においては、クラッチ１１による動力伝達機構１２の接続状態を遮断状態に切り替える制御として、例えば、第４固定デューティと同一の第８固定デューティ（例えば、２００ｍｓ間に亘る７．５Ａの電流に相当する２５％のデューティなど）によってモータ１３を逆転させる第８固定ＤＵＴＹ制御（逆転）を実行する。
次に、ステップＳ２８においては、モータ１３の逆転を停止し、エンドに進む。
上述したように、本実施の形態によるシートベルト装置１によれば、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合には第１制御を実行することによって、モータ１３に過大な電流が通電されることを防止しつつ、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かを適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
一方、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合以外には第２制御を実行することによって、所望の静粛性および快適性を確保しつつ、回転角センサ３２の異常の有無を適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
これらにより、各監視結果に応じてモータ１３の制御を適切に行なうことができる。
一方、衝突発生の可能性が所定値以上であると判定された場合以外には第２制御を実行することによって、所望の静粛性および快適性を確保しつつ、回転角センサ３２の異常の有無を適切な頻度およびタイミングで監視することができる。
これらにより、各監視結果に応じてモータ１３の制御を適切に行なうことができる。
すなわち、第１制御によれば、回転角センサ３２の診断に要する処理負荷を削減して、制御装置２３の処理能力を、モータ１３を駆動させる制御に加えて、緊急性が高い衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かの監視に配分することができる。
一方、第２制御によれば、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かの監視に要する処理負荷を削減して、制御装置２３の処理能力を、モータ１３を駆動させる制御に加えて、回転角センサ３２の異常の有無の監視に配分することができる。
これらにより、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かに応じて、回転角フィードバック制御と電流フィードバック制御とを切り替えて実行することにより、制御装置２３の処理能力を、各状況において優先度合いが高い処理に効率よく配分することができる。
一方、第２制御によれば、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かの監視に要する処理負荷を削減して、制御装置２３の処理能力を、モータ１３を駆動させる制御に加えて、回転角センサ３２の異常の有無の監視に配分することができる。
これらにより、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かに応じて、回転角フィードバック制御と電流フィードバック制御とを切り替えて実行することにより、制御装置２３の処理能力を、各状況において優先度合いが高い処理に効率よく配分することができる。
また、回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。これにより、例えば、動力伝達機構１２の個体差やモータ１３に印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
さらに、回転角フィードバック制御に対して、モータ１３に通電される電流を規制する制御を組み合わせることによって、回転角センサ３２の異常時などであっても、モータ１３に過大な電流が通電されることを防止することができる。
さらに、回転角フィードバック制御に対して、モータ１３に通電される電流を規制する制御を組み合わせることによって、回転角センサ３２の異常時などであっても、モータ１３に過大な電流が通電されることを防止することができる。
また、電流フィードバック制御の実行時には、回転角センサ３２の検出結果を無視したとしても、モータ１３に過大な電流が通電されることを防止することができる。これにより、回転角センサ３２の診断に要する処理負荷を削減することができ、制御装置２３の処理能力を、より緊急性が高い、衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かの監視に配分することができる。
さらに、電源２２の電源電圧が所定電圧未満であっても、回転角フィードバック制御によってウェビング５を適切に制御することができ、乗員に違和感を与えること無しに所望の安全性を確保することができる。
例えば、モータ１３に印加される電圧の不足に起因して電流フィードバック制御ではモータ１３の回転状態を安定させることが困難な状態であっても、回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。
これにより、例えば、動力伝達機構１２の個体差やモータ１３に印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
例えば、モータ１３に印加される電圧の不足に起因して電流フィードバック制御ではモータ１３の回転状態を安定させることが困難な状態であっても、回転角フィードバック制御によってモータ１３の回転状態を所望の一定状態に安定させることができる。
これにより、例えば、動力伝達機構１２の個体差やモータ１３に印加される電圧の変動などにかかわりなく、所望の静粛性および快適性を確保することができる。
さらに、電流フィードバック制御または回転角フィードバック制御の実行開始に先立って、モータ１３に固定デューティによる一定電流の通電を行なうことによって、各フィードバック制御の実行開始に伴ってウェビング５の巻き取りが唐突に開始されることを防止することができる。これにより、ウェビング５の巻き取りが乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
