JP2008044470A - 車両のシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の旋回走行時等で乗員の位置等が変化してシートベルトが少しずつ引き出されるとき、ロック機構を利用してベルトの引出しを簡単かつ確実に阻止できる車両のシートベルト装置を提供する。
【解決手段】この車両のシートベルト装置１０は、ベルト１３を巻回したベルトリール２２と、ベルトリールを駆動してベルトを引き込んでベルトリールに巻き取らせるモータ２３と、モータへの通電量を制御する制御装置２６と、ベルトリールに所定値以上の回転速度でベルト引出し方向の回転が発生した際に、ベルトリールの引出し方向の回転を阻止するロック機構１００を備え、制御装置２６は、モータ２３を駆動してベルトリール２２を引出し方向に回転させることによりロック機構１００をロック作動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は車両のシートベルト装置に関し、特に、慣性力を利用するロック機構を用いてベルトの引出しを阻止する車両のシートベルト装置に関する。

車両の座席に座った乗員を保護するために装備されたシートベルト装置について、近年、緊急時や走行状態の不安定時（挙動の異常時）に、ベルトによる乗員の拘束を行うことにより、乗員の座乗姿勢の変化を抑止する技術が実用に供されている。

シートベルト装置を開示する先行技術としては、下記の特許文献１，２に記載されたシステムがある。特許文献１は、自車の状況を加味して制御を行い、乗員の拘束保護をいっそう効率よく行う乗員拘束保護システムを開示している。また特許文献２は、走行時に車体の横滑りや駆動輪の空転等が生じたときにシートベルト装置のプリテンショナを動作させ、乗員を有効に保護できるようにした乗員拘束保護システムを開示している。

また車両のシートベルト装置では、緊急時にはビークルセンサが作動してベルトの引出しを阻止するロック機構が設けられている。このロック機構のビークルセンサは、加速度に感応して変位しロック状態を作るボール要素すなわちウェイトを有している。ロック機構に関連する先行技術文献として、例えば、ロック機構が作動してロック状態が生じたときに当該ロック状態を解除する方法を開示する特許文献３がある。特許文献３に開示される技術では、ベルトを締め付けるための可逆ベルト・プリテンショナを作動させた後にロック状態を解除するためには、ベルトリールのロック機構を、事前に規定された解除条件が満たされるまで作動させ、その後にロック解除の動作を行うようにする。
特開２００４−２９１９６７号公報 特開２００１−１２２０８１号公報 特許第３６５２６８３号公報

所要の加速度や慣性力等に感応してロック状態を生じるロック機構を備えた従来の車両のシートベルト装置において、例えば車両が旋回動作等するとき、相対的に弱い加速度が作用して乗員の位置・姿勢が変化し、シートベルトが少しずつ引き出される状態が生じる。このようなベルト引出しの状態が生じた場合には、乗員の姿勢が不安定になるので、当該ベルト引出しを簡単にかつ確実に阻止することが望まれる。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、車両の旋回走行時等で乗員の位置等が変化してシートベルトが少しずつ引き出されるとき、ロック機構を利用してベルトの引出しを簡単かつ確実に阻止することができる車両のシートベルト装置を提供することにある。

本発明に係る車両のシートベルト装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。

第１の車両のシートベルト装置（請求項１に対応）は、ベルトを巻回したベルトリールと、ベルトリールを駆動してベルトを引き込んでベルトリールに巻き取らせるモータと、モータへの通電量を制御する制御手段と、ベルトリールに所定値以上の回転速度でベルト引出し方向の回転が発生した際に、ベルトリールの引出し方向の回転を阻止するロック機構とを備え、制御手段は、モータを駆動してベルトリールを引出し方向に回転させることによりロック機構をロック作動させる。

上記の車両のシートベルト装置では、車両の緊急時等にビークルセンサ（加速度によるロック機構）等のロック機構を備えるものにおいて、車両が旋回走行してベルトが少しずつ引き出される状態が生じたとき、モータでベルトリールを所要の回転速度で引出し方向に回転させることによりロック機構を作動させ、ベルトの引出しを阻止する。

第２の車両のシートベルト装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ロック機構は、ベルトリールと連動して回転するラチェットホイールと、通常時にはラチェットホイールの回転を許容すると共に所定値以上の遠心力が作用した際にラチェットホイールの回転を阻止する慣性体とからなり、制御手段は、ベルトリールを回転させることにより、慣性体でラチェットホイールの回転を阻止させ、ロック機構をロック状態にする。

