專利名稱：安全帶卷收器、安全帶裝置以及帶安全帶裝置的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車載安全帶卷收器的構(gòu)筑技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在汽車等車輛中，公知有利用安全帶約束該車輛乘員的各種結(jié)構(gòu)的安全帶裝置。
在下述專利文獻(xiàn)1中，公開了通過馬達(dá)等的驅(qū)動卷繞和拉出安全帶的安全帶裝置的結(jié)構(gòu)。在該專利文獻(xiàn)1所描述的技術(shù)中，作為安全帶卷收器的構(gòu)造，除了采用通過馬達(dá)利用卷軸對安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的結(jié)構(gòu)以外，還提示了通過利用該馬達(dá)的動作使安全帶的張力斷續(xù)地發(fā)生變化而改變約束力，從而向駕駛員發(fā)出與車輛碰撞有關(guān)的警報(bào)的可能性。
專利文獻(xiàn)1實(shí)開平6-71333號公報(bào)但是，在使用下述專利文獻(xiàn)1所述的安全帶裝置發(fā)出與車輛碰撞有關(guān)的警報(bào)的情況下，能夠采用下述馬達(dá)控制多次反復(fù)進(jìn)行每隔一定時間使作用在安全帶上的張力增加至規(guī)定目標(biāo)值后即減少的動作。
但是，雖然通過這種控制可向車輛乘員發(fā)出警報(bào)，但是很難使實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力追隨在馬達(dá)控制中作為目標(biāo)而設(shè)定的張力。因此，為了使車輛乘員可靠地感知利用安全帶所發(fā)出的警報(bào)，如果采用單純地提高安全帶張力的設(shè)定值本身的控制，則對車輛乘員而言，只會增加安全帶造成的約束感。在單純地降低安全帶張力的設(shè)定值本身的控制中，雖然能夠緩和安全帶造成的約束感，但是由于因絕對的安全帶張力不足導(dǎo)致警報(bào)的感知性本身降低，因而存在不能完全實(shí)現(xiàn)原有的警報(bào)功能的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種技術(shù)，其通過合理地控制裝載于車輛上的、伴隨電動馬達(dá)的驅(qū)動對約束乘員用的安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的安全帶卷收器，特別是可以利用安全帶有效可靠地向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。
為了解決上述問題而構(gòu)成本發(fā)明。本發(fā)明典型地適用于裝載于汽車等車輛上的安全帶卷收器，但是對于裝載于汽車以外的車輛，例如飛機(jī)、船舶、電車、公共汽車等上的安全帶卷收器的構(gòu)筑技術(shù)本發(fā)明也可以適用。
本發(fā)明的第一發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第一發(fā)明是技術(shù)方案1所述的安全帶卷收器。
技術(shù)方案1所述的該安全帶卷收器裝載于車輛上，至少包括電動馬達(dá)、卷軸、控制裝置。
本發(fā)明的卷軸構(gòu)成伴隨電動式的電動馬達(dá)的驅(qū)動，對約束乘員用的安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的部件。卷繞在該卷軸上或從該卷軸拉出的用于約束乘員的安全帶是就座于座椅上的車輛乘員所佩戴的長尺狀的帶子，也被稱為“織帶”。典型地，在車輛碰撞等需要約束乘員時，利用安全帶對就座于車輛座椅上的車輛乘員進(jìn)行約束。另外，在本發(fā)明中，可以根據(jù)需要在電動馬達(dá)和卷軸之間適當(dāng)設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)，該傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)成用于形成馬達(dá)和卷軸連接的連接狀態(tài)和解除該連接狀態(tài)的連接解除狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的控制裝置構(gòu)成至少對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的裝置，對電動馬達(dá)的驅(qū)動方向、驅(qū)動時間、驅(qū)動力等進(jìn)行控制。典型地，該控制裝置由CPU(運(yùn)算處理裝置)、輸入輸出裝置、存儲裝置、外圍設(shè)備等構(gòu)成。該控制裝置，可以作為專用的控制裝置而設(shè)置在安全帶卷收器上，或者也可以不只用于控制該安全帶卷收器，還可以兼用作對車輛的驅(qū)動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制的控制裝置。
在本發(fā)明中，控制裝置，具有下述控制模式在車輛乘員佩戴安全帶的安全帶佩戴時，為了向車輛乘員(典型為駕駛員)發(fā)出引起注意的警報(bào)，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制，以多次反復(fù)進(jìn)行使通過卷軸作用在安全帶上的張力增減的動作(暫時提高張力的動作)。通過執(zhí)行該控制模式，可利用安全帶向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。具體而言，在判定本車輛周邊的障礙物(其他車輛、障礙物、行人等)處于規(guī)定范圍內(nèi)的情況、本車輛與該障礙物碰撞的可能性高的情況、或駕駛員正在打瞌睡的情況下，發(fā)出該警報(bào)。即，本發(fā)明的安全帶卷收器，除了作為利用安全帶約束車輛乘員的約束裝置的功能以外，還兼具有作為利用安全帶向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)的警報(bào)裝置(警報(bào)系統(tǒng))的功能。