さらに、例えば、電源２２の電源電圧が所定電圧未満である場合にモータ１３に通電される電流を、電源２２の電源電圧が所定電圧以上である場合にモータ１３に通電される電流よりも大きくすることによって、電源電圧の低下を電流の増大によって補うようにして、所望の初期電力を確保することができる。
さらに、例えば、電源２２の電源電圧が所定電圧未満である場合にモータ１３に通電される電流を、電源２２の電源電圧が所定電圧以上である場合にモータ１３に通電される電流よりも大きくすることによって、電源電圧の低下を電流の増大によって補うようにして、所望の初期電力を確保することができる。
さらに、電源２２の電源電圧が所定電圧未満であっても、モータ１３が過剰に逆方向に回転することを防止しつつ、動力伝達機構１２を接続状態から遮断状態へと的確に切り替えることができる。
例えば、モータ１３に印加される電圧の不足に起因して、動力伝達機構１２の個体差やモータ１３に印加される電圧の変動などによって、モータ１３の回転状態を安定させることが困難な状態であっても、ウェビング５の引き出し量に応じてモータ１３の逆方向の回転を適切なタイミングで停止させることができる。
例えば、モータ１３に印加される電圧の不足に起因して、動力伝達機構１２の個体差やモータ１３に印加される電圧の変動などによって、モータ１３の回転状態を安定させることが困難な状態であっても、ウェビング５の引き出し量に応じてモータ１３の逆方向の回転を適切なタイミングで停止させることができる。
なお、上述した実施の形態において、モータ制御部４２は、電圧センサ３４によって検出された電源電圧が所定電圧以上であるか否かの判定結果を用いて各種の処理を行なう代わりに、電源２２の供給電力が所定電力以上であるか否かの判定結果を用いてもよい。
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
１ シートベルト装置
５ ウェビング
１０ ベルトリール
１１ クラッチ（断接手段）
１３ モータ
２２ 電源（電力供給手段）
３２ 回転角センサ（回転角検出手段）
３３ 電流センサ（電流検出手段）
３４ 電圧センサ（電力検出手段）
４１ 衝突予測部（衝突予測手段）
４２ モータ制御部（制御手段）
５ ウェビング
１０ ベルトリール
１１ クラッチ（断接手段）
１３ モータ
２２ 電源（電力供給手段）
３２ 回転角センサ（回転角検出手段）
３３ 電流センサ（電流検出手段）
３４ 電圧センサ（電力検出手段）
４１ 衝突予測部（衝突予測手段）
４２ モータ制御部（制御手段）
Claims (4)
- 車両の乗員を拘束するためのウェビングが巻回されるベルトリールと、
前記ベルトリールを回転駆動するモータと、
前記モータの回転角を検出する回転角検出手段と、
前記モータに通電される電流を検出する電流検出手段と、
前記モータに通電される電流を制御する制御手段と、
前記車両と前記車両の外部の物体との衝突発生の可能性が所定値以上であるか否かを判定する衝突予測手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記衝突予測手段によって前記衝突発生の可能性が前記所定値以上であると判定された場合には、前記回転角検出手段の検出結果を無視し、かつ前記電流検出手段の検出結果に基づく電流フィードバック制御によって前記モータに通電される電流を目標電流に追従させる第１制御を実行し、
前記衝突予測手段によって前記衝突発生の可能性が前記所定値以上であると判定された場合以外には、前記回転角検出手段の検出結果に基づく回転角フィードバック制御によって前記モータの回転角を目標回転角に追従させ、かつ前記電流検出手段の検出結果に基づき、前記モータに通電される電流を所定電流範囲内に規制する第２制御を実行する
ことを特徴とするシートベルト装置。 - 前記モータに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段の供給電力を検出する電力検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が所定電力未満である場合には、前記電流フィードバック制御を実行せずに、前記回転角フィードバック制御を実行することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。 - 前記制御手段は、
前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力以上である場合に前記第１制御および前記第２制御を実行し、
前記電流フィードバック制御および前記回転角フィードバック制御の実行に先立って前記モータに初期電力を供給する初期制御を実行し、
前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力未満である場合の前記初期電力を、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力以上である場合の前記初期電力よりも大きくする
ことを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。 - 前記モータと前記ベルトリールとの間に介装され、前記モータの一方向の回転を契機として前記モータと前記ベルトリールとを接続状態にし、前記モータの逆方向の回転を契機として前記モータと前記ベルトリールとを遮断状態にする断接手段を備え、
前記制御手段は、
前記モータを逆方向に回転させる際に、前記電力供給手段によって検出された前記供給電力が前記所定電力未満である場合には、前記回転角検出手段の検出結果に基づき、前記ウェビングの引き出し量が所定引き出し量以上に到達した場合に、前記逆方向の回転を停止させることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のシートベルト装置。
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