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WO2016113966A1 - シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置 - Google Patents

シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置 Download PDF

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WO2016113966A1
WO2016113966A1 PCT/JP2015/079296 JP2015079296W WO2016113966A1 WO 2016113966 A1 WO2016113966 A1 WO 2016113966A1 JP 2015079296 W JP2015079296 W JP 2015079296W WO 2016113966 A1 WO2016113966 A1 WO 2016113966A1
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WO
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value
seat belt
duty ratio
motor
increase rate
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/079296
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀之 冨部
Original Assignee
タカタ株式会社
秀之 冨部
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by タカタ株式会社, 秀之 冨部 filed Critical タカタ株式会社
Priority to EP15877918.1A priority Critical patent/EP3246216B1/en
Publication of WO2016113966A1 publication Critical patent/WO2016113966A1/ja

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/44—Belt retractors, e.g. reels with means for reducing belt tension during use under normal conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2022/4666—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by electric actuators

Definitions

  • the present invention relates to a seat belt retractor and a seat belt device.
  • the motor After controlling the motor drive current so that the seat belt (or webbing) is wound by a set amount when acceleration greater than the set value is applied to the vehicle, the motor responds to the seat belt being pulled out by the occupant's body movement.
  • a seat belt device that controls the driving current (see, for example, Patent Document 1).
  • the seat belt device as described above, after removing the slack of the seat belt, driving the motor to return the drawer of the seat belt when the seat belt is about to be pulled out due to the shake of the upper body of the occupant, This prevents the seat belt from being pulled out.
  • the seat belt device disclosed in Patent Document 1 detects the withdrawal of the seat belt using a sensor, and increases the energization amount of the motor so as to return the withdrawal of the seat belt detected by the sensor. The belt is prevented from being pulled out. Therefore, the seat belt device disclosed in Patent Literature 1 cannot suppress the withdrawal of the seat belt without a sensor that detects the withdrawal of the seat belt.
  • an object of the present invention is to provide a seat belt retractor and a seat belt device that can suppress the withdrawal of the seat belt without a sensor that detects the withdrawal of the seat belt.
  • a motor A controller for reducing a duty ratio of a pulse width modulation signal for controlling a driving voltage of the motor from a first value necessary for winding the seat belt to a second value smaller than the first value.
  • the control device defines an increase amount of the duty ratio per unit time so as to suppress the withdrawal of the seat belt after the duty ratio is decreased from the first value to the second value.
  • a seat belt retractor and a seat belt device that increase the duty ratio at the increased rate are provided.
  • a motor A controller for reducing the electric power supplied to the motor from a first value necessary for winding the seat belt to a second value smaller than the first value;
  • the controller increases the electric power per unit time so that the seat belt is pulled out after the electric power is reduced from the first value to the second value.
  • a seat belt retractor and a seat belt device are provided that increase the power at a rate.
  • the withdrawal of the seat belt can be suppressed even if there is no sensor for detecting the withdrawal of the seat belt.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing an example of a seat belt device 100.
  • the seat belt device 100 is mounted on a vehicle 13 such as an automobile.
  • the seat belt device 100 includes, for example, a seat belt 2, a seat belt retractor 16, a shoulder anchor 3, a tongue 4, and a buckle 5.
  • the seat belt retractor 16 includes the retractor 6 and the control device 1.
  • the vehicle 13 is provided with a door 12 that can be opened and closed.
  • the door 12 is, for example, an entry / exit door that the occupant 9 uses to get on and off the vehicle 13.
  • the seat belt 2 is an example of a belt-like member that restrains the occupant 9 sitting on the seat 11 of the vehicle 13, and is wound around the retractor 6 so that the seat belt 2 can be pulled out from the retractor 6.
  • One end of the seat belt 2 is connected to the retractor 6, and the other end of the seat belt 2 is fixed to the vehicle body, the pretensioner device, the seat 11, or the like.
  • the seat belt is also referred to as webbing.
  • the retractor 6 is an example of a winding device that enables the seat belt 2 to be wound or pulled out, and is fixed to the vehicle body in the vicinity of the seat 11, for example.
  • the retractor 6 includes, for example, a belt reel 8, a motor 7 that winds up the seat belt 2 by the belt reel 8, and a clutch 17 that switches on / off of a driving force transmission path between the motor 7 and the belt reel 8.
  • the shoulder anchor 3 is an example of a guide member that guides the seat belt 2 pulled out from the retractor 6 toward the occupant's shoulder.
  • the tongue 4 is an example of a member that is slidably attached to the seat belt 2 guided by the shoulder anchor 3.
  • the buckle 5 is an example of a member to which the tongue 4 is detachably engaged, and is fixed to the floor of the vehicle body or the seat 11, for example.
  • the tongue 4 When the seat belt 2 is not worn by the occupant, the tongue 4 is not engaged with the buckle 5, and the entire amount of the seat belt 2 (specifically, the retractor 6 does not interfere with the seat belt 2 without any trouble). The retractable amount is taken up by the retractor 6.
  • the seat belt 2 is worn by the occupant, the seat belt 2 is pulled out from the retractor 6 as shown in FIG. At this time, the tongue 4 is engaged with the buckle 5 and the seat belt 2 is wound around the retractor 6 so that the slack of the seat belt 2 is reduced, so that the seat belt 2 is attached to the occupant.
  • the control device 1 is an example of a control unit that adjusts the force by which the motor 7 winds the seat belt 2 by the belt reel 8 by controlling the magnitude of the driving power P supplied to the motor 7 of the retractor 6.
  • Specific examples of the control device 1 include an electronic control unit for controlling the seat belt (so-called ECU: Engine Control Unit).
