特許 7507633 シートベルトリトラクタ、シートベルト装置及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】シートベルトリトラクタ、シートベルト装置及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60R 22/46 20060101AFI20240621BHJP

   B60R 22/48 20060101ALI20240621BHJP

   B60R 22/28 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

B60R22/46 166

B60R22/48 102

B60R22/28 104

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020139520

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2022035300

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】318002149

【氏名又は名称】Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】高尾 雅人

(72)【発明者】

【氏名】木村 隆章

(72)【発明者】

【氏名】三原 篤

【審査官】森本 康正

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－０５０５０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－１４７４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１１２５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９３４３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ２１／００－２２／４８

Ｈ０２Ｐ ３／００－ ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプールと、
前記スプールを回転させるモータと、
前記スプールがシートベルトの引き出し方向に回転しているときに前記モータにブレーキ電流を還流させているブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が目標電流よりも低い場合、前記モータに流す電流を、前記ブレーキ電流から、前記シートベルトを前記スプールに巻き取らせる方向に前記モータを回転させる巻取り電流に切り替える制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高い場合、前記巻取り電流を減少させ、
前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高く且つ前記巻取り電流の大きさを制御するデューティ比が最小値まで低下している場合、前記モータに流す電流を、前記巻取り電流から前記ブレーキ電流に切り替える、シートベルトリトラクタ。

【請求項2】

前記制御装置は、前記ブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が前記目標電流よりも低く且つ前記ブレーキ電流の大きさを制御するデューティ比が最大値まで上昇している場合、前記モータに流す電流を、前記ブレーキ電流から前記巻取り電流に切り替える、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項3】

前記制御装置は、前記ブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が前記目標電流よりも低く且つ前記ブレーキ電流の大きさを制御するデューティ比が前記最大値よりも低い場合、前記デューティ比を上昇させて前記ブレーキ電流を増加させ、前記ブレーキ電流が前記目標電流よりも低く且つ前記ブレーキ電流の大きさを制御するデューティ比が前記最大値に等しい場合、前記モータに流す電流を、前記ブレーキ電流から前記巻取り電流に切り替える、請求項２に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項4】

前記制御装置は、前記ブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が前記目標電流よりも高い場合、前記ブレーキ電流を減少させる、請求項１から３のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項5】

前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高く且つ前記巻取り電流の大きさを制御するデューティ比が前記最小値よりも高い場合、前記デューティ比を低下させて前記巻取り電流を減少させ、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高く且つ前記巻取り電流の大きさを制御するデューティ比が前記最小値に等しい場合、前記モータに流す電流を、前記巻取り電流から前記ブレーキ電流に切り替える、請求項１から４のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項6】

前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも低い場合、前記巻取り電流を上昇させる、請求項１から５のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項7】

前記制御装置は、前記モータに流す電流を前記ブレーキ電流から前記巻取り電流に切り替え後、前記スプールの回転方向を判定し、前記スプールが停止又は前記スプールの回転方向が前記シートベルトの巻取り方向の場合、前記巻取り電流を前記モータに流す、請求項１から６のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項8】

前記制御装置は、時間の経過に伴って、前記目標電流を変化させる、請求項１から７のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタと、前記シートベルトと、前記シートベルトに取り付けられるタングと、前記タングが着脱可能に係合されるバックルとを備える、シートベルト装置。

