JP3711974B2 - 車両用シートベルト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトを巻き取るリトラクタ部と、該リトラクタ部から引き出されたベルトの先端が取り付けられるラップアンカー部と、上記リトラクタ部とラップアンカー部との間のベルトに設けられたタングが係合するバックル部とを有する３点式に構成された車両用シートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、いわゆる３点式のシートベルト装置であって、そのリトラクタ部に火薬式のプリテンショナを設けると共に、そのバックル部に電動式のプリテンショナを設けたものが知られている（例えば特許文献１参照）。このものでは、衝突の危険性の高いことを検出した時には、バックル部に設けた電動式のプリテンショナを作動させてベルトの弛み（ベルトスラック）を除去すると共に、衝突時には、リトラクタ部に設けた火薬式のプリテンショナを作動させてベルトを引き込み、これによって乗員を拘束するようにしている。
【０００３】
また、３点式のシートベルト装置であって、そのリトラクタ部に火薬式のプリテンショナと電動式のプリテンショナとの双方を設けたものも知られている（例えば特許文献２参照）。このものでも、上記と同様に、衝突の危険性の高い時やブレーキ操作時には、電動式のプリテンショナを作動させてベルトスラックを除去すると共に、衝突時には、火薬式のプリテンショナを作動させて乗員を拘束するようにしている。
【０００４】
このように、特許文献１，２に記載されたものでは、作動と作動停止とを繰り返し行うことができる電動式のプリテンショナと、一度しか作動させることのできない火薬式のプリテンショナとの２つを備え、衝突の危険性の高い時やブレーキ操作時等の事故の危険度が高い状態の時に、繰り返し作動の可能な電動式のプリテンショナを作動させてベルトスラックを除去するものである。これにより、事故危険度の高い状態から衝突等の事故に至って火薬式のプリテンショナを作動させたときには、ベルトスラックが除去されていることから、乗員を早期に拘束することができ、初期拘束性能が高まることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２８６５８１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４２３２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリテンショナが作動する前の通常時は、乗員の姿勢が前屈姿勢であったりするため乗員の肩部を拘束するショルダベルトのベルトスラックは比較的多いのに対し、乗員の腰部を拘束するラップベルトのベルトスラックは比較的少ない。また、事故危険度が高い状態の時にプリテンショナを作動させる場合、ラップベルトの張力が高くなりすぎると乗員の腹部が圧迫されるため、乗員の違和感を招き好ましくないが、ショルダベルトの張力は比較的高くても乗員の違和感を招くことはない上に、ショルダベルトの張力は高くした方が、乗員の上体をシートバックに密着させるという乗員姿勢の適正化を図ることができ、乗員の拘束性能上、好ましい。
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載されたものでは、事故危険度が高い状態の時にはバックル部に設けられたプリテンショナが作動するため、ショルダベルトとラップベルトとは同じ量だけ引き取られる。このため、ラップベルトの張力が高くなりすぎてしまい、乗員の違和感を招いてしまうことになる。一方、ショルダベルトのベルトスラックは除去されるものの、ラップベルトの張力を考慮すれば乗員の姿勢を適正化させる程にはショルダベルトの張力を高めることができず、乗員の拘束性能の観点からは改善の余地がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたものでは、事故危険度が高い状態の時にはリトラクタ部に設けられたプリテンショナが作動するため、ショルダベルトのベルトスラックは十分に除去されるものの、ラップベルトはバックル部に係合されるタングを介して引き取られるため、ラップベルトのベルトスラックは十分には除去されない虞がある。
【０００９】
このように、事故危険度が高い状態の時にプリテンショナを作動させる場合に乗員の違和感を防止しつつ、その拘束性能を高めるには、ショルダベルトの張力と、ラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることが重要である。
【００１０】
