JP2012096685A - シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の身体の動きに応じてベルトの張力の制御を適切に行なう。
【解決手段】シートベルト装置１のモータ制御部５４は、状態量センサ６７により検出された加速度が所定値以下である場合に、引出巻取量検出部５１によりウェビング５の引き出し量が検出された場合には、ベルト速度算出部５２により算出された引き出し速度が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を増大傾向に変化させる、あるいは、状態量センサ６７により検出された加速度が所定値以下である場合に、引出巻取量検出部５１によりウェビング５の巻き取り量が検出された場合には、ベルト速度算出部５２により算出された巻き取り速度が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を低下傾向に変化させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、シートベルト装置に関する。

従来、例えば、危険のない状態ではシートベルトを無張力状態にして、乗員の身体の動きに対応するベルトの引き出し量を連続的に監視し、引き出し量が所定値を超えると再び張力を加えるシートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−８４０６９号公報

ところで、上記従来技術に係るシートベルト装置においては、単にベルトの引き出し量に応じてベルト張力が制御されるだけであり、ベルト張力の制御に乗員の身体の動きを詳細に反映させることはできず、例えば乗員の身体の動きの方向にかかわらずに過剰なベルト張力が印加されることで首振られ状態が生じる場合があり、乗員に違和感を与えてしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、乗員の身体の動きに応じてベルトの張力の制御を適切に行なうことが可能なシートベルト装置を提供することを目的としている。

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態様に係るシートベルト装置は、乗員を拘束するためのベルト（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（例えば、実施の形態でのベルトリール１４）と、前記ベルトリールの前記ベルトの引き出し量または巻き取り量を検出する引出巻取量検出手段（例えば、実施の形態での引出巻取量検出部５１）と、前記引出巻取量検出手段の検出結果に基づき、前記ベルトの引き出し速度または巻き取り速度を算出するベルト速度算出手段（例えば、実施の形態でのベルト速度算出部５２）と、車両の加速度を検出する加速度検出手段（例えば、実施の形態での状態量センサ６７）と、前記ベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、実施の形態でのモータ１０）と、前記モータの駆動電流を制御する制御手段（例えば、実施の形態でのモータ制御部５４）とを備え、前記制御手段は、前記加速度検出手段により検出された前記加速度が所定値以下である場合に、前記引出巻取量検出手段により前記ベルトの前記引き出し量が検出された場合には、前記ベルト速度算出手段により算出された前記引き出し速度が速くなることに伴い、前記モータの前記駆動電流を増大傾向に変化させる、あるいは、前記加速度検出手段により検出された前記加速度が所定値以下である場合に、前記引出巻取量検出手段により前記ベルトの前記巻き取り量が検出された場合には、前記ベルト速度検出手段により算出された前記巻き取り速度が速くなることに伴い、前記モータの前記駆動電流を低下傾向に変化させる。

さらに、本発明の第２態様に係るシートベルト装置では、前記引出巻取量検出手段は、前記ベルトリールの前記ベルトの引き出し方向または巻き取り方向を検出可能であって、前記加速度検出手段により検出された前記加速度の方向と、前記引出巻取量検出手段により検出された前記ベルトの前記引き出し方向または前記巻き取り方向とが同一方向であるか否かを判定する方向判定手段（例えば、実施の形態での方向判定部５３）を備え、前記制御手段は、前記方向判定手段によって前記加速度の方向と前記ベルトの前記引き出し方向または前記巻き取り方向とが同一方向であると判定された場合に、前記モータの前記駆動電流を制御する。

本発明の第１態様に係るシートベルト装置によれば、ベルトの引き出し量が検出されることでベルトの動きが引き出し方向であると判断される場合には、乗員の身体がシートから離れる方向に移動していると判断することができる。この場合には、ベルトの引き出し速度が速くなることに伴い、乗員の身体がシートから離れる速度が速くなると判断して、モータの駆動電流を所定の最大駆動電流に向かい増大傾向に変化させて、ベルトリールによるベルトの巻き取り方向の張力を増大させる。