【請求項10】

スプールがシートベルトの引き出し方向に回転しているときに前記スプールを回転させるモータにブレーキ電流を還流させているブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が目標電流よりも低い場合、前記モータに流す電流を、前記ブレーキ電流から、前記シートベルトを前記スプールに巻き取らせる方向に前記モータを回転させる巻取り電流に切り替える制御方法であって、
前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高い場合、前記巻取り電流を減少させ、
前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高く且つ前記巻取り電流の大きさを制御するデューティ比が最小値まで低下している場合、前記モータに流す電流を、前記巻取り電流から前記ブレーキ電流に切り替える、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シートベルトリトラクタ、シートベルト装置及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シートベルトを巻き取るモータの給電端子を短絡する短絡部を備え、該モータにより巻き取ってあるシートベルトの引出しを前記給電端子の短絡により阻止するシートベルト装置において、前記シートベルトの引出速度を検出する引出速度検出部と、該引出速度検出部により検出した引出速度に基づいて前記短絡部による短絡を制御する制御部とを備えるシートベルト装置が知られている。シートベルトの引出速度の増大に伴って短絡頻度を増大させることにより回生ブレーキを増大させて、シートベルトが乗員に与える負荷を低減することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－９３４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、シートベルトの張力はシートベルトの引き出し速度に比例するため、シートベルトの引出しを給電端子の短絡により阻止する制御だけでは、シートベルトの引き出し速度が低いとき、シートベルトの張力が不足する場合がある。

【0005】

本開示は、シートベルトの張力の低下を抑制可能なシートベルトリトラクタ、シートベルト装置及び制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様では、
スプールと、
前記スプールを回転させるモータと、
前記スプールがシートベルトの引き出し方向に回転しているときに前記モータにブレーキ電流を還流させているブレーキ制御状態で、前記ブレーキ電流が目標電流よりも低い場合、前記モータに流す電流を、前記ブレーキ電流から、前記シートベルトを前記スプールに巻き取らせる方向に前記モータを回転させる巻取り電流に切り替える制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高い場合、前記巻取り電流を減少させ、
前記制御装置は、前記スプールの回転方向が前記引き出し方向のとき、前記巻取り電流が前記目標電流よりも高く且つ前記巻取り電流の大きさを制御するデューティ比が最小値まで低下している場合、前記モータに流す電流を、前記巻取り電流から前記ブレーキ電流に切り替える、シートベルトリトラクタが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、シートベルトの張力の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】シートベルト装置及びシートベルトリトラクタの構成の一例を示す図である。

【図2】制御方法の一例を説明するための図である。

【図3】制御装置の構成例を示す図である。

【図4】制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図5】目標電流の設定方法の第１例を示すタイミングチャートである。

【図6】目標電流の設定方法の第２例を示すタイミングチャートである。

【図7】目標電流の設定方法の第３例を示すタイミングチャートである。

【図8】目標電流の設定方法の第４例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。

【0010】

図１は、シートベルト装置１００の一例を模式的に示す構成図である。シートベルト装置１００は、自動車等の車両１３に搭載される。シートベルト装置１００は、例えば、シートベルト２と、ショルダーアンカー３と、タング４と、バックル５と、シートベルトリトラクタ（以下、単に「リトラクタ」とも称する）１０とを備える。リトラクタ１０は、シートベルト巻き取り機構（以下、単に「巻き取り機構」とも称する）６と、制御装置１とを備える。

【0011】

シートベルト２は、車両１３のシート１１に座る乗員９を拘束する帯状部材の一例であり、巻き取り機構６から引き出し可能に巻き取り機構６に巻き取られる。シートベルト２の一方の端部は、巻き取り機構６に接続され、シートベルト２のもう一方の端部は、車体、プリテンショナ装置又はシート１１などに固定される。シートベルトは、ウェビングとも称される。

【0012】

ショルダーアンカー３は、巻き取り機構６から引き出されたシートベルト２を乗員９の肩部の方へガイドするガイド部材であり、例えば、車室の側壁又はシート１１に固定される。

【0013】

タング４は、ショルダーアンカー３によりガイドされたシートベルト２にスライド可能に取り付けられる部材である。

【0014】

バックル５は、タング４が着脱可能に係合される部材の一例であり、例えば、車体の床又はシート１１に固定される。

【0015】

リトラクタ１０は、例えば、シート１１の近傍の車体又はシート１１自体に固定される。リトラクタ１０は、シートベルト２の巻き取り又は引き出しを可能にする巻き取り機構６と、巻き取り機構６の動作を制御する制御装置１とを備える。