また、上記特許文献１，２に記載されたものでは、事故発生時にはリトラクタに設けられたプリテンショナが作動するが、この場合、上述したように、ラップベルトはタングを介して引き取られるため、ラップベルトに張力が付与されるタイミングが、ショルダベルトに張力が付与されるタイミングよりも遅れてしまう。事故発生時における乗員の初期拘束力をさらに高めるためには、ショルダベルトとラップベルトとに同時に張力を付与することが好ましい。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、いわゆる３点式に構成された車両用シートベルト装置において、事故危険度の高い状態の時と事故発生時とのそれぞれの時に、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ベルトを巻き取るリトラクタ部と、該リトラクタ部から引き出されたベルトの先端が取り付けられるラップアンカー部と、上記リトラクタ部とラップアンカー部との間のベルトに設けられたタングが係合するバックル部とを有する３点式に構成された車両用シートベルト装置に係る。
【００１３】
そして、本発明に係る車両用シートベルト装置は、上記バックル部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第１プリテンショナと、上記リトラクタ部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第２プリテンショナと、上記ラップアンカー部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第３プリテンショナとを備え、上記第１プリテンショナを、車両に事故が発生した時に作動するように構成し、上記第２及び第３プリテンショナを、上記車両に事故が発生する前であって、事故に至る危険度が高い状態（事故危険度が高い状態）の時に作動するように構成する。
【００１４】
ここで、「車両の事故危険度が高い状態の時」とは、具体的には、車両周囲の障害物（他車を含む）の検出結果から前突、側突、及び後突等の衝突が予知されたときや、急ブレーキ操作が行われたとき、また、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、ＴＣＳ（Traction Control System）、ＤＳＣ（Dynamic Stability Control）等の車両の安定性制御が介入したときや、車両の横転の虞があるときをいう。また、「車両に事故が発生した時」とは、具体的には、車両衝突が発生したときや、車両が横転したときをいう。
【００１５】
そして、上記の構成によると、リトラクタ部に第２プリテンショナが設けられ、ラップアンカー部に第３プリテンショナが設けられ、これら第２及び第３プリテンショナが車両の事故危険度が高い状態の時に作動する。このため、上記第２プリテンショナが作動することにより、ショルダベルトが引き取られてショルダベルトのベルトスラックが除去されると共に、第３プリテンショナが作動することにより、ラップベルトが引き取られてラップベルトのベルトスラックが除去される。またこのように、車両の事故危険度が高い状態の時に作動するプリテンショナを、リトラクタ部とラップアンカー部とのそれぞれに設けることにより、これら第２及び第３プリテンショナの作動内容を互いに異ならせることも可能になり、第２及び第３プリテンショナの作動内容を適宜調整すれば、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ最適化させることが可能になる。
【００１６】
また、事故発生時には、バックル部に設けた第１プリテンショナが作動する。これにより、ショルダベルト及びラップベルトは同時に引き取られてショルダベルトとラップベルトとに同時に張力が付与されるため、乗員の初期拘束力が高まる。特に事故危険度が高い状態から事故発生に至ったときには、第２及び第３プリテンショナの作動によりベルトスラックが除去された状態で、第１プリテンショナが作動するため、初期拘束力がさらに高まり、乗員の拘束性能がより一層向上する。
【００１７】
上記第２プリテンショナの作動力は、第３プリテンショナの作動力よりも高く設定してもよい。ここで、プリテンショナの作動力とはベルトを引き取る力に対応する。
【００１８】
この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、リトラクタ部に設けられた第２プリテンショナの作動力が、ラップアンカー部に設けられた第３プリテンショナの作動力よりも高く設定されているため、ショルダベルトの張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルトの張力は比較的低くなる。このため、ラップベルトの張力が比較的低くなることで、ラップベルトのベルトスラックを除去しつつも乗員の違和感は軽減する。一方、ショルダベルトの張力が比較的高くなることで、ショルダベルトのベルトスラックを除去した上でさらに、乗員の姿勢の適正化が図られる。その結果、事故発生時における乗員の拘束性能が高まる。
