用于安全带的卷收器以及安全带装置的制作方法

专利名称：用于安全带的卷收器以及安全带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于安全带的巻收器以及安全带装置。
背景技术：
作为现有技术中的用于安全带的巻收器来说，公知这样一种安全带 的巻收器，在必要时通过马达使巻轴旋转以巻收安全带，从而将乘员限
制在座椅上(例如，参照专利文献1以及专利文献2 )。
在专利文献1以及专利文献2中记载的电动巻收器具有框架。在该 框架上旋转自如地设置有巻收安全带的巻轴装置；此外，在框架上还固 定有锁止机构，在对汽车施加规定的减速度时、或者是安全带被规定的 加速度拉出时，锁止安全带的拉出。巻轴装置的中心轴与用于巻轴装置 的带轮中心轴相连，用于巻轴装置的带轮经过动力传送带而与用于直流 马达的带轮相连。用于直流马达的中心轴与直流马达相连。
而且，直流马达结构为通过直流马达的驱动部，由来自MPU(Micro Processing Unit)的脉沖宽度调制(P丽)信号进行各种控制。MPU与检 测汽车的行驶速度的车速检测部、以及检测是否会有碰撞可能性的碰撞 预知^r测部、以及检测使用者有没有安装安全带的带扣连接有无^r测部， 并根据各检测结果驱动直流马达。
记载在专利文献1以及专利文献2中的电动巻收器，或是以一定给 织带提供规定的松弛度的方式控制，或是以巻收力随巻收安全带而逐渐 减少的方式控制，由此提供了舒适的安全带安装环境。此外，在检测出 碰撞不可避免的情况下，将PWM信号输入直流马达的驱动部，使直流马 达在安全带的巻收侧旋转。
(专利文献1)特开2000 - 38110号公报
(专利文献2 )特开2001 一 334913号公报

发明内容
但是，在马达由脉冲宽度调制(P丽)控制来驱动的情况下，马达的 产生动力，不仅会因P丽值而引起变动，也会因供给马达的电压变动、 马达的累计使用时间、或者马达的温度变化等因素而引起变动。即便在 不计入这些因素的变动而由规定的P丽值驱动马达的情况下，织带也不 能被期望的巻收力巻收，巻收力或是过大或是过小，因而可能无法得到 舒适的安全带安装环境。
本发明正是鉴于上述课题而提出，其目的在于提供用于安全带的巻 收器以及安全带装置，所述巻收器在没有碰撞可能性的通常情况，以不
给乘员施加过多负担的方式巻收织带；在预测到将碰撞的紧急时候，能 够产生较大动力并高速巻收织带。
本发明的上述目的是通过下述构成实现的。
(1) 一种用于安全带的巻收器，包括巻轴，巻收织带；动力产生 机构，产生使该巻轴向期望的方向旋转的动力；动力传递机构，当该动 力产生机构产生了使上述巻轴向上述织带的巻收方向旋转的所述动力 时，上述动力产生机构的动力能够传递给所述巻轴，在上述动力产生机 构产生了与使上述巻轴沿上述巻收方向旋转的所述动力的方向相反的动 力时，把所述动力产生机构的所述动力不能够传递给所述巻轴；控制机 构，驱动并控制所述动力产生机构，其特征在于，还具有判断碰撞可能 性的碰撞预测机构、和检测所述动力产生机构工作环境的工作环境检测 机构，所述控制机构，在判断为所述碰撞预测机构是碰撞可避免状态的 情况下，根据通过所述工作环境检测机构检测出的所述工作环境，把提 供给所述动力产生机构的电流供给量控制为规定电流值，在判断为所述 碰撞预测机构是碰撞不可避免状态的情况下，不是根据通过所述工作环 境检测机构检测出的所述工作环境，而是把提供给所述动力产生机构的 电流供给量控制为大于所述规定电流值。
(2) 才艮据(1)所述的用于安全带的巻收器，其特征在于，所述动力 产生机构通过脉冲宽度调制控制来驱动，所述控制机构，在判断为所述
碰撞预测机构为碰撞可避免状态的情况下，根据通过所述工作环境检测 机构检测出的所述工作环境来改变脉冲宽度调制控制值，从而把提供给 所述动力产生机构的电流供给量控制为M^定电流值。
(3 )根据(1)或(2 )中所述的用于安全带的巻收器，其特征在于， 所述工作环境检测机构是检测提供给所述动力产生机构的供给电压 的供给电压检测机构、检测所述动力产生机构附近温度的温度检测机构、 以及检测所述动力产生机构的累计使用时间的累计使用时间检测机构中 的至少一者，所述控制机构，在判断为所述碰撞预测机构为石並撞可避免 状态的情况下，根据通过所述供给电压机构检测出的电压变动、通过所 述温度检测机构检测出的所述动力产生机构的温度变化、以及通过所述 累计使用时间检测机构检测出的所述动力产生机构的累计使用时间之中 的至少一者，把提供给所述动力产生机构的电流供给量控制为规定电流 值。
(4) 一种安全带装置，其特征在于，具有记载在(1) ~ (3)中任 一项所述的用于安全带的巻收器。
根据本发明的用于安全带的巻收器以及安全带装置，巻收织带的动 力产生机构的控制是在通常没有可能碰撞的情况下，根据通过工作环 境检测机构检测出的所述工作环境，把提供给所述动力产生机构的电流 供给量控制在规定电流值。由此，不管所述工作环境的变化，动力产生 机构都产生规定的动力巻收织带，对织带施加适度的张力，从而提供舒 适的安全带安装环境。此外，在预测将会碰撞的紧急情况下，不是#4居 通过工作环境检测机构检测出的工作环境，而是把提供给动力产生机构
的电流供给量控制为大于规定电流值，从而急速巻收织带以保护乘员。


图l是本发明的安全带装置的概要结构图； 图2是图1中的用于安全带巻收器的概要结构图； 图3是用于安全带的巻收器的基本控制流程图； 图4是初始参数设定的流程图5是储存原点设定驱动的流程图6是停止检测的流程图7是离合器解除的流程图8是拉出检测的流程图9是计时中断的流程图10是门开闭检测的流程图1 l是带扣安装^r测的流程图12是^li撞预测控制的流程图13是驱动部故障诊断的流程图14是安装前控制的流程图15是能否巻收检测的流程图16是^f诸存控制的流程图17是安装初始控制的流程图18是停止驱动的流程图19是安装中控制的流程图2 O是座椅前后有无移动检测的流程图21是座椅靠背角度有无变化检测的流程图22是睡眠开始控制的流程图23是睡眠结束控制的流程图。