  • the control device 1 includes, for example, a drive circuit 14 and a control circuit 15.
  • the drive circuit 14 is an example of a drive unit that supplies the drive power P to the motor 7 and drives the motor 7 with the voltage of the drive power P (that is, the drive voltage V).
  • the drive voltage V is a voltage applied to the motor 7.
  • the drive circuit 14 adjusts the magnitude of the drive power P in accordance with the duty ratio D of the pulse width modulation signal S that controls the magnitude of the drive voltage V.
  • the pulse width modulation signal S is supplied from the control circuit 15.
  • Specific examples of the drive circuit 14 include an H-bridge circuit having four switching elements, but the drive circuit 14 may be a drive circuit of another drive type.
  • the drive circuit 14 generates the drive voltage V from the power supply voltage VB according to the duty ratio D.
  • the drive voltage V can theoretically be defined as a value obtained by multiplying the power supply voltage VB by the duty ratio D.
  • the power supply voltage VB is a voltage of a power supply such as a battery mounted on the vehicle 13, for example.
  • the control circuit 15 is an example of a control unit that generates the pulse width modulation signal S and outputs it to the drive circuit 14.
  • Specific examples of the control circuit 15 include a microcomputer and a processor provided with a central processing unit (CPU).
  • the control circuit 15 starts a process of gradually increasing the drive power P by the drive circuit 14 when a condition for starting the attitude maintenance control of the occupant 9 (hereinafter, also referred to as “attitude maintenance start condition”) is satisfied.
  • attitude maintenance start condition a condition for starting the attitude maintenance control of the occupant 9
  • a method of gradually increasing the driving power P will be described later.
  • the control circuit 15 determines whether or not the posture holding start condition is satisfied based on one or a plurality of input signals input to the control circuit 15 via the signal line 10.
  • the determination of the posture holding start condition may be performed by a determination unit other than the control circuit 15.
  • the input signal input via the signal line 10 is supplied from one or a plurality of devices mounted on the vehicle 13 (for example, other control devices other than the control device 1, sensors, switches, etc.).
  • Specific examples of the signal line 10 include a wire harness that transmits a high-level or low-level signal, and a communication line that transmits data according to a predetermined communication standard such as CAN (Controller-Area-Network).
  • a buckle signal indicating that the tongue 4 is engaged with the buckle 5 a vehicle speed signal indicating the detected value of the speed of the vehicle 13, and an acceleration acting on the vehicle 13
  • An acceleration signal indicating the detected value of the vehicle 13 a steering angular velocity signal indicating the detected value of the steering angular velocity of the steering of the vehicle 13, a brake operating signal indicating the start of the sudden braking or automatic braking of the vehicle 13, and the like.
  • a specific example of the acceleration sensor that detects the acceleration acting on the vehicle 13 includes a longitudinal acceleration sensor, a lateral acceleration sensor, a yaw rate sensor, and the like.
  • the longitudinal acceleration sensor detects the longitudinal acceleration of the vehicle 13
  • the lateral acceleration sensor detects the lateral acceleration of the vehicle 13
  • the yaw rate sensor detects the yaw rate of the vehicle 13.
  • the control circuit 15 maintains the posture. It is determined that the start condition is satisfied. For example, when the tongue 4 is engaged with the buckle 5 and a brake operation signal indicating the start of operation of the sudden brake or the automatic brake of the vehicle 13 is detected, the control circuit 15 determines that the posture holding start condition is satisfied. May be.
  • the control circuit 15 determines whether or not the posture maintenance start condition is satisfied by combining an arbitrary input signal input via the signal line 10 and a detection elapsed time when the input signal is detected. Also good.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a mode in which the duty ratio D (or the driving power P supplied to the motor 7) of the pulse width modulation signal S for controlling the driving voltage V of the motor 7 changes with time.
  • the control circuit 15 determines that the posture holding start condition is satisfied, the control circuit 15 starts the process of increasing the duty ratio D at the timing t0. Then, the control circuit 15 increases the duty ratio D from the initial value x0 at the timing t0 to the first value x1, and maintains the duty ratio D at the first value x1 from the timing t0 to the timing t1 when the time T1 has elapsed. To do. As a result, the control circuit 15 increases the driving power P from the initial power value at the timing t0 to the first power value, and changes the driving power P to the first power value from the timing t0 to the timing t1 when the time T1 has elapsed. Can be maintained.
  • the initial value x0 is a non-negative value and may be zero or a positive value slightly larger than zero.
  • the first value x1 is a duty ratio necessary for generating the driving power P necessary for winding the seat belt 2, and the time T1 generates the driving power P necessary for winding the seat belt 2. It is the time required for Specifically, the first value x1 is a duty ratio necessary for turning on the clutch 17, and the time T1 is a time necessary for turning on the clutch 17.
  • control circuit 15 can turn on the clutch 17 by increasing the duty ratio D from the initial value x0 to the first value x1 and maintaining the duty ratio D at the first value x1 for the time T1.
  • the clutch 17 is turned on, the driving force of the motor 7 can be transmitted to the belt reel 8.
  • the first value x1 may be a constant value or a variable value.
  • the time T1 may be a preset fixed time or a variable time until the tension of the seat belt 2 is detected to be equal to or greater than a predetermined tension value.
  • the control circuit 15 decreases the duty ratio D from the first value x1 to the second value x2 smaller than the first value x1 at the timing t1 after the time T1 has elapsed. As a result, the control circuit 15 can reduce the drive power P from the first power value to the second power value smaller than the first power value at the timing t1.
  • Timing t1 is the time when the duty ratio D starts to decrease from the first value x1 when the time T1 has elapsed.