第３の車両のシートベルト装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、ベルトに張力が発生しているときに、ベルトを送出し方向にベルトリールを回転させてロック機構をロック作動させる。

第４の車両のシートベルト装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、制御手段は、ベルトリールをいったん巻取り方向に回転させてベルトに張力を生じさせ、その後、ベルトリールを送出し方向に回転させてロック機構をロック状態にすることを特徴とする。

第５の車両のシートベルト装置（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、モータの駆動を可能にする手動操作手段を備えることで特徴づけられる。

本発明によれば、慣性力に感応してロック動作するロック機構を備えた車両のシートベルト装置で、車両の旋回走行等でベルト引出しが生じるとき、モータを高トルクで駆動しベルトリールを短時間高速に回転させることによりロック機構をロック動作させ、ベルト引出しを阻止することができる。
また、チャイルドシートの固定時にモータを駆動しベルトリールを回転させることによりロック機構を動作させることで、ＡＬＲなどの特別な機構を設けることなくチャイルドシートを座席に確実かつ強固に固定することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１は運転席等におけるシートベルト装置の装備状態を示し、図２はシートベルト用のリトラクタの要部構成を示し、図３はロック機構を備えるリトラクタの具体的な構造を示し、図４は車両のシートベルト装置の制御システムの全体的な構成を示す。

図１において、シートベルト装置１０は、乗員１１の身体を座席１２に拘束するベルト（ウェビング）１３を備える。ベルト１３は、乗員１１の上体を拘束するベルト部分１３ａと、乗員１１の腰部を拘束するベルト部分１３ｂとから成る。ベルト部分１３ｂの一端はアンカープレート１４により車室下部の車体部分に固定されている。ベルト部分１３ａは、乗員１１の肩近傍の箇所に設けられたスルーアンカー１５で折り返され、その端部はリトラクタ１６のベルトリールに連結されている。ベルト１３の他方の共通端部（折返し部）にはタングプレート１７が取り付けられている。このタングプレート１７は、座席１２の下側縁部に固定されたバックル１８に着脱自在である。バックル１８には、タングプレート１７の連結を検出するバックルスイッチ１９が設けられている。

図２に、シートベルト用のリトラクタ１６の要部構成を模式的に示す。リトラクタ１６は、ハウジング２１内に回転自在に設けられたベルトリール（スピンドル）２２と、ベルトリール２２を回転駆動するモータ２３とを備える。ベルトリール２２にはベルト１３の上記ベルト部分１３ａの端部が結合され、ベルト部分１３ａはベルトリール２２で巻き取られる。ベルトリール２２の軸２２ａの図２中左端部には巻取りばね部２０２が付設されている。巻取りばね部２０２の内部構造は後で詳述される。さらにベルトリール２２の軸２２ａには、動力伝達機構（ギヤ機構）２４を介してモータ２３の駆動軸２３ａに接続される。ベルトリール２２は、動力伝達機構２４を経由してモータ２３で回転駆動される。またリトラクタ１６は、ベルトリール２２の軸２２ａに接続された巻取り位置検知部２５を備える。

巻取り位置検知部２５は、好ましくは回転角センサを利用して構成される。回転角センサには、例えば、磁気ディスクと２個のホールＩＣとを組み合わせて成る磁気センサが利用される。この回転角センサの最小分解角度は例えば４°であり、ベルトの長さに換算すると１．３〜１．６ｍｍ程度である。なお巻取り位置検知部２５としては、回転角センサの代わりに、ベルト長センサを用いることもできる。

巻取り位置検知部２５は、回転角センサでベルトリール２２の回転角を検出することにより、ベルトリール２２によるベルト巻取り位置を検知する。巻取り位置検知部２５から出力される検知信号は制御装置２６に入力される。巻取り位置検知部２５から与えられる巻取り位置検知情報を用いて最終的に巻取り位置データを取り出すためには、制御装置２６内での演算処理が必要である。リトラクタ１６の動作は、制御装置２６によって制御される。制御装置２６は、電源２７からモータ２３へ供給される駆動電流Ｉ１の通電量を通電量調整部２８で制御することにより、リトラクタ１６の動作を制御する。制御装置２６により制御されるリトラクタ１６は、乗員１１の姿勢を保持するための電気式プリテンショナとして構成されている。座席１２に乗車した乗員１１は、車両の緊急時や走行状態の不安定時に、ベルト１３による保護・拘束を受け、姿勢や位置の変化を抑止され、望ましい安全状態に保持される。