【0016】

巻き取り機構６は、シートベルト２を巻き取るためのスプール８と、スプール８を回転させるモータ７と、モータ７とスプール８との間で動力を伝達する動力伝達機構１７とを備える。スプール８には、シートベルト２の一端が固定される。モータ７は、スプール８を回転させる駆動力を発生する。モータ７の回転軸は、動力伝達機構１７を介して、スプール８の回転軸と連結する。

【0017】

制御装置１は、モータ７を駆動することによって、巻き取り機構６によるシートベルト２の巻き取り動作（又は、巻き取り動作と引き出し動作の両方）を制御する。制御装置１は、モータ７を駆動する駆動回路１４と、駆動回路１４の駆動動作を制御する制御回路１５とを備える。

【0018】

駆動回路１４は、制御回路１５から供給される少なくとも一つの制御信号（例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）の制御信号）に従って、モータ７を駆動する駆動電流をモータ７に流す。駆動回路１４の具体例として、４つのスイッチング素子によってモータ７を駆動するＨブリッジ駆動回路、複数のスイッチング素子によってモータ７を駆動するインバータ回路などが挙げられる。駆動回路１４の形態は、これらに限られず、要求される仕様に応じて、決められる。

【0019】

制御回路１５は、モータ７を駆動する駆動電流の大きさ（又は、駆動電流の大きさと向き）を制御する少なくとも一つの制御信号（例えば、ＰＷＭの制御信号）を、駆動回路１４に対して出力する。制御回路１５の各機能は、メモリに記憶されたプログラムに従ってＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが動作することにより実現される。制御回路１５の具体例として、ＣＰＵとメモリとを備えるマイクロコンピュータなどが挙げられる。

【0020】

制御回路１５は、モータ７に流れる電流を検出する電流測定回路による電流測定結果等を用いて、駆動回路１４に含まれる複数のスイッチング素子を駆動する駆動制御部である。

【0021】

制御回路１５は、シートベルト２をスプール８に巻き取らせるモード（巻き取りモード）では、シートベルト２の巻き取り方向に対応する正転方向にモータ７が回転（正回転）するように、駆動回路１４の各スイッチング素子を制御する。

【0022】

各スイッチング素子がこのように制御されることにより、駆動回路１４は、シートベルト２の巻き取り方向にスプール８を回転させる方向（正転方向）に、モータ７を回転（正回転）させることができる。モータ７の回転軸が正回転すると、その正回転の駆動力は、動力伝達機構１７によって、スプール８に伝達される。これにより、スプール８は、シートベルト２を巻き取る方向に回転するので、シートベルト２はスプール８に巻き取られる。

【0023】

一方、制御回路１５は、シートベルト２をスプール８から引き出させるモード（引き出しモード）では、シートベルト２の引き出し方向に対応する逆転方向にモータ７が回転（逆回転）するように、駆動回路１４の各スイッチング素子を制御する。

【0024】

各スイッチング素子がこのように制御されることにより、駆動回路１４は、シートベルト２の引き出し方向にスプール８を回転させる方向（逆転方向）に、モータ７を回転（逆回転）させることができる。モータ７の回転軸が逆回転すると、その逆回転の駆動力は、動力伝達機構１７によって、スプール８に伝達される。これにより、スプール８は、シートベルト２を引き出す方向に回転するので、シートベルト２はスプール８から引き出される。

【0025】

また、モータ７の回転軸とスプール８の回転軸とが動力伝達機構１７によって連結されている状態において、スプール８に加えられる外力によってモータ７が回されると、モータ７に逆起電力が発生する。制御回路１５は、この逆起電力によって生ずる電流（回生電流、ブレーキ電流ともいう）をモータ７に還流させるように駆動回路１４を制御することで、モータ７の回転を抑制しブレーキをかける。

【0026】

制御回路１５がモータ７の回転を駆動回路１４の制御により抑制することで、例えば、車両衝突時に乗員９に作用する衝突エネルギーを吸収することが可能となる。

【0027】

例えば、リトラクタ１０外部の車載コンピュータは、車両１３の衝突が検知又は予測された場合、シートベルト２の乗員９に対する拘束力制御を開始するための指令信号を送信する。

