专利名称：安全带卷收器、其控制方法和安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及安全带卷收器、其控制方法和安全带装置，特别涉及可通过无阻力地引出安全带而容易地扣紧的安全带卷收器、其控制方法和安全带装置。
背景技术：
作为相关的安全带装置，已知有一种安全带装置(例如，参考专利文献1)，其中，在需要时电动机使锭子旋转，并且该锭子卷绕带子，以将乘客约束在座椅上。在该相关的安全带装置中，在卷收器中设置有接合器。在乘客乘坐时以及在将带子引出并扣紧时，通常预先将接合器释放。带子的引出阻力处于较低的状态。
专利文献1日本未审查专利公开号JP-A-2001-16318然而，在专利文献1中公开的具有电动机的安全带装置中，由于带子的卷绕速度或卷绕定时而导致接合器不能可靠地被释放，并且带子的阻力可能会增加。因此，为了获得合适的安全带操作环境，还有改进的余地。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安全带卷收器、其控制方法和安全带装置，其中，在引出带子过程中由于一些问题而使得接合器未被释放时，接合器被强制释放并且由此带子可以在无引出阻力的情况下被引出。
本发明的上述目的可通过下述结构实现。
(1)一种安全带卷收器，包括锭子，其卷绕带子；动力产生装置，其产生用于使锭子在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置，其能够在动力产生装置产生用于使锭子在带子的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置的动力传递到锭子，并且在动力产生装置产生与用于使锭子在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置的动力传递到锭子；控制装置，其驱动并控制动力产生装置；停止状态检测装置，其检测驱动信号未被输入到动力产生装置；和引出方向旋转检测装置，其检测动力产生装置在带子的引出方向上旋转；其中，在停止状态检测装置检测到没有驱动信号向动力产生装置输入并且引出方向检测装置检测到动力产生装置正在带子的引出方向上旋转时，控制装置驱动并控制动力产生装置在带子的引出方向上旋转。
(2)根据权利要求1所述的安全带卷收器，其中，所述动力产生装置是电动机，以及停止状态检测装置和引出方向旋转检测装置通过测量电动机的电动势进行检测。
(3)根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其还包括引出阻止装置，当锭子在带子的引出方向上的旋转加速度为预定值或更大时，或者当车辆的减速度为预定值或更大时，其通过停止锭子在带子的引出方向上旋转来防止带子被引出；和卷绕弹簧，其向锭子施加在带子的卷绕方向上的扭矩。
(4)一种安全带装置，具有根据权利要求1所述的安全带卷收器。
(5)一种控制卷收器的方法，所述卷收器包括锭子，其卷绕带子；动力产生装置，其产生用于使锭子在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置，其能够在动力产生装置产生用于使锭子在带子的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置的动力传递到锭子，并且在动力产生装置产生与用于使锭子在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置的动力传递到锭子，所述方法包括当锭子在带子的引出方向上旋转时，判断在锭子和动力产生装置之间通过动力传递装置的连接是否被释放；和当通过动力传递装置的所述连接未被释放时，进行控制从而驱动动力产生装置在带子的引出方向上旋转。
(6)根据权利要求5所述的方法，其中，当检测到没有驱动信号向动力产生装置输入并且检测到动力产生装置正在带子的引出方向上旋转时，判断为通过动力传递装置的所述连接没被释放。
通常，当通过手动操作引出带子以便乘客扣紧安全带时，接合器应该就在操作安全带之前通过使动力产生装置在带子的引出方向上旋转而被释放。但是，根据本发明的安全带卷收器、其控制方法和安全带装置，所述动力产生装置在带子的引出方向上旋转，从而当安装在动力传递装置中的接合器未起作用并且由此动力产生装置和锭子之间的连接未被释放时，所述接合器能够可靠地被释放。另外，由于乘客能够在无引出阻力的情况下容易地引出和扣紧带子，所以乘客能够在无不良感觉的情况下获得舒适的操作环境。
图1是本发明的安全带装置的示意图；图2是图1中的安全带卷收器的示意图；图3是安全带卷收器的基本控制流程图；图4是设置初始参数的流程图；图5是驱动存储原点设置的流程图；图6是检测停止的流程图；图7是释放接合器的流程图；图8是检测引出的流程图；图9是定时器中断的流程图；图10是碰撞预测控制的流程图；图11是初始扣紧控制的流程图；图12是存储控制的流程图；图13是扣紧前控制的流程图；