图24是动力传递机构的纵向剖视图，A是表示离合器卡合状态的图， B是表示离合器解除状态的图。 附图标记说明 1安全带装置 100用于安全带的巻收器 103巻轴
104动力传递才几构
110电动马达(动力产生机构)
120碰撞预测机构
121温度4企测4几构122供给电压检测机构 123累计使用时间检测机构 200控制才几构 302织带
具体实施例方式
下面基于附图详细说明本发明所述的用于安全带的巻收器以及安全 带装置的实施方式。
图1是作为本发明实施方式的安全带装置的概要结构图，图2是图1 中的用于安全带的巻收器的概要结构图。图3至图23是用于安全带的巻 收器的控制流程图。图24是动力传递机构的纵向剖视图，(A)表示离合 器卡合状态，(B)表示离合器解除状态。
如图1所示，安全带装置1构成为本发明的安全带用巻收器100, 固定安装在用于把乘员2限制在座椅301上的织带302的一端；穿通式 固定件303,使织带302在乘员肩膀附近折返；舌簧板305，其中穿插有 织带302并与配置在腰部上的带扣304相卡合；固定板306,把织带302 的另一端部固定在车体上；带扣开关307，内置于带扣3(M用以检测安全 带的安装。
如图2所示，本发明所述用于安全带的巻收器IOO具有框架101。在 该框架101上旋转自如地设置有巻收织带302的巻轴103、和结合在巻轴 103的左端侧并作为巻轴103的旋转中心轴的巻轴中心轴103a。在巻轴 中心轴103a的右侧端设置有拉出防止机构102,用于锁止织带302的拉 出。拉出防止机构102是公知装置，并包括如下动作在对汽车3施加 规定值以上的减速度时，锁止织带302拉出的VSI动作；和在织带302 被规定值以上的加速度拉出时，锁止织带302拉出的WSI动作。即使是 在安全带拉出锁止状态，拉出防止机构102也能够利用作为本发明的动 力产生机构电动马达110来巻收织带302。
巻轴103在必要时经由动力传递^L构104而^C电动马达110驱动， 并沿织带巻收方向旋转。此外，巻轴103与巻收弹簧lll相连，并始终
对织带302赋予沿巻收方向的旋转力。
用于安全带的巻收器IOO具有控制电动马达110的控制机构200,电 动马达110例如是基于来控制机构200内的后述驱动电路201的指令而 能够沿正逆方向旋转的直流马达。此外，电动马达110与电动马达停止 状态机构(停止状态检测机构)118以及电动马达拉出方向旋转检测机构 (拉出方向旋转检测机构)119连接，所述电动马达停止状态机构118检 测驱动信号没有从驱动电路201输入给电动马达110,所述电动马达拉出 方向旋转检测机构119用来检测电动马达110通过在使电动马达110旋 转时所产生的起动力，从而使电动马达110沿织带302的拉出反向旋转。 而且，在电动马达110中，作为检测电动马达110的工作环境的工作环 境检测机构，而配置有检测马达附近温度的温度检测机构121、检测由电 池(未图示)提供给电动马达110的电压的供给电压检测机构122、以及检 测电动马达110的累计1吏用时间的累计-使用时间;险测^L构123。
动力传递机构104包括固定在巻轴中心轴103a上的巻轴一侧的带 轮115、固定在电动马达110的旋转轴110a上的马达一侧的带轮106、 配置在两带轮之间的正时带107、内置于巻轴一侧带轮115内的后述离合 器150 (参照图24)。如果电动马达110沿织带302的巻收方向旋转，则 内置于巻轴一侧的带轮115内的离合器150卡合，把电动马达110的动 力传递给巻轴103并使巻轴103旋转，从而巻收织带302。而如果电动马 达110沿织带302的拉出方向旋转，则离合器的卡合被解除，电动马达 110的动力就不能传递给巻轴103。而且，动力传递^L构104还具有离 合器壳体，收容离合器150,且承受巻轴侧带4仑115的力；以及动力传递 緩沖部(未图示)，仅在巻收侧使巻轴中心轴103a緩冲，且固定在构成 在巻轴侧带4仑115内的巻轴中心轴103a上。
此外，在巻轴中心轴103a上固定有交替形成N极体、S极体的磁盘 116，而且，在框架101上固定磁场检测机构117，通过由磁场检测机构 117检测与巻轴中心轴103a的旋转一同变化的磁盘116的磁场，从而可 检测巻轴中心轴103a的旋转方向以及转速(旋转角度)，该检测信号传 递给控制机构200。
具体而言，通过设置在巻轴中心轴103a上的》兹盘116、和两个以产 生相互相位互差1/4周期的输出方式配置的霍尔式传感器(未图示)，检 测巻轴103的旋转，产生具有两个相位的脉冲序列4)1以及4)2，并将旋 转方向以及转速(旋转角度)传递给控制机构200。脉冲序列cj)l以及4> 2通过控制机构200的输入输出接口 (未图示)内的升降计数器(未图示) 而被数字化，变换为与织带302的拉出量对应的输出。
本发明的作为安全带安装有无检测机构的带扣开关307,内置于带扣 304内，并检测有没有安装安全带302,把与有无安装的信号提供给控制 机构200。碰撞预测机构120是一种判断与汽车3的前方、以及/或者车 辆3的后方、以及/或者汽车3的侧方的障碍物(未图示)是否存在碰撞 可能性的检测机构，通过距离传感器(未图示)检测距障碍物的距离， 并利用由该距离的时间变化求出的相对速度与到障碍物的距离，计算从 距障碍物一定距离起到石並撞为止的时间，若该时间在^L计时间以下，则
判断为处于碰撞不可避免状态，从而把对应于石並撞不可避免状态的信号 提供给控制机构200。
控制机构200包括微型控制器(未图示)，具备例如执行控制程序 的CPU、存储处理数据的RAM、存储了程序等的ROM、内置计时器、进行 信号变换等的输入输出接口等；以及驱动电路201,根据微型控制器的输 出来驱动电动马达110。输入输出接口根据来自带扣开关307以及碰撞预 测机构120的信号，分别将安全带安装标志以及碰撞标志设定在未图示 的标志寄存器(或者是RAM)中。此外，CPU经由输入输出接口监视织带 拉出量，各种标志设定在标志寄存器中。
