JP2001334912A

JP2001334912A - シートベルト装置

Info

Publication number: JP2001334912A
Application number: JP2000155062A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yokote; 義博横手; Yukinori Midorikawa; 幸則緑川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP4416276B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シートベルト装置のウェビング巻取り制御を
快適性を損わずに行う。【解決手段】制御部(200)は、ウェビング(302)が装着
されると巻取りが停止する原点位置までウェビングを巻
取る。この位置からウェビングを所定量繰出して乗員の
拘束を緩和した初期位置にウェビングを設定する。ブレ
ーキに応じてウェビングを第１の位置まで巻取りウェビ
ングの弛みを減ずる。衝突に応じてウェビングを更に第
２の位置まで巻取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェビング（ベル
ト）によって乗員を座席に拘束し車両衝突等の際の乗員
保護を図るシートベルト装置に関し、特に、シートベル
ト装置の乗員拘束性の向上及びウェビング装着の快適性
の改善を図ったシートベルト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシートベルト装置例として、実公
平２−７０９４号がある。このシートベルト装置では、
車両が低速状態でブレーキが踏まれるとき、また、高速
状態でアクセルが閉じられるときに、モータでウェビン
グの巻取りを行い、乗員を拘束するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成のシートベルト装置では、所定速度以上でブレーキが
踏まれると、あるいはアクセルが閉じられるとウェビン
グが巻取られが、実際の必要の有無に拘らず乗員を拘束
するため、乗員に違和感を引き起すことが考えられる。

【０００４】よって、本発明は、自車両の制動を検出し
てウェビングの巻取りを行うに際して乗員の巻き締めに
よる違和感を減少するようにしたシートベルト装置を提
供することを目的とする。

【０００５】また、本発明は必要のないときは乗員を巻
き締めする程ウェビングを巻取らず、圧迫感を与えない
程度までウェビングを巻取り、必要なときには乗員を巻
き締めするようにしたシートベルト装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のシートベルト装置は、車両の乗員をウェビング
によって座席に拘束するシートベルト装置において、ウ
ェビングを巻取るウェビング巻取り装置と、ウェビング
巻取装置から引出されたウェビングの装着を検出して装
着信号を出力するウェビング装着検出手段と、車両の制
動を検出して制動検出信号を出力する制動検出手段と、
車両の減速度を検出して減速信号を出力する減速度検出
手段と、ウェビングの繰出し量を検出する繰出し量検出
手段（エンコーダ）と、少なくとも、装着信号、制動検
出信号、減速信号、ウェビングの繰出し量（エンコーダ
出力）に基づいて前記ウェビングの巻取りを制御する制
御部と、を備え、該制御部は、ウェビング装着信号に応
じてウェビングの巻取りが停止する原点繰出し量（原点
位置）までウェビング巻取り手段に巻取らせる第１の過
程と、原点繰出し量（原点位置）からウェビングを所定
量繰出して乗員の拘束を緩和する初期繰出し量（初期位
置）に設定する第２の過程と、制動信号に応じてウェビ
ングを第１の繰出し量（第１の位置）まで巻取らせる第
３の過程と、減速信号に応じてウェビングを第１の繰出
し量（第１の位置）よりも小さく原点繰出し量よりも大
きい第２の繰出し量（第２の位置）まで巻取らせる第４
の過程と、を実行する。

【０００７】好ましくは、上記第１の繰出し量は、初期
繰出し量と原点位置との間に存在して乗員に圧迫感を与
えない位置に設定される。上記第２の繰出し量は、第１
の繰出し量と原点繰出し量との間に存在し、運転者の運
転姿勢を変えない程度の拘束力であってそれにより衝突
回避操作を可能とする。

【０００８】制動検出手段は、ブレーキペダルが踏まれ
たことを検知して制動と判断する。減速度検出手段は、
車両に設けられた加速度センサで検知し、減速度が所定
値を越えたときに出力を発生する。

【０００９】巻取装置は、モータの回転がウェビングを
巻回するリールを回転駆動する構成を備え、リールを正
逆に回転させることによってウェビングの巻取り及び繰
出しを可能とする。

