JP2012218558A - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高価なシステムを要することなく、ウェビングの張力を管理しつつショルダーアンカーの位置を適切な高さに自動調整できるようにする。
【解決手段】ショルダーアンカーの高さを調整する昇降アクチュエータ２５を設ける。モータ制御手段２２は、バックルスイッチ４３がＯＮになると、ウェビング５の張力が規定の範囲に維持されるように、張力検出手段の信号をフィードバック信号としてリトラクタ４のモータ１０を制御する。昇降制御手段２３は、ウェビング５の張力が規定の範囲に達したときに、モータ制御手段２２による張力維持制御が継続されたまま、ショルダーアンカーを初期位置から下方に変位させ、かつ、ウェビング５の張力が規定の範囲の張力を超える所定張力に達した時点でショルダーアンカーの変位を停止させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、シート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。

三点式のシートベルト装置として、車体のシート側部上方側に設置されるショルダーアンカーを上下方向に位置調整できるようにしたものが案出されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載のシートベルト装置は、ショルダーアンカーのアンカーベースが車体側部に昇降可能に設置され、車両の衝突時（衝突予測時）に、インフレータ等の推力によって下方に所定量変位させるようになっている。このシートベルト装置では、衝突時に、ショルダーアンカーの位置を下げることにより、ウェビングから乗員に作用する荷重を胸部だけでなく肩部にも分散させ、それによってウェビングから乗員の胸部に作用する衝撃を低減する。

また、特許文献２に記載のシートベルト装置は、ショルダーアンカーのアンカーベースが車体側部に昇降調整可能に設置されるとともに、シートに着座した乗員を撮影するための撮像手段が車室内に設置され、撮像手段に映る乗員の顔や頸部の位置を基にしてショルダーアンカーのアンカーベースの高さをアクチュエータによって自動調整するようになっている。このシートベルト装置においては、シートに着座した乗員の上半身の位置をその都度撮像手段によって検出し、その検出情報を基にしてウェビングの上部側の支持点を適正高さに調整することができる。

特開２００７−２５３７３４号公報 特開２００９−２２７０７９号公報

特許文献１に記載のシートベルト装置は、衝突時にのみショルダーアンカーが下方に変位するものであるため、衝突時以外の状況下では、ウェビングの上部側の支持点を乗員の上半身の適切な高さに調整することができない。

また、特許文献２に記載のシートベルト装置は、撮像手段に映る乗員の顔や頸部の位置を基にしてショルダーアンカーの高さを適切な高さに調整することができるものの、撮像手段とその制御のための高価なシステムが必要になり、製品コストが嵩むという不具合がある。
さらに、特許文献２に記載のシートベルト装置は、乗員の顔や頸部の位置のみを基にしてショルダーアンカーの位置を調整するものであるため、ショルダーアンカーの位置調整時にウェビングから乗員に作用する張力が必ずしも適切なものとはならず、調整時に乗員に違和感を与える可能性が考えられる。

そこでこの発明は、高価なシステムを要することなく、ウェビングの張力を管理しつつショルダーアンカーの位置を適切な高さに自動調整す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。

