JP2006298108A - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用シートベルトの昇圧回路が発生するノイズを、抑制すること。
【解決手段】 車両用シートベルト装置３０は、車両のシートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトの緩み部分を緊急時に巻き取るプリテンショナの電動モータ３７Ａ，３７Ｂと、この電動モータに駆動電流を供給するドライバ回路４５と、このドライバ回路を制御するためのドライバ制御電圧を発するとともにモータ起動時のドライバ制御電圧を昇圧させるドライバ昇圧回路４６と、このドライバ昇圧回路を制御する制御部４７とを備える。制御部は、車両の運転状態から判断して、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要がないという待機条件が満たされているときに、ドライバ昇圧回路を停止状態又は昇圧をしない待機状態に切り替える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のシートに着座した乗員をシートベルトで拘束する、車両用シートベルト装置の改良技術に関する。

近年、車両の乗員を保護するために、シートベルトを装備した車両の開発が進められている。このような車両用シートベルト装置の中には、緊急時において、シートベルトの緩み部分をプリテンショナで迅速に巻き取るようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−８７２１０公報

特許文献１に示す従来の車両用シートベルト装置は、衝突等の緊急事態が予測されたときに、電動モータを動力源としたプリテンショナで、シートベルトの緩み部分を迅速に巻き取るようにしたというものである。迅速に巻き取るには、モータ起動時における、電動モータの回転速度及びトルクを一時的に高める必要がある。

そのために、従来の車両用シートベルト装置は、電動モータに一時的に高電圧、高電流を供給する昇圧回路を備えている。昇圧回路は、内蔵されている発振回路の発振作用を利用して、コンデンサに一定の高電圧になるまで充電しておくものである。その後、モータ起動時には、コンデンサの端子間の電位差が充電前に戻るまで、コンデンサから電動モータに高電流を放出する。この結果、電動モータの回転速度及びトルクが一時的に高まる。

ところで、昇圧回路は、発振回路の発振作用を利用して昇圧するものであるから、内部の回路素子がスイッチング動作をするときに、ノイズが発生し得る。このようなノイズが、外部の通信システムに与える影響は、極力抑制されることが好ましい。

例えば、ＲＦ帯やＬＦ帯の周波数の信号を用いた通信システムを、車両に採用する場合がある。このような通信システムの一例として、キーレスシステムがある。キーレスシステムは、運転者が携帯しているカード式キーと車両との間で電子的にＩＤ認証する場合に、微弱な電波による通信を行い、両者が一致した場合にドアロックを解錠するものである。このように、微弱な電波による通信を行う場合には、特にノイズの発生を抑制することが求められる。

このノイズに対する対策としては、（１）昇圧回路にフィルタ回路等の回路・素子を設ける、（２）ノイズの影響が及ばない位置まで通信システムを離す、（３）昇圧回路における発振回路の動作周波数域を、通信システムに影響を及ぼさない周波数域に変更する、（４）昇圧回路の回路素子に供給する電圧や電流を下げる等が、考えられる。
しかし、このような対策では、昇圧回路の回路レイアウト上の制約や、車両に配置するスペースの制約があるとともに、追加部品の増大によるコストアップの要因となるので、得策ではない。

本発明は、車両用シートベルトの昇圧回路が発生するノイズを抑制できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車両のシートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトの緩み部分を緊急時に巻き取るプリテンショナの電動モータと、この電動モータに駆動電流を供給するドライバ回路と、このドライバ回路を制御するためのドライバ制御電圧を発するとともにモータ起動時のドライバ制御電圧を昇圧させるドライバ昇圧回路と、このドライバ昇圧回路を制御する制御部とを備えた車両用シートベルト装置において、制御部が、車両の運転状態から判断して、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要がないという待機条件が満たされているときに、ドライバ昇圧回路を停止状態又は昇圧をしない待機状態に切り替えるように構成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記待機条件が、シートのうち運転席に運転者が着座していないという第１条件、シートベルトのバックルを解除しているという第２条件、シフトレバーが駐車位置にあるという第３条件、エンジンの回転数が予め設定された基準低速回転数に達していないという第４条件、及び、車速が予め設定された基準低速値に達していないという第５条件の、５つの条件からなり、
５つの条件の少なくとも１つを満たしているときに、待機条件が満たされていると制御部が判定するように構成したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記待機条件には、車両のドアを閉めた時点から予め設定された第１基準時間が経過していないという条件と、エンジンを始動した時点から予め設定された第２基準時間が経過していないという条件との、少なくとも１つを含むことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、制御部が、ドライバ昇圧回路から発するドライバ制御電圧の上限値を、車速に応じて変えるように制御する構成であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、シートが複数個であり、これら複数個のシートに対応して、シートベルト及びプリテンショナの電動モータも複数個有り、
ドライバ回路から複数個の電動モータに供給する駆動電流が、それぞれ駆動電流パルスであり、
ドライバ回路が、複数個の電動モータに対して各駆動電流パルスを個別に供給するようにした構成であり、
制御部が、ドライバ回路から複数個の電動モータに、各駆動電流パルスを位相差を有して供給させるべく、ドライバ昇圧回路を制御するように構成したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車両の運転状態から判断して、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要がないという待機条件が満たされているときに、ドライバ昇圧回路を停止状態又は昇圧をしない待機状態に切り替えるようにした。
ここで「停止状態」とは、ドライバ昇圧回路が、昇圧作用を含めて作動を完全に停止している状態のことである。「待機状態」とは、ドライバ昇圧回路が、ドライバ制御電圧を昇圧する昇圧作用だけを停止し、その他の通常の作動を実行している状態のことである。
このようにすることで、緊急時にシートベルトの緩み部分を迅速に巻き取る必要があるときだけ、ドライバ昇圧回路は昇圧作動をすることができる。一方、迅速に巻き取る必要がないときには、ドライバ昇圧回路を停止状態又は昇圧をしない待機状態にすることで、ドライバ昇圧回路が発生するノイズを抑制することができる。しかも、ドライバ昇圧回路の消費電力を削減することができる。