【００１０】制御部は、ウェビングの巻取りをウェビン
グの初期繰出し量と原点位置との間で多（複数）段階に
制御し、乗員の拘束による安全確保と拘束の緩和による
回避操作の確保との両立を図る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。図１は、車両のシートベ
ルト装置の例を示している。シートベルト装置のシステ
ムは、乗員を座席３０１に拘束するウェビング３０２の
一端側を電動モータで巻取る電動巻取装置１００、ウェ
ビング３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０
３、ウェビング３０２を挿通して腰部に配置されるバッ
クル３０４と係合するタングプレート３０５、ウェビン
グ３０２の他端部を車体に固定するアンカープレート３
０６、バックル３０４に内蔵されてウェビング装着を検
出するバックルスイッチ３０７、更に、図示しない、ブ
レーキペダルの踏込みを検出するブレーキペダルスイッ
チ４０１、車両の加速度（及び減速度）を検出する加速
度センサ４０２、巻取装置１００のモータ１１０を制御
する制御部２００を含んで構成される。

【００１２】図２は、電動巻取り装置１００の構成を概
略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取
り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフ
レーム１０１には、ウェビング３０２を巻回するリール
１０３、リール１０３の左端側で結合し、リール回転の
中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設け
られる。リールシャフト１０３ａはエネルギ吸収（Ｅ
Ａ）を目的としたねじれ軸であっても良い。リールシャ
フト１０３ａの右端部には、ウェビング３０２の引出し
をロックするシートベルトロック機構１０２が設けられ
ている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定
の減速度が作用したときベルトの引出しをロックする動
作と、ウェビング３０２が所定の加速度で引出されたと
きにウェビング３０２の引出しをロックする動作とを備
えている。また、このロック機構１０２には、ロック機
構１０２を指令信号に応答して強制的に作動させる後述
の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。
電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出
力によって作動が制御される。シートベルトロック機構
１０２は、ウェビング３０２の引き出しのロック状態で
も電動モータ１１０によるウェビング３０２の巻取りが
可能に構成されている。

【００１３】プリテンショナ１０４は、図示しない衝突
検出器の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａ
をシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを
強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショ
ナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガ
ス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリ
ンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、
ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０
３ａの回転運動に変換する伝達機構等によって構成され
る。

【００１４】リール１０３は動力伝達手段を介してモー
タ１１０によって回転駆動される。この動力伝達手段
は、例えば、リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０
５、電動モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６、
両プーリ間に配置された動力伝達用ベルト１０７等によ
って構成される。モータ１１０は、例えば、直流モータ
であり、レベル信号やＰＷＭ信号によって駆動制御され
る。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点
以上で固定されており、制御部２００の出力によって動
作する。モータ１１０にはエンコーダ１１１が設けられ
ており、モータ１１０の回転軸の回転を検出して回転方
向及び回転数（回転角度量）を示す信号φ1、φ2を制御
部２００に伝える。

【００１５】図３は、シートベルト装置の制御系のうち
本発明に関係する部分を示すブロック図である。前述し
たように、バックルスイッチ３０７はバックル３０４に
内蔵され、ウェビング３０２の装着の有無を検知し、装
着の有無に応じた信号を制御部２００に供給する。ブレ
ーキペダルスイッチ４０１は、乗員によるブレーキペダ
ルの踏込みを検知して制動信号を制御部２００に出力す
る。また、加速度センサは４０２は、自車両の減速度を
検出して減速度信号を制御部２００に供給する。

【００１６】制御部２００は、例えば、マイクロコント
ローラによって構成され、制御プログラムを実行するＣ
ＰＵ、処理データを記憶するＲＡＭ、プログラム等を記
憶したＲＯＭ、内蔵タイマ、カウンタやＡ／Ｄ変換器を
備えて信号変換等を行う入出力インタフェース等を備え
る。制御部２００は、供給される信号の処理（読取り
等）を入出力インタフェースのＤＭＡ動作によって、あ
るいは後述するＣＰＵの割込み処理等によって行う。