この発明に係る車両用シートベルト装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、ウェビングが巻回されるベルトリール（例えば、実施形態のベルトリール１２）と、このベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、実施形態のモータ１０）と、前記ベルトリールから引き出されたウェビングを車体のシート側部の上方側位置で折り返して支持するショルダーアンカー（例えば、実施形態のショルダーアンカー６）と、このショルダーアンカーの設置位置を昇降調整する昇降アクチュエータ（例えば、実施形態の昇降アクチュエータ２５）と、を備えたシートベルト装置であって、前記ウェビングの装着状態を検出する装着状態検出手段（例えば、実施形態のバックルスイッチ４３）と、前記ウェビングに作用する張力を検出する張力検出手段（例えば、実施形態の電流センサ４４）と、前記モータを制御するモータ制御手段（例えば、実施形態のモータ制御手段２２）と、前記昇降アクチュエータを制御する昇降制御手段（例えば、実施形態の昇降制御手段２３）と、をさらに備え、前記モータ制御手段は、前記装着状態検出手段が前記ウェビングの装着を検知したときに、前記ウェビングの張力が規定の範囲に維持されるように、前記張力検出手段の検出信号をフィードバック信号として前記モータを制御し、前記昇降制御手段は、前記モータ制御手段による前記モータの制御によって前記ウェビングの張力が規定の範囲に達したときに、前記モータ制御手段による張力維持制御が継続されたまま、前記ショルダーアンカーを初期位置から下方に変位させ、かつ、前記ウェビングの張力が前記規定の範囲の張力を超える所定張力に達した時点で前記ショルダーアンカーの変位を停止させるように前記昇降アクチュエータを制御することを特徴とするものである。
これにより、シートに着座した乗員がウェビングを装着して、そのことが装着状態検出手段によって検出されると、モータ制御手段が、張力検出手段の検出信号をフィードバック信号としてモータを駆動するようになる。こうしてウェビングの張力が規定の範囲に達すると、その後にモータ制御手段による張力維持制御が継続されたまま、昇降制御手段がショルダーアンカーを初期位置から下方に変位させる。このとき、ショルダーアンカーから乗員の上半身の前方を横切って延出するウェビングが乗員の肩部に掛かり、ウェビングの張力が急増して所定張力に達すると、その時点で昇降制御手段がショルダーアンカーの変位を停止させるようになる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用シートベルト装置において、前記装着状態検出手段が前記ウェビングの装着解除を検知したときには、前記モータ制御手段は、前記ウェビングを前記ベルトリールに収納するように前記モータを制御し、前記昇降制御手段は、前記ショルダーアンカーを初期位置まで上方に変位させることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、ウェビングの装着時に、モータ制御手段がウェビングの張力をほぼ一定に維持するようにモータを制御したまま、昇降制御手段がショルダーアンカーを下降させ、このとき、ウェビングが乗員の肩部に掛かってウェビングの張力が所定張力に達したところで、ショルダーアンカーの下降を停止するため、撮像装置等の高価なシステムを用いない簡単な構成でありながら、ウェビングの張力を適切に管理しつつ、ショルダーアンカーの位置を適切な高さに自動調整することができる。

請求項２に係る発明によれば、ウェビングの装着解除時には、モータ制御手段によるモータの制御によってウェビングを収納するとともに、昇降制御手段による昇降アクチュエータの制御によってショルダーアンカーを初期位置に戻すことができるため、常に、次回着座する乗員の使用に確実に備えることができる。

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アンカー昇降部の縦断面図である。 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、この実施形態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、三点式のシートベルト装置であり、車体のセンターピラーＰ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がセンターピラーＰの上部側に支持されたショルダーアンカー６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端側がシート２の車室外側寄りのアウタアンカー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のショルダーアンカー６とアウタアンカー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に所定量巻き取られており、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や、装着時にウェビング５に弛みがあるとき、さらにウェビング５をリトラクタ４に収納するとき等に電動式のモータ１０によってウェビング５の巻き取りを実行する。モータ１０は、コントローラ２１内に構成されるモータ制御手段２２によって制御される。

図２は、リトラクタ４とコントローラ２１の機能を説明するためのシートベルト装置１の概略構成図である。
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、クラッチ２０を含む動力伝達機構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。なお、クラッチ２０はモータ１０の正転を契機としてＯＮにされ、モータ１０の逆転を契機としてＯＦＦとされる。

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。

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、前後加速度センサ４０や横加速度センサ４１、ヨーレートセンサ４２等の車両状態を検出するためのセンサ類が接続されるとともに、タングプレート８とバックル９の脱着状態（ウェビング５の装着状態）を検出するバックルスイッチ４３（装着状態検出手段）と、モータ１０に通電される電流を検出する電流センサ４４と、が接続されている。なお、クラッチ２０を接続してモータ１０を駆動しているときには、ウェビング５に作用する張力はそのときのモータ１０の通電電流にほぼ比例するため、この実施形態においては、電流センサ４４をウェビング５の張力を検出する張力検出手段として用いている。