請求項２に係る発明では、運転席に運転者が着座していないという第１条件、シートベルトのバックルを解除しているという第２条件、シフトレバーが駐車位置にあるという第３条件の、少なくとも１つを満たしているときには、運転者が車両を走行させる意志がないので、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要はない。
また、エンジンの回転数が低速であるという第４条件のときには、運転者が走行準備中なので、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要はない。
また、車両が低速走行中であるという第５条件のときには、衝突等の緊急時において、シートベルトの緩み部分の巻き取りが完了するまでの時間に、比較的余裕がある。
上記５つの条件の少なくとも１つを満たしているときには、緊急時にシートベルトの緩み部分を迅速に巻き取る必要はないので、待機条件が満たされていると明確に判定することができる。このような待機条件が満たされている時間は、比較的長い。従って、上記５つの条件を単独で又は組み合わせることで、より適切に判定し、ドライバ昇圧回路の作動を、より効率良く切り替えることができる。この結果、ドライバ昇圧回路がノイズを発生する時間を、極力削減することができる。しかも、ドライバ昇圧回路の消費電力を削減する時間を、極力長くすることができる。

請求項３に係る発明では、車両のドアを閉めてから一定時間が経過するまで、すなわち、乗員の乗降時には、運転者が車両を走行させる意志がないので、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要はない。
また、エンジンを始動してから一定時間が経過するまでは、運転者が走行準備中なので、シートベルトの緩み部分を巻き取る必要はない。
これら２つの条件の少なくとも１つを満たしているときには、緊急時にシートベルトの緩み部分を迅速に巻き取る必要はないので、待機条件が満たされていると明確に判定することができる。このような待機条件が満たされている時間は、比較的長い。従って、上記２つの条件を単独で又は組み合わせることで、ドライバ昇圧回路がノイズを発生する時間を、より一層削減することができる。しかも、ドライバ昇圧回路の消費電力を削減する時間も、より一層長くすることができる。

請求項４に係る発明では、ドライバ昇圧回路が発するドライバ制御電圧の上限値を、車速に応じて変えるようにした。
車両が低速走行をしている場合には、衝突等の緊急時において、シートベルトの緩み部分の巻き取りが完了するまでの時間に、比較的余裕がある。この場合には、ドライバ制御電圧の上限値を小さくすることにより、電動モータの回転速度やトルクを小さく抑えても差し支えない。ドライバ制御電圧の上限値が小さいので、昇圧させる時間が短くてすむ。このため、ドライバ昇圧回路がノイズを発生する時間を更に削減するとともに、ドライバ昇圧回路の消費電力を更に削減することができる。
一方、車両が高速走行をしている場合には、緊急時にシートベルトの緩み部分を迅速に巻き取る必要があるので、ドライバ制御電圧の上限値を上げればよい。
このように、車速に応じてドライバ制御電圧の上限値を変えることによって、ノイズを発生する時間を効率良く削減するとともに、消費電力を削減することができる。

請求項５に係る発明では、ドライバ回路から複数個の電動モータに供給する各駆動電流パルスに、位相差をもたせたので、位相差がなく完全に一致する場合に比べて、ノイズの大きさを低減させることができる。しかも、瞬間的な消費電力を大幅に抑制することができる。さらには、瞬間的な最大電流を抑制することができるので、ドライバ回路を構成する回路及び素子の電気的な容量を小さくすることができ、この結果、ドライバ回路を小型にすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る車両のシート及びシートベルト装置の模式図であり、車両１０の室内に設置されたシート（運転席２０Ａと助手席２０Ｂ）及び車両用シートベルト装置３０を正面から見て表したものである。
運転席２０Ａ及び助手席２０Ｂは、それぞれシートクッション２１と、シートクッション２１に起倒可能に設けたシートバック２２とからなる。

車両用シートベルト装置３０は、シート２０Ａ，２０Ｂに着座した乗員Ｍａ，Ｍｂ、すなわち、運転席２０Ａに着座した運転者Ｍａ及び助手席２０Ｂに着座した乗員Ｍｂを、それぞれシートベルト３１，３１で拘束するものである。各乗員Ｍａ，Ｍｂの一方の肩部及び腰部を同時に拘束するシートベルト３１，３１を、車体１１の側部下部に固定されたリトラクタ３２，３２（ベルト巻取り器３２，３２）にて巻き取ることができる。

