JP2012030753A - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の拘束動作を行なう。
【解決手段】車両用シートベルト装置１の制御装置４６は、バックルスイッチ（バックルＳＷ）によりタングプレート８のバックル９への装着の解除が検出された場合に、モータ１０の電流を第１電流として、第１の張力でウェビング５を所定の全格納位置まで巻き取る。制御装置４６は、車両ドアが閉状態であることがドアスイッチ（ドアＳＷ）により検出され、かつ、第１の張力でウェビング５が所定の全格納位置まで巻き取られた後には、モータ１０の電流を変更（つまり第１電流から第２電流まで増大）して第１の張力よりも高い第２の張力でベルトリール１４をウェビング５の巻き取り方向に駆動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用シートベルト装置に関する。

従来、例えばシートベルトのウェビングを巻き取り方向に第１の付勢力で付勢する第１スプリングと、ウェビングを巻き取り方向に第２の付勢力で付勢する第２スプリングと、第２スプリングの付勢力を調整可能なモータとを備える車両用乗員拘束装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用乗員拘束装置では、タングプレートのバックルへの装着時には、所定の距離の範囲だけウェビングに第１スプリングの第１の付勢力のみが付与するように設定され、タングプレートのバックルへの非装着時には、モータにより第２スプリングの付勢力とは反対方向にトルクを付与するように設定されている。

特許第３９００１４６号公報

ところで、上記従来技術に係る車両用乗員拘束装置においては、タングプレートのバックルへの装着と非装着とが繰り返されたときに、ウェビングの巻き取りに弛みが生じる場合があり、乗員保護動作の実行時に所望の拘束動作を行なうことができない虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、所望の拘束動作を行なうことが可能な車両用シートベルト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両用シートベルト装置は、車両の座席に着座した乗員を拘束可能なウェビング（例えば、実施の形態でのウェビング５）が巻回されるベルトリールと、タングプレート（例えば、実施の形態でのタングプレート８）のバックル（例えば、実施の形態でのバックル９）への装着または非装着を検出して検出結果を出力するバックル状態検出手段（例えば、実施の形態でのバックルスイッチ（バックルＳＷ）６２）と、前記座席に着座した乗員の有無を検知する乗員検知手段と、前記バックル状態検出手段により前記装着の解除が検出された場合に、第１の張力で前記ウェビングを格納位置まで巻き取る第１の駆動手段（例えば、実施の形態でのモータ１０）と、前記乗員検知手段により前記乗員の不在が検知され、かつ、前記第１の駆動手段により前記ウェビングが前記格納位置まで巻き取られた後、前記第１の張力よりも高い第２の張力で前記ベルトリールを巻き取り方向に駆動させる第２の駆動手段（例えば、実施の形態でのモータ１０が兼ねる）とを備える。

さらに、本発明の第２態様に係る車両用シートベルト装置では、前記第２の駆動手段は、電動モータであって、前記第２の張力で前記ウェビングを巻き取り中に前記電動モータへの供給電流が所定値以上になったとき、前記電動モータの回転を停止する。

さらに、本発明の第３態様に係る車両用シートベルト装置では、前記第２の駆動手段は、前記ウェビングの張力を前記第１の張力から前記第２の張力に徐々に変化させる。

さらに、本発明の第４態様に係る車両用シートベルト装置では、前記乗員検知手段は、前記ウェビング側のドアの開閉状態を検出するドア開閉状態検出手段（例えば、実施の形態でのドアスイッチ（ドアＳＷ）６３）を備え、前記ドア開閉状態検出手段により前記ドアが開状態から閉状態に変化したことが検出された場合に前記乗員が不在であると検知する。

本発明の第１態様に係る車両用シートベルト装置によれば、ベルトリールとウェビング間に弛みが生じることを防止あるいは弛みを解消することができ、緊急時に弛み分の巻き取りが不要になるので、巻き取り時間を短縮することができる。
さらに、本発明の第２態様に係る車両用シートベルト装置によれば、電動モータが正転または逆転することによりベルトリールとウェビング間に弛みが生じることを防止あるいは弛みを解消することができ、緊急時に弛み分の巻き取りが不要になるので、巻き取り時間を短縮することができる。
さらに、本発明の第３態様に係る車両用シートベルト装置によれば、ウェビングの張力を第１の張力から第２の張力に徐々に変更するので、ウェビングの弛みを確実に取ることができる。
さらに、本発明の第４態様に係る車両用シートベルト装置によれば、ウェビング側のドアの開閉状態によって乗員の有無を容易に検知することができる。