  • the second value x2 is a duty ratio necessary to generate the driving power P necessary to suppress the seat belt 2 from being pulled out by the movement of the upper body of the occupant 9, and the clutch 17 is turned on. This is the duty ratio necessary to maintain
  • the control circuit 15 sets the duty ratio D to a second value at an increase rate (hereinafter referred to as “increase rate Rd”) that defines an increase amount per unit time of the duty ratio D so that the seat belt 2 is not pulled out. From the value x2. As a result, the control circuit 15 is driven at an increase rate that defines an increase amount per unit time of the drive power P (that is, a power increase rate corresponding to the increase rate Rd) so that the withdrawal of the seat belt 2 is suppressed.
  • the power P can be increased from the second power value.
  • the power increase rate corresponding to the increase rate Rd is referred to as an increase rate Rp.
  • the duty ratio D increases at an increase rate Rd so that the withdrawal of the seat belt 2 is suppressed, even if there is no sensor for detecting the withdrawal of the seat belt 2, a rapid occupant of the seat belt 2 is taken up.
  • the driving power P increases at an increase rate Rp so that the withdrawal of the seat belt 2 is suppressed, even if there is no sensor for detecting the withdrawal of the seat belt 2, the seat belt 2 can be taken up rapidly. Pulling out of the seat belt 2 can be suppressed without causing the occupant 9 to feel it.
  • the increase rate Rd and the increase rate Rp are defined in advance before starting to increase the duty ratio D from the second value x2.
  • the control circuit 15 increases so that the force with which the seat belt 2 is pulled out by the upper body movement of the occupant 9 and the force with which the motor 7 suppresses the extension (or pulling out) of the seat belt 2 are balanced.
  • the duty ratio D is increased from the second value x2 at the rate Rd. Accordingly, the control circuit 15 increases the increase rate Rp so that the force with which the seat belt 2 is pulled out by the upper body movement of the occupant 9 and the force with which the motor 7 suppresses the extension (or pulling out) of the seat belt 2 are balanced.
  • the drive power P is increased from the second power value.
  • the amount of withdrawal of the seat belt 2 that increases as the amount of movement of the upper body of the occupant 9 increases and the amount of winding of the seat belt 2 that increases as the driving power P increases can be made equal.
  • the withdrawal of the seat belt 2 due to the movement of the upper body of the occupant 9 can be suppressed.
  • the control circuit 15 stops the process of increasing the duty ratio D at the increase rate Rd, for example, at the timing t2 when the duty ratio D reaches the third value x3 larger than the second value x2 at the increase rate Rd. Therefore, the control circuit 15 stops increasing the drive power P at the increase rate Rp at the timing t2 when the drive power P reaches the third power value larger than the second power value at the increase rate Rp. Can do.
  • the magnitude of the force with which the motor 7 suppresses the extension (or withdrawal) of the seat belt 2 is prevented from being excessively greater than the magnitude of the force with which the seat belt 2 is pulled out by the upper body movement of the occupant 9. be able to.
  • the increase rate Rd may be a value defined so as to increase from the second value x2 to the third value x3 within the reference time T2.
  • the increase rate Rp is a value defined so as to increase from the second power value to the third power value within the reference time T2.
  • the control circuit 15 maintains the duty ratio D at the third value x3 after the timing t2 when the duty ratio D reaches the third value x3, for example. Therefore, the control circuit 15 can maintain the driving power P at the third power value after the timing t2 when the driving power P reaches the third power value. Thereby, even after timing t2, the magnitude of the force by which the motor 7 suppresses the extension (or withdrawal) of the seat belt 2 is larger than the magnitude of the force by which the seat belt 2 is pulled out by the upper body movement of the occupant 9. It can continue to be suppressed.
  • the control circuit 15 may decrease the duty ratio D from the third value x3 at a predetermined reduction rate after the timing t2 when the duty ratio D reaches the third value x3.
  • the control circuit 15 can decrease the drive power P from the third power value at a predetermined power reduction rate after the timing t2 when the drive power P reaches the third power value.
  • the motor 7 can loosen the force which suppresses extension (or pulling out) of the seat belt 2 after the timing t2.
  • the control circuit 15 may start decreasing the duty ratio D from the third value x3 at the timing t2, as indicated by a dotted line a in FIG. Alternatively, as indicated by a dotted line b in FIG. 2, the control circuit 15 continues the state in which the duty ratio D is maintained at the third value x3 from the timing t2 for a certain period of time, and then sets the duty ratio D to the third value at the timing t5. It may begin to decrease from the value x3 of.
  • the control circuit 15 maintains the duty ratio D at the third value x3 for a certain period from the timing t2, as indicated by a dotted line c in FIG. 2, and then the duty ratio D is predetermined at the timing t5.
  • the increase may start from the third value x3 at an increase rate.
  • the control circuit 15 can increase the drive power P from the third power value at a predetermined power increase rate after the timing t5. Thereby, after timing t5, the force by which the motor 7 suppresses the extension (or withdrawal) of the seat belt 2 can be increased.
  • the control circuit 15 may repeat the decrease and increase of the duty ratio D at a predetermined increase / decrease rate after the timing t2 when the duty ratio D reaches the third value x3.
  • the control circuit 15 can repeat the decrease and increase of the drive power P at a predetermined power increase / decrease rate after the timing t2 when the drive power P reaches the third power value.
  • the control circuit 15 starts decreasing the duty ratio D from the third value x3 at the timing t2, and then increases the second value x2 to a value less than the third value x3.
  • the duty ratio D may be increased again at the arrival timing t6.
  • the control circuit 15 may increase the duty ratio D again at the timing t6 and then decrease it again.
  • the duty ratio D starts to decrease or increase from the third value x3 at the timing t5
  • the duty ratio D may be increased again or decreased again at the timing t6.