このような車両用シートベルト装置３０は、例えば、運転席２０Ａ側のシートベルト３１を車体１１の側部上部のアッパアンカ３３、シート２０に対しアッパアンカ３３とは反対側の下部のセンタアンカ３４、アッパアンカ３３側の下部のロアアンカ３５の、３点で支持するようにした３点式の構成である。センタアンカ３４は、車体側のバックル３４ａに対してタング３４ｂを取外し可能にワンタッチで装着する、掛け止め機構からなる。

リトラクタ３２は、車両１０の緊急時、すなわち衝突時や衝突予知時等に、シートベルト３１の緩み部分（弛み部分）を巻き取るプリテンショナ３６を備える。プリテンショナ３６は、車両１０の運転状態に応じて電動モータ３７Ａが発生した駆動力により、シートベルト３１に拘束力を付加することによって、シートベルト３１の緩み部分を巻き取る、電動式プリテンショナである。電動モータ３７Ａは、例えば直流モータからなる。

助手席２０Ｂ側のシートベルト３１についても、運転席２０Ａ側のシートベルト３１と同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、助手席２０Ｂ側のシートベルト３１に対する電動モータについては、符号３７Ｂを付した。
以上の説明から明らかなように、シート２０Ａ，２０Ｂは複数個有り、これら複数個のシート２０Ａ，２０Ｂに対応して、シートベルト３１，３１及びプリテンショナ３６，３６の電動モータ３７Ａ，３７Ｂも複数個有る。

図２は本発明に係る車両用シートベルト装置の回路図である。図２に示すように、車両用シートベルト装置３０の回路は、直流電源であるバッテリ４１と、イグニッションスイッチ４２（メインスイッチ４２）と、バッテリ４１からの電圧を一定の低電圧に変換する電源回路４３と、センサ群４４と、電動モータ３７Ａ，３７Ｂを電気的にオン・オフ制御するドライバ回路４５と、ドライバ回路４５を制御するドライバ昇圧回路４６と、ドライバ昇圧回路を制御する制御部４７とからなる。

図１及び図２に示すように、センサ群４４は、加速度センサ５１、車両１０の走行速度（車速）を計測する車速センサ５２、走行用エンジンの回転数を計測するエンジン回転数センサ５３、変速機の変速操作を行うシフトレバーの切り換え位置を検出するシフトレバー位置センサ５４、シート着座センサ５５、バックルセンサ５６、ドアの開閉を検出するドアセンサ５７、エンジンが始動したことを検出するエンジン始動センサ５８等の各種センサからなる。

加速度センサ５１は、加速度を検出し、この検出加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、衝突が有ったとしてオン信号を発する加速度検出手段である。
シート着座センサ５５は、運転席２０Ａへの着座状態を検出するものであり、シートクッション２１に運転者Ｍａが着座したときに、スイッチオン作動をして検出信号を発するシート着座検出手段である。
バックルセンサ５６は、バックル３４ａにタング３４ｂを装着したことを検出するものであり、乗員Ｍａ，Ｍｂがシートベルト３１，３１を装着したときに、スイッチオン作動をして検出信号を発するシートベルト装着検出手段である。

ドライバ回路４５は、バッテリ４１からイグニッションスイッチ４２、メインリレー６１及びフィルタ回路６２を介して電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給される電力を、オン・オフ制御することで、電動モータ３７Ａ，３７Ｂをオン・オフさせるものである。つまり、ドライバ回路４５は電動モータ３７Ａ，３７Ｂに駆動電流を供給するようにした構成である。ドライバ回路４５の具体的な回路構成を図３にて説明する。

図３は本発明に係るドライバ回路及び電動モータの回路図である。
図３に示すように、ドライバ回路４５は、運転席側の電動モータ３７Ａをオン・オフさせる第１回路７０Ａと、助手席側の電動モータ３７Ｂをオン・オフさせる第２回路７０Ｂとからなる。これらの第１回路７０Ａ及び第２回路７０Ｂは、主に４個の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）７２〜７５をＨ字状に結線した、いわゆるＨブリッジからなる。

詳しく説明すると、第１回路７０Ａは、ハイフレーム（回路の上半分）を抵抗７１を介して図２のバッテリ４１に結線し、ロアフレーム（回路の下半分）をアースに接続し、左ハイフレームにＥドライブ素子７２、左ロアフレームにＦドライブ素子７３を配置し、右ハイフレームにＧドライブ素子７４、右ロアフレームにＨドライブ素子７５を配置し（Ｅ〜Ｈは便宜上添えた。）、これらのＥ〜Ｈドライブ素子７２〜７５に、ダイオード７６〜７９をバイパス回路として付設した構成である。

Ｅ〜Ｈドライブ素子７２〜７５は、ドライバ昇圧回路４６で電気的にオン・オフ制御を行う電界効果型トランジスタからなる。Ｅドライブ素子７２とＦドライブ素子７３との間に電動モータ３７Ａの一方の端子を接続するとともに、Ｇドライブ素子７４とＨドライブ素子７５との間に電動モータ３７Ａの他方の端子を接続することにより、第１回路７０Ａに電動モータ３７Ａを接続することができる。

なお、第２回路７０Ｂは第１回路７０Ａと同様の構成であり、同一符号を付し、その説明を省略する。
以上の説明から明らかなように、第１回路７０Ａと第２回路７０Ｂとは、バッテリ４１に接続する電源配線８１及びアースに接続するアース配線８２を共有している。