これにより、ベルトの引き出し速度が遅い状態で過剰な張力が作用することを防止して、乗員の身体の動きが過剰に規制されてしまうことを防止して、乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
一方、ベルトの引き出し速度が速い状態では、適切な大きさの張力を作用させることで、所望の安全性を確保することができる。

また、ベルトの巻き取り量が検出されることでベルトの動きが巻き取り方向であると判断される場合には、乗員の身体がシートに近づく方向に移動していると判断することができる。この場合には、ベルトの巻き取り速度が速くなることに伴い、乗員の身体がシートに近づく速度が速くなると判断して、モータの駆動電流を所定の最小駆動電流に向かい低下傾向に変化させて、ベルトリールによるベルトの巻き取り方向の張力を低下させる。

これにより、ベルトの巻き取り速度が速い状態で過剰な張力が作用することを防止して、例えばシートでの跳ね返りなどの動きを許容して、乗員の身体の動きが過剰に規制されてしまうことを防止して、乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
一方、ベルトの巻き取り速度が遅い状態では、適切な大きさの張力を作用させることで、所望の安全性を確保することができる。

本発明の第２態様に係るシートベルト装置によれば、ベルトの引き出し方向または巻き取り方向、つまり乗員の移動方向と、車両の加速度の方向とが同一方向であると判定された場合にモータの駆動電流を制御する。
これにより、乗員の移動方向（例えば、前方と後方となど）と車両の加速度（例えば、前方への加速と減速となど）との組み合わせに応じて詳細にモータの駆動電流を制御することができ、乗員に違和感を与えること無しに所望の安全性を確保することができる。

本発明の実施の形態に係る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シートベルト装置の処理装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置における乗員移動速度とモータの駆動電流との対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の動作、特に、乗員の移動速度に応じてモータの駆動電流を制御する動作のフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係るシートベルト装置について添付図面を参照しながら説明する。

本実施の形態の形態によるシートベルト装置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ている。
そして、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。
このシートベルト装置１では、例えば緊急時や車両挙動の変化時などにおいて、ベルトリール１４に回転力を付与するモータ１０の駆動力などによってウェビング５の巻き取りが行なわれる。

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、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１８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１８内のクラッチは、モータ１０の回転状態に応じて、モータ１０とベルトリール１４との接続を遮断可能である。
リトラクタ４には、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）が設けられ、ベルトリール１４とモータ１０がクラッチによって切り離された状態において、巻き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。
なお、クラッチは、モータ１０の正転方向（ウェビング５の巻き取り方向）の回転と、逆転方向（ウェビング５の引き出し方向）の回転とに対応して、接続状態と遮断状態とに切り替え操作されるようになっている。
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から処理装置（ＥＣＵ）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、処理装置（ＥＣＵ）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処理装置４６は、例えば、引出巻取量検出部５１と、ベルト速度算出部５２と、方向判定部５３と、モータ制御部５４とを備えて構成されている。
そして、処理装置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、車両ドアの開または閉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。

引出巻取量検出部５１は、一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂから出力される各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の引き出し量または巻き取り量）および回転方向（つまり、ウェビング５の引き出し方向または巻き取り方向）を検出する。

ベルト速度算出部５２は、引出巻取量検出部５１の検出結果に基づき、ベルトリール１４の回転速度、つまりウェビング５の引き出し速度または巻き取り速度を算出する。
方向判定部５３は、状態量センサ６７により検出された車両の加速度の方向と、引出巻取量検出部５１により検出されたウェビング５の引き出し方向または巻き取り方向（つまり、乗員の移動方向）とが同一方向であるか否かを判定する。

モータ制御部５４は、引出巻取量検出部５１の検出結果と、ベルト速度算出部５２の算出結果と、方向判定部５３の判定結果とに基づいて、モータ１０の駆動時の目標電流および目標速度を設定し、モータ１０の駆動電流を制御する。