图14是检测可否卷绕的流程图；图15是扣紧期间控制的流程图；图16是动力传递装置的纵向剖视图，其中(A)是描述接合器啮合状态的视图，(B)是描述接合器释放状态的视图。
附图标记说明1安全带装置2乘客3车辆100 安全带卷收器101 框架102 引出阻止装置103 锭子104 动力传递装置110 电动机(动力产生装置)111 卷绕弹簧118 电动机停止状态检测装置119 电动机引出方向旋转检测装置150 接合器200 控制装置201 旋转装置(驱动电路)301 座椅302 带子具体实施方式
以下，将结合附图对安全带卷收器、其控制方法和安全带装置的具体实施例进行详细说明。
图1是根据本发明实施例的安全带装置的示意图，图2是图1中的安全带卷收器的示意图，图3-图15是用于安全带卷收器的控制流程图，图16是动力传递装置的纵向剖视图，其中(A)是描述接合器啮合状态的视图，(B)是描述接合器释放状态的视图。
如图1所示，安全带装置1包括安全带卷收器100，其固定有将乘客2保持在座椅301上的带子302的一端；穿过固定器303，使带子302在乘客的肩部附近折返；舌板305，其使带子302通过、并且与设置在腰部的带扣304结合；固定板306，其将带子302的另一端部固定到车辆上；以及带扣开关307，其设置于带扣304中并检测带子的扣紧。
如图2所示，本发明的安全带卷收器100具有框架101。在框架101中，卷绕带子302的锭子103，和连接在该锭子103左侧并作为锭子103中心轴的锭子轴103a，被可旋转地设置。在锭子轴103a的右侧设置有用以闭锁带子302引出的引出阻止装置102。该引出阻止装置102已成为公知的装置。该引出阻止装置102执行VSI操作，当对车辆3产生一个在预定值的或更大的减速时，闭锁带子302的引出；以及执行WSI操作，当以一个预定值的或更大的加速度引出带子302时，闭锁带子302的引出。该引出阻止装置102的结构被设置为即使带子302的引出被闭锁，也允许带子302通过作为本发明的动力产生装置的电动机110被卷绕。
必要时，锭子103通过动力传递装置104被电动机110驱动，并在带子的卷绕方向上旋转。而且，锭子103被连接到卷绕弹簧111，并且被不断地施加有在带子302的卷绕方向的扭矩。
安全带卷收器100具有控制电动机110的控制装置200。该电动机110，例如，是一种根据来自控制装置200中的后述的驱动电路201的命令、可以在正反方向上旋转的直流电动机。检测出未从驱动电路201向电动机110输入驱动信号的电动机停止状态检测装置(停止状态检测装置)118，和利用电动机110旋转时产生的电动势检测出电动机110正在带子302的引出方向上旋转的电动机引出方向旋转检测装置(引出方向旋转检测装置)119，被连接到电动机110。
动力传递装置104具有固定到锭子轴103a上的锭子侧滑轮115，固定到电动机110的旋转轴110a上的电动机侧滑轮106，设置在上述两个滑轮之间的同步带107，和设置在锭子侧滑轮115中的后述的接合器150(参考图16)。当电动机110在带子302的卷绕方向上旋转时，设置在锭子侧滑轮115中的接合器150被啮合，电动机110的动力被传递到锭子103，该动力使锭子103旋转，并且由此带子302被卷绕。当电动机110在带子302的引出方向上旋转时，接合器的啮合被释放，并且由此电动机的动力不能被传递到锭子103。
依次形成有N极和S极的磁化盘116被固定到锭子轴103a上，并且磁场检测装置117被固定到框架101上。根据锭子轴103a的旋转而进行变化的磁化盘116的磁场被磁场检测装置117检测，由此检测出了锭子轴103a的旋转方向和旋转数(旋转角度)。然后，检测信号被传送到控制装置200。
具体地，锭子103的旋转，被设置在锭子轴103a上的磁化盘116、和用以产生相位彼此相差1/4的输出而设置的2个霍尔传感器(未图示)检测出，产生2相脉冲列φ1、φ2，并且由此旋转方向和旋转数(角度)被传送到控制装置200。脉冲列φ1、φ2通过控制装置200的输入/输出接口(未图示)中的上下计数器(未图示)被数字化，并被转换成与带子302的引出量相应的输出。
作为本发明的安全带扣紧检测装置，带扣开关307设置在带扣304中，检测安全带302是否被扣紧，并且向控制装置200提供与扣紧与否相对应的信号。危险状态检测装置120判断车辆3与车辆3的前方、后方和/或侧面的障碍物(未图示)碰撞的可能性，利用距离传感器(未图示)检测与障碍物的距离，计算由距离随时间流逝的变化得到的相对速度，根据与障碍物的距离计算出距碰撞所需时间，当该时间少于预定时间时则判断为危险状态，并向控制装置200提供与危险状态相对应的信号。