本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置のモータに通電される電流の時間変化の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の車両用シートベルト装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施の形態による車両用シートベルト装置１は、例えば図１に示すように、シート２に着座する乗員３を拘束可能な所謂三点式のシートベルト装置であり、センタピラー（図示略）に取付けられたリトラクタ４からウェビング５が略鉛直方向上方に引き出され、このウェビング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との間にはタングプレート８が挿通されており、このタングプレート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（例えば、未装着状態）ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３によってベルトリール１４から引き出されて、タングプレート８がバックル９に装着固定されることにより、乗員３の身体（例えば、胸部および腰部など）をシート２に対して拘束する。
この車両用シートベルト装置１では、ベルトリール１４をウェビング５の巻き取り方向に付勢する巻き取りばね（図示略）の付勢力と、ベルトリール１４に直結されて制御装置４６によって制御されるモータ１０の正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）のトルクおよび逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）のトルクとによって、ウェビング５の巻き取り操作と、引き出し操作とが行なわれる。

リトラクタ４では、例えば図２に示すように、ウェビング５が巻回されたベルトリール１４がリトラクタフレーム（図示略）に回転可能に支持され、ベルトリール１４の軸１４ａがリトラクタフレームの一端側から外部に向かい突出している。ベルトリール１４の軸１４ａは、モータ１０の回転軸１０ａに直結されている。
なお、リトラクタ４は、例えば車両に所定値を超える減速度が作用した場合などに、ウェビング５の送り出しを機械的にロックする緊急ロック機構２０を備えている。

リトラクタ４には、ベルトリール１４の回転位置を検出する回転センサ２４が備えられている。回転センサ２４は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に現れるように着磁され、ベルトリール１４と一体に回転する磁性回転子２１と、この磁性回転子２１の外周縁部に非接触状態で近接配置された一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂと、一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂの検出信号を処理するセンサ回路４５とを備えて構成されている。

ベルトリール１４の回転に応じてセンサ回路４５から制御装置４６に入力されたパルス信号は、ベルトリール１４の回転量、回転速度、回転方向などを検出するために用いられる。つまり、制御装置４６は、パルス信号を計数することによってベルトリール１４の回転量（つまり、ウェビング５の引き出し量）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１４の回転速度（つまり、ウェビング５の巻き取り速度または引き出し速度）を算出し、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１４の回転方向を検出する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの電子回路により構成される制御装置４６には、例えば、イグニッションのオンまたはオフを検出して検出結果の信号を出力するイグニッションスイッチ６１と、バックル９に対するタングプレート８の装着または非装着を検出して検出結果の信号を出力するバックルスイッチ（バックルＳＷ）６２と、ウェビング５側の車両ドアの開状態または閉状態を検出して検出結果の信号を出力するドアスイッチ（ドアＳＷ）６３と、車両の雰囲気温度を検出して検出結果の信号を出力する雰囲気温度センサ６４と、モータ１０の温度を検出して検出結果の信号を出力するモータ温度センサ６５と、モータ１０に通電される電流を検出して検出結果の信号を出力する電流センサ６６と、車両の加速度および減速度および速度およびヨーレートなどの走行状態量を検出して検出結果の信号を出力する状態量センサ６７となどが接続されている。

制御装置４６は、一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂから出力される各パルス信号からベルトリール１４の回転位置を算出し、この回転位置を巻き取り位置として出力する。そして、巻き取り位置に応じて、モータ１０への通電時における制御目標（例えば、目標電流および目標速度など）を設定して、モータ１０へ通電する電流を制御する。