例如，根据由周期性监视到的织带拉出量的在上次监视时的上次数 值与本次监视时的本次数值的差值，把表示织带302拉出的拉出标志、 或者是表示织带302巻收的巻收标志、或者是织带302还没有进行拉出 以及巻收的停止标志等设定在标志寄存器上。通过参照各种标志，控制 机构200能够对织带302的拉出、巻收、停止、安全带有没有安装、碰 撞可能性等进行判别。控制机构200基于这些信息进行电动马达110的 控制。另外，电动马达110的控制是通过脉冲宽度调制控制(以下也称
为"PWM控制")来进行的，所述脉沖宽度调制控制是利用比较器来比较 输入信号的振幅和载波信号(三角波)的振幅，二进制编码而加以控制。
下面，根据图3至图23中示出的流程图，对借助控制机构200来控 制用于安全带的巻收器100的情况进行详细说明。
控制机构200以及电动马达110从汽车3的电池线膝接受供电。在 本发明的巻收器100装置于汽车3上时、或者是在修理中等把控制机构 200连接在电池线路上时，图3中示出的基本控制流程被执行。因而，通 常不进行初始参数设定S1以及计时中断允许S3，仅在初期汽车装置时、
或者因修理等而拆卸电池后再次安装时才进行。
初始参数设定S1是设定初始参数的控制，如图4所示，清除涉及带 动作的各种状态标志(S51),然后清除故障标志(S53),接着把各种阙 值分别设定为规定值(S55)，接下来进行用于设定储存原点的储存原点 设定驱动(S57)。
储存原点设定驱动(S57)如图5所示，首先，设定电动马达110的 驱动力，从而得到使乘员2的肩部上的织带302的张力相当于10N的P丽 占空比(SIOI)。另外，对织带302施加规定大小张力的P丽占空比随使 用的电动马达IIO、以及从电动马达110到巻轴103的动力传递部的减速 比不同而不同，例如，对乘员2的肩部上的织带302施加相当于10N张 力的P丽占空比大体为5%。下面，发出驱动巻收信号(S103)，通过规 定的巻收力巻收并驱动马达。而且还需要考虑驱动部的延迟时间，例如 在经过了 200ms的规定的时间之后(S105 ),进行后述的停止检测(S107 ) (图6)。接下来，判断是否设定了停止标志(S109),在没有设定的情况 下(S109: No ),返回到停止枱:测(S107 )之前，在设定的情况下(S109: Yes ), 停止马达的驱动(Sill),进行后述离合器的解除(S113)(图7),解除 离合器并以由该位置的旋转传感器检测出的巻轴103的旋转量作为储存 原点，进行储存原点设定(S115)并返回。
返回到图3中，接着是允许计时中断(S3)。例如，将计时中断时间 取为20ms,每隔20ms中断一次，进行图9中表示的处理。首先，进行门 开闭检测(S151)。在此处，通过门开闭检测计数器达到规定的次数的门
关闭的检测进行了多少次，进行门的开闭检测，设定规定的标志。
门的开闭检测(S151)如图IO所示，首先，增加门开闭检测计数器 被增量(S61)。该门开闭检测计数器设置在RAM内的规定部位，每进行 一次门开闭检测则增量一次。接下来，读取来自安装在汽车3上的门开 关发出的门开闭信号(S63 )，判断门开闭检测计数器是否达到了 5 ( S65 )。 在门开闭检测计数器没有达到5的情况下(S65:No)，根据门开关的门开 闭信号来判断门是否关闭(S67),如果门关闭(S67: Yes),则门关闭计 数器增量(S69)并返回。门关闭计数器设置在RAM内的规定部位。在没 有检测出门关闭的情况(S67:No)，直接返回。在门开闭检测计数器达到 5的情况下(S65:Yes)，判断门关闭计数器是否在3以上(S71),如果在 3以上(S71: Yes),设定门关闭标志(S73 )，如果没有在3以上(S71:No)， 门关闭标志被清除(S75)。门开闭检测计数器清除后(S77),进而清除 门关闭计数器(S79)并返回。
返回到图9,接下来根据来自安全带安装有无检测机构307的信号进 行带扣安装检测(S153)。在此处，判断在带扣安装计数器达到规定的次 数为止，检测出是"带扣安装"的次数为多少，检测带扣安装/非安装， 并比较前后检测结果，判断带扣安装是否产生了变化，设定规定的标志。
带扣安装检测(S153)如图11所示，首先，在RAM内的规定部位设 置的带扣安装计数器被增量(S161)，根据安全带安装有无检测机构307 来测定带扣安装有无信号(S163)。接下来，判断带扣安装计数器是否达 到5 (S165)，在带扣安装计数器没有达到5的情况下，通过测得的带扣 安装有无信号判断是否是"带扣安装"(S167)。如果是带扣安装(S167: Yes),则带扣安装计数器被增量(S169)而返回；若不是带扣安装(S167: No),就直接返回。在带扣安装计数器达到5的情况下，判断带扣安装计 数器是否在3以上(S171),在3以上的情况下(S171:Yes),带扣安装 标志被设定(S173)。与上一次的带扣安装标志进行比较(S175)，在不 同情况下(S175:Yes),设定从带扣非安装转移到安装标志(S177),门 开闭检测计数器被清除(S179 )，而且带扣安装计数器被清除(S181)且 返回。如果与.上一次的带扣安装标志相同(S175: No),则带扣安装持续
标志祐:i殳定(S183)并返回。
在带扣安装计数器低于3的情况下(S171:No),带扣安装标志被清 除(S185),接下来与上一次的带扣安装标志比较(S187)，在不同情况 下(S187:Yes),设定从带扣安装转移到非安装标志(S189),并返回， 如果与上一次的带扣安装标志相同(S187:No),则带扣非安装持续标志 被设定(S191)并返回。
再次回到图9，下面进行碰撞预知控制(S155 )。碰撞预知控制(S155 ) 是本发明的主要部分之一，控制流程如图12所示，首先，判断带扣安装 持续标志是否被设定(S201)，在没有设定的情况下(S201:No)返回。 在设定的情况下(S201:Yes)，根据碰撞预测机构120读取碰撞预知信号 (S203 )，根据该信号判断碰撞是否不可避免(S205 )。在此处，所谓"碰 撞不可避免"是指碰撞不能通过乘员操作来避免。在判断为碰撞不可避 免的情况下(S205:Yes),例如通过较大的动力、例如占最大驱动力90 %的驱动力，驱动安全带并使其高速巻收例如3秒钟，并返回。该动作 先于其它动作进行。此外，3秒钟时间只是一例，优选设定为在碰撞不可 避免状态下，限制乘员所需要的时间。