モータ制御部５４は、例えば、車両の加速度とウェビング５の引き出し方向または巻き取り方向（つまり、乗員の移動方向）とが同一方向であると判定された場合、かつ、車両の加速度が所定値以下である場合、かつ、ウェビング５の引き出し量が検出された場合には、ベルト速度算出部５２により算出されたウェビング５の引き出し速度が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を増大傾向に変化させる。

また、モータ制御部５４は、例えば、車両の加速度とウェビング５の引き出し方向または巻き取り方向（つまり、乗員の移動方向）とが同一方向であると判定された場合、かつ、車両の加速度が所定値以下である場合、かつ、引出巻取量検出部５１によりウェビング５の巻き取り量が検出された場合には、ベルト速度算出部５２により算出されたウェビング５の巻き取り速度が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を低下傾向に変化させる。

モータ制御部５４は、ウェビング５の引き出し量が検出されることでウェビング５の動きが引き出し方向であると判断される場合には、乗員の身体がシート２から離れる方向に移動していると判断する。この場合には、例えば図３（Ａ）に示すように、ウェビング５の引き出し速度が速くなることに伴い、乗員の身体がシート２から離れる速度（前方への乗員移動速度（前方向））が速くなると判断して、モータ１０の駆動電流を所定の最大駆動電流に向かい増大傾向に変化させて、ベルトリール１４によるウェビング５の巻き取り方向の張力を増大させる。

これにより、ウェビング５の引き出し速度が遅い状態で過剰な張力が作用することを防止して、乗員の身体の動きが過剰に規制されてしまうことを防止して、乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
一方、ウェビング５の引き出し速度が速い状態では、適切な大きさの張力を作用させることで、所望の安全性を確保することができる。

また、モータ制御部５４は、ウェビング５の巻き取り量が検出されることでウェビング５の動きが巻き取り方向であると判断される場合には、乗員の身体がシート２に近づく方向に移動していると判断する。この場合には、例えば図３（Ｂ）に示すように、ウェビング５の巻き取り速度が速くなることに伴い、乗員の身体がシート２に近づく速度（後方への乗員移動速度（後方向））が速くなると判断して、モータ１０の駆動電流を所定の最小駆動電流に向かい低下傾向に変化させて、ベルトリール１４によるウェビング５の巻き取り方向の張力を低下させる。

これにより、ウェビング５の巻き取り速度が速い状態で過剰な張力が作用することを防止して、例えばシート２での跳ね返りなどの動きを許容して、乗員の身体の動きが過剰に規制されてしまうことを防止して、乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。
一方、ウェビング５の巻き取り速度が遅い状態では、適切な大きさの張力を作用させることで、所望の安全性を確保することができる。

この実施形態によるシートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、このシートベルト装置１の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、衝突回避あるいは衝突時の衝撃軽減などの動作の一部としてシートベルト装置１を制御する車両の走行安全システムの作動時であるか否かを判定する。
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。

次に、ステップＳ０２においては、車両の加速度とウェビング５の引き出し方向または巻き取り方向とに基づき、乗員の移動方向と車両の加速度の方向とは同一方向であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３に進み、このステップＳ０３においては、この時点での駆動電流を維持して、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Ｓ０４に進む。

次に、ステップＳ０４においては、乗員の移動方向は前方であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、車両の加速度が所定値（例えば、乗員の移動が生じる加速度であって、重力加速度Ｇによる０．３５Ｇなど）以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進む。

そして、ステップＳ０６においては、駆動電流を所定の最大駆動電流に設定して、リターンに進む。
また、ステップＳ０７においては、乗員の移動速度の増大に伴い、モータ１０の駆動電流が所定の最大駆動電流に向かい増大傾向に変化するように設定して、リターンに進む。

次に、ステップＳ０８においては、乗員の移動方向は後方であるか否かを判定する。
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Ｓ０９に進む。
そして、ステップＳ０９においては、車両の加速度が所定値（例えば、乗員の移動が生じる加速度であって、重力加速度Ｇによる０．３５Ｇなど）以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１に進む。