また、ウェビング５をシート２の側部上方側位置で支持するショルダーアンカー６は、昇降アクチュエータ２５を介してセンターピラーＰに昇降調整可能に設置されている。
図３は、昇降アクチュアータ２５の具体的な構造を拡大して示した図である。
同図に示すように、昇降アクチュエータ２５は、ブラケット２６を介してセンターピラーＰに固定設置されたねじ軸２７と、そのねじ軸２７に螺合された略円筒状のナット２８と、ナット２８を回転可能に保持する略筒状のアンカーベース２９と、を備え、アンカーベース２９が図示しないガイド機構を介してセンターピラーＰに昇降可能に、かつ回転を規制された状態で支持されている。ねじ軸２７は、車体上下方向に延出するように設置され、ショルダーアンカー６は、アンカーベース２９の外壁の側面に固定設置されている。また、ナット２８には、外歯を有するリングギヤ３０が同軸に設けられ、そのリングギヤ３０の外歯に電動式のモータ３１のモータギヤ３２が噛合されている。モータ３１は、アンカーベース２９に固定設置され、アンカーベース２９とともに上下方向に一体に変位するようになっている。また、モータ３１は、コントローラ２１内に構成される昇降制御手段２３によって制御される。

ところで、コントローラ２１内に構成されるモータ制御手段２２は、タングプレート８がバックル９に接続されることによってバックルスイッチ４３がＯＮになり、その信号がバックルスイッチ４３から入力されたときに、モータ１０の通電電流が規定の範囲に維持されるように（ウェビング５の張力が規定の範囲に維持されるように）、電流センサ４４の検出信号をフィードバック信号としてモータ１０を駆動制御する。このモータ制御手段２２の機能により、ウェビング５の弛みは除去される。
また、モータ制御手段２２は、バックルスイッチ４３がＯＦＦになり、その信号がバックルスイッチ４３から入力されたときに、モータ１０を正転方向に回転作動させる。このモータ制御手段２２の機能により、ウェビング５はベルトリール１２に巻取り収納される。

一方、コントローラ２１内に構成される昇降制御手段２３は、モータ制御手段２２によるモータ１０の制御によって通電電流が規定の範囲に達したときに（ウェビング５の張力が規定の範囲に達したときに）、モータ制御手段２２による電流維持制御（張力維持制御）が継続されたまま、ショルダーアンカー６を初期位置（最上昇位置）から下方に変位させ、かつ、このときリトラクタ４側のモータ１０の通電電流が前記規定の範囲を超える所定電流に達した時点でショルダーアンカー６の変位を停止させるように昇降アクチュエータ２５のモータ３１を制御する。
また、昇降制御手段２３は、バックルスイッチ４３がＯＦＦになり、その信号がバックルスイッチ４３から入力されたときに、ショルダーアンカー６を初期位置まで変位させるように昇降アクチュエータ２５のモータ３１を制御する。

以下、このシートベルト装置１の制御の一例を図４のフローチャートに従って説明する。
同図において、ステップＳ１００では、バックルスイッチ４３がＯＮになったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にのみ次のステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、ウェビング５の弛みを除去するようにリタラクタ４側のモータ１０を駆動させる。このモータ１０の駆動により、ウェビング５がベルトリール１２に巻き取られ、ウェビング５が乗員３に密着すると、ウェビング５の張力の増大とともにモータ１０の通電電流も増大する。

次のステップＳ１０２においては、モータ１０の通電電流が規定の電流Ｉ１以上になったか否か（通電電流が規定の範囲に達したか否か）を判定し、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０３に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０１に戻ってウェビング５の弛み除去を継続する。
ステップＳ１０３においては、モータ１０の通電電流が規定の範囲に維持されるようにモータ１０の電流維持制御を継続し、次のステップＳ１０４では、ショルダーアンカー６を下方に変位させるように、昇降アクチュエータ２５のモータ３１を駆動させる。
ステップＳ１０５では、リトラクタ４側のモータ１０の通電電流が規定の範囲を超える所定電流Ｉ２以上になったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０６に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０４に戻ってショルダーアンカー６を下方変位を継続する。
ステップＳ１０６においては、ショルダーアンカー６の下方変位を停止する。
このステップＳ１０３〜Ｓ１０６までの流れは、通電電流（ウェビング５の張力）がほぼ一定になるようにモータ１０の制御を継続したまま、ショルダーアンカー６を徐々に下方に変位させてゆき、ウェビング５が乗員３の肩部に掛かって通電電流が所定電流Ｉ２以上になった時点で、ショルダーアンカー６の下方変位を停止させるというものである。