所述控制装置200，例如包括执行控制程序的CPU，存储处理数据的RAM，存储程序的ROM，内置的计时器，具有进行信号变换的输入/输出接口的微控制器(未图示)，和根据微控制器的输出来驱动电动机110的驱动电路201。输入/输出接口根据来自带扣开关307和危险状态检测装置120的信号，将带扣紧标志和危险标志设置到未图示的标志寄存器(或RAM)中。CPU通过输入/输出接口检查带子的引出量，并且向标志寄存器设置不同的标志。
例如，根据周期性监测的带子引出量的前期量和当前量之间的差，向标志寄存器设置表示带子302的引出的引出标志，表示带子302的卷绕的卷绕标志，或表示带子302不引出及不卷绕的停止标志。控制装置200通过参考各个标志，能够辨别带子302的引出、卷绕和停止，安全带的扣紧，和危险状态。该控制装置200根据这些信息控制电动机110。
以下，参考图3至图15所示的流程图，详细描述利用控制装置200对安全带卷收器100进行的控制。
来自车辆3的电池线的电力被供给到控制装置200。当本发明的卷收器100被安装到车辆3时，或者当控制装置200被连接到电池线以便修理等时，将执行图3所示的基本控制流程。因此，初始参数设置S1和定时器中断许可S3通常不执行。该设置和许可只在车辆初始安装时或者进行修理等的将电池拆下然后再安装上时进行。
初始参数设置S1是用于设置初始参数的控制。在初始参数设置S1中，如图4所示，清除与带子的操作相关的各种状态标志(S51)，清除故障标志(S53)，将各种阈值设定成预定值(S55)，然后执行存储原点设置驱动(S57)。
在存储原点设置驱动(S57)中，如图5所示，设置电动机110的驱动力来控制PWM占空比，以便在乘客2肩部的力约为10N(S101)。然后将卷绕驱动信号变换为开启状态(S103)，以便以预定的卷绕力驱动电动机。考虑到驱动单元的延迟时间，在经过预定时间、例如200ms之后(S105)，执行后述的停止检测(S107)(图6)。然后，判断是否设置了停止标志(S109)。当没有设置停止标志时(S109否)，则返回到停止检测(S107)之前。当设置了停止标志时(S109是)，则停止电动机的驱动(S111)，执行后述的接合器释放来释放接合器(S113)(图7)，以将由在该位置的旋转传感器检测的锭子103的旋转量设定为存储原点的方式，来进行存储原点设置(S115)，然后返回。
再次参照图3，定时器中断被允许(S3)。例如，定时器中断时间被设置为20ms，每隔20ms进入中断，并且由此执行如图9所示的过程。首先，检测门的开启和关闭(S151)。其中，利用门开闭检测计数器达到预定次数时的门关闭检测所进行的次数，检测门的开启和关闭，并设置预定标志。然后，利用来自安全带扣紧检测装置307的信号，执行带扣扣紧检测(S153)。其中，利用带扣扣紧计数器达到预定次数时的带扣扣紧检测次数，检测带扣的扣紧/非扣紧，通过使之前检测的结果与当前检测的结构相比较，可以判断在带扣扣紧上是否存在变化，然后设置预定标志。
然后，执行碰撞预测控制(S155)。作为图10所示的控制流程，在该碰撞预测控制(S155)中，判断是否设置了带扣扣紧连续标志(S201)。当没有设置所述标志时(S201否)，返回。当设置了所述标志时(S201是)，将从危险状态检测装置120中读出碰撞预测信号(S203)，并且从该信号中判断该碰撞是否不可避免(S205)。其中，不可避免的碰撞意味着该碰撞不可能通过乘客的操作来避免。当判断为不可避免的碰撞时(S205是)，将利用最大驱动力的90％以高速度卷绕安全带例如持续3秒(S207)，然后返回。该操作相对于其他操作优先进行。3秒的时间只是一个例子，其优选被设置为在不可避免的碰撞状态中约束乘客所必需的时间。
当判断为可避免的碰撞时(非不可避免的碰撞)(S205否)，将判断警报信号是否被输入(S209)。当判断为警报信号被输入时(S209是)，将执行安全带302的间歇卷绕驱动(S211)，由此提醒乘客2有危险，然后程序返回。当判断为警报信号没有输入时(S209否)，将判断释放信号是否被输入(S213)，当判断为释放信号被输入时(S213是)，将执行最大驱动力的卷绕驱动和后述的接合器释放(S215)，以便释放接合器，然后程序返回。
再次参照图9，当完成碰撞预测控制(S155)时，随后判断是否经过了500ms(S157)。即，在RAM(寄存器)中设置500ms计数器，该计数器每隔定时器中断的20ms进行增加，并且判断计数值是否达到500ms。当判断为经过了500ms时(S157是)，则进行驱动单元故障诊断(S159)并返回。当没有经过500ms时(S157否)，则不进行驱动单元故障诊断，并且返回。