図２及び図３に示すように、ドライバ昇圧回路４６は、ドライバ回路４５における４個のＥ〜Ｈドライブ素子７２〜７５に対し、制御用のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を個別に発することで、ドライバ回路４５をオン・オフ制御するとともに、４個のＥ〜Ｈドライブ素子７２〜７５に発するパルス幅変調信号の電圧を制御するものである。つまり、ドライバ昇圧回路４６は、ドライバ回路４５を制御するためのドライバ制御電圧を発するとともにモータ起動時のドライバ制御電圧を昇圧させるようにした構成である。

ドライバ昇圧回路４６は昇圧作用をするために、例えば発振回路及びコンデンサを内蔵した構成であり、発振回路の発振作用を利用して、コンデンサに一定の高電圧になるまで充電しておくものである。その後、緊急のモータ起動時には、コンデンサの端子間の電位差が充電前に戻るまで、コンデンサからドライバ回路４５に、昇圧された高電圧のドライバ制御電圧を発する。

例えば、ドライバ昇圧回路４６は、第１・第２回路７０Ａ，７０Ｂにおける、Ｆドライブ素子７３及びＧドライブ素子７４に連続したローレベルの各制御信号（ドライバ制御電圧）を発し、Ｅドライブ素子７２に連続したハイレベルの各制御信号（ドライバ制御電圧）を発し、Ｈドライブ素子７５にドライバ制御電圧からなるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発する。

この結果、第１・第２回路７０Ａ，７０Ｂは、パルス幅変調信号に応じて各電動モータ３７Ａ，３７Ｂに駆動電流（駆動電流パルス）を供給することで、電動モータ３７Ａ，３７Ｂを正回転させる。
このように、ドライバ回路４５から複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する駆動電流は、それぞれ駆動電流パルスである。

ところで、ドライバ昇圧回路４６は、発振回路の発振作用を利用して昇圧するものであるから、内部の回路素子がスイッチング動作をするときに、ノイズが発生し得る。本発明は、このようなノイズを極力抑制するようにしたことを特徴とする。この点については後述する。

図２に示すように、制御部４７は、バッテリ４１からイグニッションスイッチ４２及び電源回路４３を介して電力を供給されるとともに、センサ群４４の信号を受けて、メインリレー６１及びドライバ昇圧回路４６を制御するものである。
つまり、制御部４７は、電動モータ３７Ａ，３７Ｂを駆動するときは、先ずメインリレー６１をオンにし、次にドライバ昇圧回路４６に駆動制御信号であるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発することで、ドライバ昇圧回路４６を介してドライバ回路４５を制御し、この結果、電動モータ３７Ａ，３７Ｂをオン・オフ制御することになる。

ところで、図２及び図３に示すように、ドライバ昇圧回路４６から電界効果型トランジスタ７２〜７５に発するドライバ制御電圧（制御信号の電圧）が大きいほど、電界効果型トランジスタ７２〜７５から電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する駆動電流は大きい。

ドライバ昇圧回路４６は、緊急時に制御部４７の駆動制御信号を受けて、モータ起動時のドライバ制御電圧を一時的に昇圧させる（高める）ことにより、モータ起動時における電界効果型トランジスタ７２〜７５から、すなわちドライバ回路４５から電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する駆動電流を大きくすることができる。
駆動電流が大きいので、モータ起動時における電動モータ３７Ａ，３７Ｂの回転速度及びトルクは大きくなる。つまり、電動モータ３７Ａ，３７Ｂの起動特性が大幅に高まる。この結果、緊急時に図１に示すプリテンショナ３６，３６でシートベルト３１，３１の緩み部分を迅速に巻き取ることができる。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るドライバ回路から複数個の電動モータに供給する駆動電流の特性図であり、横軸を時間としたタイムチャートで駆動電流の特性を示す。
図３及び図４に示すように、ドライバ回路４５は、複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに対して各駆動電流パルスを個別に供給するように構成したものであり、特に、複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに、各駆動電流パルスを位相差を有して供給することを特徴とする。

より具体的に説明すると、図４（ａ）は、ドライバ回路４５から運転席側の電動モータ３７Ａに供給する方形の駆動電流パルスの波形を示す。図４（ｂ）は、ドライバ回路４５から助手席側の電動モータ３７Ｂに供給する方形の駆動電流パルスの波形を示す。
電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する各駆動電流パルスは、それぞれパルス間のピッチ（周期）がｔ１であり、パルス幅がｔ２である。デューティ比はｔ２／ｔ１である。このデューティ比ｔ２／ｔ１を変化させる（ｔ１に対してｔ２を変化させる）ことにより、電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する時間当たりの電流値が変化する。この結果、電動モータ３７Ａ，３７Ｂの回転速度が変化する。

さらにドライバ回路４５は、運転席側の電動モータ３７Ａに供給する駆動電流パルスに対して、助手席側の電動モータ３７Ｂに供給する駆動電流パルスの位相をｔ３（位相差ｔ３）だけ、ずらして出力する。電動モータ３７Ａ，３７Ｂの数量をＮ個としたときに、位相差ｔ３は２π／Ｎである（ｔ３＝２π／Ｎ）。つまり、電動モータ３７Ａ，３７Ｂが２個（Ｎ＝２）であるから、位相差ｔ３はパルス間のピッチｔ１の１／２に相当する。
デューティ比ｔ２／ｔ１を５０％未満とすることにより、運転席側の電動モータ３７Ａに供給する駆動電流パルスに対して、助手席側の電動モータ３７Ｂに供給する駆動電流パルスは重ならず、互いにずれている。