在判断为^s並撞可避免MN並撞不可避免)的情况(S205:No),判断 是否输入了警告信号(S209 ),在判断是在警告信号输入的情况下 (S209: Yes),进行安全带302的断续驱动巻收(S211 )。由此，将危险通 知给乘员2并返回。在判断为警告信号还没有输入的情况下(S209:No), 判断是否输入了解除信号(S213),在判断为是解除信号输入的情况下 (S213:Yes)，以最大驱动力驱动巻收、并且进行后述离合器的解除 (S215),并返回。
在此处，在除已判断为碰撞不可避免情况以外的其它全部情况下， 电动马达110的驱动巻收(包括断续驱动巻收)均通过P丽控制进行定 电流控制，变更P丽占空比，从而产生对织带302施加对应于规定场景 的张力的动力。具体而言，储存原点设定驱动(图5)中"P丽占空比和 巻收信号产生"的步骤、离合器解除(图7)中的"P丽占空比和拉出驱 动信号产生"的步骤、碰撞预知控制(图12)中的"断续驱动巻收"的
步骤、安装初始控制(图17)中的"驱动巻收"的步骤、储存控制(图 16)中的"驱动巻收"的步骤、能否巻收检测(图15)中的"驱动巻收" 的步骤的各种步骤，均是通过P丽控制而进行定电流控制，从而使提供 给电动马达110的电流供给量为规定电流值，产生规定大小的动力。
P丽占空比的变更是本发明的主要部分之一，下面详细叙述。
在利用规定的P丽占空比来控制电动马达110的情况下，电动马达 110产生的动力，通过由电池(未图示)向电动马达110供给的电力的电 压变动、电动马达110的温度变化、以及电动马达110的累计使用时间 等电动马达110的工作环境来变动。因而，为了使产生动力的大小为规 定大小，还需要考虑到这些变动来变更P丽占空比。
即，相对于由电池供给的电力的电压变动，根据由供给电压检测机 构122检测出的电压值来变更P丽占空比，从而进行定电流控制。在控 制上具体为在电压上升变化的情况下，PWM占空比小于变化前的PW 占空比；在电压降低变化的情况下，P丽占空比大于变化前的P丽占空比， 从而能够得到规定的动力。
此外，电动马达110具有温度特性，即使进行定电流控制，由电动 马达110的温度产生的动力也变化。例如，在电动马达110是由铁氧化 体磁体等永磁体以及线圏式磁体(在线圏中通有电流而产生磁力的磁体) 驱动的直流马达的情况下，永磁体的磁力具有高温下磁力降低、低温下 磁力上升的温度特性。因而，电动马达110的动力随电动马达110(永磁 体)的温度越变高而越降低、随着温度越降低而越上升。例如，以电动 马达110的温度在25度时的产生动力为基准，温度在80度大约降低10 %、温度在-30度上升大约10%。通过温度检测机构121测定电动马达 IIO的温度，并基于此来变更P丽占空比，由此对电动马达110的温度特 性进行修正。即在控制上，在由温度检测机构121检测出的温度上升 变化的情况下，使P丽占空比大于变化前的P丽占空比；在温度降低变 化的情况下，使P丽占空比小于变化前的P麵占空比，从而得到规定的 动力。具体而言，例如在P丽占空比为5。/。、温度25度时、设定为相当 于10N的张力的电动马达110中，温度检测机构121的检测温度为80度
时，将P丽占空比取为5. 5%，而在-30度时的P丽占空比变更为4. 5%, 由此进4亍温度修正。
此外，公知电动马达110的产生动力与累计使用时间成比例地降低。 可以认为，其起因于直流马达的电刷随着使用而不断磨损，电刷部的电 阻上升。例如，若累计使用时间为1'50小时，则动力大约降低30%。根 据由累计使用时间检测机构123检测出的累计使用时间来变更PWM占空 比，由此对动力随累计4吏用时间的变动进行修正，从而进行定电流控制。 即控制为P丽占空比随着电动马达110的累计使用时间增加而变大，从 而可得到规定的动力。
另外，也可采用如下方式进行定电流控制将电流检测电路(未图 示)用作工作环境检测机构，并且根据电流检测电路来检测在电动马达 110中流通的电流值，从而变更PWM占空比以作为^见定电流值的电流供给 量。
返回到图9，碰撞预知控制(S155) —结束，则接着判断是否经过了 500ms(S157)。这是由于在RAM(寄存器)内设定有500ms计数器，每次计 时中断20ms就增量一次，且根据该计数值来判断是否达到了 500ms。若 判断经过了 500ms (S157:Yes)，进行驱动部故障诊断(S159)并返回。 若还没有经过500ms的情况(S157: No ),不进行驱动部故障诊断而返回。
驱动部故障诊断(S159)如图13所示，检测马达是否连续驱动了规 定时间以上。首先，由电流4全测电3各来4企测(未图示)流动于电动马达 110中的电流，由此进行马达有无驱动的检测(S267 ),并通过该电流是 否在规定值5A以上来判断马达是否驱动(S269 )。在没有判断为马达驱 动的情况(S269: No ),清除在RAM内设定的驱动部异常标志(S271)，并 返回。在判断是马达驱动的情况下(S269:Yes),判断驱动是否持续10 秒以上(S273 ),是持续IO秒以上的情况下(S273:Yes),设定驱动部异 常标志(S275 )并返回。在没有持续10秒钟以上的情况下(S273 ),直 接返回。在此处，10秒是一例，优选设定在由通常的马达驱动进行的驱 动的最大持续时间以上。
再次返回到图3,带扣状态根据在每次计时中断进行的带扣安装检测
来判断(S5),并与此相应清除符合标志(S15,S17,S19，S21)，然后执行 安装前控制(S23)、或者安装初始控制(S25)、或者安装中控制(S27)、 或者存储控制(S29)各项控制。通过利用带扣安装检测(S5)所表示的 带扣状态的各标志的设定状态来检测带扣状态。