制御装置４６は、例えば図３に示す時刻ｔ０のように車両ドアが開状態であることがドアスイッチ（ドアＳＷ）６３により検出されると、モータ１０を逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）に駆動させるようにして電流を徐々に増大させる。そして、巻き取りばねによってベルトリール１４に付勢されるウェビング５の巻き取り方向の付勢力を相殺する程度の駆動力がモータ１０から出力される状態で電流を維持する。これにより、ベルトリール１４から引き出されるウェビング５に対して戻り感が生じない（つまり、操作者がウェビング５を引き出し易い）状態になる。

そして、制御装置４６は、例えば図３に示す時刻ｔ１のようにバックルスイッチ（バックルＳＷ）６２から装着を示す信号が出力されると、モータ１０を逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）に駆動させる電流を低減し、モータ１０の駆動力よりも巻き取りばねによるウェビング５の巻き取り方向の付勢力がより大きくなるように設定する。これにより、乗員を拘束するウェビング５の弛みが巻き取りばねの付勢力によって解消される。

そして、制御装置４６は、例えば図３に示す時刻ｔ２のようにバックルスイッチ（バックルＳＷ）６２から非装着（つまり、装着解除）を示す信号が出力されると、所定時間後の時刻ｔ３において、モータ１０に所定の第１電流を印加する。この所定の第１電流は、モータ１０を正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）に駆動させて、巻き取りばねによる付勢力に合成されるモータ１０の駆動力によって、ウェビング５に所定の第１の張力を作用させるために要する電流である。これにより、ウェビング５は所定の第１の張力で所定の全格納位置まで巻き取られる。
なお、この場合には、例えば図３に示す破線のように、モータ１０の電流を所定の第１電流まで徐々に増大させてもよい。これにより、例えばモータ１０の電流を所定の第１電流までステップ状に増大させる場合に比べて、ウェビング５が急激に巻き取られてしまうことを防止して、例えばタングプレート８が車室内装などに強当りすることを防止することができる。

そして、制御装置４６は、例えば図３に示す時刻ｔ４のように 車両ドアが閉状態であることがドアスイッチ（ドアＳＷ）６３により検出され、かつ、第１の張力でウェビング５が所定の全格納位置まで巻き取られた後には、モータ１０の電流を変更（つまり第１電流から第２電流まで増大）して第１の張力よりも高い第２の張力でベルトリール１４をウェビング５の巻き取り方向に駆動させる。これにより、ウェビング５は所定の第１の張力よりも高い第２の張力で巻き締めが行なわれて、ウェビング５の弛みが解消される。
なお、この場合には、例えば図３に示す破線のように、モータ１０の電流を所定の第２電流まで徐々に増大させてもよい。これにより、例えばモータ１０の電流を所定の第２電流までステップ状に増大させる場合に比べて、ウェビング５の弛みを緩やかに解消することができる。

この実施形態による車両用シートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、この車両用シートベルト装置１の動作、特に、車両ドアが閉状態に変化した後のウェビング５の巻き締め動作について説明する。

先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、車両ドアが開状態から閉状態に変化したことがドアスイッチ（ドアＳＷ）６３により検出されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。

そして、ステップＳ０２においては、モータ１０の通電量を変更（つまり第１電流から第２電流まで増大）して第１の張力よりも高い第２の張力でベルトリール１４をウェビング５の巻き取り方向に駆動させる巻き締めを開始する。
そして、ステップＳ０３においては、巻き締め開始から所定時間が経過したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０４に進み、このステップＳ０４においては、低電流モードとして、モータ１０の電流を所定の第１電流から所定の第２電流まで徐々に増大させ、後述するステップＳ０６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進み、このステップＳ０５においては、通常電流モードとして、モータ１０の電流を所定の第２電流として、後述するステップＳ０６に進む。

そして、ステップＳ０６においては、モータ１０の電流の検出値が所定電流以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ウェビング５の巻き締めによってウェビング５の弛みが解消された後に、さらにモータ１０を正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）に回転させるべく電流が所定の第２電流を超えて過大に増大していると判断して、ステップＳ０７に進む。
そして、ステップＳ０７においては、モータ１０への通電を停止して、エンドに進む。