【００１９】
また、上記第２プリテンショナの作動タイミングは、第３プリテンショナの作動タイミングよりも早いタイミングに設定してもよい。この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、先ず、リトラクタ部に設けられた第２プリテンショナが作動を開始し、これに遅れてラップアンカー部に設けられた第３プリテンショナの作動が開始する。これにより、ショルダベルトの張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルトの張力は比較的低くなる。その結果、上述したように、乗員の違和感の軽減と、乗員の姿勢の適正化とが両立する。
【００２０】
さらに、上記第２プリテンショナの作動力は、その作動開始時から所定時間が経過するまでは第３プリテンショナの作動力と略同じとしかつ、上記所定時間経過後は上記第３プリテンショナの作動力よりも高く設定してもよい。
【００２１】
この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、第２及び第３プリテンショナがそれぞれ略同じ作動力で作動し、これにより、ショルダベルト及びラップベルトのベルトスラックが確実に除去される。そしてその後、第２プリテンショナの作動力が第３プリテンショナの作動力よりも高くされるため、ラップベルトの張力は比較的低いままで乗員の違和感が防止される一方、ショルダベルトの張力は比較的高くなって乗員の姿勢の適正化が図られる。
【００２２】
上記第１〜第３プリテンショナは、火薬式及び電動式のいずれであってもよいが、車両の事故危険度が高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナは、繰り返し作動可能であることが好ましいため、電動式とすることが好ましい。一方、車両に事故が発生した時に作動する第１プリテンショナは、繰り返し作動が必要なく、さらに乗員の初期拘束性能の観点から作動開始から作動力が高まるまでの時間が短い方が好ましいため、火薬式とすることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における車両用シートベルト装置によれば、リトラクタ部とラップアンカー部とのそれぞれに、車両の衝突危険状態時に作動する第２及び第３プリテンショナを設けることで、ラップベルトの張力とショルダベルトの張力とをそれぞれ最適化させることができ、これにより、乗員の違和感を防止しつつも、乗員の姿勢の適正化を図ることができる。
【００２４】
また、衝突時に作動する第１プリテンショナをバックル部に設けることにより、ショルダベルトとラップベルトとに同時に張力を付与することができ、乗員の拘束性能をより一層向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置１を示しており、このものは運転席のシート７１に着座する乗員Ｍに装着されるものに構成されている。
【００２７】
上記シートベルト装置１は、ベルト５を巻き取るリトラクタ部２と、該リトラクタ部２から引き出されたベルト５の先端が取り付けられるラップアンカー部３と、タング６１が着脱可能に係合するバックル部４とを有する３点式に構成されている。
【００２８】
上記リトラクタ部２及びラップアンカー部３はそれぞれ、シート７１の車幅方向外方側で車両７に固定されているのに対し、バックル部４は、シート７１の車幅方向内方側で車両に固定されている。
【００２９】
上記リトラクタ部２から引き出されたベルト５は、シート７１の車幅方向外方側の上方位置に設けられたスリップガイド６２により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端が上記ラップアンカー部３に取り付けられている。上記タング６１は、上記スリップガイド６２とラップアンカー部３との間で摺動可能に設けられており、このタング６１が上記バックル部４に係合されることで、シート７１に着座した乗員Ｍは、ショルダベルト５１で肩部を拘束されかつ、ラップベルト５２で腰部を拘束されるようになっている。
【００３０】
そして、上記バックル部４には火薬式の第１プリテンショナが設けられ、上記リトラクタ部２には電動式の第２プリテンショナが設けられ、上記ラップアンカー部３には電動式の第３プリテンショナが設けられている。
【００３１】