さらにシートベルト用のリトラクタ１６において、上記ベルトリール２２の軸２２ａの反対側の他方の端部（図２中右端部）には、車両走行の緊急事態の発生時にベルト１３のベルト部分１３ａの急激な引出しを防止するロック機構１００が付設されている。車両走行の緊急事態が発生する場合とは、衝突や急制動等であり、それによって、車体に所定の傾斜が作用したり、あるいは車体に所定の加速度（減速の加速度）が作用する場合である。ロック機構１００はよく知られた装置である。ロック機構１００は、通常、機構本体部１０１とビークルセンサ（Ｖ／Ｓ）１０２とから構成される。

機構本体部１０１は、ハウジングフレームの内部に、軸２２ａに結合されかつ軸２２ａと連動して回転自在に設けられたラチェットホイールと、ハウジングフレームに固定されているフレームギヤと、位置の変化に伴ってフレームギアと係合したりまたは係合解除されたりするロッキング要素とを内蔵している。

またビークルセンサ１０２は、センサフレーム（センサケース）にボール要素（ウェイト）とレバー要素（ロックアーム）を備える。車体に加速度が生じたときに、ボール要素が加速度に感応してその位置を変化し、レバー要素を動作させる。レバー要素は上記ラチェットホイールの外周ツメと係合状態を作る機能を有している。

上記のロック機構１００において、通常の状態ではロッキング要素とフレームギヤは係合しない状態になり、ロック状態では両者は係合する状態になる。また同様に、通常の状態ではラチェットホイールの外周ツメとビークルセンサ１０２のレバー要素とは係合しない状態になり、ロック状態では両者は係合する状態になる。

ロック機構１００において、ビークルセンサ１０２によるロック条件（法規上）は、例えば０．４５Ｇでは「５０ｍｍ以下、または任意の２方向２７°の傾きでロックすること」であり、０．７Ｇでは「２５ｍｍ以下でロックすること」である。また機構のバラツキにより、ビークルセンサ１０２のロック解除可能な条件には、ベルト巻取り量に換算して±５ｍｍ程度の個体差がある。

なおロック機構１００がロック状態にあるか否かは、ロック状態判定部によって判定される。

図３に、ロック機構１００を備えるリトラクタ１６の具体的な機械的構造の例を示す。ベルト１３（図３中ではベルト部分１３ａ）を巻き取るリトラクタ１６は、乗員１１の体格に合わせてベルト１３の長さを調整する巻取り機構２０１と、巻取り機構２０１の左側に取り付けた巻取りばね部２０２と、前述したロック機構１００を備える。

巻取り機構２０１は、芯部材としての上記のベルトリール２２と、ベルトリール２２を回転自在に支持するベースフレーム２０３とを備える。ベルト部分１３ａ（ベルト１３）はベルトリール２２に巻回されている。

ロック機構１００は、車両に所定の加速度（減速の加速度）が作用したとき、またはベルト１３の引出し速度が所定値を超えたときに、ロック作動を行う。ロック機構１００は、ロック状態を生じさせる２つのロック作動機構１００Ａ，１００Ｂを有する。ロック作動機構１００Ａは所定の加速度を感知する機構である。ロック作動機構１００Ｂは所定値を超えた引出し速度によるベルト引出しを感知する機構である。なお２０４は、固定状態で取り付けられかつ外側ケースを形作るリテーナである。

なお前述した通り、図２では、ロック機構１００は機構本体部１０１とビークルセンサ１０２から構成されている。２つのロック作動機構１００Ａ，１００Ｂは機構本体部１０１の内部に設けられた機構である。さらにロック作動機構１００Ａは、ビークルセンサ１０２の感応動作に基づいて作動する機構である。またロック作動機構１００Ｂは、機構本体部１０１に予め組み込まれている機構である。

上記の巻取りばね部２０２は、ベルト１３を巻き取るための渦巻きばね２１１と、渦巻きばね２１１の内側端部を取り付けて巻取り機構に連結するブッシュ２１２と、渦巻きばね２１１を収容すると共に渦巻きばね２１１の外側端部を取り付けたばねケース２１３と、ばねケース２１３を覆うカバー２１４とから構成される。ブッシュ２１２は、巻取り機構２０１のベルトリール２２の軸２２ａの角穴２１２ａを有する。