尽管驱动单元故障诊断(S159)没有通过特别的控制流程指出，但是该诊断可以通过电动机驱动是否连续运行了规定时间或更多时间而被检测。即，当通过电流检测电路流经电动机的电流为驱动电动机所需的最小电流或更小时，将清除在RAM(寄存器)中设置的驱动单元异常标志。例如，当电动机连续驱动10秒或更长时间时，将设置驱动单元异常标志。在此，10秒只是一个例子，其优选被设置为常规电动机驱动的最长时间或更长的时间。
再次参照图3，通过在上述每次定时器中断中进行的带扣扣紧检测，判断带扣状态(S5)，由此清除相关的标志(S15、S17、S19和S21)，然后，执行扣紧前控制(S23)，初始扣紧控制(S25)，扣紧期间控制(S27)，或存储控制(S29)。在带扣扣紧检测(S5)中，通过表示带扣状态的标志的设置状态，检测出带扣状态。
当判断为带扣非扣紧连续(S7)时，则清除相关的标志(S15)并且随后执行图13所示的扣紧前控制(S23)。当判断为从带扣的非扣紧向带扣的扣紧进行转变(S9)时，则清除相关的标志(S17)并且随后进行图11所示的初始扣紧控制(S25)。当判断为带扣扣紧连续(S11)时，则清除相关的标志(S19)并且随后执行如图15所示的扣紧期间控制(S27)。在其他情况下(从带扣的扣紧向带扣的非扣紧进行转变；门信号变化且设置了未完全存储标志；以及，门被打开且设置了未完全存储标志并且检测到卷绕)(S13)，清除相关的标志(S21)并且随后执行如图12所示的存储控制(S29)。
在扣紧前控制(S23)中，如图13所示，进行引出检测(S251)，该引出检测检测带子302是否被引出。引出检测(S251)是本发明的主要部分，因此以下将进行详细的阐述。特别地，如图8所示，设置引出标志(S301)，并且随后通过电动机引出方向旋转检测装置119执行电动机110的电动势检测(S303)，由此，检测是否存在当未向电动机110供给驱动动力时产生的电动势。即，在未向电动机110供给驱动动力的情况下产生电动势则意味着由于一些不良情况，接合器未被释放，例如，在接合器的接合状态下，当通过手动操作引出带子302时，电动机110通过锭子103的旋转而旋转(电动机110的拖拽)。
然后，判断检测到的电动势是否高于噪音水平(S305)。当电动势低于噪音水平时(S305否)，旋转传感器的读出值被记录在RAM中的预定部分(S317)并随后返回。当电动势高于噪音水平时(S305是)，则判断电动势是否在引出侧有极性(S307)，当电动势在引出侧没有极性时(S307否)，旋转传感器的读出值被记录在RAM中的预定部分(S317)并随后返回。当电动势在引出侧有极性时(S307是)，则设置PWM占空比(S309)。其中，所设置的PWM占空比被设置为一个比通过乘客2手动操作的带子302的引出速度更高的速度。然后，将引出驱动设置成开启(S311)，持续0.5秒，并且然后将驱动信号变换为关闭(S313)，由此，电动机在带子302的引出方向上旋转0.5秒，以便释放接合器。然后，清除引出标志(S315)并且随后将旋转传感器的读出值记录在RAM中的预定部分(S317)，并且随后返回。值得注意的是，在接合器接合状态下的带子302的引出检测中，将同时使用编码器和对电动机110的电动势进行检测的电动机引出方向旋转检测装置119。其原因在于，仅用编码器不能检测出电动机110的拖拽。
在此，将参照图16对设置于锭子侧滑轮115内的接合器150进行说明。接合器150具有齿轮151、接合器壳152、杆153、摩擦弹簧154和旋转轴155。齿轮151在其外周表面上具有与由电动机110驱动的电动机侧齿轮(未图示)接合的大齿轮151a，并且随着电动机110的旋转而旋转。接合器壳152连接到锭子103，并且在接合器152的内径表面形成内齿轮152a。在齿轮151的设置在接合器壳152内径侧的部分中，设置有可滑动地与杆153配合的引导部151b。在杆153的前端，形成与接合器壳152的内齿轮152a接合的接合齿153a。摩擦弹簧154被设置成其间插入有旋转轴155，所述摩擦弹簧154的中间部与杆153的突出部153b接合，并且在旋转方向上向杆153施加阻力。当杆153沿着引导部151b滑动并且使接合齿153a从齿轮151突出时，突出部153a与内齿轮152a接合，形成接合的接合器状态(参照图16A)。当接合齿153a埋入齿轮151中时，接合将被释放，形成释放的接合器状态(参照图16B)。
即，在图16B所示的释放的接合器状态下，并且齿轮151通过电动机110在带子302的卷绕方向(图16B中的顺时针方向)上旋转时，杆153也趋向于旋转。但是，由于摩擦弹簧154的摩擦效果，杆153被抑制旋转，并且在外周方向上逐渐移动，随后接合齿153a与接合器壳152的内齿轮152a接合，并且然后将齿轮151的旋转传输到接合器壳152。即，当电动机110在带子302的卷绕方向上旋转时，设置在锭子侧滑轮115中的接合器150为开启，电动机110的动力被传送到锭子103并且使锭子103旋转，并且因此带子302被卷绕。