ステップＳ１０７では、バックルスイッチ４３がＯＦＦになったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にのみステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０８では、ウェビング５をベヘルトリール１２に巻取り収納するためにリトラクタ４側のモータ１０を回転駆動させる。次のステップＳ１０９においては、ショルダーアンカー６を初期位置に戻すために昇降アクチュエータ２５側のモータ３１を作動させる。

以上のように、このシートベルト装置１においては、タングプレート８がバックル９に装着されると、モータ制御手段２２が、ウェビング５の張力をほぼ一定に維持するようにモータ１０の通電電流を制御したまま、昇降制御手段２３がショルダーアンカー６を下降させ、このとき、ウェビング５が乗員３の肩部に掛かってウェビング５の張力が所定張力に達したところで、ショルダーアンカー６の下降を停止するように構成されているため、シートベルト装置の一般的な部品を使用する安価な構成でありながら、ウェビング５の張力を管理しつつ、ショルダーアンカー６の位置を適切な高さに自動的に調整することができる。

さらに、このシートベルト装置１においては、タングプレート８がバックル９から外されと、モータ制御手段２２がウェビング５を収納するようにリトラクタ４側のモータ１０を作動させるとともに、昇降制御手段２３がショルダーアンカー６を初期位置に戻すように昇降アクチュエータ２５のモータ３１を作動させるため、常に、次回着座する乗員の使用に備えることができる。

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、電流センサ４４を用いてウェビング５の張力を検出するようにしているが、ウェビング５に作用する張力を検出する張力検出手段は、電流センサ４４に限るものではなく、その他の構成のものであっても良い。

１…シートベルト装置
６…ショルダーアンカー
１０…モータ
１２…ベルトリール
２２…モータ制御手段
２３…昇降制御手段
４３…バックルスイッチ（装着状態検出手段）
４４…電流センサ（張力検出手段）

Claims (2)

1. ウェビングが巻回されるベルトリールと、
   このベルトリールを回転駆動するモータと、
   前記ベルトリールから引き出されたウェビングを車体のシート側部の上方側位置で折り返して支持するショルダーアンカーと、
   このショルダーアンカーの設置位置を昇降調整する昇降アクチュエータと、を備えたシートベルト装置であって、
   前記ウェビングの装着状態を検出する装着状態検出手段と、
   前記ウェビングに作用する張力を検出する張力検出手段と、
   前記モータを制御するモータ制御手段と、
   前記昇降アクチュエータを制御する昇降制御手段と、をさらに備え、
   前記モータ制御手段は、前記装着状態検出手段が前記ウェビングの装着を検知したときに、前記ウェビングの張力が規定の範囲に維持されるように、前記張力検出手段の検出信号をフィードバック信号として前記モータを制御し、
   前記昇降制御手段は、前記モータ制御手段による前記モータの制御によって前記ウェビングの張力が規定の範囲に達したときに、前記モータ制御手段による張力維持制御が継続されたまま、前記ショルダーアンカーを初期位置から下方に変位させ、かつ、前記ウェビングの張力が前記規定の範囲の張力を超える所定張力に達した時点で前記ショルダーアンカーの変位を停止させるように前記昇降アクチュエータを制御することを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 前記装着状態検出手段が前記ウェビングの装着解除を検知したときには、前記モータ制御手段は、前記ウェビングを前記ベルトリールに収納するように前記モータを制御し、前記昇降制御手段は、前記ショルダーアンカーを初期位置まで上方に変位させ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。

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