また加速度を感知してロック作動するロック作動機構１００Ａは、車両の加速度が設定値を超えたとき作動するロック作動機構である。このロック作動機構１００Ａは、車両の加速度が設定値を超えたとき作動するビークルセンサ（加速度検知手段）１０２と、ベルトリール２２の軸２２ａと連動して回転自在に設けられたラチェットホイール（ロックギヤ）２２２とから構成される。ビークルセンサ１０２が加速度を感知して作動すると、そのロックアーム２２１が動作し、ラチェットホイール２２２の外周ツメ２２２ａに係止する。ロックアーム２２１がラチェットホイール２２２に係止されると、ロック状態になり、ベルトリール２２におけるベルト引出し方向の回転が阻止される。

ビークルセンサ１０２は、巻取り機構２０１のベースフレーム２０３の右側部分に取り付けたセンサフレーム２３１と、センサフレーム２３１に配置されたウェイト２３２と、センサフレーム２３１の支柱２３３にピン２３４を介して回転自在に取り付けた上記のロックアーム２２１とから構成される。車体に加速度が生じたときに、ウェイト２３２が加速度に感応してその位置を変化し、ロックアーム２２１を動作させる。ロックアーム２２１は、ラチェットホイール２２２の外周ツメ２２２ａとの間で係合状態を作る。

ベルト引出しを感知して動作するロック作動機構１００Ｂは、ベルト部分１３ａの引出し方向（矢印方向）への引出し速度が所定値を超えたときに作動する引出し感知手段２４１を備える。この引出し感知手段２４１は慣性体（フライホイール）２４２を有する。引出し感知手段２４１が所定値以上のベルト引出しを感知する作動を行うと、慣性体２４２のロックツメ２４３が、リテーナ２０４の内周面に形成された内周ツメ（図３中で図示せず）に係止される。慣性体２４２の上記ロックツメ２４３がリテーナ２０４の内周ツメに係止されると、ロック状態になり、ベルトリール２２におけるベルト引出し方向への回転が阻止される。

引出し感知手段２４１は、ラチェットホイール２２２の中心からオフセットされた偏心軸２４４に回転可能に取り付けられた上記の慣性体２４２と、この慣性体２４２の一端に形成したロックツメ２４３と、ロックツメ２４３の上側と下側のそれぞれに配置してラチェットホイール２２２に備えた上ストッパ２４５と下ストッパ２４６と、慣性体２４２の下方のラチェットホイール２２２内に備えたストッパ２４７と、このストッパ２４７と慣性体２４２との間に配置された慣性体２４２を反時計回り方向に押すコイルばね２４８とから構成されている。

ベルト１３の引出し方向への引出し速度が設定された所定値を超えると、ベルトリール２２の軸２２ａと連動するラチェットホイール２２２がその回転軸２２２ｂを中心して反時計回りに急激に回転する。このとき、慣性体２４２は慣性遅れを生じ、ラチェットホイール２２２に対して軸２４４を中心に相対揺動する。この状態でさらにラチェットホイール２２２が回転すると、上ストッパ２４５が慣性体２４２のロックツメ２４３に当たり、慣性体２４２が回転する。ラチェットホイール２２２がさらに回転を継続すると、慣性体２４２のロックツメ２４３がリテーナ２０３の内周ツメに当たり、ラチェットホイール２２２がロック状態になる。

以上の構成を有する上記のシートベルト装置１０およびリトラクタ１６等は運転席側の装置であったが、助手席側にも同様なシートベルト装置およびリトラクタ等が装備されている。以下において「Ｒ側」は運転席側、「Ｌ側」は助手席側とする。

次に図４のブロック図を参照して、シートベルト装置１０等の制御システムをハードウェアの観点から説明する。

図４において、制御装置２６はＣＰＵで構成される。制御装置２６を含むブロック３０は、シートベルトによって乗員１１の姿勢を保持するための電気式プリテンショナユニットを示している。ブロック３０では、制御装置（ＣＰＵ）２６の入力側に電源部３１、車内ネットワーク（ＣＡＮ）通信部３２、回転角インターフェース（回転角Ｉ／Ｆ）部３３、通信部３４を備え、その出力側にＲ側モータ駆動制御部３５、Ｌ側モータ駆動制御部３６、記録部３７を備えている。記録部３７は、データや制御プログラムを格納するメモリである。

ブロック３０の入力側には、シートベルト用リトラクタの一例として上記のリトラクタ１６を示すブロックが設けられる。リトラクタ１６は、前述した巻取り位置検知部２５から出力される検知信号を制御装置２６に送信するための回転角インターフェース（回転角Ｉ／Ｆ）部４１を含む。回転角インターフェース部４１は、ブロック３０内の上記回転角インターフェース部３３に接続され、回転角インターフェース部３３に対して検知信号を送る。上記のリトラクタ１６は運転席側および助手席側等のそれぞれについて設けられている。