然后，在图16A所示的接合的接合器状态下，齿轮151通过电动机110在与带子302的卷绕方向相反的方向(即带子的引出方向、图16A中的逆时针方向)上旋转时，杆153也趋向于旋转。但是，由于杆153的旋转被摩擦弹簧154抑制，所以杆153逐渐地移动到齿轮151的内侧，接合齿153a从接合器壳152的内齿轮152a脱离，并且由此释放接合器150。
简而言之，在图8所示的引出检测(S251)中，尽管驱动力没有供给到电动机110，但是检测出电动机110在带子302的引出方向上旋转，那么将判断为将被释放的接合器150在通过乘客2的手动操作将带子302引出时不能被释放，于是通过电动机110执行引出驱动(S311)，并且电动机110在带子302的引出方向上只旋转0.5秒。如上所述，由于接合器150被强制释放，所以可以在无额外引出阻力的情况下引出带子302。
再次参照图13，执行引出检测(S251)，并且随后判断是否设置有引出标志(S253)。当未设置引出标志时(S253否)，扣紧前控制(S23)返回。同时，当设置了引出标志时(S253是)，执行图6所示的停止检测(S107)。在停止检测(S107)中，如图6所示，检测带子302的停止(带子不引出也不卷绕的状态)。首先，检测锭子旋转量的旋转传感器的输出被读出(S351)。然后，读出的旋转量与先前的旋转量相比较，并且判断是否发生了预定量(例如5mm)内的变化。当先前的旋转量与当前的旋转量有预定量的差异时(S353是)，则判断为带子302未停止且随后清除停止标志(S355)。同时，当先前的旋转量未与当前的旋转量相差异预定量时(S353否)，则判断带子302停止，于是设置停止标志(S357)，将旋转传感器的读出值存储在RAM中的预定部分(S359)，并且随后返回。
再次参照图13，执行停止检测(S107)，并且随后判断是否设置有停止标志(S257)。当未设置停止标志时(S257否)，将判断是否设置有带扣非扣紧连续标志(S259)。当设置了带扣非扣紧连续标志时(S259是)，其返回到停止检测(S107)。当未设置带扣非扣紧连续标志时(S259否)，其返回。当设置了停止标志时(S257是)，等待预定时间(S261)并且随后执行图14所示的可否卷绕检测(S263)。
在可否卷绕检测(S263)中，如图14所示，以相当于10N的力进行卷绕驱动(S401)并且随后进行旋转传感器读取(S403)。随后，判断卷绕是否执行得比预定值(例如30mm)大(S405)。当判断为卷绕执行得比预定值大时(S405是)，则停止驱动(S407)，设置可卷绕标志(S409)，并随后返回。当判断为卷绕没有执行得比预定值大时(S405否)，则判断是否经过了500ms(S411)。当未经过500ms时(S411否)，其返回到旋转传感器读取(S403)。同时，当经过了500ms时(S411是)，则停止驱动(S413)，执行如图7所示的接合器释放(S113)，清除可卷绕标志(S417)，并且随后返回。
在接合器释放(S113)中，如图7所示，为了将电动机的力设置为相当于10N，而设置施加到电动机上的PWM信号的占空比(S451)并且随后将引出驱动信号转变为开启(S453)。然后，例如，等待0.3秒，以便直到预载荷被释放后(S455)才检测引出。然后，执行图8中的上述引出检测(S251)，由此，判断是否设置了引出标志(S459)。当判断为设置了引出标志时(S459是)，PWM信号的占空比被增大(S461)并且随后返回到引出检测(S251)。当判断为未设置引出标志时(S459否)，则判断在引出驱动后是否经过0.5秒(S463)。当判断为未经过0.5秒时(S463否)，将返回到引出检测(S251)。同时，当判断为经过了0.5秒时(S463是)，驱动信号将转变为关闭(S465)，并且随后返回。
再次参照图13，进行可否卷绕检测(S263)并且随后判断是否设置有可卷绕标志(S265)。当判断为不可卷绕时(S265否)，返回到停止检测(S107)。当判断为可卷绕时(S265是)，则执行图12所示的存储控制(S29)，并且随后返回。
在存储控制(S29)中，如图12所示，执行卷绕驱动(S501)，执行图6所示的上述停止检测(S107)，并且随后判断是否设置了停止标志(S505)。当设置了停止标志时(S505是)，转移到后述的停止驱动(S549)。当判断为未设置停止标志时(S505否)，则判断是否进行了预定量(X mm)的卷绕(S507)。当判断为未进行预定量(Xmm)的卷绕时(S507否)，则返回到卷绕驱动(S501)。当判断为进行了预定量(X mm)的卷绕时(S507是)，则判断是否设置了门关闭标志(S509)。当设置了门关闭标志时(S509是)，则执行在关闭门时的卷绕驱动(低速的卷绕驱动)(S511)。当未设置门关闭标志时(S509否)，则执行在打开门时的卷绕驱动(中速的卷绕驱动)(S513)。即，当门处于打开状态时，以便防止带子302在关门时未完成存储的状态下被门夹到。