  • the control circuit 15 may repeat the increase / decrease of the duty ratio D with the duty ratio D as the upper limit of the third value x3, or the duty ratio D converges to the third value x3 across the third value x3.
  • the increase / decrease of the duty ratio D may be repeated.
  • the third power value is smaller than the first power value.
  • the third value x3 may be set to be greater than or equal to the first value x1, and in this case, the third power value is greater than or equal to the first power value.
  • the control circuit 15 starts a process of increasing the duty ratio D at an increase rate Rd within a predetermined time T3. Therefore, the control circuit 15 starts the process of increasing the drive power P at the increase rate Rp within the predetermined time T3 after reducing the drive power P from the first power value. Thereby, suppression of the withdrawal of the seat belt 2 can be started promptly.
  • Timing t3 is a timing at which the decreasing duty ratio D reaches the second value x2.
  • the predetermined time T3 may be a time from timing t3 to timing t4, or may be a time from timing t1 to timing t4.
  • the predetermined time T3 may be zero.
  • the increase rate Rp is also a constant value.
  • the force by which the motor 7 suppresses the extension (or withdrawal) of the seat belt 2 can be increased smoothly, so that the occupant 9 is less likely to feel the winding of the seat belt 2 and the seat belt 2 The drawing force can be smoothly suppressed.
  • the increase rate Rd may be defined as a different value depending on the power supply voltage VB for generating the drive voltage V according to the pulse width modulation signal S.
  • the increase rate Rp also has a different value depending on the power supply voltage VB.
  • the increase rate Rd when the power supply voltage VB is high is set to a value smaller than the increase rate Rd when the power supply voltage VB is low, for example.
  • the increase rate Rp when the power supply voltage VB is high is set to a value smaller than the increase rate Rp when the power supply voltage VB is low.
  • the control circuit 15 drives the motor 7 so that the clutch 17 is turned off when a condition for ending posture holding control for suppressing the withdrawal of the seat belt 2 (hereinafter also referred to as “posture holding end condition”) is satisfied. It is driven by the circuit 14. When the clutch 17 is turned off, the driving force of the motor 7 cannot be transmitted to the belt reel 8.
  • the case where the posture holding end condition is satisfied is, for example, the case where the posture holding start condition is not satisfied.
  • the posture holding end condition may be satisfied before the timing t2, or may be satisfied after the timing t2.
  • the control circuit 15 reversely rotates the motor 7 to turn off the clutch 17 so that the suppression of the withdrawal of the seat belt 2 is released.
  • control circuit 15 may gradually increase the duty ratio D linearly or curvedly at an increasing rate Rd, or may gradually increase the duty ratio D stepwise.
  • control circuit 15 may gradually increase the driving power P linearly or curvedly at an increase rate Rp, or may gradually increase the driving power P stepwise.