在判断是带扣非安装持续(S7)的情况下，在清除(S15) 了符合标 志之后，进行图14中示出的安装前控制(S23)。在判断是从带扣非安装 向着安装转移(S9)的情况下，在清除了符合标志(S17)之后，进行图 17中示出的安装初始控制(S25)。在判断是带扣安装持续(S11)的情况 下，在清除了符合标志(S19)之后，进行图19中示出的安装中控制(S27)。 此外，在除此以外的其它情况(即在从带扣安装向着非安装转移，门 信号变化且全储存未达到标志设定、门打开且全储存未达到标志设定且 巻收检测的情况下)(S13 )，在符合标志被清除(S21)后，进行图16中 示出的储存控制(S29)。
首先，安装前控制(S23)如图14所示，先进行检测是否拉出了织 带302的拉出检测(S251 )。拉出检测(S251)如图8所示，通过旋转传 感器(磁盘116以及磁盘检测机构117 )来读取巻轴103的旋转(S301 )， 并且判断读取的数值相对于上次的读取值，是否是在拉出一侧移动规定 量(例如5腿)以上(S303 )。如果判断出拉出了规定量以上(S303: Yes ), 则设定拉出标志(S305 ),然后在RAM内的规定的区域记录旋转传感器的 读取值(S307 ),并返回。如果判断为没有拉出规定量以上(S303: No )， 则清除拉出标志(S309 ),把旋转传感器的读取值记录在RAM内的规定区 域(S307 )，并返回。
返回图14,在根据拉出检测(S251)检测后，判断拉出标志是否被 设定(S253 )。在拉出标志没有被设定的情况下(S253: No),清除安装 前控制(S23)。另一方面，在设定了拉出标志的情况下(S253: Yes), 执行图6中示出的停止检测(S107)。停止检测(S107)如图6所示，是 用来检测织带302有没有停止(没有拉出也没有巻收的状态)。首先，读 取检测巻轴旋转量的旋转传感器的输出(S351)。接下来使读取到的旋转 量与上一次旋转量进行比较，判断规定量(例如5mm)是否有变化(S353 )。
在上一次的旋转量与此次的旋转量的规定量存在不同的情况下(S353: Yes),则判断为织带302没有停止，清除停止标志(S355 )。另一方面， 在上一次的旋转量与此次的旋转量的规定量没有不同的情况下(S353: No),则判断为织带302停止，设定停止标志(S357 ),把旋转传感器读 取值记录在RAM内的失见定区域(S359 ),并返回。
再次返回图14，在通过停止检测(S107)检测出之后，判断是否设 定了停止标志(S257 )。在还没有设定停止标志的情况下(S257:NO)，判 断带扣非安装持续标志是否被设定(S259 ),在设定的情况下(S259: Yes )， 再次返回停止检测(S107),在没有设定的情况下(S259: No)返回。在 停止标志设定的情况下(S257: Yes),空闲规定时间(S261)之后，进 行图15中示出的能否巻收^r测(S263 )。
能否巻收检测(S263 )如图15所示，首先是以相当于ION的力来驱 动巻收(S401),接下来进行旋转传感器的读取(S403 )。另外，在驱动 巻收(S401)中，电动马达110如上所述被进行PWM控制，从而相对于 电压变动、电动马达110的温度变化以及累计使用时间进行修正。然后， 判断是否巻收了规定值(例如30mm)以上(S405 ),在判断为巻收了规定 值以上的情况下(S405: Yes)，驱动停止(S407 ),然后设定可巻收标志 (S409 )并返回。在判断为还没有巻收规定值以上的情况下(S405: No )， 判断是否经过500ms (S411),在还没有经过500ms (S411: No)的情况 下，返回到旋转传感器的读取(S403 )。另一方面，在经过了 500ms (S411: Yes )的情况下，停止驱动(S413 )后，进行图7中示出的离合器解除(SI 13 ), 清除可巻收标志(S417)并返回。
离合器解除(S113)如图7所示，首先，为了把来自电动马达110 的力设定为相当于10N，而设定施加在电动马达110上的P丽信号的占 空比(S451),然后发出拉出驱动信号(S453)。另外，对于占空比的设定 (S451),如上所述，要一并考虑对于电动马达110的温度变化以及累计 使用时间的修正来进行。此后，为了到预张力解除为止一直不拉出检测， 而空闲例如0.3秒(S455 )。下面，在图8中，进行已经说明的拉出检测 (S251),判断是否设定了拉出标志(S459 )。如果判断为设定了拉出标志
(S459: Yes),则增大P丽信号的占空比(S461),并返回拉出检测(S251 )。 如果判断出还没有设定拉出标志(S459: No),判断是否从拉出驱动起经 过了 0. 5秒(S463 ),在还没有经过了 0. 5秒(S纟63: No)的情况下，返 回拉出检测(S251)。另一方面，在判断为经过了 0. 5秒的情况下(S463: Yes),停止驱动信号(S465 )并返回。
在此处，参照图24，对内置于巻轴一侧115内的离合器150进行说 明。离合器150具有齿轮151、离合器框架152、极体153、摩擦弹簧154 和旋转轴155。齿轮151在其外周面上具有被电动马达110驱动而与马达 一侧齿轮(未图示)啮合的齿轮151a，且伴随电动马达110的旋转而旋 转。此外，离合器框架152与巻轴103相连接，且在内径面上形成有内 齿轮152a。在齿轮151的配置在离合器框架152的内径侧上的部分上设 置有引导部151b，该引导部151b可滑动移动地与极体153相互嵌合。在 极体153的前端形成有与离合器框架152的内齿轮152a相卡合的卡合齿 153a。此外，极体153的突起部153b与摩擦弹簧154的中间部相卡合， 所述摩擦弹簧154包夹旋转轴155。对极体15 3施加在旋转方向上的阻力。 在极体153沿引导部151b滑动移动且使卡合齿153a突出于齿轮151上 时，突起部153a卡合在内齿轮152a上，而成为离合器卡合状态(参照 图24 (A)),在使卡合齿153a埋在齿轮151内时，卡合被解除而成为离 合器解除状态(参照图24 (B))。