在进行完卷绕驱动(S511)或(S513)之后，通过旋转传感器进行检测(S515)，判断是否到达了距原点有规定量(Y mm)的位置(S517)。其中，优选地，有预定值的位置是带子的引出量防止了带子被门夹到的位置。
该操作还具有一个目的，即避免了在车辆内的内部部件与舌板305之间的碰撞，这一点是通过停止在特定位置的瞬间(once)停止卷绕而实现的。即，在存储操作中的带子卷绕中，舌板305与带子302一起以特定速度移动。那么，由于其间的碰撞，所以可能会损坏内部部件。但是，在停止卷绕的情况下，当带子302与舌板305一起位于车辆外侧时，带子302被门夹到并且因此可能被损坏。由此，随后考虑到带子的强度，其不优选。为了防止该问题，如上所述，带子302的卷绕被瞬间(instant)停止的位置至少是带子302不被门夹到的位置。
当未到达距离存储原点预定量(Y mm)时(S517否)，进行图6所示的上述停止检测(S107)，并且然后判断是否设置了停止标志(S521)。当未设置停止标志时(S521否)，则返回到门关闭标志设置的判断(S509)。当设置了停止标志时(S521是)，则停止标志计数器1增加(S523)，所述驱动停止(S525)，从而停止带子驱动，并且随后进行图7所示的上述接合器释放(S113)。然后，判断停止标志计数器1是否为10(S529)。当停止标志计数器1不是10时(S529否)，则返回到门关闭标志设置的判断(S509)。当停止标志计数器1为10时(S529是)，则清除停止标志计数器1(S531)，设置未完全存储标志(S533)，并随后返回。
另一方面，在步骤S517中，当到达距离存储原点有预定量(Y mm)的位置时(S517是)，所述驱动停止(S535)，从而停止带子卷绕，然后进行图7所示的上述接合器释放(S113)。然后，驱动再停止T秒(S539)，执行卷绕驱动(S541)，并且随后判断是否到达原点(S543)。当判断为到达了存储原点时(S543是)，则清除停止标志计数器1、2(S545)，重设未完全存储标志(S547)，并且随后停止驱动(S549)。然后，执行图7所示的上述接合器释放(S113)并且随后判断卷绕是否超过了存储原点(S553)。当卷绕没有超过存储原点时(S553否)，则返回。当卷绕超过存储原点时(S553是)，由在该位置的旋转传感器检测的锭子的旋转量被再次重设为存储原点(S555)，并且随后返回。
在步骤S543中，当没到达存储原点时(S543否)，进行图6所示的上述停止检测(S107)，并且随后判断是否设置了停止标志(S559)。当未设置停止标志时(S559否)，则返回到卷绕驱动(S541)。当设置了停止标志时(S559是)，停止标志计数器2增加(S561)，所述驱动停止(S563)，从而停止带子卷绕，并且随后进行图7所示的上述接合器释放(S113)。然后，判断停止标志计数器2是否是3(S567)。当停止标志计数器2不是3时(S567否)，则返回到卷绕驱动(S541)。当停止标志计数器为3时(S567是)，则清除停止标志计数器2(S569)，设置未完全存储标志(S571)，并且随后返回。
再次参照图3，当判断为带扣状态标志被设置成表示从带扣的扣紧向带扣的非扣紧转变(S9)的标志时，清除相关的标志(S17)，并且随后进行初始扣紧控制(S25)。在初始扣紧控制(S25)中，如图11所示，以相当于20N的力进行卷绕驱动(S601)，等待2秒钟，并且随后暂时以相当于20N的力卷绕带子302。执行停止驱动(S605)，从而停止带子302的卷绕，进行图7所示的上述接合器释放(S113)，并且随后返回。
参照图3，当判断为带扣扣紧连续标志被设置为带扣状态时(S11)，则清除相关的标志(S19)并且随后进行扣紧期间控制(S27)。在扣紧期间控制(S27)中，如图15所示，进行穿过固定器运动检测(S651)。在穿过固定器运动检测中，肩部在车辆上/下方向上的运动通过滑动电位计检测，并且其输出通过控制装置200读取和检测。每隔预定时间通过定时器中断执行该检测。然后，判断是否设置了穿过固定器运动标志(S653)。当设置了该标志时(S653是)，则进行图11所示的初始扣紧控制(S25)，并且随后返回。同时，当未设置穿过固定器运动标志时(S653否)，则执行座位前后运动检测(S655)。当座位运动时，则检测座位停止，并且随后设置座位前后运动标志。然后判断是否设置了座位前后运动标志(S657)。当设置了所述标志时(S657是)，则进行图11所示的上述初始扣紧控制(S25)，并且随后返回。