上述したように、本発明の実施形態による車両用シートベルト装置１によれば、モータ１０が正転または逆転することによりベルトリール１４とウェビング５間に弛みが生じることを防止することができ、緊急時に弛み分の巻き取りが不要になるので、巻き取り時間を短縮することができる。
さらに、ウェビング５の張力を第１の張力から第２の張力に徐々に変更するので、ウェビング５の弛みを確実に取ることができる。

なお、上述した実施の形態においては、モータ１０はベルトリール１４に直結されるとしたが、これに限定されず、例えば、ベルトリール１４の軸１４ａは、動力断接用のクラッチおよびギヤ機構（図示略）を具備する動力伝達機構を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されてもよい。
また、上述した実施の形態においては、モータ１０の駆動力によってウェビング５に所定の第１の張力と第２の張力とを付与するとしたが、これに限定されず、モータ１０以外の他の手段、例えば付勢力の異なる複数の巻き取りばねなどを用いて第１の張力と第２の張力との異なる張力を付与してもよいし、モータ１０と他の手段との組み合わせを変更して第１の張力と第２の張力との異なる張力を付与してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、車両ドアが閉状態であることがドアスイッチ（ドアＳＷ）６３により検出され、かつ、第１の張力でウェビング５が所定の全格納位置まで巻き取られた後に巻き締めを行なうとしたが、これに限定されず、ドアスイッチ（ドアＳＷ）６３の代わりに、車両の座席に着座した乗員の有無を直接的に検知する乗員検知装置を用いてもよい。乗員検知装置は、例えば、座席に作用する重量や圧力を検出するセンサや、車室内を撮像するカメラなどにより構成される。
この場合には、乗員が不在であることが乗員検知装置により検知され、かつ、第１の張力でウェビング５が所定の全格納位置まで巻き取られた後に巻き締めを行なう。

なお、上述した実施の形態においては、図３に示す時刻ｔ０において車両ドアが開状態であることがドアスイッチ（ドアＳＷ）６３により検出されると、モータ１０を逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）に駆動させるようにして電流を徐々に増大させるとしたが、これに限定されず、ドアスイッチ（ドアＳＷ）６３の代わりに、回転センサ２４を用いてもよい。
この場合には、図３に示す時刻ｔ０においてウェビング５の引き出しが回転センサ２４により検出されると、モータ１０を逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）に駆動させるようにして電流を徐々に増大させる。

１ 車両用シートベルト装置
５ ウェビング（シートベルト）
８ タングプレート
９ バックル
１０ モータ（第１の駆動手段、第２の駆動手段）
４６ 処理装置（制御手段）
６２ バックルスイッチ（バックルＳＷ）（バックル状態検出手段）
６３ ドアスイッチ（ドアＳＷ）（ドア開閉状態検出手段）

Claims (4)

1. 車両の座席に着座した乗員を拘束可能なウェビングが巻回されるベルトリールと、
   タングプレートのバックルへの装着または非装着を検出して検出結果を出力するバックル状態検出手段と、
   前記座席に着座した乗員の有無を検知する乗員検知手段と、
   前記バックル状態検出手段により前記装着の解除が検出された場合に、第１の張力で前記ウェビングを格納位置まで巻き取る第１の駆動手段と、
   前記乗員検知手段により前記乗員の不在が検知され、かつ、前記第１の駆動手段により前記ウェビングが前記格納位置まで巻き取られた後、前記第１の張力よりも高い第２の張力で前記ベルトリールを巻き取り方向に駆動させる第２の駆動手段とを備えることを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 前記第２の駆動手段は、電動モータであって、前記第２の張力で前記ウェビングを巻き取り中に前記電動モータへの供給電流が所定値以上になったとき、前記電動モータの回転を停止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。
3. 前記第２の駆動手段は、前記ウェビングの張力を前記第１の張力から前記第２の張力に徐々に変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用シートベルト装置。
4. 前記乗員検知手段は、前記ウェビング側のドアの開閉状態を検出するドア開閉状態検出手段を備え、
   前記ドア開閉状態検出手段により前記ドアが開状態から閉状態に変化したことが検出された場合に前記乗員が不在であると検知することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかひとつに記載の車両用シートベルト装置。

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