上記火薬式のプリテンショナが設けられたバックル部４は、周知である種々の形式のものを用いることができる。具体的に一例を挙げると、例えば図２に示すようなものを用いることができる。このものは、上記タング６１が着脱可能に係合するバックル４１と、車両７に固定されるベース４６と、プリテンショナ機構（第１プリテンショナ）４２とから構成されている。
【００３２】
上記プリテンショナ機構４２は、上記バックル４１に結合されたワイヤ４３と、ピストン４４と、インフレータ（ガスジェネレータ）４５と、上記ベース４６内に設けられたシリンダ４７とから構成されている。上記ワイヤ４３の基端は上記ベース４６に固定されている一方、その先端は上記シリンダ４７内に配設されたピストン４４に取り付けられている。また、上記インフレータ４５はシリンダ４７内に臨んで配設されており、このインフレータ４５を作動させたときには、発生したガス圧により上記ピストン４４がシリンダ４７内を移動し、これにより、このピストン４４とワイヤ４３を介して連結されたバックル４１が引き込まれるように構成されている（同図の一点鎖線参照）。従って、上記バックル部４は、上記タング６１が係合された状態で後述するシートベルト制御部８によりインフレータ４５が作動されることにより、ベルト５を引き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３３】
上記電動式のプリテンショナが設けられたリトラクタ部２も、周知である種々の形式のものを用いることができる。具体的に一例を挙げると、例えば図３に示すようなものを用いることができる。このものは、ベルト５を巻き取るリール（図示省略）と、このリールをベルト５の巻き取り方向に回転付勢させるゼンマイバネ（図示省略）と、上記リールがベルト５の引き出し方向に急激に回転したとき等にこのリールの回転をロックするロック機構（図示省略）とからなるリトラクタ本体２１と、モータ２３及びギヤ・クラッチ機構２４とからなるプリテンショナ機構（第２プリテンショナ）２２とから構成されている。
【００３４】
上記ギヤ・クラッチ機構２４は、上記モータ２３の駆動力をリトラクタ本体２１のリールの回転軸に伝達するものであり、上記モータ２３の駆動時には、ギヤ・クラッチ機構２４に設けられたクラッチが係合して上記モータ２３の駆動力が上記リールの回転軸に伝達され、これにより、上記リールがベルト５の巻き取り方向に回転されるように構成されている。このとき、リールのベルト引き出し方向への回転は上記クラッチによりロックされる。一方、上記モータ２３の非駆動時には、上記クラッチが開放されて、上記リールがモータ２３とは独立して回転可能となるように構成されている。従って、上記リトラクタ部２は、シートベルト制御部８によりモータ２３が作動されることにより、ベルト５をリールに巻き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３５】
上記電動式のプリテンショナが設けられたラップアンカー部３は、図３に示すリトラクタ部２と略同様の構成とすればよい。つまり、ラップアンカー部３において、リトラクタ部２のリトラクタ本体２１に対応するリール部材３１としては、リールと、ゼンマイバネと、ロック機構とから構成されたものとするが、上記ゼンマイバネは、リトラクタ本体２１ではリールをベルト５の巻き取り方向に回転付勢させるものであるのに対し、リール部材３１では、リールをベルト５の引き出し方向に回転付勢させるものとする。つまり、リール部材３１を、ベルト５を引き出すものに構成することで、ベルト５の余長はリトラクタ部２に巻き取られることになる。
【００３６】
また、ラップアンカー部３のプリテンショナ機構（第３プリテンショナ）３２は、上記リトラクタ部２のプリテンショナ機構２２と同じ構成であり、そのギヤ・クラッチ機構３４は、上記モータ３３の駆動時には、ギヤ・クラッチ機構３４に設けられたクラッチが係合して上記モータ３３の駆動力が上記リールの回転軸に伝達され、これにより、上記リールがベルト５の巻き取り方向に回転されるように構成されている。このとき、リールのベルト引き出し方向への回転は上記クラッチによりロックされる。一方、上記モータ３３の非駆動時には、上記クラッチが開放されて、上記リールがモータ３３とは独立して回転可能となるように構成されている。従って、上記ラップアンカー部３も、シートベルト制御部８によりモータ３３が作動されることにより、ベルト５をリールに巻き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３７】
図４は、上記第１〜第３プリテンショナ２２〜４２の作動を制御するシートベルト制御部８の構成を示しており、このシートベルト制御部８には、衝突予知部９１と、ＡＢＳ制御部９２と、ブレーキアシスト制御部９３と、ＴＣＳ制御部９４と、ＤＳＣ制御部９５と、横転予知部９６と、衝撃検出部９７とからの検出信号が入力されるように構成されている。