同时，当未设置座位前后运动标志时(S657否)，则进行座位靠背角度变化检测(S659)。在座位靠背角度变化检测中，通过用于角度检测的电位计检测在座位垫和座位靠背之间的角度，与该角度相应的信号被输出到控制装置200，控制装置200每隔预定的定时器中断读出所述输出，判断根据先前定时器中断的角度和根据当前定时器中断的角度之间的差值，并判断该角度是否有变化。当变化停止时，则设置座位靠背角度变化标志。然后判断是否设置了座位靠背角度变化标志(S661)。当设置了所述标志时(S661是)，则进行图11所示的上述初始扣紧控制(S25)。当未设置所述标志时(S661否)，则返回。进行这些系列的操作，以便消除带子302的松弛。
参照图3，当根据相关的标志检测出下述情况中的任意一种时，则清除相关的标志(S21)，并且随后进行图12所示的上述存储控制(S29)。上述情况包括带扣状态为从扣紧向非扣紧转变的情况；门信号变化并且设置了未完全存储标志的情况；和门开启、设置了未完全存储标志且卷绕停止(S13)的情况。
然后，如图3所示，在执行了带扣状态中的控制后，执行进入睡眠(sleep IN)控制(S31)。在该控制中，在没有引出带子302、目标门被关闭、并且在IGOFF后，例如经过了5分钟或更长时间时，设置进入睡眠标志。在其他情况下将清除进入睡眠标志。在执行了进入睡眠控制(S31)后，判断是否设置了进入睡眠标志(S33)。当未设置所述标志时(S33否)，则返回到带扣状态判断(S5)。当设置了所述标志时(S33是)，则转变到睡眠模式(S35)。其目的是减少电流消耗，即意味着除了用于从睡眠模式返回的准备之外的任何操作都不执行。然后，执行睡眠结束(sleep OUT)检测(S37)。在该检测中，当引出检测、开启的门或IG ON中的任意一个被检测出来时，则设置睡眠结束标志。在其他情况中，睡眠结束标志被清除。然后，判断是否设置了睡眠结束标志(S39)。当未设置所述标志时(S39否)，则返回到睡眠结束检测(S37)。当设置了所述标志时(S39是)，则重新返回到带扣状态判断(S5)，并且随后执行同样的控制。
相应地，本实施例的安全带卷收器100具有锭子103，其卷绕带子302；动力产生装置110，其产生用于使锭子103在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置104，其能够在动力产生装置110产生用于使锭子103在带子302的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置110的动力传递到锭子103，并且在动力产生装置110产生与用于使锭子103在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置110的动力传递到锭子103；以及控制装置200，其控制动力产生装置110。所述安全带卷收器100具有停止状态检测装置118，其检测驱动信号未被输入到动力产生装置110；和引出方向旋转检测装置119，其检测动力产生装置110在带子302的引出方向上旋转。其中，在停止状态检测装置118检测到没有驱动信号向动力产生装置110输入，并且引出方向检测装置119检测到动力产生装置104正在带子302的引出方向上旋转时，控制装置200进行控制，驱动动力产生装置110在带子302的引出方向上旋转。因此，当设置在动力传递装置104中的接合器150连接并且在动力产生装置110和锭子103之间的连接由于在引出带子302和通过乘客2的手动操作扣紧安全带的过程中的一些问题而未被释放时，接合器150能够通过使动力产生装置110在带子302的引出方向上旋转而被可靠地释放。由于乘客2能够在无额外的引出阻力的情况容易地引出带子302以及扣紧安全带，所以乘客能够在无不良感觉的情况下获得舒适的操作环境。而且，在释放接合器时，乘客2也引出带子302，以致扰乱接合器释放操作，但是接合器150能够通过使动力产生装置110在带子302的引出方向上旋转而可靠地被释放。
由于动力产生装置110是电动机、并且停止状态检测装置118和引出方向旋转检测装置119通过测量电动机110的电动势来进行它们的检测操作，所以安全带卷收器100是小型的并且可容易地安装到车辆3中。
根据上述使用安全带卷收器100的安全带装置1，乘客2可以在无不良感觉的情况下容易地引出和扣紧带子302，并且能够获得舒适的安全带操作环境。