但是，在利用安全帶的這種卷繞動作發(fā)出警報(bào)的情況下，使實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力追隨在馬達(dá)控制中設(shè)定為目標(biāo)的張力是非常困難的。因此，為了使車輛乘員可靠地感知利用安全帶所發(fā)出的警報(bào)，采用單純地提高安全帶張力設(shè)定值本身的控制時，對車輛乘員而言，只會增加安全帶所造成的約束感。
在本發(fā)明中，控制裝置，至少具有下述控制模式為了向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)，使作用在安全帶上的張力增減的動作的動作初期的張力超過目標(biāo)張力，基于此設(shè)定，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。關(guān)于該超過，使設(shè)定張力的時間推移曲線在動作初期形成稍微超過目標(biāo)張力的極值。通過調(diào)節(jié)電動馬達(dá)的電流值(還稱為“控制電流值”)、電壓值(還稱為“外加電壓值”)對馬達(dá)輸出功率進(jìn)行控制，并通過將與安全帶的卷繞有關(guān)的速度、加速度設(shè)定為所需要的程度而達(dá)到該控制模式。另外，可以預(yù)先設(shè)定目標(biāo)張力，或者也可以根據(jù)車輛乘員的體格、服裝等信息，對應(yīng)該信息每次進(jìn)行設(shè)定。
因此，根據(jù)技術(shù)方案1所述的安全帶卷收器的這種結(jié)構(gòu)，能夠使實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力迅速增加至目標(biāo)程度，并且在動作初期的警報(bào)時以外，能夠抑制不必要地提高安全帶造成的約束感。因此，使用安全帶能夠可靠地向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。并且，根據(jù)本發(fā)明，可以簡便地利用安全帶發(fā)出該警報(bào)，而不會導(dǎo)致控制復(fù)雜化。
本發(fā)明的第二發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第二發(fā)明是技術(shù)方案2所述的安全帶裝置。
技術(shù)方案2所述的該安全帶裝置是裝載在車輛上的裝置，至少包括安全帶、電動馬達(dá)、卷軸、控制裝置、帶扣、舌片、檢測傳感器。
本發(fā)明的安全帶是就座于座椅上的車輛乘員所佩戴的長尺狀的帶子，還被稱為“織帶”。典型地，在車輛碰撞等需要約束乘員時，利用安全帶對就座于車輛座椅上的車輛乘員進(jìn)行約束。本發(fā)明的帶扣構(gòu)成固定在車輛上的部件。本發(fā)明的舌片構(gòu)成設(shè)置在安全帶上，并在佩戴安全帶時與本發(fā)明的帶扣扣合的部件。本發(fā)明的檢測傳感器構(gòu)成用于檢測舌片已扣合到帶扣上的裝置。此外，本發(fā)明的電動馬達(dá)、卷軸、控制裝置，具有與技術(shù)方案1所述的安全帶卷收器的構(gòu)成元件實(shí)質(zhì)上相同的功能。
即，本發(fā)明的安全帶裝置，除了作為利用安全帶約束車輛乘員的約束裝置的功能以外，還兼具作為使用安全帶向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)的警報(bào)裝置(警報(bào)系統(tǒng))的功能。并且，在本發(fā)明中，控制裝置，至少具有下述控制模式使作用在安全帶上的張力增減的動作的動作初期中的張力，超過預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)張力，基于此設(shè)定，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。
因此，根據(jù)技術(shù)方案2所述的安全帶裝置的這種結(jié)構(gòu)，可以使用安全帶可靠地向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。
本發(fā)明的第三發(fā)明解決上述問題的本發(fā)明的第三發(fā)明是技術(shù)方案3所述的帶安全帶裝置的車輛。
技術(shù)方案3所述的該帶安全帶裝置的車輛，至少包括技術(shù)方案2所述的安全帶裝置。本發(fā)明的車輛采用下述結(jié)構(gòu)將該安全帶裝置收容到車輛內(nèi)的收容空間例如車柱內(nèi)的收容空間、座椅內(nèi)的收容空間或車輛內(nèi)其它部位的收容空間。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠提供下述一種結(jié)構(gòu)的車輛，其將安全帶卷收器收容到車輛內(nèi)的收容空間內(nèi)，該安全帶卷收器通過安全帶可靠地向車輛乘員發(fā)出注意催促的警報(bào)。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，涉及伴隨電動馬達(dá)的驅(qū)動對約束乘員用的安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的安全帶構(gòu)造，特別是，通過使作用在安全帶上的張力增減的動作的動作初期中的張力，超過預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)張力，基于此設(shè)定對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制，從而可以利用安全帶可靠地向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。