即在图24B中示出的离合器解除状态时，齿轮151通过电动马达 110而沿织带302的巻收方向(图中顺时针方向)旋转，极体153虽将要 旋转，但是，通过摩擦弹簧154的摩擦作用，使极体153的旋转受到限 制，并且逐渐沿外周方向移动，最终卡合齿153a与离合器框架152的内 齿轮152a相卡合，从而将齿轮151的旋转传递给离合器框架152。即 如果马达电动110沿织带302的巻收方向旋转，则内置于安全带侧带轮 115内的离合器150开启，马达电动110的动力传递给巻轴103并使其旋 转，从而巻收织带302。
接下来，在图24 (A)中示出的离合器卡合状态时，如果齿轮151 通过电动马达110而在与织带302的巻收方向相反的方向上(即安全带
的拉出方向、图中的逆时针方向)旋转，则虽然极体153与此相伴而将 要沿逆方向旋转，但是，由于极体153的旋转被摩擦弹簧154限制，所 以极体153逐渐向齿轮151的内侧移动，卡合齿153a与离合器框架152 的内齿轮152a之间的卡合脱开，从而解除离合器150。
返回图14，在进行了能否巻收检测(S263 )之后，判断是否可以通 过设定可巻收标志进行可巻收(S265 ),若不可巻收(S265: No),则返 回停止检测(S107)，若判断为可以巻收(S265: Yes )，则进行图16中 示出的储存控制(S29),并返回。
储存控制(S29)如图16所示，首先，进行驱动巻收(S501),并在 进行了图6中示出的所述停止检测(S107)之后，判断停止标志是否被 设定(S505 )。在设定了停止标志的情况下(S505: Yes )，转移到后述的 驱动停止(S409 )。在判断为还没有设定停止标志的情况下(S505: No )， 判断是否巻收了规定量(Xmm) (S507 ),在还没有巻收规定量(X匪)的 情况下(S507: No)，返回驱动巻收(S501 )。在判断为巻收了规定量(Xmm) 的情况下(S507: Yes),判断是否设定了门关闭标志(S509 )。 一旦设定 门关闭标志(S509: Yes),则进行门关闭时的驱动巻收(低速驱动巻收) (S511);在还没有设定门关闭标志时(S509: No )，进行门打开时的驱动 巻收(中速的驱动巻收)(S513)。另外，低速的驱动巻收(S511)、中速 的驱动巻收(S513),都要通过对同时进行上述电压变动、电动马达110 的温度变化以及累计使用时间进行了修正的P丽控制来进行。其目的在 于，为了防止织带302夹在门上，在门开着的情况下，防止在关门时， 还没有储存完毕的状态的织带302被夹在门上。
在进行了驱动巻收(S511)或者(S513)后，由旋转传感器进行检 测(S515),判断是否在规定量(Y腿)的位置到达了储存原点(S517)。 在此处，所谓"规定量(Y匪)的位置，，是指距储存原点的织带拉出量 的、优选不能使安全带夹在门上的位置。该动作是，在储存的织带正在 巻收中，舌簧板305随织带302 —同移动，为了防止由于以某一速度碰 到车内的内装材料而导致内装材料的伤害，在某一位置将一端巻收固定， 从而防止相碰。但是，在正好停止了巻收时，如果每个舌簧板305的织
带302时而露在车外，则在关闭门的情况下，织带302会;f皮夹在门上， 此时可能损伤织带302,导致以后安全带强度变差。为了防止这样的情况， 如上所述， 一端停止的位置优选至少不会被门夹到织带302的位置。
在规定量(Ymm)的位置还没有到达储存原点的情况下(S517: No )， 在图6中示出的上述停止检测(S107)之后，判断是否设定了停止标志 (S521)。如果还没有设定停止标志(S521:No),则返回到门关闭标志设 定的判断(S509 )。在设定了停止标志的情况下(S521: Yes),停止标志 计数器l增量(S523 ),驱动停止(S525 )并停止安全带巻收之后，进行 图7中的已经说明的离合器解除(S113)。接下来，判断停止计数器l是 否是10(S529 ),在停止计数器1不是10的情况下(S529: No )，返回到 门关闭标志设定的判断(S509 )。在停止标志计数器1是10的情况下 (S529: Yes)，清除停止标志计数器1 ( S531 ),设定没有达到全储存标志 (S533 )，并返回。
另一方面，在步骤S517中，在规定量(Ymm)的位置到达储存原点 的情况下(S517: Yes)，执行驱动停止(S535 )并停止安全带巻收之后， 进行图7中示出的离合器解除(S113)。然后，在驱动停止T秒后(S539 ), 进行驱动巻收(S541),并判断是否达到储存原点(S543 )。若判断为达 到储存原点(S543: Yes)，则清除停止标志计数器1, 2(S545)，重新设 定全储存未达到标志(S547 )，驱动停止(S549 )。然后，进行图7中示 出的所述离合器解除(S113),判断是否巻收过储存原点(S553 )，如果 还没有巻收过储存原点(S553: No),则直接返回。在巻收过储存原点的 情况下(S553: Yes)，预先将通过在此位置处的旋转传感器检测出的巻 轴旋转量作为储存原点，再次设定(S555 )并返回。
在步骤S543中，在还没有达到储存原点的情况下(S543: No),在 进行了图6中示出的所述停止检测(S107)之后，判断是否设定了停止标 志(S559 )。若没有设定停止标志(S559: No )，则返回到驱动巻收(S541 )。 在设定了停止标志的情况下(S559: Yes),使停止标志计数器2增量 (S561),执行驱动停止(S563 )并停止安全带巻收，此后进行图7中示出 的所述离合器解除(S113)。接下来，判断停止标志计数器2是否为3
(S567 ),在停止标志计数器2不是3的情况下(S567: No )，返回到驱动 巻收(S541 )。在停止标志计数器2为3的情况下(S567: Yes ),清除停 止标志计数器2 (S569 ),设定全储存未达到标志(S571)并返回。