  • the duty ratio is increased at an increase rate that defines an increase amount per unit time of the duty ratio so that the withdrawal of the seat belt is suppressed, even if there is no sensor for detecting the withdrawal of the seat belt, Pulling out the seat belt can be suppressed.
  • the power is increased at an increase rate that defines the amount of increase in power per unit time so as to suppress the withdrawal of the seat belt, even if there is no sensor for detecting the withdrawal of the seat belt, Pulling out the seat belt can be suppressed.
  • control device 2 seat belt 3 shoulder anchor 4 tongue 5 buckle 6 retractor 7 motor 8 belt reel 9 passenger 10 signal line 11 seat 12 door 13 vehicle 14 drive circuit 15 control circuit 16 seat belt retractor 17 clutch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

　シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置は、モータと、前記モータの駆動電圧を制御するパルス幅変調信号のデューティ比を、シートベルトの巻き取りに必要な第１の値から前記第１の値よりも小さな第２の値に減少させる制御装置とを備え、前記制御装置は、前記デューティ比を前記第１の値から前記第２の値に減少させてから、前記シートベルトの引き出しが抑制されるように、前記デューティ比の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で前記デューティ比を増加させる。

Description

シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置
　本発明は、シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置に関する。
　車両に設定値以上の加速度が作用したときに、シートベルト（又は、ウェビング）を設定量巻き取るようにモータの駆動電流を制御した後に、乗員の上体移動によるシートベルトの引き出しに応じてモータの駆動電流を制御する、シートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１１－２５７６４号公報
　上述のようなシートベルト装置は、シートベルトの弛みを取った後、乗員の上体の振れによってシートベルトが引き出されようとすると、そのシートベルトの引き出しを戻すようにモータを駆動することで、シートベルトの引き出しを抑制するものである。
　しかしながら、特許文献１に開示されたシートベルト装置は、センサを用いてシートベルトの引き出しを検出し、センサにより検出されたシートベルトの引き出しを戻すようにモータの通電量を増加させることで、シートベルトの引き出しを抑制するものである。したがって、特許文献１に開示されたシートベルト装置は、シートベルトの引き出しを検出するセンサが無ければ、シートベルトの引き出しを抑制できない。
　そこで、本発明は、シートベルトの引き出しを検出するセンサが無くても、シートベルトの引き出しを抑制できる、シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置を提供することを一つの目的とする。
　一つの案では、
　モータと、
　前記モータの駆動電圧を制御するパルス幅変調信号のデューティ比を、シートベルトの巻き取りに必要な第１の値から前記第１の値よりも小さな第２の値に減少させる制御装置とを備え、
　前記制御装置は、前記デューティ比を前記第１の値から前記第２の値に減少させてから、前記シートベルトの引き出しが抑制されるように、前記デューティ比の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で前記デューティ比を増加させる、シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置が提供される。
　もう一つの案では、
　モータと、
　前記モータに供給される電力を、シートベルトの巻き取りに必要な第１の値から前記第１の値よりも小さな第２の値に減少させる制御装置とを備え、
　前記制御装置は、前記電力を前記第１の値から前記第２の値に減少させてから、前記シートベルトの引き出しが抑制されるように、前記電力の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で前記電力を増加させる、シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置が提供される。
　一態様によれば、シートベルトの引き出しを検出するセンサが無くても、シートベルトの引き出しを抑制することができる。
シートベルト装置の一例を示す構成図である。 モータの駆動電圧を制御するパルス幅変調信号のデューティ比（又は、モータに供給される電力）が時間的に変化する態様の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
　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、シートベルト巻き取り装置１６と、ショルダーアンカー３と、タング４と、バックル５とを備える。シートベルト巻き取り装置１６は、リトラクタ６と、制御装置１とを備える。車両１３には、開閉可能なドア１２が設けられている。ドア１２は、例えば、乗員９が車両１３の乗り降りに使用する乗降ドアである。
　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、リトラクタ６から引き出し可能にリトラクタ６に巻き取られる。シートベルト２の一方の端部は、リトラクタ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。
　リトラクタ６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装置の一例であり、例えば、シート１１の近傍で車体に固定される。
　リトラクタ６は、例えば、ベルトリール８と、シートベルト２をベルトリール８によって巻き取るモータ７と、モータ７とベルトリール８との間の駆動力の伝達経路のオンオフを切り替えるクラッチ１７とを備える。