圖1是表示作為本發(fā)明的“安全帶裝置”的一個實(shí)施方式的安全帶裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示圖1中的安全帶卷收器1周圍的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是與本實(shí)施方式的安全帶卷收器1的警報(bào)模式有關(guān)的警報(bào)控制處理的流程圖。
圖4與圖3中的安全帶卷繞控制有關(guān)，表示在本實(shí)施方式中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移的圖。
圖5是表示在警報(bào)控制處理的另一實(shí)施方式中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移的圖。
圖6是表示在警報(bào)控制處理的比較例中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移的圖。
圖7是與本實(shí)施方式的安全帶卷收器1的調(diào)整用安全帶卷繞模式有關(guān)的松弛消除控制處理的流程圖。
圖8與圖7中的安全帶卷繞控制有關(guān)，表示在本實(shí)施方式中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移的圖。
圖9是表示在松弛消除控制處理的另一實(shí)施方式中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移的圖。
圖10是表示在松弛消除控制處理的又一實(shí)施方式中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移的圖。
圖11是表示在松弛消除控制處理的比較例中設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，參照圖1和圖2，說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式。
其中，圖1是表示作為本發(fā)明的“安全帶裝置”的一個實(shí)施方式的安全帶裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。并且，圖2是表示圖1中的安全帶卷收器1周圍的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖1所示，本實(shí)施方式的安全帶裝置100是裝載于作為本發(fā)明的“帶安全帶裝置的車輛”的汽車上的車輛用安全帶裝置，其以安全帶卷收器1、安全帶3、肩部導(dǎo)向固定器10、舌片12、外部固定器14、帶扣16、ECU20等作為主體而構(gòu)成。并且，在車輛上還裝載有輸入元件30，該輸入元件30檢測與該車輛的碰撞預(yù)測、碰撞發(fā)生有關(guān)的信息、與該車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的信息、與就座于座椅上的車輛乘員的就座位置及體格有關(guān)的信息、與周邊的交通狀況有關(guān)的信息、與天氣及時區(qū)有關(guān)的信息等各種信息，并將該檢測信息輸入到ECU20。該輸入元件30的檢測信息總是或每隔規(guī)定時間傳遞給ECU20，用于安全帶裝置100等的動作控制。
特別是，本實(shí)施方式的輸入元件30包括車輛碰撞信息檢測傳感器32，其用于檢測車輛的碰撞預(yù)測、發(fā)生實(shí)際碰撞等與車輛碰撞有關(guān)的信息。該車輛碰撞信息檢測傳感器32構(gòu)成下述傳感器，其可以檢測(測量)出碰撞對象物(其他車輛、障礙物、行人等)相對于本車輛的距離、相對速度、相對加速度、作用在本車輛上的3個軸(X軸、Y軸、Z軸)方向上的加速度等檢測信息(檢測信號)。該車輛碰撞信息檢測傳感器32可以構(gòu)成單一的檢測傳感器，或者組合多個單一的檢測傳感器而成。具體而言，可以利用毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、加速度傳感器、攝像傳感器等構(gòu)成車輛碰撞信息檢測傳感器32。
安全帶3是用于對就座于駕駛座即車輛座椅40上的車輛乘員C(也稱為“駕駛員”)進(jìn)行約束或約束解除的長尺狀的帶子(織帶)。該安全帶3對應(yīng)于本發(fā)明中的“約束乘員用的安全帶”。該安全帶3從固定在車輛上的安全帶卷收器1拉出，經(jīng)過設(shè)在車輛乘員C的乘員肩部區(qū)域上的肩部導(dǎo)向固定器10，并穿過舌片12而連接到外側(cè)固定器14上。肩部導(dǎo)向固定器10，具有在車輛乘員C的乘員肩部區(qū)域卡定并引導(dǎo)(誘導(dǎo))安全帶3的功能。并且，通過將舌片12插入(扣合)到固定于車體上的帶扣16中，成為將該安全帶3佩戴到車輛乘員C身上的狀態(tài)。該舌片12相當(dāng)于本發(fā)明中的“舌片”，與該舌片12扣合的帶扣16相當(dāng)于本發(fā)明中的“帶扣”。