そして、ステップＳ１０においては、駆動電流を所定の最小駆動電流に設定して、リターンに進む。
また、ステップＳ１１においては、乗員の移動速度の増大に伴い、モータ１０の駆動電流が所定の最小駆動電流に向かい低下傾向に変化するように設定して、リターンに進む。

上述したように、本実施の形態によるシートベルト装置１によれば、乗員の移動速度と、乗員の移動方向および車両の加速度とに応じて、モータ１０の駆動電流つまりウェビング５に作用する張力を制御することにより、例えば衝突回避あるいは衝突時の衝撃軽減などの所定の車両制御の実行時における複雑な車両挙動に対して、所望の安全性を確保しつつ、乗員の身体の動きが過剰に規制されてしまうことを防止して、乗員に違和感を与えてしまうことを防止することができる。

例えば、乗員移動方向および車両の加速度の方向が前方である場合には、乗員移動速度（前方向）が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を所定の最大駆動電流に向かい増大傾向に変化させることで、乗員移動速度（前方向）が速い状態での所望の安全性の確保と、乗員移動速度（前方向）が遅い状態での乗員の身体の動きの過剰な規制の防止とに資することができる。
また、例えば、乗員移動方向および車両の加速度の方向が後方である場合には、乗員移動速度（後方向）が速くなることに伴い、モータ１０の駆動電流を所定の最小駆動電流に向かい低下傾向に変化させることで、乗員移動速度（前方向）が速い状態での乗員の身体の動きの過剰な規制の防止と、乗員移動速度（前方向）が遅い状態での所望の安全性の確保とに資することができる。

これらにより、例えば衝突回避あるいは衝突時の衝撃軽減などの所定の車両制御の実行時における複雑な車両挙動に対して、シート２での跳ね返りなどの乗員の身体の複雑な動きを許容して、乗員の身体の動きとウェビング５に作用する張力との対応が不適切になることを防止し、例えば首振られ状態などの不適切な運動状態が乗員の身体に生じることを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、乗員の移動速度の代わりに乗員の移動加速度を用いてモータ１０の駆動電流を制御してもよい。

１ シートベルト装置
５ ウェビング（ベルト）
１０ モータ
１４ ベルトリール
５１ 引出巻取量検出部（引出巻取量検出手段）
５２ ベルト速度算出部（ベルト速度算出手段）
５３ 方向判定部（方向判定手段）
５４ モータ制御部（制御手段）
６７ 状態量センサ（加速度検出手段）

Claims (2)

1. 乗員を拘束するためのベルトが巻回されるベルトリールと、
   前記ベルトリールの前記ベルトの引き出し量または巻き取り量を検出する引出巻取量検出手段と、
   前記引出巻取量検出手段の検出結果に基づき、前記ベルトの引き出し速度または巻き取り速度を算出するベルト速度算出手段と、
   車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記ベルトリールを回転駆動するモータと、
   前記モータの駆動電流を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記加速度検出手段により検出された前記加速度が所定値以下である場合に、前記引出巻取量検出手段により前記ベルトの前記引き出し量が検出された場合には、前記ベルト速度算出手段により算出された前記引き出し速度が速くなることに伴い、前記モータの前記駆動電流を増大傾向に変化させる、あるいは、
   前記加速度検出手段により検出された前記加速度が所定値以下である場合に、前記引出巻取量検出手段により前記ベルトの前記巻き取り量が検出された場合には、前記ベルト速度検出手段により算出された前記巻き取り速度が速くなることに伴い、前記モータの前記駆動電流を低下傾向に変化させる
   ことを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記引出巻取量検出手段は、前記ベルトリールの前記ベルトの引き出し方向または巻き取り方向を検出可能であって、
   前記加速度検出手段により検出された前記加速度の方向と、前記引出巻取量検出手段により検出された前記ベルトの前記引き出し方向または前記巻き取り方向とが同一方向であるか否かを判定する方向判定手段を備え、
   前記制御手段は、前記方向判定手段によって前記加速度の方向と前記ベルトの前記引き出し方向または前記巻き取り方向とが同一方向であると判定された場合に、前記モータの前記駆動電流を制御することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。

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