ブロック３０の入力側には、さらに、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）ユニット（障害物検知装置等の制御ユニット）４２、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）ユニット（車両挙動安定化制御ユニット）４３、ＦＩ／ＡＴ（Fuel Injection / Automatic Transmission）ユニット４４、ＳＲＳ（Supplement Restraint System）ユニット（補助拘束装置ユニット）４５等が設けられている。これらの入力側要素の中には、車速センサ等の車両走行状態または挙動状態を検出する検出ユニット、および運転席パネル等に設けられた所定の手動操作手段４９も含まれる。ＡＣＣユニット４２、ＶＳＡユニット４３、ＦＩ／ＡＴユニット４４等は車内ネットワーク４６を介してそれらの出力信号を車内ネットワーク通信部３２に供給する。ＳＲＳユニット４５は、Ｒ側バックル４７ＲおよびＬ側バックル４７Ｌからの各信号を受けるＳＲＳ制御部４５ａと、通信部４５ｂとを有している。ここでＲ側バックル４７Ｒは運転席側の上記バックル１７に相当し、Ｌ側バックル４７Ｌは助手席側に装備されたシートベルト装置のバックルである。Ｒ側バックル４７ＲおよびＬ側バックル４７Ｌから出力される各信号は、内蔵されるバックルスイッチの検知信号である。ＳＲＳ制御部４５ａは、Ｒ側バックル４７ＲまたはＬ側バックル４７Ｌからの信号を受けると、通信部４５ｂを介してその信号をブロック３０の通信部３２に送信する。またＳＲＳユニット４５は、車両走行時にシートベルトが正規に使用されていない場合には、警告灯４８に対して警告信号を供給する。

ブロック３０の出力側には、Ｒ側モータ５１とＬ側モータ５２が設けられる。Ｒ側モータ５１は、運転席側のシートベルト装置の駆動用モータであり、Ｒ側モータ駆動制御部３５に対応して配置されている。Ｒ側モータ駆動制御部３５は、制御装置２６からの制御指令信号に基づいて上記の電源（＋Ｖ）２７からの通電量を制御してＲ側モータ５１に対して駆動電流を供給する。なおブロック５３は接地部である。またＬ側モータ５２は、助手席のシートベルト装置の駆動用モータであり、Ｌ側モータ駆動制御部３６に対応して配置されている。Ｌ側モータ駆動制御部３６は、制御装置２６からの制御指令信号に基づいて電源（＋Ｖ）５４からの通電量を制御してＬ側モータ５２に対して駆動電流を供給する。またブロック５５は接地部である。上記の接地部５３，５５は、車体の一部をなす接地端子である。

図５は、本実施形態に係るシートベルト装置１０の制御システムの基本的な構成を概念的に示す機能ブロック図である。この制御システムは、主要素として、前述した巻取り位置検知部２５と、ロック機構１００によるロック状態の判定を行うロック状態判定部６１と、車両走行状態判定部６２と、シートベルト装置制御部６３と、ベルト駆動部６４とから構成されている。

シートベルト装置制御部６３は、電気プリテンショナとしての通常の乗員保護のための拘束制御の機能と、本実施形態での特徴的なロック機構１００を作動させるための制御機能を有している。

ロック状態判定部６１は、車両走行状態判定部６２で検知される加速度あるいは巻取り位置検知部２５で検知されるベルトリール２１の巻取り位置の変化に基づいて、ロック機構１００における作動の状態がロック状態であるか否かを判定する。ロック状態判定部６１は、前述の制御装置（ＣＰＵ）２６でロック状態判定プログラムを実施することにより、機能手段として実現される。

車両走行状態判定部６２は、前述の制御装置（ＣＰＵ）２６の演算処理機能により実現され、前述の車両走行状態検知部から供給される検知信号を、予め用意された基準値と比較することにより自車の走行状態について判定処理を行う。車両走行状態判定部６２で判定される車両走行状態は、車両の緊急作動状態および走行不安定状態を含むものである。なお車両走行状態検知部は、車体前後方向加速度センサ、車体左右方向（横方向）加速度センサ、車速センサ、舵角センサ、車輪速センサ、ロール角センサ、旋回方向センサなどの複数の各種センサのうちの少なくともいずれか１つを含む。なおこれらのセンサについては、少なくとも車内ネットワークを介して利用可能な状態にあればよい。