另外，在帶扣16中內(nèi)置有帶扣開關(guān)16a，通過該帶扣開關(guān)16a檢測出將舌片12插入帶扣16而進(jìn)行安全帶帶扣操作的情況(實(shí)際上已成為佩戴安全帶狀態(tài)的情況)。該帶扣開關(guān)16a所檢測出的信息被傳遞給ECU20，從而判定是否處于安全帶佩戴狀態(tài)。該帶扣開關(guān)16a相當(dāng)于本發(fā)明中的“用于檢測舌片與帶扣扣合的情況的檢測傳感器”。
安全帶卷收器1，是可通過后述的卷軸5和馬達(dá)7進(jìn)行安全帶3的卷繞動作及拉出動作的裝置，對應(yīng)于本發(fā)明中的“安全帶卷收器”。在圖1所示的例子中，該卷收器1裝載在車輛的B柱42內(nèi)的收容空間里。
ECU20，具有根據(jù)來自輸入元件30的輸入信號，對以安全帶卷收器1為首的各種動作機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)控制的功能，其由CPU(運(yùn)算處理裝置)、輸入輸出裝置、存儲裝置、外圍設(shè)備等構(gòu)成。特別是在本實(shí)施方式的說明中，該ECU20進(jìn)行與安全帶卷收器1的后述的馬達(dá)7有關(guān)的控制。具體而言，ECU20，通過對供給到馬達(dá)7的電磁線圈的電流供給量、電流供給方向進(jìn)行控制，使馬達(dá)軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動時間、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩(輸出功率)等發(fā)生變化。在后文中進(jìn)行詳細(xì)描述，該ECU20構(gòu)成對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動控制的裝置，并且構(gòu)成對后述的傳動機(jī)構(gòu)9進(jìn)行控制，從而切換至向卷軸5傳遞馬達(dá)7的動力的狀態(tài)的裝置。并且，在該ECU20中編入用于檢測(測定)馬達(dá)7工作時的馬達(dá)電流值的功能。該ECU20對應(yīng)于本發(fā)明中的“控制裝置”。
另外，該ECU20，可以作為專用的控制裝置而設(shè)在安全帶卷收器1上，或者也可以不只用于控制該安全帶卷收器1，還可以兼用作對車輛的驅(qū)動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制的控制裝置。
圖2所示的卷軸5形成圓柱狀或圓筒狀，其卷軸外周面(安全帶抵接面)構(gòu)成安全帶3的卷繞面。該卷軸5是伴隨作為本發(fā)明中的“電動馬達(dá)”的馬達(dá)7的驅(qū)動而對約束乘員用的安全帶3進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的部件，相當(dāng)于本發(fā)明中的“卷軸”。
并且，在本實(shí)施方式中，傳動機(jī)構(gòu)9介于該卷軸5和馬達(dá)7之間。該傳動機(jī)構(gòu)9，構(gòu)成形成卷軸5和馬達(dá)7相連的連接狀態(tài)(傳動模式)以及解除該連接狀態(tài)的連接解除狀態(tài)(動力傳遞解除模式)的機(jī)構(gòu)。該傳動機(jī)構(gòu)9也被稱為組合齒輪部件等而形成的所謂“離合器”。該傳動機(jī)構(gòu)9的連接狀態(tài)是能夠通過該傳動機(jī)構(gòu)9向卷軸傳遞馬達(dá)7的動力的狀態(tài)。因此，在該連接狀態(tài)下，利用馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動，從而通過傳動機(jī)構(gòu)9向卷軸5傳遞該馬達(dá)7的動力。此時，通過傳動機(jī)構(gòu)9對馬達(dá)7的轉(zhuǎn)動進(jìn)行減速。相反，在傳動機(jī)構(gòu)9的連接解除狀態(tài)下，卷軸5和馬達(dá)7之間的物理連接被解除，從而能夠從卷軸5容易地進(jìn)行拉出(抽出)安全帶3的操作。另外，也可以根據(jù)需要采用卷軸5和馬達(dá)7之間不設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)9，而使卷軸5和馬達(dá)7直接連接的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方式中，該傳動機(jī)構(gòu)9構(gòu)成未特別圖示的、所謂“單級式離合器”。因此，在傳動機(jī)構(gòu)9的傳動模式中，當(dāng)馬達(dá)7以規(guī)定的馬達(dá)輸出功率進(jìn)行驅(qū)動時，馬達(dá)7的轉(zhuǎn)動被減速傳遞給卷軸5，以規(guī)定的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩、規(guī)定的轉(zhuǎn)速對該卷軸5進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動。
另外，除了該傳動機(jī)構(gòu)9以外，還可以采用卷軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速能夠多級變化的結(jié)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)。例如，在采用卷軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速能夠2級變化的2級離合器的情況下，想要以較強(qiáng)的安全帶張力將安全帶卷繞到卷軸上時，可以將傳動機(jī)構(gòu)設(shè)定為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩相對較高且轉(zhuǎn)速相對較低的高減速比模式。相反，當(dāng)想要迅速地將安全帶卷繞到卷軸上時，可以將傳動機(jī)構(gòu)設(shè)定為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩相對較低且轉(zhuǎn)速相對較高的低減速比模式。