【００１７】駆動回路２１０は、制御部２００から供給
されるレベル信号（あるいはＰＷＭ信号）をパワー増幅
してモータ１１０を駆動する。エンコーダ１１１は、例
えば、モータ１１０の回転軸に設けられた外周にＮ極及
びＳ極の磁気マーカが交互に形成された磁化ディスク
と、互いに１／４周期ずれた出力を発生するように配置
された２つのホールセンサによってモータ１１０の回転
軸の回転を検出して２相のパルス列φ1及びφ2を発生
し、回転方向及び回転量（回転角度）の情報を制御部２
００に伝える。モータ１１０の回転軸はリール１０３と
連動するので回転角度は、ウェビングの巻取り量や引出
し量に対応する。上記パルス列φ1及びφ2は制御部２０
０の入出力インタフェース内のアップダウンカウンタに
よってデジタル値化される。アップダウンカウンタの値
はウェビング３０２の引出しに対応して増加し、巻取り
に対応して減少する。従って、ウェビング３０２を巻取
装置１００に完全に格納した状態からカウントを開始す
るものとすれば、エンコーダ出力はウェビング３０２の
引出し量を表すものとなる（後述の図９参照）。

【００１８】図４は、制御部２００のメインルーチンを
概略的に示したフローチャートである。まず、電源が供
給等されると初期化処理を行う（Ｓ１０）。これには、
フラグレジスタ（あるいはＲＡＭのフラグエリア）の各
フラグをリセットし、所定値を設定することが含まれ
る。次に、ＣＰＵのタイマ割込み動作を有効にし、所定
時間毎に制御部２００への入力を監視するプログラムを
実行するようにする（Ｓ２０）。

【００１９】図５は、割込み処理（Ｓ２０）による入力
監視の例を示している。まず、バックルスイッチ３０７
の出力を読取り（Ｓ２０２）、ウェビング３０２を装着
しているかどうかを判断する（Ｓ２０４）。装着してい
るときは（Ｓ２０４；Ｙｅｓ）、フラグレジスタのウェ
ビング装着フラグをセット（フラグオン）する（Ｓ２０
６）。装着していないときは（Ｓ２０４；Ｎｏ）、ウェ
ビング装着フラグをリセット（フラグオフ）する（Ｓ２
０８）。次に、ブレーキペダルスイッチ４０１の出力を
読取り（Ｓ２１０）、制動が行われたかどうかを判断す
る（Ｓ２１２）。制動が行われたときは（Ｓ２１２；Ｙ
ｅｓ）、制動フラグをセットする（Ｓ２１４）。制動が
行われないときは（Ｓ２１２；Ｎｏ）、制動フラグをリ
セットする（Ｓ２１６）。次に、加速度センサの出力を
読取り（Ｓ２１８）、この出力が減速度を示すものであ
って、例えば、衝突の衝撃等に対応した所定値を越える
かどうかを判断する（Ｓ２２０）。所定値を越えるとき
は（Ｓ２２０；Ｙｅｓ）、減速度超過フラグをセットす
る（Ｓ２２２）。所定値を越えないときは（Ｓ２２０；
Ｎｏ）、減速度超過フラグをリセットする（Ｓ２２
４）。その後、タイマ割込み処理を終え、割込み処理直
前の処理に戻る。この割込み処理は所定周期で繰返され
る。

【００２０】制御部２００は、メインルーチンにおいて
ウェビング３０２の使用状態を監視しており、該当する
場合には、装着前制御処理（Ｓ３０）、格納制御処理
（Ｓ４０）、装着時原点セット処理（Ｓ５０）、初期位
置セット処理（Ｓ６０）、…、及び制動制御処理（Ｓ７
０）等を適宜に行う。

【００２１】装着前制御（Ｓ３０）は、乗員がウェビン
グ３０２を装着しやすいように、例えば、モータ１１０
にウェビング引出し方向に自転しない程度の弱い力を生
ぜしめて、乗員がウェビング引出しに力を要しないよう
にする。格納制御（Ｓ４０）はウェビング装着が解除さ
れたウェビング３０２の巻取りを行う。