　ショルダーアンカー３は、リトラクタ６から引き出されたシートベルト２を乗員の肩部の方へガイドするガイド部材の一例である。
　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の一例である。
　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。
　シートベルト２が乗員に装着されていない非装着時では、タング４はバックル５に係合されず、シートベルト２はその全量（具体的には、リトラクタ６がシートベルト２を何らの支障もなく巻取り可能な量）をリトラクタ６に巻き取られている。一方、シートベルト２が乗員に装着される装着時では、図１に示すようにシートベルト２はリトラクタ６から引き出される。そして、この装着時では、タング４がバックル５に係合され、且つ、シートベルト２の弛みが小さくなるようにシートベルト２がリトラクタ６に巻き取られることで、シートベルト２が乗員に装着される。
　制御装置１は、リトラクタ６のモータ７に供給される駆動電力Ｐの大きさを制御することによって、モータ７がベルトリール８によりシートベルト２を巻き取る力を調整する制御手段の一例である。制御装置１の具体例として、シートベルト制御用の電子制御ユニット（いわゆる、ＥＣＵ：Engine Control Unit）などが挙げられる。本実施形態では、制御装置１は、例えば、駆動回路１４と、制御回路１５とを備える。
　駆動回路１４は、駆動電力Ｐをモータ７に供給し、モータ７を駆動電力Ｐの電圧（すなわち、駆動電圧Ｖ）で駆動する駆動部の一例である。駆動電圧Ｖは、モータ７に印加される電圧である。駆動回路１４は、駆動電圧Ｖの大きさを制御するパルス幅変調信号Ｓのデューティ比Ｄに従って、駆動電力Ｐの大きさを調整する。パルス幅変調信号Ｓは、制御回路１５から供給される。駆動回路１４の具体例として、４つのスイッチング素子を有するＨブリッジ回路などが挙げられるが、駆動回路１４は、他の駆動形式の駆動回路でもよい。
　駆動回路１４は、デューティ比Ｄに従って電源電圧ＶＢから駆動電圧Ｖを生成する。駆動電圧Ｖは、理論的には、電源電圧ＶＢにデューティ比Ｄを乗じた値と定義することができる。電源電圧ＶＢは、例えば、車両１３に搭載されるバッテリ等の電源の電圧である。
　デューティ比Ｄが大きくなるほど、駆動電圧Ｖが大きくなるため、駆動電力Ｐも大きくなる。一方、デューティ比Ｄが小さくなるほど、駆動電圧Ｖが小さくなるため、駆動電力Ｐも小さくなる。
　制御回路１５は、パルス幅変調信号Ｓを生成して駆動回路１４に出力する制御部の一例である。制御回路１５の具体例として、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、プロセッサなどが挙げられる。
　制御回路１５は、乗員９の姿勢保持制御を開始する条件（以下、「姿勢保持開始条件」とも言う）が成立した場合、駆動電力Ｐを駆動回路１４により漸増させる処理を開始する。駆動電力Ｐの漸増方法については、後述する。
　制御回路１５は、信号線１０を介して制御回路１５に入力される一つ又は複数の入力信号に基づいて、姿勢保持開始条件が成立するか否かを判定する。なお、姿勢保持開始条件の判定は、制御回路１５以外の他の判定手段によって行われてもよい。
　信号線１０を介して入力される入力信号は、車両１３に搭載される一つ又は複数の装置（例えば、制御装置１以外の他の制御装置、センサ、スイッチなど）から供給される。信号線１０の具体例として、ハイレベル又はローレベルの信号が伝達するワイヤーハーネス、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の所定の通信規格でデータを伝達する通信線などが挙げられる。
　信号線１０を介して入力される入力信号の具体例として、タング４がバックル５に係合されたことを示すバックル信号、車両１３の速度の検出値を示す車速信号、車両１３に作用する加速度の検出値を示す加速度信号、車両１３のステアリングの操舵角速度の検出値を示す操舵角速度信号、車両１３の急ブレーキ又は自動ブレーキの作動開始を示すブレーキ作動信号などが挙げられる。
　なお、車両１３に作用する加速度を検出する加速度センサの具体例として、前後加速度センサ、横加速度センサ、ヨーレートセンサなどが挙げられる。前後加速度センサは、車両１３の前後方向の加速度を検出し、横加速度センサは、車両１３の左右方向の加速度を検出し、ヨーレートセンサは、車両１３のヨーレートを検出する。
　制御回路１５は、例えば、タング４がバックル５に係合され、且つ、所定の速度値以上の車速が検出され、且つ、絶対値が所定の加速度値以上の加速度が検出された場合、姿勢保持開始条件が成立したと判定する。制御回路１５は、例えば、タング４がバックル５に係合され、且つ、車両１３の急ブレーキ又は自動ブレーキの作動開始を示すブレーキ作動信号が検出された場合、姿勢保持開始条件が成立したと判定してもよい。
　なお、姿勢保持開始条件が成立したか否かを判定する判定基準は、これらに限られるものではなく、適宜設定されてよい。制御回路１５は、信号線１０を介して入力される任意の入力信号や、当該入力信号が検出されている検出経過時間などを組み合わせて、姿勢保持開始条件が成立したか否かを判定してもよい。
　図２は、モータ７の駆動電圧Ｖを制御するパルス幅変調信号Ｓのデューティ比Ｄ（又は、モータ７に供給される駆動電力Ｐ）が時間的に変化する態様の一例を示す図である。
　制御回路１５は、姿勢保持開始条件が成立したと判定した場合、デューティ比Ｄを増加させる処理をタイミングｔ０で開始する。そして、制御回路１５は、デューティ比Ｄをタイミングｔ０での初期値ｘ０から第１の値ｘ１まで上昇させ、タイミングｔ０から時間Ｔ１が経過したタイミングｔ１までデューティ比Ｄを第１の値ｘ１に維持する。これにより、制御回路１５は、駆動電力Ｐをタイミングｔ０での初期電力値から第１の電力値まで上昇させ、タイミングｔ０から時間Ｔ１が経過したタイミングｔ１まで駆動電力Ｐを第１の電力値に維持できる。
　初期値ｘ０は、非負の値であって、零でもよいし、零よりも僅かに大きな正値でもよい。第１の値ｘ１は、シートベルト２の巻き取りに必要な駆動電力Ｐを発生させるのに必要なデューティ比であり、時間Ｔ１は、シートベルト２の巻き取りに必要な駆動電力Ｐを発生させるのに必要な時間である。具体的には、第１の値ｘ１は、クラッチ１７をオンさせるのに必要なデューティ比であり、時間Ｔ１は、クラッチ１７をオンさせるのに必要な時間である。
　つまり、制御回路１５は、デューティ比Ｄを初期値ｘ０から第１の値ｘ１まで上昇させてデューティ比Ｄを第１の値ｘ１に時間Ｔ１維持することにより、クラッチ１７をオンさせることができる。クラッチ１７のオンにより、モータ７の駆動力がベルトリール８に伝達可能となる。
　なお、第１の値ｘ１は、一定値でも可変値でもよい。また、時間Ｔ１は、予め設定された固定時間でもよいし、シートベルト２の張力が所定の張力値以上と検出されるまでの可変時間でもよい。
　制御回路１５は、時間Ｔ１の経過後に、デューティ比Ｄを第１の値ｘ１から第１の値ｘ１よりも小さな第２の値ｘ２にタイミングｔ１で減少させる。これにより、制御回路１５は、駆動電力Ｐを第１の電力値から第１の電力値よりも小さな第２の電力値にタイミングｔ１で減少させることができる。