在本實(shí)施方式中，關(guān)于上述安全帶3的狀態(tài)，設(shè)定了7個安全帶設(shè)定模式，由ECU20根據(jù)上述安全帶設(shè)定模式對馬達(dá)7和傳動機(jī)構(gòu)9進(jìn)行控制。
(1)安全帶收容模式安全帶收容模式是不使用安全帶3而將其完全卷繞到卷軸5上的狀態(tài)的安全帶模式。在該安全帶收容模式中，安全帶卷收器1，不對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動，并且傳動機(jī)構(gòu)9被設(shè)定為傳動切斷模式。由此，在安全帶3上僅產(chǎn)生非常微弱的安全帶張力，并且電力損耗為零。
(2)安全帶拉出模式安全帶拉出模式是為了佩戴安全帶3而從卷軸5拉出安全帶3的狀態(tài)的安全帶模式。同樣地，在該安全帶拉出模式中，安全帶卷收器1被設(shè)定為傳動切斷模式。因此，能夠以較弱的力拉出安全帶3。此時，同樣地，不對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動，電力損耗為零。
(3)調(diào)整用安全帶卷繞模式調(diào)整用安全帶卷繞模式是拉出安全帶3，將舌片(圖1中的舌片12)插入扣合到帶扣中，帶扣開關(guān)(圖1中的帶扣開關(guān)16a)接通以后，為了使安全帶3適于乘員佩戴，而卷繞多拉出的安全帶3的狀態(tài)的安全帶模式?；蛘撸撜{(diào)整用安全帶卷繞模式，是在安全帶3的通常佩戴狀態(tài)(此時，帶扣開關(guān)成為接通狀態(tài))下，車輛乘員移動而拉出規(guī)定量的安全帶3后，車輛乘員再次就座于常規(guī)位置時，卷繞所拉出的安全帶3的狀態(tài)的安全帶模式。在該調(diào)整用安全帶卷繞模式中，安全帶卷收器1被如下進(jìn)行控制傳動機(jī)構(gòu)9被設(shè)定為傳動模式，并且向安全帶卷繞方向以高轉(zhuǎn)動對馬達(dá)7進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動。因此，將安全帶3迅速地卷繞到卷軸5上，當(dāng)產(chǎn)生非常弱的規(guī)定安全帶張力時使馬達(dá)7停止工作，從而在適于車輛乘員佩戴的狀態(tài)下佩戴安全帶3。
(4)通常佩戴模式(舒適模式)通常佩戴模式(舒適模式)是在調(diào)整用安全帶卷繞模式結(jié)束后所設(shè)定的、安全帶3的通常佩戴狀態(tài)下的安全帶模式。在該通常佩戴模式中，安全帶卷收器1，不對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動，并且傳動機(jī)構(gòu)9被設(shè)定為傳動切斷模式。因此，由于僅在安全帶3上產(chǎn)生非常弱的安全帶張力，因而車輛乘員即使佩戴安全帶3也不會感到壓迫感。并且，電力損耗為零。
(5)警報(bào)模式警報(bào)模式是在車輛以通常佩戴模式行駛的過程中檢測到駕駛員的打瞌睡、本車輛周邊的障礙物后，通過反復(fù)規(guī)定次數(shù)地卷繞安全帶3，向駕駛員發(fā)出警報(bào)的狀態(tài)的安全帶模式。在該警報(bào)模式中，安全帶卷收器1被設(shè)定為反復(fù)對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動。因此，由于向安全帶3反復(fù)施加較強(qiáng)的安全帶張力(比后述的緊急模式的安全帶張力更弱)和非常弱的安全帶張力，因而可以促使駕駛員對打瞌睡、本車輛周邊的障礙物引起注意。該警報(bào)模式的詳細(xì)控制內(nèi)容如后文所述。
(6)緊急模式緊急模式是在車輛以通常佩戴模式行駛的過程中或繼上述警報(bào)模式之后，本車輛與障礙物等碰撞的可能性非常高的情況下設(shè)定的安全帶模式。在該緊急模式中，安全帶卷收器1被如下控制傳動機(jī)構(gòu)9被設(shè)定為傳動模式，并且向安全帶卷繞方向以高轉(zhuǎn)動、高轉(zhuǎn)矩對馬達(dá)7進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動。因此，將安全帶3迅速地卷繞到卷軸5上后，最終在安全帶3上產(chǎn)生非常強(qiáng)的規(guī)定的安全帶張力時使馬達(dá)7停止工作，從而可以利用該安全帶3可靠地約束車輛乘員。
(7)收容用安全帶卷繞模式收容用安全帶卷繞模式是為了解除安全帶3的佩戴，從帶扣拔出舌片(圖1中的舌片12)，帶扣開關(guān)(圖1中的帶扣開關(guān)16a)斷開時，為了使安全帶3成為收容狀態(tài)而完全卷繞安全帶3的狀態(tài)的安全帶模式。在該收容用安全帶卷繞模式中，安全帶卷收器1被如下控制傳動機(jī)構(gòu)9被設(shè)定為傳動模式，并且向安全帶卷繞方向?qū)︸R達(dá)7進(jìn)行轉(zhuǎn)動驅(qū)動，從而將所拉出的安全帶3迅速地卷繞到卷軸5上。然后，完全卷繞安全帶3，在產(chǎn)生非常弱的規(guī)定的安全帶張力時使馬達(dá)7停止工作，從而使安全帶3成為產(chǎn)生非常弱的張力的前述安全帶收容模式。
在此，對于上述結(jié)構(gòu)的安全帶卷收器1的控制，參照圖3至圖6來具體說明上述“調(diào)整用安全帶卷繞模式”的詳細(xì)控制內(nèi)容。由圖1中和圖2中的ECU20執(zhí)行安全帶卷收器1的該控制。