【００２２】図６に示すように、装着時の原点セット処
理（Ｓ５０）は、乗員がウェビングを装着したときに乗
員を座席に拘束する状態のウェビング引出し量を判断す
る処理である。図９に示すように、乗員がウェビング３
０２を引出してバックル３０４とタングプレート３０５
とを係合してウェビングを装着すると、バックルスイッ
チ３０７によってウェビングの装着が検出され、ウェビ
ング装着フラグが設定される（Ｓ２０６）。制御部２０
０はメインルーチンにおいてウェビング装着フラグがセ
ットされたことを検出すると（Ｓ５０２；Ｙｅｓ）、モ
ータ１１０を巻取り方向に回転させてウェビング３０２
を巻取る（Ｓ５０４）。巻取りの力は、例えば、巻取装
置出口部で３０〜６０Ｎの引込み力である。制御部２０
０はエンコーダ出力を監視してウェビング３０２が巻取
られなくなるかどうかを判別する（Ｓ５０６）。エンコ
ーダ出力が減少する場合には（Ｓ５０６；Ｎｏ）、巻取
りが停止するまで巻取りを継続する（Ｓ５０４）。エン
コーダ出力が停止した場合には（Ｓ５０６；Ｙｅｓ）、
ウェビング３０２の巻締によって乗員が座席に拘束され
た状態である。このウェビング引出し位置（引出し量）
を原点位置としてレジスタ（あるいはＲＡＭ）に記憶す
る。原点位置が設定されたことを示す装着原点設定フラ
グをセットする（Ｓ５０８）。モータ１１０の巻取りを
停止する（Ｓ５１０）。この装着原点フラグは、ウェビ
ング装着の解除の場合等にリセットされる。その後、元
の処理に戻る。

【００２３】次に、図７に示すように、メインルーチン
で装着原点設定フラグがセットされたことを判別すると
（Ｓ６０２；Ｙｅｓ）、ウェビング３０２に適度な弛み
を与える初期位置セット処理を行う。制御部２００は、
モータ１１０をウェビング３０２の引出し方向に回転し
てウェビング３０２を巻締状態から弛ませる（Ｓ６０
４）。制御部２００は、エンコーダ出力を監視し（Ｓ６
０６）、装着原点位置から所定量、例えば、ウェビング
の長さで２０〜５０ｍｍ程度引出されると（Ｓ６０６；
Ｙｅｓ）、そのときのエンコーダ出力を初期位置として
レジスタ（あるいはＲＡＭ）に記憶する。ウェビングを
初期位置に維持すべきことを表す初期位置維持フラグを
セットする（Ｓ６０８）。制御部２００はモータ１１０
を停止し、ウェビングの引出しを停止する（Ｓ６１
０）。その後、メインルーチンに処理を戻す。図示しな
いが、モータ１１０の停止状態では、緊急時等を除いて
ウェビングの引出しは可能である。このため、乗員の姿
勢の変化等によってウェビング３０２の引出し量に変化
が生ずる。このとき、上記初期位置維持フラグがセット
されていると、ウェビングの引出し量を初期位置に維持
するようにウェビングの引出し／巻取り制御がなされ
る。

【００２４】メインルーチンにおいて、運転者がブレー
キペダル４０１を踏むと所定条件下に、ウェビングの制
動時制御が行われる（Ｓ７０）。

【００２５】まず、乗員のウェビング装着をウェビング
装着フラグのセットによって判断する（Ｓ７０２）。該
フラグがセットされていない場合には、本ルーチンの処
理は必要がないのでを終了し（Ｓ７０２；Ｎｏ）、既述
格納処理（Ｓ４０）にてウェビングの巻取り等が行われ
る。

【００２６】ウェビングが装着され（Ｓ７０２；Ｙｅ
ｓ）、制動フラグセットによってブレーキが作動してい
る判別されると（Ｓ７０４；Ｙｅｓ）、初期位置維持フ
ラグをリセットして、ウェビング位置を初期位置から変
更可能とする（Ｓ７０６）。次に、制御部２００は、図
９に示すように、モータ１１０を巻取り駆動して第１の
位置までウェビング３０２を巻取り、乗員に圧迫感を与
えないで可及的に余分な弛みを除いた状態とする（Ｓ７
０８）。制動フラグがセットされていない場合には（Ｓ
７０４；Ｎｏ）、上記巻取り（Ｓ７０６、Ｓ７０８）は
行わない。

【００２７】次に、制御部２００は、衝突等の衝撃の発
生に対応する減速度所定値以上フラグのセットの有無を
判別する（Ｓ７１０）。該フラグがセットされていると
（Ｓ７１０；Ｙｅｓ）、初期位置維持フラグをリセット
して、ウェビング３０２を巻締可能とする（Ｓ７１
２）。制御部２００は、モータ１１０を巻取り駆動して
第２の位置までウェビング３０２を巻取る。この巻取り
は、モータの出力を最大限発揮して弛みを取除いて乗員
をしっかりと座席に拘束する。この巻取りは、減速度が
所定値以下になったとしても所定時間継続して行われる
（Ｓ７１４）。減速度所定値以上フラグがセットされな
い場合には（Ｓ７１０；Ｎｏ）、巻取り処理（Ｓ７１
２、Ｓ７１４）は行わない。

