JP2011016450A - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータによる乗員拘束が必要以上に継続されることがないようにして、乗員の快適性を向上させることのできる車両用シートベルト装置を提供する。
【解決手段】ベルトリール１２を回転駆動するモータ１０の通電電流を、コントローラ２１の電流制御手段３５で制御する。コントローラ２１の入力側に前後加速度センサ３０や横加速度センサ３１、ヨーレートセンサ３２等の車両状態を検出するための機器を接続する。コントローラ２１には、上記のセンサ類の信号を基にしてウェビング５による乗員拘束の要否を判定して判定信号を出力する拘束要否判定手段３４と、拘束要否判定手段３４による拘束を要とする判定信号の出力が設定時間以上継続したときにモータ１０に対する通電を停止する通電停止手段３６を設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両に着座した乗員をウェビングによって拘束する車両用シートベルト装置に関するものである。

近年、シートベルト装置として、ウェビングを必要に応じてモータによって引き込み、車両状態に応じて適切な乗員拘束を得られるようにしたものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、連続した屈曲路や滑りやすい路面を走行する場合等には、シートに着座した乗員の上体が前後左右に振られることがあり、この上体の振れをシートベルト装置によって抑えることが望まれている。
これに対し、上記のシートベルト装置のコントローラに車両の不安定挙動を検出するセンサ類を接続し、車両の不安定挙動が検出されたときに、コントローラによってモータを制御することにより、ウェビングで乗員の上体を拘束することが検討されている。

特開２００７−４５１８２号公報

しかし、上記のシートベルト装置においては、車両の不安定挙動を検出するセンサ類から制御部に信号が入力されたときに、コントローラが信号を判定してモータを制御する基本構成とされているため、乗員拘束制御が開始された後にセンサ類等に故障が発生すると、モータによる乗員拘束が必要以上に継続し、乗員の快適性を損なうことが懸念される。

そこでこの発明は、モータによる乗員拘束が必要以上に継続されることがないようにして、乗員の快適性を向上させることのできる車両用シートベルト装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、ウェビングが巻回されるベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール１２）と、前記ベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ１０）と、前記モータに通電する電流量を制御する電流制御手段（例えば、後述の実施形態における電流制御手段３５）と、車両の状態を検出する車両状態検出手段（例えば、後述の実施形態における前後加速度センサ３０，横加速度センサ３１，ヨーレートセンサ３２）と、前記車両状態検出手段の検出結果に基いて前記ウェビングによる乗員拘束の要否を判定し、その判定信号を出力する拘束要否判定手段（例えば、後述の実施形態における拘束要否判定手段３４）と、前記拘束要否判定手段による拘束を要とする判定信号の出力が設定時間以上継続したときに前記モータに対する通電を停止する通電停止手段（例えば、後述の実施形態における通電停止手段３６）と、を備えたことを特徴とする。
これにより、車両の走行中には、車両の状態が車両状態検出手段によって検出され、その検出結果に基づいて拘束要否判定手段がウェビングによる乗員拘束の要否を判定する。拘束要否判定手段が最初に乗員拘束を要とする判定信号を出力した後に、乗員拘束を要とする判定信号の出力が通常ではあり得ないような設定時間の間継続すると、通電停止手段がモータに対する通電を停止し、それによってウェビングによる乗員拘束を中止する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用シートベルト装置において、前記通電停止手段は、前記モータに対する通電を停止したときに、異常判定信号を出力することを特徴とすることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、乗員拘束を要とする判定信号の出力が通常ではあり得ないような設定時間の間継続されたときにモータに対する通電が強制的に停止されるため、モータによる乗員拘束が必要以上継続されることがなくなり、不要な拘束によって乗員に不快感を与えることがなくなる。