在圖3中表示與本實(shí)施方式的安全帶卷收器1的警報(bào)模式有關(guān)的警報(bào)控制處理的流程圖。
如圖3所示，在該警報(bào)控制處理中，首先通過步驟S 10判定是否為安全帶佩戴狀態(tài)。具體而言，在圖1中的帶扣開關(guān)16a檢測出舌片12插入到帶扣16中的情況下，判定為處于安全帶佩戴狀態(tài)，在帶扣開關(guān)16a檢測出舌片12的插入解除的情況下，判定為處于安全帶佩戴解除狀態(tài)。
在該步驟S10中，判定為處于安全帶佩戴狀態(tài)的情況(步驟S10的“是”)下，進(jìn)入步驟S20。另一方面，在該步驟S10中，判定為處于安全帶佩戴解除狀態(tài)的情況(步驟S10的“否”)下，直接結(jié)束警報(bào)控制處理。
接著，在圖3中的步驟S20，進(jìn)行判定警報(bào)條件是否成立的處理。具體而言，根據(jù)由圖1中的車輛碰撞信息檢測傳感器32所檢測出的信息，在判定本車輛周邊的障礙物(其他車輛、障礙物、行人等)處于規(guī)定范圍內(nèi)的情況、判定本車輛與該障礙物碰撞的可能性高的情況下，判定為警報(bào)條件成立，或者根據(jù)用于檢測作用在安全帶3上的張力變化的傳感器所檢測出的信息，在判定駕駛員打瞌睡的情況下，判定為警報(bào)條件成立。
在該步驟S20中判定警報(bào)條件成立的情況(步驟S20的“是”)下，進(jìn)入步驟S30，執(zhí)行安全帶卷繞控制后，結(jié)束警報(bào)控制處理。另一方面，在步驟S20中判定警報(bào)條件不成立的情況(步驟S20的“否”)下，直接結(jié)束警報(bào)控制處理。
接著，在圖3中的步驟S30，進(jìn)行警報(bào)模式下的安全帶卷繞控制。在該安全帶卷繞控制中，通過對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動控制，以多次反復(fù)進(jìn)行使作用在安全帶3上的張力增減的動作(使張力暫時增加的動作)，向車輛乘員(駕駛員)發(fā)出引起注意的警報(bào)。該控制方式相當(dāng)于本發(fā)明中的“在車輛乘員佩戴安全帶的安全帶佩戴時，多次反復(fù)進(jìn)行使通過卷軸作用在安全帶上的張力增減的動作”的控制方式。
但是，在利用安全帶3的這種卷繞動作向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)的情況下，使實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力追隨在馬達(dá)控制中設(shè)定為目標(biāo)的張力是非常困難的。作為比較例，在圖6中表示設(shè)定為可以在規(guī)定時間(Δt)得到一定目標(biāo)張力Ta的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移。如圖6所示，關(guān)于多次(圖6中為3次)提高安全帶張力的動作，在使表示各動作的時間推移的波形為方波(矩形波)的情況下，能夠盡量抑制各動作的動作初期中的張力的上升。
因此，在本實(shí)施方式中，可以采用下述控制方法通過設(shè)法改變安全帶張力(輸入)的設(shè)定方式，使提高安全帶張力的各動作的動作初期中的張力上升盡量追隨設(shè)定為目標(biāo)的張力Ta。
在此，在圖4中表示在本實(shí)施方式設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移。
如圖4所示，在本實(shí)施方式中，采用下述控制模式使各動作的動作初期中的張力超過預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)張力Ta，而達(dá)到張力Tb，基于此設(shè)定，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。關(guān)于該超過，設(shè)定張力的時間推移曲線在動作初期形成稍微超過目標(biāo)張力Ta的極值(張力Tb)。具體而言，進(jìn)行設(shè)定，以使安全帶張力(輸入)在時間t1、t3、t5成為比目標(biāo)張力Ta更高的張力Tb，然后在時間t2、t4、t6之間緩慢地降低至目標(biāo)張力Ta。該控制方式相當(dāng)于本發(fā)明中的“基于各動作的動作初期中的張力超過預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)張力的設(shè)定，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制”的控制方式。通過調(diào)節(jié)馬達(dá)7的電流值(還稱為“控制電流值”)、電壓值(還稱為“外加電壓值”)對馬達(dá)輸出功率進(jìn)行控制，并通過將與安全帶3的卷繞有關(guān)的速度、加速度設(shè)定為所需要的程度而達(dá)到該控制模式。
根據(jù)這種控制方法，如圖4中的下圖所示，關(guān)于提高安全帶張力的多次(圖4中為3次)動作，能夠使各動作的動作初期中的張力的上升比雙點(diǎn)劃線所示的比較例更大，由此能夠使其盡量追隨設(shè)定為目標(biāo)的張力Ta。
另外，關(guān)于該控制中的設(shè)定張力Ta、Tb的值，除了可以判別車輛乘員的體格、服裝以外，還可以根據(jù)該判別結(jié)果適當(dāng)?shù)貙υO(shè)定張力Ta、Tb的值進(jìn)行設(shè)定。