【００２８】上述したウェビング引出し量の第１の位置
は、図９に示すように、上記初期位置と原点位置の間に
あり、乗員に圧迫感を与えない位置に設定される。第２
の位置は第１の位置と原点位置との間に設定され、運転
者が拘束されつつも衝突回避操作をすることが可能な範
囲に設定される。

【００２９】次に、制動有りフラグ、減速度所定値以上
フラグの両方がリセットされたかどうかを判別する（Ｓ
７１６）。両フラグがリセットされ、ウェビングの第２
の位置までのウェビングの巻取り継続時間を経過してい
ると（Ｓ７１６；Ｙｅｓ）、初期位置維持フラグをセッ
トする。それにより、ウェビングの引出し位置は、弛み
のある初期位置に戻される（Ｓ７１８）。制動有りフラ
グ及び減速度所定値以上フラグの両方がリセットされな
い場合（Ｓ７０８；Ｎｏ）、本ルーチンを終了し、メイ
ンルーチンに戻る。

【００３０】このように、メインルーチンを繰返し実行
することによってシートベルト装置のウェビング巻取り
制御が行われる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシートベ
ルト装置によれば、必要のない時には、乗員を巻き締す
る程ウェビングを巻取らず、圧迫感を与えない程度まで
巻取り、緊急の場合にのみ乗員を巻き締るので、衝突な
どの緊急の際に乗員拘束性を向上でき、非緊急（非衝
突）時には違和感のない快適な装着状態が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、シートベルト装置の構成を説明する説
明図である。

【図２】図２は、ウェビング巻取装置の構成例を説明す
る説明図である。

【図３】図３は、シートベルト装置の制御系を説明する
ブロック図である。

【図４】図４は、シートベルト装置の全体的に制御例を
説明するフローチャートである。

【図５】図５は、タイマ割込み処理による入力監視を説
明するフローチャートである。

【図６】図６は、ウェビング装着時の原点位置設定を説
明するフローチャートである。

【図７】図７は、ウェビング装着の初期位置設定を説明
するフローチャートである。

【図８】図８は、ブレーキ操作時のウェビング制御を説
明するフローチャートである。

【図９】図９は、本発明のウェビング巻取り制御におけ
るウェビング引出し／巻取り制御のプロファィルを説明
するグラフである。

【符号の説明】

１００ウェビング巻取り装置２００制御部３０７バックルスイッチ４０１ブレーキペダルスイッチ４０２加速度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の乗員をウェビングによって座席に拘
束するシートベルト装置であって、前記ウェビングを巻取るウェビング巻取り装置と、前記ウェビング巻取装置から引出されたウェビングの装
着を検出して装着信号を出力するウェビング装着検出手
段と、前記車両の制動を検出して制動検出信号を出力する制動
検出手段と、前記車両の減速度を検出して減速信号を出力する減速度
検出手段と、前記ウェビングの繰出し量を検出する繰出し量検出手段
と、少なくとも前記装着信号、前記制動検出信号、前記減速
信号及び前記ウェビングの繰出し量に基づいて前記ウェ
ビングの巻取りを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ウェビング装着信号に応じて巻取り
が停止する原点繰出し量まで前記ウェビングを前記ウェ
ビング巻取り手段に巻取らせる第１の過程と、前記原点
繰出し量から前記ウェビングを所定量繰出して前記乗員
の拘束を緩和した初期繰出し量に設定する第２の過程
と、前記制動信号に応じて前記ウェビングを第１の繰出
し量まで前記ウェビング巻取り手段に巻取らせて弛みを
減ずる第３の過程と、前記減速信号に応じて前記ウェビ
ングを第１の繰出し量よりも小さく前記原点繰出し量よ
りも大きい第２の繰出し量まで前記ウェビング巻取り手
段に巻取らせる第４の過程と、を実行する、シートベル
ト装置。