根据所述的安全带卷收器的控制方法，提供了一种控制卷收器的方法，所述卷收器包括锭子103，其卷绕带子302；动力产生装置110，其产生用于使锭子103在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置104，其能够在动力产生装置110产生用于使锭子103在带子302的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置110的动力传递到锭子103，并且在动力产生装置110产生与用于使锭子103在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置110的动力传递到锭子103。所述方法包括以下步骤当锭子103在带子302的引出方向上旋转时，判断在锭子103和动力产生装置110之间通过动力传递装置110的连接是否被释放；和当判断为通过动力传递装置110的所述连接未被释放时，控制动力产生装置110在带子302的引出方向上旋转。由此，即使当在锭子103和动力产生装置110之间的连接未被释放以及带子302的引出阻力由于一些问题而增加时，也可以使电动机110在带子302的引出方向上旋转，释放接合器150，由此，带子302能够容易地引出，并且安全带302能够容易地被扣紧。
本发明并不限于上述的实施例，其可以有适当的变形和改进。
所述的安全带卷收器和安全带装置可以应用到全部车辆中，并且在任意一种情况下都提供了如上所述的优点。
本申请要求2004年10月19日提交的申请号为2004-304585的日本专利申请的利益，其内容在此通过引用而被并入。
权利要求
1.一种安全带卷收器，包括锭子，其卷绕带子；动力产生装置，其产生用于使锭子在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置，其能够在动力产生装置产生用于使锭子在带子的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置的动力传递到锭子，并且在动力产生装置产生与用于使锭子在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置的动力传递到锭子；控制装置，其驱动并控制动力产生装置；停止状态检测装置，其检测驱动信号未被输入到动力产生装置；和引出方向旋转检测装置，其检测动力产生装置在带子的引出方向上旋转；其中，在停止状态检测装置检测到没有驱动信号向动力产生装置输入并且引出方向检测装置检测到动力产生装置正在带子的引出方向上旋转时，控制装置驱动并控制动力产生装置在带子的引出方向上旋转。
2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其中，所述动力产生装置是电动机，以及停止状态检测装置和引出方向旋转检测装置通过测量电动机的电动势进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其还包括引出阻止装置，当锭子在带子的引出方向上的旋转加速度为预定值或更大时，或者当车辆的减速度为预定值或更大时，其通过停止锭子在带子的引出方向上旋转来防止带子被引出；和卷绕弹簧，其向锭子施加在带子的卷绕方向上的扭矩。
4.一种安全带装置，具有根据权利要求1所述的安全带卷收器。
5.一种控制卷收器的方法，所述卷收器包括锭子，其卷绕带子；动力产生装置，其产生用于使锭子在期望的方向上旋转的动力；动力传递装置，其能够在动力产生装置产生用于使锭子在带子的卷绕方向上旋转的动力时，将动力产生装置的动力传递到锭子，并且在动力产生装置产生与用于使锭子在卷绕方向上旋转的动力相反方向的动力时，不将动力产生装置的动力传递到锭子，所述方法包括当锭子在带子的引出方向上旋转时，判断在锭子和动力产生装置之间通过动力传递装置的连接是否被释放；和当通过动力传递装置的所述连接未被释放时，控制驱动动力产生装置在带子的引出方向上旋转。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，当检测到没有驱动信号向动力产生装置输入并且检测到动力产生装置正在带子的引出方向上旋转时，判断为通过动力传递装置的所述连接未被释放。
全文摘要
一种安全带卷收器(100)，包括检测出未向动力产生装置(110)输入驱动信号的停止状态检测装置(118)，和检测出动力产生装置(110)正在带子(302)的引出方向上旋转的引出方向旋转检测装置(119)。在此，在停止状态检测装置(118)检测到没有驱动信号向动力产生装置(110)输入并且引出方向旋转检测装置(119)检测到动力产生装置(110)正在带子(302)的引出方向上旋转时，控制装置(200)控制动力产生装置(110)在带子的引出方向上旋转。
文档编号B60R22/48GK101044044SQ20058003578
公开日2007年9月26日 申请日期2005年10月19日 优先权日2004年10月19日
发明者绿川幸则 申请人:奥托立夫开发公司