并且，關(guān)于使安全帶張力(輸入)超過目標(biāo)張力的設(shè)定方式，可以根據(jù)需要采用各種設(shè)定方式，例如除了圖4中的上圖所示的設(shè)定以外，還能夠采用如圖5中所示的另一實(shí)施方式的設(shè)定方式。在該設(shè)定方式中，進(jìn)行設(shè)定，以使安全帶張力(輸入)在時間t1、t3、t5達(dá)到比目標(biāo)張力Ta更高的張力Tb，然后在時間t2、t4、t6之間階階梯性地降低至目標(biāo)張力Ta。同樣地，通過這種設(shè)定，如圖4中的下圖所示，能夠使各動作的動作初期中的張力的上升上提。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的安全帶卷收器1，特別是通過在圖4、圖5所示的設(shè)定中進(jìn)行圖3所示的警報(bào)控制處理，能夠使車輛乘員通過安全帶3可靠地感知用于引起注意的警報(bào)。由此，能夠促使駕駛員在車輛碰撞時采取必要的回避操作、使打瞌睡的車輛乘員引起注意。另外，在圖4和圖5中均表示了反復(fù)進(jìn)行3次使作用在安全帶3上的張力增減的動作(使張力暫時增加的動作)的情況，在本發(fā)明中，也可以適當(dāng)?shù)夭捎眠M(jìn)行2次該動作、進(jìn)行4次以上該動作的設(shè)定。
并且，在本實(shí)施方式中，繼圖3中的警報(bào)控制處理之后，根據(jù)車輛碰撞信息檢測傳感器32的檢測信息，在本車輛與障礙物等碰撞的可能性非常高的情況下，切換到前述緊急模式，最終在安全帶3上產(chǎn)生非常強(qiáng)的規(guī)定的安全帶張力時使馬達(dá)7停止工作，由此能夠利用該安全帶3可靠地約束車輛乘員。
另外，在圖7中表示與本實(shí)施方式的安全帶卷收器1的上述“調(diào)整用安全帶卷繞模式”有關(guān)的松弛消除控制處理的流程圖。
如圖7所示，在該卷收器控制處理中，首先通過步驟S110判定是否為安全帶佩戴狀態(tài)。具體而言，在圖1中的帶扣開關(guān)16a檢測到舌片12插入帶扣16的情況下，判定為處于安全帶佩戴狀態(tài)，在帶扣開關(guān)16a檢測到舌片12的插入解除的情況下，判定為處于安全帶佩戴解除狀態(tài)。
在該步驟S110，判定為處于安全帶佩戴狀態(tài)的情況(步驟S110的“是”)下，進(jìn)入步驟S120。另一方面，在該步驟S110，判定為處于安全帶佩戴解除狀態(tài)的情況(步驟S110的“否”)下，直接結(jié)束松弛消除控制處理。
接著，在圖7中的步驟S120，進(jìn)行判定卷繞開始條件是否成立(或是否已成立)的處理。具體而言，根據(jù)由用于檢測作用在安全帶3上的張力變化的傳感器所檢測出的信息，判定為持續(xù)拉出該安全帶3的狀態(tài)時，或形成拉出該安全帶3的狀態(tài)時，判定為卷繞開始條件成立(或已成立)。
在該步驟S120，判定卷繞開始條件成立(或已成立)的情況(步驟S120的“是”)下，進(jìn)入步驟S130，執(zhí)行安全帶卷繞控制后，結(jié)束松弛消除控制處理。另一方面，在該步驟S120，判定為卷繞開始條件未成立的情況(步驟S120的“否”)下，直接結(jié)束松弛消除控制處理。
接著，在圖7中的步驟S130，進(jìn)行調(diào)整用安全帶卷繞模式下的安全帶卷繞控制。在該安全帶卷繞控制中，通過對馬達(dá)7進(jìn)行驅(qū)動控制，以進(jìn)行使作用在安全帶3上的張力增減的動作(使張力暫時增加的動作)，卷繞從卷軸5多余地拉出的安全帶3。
在利用安全帶3的這種卷繞動作進(jìn)行松弛消除的情況下，如果采用單純地提高安全帶張力的控制，雖然能夠消除安全帶的松弛，但是對于車輛乘員而言，會增加安全帶造成的約束感。作為比較例，在圖11中表示設(shè)定為可以在規(guī)定時間得到一定目標(biāo)張力Ta的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移。如圖11所示，關(guān)于提高安全帶張力的動作，在使表示該動作的時間推移的波形為方波(矩形波)的情況下，其動作初期中的張力突然上升，會突然束緊車輛乘員。
因此，在本實(shí)施方式中，采用下述控制方法通過設(shè)法改變安全帶張力(輸入)的設(shè)定方式，以使提高安全帶張力的動作的動作初期中的張力上升盡量變得平緩。
在此，在圖8中表示在本實(shí)施方式設(shè)定的安全帶張力(輸入)的時間推移和實(shí)際作用在車輛乘員上的安全帶張力(輸出)的時間推移。
如圖8所示，在本實(shí)施方式中，采用下述控制模式在提高安全帶張力的動作的動作初期，使安全帶張力達(dá)到目標(biāo)張力之前的張力上升速度低于規(guī)定的約束力基準(zhǔn)值，基于此設(shè)定，對電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。具體而言，在圖8的上圖中，設(shè)定為從時間s1到達(dá)時間s2之間的安全帶張力的上升曲線的傾斜度L2，與圖11中的上圖的相當(dāng)于安全帶張力的上升的基準(zhǔn)線的傾斜度L1相比，更加平緩。通過調(diào)節(jié)馬達(dá)7的電流值(還稱為“控制電流值”)、電壓值(還稱為“外加電壓值”)對馬達(dá)輸出功率進(jìn)行控制，并通過將與安全帶3的卷繞有關(guān)的速度、加速度設(shè)定為所需要的程度而達(dá)到該控制模式。
根據(jù)這種控制方法，如圖8中的下圖所示，對提高安全帶張力的松弛消除動作而言，形成抑制該動作的動作初期的張力的急劇上升的安全帶張力的上升曲線L3。由此，可以利用安全帶3盡量抑制增加車輛乘員的約束感的情況。
另外，關(guān)于該控制中的設(shè)定張力Ta的值，除了能夠判別車輛乘員的體格、服裝以外，還可以根據(jù)該判別結(jié)果適當(dāng)?shù)貙υO(shè)定張力Ta的值進(jìn)行設(shè)定。