請求項２に記載の発明によれば、通電停止手段がモータに対する通電を停止したときに異常判定信号を出力するため、センサ類等の異常を速やかに検出することができる。

この発明の一実施形態のシートベルト装置の概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置のリトラクタとコントローラの概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置のリトラクタの概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の制御の流れを示すフローチャートである。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明にかかるシートベルト装置１の全体概略構成を示すものであり、同図中２は、乗員３の着座するシートである。この実施形態のシートベルト装置１は、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
ウェビング５は、初期状態ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。また、このシートベルト装置１は、車両の挙動が不安定になったとき等に電動式のモータ１０によって自動的にウェビング５の巻取り調整を実行する。

リトラクタ４は、図２に示すようにケーシング（図示せず）に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されるとともに、ケーシングの一端側にベルトリール１２の軸が突出している。このベルトリール１２は、動力伝達機構１３を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されている。動力伝達機構１３は、モータ１０の回転を減速してベルトリール１２に伝達する。また、リトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、ベルトリール１２とモータ１０が後述するクラッチ２０によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。

また、リトラクタ４には、ベルトリール１２の回転位置を検出する回転センサ１１（位置検出手段）が設けられている。この回転センサ１１は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁され、ベルトリール１２と一体に回転する磁性円板と、この磁性円板の外周縁部に近接配置された一対のホール素子と、ホール素子の検出信号を処理するセンサ回路とから成り、センサ回路で処理されたパルス信号がコントローラ２１に出力されるようになっている。
この場合、ベルトリール１２の回転に応じてセンサ回路からコントローラ２１に入力されたパルス信号は、ベルトリール１２の回転量や、回転速度、回転方向等を検出するのに用いられる。つまり、コントローラ２１においては、パルス信号をカウントすることによってベルトリール１２の回転量（ウェビング５の巻取り量・引き出し量）を検出し、パルス信号の変化速度（周波数）を演算することによってベルトリール１２の回転速度（ウェビング５の巻取り・引き出し速度）を求め、さらに、両パルス信号の波形の立ち上がりの比較によってベルトリール１２の回転方向を検出する。

図３は、動力伝達機構１３の具体的な構成を示すものである。
動力伝達機構１３は、サンギヤ１４が駆動入力用の外歯１５に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ１６を支持するキャリア１７がベルトリール１２の軸に結合されている。そして、プラネタリギヤ１６に噛合したリングギヤ１８の外周側には複数のラチェット歯（図示省略）が形成され、このラチェット歯がクラッチ２０の一部を構成するようになっている。このクラッチ２０は、コントローラ２１によるモータ１０の駆動力の制御によってモータ１０とベルトリール１２の間の動力伝達系を適宜断切する。

動力伝達機構１３のモータ側動力伝達系２２は、サンギヤ１４と一体の外歯１５に常時噛合される小径の第１コネクトギヤ２３と、この第１コネクトギヤ２３と同軸にかつ一体に回転し得るように設けられた大径の第２コネクトギヤ２４と、この第２コネクトギヤ２４とモータギヤ２５（モータ１０の回転軸１０ａと一体。）の間にあって動力伝達可能に常時噛合される第１，第２アイドラギヤ２６，２７と、から構成されている。モータ１０の正転方向の駆動力は、各ギヤ２５，２７，２６を通して第２，第１コネクトギヤ２４，２３へと伝達され、さらに外歯１５を介してサンギヤ１４に伝達された後にプラネタリギヤ１６とキャリア１７を介してベルトリール１２に伝達される。このモータ１０の正転方向の駆動力は、ウェビング５を引き込む方向にベルトリール１２を回転させる。ただし、サンギヤ１４からプラネタリギヤ１６に伝達された駆動力は、リングギヤ１８が固定されているときに前記のようにすべてキャリア１７側に伝達されるが、リングギヤ１４の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ１６の自転によってリングギヤ１８を空転させる。クラッチ２０は、リングギヤ１４の回転のロックとロック解除を制御することによって、ベルトリール１２（キャリア１７）に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。