シートベルト装置制御部６３、前述した制御装置（ＣＰＵ）２６の演算処理機能と、Ｒ側モータ駆動制御部３５およびＬ側モータ駆動制御部３６とから構成されるものである。またベルト駆動部６４は、前述のリトラクタ１６であり、より詳しくは前述のＲ側モータ５１とＬ側モータ５２である。

次に、図５に示された上記構成と、図６および図７に示すフローチャートとに基づき、シートベルト装置制御部６３等によって実施されるシートベルト装置１０の特徴的な動作制御例を説明する。この例ではＲ側モータ５１の例で説明する。

乗員１１が座席１２に座り、ベルト１３を体に巻き付け、タングプレート１７をバックル１８（Ｒ側バックル４７Ｒ）に結合すると、ベルト１３が乗員１１の体に装着される。このとき、バックルスイッチ１９がオンする（ステップＳ１１）。

乗員１１の体にベルトが装着されたシートベルト装置１０では、基本的な動作として、ステップＳ１２で、乗員１１の個人的な情報と設定情報とが取得される。乗員情報と設定情報は事前に用意されており、図３に示した記録部３７に保存されているものとする。乗員情報としては、性別情報、体格情報等である。設定情報としては、乗員１１の意思により好みとして設定された情報である。

次に続くステップＳ１３，Ｓ１４では、取得した乗員情報および設定情報に基づいて、Ｒ側モータ５１を動作させ、ベルトリール２２によるベルト巻取作動を行い（ステップＳ１３）、シートベルト装着のフィット状態が良好になるまで（ステップＳ１４）調整が行われる。判定ステップＳ１４でＹＥＳと判定された場合には、基準位置が記憶される（ステップＳ１５）。当該基準位置に係るデータは上記の記録部３７に保存される。

次に、判定ステップＳ１６において、車両の走行状態について変化があるか否かが判定される。判定ステップ１６でＮＯである場合にはこの制御動作フローはすぐに終了し、ＹＥＳである場合にはステップＳ１７以降が実行される。

車両の走行状態の変化を確認する判定ステップＳ１６は、車両走行中であってシートベルト装置１０の適正な保持動作制御が要求されている間は、定期的に実行される。

判定ステップＳ１６による判定は、車両走行状態検知部６１と車両走行状態判定部６２により行われる。判定ステップＳ１６によって判定される車両走行状態の内容には種々のものが含まれる。「車両の走行状態」としては、例えば、横滑り、急減速等の緊急状態の他、やや大きな操舵操作・アクセル操作等の通常運転状態の変化が含まれる。また、乗員が左右に振られるような走行状態もある。例えば、横加速度が所定以上になった場合（かつロック機構が作動しないような値程度が好ましい。ロック機構は０．３５〜０．４５Ｇ程度で作動する。）、所定以上のステアリング操作があった場合、または旋回中に車輪に空転が生じた場合等である。なお、上述のステアリング操作には、乗員によるものの他、自動操舵および外力による走向の変化も含まれる。

判定ステップＳ１６において「車両の走行状態に変化あり」と判定されたとき（ＹＥＳ）には、緊急拘束が必要であるか否かが判定される（ステップＳ１７）。

判定ステップＳ１７でＹＥＳである場合には、ロック状態判定部６１の判定内容に基づいて、ロック機構１００が作動状態にあるか否かを判定する（判定ステップＳ１８）。判定ステップＳ１８でＹＥＳの場合には制御を終了し、ＮＯである場合には緊急拘束のための拘束作動を実行し（ステップＳ１９）、その後、制御を終了する。

判定ステップＳ１７でＮＯである場合には、ステップＳ２０に移行し、拘束開始の処理が行われる。拘束開始のステップＳ２０の後における制御フローでは、ロック機構１００の作動があるか否かについての判定が行われる（判定ステップＳ２１）。

判定ステップＳ２１でＮＯである場合には、ステップＳ２２〜Ｓ２４で、必要な条件を満たすときに、モータ２３を駆動制御することによりロック機構１００のロック作動を生じさせ、乗員の拘束保護を実現する。

ステップＳ２２〜Ｓ２４による上記制御状態は、緊急拘束の必要な走行状態変化ではないが、例えば車両が旋回動作等して弱い加速度が作用し、乗員の位置・姿勢が変化してベルト１３が少しずつ引き出される状態において、必要な場合に、当該ベルト引出しを阻止するための制御状態である。

判定ステップＳ２２では、ベルト引出し速度が所定値（Ｖｔｈ）よりも大きいか否かが判定される。判定ステップＳ２２でＮＯである場合には、拘束保護は不要であるので、ステップＳ２５に移行する。判定ステップＳ２２でＹＥＳである場合には、次の判定ステップＳ２３に移行する。