并且在安全帶卷繞動作的動作初期，可以根據(jù)需要采用各種設(shè)定，以使安全帶張力達(dá)到目標(biāo)張力之前的張力上升速度低于規(guī)定的約束力基準(zhǔn)值，例如除了圖8中的上圖所示的設(shè)定方式以外，還可以采用如圖9、圖10中所示的其他實(shí)施方式的設(shè)定方式。
在圖9所示的例子中，如下進(jìn)行設(shè)定達(dá)到目標(biāo)張力Ta之前的安全帶張力階梯性地提高，并且從時間s1到時間s2之間的安全帶張力的上升曲線的平均傾斜度L4，與圖11的上圖中的相當(dāng)于安全帶張力的上升的基準(zhǔn)線的傾斜度L1相比，更加平緩地向右側(cè)傾斜。并且，在圖10所示的例子中，如下進(jìn)行設(shè)定達(dá)到目標(biāo)張力Ta之前的安全帶張力連續(xù)地(曲線狀)提高，并且從時間s1到時間s2之間的安全帶張力的上升曲線的平均傾斜度L5，與圖11的上圖中的相當(dāng)于安全帶張力的上升的基準(zhǔn)線的傾斜度L1相比，更加平緩地向右側(cè)傾斜。同樣地，通過這樣設(shè)定，如圖8中的下圖所示，對于提高安全帶張力的松弛消除動作，可以形成使進(jìn)行該動作的動作初期的張力的急劇上升變得平緩的安全帶張力的上升曲線L3，由此可以利用安全帶3盡量抑制車輛乘員的約束感增加的情況。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的安全帶卷收器1，特別是通過在圖8至圖10所示的設(shè)定中進(jìn)行圖7所示的松弛消除控制處理，可以可靠地消除安全帶3的松弛，并且可以盡量抑制安全帶3對車輛乘員的約束感的增加。
其他實(shí)施方式此外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，可以考慮進(jìn)行各種應(yīng)用、變形。例如也可以實(shí)施應(yīng)用了上述實(shí)施方式的以下各方式。
在上述實(shí)施方式中，雖然對車載安全帶卷收器1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明的安全帶卷收器結(jié)構(gòu)也能夠適用于裝載在例如汽車、飛機(jī)、船舶、電車、公共汽車等由車輛乘員乘載而進(jìn)行移動的車輛上的安全帶裝置。
權(quán)利要求
1.一種裝載于車輛上的安全帶卷收器，其特征在于，包括電動馬達(dá)、伴隨所述電動馬達(dá)的驅(qū)動而對約束乘員用的安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的卷軸以及對所述電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的控制裝置；所述控制裝置具有下述控制模式所述安全帶已佩戴到車輛乘員身上的佩戴安全帶時，為了向所述車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)，多次反復(fù)進(jìn)行使經(jīng)由所述卷軸作用于所述安全帶上的張力增減的動作，并基于使各動作的動作初期安全帶張力超過目標(biāo)張力的設(shè)定，對所述電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。
2.一種裝載于車輛上的安全帶裝置，其特征在于，包括車輛乘員所佩戴的約束乘員用的安全帶、電動馬達(dá)、伴隨所述電動馬達(dá)的驅(qū)動而對所述安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的卷軸、對所述電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制的控制裝置、固定在車輛上的帶扣、設(shè)在所述安全帶上并在佩戴安全帶時與所述帶扣扣合的舌片以及用于檢測所述舌片已扣合到帶扣上的檢測傳感器；所述控制裝置具有下述控制模式在根據(jù)所述檢測傳感器的檢測信息，判定所述安全帶處于所述安全帶已佩戴到車輛乘員身上的安全帶佩戴狀態(tài)的情況下，為了向所述車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)，多次反復(fù)進(jìn)行使經(jīng)由所述卷軸作用于所述安全帶上的張力增減的動作，并基于使各動作的動作初期安全帶張力超過目標(biāo)張力的設(shè)定，對所述電動馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。
3.一種帶安全帶裝置的車輛，權(quán)利要求2所述的安全帶裝置收容在車輛內(nèi)的收容空間內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種技術(shù)，其可以通過合理地控制裝載于車輛上的、伴隨電動馬達(dá)的驅(qū)動對約束乘員用的安全帶進(jìn)行卷繞動作和拉出動作的安全帶卷收器，特別是可以利用安全帶有效可靠地向車輛乘員發(fā)出引起注意的警報(bào)。裝載在車輛上的安全帶裝置(100)的安全帶卷收器(1)，在佩戴安全帶時，為了向車輛乘員(C)發(fā)出引起注意的警報(bào)，多次反復(fù)進(jìn)行使通過卷軸作用在安全帶(3)上的張力增減的動作，并且使各動作的動作初期的安全帶張力超過目標(biāo)張力，基于此設(shè)定對馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動控制。
文檔編號B60R22/34GK1907767SQ20061011013
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者高尾雅人, 田中康二, 犬塚浩二 申請人:高田株式會社