上記制御部４７は、ドライバ回路４５から複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに、各駆動電流パルスを位相差を有して供給させるべく、ドライバ昇圧回路４６を制御するように構成したことを特徴とする。

次に、上記図２に示す制御部４７をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図５〜図８に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。以下、図１及び図２を参照しつつ説明する。

図５は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ０１；初期設定をする。具体的には、第１タイマのカウント時間Ｔｃ＝０、第２タイマのカウント時間Ｔｄ＝０にセットする。
ＳＴ０２；各センサ５２〜５８のセンサ信号を読み込む。
ＳＴ０３；車両のドアが閉状態であるか否かを調べ、ＮＯならＳＴ０４に進み、ＹＥＳならＳＴ０６に進む。ドアの開閉についてはドアセンサ５７のセンサ信号に基づく。
ＳＴ０４；制御部４７に内蔵されている第１タイマをストップさせる又は停止状態を維持させる。
ＳＴ０５；カウント時間Ｔｃ＝０にリセットした後に、ＳＴ０９に進む。

ＳＴ０６；第１タイマのカウント時間Ｔｃ＝０であるか否かを調べ、ＹＥＳなら第１タイマが停止状態にあると判断してＳＴ０７に進み、ＮＯならカウント中であると判断してＳＴ０８に進む。
ＳＴ０７；第１タイマをスタートさせる。

ＳＴ０８；カウント時間Ｔｃ（経過時間Ｔｃ）が予め設定されている一定の第１基準時間Ｔｓ１を経過していないか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０９に進み、ＮＯならＳＴ１０に進む。つまり、車両のドアを閉めた時点から予め設定された第１基準時間Ｔｓ１が経過していないという条件を満たしているときに、ＹＥＳの判断となる。ここで、第１基準時間Ｔｓ１とは、車両１０に対して乗員が乗降するのに必要な時間である。

ＳＴ０９；ドライバ昇圧回路４６を停止状態又は待機状態に設定して、シートベルト制御を実行する。ここで、ドライバ昇圧回路４６の停止状態とは、昇圧作用を含めて作動を完全に停止した状態のことである。この停止状態におけるドライバ昇圧回路４６の消費電力は無い。ドライバ昇圧回路４６の待機状態とは、ドライバ制御電圧を昇圧する昇圧作用だけを停止し、その他の通常の作動については実行している状態のことである。この待機状態におけるドライバ昇圧回路４６の消費電力は僅かである。
ＳＴ１０；第１タイマをストップさせる。

なお、ＳＴ０８で「Ｔｃ≧Ｔｓ１」であると判断した後には、ＳＴ０３でドアを一旦開にすることでカウント時間Ｔｃ＝０にリセットしないと、ＳＴ０６でのＮＯの判断は変わらない。

ＳＴ１１；エンジンが始動したか否かを調べ、ＮＯならＳＴ１２に進み、ＹＥＳならＳＴ１４に進む。エンジンの始動については、エンジン始動センサ５８のセンサ信号に基づく。エンジン始動センサ５８は、例えば電子式燃料噴射装置の制御信号に基づいてエンジンの始動を検出するセンサ等でもよい。
ＳＴ１２；制御部４７に内蔵されている第２タイマをストップさせる又は停止状態を維持させる。
ＳＴ１３；カウント時間Ｔｄ＝０にリセットした後に、ＳＴ０９に進む。

ＳＴ１４；第２タイマのカウント時間Ｔｄ＝０であるか否かを調べ、ＹＥＳなら第２タイマが停止状態にあると判断してＳＴ１５に進み、ＮＯならカウント中であると判断してＳＴ１６に進む。
ＳＴ１５；第２タイマをスタートさせる。
ＳＴ１６；カウント時間Ｔｄ（経過時間Ｔｄ）が予め設定されている一定の第２基準時間Ｔｓ２を経過したか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０９に進み、ＮＯならＳＴ１７に進む。つまり、エンジンを始動した時点から予め設定された第２基準時間Ｔｓ２が経過していないという条件を満たしているときに、ＹＥＳの判断となる。ここで、第２基準時間Ｔｓ２とは、エンジンが安定した作動状態に達するのに必要な時間である。
ＳＴ１７；第２タイマをストップさせた後に、図６のＳＴ２１に進む。

図６は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その２）である。
ＳＴ２１；運転席２０Ａに乗員Ｍａが着座していないか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２２に進み、ＮＯならＳＴ２３に進む。着座状態についてはシート着座センサ５５のセンサ信号に基づく。着座していない場合には運転の意志がないのでＹＥＳの判断になる。
ＳＴ２２；ドライバ昇圧回路４６を停止状態又は待機状態に設定して、シートベルト制御を実行した後に、図５のＳＴ０２に戻る。