　タイミングｔ１は、デューティ比Ｄが時間Ｔ１の経過時に第１の値ｘ１から低下し始める時刻である。第２の値ｘ２は、シートベルト２が乗員９の上体の移動により引き出されるのを抑制するのに必要な駆動電力Ｐを発生させるのに必要なデューティ比であり、且つ、クラッチ１７のオンを維持するのに必要なデューティ比である。
　制御回路１５は、シートベルト２の引き出しが抑制されるように、デューティ比Ｄの単位時間当たりの増加量を規定した増加率（以下、「増加率Ｒｄ」と称する）でデューティ比Ｄを第２の値ｘ２から増加させる。これにより、制御回路１５は、シートベルト２の引き出しが抑制されるように、駆動電力Ｐの単位時間当たりの増加量を規定した増加率（すなわち、増加率Ｒｄに対応する電力増加率）で駆動電力Ｐを第２の電力値から増加させることができる。増加率Ｒｄに対応する電力増加率を、以下、増加率Ｒｐと称する。
　したがって、シートベルト２の引き出しが抑制されるように、増加率Ｒｄでデューティ比Ｄが増加するので、シートベルト２の引き出しを検出するセンサが無くても、急激なシートベルト２の巻き取りを乗員９に感じさせずにシートベルト２の引き出しを抑制することができる。同様に、シートベルト２の引き出しが抑制されるように、増加率Ｒｐで駆動電力Ｐが増加するので、シートベルト２の引き出しを検出するセンサが無くても、急激なシートベルト２の巻き取りを乗員９に感じさせずにシートベルト２の引き出しを抑制することができる。増加率Ｒｄ及び増加率Ｒｐは、デューティ比Ｄを第２の値ｘ２から増加させ始める前に予め規定されている。
　このように、制御回路１５は、シートベルト２が乗員９の上体移動により引き出される力とモータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力とが均衡するように、増加率Ｒｄでデューティ比Ｄを第２の値ｘ２から増加させる。よって、制御回路１５は、シートベルト２が乗員９の上体移動により引き出される力とモータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力とが均衡するように、増加率Ｒｐで駆動電力Ｐを第２の電力値から増加させる。
　したがって、乗員９の上体の移動量の増加に伴って増加するシートベルト２の引き出し量と駆動電力Ｐの増加に伴って増加するシートベルト２の巻き取り量とを等しくすることができる。その結果、乗員９の上体の移動によるシートベルト２の引き出しを抑えることができる。
　制御回路１５は、例えば、デューティ比Ｄが第２の値ｘ２よりも大きな第３の値ｘ３に増加率Ｒｄで到達するタイミングｔ２で、デューティ比Ｄを増加率Ｒｄで増加させる処理を停止する。よって、制御回路１５は、駆動電力Ｐが第２の電力値よりも大きな第３の電力値に増加率Ｒｐで到達するタイミングｔ２で、駆動電力Ｐを増加率Ｒｐで増加させることを停止させることができる。
　したがって、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力の大きさが、シートベルト２が乗員９の上体移動により引き出される力の大きさよりも過大になることを抑制することができる。
　なお、増加率Ｒｄは、第２の値ｘ２から基準時間Ｔ２内に第３の値ｘ３まで増加させるように規定された値でもよい。この場合、増加率Ｒｐは、第２の電力値から基準時間Ｔ２内に第３の電力値まで増加させるように規定された値である。これにより、シートベルト２の引き出しの抑制を速やかに実施することができる。
　制御回路１５は、例えば、デューティ比Ｄが第３の値ｘ３に到達するタイミングｔ２以降では、デューティ比Ｄを第３の値ｘ３に維持する。よって、制御回路１５は、駆動電力Ｐが第３の電力値に到達するタイミングｔ２以降では、駆動電力Ｐを第３の電力値に維持させることができる。これにより、タイミングｔ２以降でも、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力の大きさが、シートベルト２が乗員９の上体移動により引き出される力の大きさよりも過大になることを抑制し続けることができる。
　制御回路１５は、デューティ比Ｄが第３の値ｘ３に到達するタイミングｔ２以降では、予め決められた減少率でデューティ比Ｄを第３の値ｘ３から減少させてもよい。この場合、制御回路１５は、駆動電力Ｐが第３の電力値に到達するタイミングｔ２以降で、予め決められた電力減少率で駆動電力Ｐを第３の電力値から減少させることができる。これにより、タイミングｔ２以降で、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力を緩めることができる。
　制御回路１５は、図２中点線ａで示すように、デューティ比Ｄを第３の値ｘ３からタイミングｔ２で減少させ始めてもよい。あるいは、制御回路１５は、図２中点線ｂで示すように、デューティ比Ｄを第３の値ｘ３に維持する状態をタイミングｔ２から一定時間継続させてから、タイミングｔ５でデューティ比Ｄを第３の値ｘ３から減少させ始めてもよい。
　制御回路１５は、図２中点線ｃで示すように、デューティ比Ｄを第３の値ｘ３に維持する状態をタイミングｔ２から一定時間継続させてから、タイミングｔ５でデューティ比Ｄを予め決められた増加率で第３の値ｘ３から増加させ始めてもよい。この場合、制御回路１５は、タイミングｔ５以降で、予め決められた電力増加率で、駆動電力Ｐを第３の電力値から増加させることができる。これにより、タイミングｔ５以降で、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力を強めることができる。
　制御回路１５は、デューティ比Ｄが第３の値ｘ３に到達するタイミングｔ２以降、デューティ比Ｄの減少と増加を予め決められた増減率で繰り返してもよい。この場合、制御回路１５は、駆動電力Ｐが第３の電力値に到達するタイミングｔ２以降で、駆動電力Ｐの減少と増加を予め決められた電力増減率で繰り返すことができる。これにより、タイミングｔ２以降で、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力を微調整することができる。
　例えば、制御回路１５は、図２中点線ｄで示すように、タイミングｔ２でデューティ比Ｄを第３の値ｘ３から減少させ始めてから、第２の値ｘ２以上第３の値ｘ３未満の値に到達するタイミングｔ６で再びデューティ比Ｄを増加させてもよい。制御回路１５は、タイミングｔ６で再びデューティ比Ｄを増加させてから、再び減少させてもよい。タイミングｔ５でデューティ比Ｄを第３の値ｘ３から減少又は増加させ始める場合も同様にして、タイミングｔ６でデューティ比Ｄを再び増加させたり、再び減少させたりしてもよい。
　制御回路１５は、デューティ比Ｄが第３の値ｘ３を上限にデューティ比Ｄの増減を繰り返してもよいし、デューティ比Ｄが第３の値ｘ３を跨ぎながら第３の値ｘ３に収束するようにデューティ比Ｄの増減を繰り返してもよい。
　第３の値ｘ３は、第１の値ｘ１よりも小さく設定される場合、第３の電力値は、第１の電力値よりも小さくなる。このように第３の値ｘ３が設定されることにより、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力の大きさが、シートベルト２が乗員９の上体移動により引き出される力の大きさよりも過大になることを更に抑制することができる。なお、第３の値ｘ３は、第１の値ｘ１よりも大きく又は等しく設定されてもよく、この場合、第３の電力値は、第１の電力値よりも大きく又は等しくなる。