返回到图3，在判断出已经设定了表示内容是带扣的状态标志从带扣 非安装向着安装转移的标志的情况下(S9)，则清除符合标志(S17),此 后进行安装初始控制(S25)。安装初始控制(S25)如图17所示，首先 以相当于20N的力来进行驱动巻收(S601),空闲2秒钟(S603 ),在此 期间再以相当于20N的力巻收织带302。然后，停止驱动(S605 )并在停 止了织带302的巻收之后，进行图7中示出的所述离合器解除(S113) 并返回。
停止驱动(S605 )如图18所示，使P丽占空比每隔20ms占空下降 (S681)，并判断P丽占空比是否下降到规定值以下(S683 ),如果判断为 还没有下降到规定值以下(S683: No)，则返回到占空下降(S681)之前， 如果判断为下降到规定值以下(S683: Yes)，则关闭马达驱动信号并执 行驱动停止(S685 )，然后返回。在此处，各数值是一例，优选地，将沿 巻收方向旋转的巻轴103设定为WSI作用下、稳定停止而不会锁止的数 值。稳定停止的理由是，是为了防止作为主锁止的一部分的WSI的错误 动作。WSI以往公知，如果以在规定加速度以上的加速度拉出织带302, 则可锁止巻轴103的旋转，从而防止织带302的拉出。
返回到图3，在判断为在带扣状态下设定了带扣安装持续的情况下 (Sll ),清除符合标志(S19 )，进行安装中控制(S27 )。安装中控制(S27 ) 如图19所示，首先进行穿通式固定件有无移动检测(S651)。穿通式固 定件有无移动检测，是通过滑动式电位器来检测肩膀部向汽车上下方向 的移动，并通过控制才几构200读取d企测该输出的。该4全测通过计时中断 而每隔规定的时间进行。接下来，判断是否设定了穿通式固定件标志 (S653 )，在设定的情况下(S653: Yes),执行已在图17中说明的安装初 始控制(S25),并返回。另一方面，在没有设定穿通式固定件的情况下 (S653: No)，进行座椅有没有前后移动的检测(S655 )。
座椅有没有前后移动的检测(S655 )如图20所示，进行座椅前后位
置检测(S663 ),判断座椅是否在移动中(S665 )。若判断为在移动中(S665: Yes),则返回到座椅前后位置检测(S633 )之前。若判断为不是在座椅 移动中(在停止中)(S665: No),则设定座椅前后移动标志(S667 )并 返回。返回到图19中，此后判断是否设定了座椅前后移动标志(S657 )， 在设定的情况下(S657: Yes ),执行图17中示出的前述安装初始控制(S25 ) 并返回。
另一方面，在还没有设定座椅前后移动标志的情况下(S657: No)， 进行座椅靠背角度有无检测(S659 )。座椅靠背角度有无检测(S659 )如 图21所示，通过用于检测角度的电位计检测座椅座面和座椅靠背之间的 角度，把对应于角度的信号输出给控制机构200 (S671)，控制机构200 每隔规定的计时中断就读取一次输出，并判断上次计时中断引起的角度 与此次计时中断引起的角度是否存在不同，判断角度是否正在变化 (S673 )。若判断为角度在变化中(S673: Yes),则返回到座椅靠背角度 检测(S671),若判断为角度变化停止(S673: No),设定座椅靠背角度 变化(S675 )，并返回。
再次返回到图19,判断是否设定了座椅靠背角度变化标志(S661), 在设定的情况下(S661:Yes),进行图17中示出的前述安装初始控制(S25 ) 并返回，在没有设定的情况下(S661: No),则直接返回。这一系列的动 作被进行，从而不使织带302过分松弛。
返回图3,在根据从带扣状态从带扣安装转移为非安装、门信号变化 且全储存未达到标志、或者是门打开且全储存未达到标志且巻收^r测的 任一标志来判断的情况下(S13),清除符合标志(S21),进行图16中的 前述的储存控制(S29)。
如图3所示，在进行了各带扣状态下的控制后，进行睡眠开始控制 (S31)。睡眠开始控制(S31)如图22所示，判断是否设定了拉出检测标 志(S361)，若设定了 (S361:Yes),清除睡眠开始标志(S363 )并返回。 若还没有设定(S361:No)，则通过安全带的门是否关闭或者门关闭标志 是否设定来判断(S365 ),若判断为还没有设定门关闭标志(门打开) (S365:No),则清除睡眠开始标志(S363 )并返回。若判断为设定了门关
闭标志(S365: Yes)，判断在点火开关断开(IG OFF)后，是否经过例 如5分钟以上(S367 ),若还没有经过5分钟(S367: No),清除睡眠开 始标志(S363 )并返回。若经过了 5分钟以上(S367: Yes),则i殳定睡 眠开始标志(S369 )并返回。即织带302不会拉出，而且对象门关闭 且在点火开关断开(IG OFF)之后经过了例如5分钟的情况下，设定睡 眠开始标志。除此之外，全部清除睡眠开始标志。
返回图3,在睡眠开始控制(S31)之后，判断是否设定了睡眠开始 标志(S33)，在没有设定的情况下(S33: No )，返回到带扣状态判断(S5 )。 在设定的情况下(S33: Yes)，向着睡眠模式转移(S35)。这样做的目的 是削减电流消耗，从而不必为从睡眠恢复而进行其它准备。接下来，进 行睡眠结束判断(S37)。睡眠结束控制(S37)如图23所示，判断是否 设定了拉出检测标志(S381),若设定了 (S381: Yes )，则设定睡眠结束 标志(S383 )并返回。若没有设定(S381: No),则判断闭门标志是否设 定(S385 )，若判断为没有设定闭门标志(门打开)(S385: No )，则设定 睡眠结束标志(S383 )并返回。若判断为设定了门关闭标志(S385: Yes )， 则判断是否打开了点火开关(IG),若已打开(S387: Yes),则设定睡眠 结束标志(S383 )并返回。若没有打开(S387: No),则清除睡眠结束标 志(S389 )并返回。即对拉出检测或者门打开、或者是点火开关打开 (IG 0N)中的任一则进行检测，设定睡眠结束标志，除此以外，全部清 除睡眠结束标 志。