ＳＴ２３；シートベルト３１のバックル３４ａを解除しているか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２２に進み、ＮＯならＳＴ２４に進む。バックル３４ａからタング３４ｂを外しているときには、シートベルト３１が装着されていない場合なので、ＹＥＳの判断となる。バックル３４ａの解除については、バックルセンサ５６のセンサ信号に基づく。

ＳＴ２４；シフトレバーが駐車位置にあるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２２に進み、ＮＯならＳＴ２５に進む。シフトレバーが駐車位置にあれば、駐車中なのでＹＥＳの判断になる。シフトレバーの切り換え位置については、シフトレバー位置センサ５４のセンサ信号に基づく。

ＳＴ２５；エンジンの回転数Ｎｅが予め設定された一定の基準低速回転数Ｎｓに達していないか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２２に進み、ＮＯならＳＴ２６に進む。エンジンの回転数Ｎｅについては、エンジン回転数センサ５３で計測したセンサ信号に基づく。
エンジンが回転数７００〜８００ｒｐｍ以下のアイドリング状態のときには、車両１０を走行していないと考えることができる。このため、基準低速回転数Ｎｓは、７００〜８００ｒｐｍ程度に設定すればよい。

ＳＴ２６；車速Ｓｒが予め設定された一定の基準低速値Ｓｓに達していないか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ２２に進み、ＮＯならＳＴ２７に進む。車速Ｓｒについては、車速センサ５２で計測したセンサ信号に基づく。
車両１０が１５〜２０ｋｍ／ｈｒ以下の低速走行中であれば、衝突等の緊急時において、シートベルト３１，３１の緩み部分の巻き取りが完了するまでの時間に、比較的余裕がある。このため、基準低速値Ｓｓは、１５〜２０ｋｍ／ｈｒ程度に設定すればよい。

ＳＴ２７；ドライバ昇圧回路４６を通常の作動状態に設定して、シートベルト制御を実行した後に、図５のＳＴ０２に戻る。すなわち、衝突等の緊急時において、シートベルト３１，３１の緩み部分の、迅速な巻き取り制御を実行する。

図７は本発明に係る制御部の制御フローチャート（その３）であり、上記図６のＳＴ２７において、ドライバ昇圧回路４６を通常の作動状態に設定し、制御を実行しているときに、微小な一定時間毎に割り込み処理を実行する割込サブルーチンである。制御部４７は、この割込サブルーチンによって、ドライバ昇圧回路４６から発するドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを、車速Ｓｒに応じて変えるように制御する。

ＳＴ３１；車速Ｓｒ信号を読み込む。車速Ｓｒについては、車速センサ５２で計測したセンサ信号に基づく。
ＳＴ３２；車速Ｓｒに対応させて、ドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを設定する。具体的には、図８に示すドライバ制御電圧の上限値マップから上限値Ｖｍａｘを求める。

図８は本発明に係るドライバ制御電圧の上限値マップの説明図であり、横軸を車速Ｓｒとし、縦軸をドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘとして、車速Ｓｒに対応する上限値Ｖｍａｘを得るマップを示す。

このマップ（実線にて示す特性曲線）によれば、車速Ｓｒに対して上限値Ｖｍａｘは次のような特性である。
車速Ｓｒが基準低速値Ｓｓ未満であるときには、上限値Ｖｍａｘは０（零）である。車速Ｓｒが基準低速値Ｓｓから一定の基準高速値Ｓｍまでの範囲であるときには、上限値Ｖｍａｘは車速Ｓｒに比例して大きくなる。基準高速値Ｓｍのときに上限値ＶｍａｘはＶｕの値である。車速Ｓｒが基準高速値Ｓｍを越えたときには、上限値ＶｍａｘはＶｕの値で一定である。

従って、制御部４７は、ドライバ昇圧回路４６から発するドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを、車速Ｓｒに応じて変えるように制御することができる。すなわち、緊急時において、制御部４７は、車速Ｓｒに応じた駆動制御信号をドライバ昇圧回路４６に発する。
ドライバ昇圧回路４６は、制御部４７から緊急時の駆動制御信号を受けて、モータ起動時のドライバ制御電圧を、車速Ｓｒに応じた上限値Ｖｍａｘまで一時的に昇圧させる。そして、昇圧したドライバ制御電圧をドライバ回路４５に発することで、ドライバ回路４５は電動モータ３７Ａ，３７Ｂに大きい駆動電流を供給する。

ここで、以上の説明をまとめると、次の通りである。
図１及び図２に示すように、制御部４７は、車両１０の運転状態から判断して、シートベルト３１，３１の緩み部分を巻き取る必要がないという待機条件（図５及び図６参照）が満たされているときに、ドライバ昇圧回路４６を停止状態又は昇圧をしない待機状態に切り替えるものである。

このようにすることで、緊急時にシートベルト３１，３１の緩み部分を迅速に巻き取る必要があるときだけ、ドライバ昇圧回路４６は昇圧作動をすることができる。一方、迅速に巻き取る必要がないときには、ドライバ昇圧回路４６を停止状態又は昇圧をしない待機状態にすることで、ドライバ昇圧回路４６が発生するノイズを抑制することができる。しかも、ドライバ昇圧回路４６の消費電力を削減することができる。