判定ステップＳ２３では、ベルト引出し加速度が所定値（αｔｈ）よりも大きいか否かが判定される。判定ステップＳ２３でＮＯである場合には、同様に拘束保護は不要であるので、ステップＳ２５に移行する。判定ステップＳ２３でＹＥＳである場合には、次の処理ステップＳ２４に移行して、高速送出し作動を実行する。

ステップＳ２４に基づく「高速送出し作動」では、ベルト張力が生じた状態を維持したまま、前述の通りモータ２３の回転動作をベルト送出し方向に所要の送出し速度で制御する。これにより、前述したごとく、ロック機構１００のロック作動機構１００Ｂは、ベルト引出しを感知して動作し、ロック機構１００をロック作動させる。これにより、ベルト１３の引出し動作が阻止され、乗員の位置・姿勢は拘束され、保護される。

なお乗員拘束の方法は、上記のステップＳ２２〜Ｓ２４に限定されない。

また上記の判定ステップＳ２１でＹＥＳとなる場合には、即座に判定ステップＳ２５に移行する。

判定ステップＳ２５では、車両の走行状態が安定しているか否かが判定される。走行状態が安定していない場合にはステップＳ２５に戻り、上記のステップＳ２１〜Ｓ２４が繰り返される。走行状態が安定しない間は、ロック機構１００によるロック状態が維持される。すなわち、一旦所定量の巻取りが発生してロックが解除された場合には、再度高速引出しの制御を行い、再度ロック機構１００をロック状態にする。なお巻取りが発生しない場合にはロック状態は解除されずに維持される。

判定ステップＳ２５において走行状態が安定であると判定された場合には、次の判定ステップＳ２６に移行する。判定ステップＳ２６では、シートベルト装置１０のリトラクタ１６においてロック機構１００が作動しているか否かが再び判定される。ロック機構１００が作動していない場合にはエンド端子に移行し、ロック機構１００が作動している場合にはロック解除制御（ステップＳ２７）を実行した後にエンド端子に移行する。ステップＳ２７でのロック解除制御は、モータ２３を巻取り方向に所定量回転することにより行われる。

なお上記の制御のフローチャートにおいて、ステップＳ２２〜Ｓ２４で実施された乗員拘束のための制御フローについては、当該制御フローのみを実行させるための専用の手動による操作手段４９を設け、これにより手動で実行させるように構成することもできる。

図７は、前述したシートベルト装置１０の制御のプロセスを利用してチャイルドシートを固定するための動作制御例を示す。チャイルドシートを固定するのであるから、固定場所の座席は補助席や後部座席である

図７に示す制御フローはバックルスイッチがオンしたことを前提に実行される。スタート端子には「バックルスイッチＯＮ」と記載されている。

最初のステップは判定ステップＳ３１である。判定ステップ３１では、制御フローの実施が「手動」に基づくものであるか、または「自動」に基づくものであるかが判定される。判定ステップＳ３１で「手動」であると判定する場合には、次の判定ステップＳ３２に移行し、例えば手動の操作手段４９がオンされているか否かを判定する。手動の操作手段４９がオンされているときには巻取り開始の処理を実行し（ステップＳ３３）、オンされていないときに制御フローを終了する。

また判定ステップＳ３１において「自動」であると判定する場合には、判定ステップＳ３４を実行する。判定ステップＳ３４では、ベルトリール２２によるベルトの巻取り量が設定所定値（Ｘｔｈ１）よりも小さいか否かが判定される。判定ステップＳ３４でベルトの巻取り量が所定値よりも大きいときには、巻取りの動作制御を行わず、制御フローを終了する。判定ステップＳ３４でベルトの巻取り量が所定値よりも小さいときは次の判定ステップＳ３５に移行する。

上記のベルト巻取り量は、好ましくは、前述した巻取り位置検知部２５で得られた巻取り位置情報に基づいて制御装置２６で算出される。なおベルト巻取り量の取得は、巻取り位置検知部２５に限定されず、他の手段を用いることもできる。

判定ステップＳ３５では、チャイルドシートが固定される座席における荷重の重量を判定する。チャイルドシートの商品重量は、通常、所定の範囲（Ｗｔｈ１＜重量＜Ｗｔｈ２）に含まれるので、判定ステップＳ３５では、その重量条件が満たされる否かが判定される。重量の情報は、通常、好ましくはよく知られたシートウェイトセンサ（図示せず）が使用されるが、これに限定されるものではない。