クラッチ２０は、リングギヤ１８の外周に設けられた上記のラチェット歯と、図示しないケーシングに回動可能に支持され、先端部がラチェット歯と噛合可能な図示しないパウルと、を備え、パウルは、モータ１０の正転方向の回転を契機としてラチェット歯と噛合し、モータ１０の逆転方向の回転を契機としてラチェット歯との噛合を解除するようになっている。したがって、クラッチ２０は、モータ１０が一度正転方向に駆動されると、リングギヤ１８をロックしてモータ１０とベルトリール１２を接続状態に維持し、その後にモータ１０が逆転方向に駆動されると、リングギヤ１８のロックを解除してモータ１０とベルトリール１２を遮断状態にする。

ところで、コントローラ２１の入力側には、図２に示すように回転センサ１１の他に、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ３０や、車両の左右方向の加速度を検出する横加速度センサ３１、車両のヨー方向の角加速度を検出するヨーレートセンサ３２、モータ１０に通電されている電流を検出する電流センサ４０等が接続されている。また、コントローラ２１は、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）システム３３等の他のシステムのコントローラとの間で車内通信網を通して信号の送受信が行われるようになっている。
なお、この実施形態のおいては、前後加速度センサ３０、横加速度センサ３１、ヨーレートセンサ３２や、ＶＳＡシステム３３との通信部等が車両の状態を検出する車両状態検出手段を構成している。

また、コントローラ２１は、横加速度センサ３１やヨーレートセンサ３２等からの入力信号を基にしてモータ１０による乗員拘束の要否を判定し、その判定信号を出力する拘束要否判定手段３４と、車両状態に応じてモータ１０に通電する電流量を制御する電流制御手段３５と、拘束要否判定手段３４による拘束を要とする判定信号が設定時間以上継続して出力されたときに、モータ１０に対する通電を停止する通電停止手段３６と、を備えている。また、コントローラ２１の出力側には、警告ランプ４１（異常報知手段）が接続されている。通電停止手段３６は、モータ１０に対する通電を停止したときに異常判定信号を出力し、警告ランプ４１はその異常判定信号を受けて点灯するようになっている。

コントローラ２１は、横加速度センサ３１やヨーレートセンサ３２等から入力される車両状態信号を受け、ウェビング５による乗員拘束が必要である場合にはそのときの車両状態に応じて電流制御手段３５がモータ１０に通電する電流量を制御するが、ここでの電流量の制御は、例えば、回転センサ１１でベルトリール１２の回転位置をフィードバックしつつ、ベルトリール１２の巻取り位置が目標位置に近づくように電流を増減させる。

以下、このシートベルト装置１のコントローラ２１による制御の一例を図４のフローチャートを基にして説明する。なお、この例での制御は、例えば、連続した屈曲路や滑りやすい路面等を走行する状況を想定している。
最初に、ステップＳ１０１においては、乗員の個別情報や予め設定した情報があればそれを読み込み、つづく、ステップＳ１０２においては、モータ１０を巻取り作動させることによってウェビング５の弛みを取り除く。ステップＳ１０３においては、ウェビング５が乗員に密着して弛みが取り除かれたか否かを判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０２に戻り、Ｙｅｓになるまでモータ１０による巻取り作動が続けられる。
ステップＳ１０３でＹｅｓになると、次のステップＳ１０４に進み、このときのベルトリール１２の回転位置を巻取り基準位置として記憶する。