上記待機条件は、シート２０Ａ，２０Ｂのうち運転席２０Ａに運転者Ｍａが着座していないという第１条件（図６のＳＴ２１）、シートベルト３１，３１のバックル３４ａ，３４ａを解除しているという第２条件（ＳＴ２３）、シフトレバーが駐車位置にあるという第３条件（ＳＴ２４）、エンジンの回転数Ｎｅが予め設定された基準低速回転数Ｎｓに達していないという第４条件（ＳＴ２５）、及び、車速Ｓｒが予め設定された基準低速値Ｓｓに達していないという第５条件（ＳＴ２６）の、５つの条件からなる。

上記５つの条件のうち、第１条件、第２条件及び第３条件の、少なくとも１つを満たしているときには、運転者Ｍａが車両１０を走行させる意志がないので、シートベルト３１，３１の緩み部分を巻き取る必要はない。
また、エンジンの回転数Ｎｅが低速であるという第４条件のときには、運転者Ｍａが走行準備中なので、シートベルト３１，３１の緩み部分を巻き取る必要はない。
また、車両１０が低速走行中であるという第５条件のときには、衝突等の緊急時において、シートベルト３１，３１の緩み部分の巻き取りが完了するまでの時間に、比較的余裕がある。

制御部４７は、上記５つの条件の少なくとも１つを満たしているときに、待機条件が満たされていると判定するように構成している（ＳＴ２１，ＳＴ２３〜ＳＴ２６）。
上記５つの条件の少なくとも１つを満たしているときには、緊急時にシートベルト３１，３１の緩み部分を迅速に巻き取る必要はないので、待機条件が満たされていると明確に判定することができる。このような待機条件が満たされている時間は、比較的長い。従って、上記５つの条件を単独で又は組み合わせることで、より適切に判定し、ドライバ昇圧回路４６の作動を、より効率良く切り替えることができる。この結果、ドライバ昇圧回路４６がノイズを発生する時間を、極力削減することができる。しかも、ドライバ昇圧回路４６の消費電力を削減する時間を、極力長くすることができる。

さらに上記待機条件には、車両１０のドアを閉めた時点から予め設定された第１基準時間Ｔｓ１が経過していないという第６条件（図５のＳＴ０３，ＳＴ０６〜ＳＴ０８）と、エンジンを始動した時点から予め設定された第２基準時間Ｔｓ２が経過していないという第７条件（ＳＴ１１，ＳＴ１４〜ＳＴ１６）との、少なくとも１つを含むことが好ましい。

車両１０のドアを閉めてから一定時間Ｔｓ１が経過するまで（第６条件）、すなわち、乗員の乗降時には、運転者Ｍａが車両１０を走行させる意志がないので、シートベルト３１，３１の緩み部分を巻き取る必要はない。
また、エンジンを始動してから一定時間Ｔｓ２が経過するまで（第７条件）は、運転者Ｍａが走行準備中なので、シートベルト３１，３１の緩み部分を巻き取る必要はない。

これら第６条件及び第７条件という、２つの条件の少なくとも１つを満たしているときには、緊急時にシートベルト３１，３１の緩み部分を迅速に巻き取る必要はないので、待機条件が満たされていると明確に判定することができる。このような待機条件が満たされている時間は、比較的長い。従って、上記２つの条件を単独で又は組み合わせることで、ドライバ昇圧回路４６がノイズを発生する時間を、より一層削減することができる。しかも、ドライバ昇圧回路４６の消費電力を削減する時間も、より一層長くすることができる。

さらに制御部４７は、図７及び図８に示すように、ドライバ昇圧回路４６から発するドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを、車速Ｓｒに応じて変えるように制御する構成である。

車両１０が低速走行をしている場合には、衝突等の緊急時において、シートベルト３１，３１の緩み部分の巻き取りが完了するまでの時間に、比較的余裕がある。この場合には、ドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを小さくすることにより、電動モータ３７Ａ，３７Ｂの回転速度やトルクを小さく抑えても差し支えない。ドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘが小さいので、昇圧させる時間が短くてすむ。このため、ドライバ昇圧回路４６がノイズを発生する時間を更に削減するとともに、ドライバ昇圧回路４６の消費電力を更に削減することができる。

一方、車両１０が高速走行をしている場合には、緊急時にシートベルト３１，３１の緩み部分を迅速に巻き取る必要があるので、ドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを上げればよい。
このように、車速Ｓｒに応じてドライバ制御電圧の上限値Ｖｍａｘを変えることによって、ノイズを発生する時間を効率良く削減するとともに、消費電力を削減することができる。

さらには、図２〜図４に示すように、ドライバ回路４５は、複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに対して各駆動電流パルスを個別に供給するように構成し、制御部４７は、ドライバ回路４５から複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに、各駆動電流パルスを位相差を有して供給させるべく、ドライバ昇圧回路４６を制御する構成である。

ドライバ回路４５から複数個の電動モータ３７Ａ，３７Ｂに供給する各駆動電流パルスに、位相差をもたせたので、位相差がなく完全に一致する場合に比べて、ノイズの大きさを低減させることができる。しかも、瞬間的な消費電力を大幅に抑制することができる。さらには、瞬間的な最大電流を抑制することができるので、ドライバ回路４５を構成する回路及び素子の電気的な容量を小さくすることができ、この結果、ドライバ回路４５を小型にすることができる。