判定ステップＳ３５でＮＯであるときにはチャイルドシートの固定ではないものとみなして制御フローを終了し、ＹＥＳであるときには前述の巻取り開始の処理ステップＳ３３に移行する。

巻取り開始のステップＳ３３ではモータ２３の回転動作を巻取り方向に制御する。モータ２３の巻取り方向の回転動作制御は、次の判定ステップＳ３６においてベルト巻取り量が所定値（Ｘｔｈ２）以上になったか、またはモータ２３への駆動電流の通電時間が所定値（Ｔｔｈ）以上になったかの条件が満たされるまで継続される。判定ステップＳ３６で当該条件が満たされることになると、モータ２３の回転動作は、高速送出し作動を行うように制御される（ステップＳ３７）。ステップＳ３７の高速送出し作動は、前述した高速送出し作動Ｓ２４と同一の制御内容である。ステップＳ３７に基づく「高速送出し作動」によれば、ベルト張力が生じた状態を維持したまま、前述の通りモータ２３の回転動作をベルト送出し方向に所要の送出し速度で制御する。これにより、前述したごとく、ロック機構１００のロック作動機構１００Ｂは、ベルト引出しを感知して動作し、ロック機構１００をロック作動させる。これにより、ベルト１３の引出し動作が阻止され、チャイルドシートは拘束され、固定される。

なお、シートベルト装置１０のモータ２３の回転動作を制御することにより、ベルト巻取りの直後にベルトの送出しを行うようにする場合、前述の慣性体２４２が逆方向に振られることになるため、よりロック状態を発生しやすくなるという利点を有している。従って、このようなモータ２３の回転動作の制御でロック機構１００のロック状態を発生させると、少ない送出しでロック機構１００を作動させることができ、作動感の低減や、固定状態の弛みを確実に防止することができる。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、ロック機構を装備した車両のシートベルト装置で、モータの回転制御でロック機構のロック作動させるのに利用される。

車両におけるシートベルト装置の装着状態を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るシートベルト装置のリトラクタの要部構成を示す図である。 ロック機構を備えるリトラクタの具体的な機械的構造の例を示す分解斜視図である。 本実施形態に係るシートベルト装置の制御システムの全体構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るシートベルト装置の制御システムの要部構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るシートベルト装置の特徴的な制御フロー（ベルト引出しの阻止制御）を示すフローチャートである。 本実施形態に係るシートベルト装置の他の特徴的な制御フロー（チャイルドシートの固定制御）を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ シートベルト装置
１１ 乗員
１６ リトラクタ
２２ ベルトリール
２３ モータ
２５ 巻取り位置検知部
２６ 制御装置
４９ 手動操作手段
６１ ロック状態判定部
６２ 車両走行状態判定部
６３ シートベルト装置制御部
１００ ロック機構
１００Ａ ロック作動機構
１００Ｂ ロック作動機構
１０１ 機構本体部
１０２ ビークルセンサ
２０１ 巻取り機構
２０２ 巻取りばね機構

Claims (5)

1. ベルトを巻回したベルトリールと、
   前記ベルトリールを駆動して前記ベルトを引き込んで前記ベルトリールに巻き取らせるモータと、
   前記モータへの通電量を制御する制御手段と、
   前記ベルトリールに所定値以上の回転速度でベルト引出し方向の回転が発生した際に、前記ベルトリールの引出し方向の前記回転を阻止するロック機構とを備え、
   前記制御手段は、前記モータを駆動して前記ベルトリールを引出し方向に回転させることにより前記ロック機構をロック作動させることを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記ロック機構は、前記ベルトリールと連動して回転するラチェットホイールと、通常時には前記ラチェットホイールの回転を許容すると共に所定値以上の遠心力が作用した際には前記ラチェットホイールの回転を阻止する慣性体とからなり、
   前記制御手段が、前記ベルトリールを回転させることにより、前記慣性体で前記ラチェットホールの回転を阻止させ、前記ロック機構をロック状態にすることを特徴とする請求項１記載の車両のシートベルト装置。
3. 前記ベルトに張力が発生しているときに、前記ベルトを送出し方向に前記ベルトリールを回転させて前記ロック機構をロック作動させることを特徴とする請求項１または２記載の車両のシートベルト装置。
4. 前記制御手段は、前記ベルトリールをいったん巻取り方向に回転させて前記ベルトに張力を生じさせ、その後、前記ベルトリールを送出し方向に回転させて前記ロック機構をロック状態にすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。
5. 前記モータの駆動を可能にする手動操作手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。

Images