【0028】

制御回路１５は、タング４がバックル５に係合されシートベルト２が乗員９に装着された状態において、リトラクタ１０外部の車載コンピュータからの指令信号を受信する等の条件が成立すると、シートベルト２の乗員９に対する拘束力制御を開始する。

【0029】

制御回路１５は、当該条件が成立すると、衝突時の衝撃に準備するため、シートベルト２の巻き取り方向に対応する正転方向にモータ７が回転（正回転）するように、駆動回路１４の各スイッチング素子を制御する。モータ７の回転軸が正回転すると、その正回転の駆動力は、動力伝達機構１７によって、スプール８に伝達される。これにより、スプール８は、シートベルト２を巻き取る方向に回転するので、シートベルト２はスプール８に巻き取られる。その結果、シートベルト２による乗員９に対する拘束力は上がる。

【0030】

その後、乗員９が衝突時の慣性により車両前方に移動すると、乗員９の車両前方への慣性力により、シートベルト２がスプール８から引き出される。シートベルト２がスプール８から引き出される方向にスプール８が回転すると、その回転力は、動力伝達機構１７によって、モータ７の回転軸に伝達される。これにより、モータ７の回転軸は、逆転方向に回されるので、モータ７に逆起電力が発生する。

【0031】

制御回路１５は、この逆起電力によって生ずる電流（回生電流、ブレーキ電流ともいう）をモータ７に還流させるように駆動回路１４を制御することで、シートベルト２の引き出し方向にスプール８を回転させる逆転方向にモータ７が回転することを抑制できる。その結果、車両衝突時に乗員９に作用する衝突エネルギーを吸収することが可能となる。

【0032】

しかしながら、シートベルト２の張力はシートベルト２の引き出し速度に比例するため、シートベルト２の引き出しをブレーキ電流により阻止する制御だけでは、シートベルト２の引き出し速度が低いとき、シートベルト２の張力が不足する場合がある。本実施形態における制御装置１の制御回路１５は、シートベルト２の張力の不足を補って、シートベルト２の張力の低下を抑制可能な制御方法で拘束力制御を実行する。

【0033】

図２は、制御装置１の制御回路１５が拘束力制御の際に行う制御方法の一例を説明するための図である。制御回路１５は、モータ７に流れる電流（モータ電流）を制御することにより、シートベルト２の張力を調整する。制御回路１５は、シートベルト２の引き出し時にモータ７にブレーキ電流を還流させ、ブレーキ電流の大きさをＰＷＭ制御で調整することでシートベルト２の張力（荷重）を変化させる。ブレーキ電流を還流させているブレーキモードでは、図２に示されるように、シートベルト２の引き出し速度が速くなるにつれて、ブレーキ電流とシートベルト２の張力は大きくなる。モータ７に流れる電流はシートベルト２の張力と等価なので、モータ７に流れる電流が増えればシートベルト２の張力も増えるという特性を有する。

【0034】

しかしながら、このような特性だと、スプール８が回転していないタイミングＰ２ではシートベルト２の張力は零であり、スプール８の引き出し速度が比較的低い期間Ｐ３でも、ブレーキ電流が低いためシートベルト２の張力が十分に大きくならないことがある。ブレーキ電流の電流値に応じて発生可能な最大張力には限界がある。そのため、シートベルト２の張力が必要な張力に対して不足する場合がある。

【0035】

そこで、制御回路１５は、シートベルト２の張力の不足分を補うため、スプール８の回転が零のタイミングやシートベルト２の引き出し速度が比較的遅い期間では、ブレーキ電流に代えて、シートベルト２をスプール８に巻き取らせる方向にモータ７を回転させる巻取り電流をモータ７に流す。これにより、ブレーキ電流だけでは不足するシートベルト２の張力を確保できる。