なお、本発明の実施の形態において、車両用シートベルト装置３０は、複数個のシートのうち、１個又は複数個に着座した乗員を拘束するシートベルト３１及びその関連部材を備えた構成であればよい。例えば、運転席と助手席のみに備える、又は更に後部席にも備えることができる。

また、制御部４７は、待機条件が満たされているときに、ドライバ昇圧回路４６を停止状態に切り替え又は昇圧をしない待機状態に切り替えるように構成したものであればよい。また、ＳＴ０９及びＳＴ２２において、ドライバ昇圧回路４６を停止状態と待機状態のどちらに切り替えるかについては、車両用シートベルト装置３０の設計段階において、適宜選択すればよい。

また、図６に示す各条件について、待機条件が満たされていると判定するには、５つの条件の少なくとも１つを満たしていればよい。すなわち、５つの条件が「及び／又は」（ＡＮＤ／ＯＲ）の関係であればよい。

また、図５に示す待機条件には、車両１０のドアを閉めた時点から予め設定された第１基準時間Ｔｓ１が経過していないという条件と、エンジンを始動した時点から予め設定された第２基準時間Ｔｓ２が経過していないという条件との、いずれか一方の条件又は両方の条件を含むものであればよい。

本発明の車両用シートベルト装置３０は、ドライバ昇圧回路４６が発生するノイズを抑制したものであるから、キーレスシステム等の通信システムを備えた車両に好適である。

本発明に係る車両のシート及びシートベルト装置の模式図である。 本発明に係る車両用シートベルト装置の回路図である。 本発明に係るドライバ回路及び電動モータの回路図である。 本発明に係るドライバ回路から複数個の電動モータに供給する駆動電流の特性図である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その１）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その２）である。 本発明に係る制御部の制御フローチャート（その３）である。 本発明に係るドライバ制御電圧の上限値マップの説明図である。

符号の説明

１０…車両、２０Ａ，２０Ｂ…シート、３０…車両用シートベルト装置、３１…シートベルト、３４ａ…バックル、３４ｂ…タング、３６…プリテンショナ、３７Ａ，３７Ｂ…電動モータ、４５…ドライバ回路、４６…ドライバ昇圧回路、４７…制御部、５２…車速センサ、５３…エンジン回転数センサ、５４…シフトレバー位置センサ、５５…シート着座センサ、５６…バックルセンサ、５７…ドアセンサ、５８…エンジン始動センサ、Ｍａ，Ｍｂ…乗員、Ｎｅ…エンジンの回転数、Ｎｓ…エンジンの基準低速回転数、Ｓｒ…車速、Ｓｓ…基準低速値、Ｔｃ…ドアを閉めた時点からの経過時間（カウント時間）、Ｔｄ…エンジンを始動した時点からの経過時間（カウント時間）、Ｔｓ１…第１基準時間、Ｔｓ２…第２基準時間、Ｖｍａｘ…ドライバ制御電圧の上限値。

Claims (5)

1. 車両のシートに着座した乗員を拘束するシートベルトと、このシートベルトの緩み部分を緊急時に巻き取るプリテンショナの電動モータと、この電動モータに駆動電流を供給するドライバ回路と、このドライバ回路を制御するためのドライバ制御電圧を発するとともにモータ起動時のドライバ制御電圧を昇圧させるドライバ昇圧回路と、このドライバ昇圧回路を制御する制御部とを備えた車両用シートベルト装置において、
   前記制御部は、前記車両の運転状態から判断して、前記シートベルトの緩み部分を巻き取る必要がないという待機条件が満たされているときに、前記ドライバ昇圧回路を停止状態又は昇圧をしない待機状態に切り替えるように構成したことを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 前記待機条件は、前記シートのうち運転席に運転者が着座していないという第１条件、前記シートベルトのバックルを解除しているという第２条件、シフトレバーが駐車位置にあるという第３条件、エンジンの回転数が予め設定された基準低速回転数に達していないという第４条件、及び、車速が予め設定された基準低速値に達していないという第５条件の、５つの条件からなり、
   前記制御部は、前記５つの条件の少なくとも１つを満たしているときに、前記待機条件が満たされていると判定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用シートベルト装置。
3. 前記待機条件には、前記車両のドアを閉めた時点から予め設定された第１基準時間が経過していないという条件と、エンジンを始動した時点から予め設定された第２基準時間が経過していないという条件との、少なくとも１つを含むことを特徴とした請求項１又は請求項２記載の車両用シートベルト装置。
4. 前記制御部は、前記ドライバ昇圧回路から発する前記ドライバ制御電圧の上限値を、車速に応じて変えるように制御する構成であることを特徴とした請求項１、請求項２又は請求項３記載の車両用シートベルト装置。
5. 前記シートは複数個有り、
   これら複数個のシートに対応して、前記シートベルト及び前記プリテンショナの電動モータも複数個有り、
   前記ドライバ回路から前記複数個の電動モータに供給する前記駆動電流は、それぞれ駆動電流パルスであり、
   前記ドライバ回路は、前記複数個の電動モータに対して前記各駆動電流パルスを個別に供給するように構成し、
   前記制御部は、前記ドライバ回路から前記複数個の電動モータに、前記各駆動電流パルスを位相差を有して供給させるべく、前記ドライバ昇圧回路を制御するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用シートベルト装置。

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