　制御回路１５は、例えば、デューティ比Ｄを第１の値ｘ１から減少させた後、所定時間Ｔ３内に、増加率Ｒｄでデューティ比Ｄを増加させる処理を開始する。よって、制御回路１５は、駆動電力Ｐを第１の電力値から減少させた後、所定時間Ｔ３内に、増加率Ｒｐで駆動電力Ｐを増加させる処理を開始する。これにより、シートベルト２の引き出しの抑制を速やかに開始させることができる。
　タイミングｔ３は、減少するデューティ比Ｄが第２の値ｘ２に到達するタイミングである。所定時間Ｔ３は、タイミングｔ３からタイミングｔ４までの時間でもよいし、タイミングｔ１からタイミングｔ４までの時間でもよい。所定時間Ｔ３は零でもよい。
　増加率Ｒｄは、一定値と規定される場合、増加率Ｒｐも、一定値になる。この場合、モータ７がシートベルト２の伸び出し（または、引き出し）を抑制する力を滑らかに増加させることができるので、シートベルト２の巻き取りを乗員９に一層感じさせにくくし、シートベルト２の引き出し力を滑らかに抑制することができる。
　増加率Ｒｄは、駆動電圧Ｖをパルス幅変調信号Ｓに従って生成するための電源電圧ＶＢに応じて異なる値と規定されてもよい。この場合、増加率Ｒｐも、電源電圧ＶＢに応じて異なる値となる。このように増加率Ｒｄが規定されることにより、電源電圧ＶＢが変動しても、増加率Ｒｄ及び増加率Ｒｐを、シートベルト２の引き出しを抑制可能な適正な値に維持することができる。電源電圧ＶＢが高いときの増加率Ｒｄは、例えば、電源電圧ＶＢが低いときの増加率Ｒｄよりも小さな値に設定される。増加率Ｒｐについても同様に、電源電圧ＶＢが高いときの増加率Ｒｐは、例えば、電源電圧ＶＢが低いときの増加率Ｒｐよりも小さな値に設定される。
　制御回路１５は、シートベルト２の引き出しの抑制を行う姿勢保持制御を終了する条件（以下、「姿勢保持終了条件」とも言う）が成立した場合、クラッチ１７がオフされるようにモータ７を駆動回路１４により駆動する。クラッチ１７のオフにより、モータ７の駆動力がベルトリール８に伝達不能となる。姿勢保持終了条件が成立した場合とは、例えば、姿勢保持開始条件が不成立となった場合である。姿勢保持終了条件は、タイミングｔ２以前で成立してもよいし、タイミングｔ２以後で成立してもよい。制御回路１５は、例えば、シートベルト２の引き出しの抑制が解除されるように、モータ７を逆回転させて、クラッチ１７をオフさせる。
　以上、シートベルト巻き取り装置及びシートベルト装置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。
　例えば、制御回路１５は、増加率Ｒｄで、デューティ比Ｄを直線的又は曲線的に漸増させてもよいし、階段状に漸増させてもよい。同様に、制御回路１５は、増加率Ｒｐで、駆動電力Ｐを直線的又は曲線的に漸増させてもよいし、階段状に漸増させてもよい。
　シートベルトの引き出しが抑制されるように、デューティ比の単位時間当たりの増加量を規定した増加率でデューティ比を増加させる実施形態によれば、シートベルトの引き出しを検出するセンサが無くても、シートベルトの引き出しを抑制することができる。また、シートベルトの引き出しが抑制されるように、電力の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で電力を増加させる実施形態によれば、シートベルトの引き出しを検出するセンサが無くても、シートベルトの引き出しを抑制することができる。
　本出願は、２０１５年１月１４日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－００４７９１に基づくものであり、これらの出願を優先権主張するものであり、これらの出願のすべての内容を参照することにより包含するものである。
１　制御装置
２　シートベルト
３　ショルダーアンカー
４　タング
５　バックル
６　リトラクタ
７　モータ
８　ベルトリール
９　乗員
１０　信号線
１１　シート
１２　ドア
１３　車両
１４　駆動回路
１５　制御回路
１６　シートベルト巻き取り装置
１７　クラッチ

Claims (10)

  1. 　モータと、
    　前記モータの駆動電圧を制御するパルス幅変調信号のデューティ比を、シートベルトの巻き取りに必要な第１の値から前記第１の値よりも小さな第２の値に減少させる制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、前記デューティ比を前記第１の値から前記第２の値に減少させてから、前記シートベルトの引き出しが抑制されるように、前記デューティ比の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で前記デューティ比を増加させる、シートベルト巻き取り装置。
  2. 　前記制御装置は、前記デューティ比が前記第２の値よりも大きな第３の値に前記増加率で到達すると、前記デューティ比を前記増加率で増加させる処理を停止する、請求項１に記載のシートベルト巻き取り装置。
  3. 　前記制御装置は、前記デューティ比が前記第３の値に到達すると、前記デューティ比を前記第３の値に維持する、請求項２に記載のシートベルト巻き取り装置。
  4. 　前記制御装置は、前記デューティ比が前記第３の値に到達すると、前記デューティ比を前記第３の値から減少させる、請求項２に記載のシートベルト巻き取り装置。
  5. 　前記第３の値は、前記第１の値よりも小さい、請求項２から４のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
  6. 　前記制御装置は、前記デューティ比を前記第１の値から減少させた後、所定時間内に、前記増加率で前記デューティ比を増加させる処理を開始する、請求項１から５のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
  7. 　前記増加率は、一定値である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
  8. 　前記増加率は、前記駆動電圧を前記パルス幅変調信号に従って生成するための電源電圧に応じて異なる値である、請求項１から６のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置。
  9. 　モータと、
    　前記モータに供給される電力を、シートベルトの巻き取りに必要な第１の値から前記第１の値よりも小さな第２の値に減少させる制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、前記電力を前記第１の値から前記第２の値に減少させてから、前記シートベルトの引き出しが抑制されるように、前記電力の単位時間当たりの増加量を規定した増加率で前記電力を増加させる、シートベルト巻き取り装置。
  10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載のシートベルト巻き取り装置と、
    　前記シートベルトと、
    　前記シートベルトをガイドするガイド部材と、
    　前記シートベルトが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。
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