返回图3,判断是否设定了睡眠结束标志(S39)，在还没有设定的情 况下(S39: No)，返回到睡眠结束判断(S37),在已设定的情况下(S39: Yes),再次返回到带扣状态判断(S5),以后进行同样的控制。
因而，根据本实施方式的用于安全带的巻收器100,包括巻轴103, 巻收织带302;电动马达110,产生使巻轴103向期望的方向旋转的动力； 动力传递机构104,当电动马达110产生了使巻轴103沿织带302的巻收 方向旋转的动力时，可以把电动马达110的动力传递给巻轴103,在电动 马达110产生了与使巻轴103沿巻收方向旋转的动力的方向相反的动力 时，不能够把电动马达110的动力传递给巻轴103;以及控制机构200,
驱动并控制电动马达110。而且，用于安全带的巻收器IOO具备作为检 测电动马达110的工作环境的工作环境检测机构来说，检测向电动马达 110供给电压的供给电压检测机构122、检测电动马达110附近的温度的 温度检测机构121以及检测电动马达110的累计使用时间的累计使用时 间机构123中的至少一者；以及判断碰撞可能性的碰撞预测机构120。
控制机构200通过来自碰撞预测机构120的碰撞预测信号来判断现 在的状态是碰撞可回避状态、还是碰撞不可回避状态，根据该状态对电 动马达110进行最佳驱动控制。即在是^5並撞可回避状态的情况下，对 供给到动力产生机构110的电力进行定电流控制，根据由供给电压检测 机构122 4企测出的电压变动、以及/或者由温度检测机构121检测出的电 动马达110的温度变化、以及/或者由累计使用时间机构123检测出的电 动马达110的累计使用时间，变更脉沖宽度调制控制值，使提供给电动 马达110的电流量为规定电流值。由此，通过修正动力随各变动因素而 引起的变动，电动马达110始终产生与状态对应的规定大小的动力。此 外，在碰撞不可避免状态下，不进行脉冲宽度调制的定电流控制，而是 以使提供给电动马达110的电流供给量大于规定电流值的方式进行控制， 由此电动马达110产生大于规定大小的动力。
因而，在通常时，电动马达110并不受限于电压变动、电动马达110
的温度变化以及累计使用时间，而始终产生规定大小的动力，以期待的
巻收力巻收织带302。此外，在预测将要碰撞的紧急时候，电动马达IIO 产生大于规定大小的动力，高速巻收织带302。
此外，根据使用了上述安全带用巻收器100的安全带装置1，在通常 时，始终以规定的巻收力来巻收织带302,从而可获得舒适的安全带安装 环境。此外，在预测将碰撞的紧急时候，以大于规定大小的动力、例如 最大动力高速地巻收织带302，从而保护乘员2。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，可以适当变形、改进等。
此外，本发明的用于安全带的巻收器以及安全带装置可以适用于所 有汽车，在任何情况下，均可发挥与上述同样的效果。
本申请基于2004年11月19日提出的日本专利申请(特愿2004 -335544 )，在此将其内容作为参照而加以采用。
权利要求
1.一种用于安全带的卷收器，包括卷轴，卷收织带；动力产生机构，产生使该卷轴向期望方向旋转的动力；动力传递机构，当该动力产生机构产生了使所述卷轴沿上述安全带的卷收方向旋转的所述动力时，所述动力产生机构的动力能够传递给所述卷轴，在所述动力产生机构产生了与使所述卷轴沿所述卷收方向旋转的所述动力的方向相反的动力时，所述动力产生机构的所述动力不能够传递给所述卷轴；控制机构，驱动并控制所述动力产生机构，其特征在于，还具有判断碰撞可能性的碰撞预测机构、和检测所述动力产生机构工作环境的工作环境检测机构，所述控制机构，在判断为所述碰撞预测机构是碰撞可避免状态的情况下，根据通过所述工作环境检测机构检测出的所述工作环境，把提供给所述动力产生机构的电流供给量控制为规定电流值，在判断为所述碰撞预测机构是碰撞不可避免状态的情况下，不是根据通过所述工作环境检测机构检测出的所述工作环境，而是把提供给所述动力产生机构的电流供给量控制为大于所述规定电流值。
2. 根据权利要求l所述的用于安全带的巻收器，其特征在于，所述 动力产生机构通过脉冲宽度调制控制来驱动，所述控制机构，在判断为所述碰撞预测机构为碰撞可避免状态的情 况下，根据通过所述工作环境检测机构检测出的所述工作环境改变脉冲 宽度调制控制值，从而把提供给所述动力产生机构的电流供给量控制为 *见定电流<直。
3. 根据权利要求1或2所述的用于安全带的巻收器，其特征在于， 给电压检测机构、检测所述动力产生机构附近温度的温度检测机构、以 及检测所述动力产生机构的累计使用时间的累计使用时间检测机构中的 至少一者，在判断为所述;並撞预测才几构为碰撞可避免状态的情况下，所述控制才几构 根据基于所述供给电压机构检测出的电压变动、通过所述温度检测机构 检测出的所述动力产生机构的温度变化、以尿通过所述累计使用时间检 测机构检测出的所述动力产生机构的累计使用时间之中的至少 一者，而 将提供给所述动力产生机构的电流供给量控制为规定电流值。
4. 一种安全带装置，其特征在于，具有记载在权利要求1~3中任 一项所述的用于安全带的巻收器。
全文摘要
用于安全带的卷收器(100)还具有判断碰撞可能性的碰撞预测机构(120)和检测电动马达(110)的工作环境的工作环境检测机构。卷收织带的电动马达(100)的控制是在碰撞可避免状态下，根据由工作环境检测机构检测出的工作环境，把提供给电动马达(100)的电流供给量控制在规定电流值；此外，在碰撞不可避免状态下，不是根据由工作环境检测机构检测出的工作环境，而是使提供给电动马达(110)的电流供给量大于规定电流值。
文档编号B60R22/34GK101370692SQ20068005279
公开日2009年2月18日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者绿川幸则 申请人:奥托立夫开发公司