【0036】

そして、制御回路１５は、乗員の移動によってシートベルト２が引き出されてシートベルト２の引き出し速度が徐々に速くなると、それに合わせて、モータ７に流す巻取り電流を減少させる。制御回路１５は、モータ７に流れる電流が目標電流に到達すると、モータ７に流す電流を巻取り電流からブレーキ電流に切り替える。制御回路１５は、ブレーキ電流の大きさをＰＷＭ制御で調整することで、モータ７に流れる電流を目標電流に収束させる。

【0037】

図３は、制御装置１の構成例を示す図である。図３は、モータ７が三相のブラシレスモータの場合を例示する。制御装置１は、制御回路１５に制御される駆動回路１４は、３相のハーフブリッジ回路１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを有する。モータ７は、３相のコイルを内蔵する。なお、モータ７がブラシ付きモータの場合、例えば、ハーフブリッジ回路１４ｗの無いＨブリッジ回路で駆動可能である。

【0038】

駆動回路１４は、電源ＶＢとグランド（ＧＮＤ）との間に接続されている。Ｕ相のハーフブリッジ回路１４ｕは、スイッチング素子２１，２２を有し、スイッチング素子２１，２２の中間接続点は、モータ７のＵ相コイルの一端に接続される。Ｖ相のハーフブリッジ回路１４ｖは、スイッチング素子２３，２４を有し、スイッチング素子２１，２２の中間接続点は、モータ７のＶ相コイルの一端に接続される。Ｗ相のハーフブリッジ回路１４ｗは、スイッチング素子２５，２６を有し、スイッチング素子２５，２６の中間接続点は、モータ７のＷ相コイルの一端に接続される。

【0039】

スイッチング素子２１，２２，２３，２４，２５，２６は、オン／オフ動作する半導体素子であり、電圧制御型のトランジスタでも、電流制御型のバイポーラトランジスタでもよい。電圧制御型のトランジスタには、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などがある。

【0040】

スイッチング素子２１，２２，２３，２４，２５，２６は、それぞれに逆並列に接続されるダイオードを備え、ダイオードは、スイッチング素子のボディダイオードでもよいし、追加接続された整流素子でもよい。

【0041】

制御回路１５は、スイッチング素子２１～２６の各々をオン状態かオフ状態かに制御する制御信号Ｓ１～Ｓ６を生成して出力する。

【0042】

モータ７に流れる電流を測定する電流測定回路は、その測定結果を制御回路１５に対して出力する電流測定部である。制御回路１５は、ローサイドのスイッチング素子２２，２４，２６を全てオン状態にすることで、モータ７にブレーキ電流を還流させる。電流測定回路は、モータ７に流れる巻取り電流とモータ７に還流するブレーキ電流と両方を検出できるように、３つの電流検出回路１６ｕ，１６ｖ，１６ｗを有する。電流検出回路１６ｕは、ローサイドのスイッチング素子２２とグランドとの間の電流経路に流れる電流ｉｕをシャント抵抗等により検出する。電流検出回路１６ｖは、ローサイドのスイッチング素子２４とグランドとの間の電流経路に流れる電流ｉｖをシャント抵抗等により検出する。電流検出回路１６ｗは、ローサイドのスイッチング素子２６とグランドとの間の電流経路に流れる電流ｉｗをシャント抵抗等により検出する。

【0043】

制御回路１５は、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗに基づいて、モータ７に流れる電流ｉを算出する。例えば、制御回路１５は、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの各絶対値の和（＝｜ｉｕ｜＋｜ｉｖ｜＋｜ｉｗ｜）をモータ７に流れる電流ｉとする。制御回路１５は、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの各絶対値の和の半分（＝（｜ｉｕ｜＋｜ｉｖ｜＋｜ｉｗ｜）／２）をモータ７に流れる電流ｉとしてもよい。

【0044】

図４は、制御装置１が拘束力制御で実行する制御方法の一例を示すフローチャートである。制御装置１の制御回路１５は、拘束力制御を開始するための指令信号を受信すると、図４に示す一連の処理を開始し、一連の処理を所定の制御周期で繰り返す。