ステップＳ１０５においては、車両状態が規定の状態から許容量を超えて変化したか否か、例えば、横加速度センサ３１やヨーレートセンサ３２等の検出値が規定値以上になったか否かや、ＶＳＡシステム３３等から作動信号が送信されたか否かを判定する。ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１０６に進み、Ｎｏの場合には待機する。
ステップＳ１０６においては、現在の車両状態等に応じて、ベルトリール１２の回転目標位置Ｘ１（ウェビング１２の巻取り目標位置）を設定するとともに、電流制御時間を管理するためのタイマーをリセットし、つづく、ステップＳ１０７において、モータ１０を予め設定した初期電流量で正転方向に回転させる。
ステップＳ１０８においては、ベルトリール１２の現在位置Ｘが目標位置Ｘ１と等しくないか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１０９に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１１３に進む。
ステップＳ１０９では、現在位置Ｘと目標位置Ｘ１との乖離幅（ずれ）が設定値以上であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１１０に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１１３に進む。
ステップＳ１１０では、現在位置Ｘが目標位置Ｘ１よりも小さいか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合には、ステップＳ１１１に進んでモータ１０に対する通電量を増加し、Ｎｏの場合には、ステップＳ１１２に進んでモータ１０に対する通電量を減少させる。これらのステップＳ１１１，Ｓ１１２の後にはステップＳ１１３へと進む。
ステップＳ１１３においては、横加速度センサ３１やヨーレートセンサ３２等からの入力信号を基にして車両状態が安定したか否かを判定し、Ｙｅｓの場合には処理を終了し、Ｎｏの場合にはステップＳ１１４へと進む。

ステップＳ１１４においては、車両状態が規定の状態から許容量を超えて変化したものと最初に判定されてから（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）設定時間を経過したか否を判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１１５に進み、Ｎｏの場合には、再度ステップＳ１０８に戻ってモータ１０の通電電流の増減制御を継続する。なお、ステップＳ１１４で用いる設定時間は、通常の乗員拘束ではあり得ない長い時間に設定されている。
設定時間が経過してステップＳ１１５に進んだ場合には、モータ１０に対する通電を停止してウェビング１２による拘束制御を強制的に終了するとともに、警告ランプ４１を点灯させて入力側のセンサ類に故障が生じたことを乗員に知らせる。
なお、ステップＳ１１４，Ｓ１１５の処理は通電停止手段３６の機能に相当する。

以上のように、このシートベルト装置１では、拘束要否判定手段３４から拘束を要とする判定信号が設定時間以上継続して出力されたときに、通電停止手段３６がモータ１０に対する通電を停止して拘束制御を強制的に終了するため、センサ類等に何等かの故障が生じて本来の拘束制御ができない状況においても、ウェビング５による乗員拘束が必要以上に継続されることがなく、ウェビング５による不要な拘束によって乗員に不快感を与えることがない。

また、このシートベルト装置１においては、通電停止手段３６がモータ１０に対する通電を停止して拘束制御を終了するときに、センサ類等に異常があるものとして警告ランプ４１を点灯させるため、センサ類の故障を乗員に速やか知らせることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、通電停止手段３６がモータ１０に対する通電を停止したときに、異常判定信号を警告ランプ４１に出力するようにしているが、異常判定信号は他のＶＳＡ等の他のシステムに送信するようにしても良い。

１…シートベルト装置
１０…モータ
１２…ベルトリール
３０…前後加速度センサ（車両状態検出手段）
３１…横加速度センサ（車両状態検出手段）
３２…ヨーレートセンサ（車両状態検出手段）
３３…ＶＳＡシステム（車両状態検出手段）
３４…拘束要否判定手段
３５…電流制御手段
３６…通電停止手段

Claims (2)

1. ウェビングが巻回されるベルトリールと、
   前記ベルトリールを回転駆動するモータと、
   前記モータに通電する電流量を制御する電流制御手段と、
   車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記車両状態検出手段の検出結果に基いて前記ウェビングによる乗員拘束の要否を判定し、その判定信号を出力する拘束要否判定手段と、
   前記拘束要否判定手段による拘束を要とする判定信号の出力が設定時間以上継続したときに前記モータに対する通電を停止する通電停止手段と、を備えたことを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 前記通電停止手段は、前記モータに対する通電を停止したときに、異常判定信号を出力することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートベルト装置。

Images