【0045】

ステップＳ１０にて、制御回路１５は、スプール８の回転を検出するセンサからの回転検出信号に基づいて、スプール８の回転方向がシートベルト２の引き出し方向か否かを判定する。制御回路１５は、スプール８の回転方向が引き出し方向と判定した場合（スプール８がシートベルト２の引き出し方向に回転している状態と判定した場合）、ステップＳ２０の処理を行う。一方、制御回路１５は、スプール８の回転方向が引き出し方向ではないと判定した場合（スプール８が停止状態又はスプール８の回転方向が巻取り方向）と判定した場合、巻取り電流制御Ａ１を行う。

【0046】

制御回路１５は、巻取り電流制御Ａ１では、シートベルト２をスプール８に巻き取らせる方向にモータ７を回転させる巻取り電流がモータ７に流れて目標電流に収束するように、スイッチング素子２１～２６のそれぞれをオン状態又はオフ状態に制御する。制御回路１５は、巻取り電流制御Ａ１において、巻取り電流を目標電流に近づけるデューティ比で、スイッチング素子２１～２６のそれぞれをオン状態又はオフ状態にＰＷＭ制御でスイッチングさせる。

【0047】

一方、制御回路１５は、スプール８の回転方向が引き出し方向とステップＳ１０にて判定した場合、前回の制御周期での制御が巻取り電流制御Ａ１かブレーキ制御Ａ２か否かを判断する。制御回路１５は、ブレーキ制御Ａ２では、全てのローサイドのスイッチング素子２２，２４，２６のみをオン状態にする。これにより、シートベルト２の引き出し方向にスプール８を回転させる逆転方向にモータ７が回転することを抑制するブレーキ電流が流れる。制御回路１５は、ブレーキ制御Ａ２では、モータ７に流れるブレーキ電流を目標電流に近づけるデューティ比で、ローサイドのスイッチング素子２２，２４，２６を全て同期間オン状態にすることと同期間オフ状態にすることとを繰り返す。

【0048】

制御回路１５は、前回の制御周期での制御が巻取り電流制御Ａ１である場合、ステップＳ３０の処理を行い、前回の制御周期での制御がブレーキ制御Ａ２である場合、ステップＳ５０の処理を行う。

【0049】

ステップＳ３０にて、制御回路１５は、電流検出回路ｉｕ等の電流測定回路により測定された巻取り電流ｉが目標電流（閾値）よりも高いか否かを判定する。制御回路１５は、巻取り電流ｉが目標電流以下である場合には、巻取り電流制御Ａ１を行う。このときの巻取り電流制御Ａ１は、巻取り電流ｉが目標電流以下なので、シートベルト２の張力が不足しているとして、デューティ比を上昇させて巻取り電流ｉを上昇させる。

【0050】

ステップＳ３０にて、制御回路１５は、測定された巻取り電流ｉが目標電流よりも高いと判定した場合、ステップＳ４０の処理を行う。ステップＳ４０にて、制御回路１５は、巻取り電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最小値まで低下しているか否かを判定する。

【0051】

制御回路１５は、巻取り電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最小値よりも高いとステップＳ４０にて判定した場合、巻取り電流制御Ａ１を行う。このときの巻取り制御は、巻取り電流ｉが目標電流よりも高いので、デューティ比を低下させて巻取り電流ｉを減少させる。

【0052】

一方、制御回路１５は、巻取り電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最小値まで低下している（所定の最小値に等しい）とステップＳ４０にて判定した場合、モータ７に流す電流を、巻取り電流からブレーキ電流に切り替える（ブレーキ制御Ａ２）。つまり、制御回路１５は、デューティ比を最小値まで低下させても、巻取り電流ｉが目標電流よりも高いままである（巻取り電流ｉが目標電流まで低下しないとして）、巻取り電流制御Ａ１からブレーキ制御Ａ２に切り替える。

【0053】

制御回路１５は、前回の制御周期での制御がブレーキ制御Ａ２であるとステップＳ２０にて判定した場合、ステップＳ５０の処理を行う。

【0054】

ステップＳ５０にて、制御回路１５は、電流検出回路ｉｕ等の電流測定回路により測定されたブレーキ電流ｉが目標電流（閾値）よりも低いか否かを判定する。制御回路１５は、ブレーキ電流ｉが目標電流以上である場合には、ブレーキ制御Ａ２を行う。このときのブレーキ電流Ａ２は、ブレーキ電流ｉが目標電流以上なので、シートベルト２の張力が目標よりも高いとして、デューティ比を低下させてブレーキ電流ｉを減少させる。

【0055】

ステップＳ５０にて、制御回路１５は、測定されたブレーキ電流ｉが目標電流よりも低いと判定した場合、ステップＳ６０の処理を行う。ステップＳ６０にて、制御回路１５は、ブレーキ電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最大値まで上昇しているか否かを判定する。

【0056】

制御回路１５は、ブレーキ電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最大値よりも低いとステップＳ６０にて判定した場合、ブレーキ制御Ａ２を行う。このときのブレーキ制御Ａ２は、ブレーキ電流ｉが目標電流よりも低いので、デューティ比を上昇させてブレーキ電流ｉを増加させる。

【0057】

一方、制御回路１５は、ブレーキ電流ｉの大きさを制御するデューティ比が所定の最大値まで上昇している（所定の最大値に等しい）とステップＳ６０にて判定した場合、モータ７に流す電流を、ブレーキ電流から巻取り電流に切り替える（巻取り電流制御Ａ１）。つまり、制御回路１５は、デューティ比を最大値まで上昇させても、ブレーキ電流ｉが目標電流よりも低いままである（ブレーキ電流ｉが目標電流まで上昇しないとして）、ブレーキ制御Ａ２から巻取り電流制御Ａ１に切り替える。

【0058】

このように、制御回路１５は、スプール８がシートベルト２の引き出し方向に回転しているときにモータ７にブレーキ電流を還流させているブレーキ制御状態Ａ２で、ブレーキ電流が目標電流よりも低い場合、モータ７に流す電流を、ブレーキ電流から巻取り電流に切り替える。よって、シートベルト２の引き出し速度が比較的低くても、シートベルト２の張力の低下を抑制できる。

【0059】

制御装置１の制御回路１５は、上記の目標電流を時間の経過に伴って変化させてもよい。次に、目標電流の設定方法について、図５～８を参照して説明する。

【0060】

なお、図５～８のタイミングチャートの縦軸の「設定電流」は、上記の目標電流に相当する。設定電流（目標電流）は、３つの電流検出回路１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの各検出値の絶対値の和（＝｜ｉｕ｜＋｜ｉｖ｜＋｜ｉｗ｜）と比較されてもよいし、各検出値の絶対値の和の半分（＝（｜ｉｕ｜＋｜ｉｖ｜＋｜ｉｗ｜）／２）と比較されてもよい。モータ７がブラシ付きモータの場合、電流ｉｗを無くせばよい。

【0061】

また、図５～８のタイミングチャートにおいて、例えば、時間やモータ回転の各々が以下の３つの条件、
・エアバッグＥＣＵの衝突信号から規定時間Ｔ１経過した場合
・自動ブレーキの衝突予知信号から規定時間Ｔ２経過した場合
・モータの回転が停止してから規定時間Ｔ３経過した場合
のうちの少なくとも一つを満たすと、制御回路１５は、目標電流の設定および拘束力制御を終了する。

【0062】

図５は、初期拘束力をアップするための、目標電流の設定方法の第１例を示すタイミングチャートである。制御回路１５は、衝突時の乗員拘束性能を向上させるために高い電流Ｉ１に目標電流を設定する。その後、制御回路１５は、時間、モータ電流、モータ回転、ベルト張力に応じた張力（エネルギー吸収荷重（ＥＡ荷重））となるように目標電流を電流Ｉ２に変更する。

【0063】

制御回路１５は、例えば、時間、モータ電流、モータ回転、ベルト張力の各々が以下の条件を満たすと、目標電流を電流Ｉ１から電流Ｉ２に低下させる。

【0064】

〔時間の条件〕
・エアバッグの展開完了までの時間（規定値。衝突加速度波形によりエアバッグＥＣＵ等の外部機器が判断）が経過した場合
・衝突により乗員が移動を開始するタイミング（衝突加速度波形によりエアバッグＥＣＵ等の外部機器が判断）が経過した場合
〔モータ電流の条件〕
・シートベルトが引き出られることにより発生する回生電流が所定電流値以上増加した場合（乗員が激しく移動しているため目標電流を電流Ｉ１に増加させる）
・回生電流が所定電流値未満に減少した場合（乗員がエアバッグに接触したとして目標電流を電流Ｉ２に低下させる）
〔モータ回転の条件〕
・シートベルトの引き出し速度が所定速度値以上速い場合（目標電流を電流Ｉ１に増加させる）
・引き出し速度が所定速度値未満に減少した場合に（乗員がエアバッグに接触したとして目標電流を電流Ｉ２に低下させる）
〔ベルト張力〕
・シートベルトの張力が一定になるように、モータに流れる電流の調整が必要な場合（目標電流を電流Ｉ１又は電流Ｉ２に変更する）。

【0065】

図６は、衝突予知検知による動作のときの、目標電流の設定方法の第２例を示すタイミングチャートである。制御回路１５は、衝突前から拘束力制御を開始して衝突に備える。目標電流を電流Ｉ１から電流Ｉ２に低下させる条件は、図５の第１例の場合と同じでよい。

【0066】

図７は、胸たわみを低減するための、目標電流の設定方法の第３例を示すタイミングチャートである。制御回路１５は、乗員拘束終了後、衝突直後の乗員移動開始時に発生するシートベルト張力を低減するために、目標電流を電流Ｉ３に下げておく。その後、制御回路１５は、モータの回転およびシートベルトの張力に基づいて乗員の移動を検知し、乗員の移動量を抑制するために目標電流を電流Ｉ２に変更する。

【0067】

図８は、可変のＥＡ荷重（シートベルト張力）発生のための、目標電流の設定方法の第４例を示すタイミングチャートである。例えば、制御回路１５は、モータ回転による乗員の移動量が所定量以上多い場合、移動量抑制のために目標電流を電流Ｉ３から電流Ｉ２に上昇させる。制御回路１５は、エアバッグの展開までは高い電流Ｉ２に目標電流を設定して乗員の移動を抑制し、エアバッグ展開後は目標電流を電流Ｉ４に下げる。制御回路１５は、例えば、衝突速度、衝突角度、乗員体格、シート位置の各々が以下の複数の条件のうちの少なくとも一つを満たすと、電流Ｉ１，Ｉ３（Ｉ１とＩ３とのうちの一方でもよい）を変更する。

【0068】

・衝突速度が所定速度よりも速いと、衝突が激しくなることが予想されるため、電流Ｉ１，Ｉ３を高く設定する。

【0069】

・衝突速度が所定速度よりも遅いと、衝突が緩いことが予想されるため、電流Ｉ１，Ｉ３を低く設定する。

【0070】

・衝突角度が所定角度以上の場合やオフセット衝突の場合は、乗員が斜めに移動することを抑制するために、電流Ｉ１，Ｉ３を高く設定する。

【0071】

・乗員の体重に比例して電流Ｉ１，Ｉ３を調整し、乗員の移動量を適正に保つ。

【0072】

・シートの位置が所定位置よりも後ろの場合、生存空間の距離が長いため、目標電流（＝張力）を低くする。長い距離を使って衝突エネルギーを吸収することができる。

【0073】

以上、シートベルトリトラクタを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

【符号の説明】

【0074】

１ 制御装置
２ シートベルト
６ シートベルト巻き取り機構
７ モータ
８ スプール
１０ シートベルトリトラクタ
１４ 駆動回路
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 駆動回路
１５ 制御回路
１７ 動力伝達機構
２１，２２，２３，２４，２５，２６ スイッチング素子
１００ シートベルト装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】