【００３８】
上記衝突予知部９１は、図示省略のレーザレーダ等を備えていて、このレーザレーダにより自車両の前方、後方及び側方の障害物や他車両を検出し、自車両とその周囲の車両等との相対位置及び相対速度に基づいて周知の方法により衝突（前突、後突及び側突）の予知をするものに構成されている。そして、上記衝突予知部９１は、衝突を予知した時には、上記シートベルト制御部８に対して衝突予知信号を出力するように構成されている。つまり、この衝突予知部９１は、衝突による事故の危険性が高まったときに、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００３９】
上記ＡＢＳ制御部９２は、ブレーキ操作時に車輪がロックすることを抑制する制御を行うものであり、このＡＢＳ制御部９２は、ＡＢＳの作動介入条件が成立してＡＢＳの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＡＢＳ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４０】
上記ブレーキアシスト制御部９３は、ブレーキペダルの操作量及びその操作速度に基づいて、制動力の助勢制御を行うものであり、このブレーキアシスト制御部９３は、ブレーキアシストの制御介入条件が成立してブレーキアシストの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してブレーキアシスト制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４１】
上記ＡＢＳ制御部９２及びブレーキアシスト制御部９３はそれぞれ、急ブレーキ操作を検出するものであり、これらの制御部９２，９３は、急ブレーキ操作が行われるような事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４２】
尚、ＡＢＳ制御部９２及びブレーキアシスト制御部９３に代えて、ブレーキペダルの操作量及び操作速度に基づいて急ブレーキ操作を検出する急ブレーキ検出部を備えるようにしてもよい。
【００４３】
上記ＴＣＳ制御部９４は、車輪が路面に対してスリップする現象を抑制する制御を行うものであり、このＴＣＳ制御部９４は、ＴＣＳの制御介入条件が成立してＴＣＳの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＴＣＳ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４４】
上記ＤＳＣ制御部９５は、例えばドリフトアウトやスピンといった車両７のヨーイング方向の姿勢を制御するものであり、このＤＳＣ制御部９５は、ＤＳＣの制御介入条件が成立してＤＳＣの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＤＳＣ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４５】
上記ＴＣＳ制御部９４及びＤＳＣ制御部９５はそれぞれ、車両７の横滑り状態を判定するものであり、これらの制御部９４，９５は、車両７の横滑りによる事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４６】
上記横転予知部９６は、例えばロール角度やロール速度に基づいて車両の横転を予知するものに構成されている。そして、上記横転予知部９６は、車両の横転を予知した時には、上記シートベルト制御部８に対して横転予知信号を出力するように構成されている。つまり、この横転予知部９６は、車両の横転による事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４７】
上記衝撃検出部９７は、Ｇセンサ等の衝撃検出センサを備えており、その検出値に基づいて前突、後突及び側突、並びに横転の発生を判断し、これらの事故が発生したときには、シートベルト制御部８に事故発生信号を出力するように構成されている。
【００４８】
そして、上記シートベルト制御部８は、上記衝突予知部９１、ＡＢＳ制御部９２、ブレーキアシスト制御部９３、ＴＣＳ制御部９４、ＤＳＣ制御部９５、及び横転予知部９６から信号が出力されたときには、言い換えると、事故危険度の高い状態の時には、リトラクタ部２及びラップアンカー部３に設けられた第２及び第３プリテンショナ２２，３２を作動させるように構成されている。具体的には、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のモータ２３，３３に駆動信号を出力し、これにより、ベルト５の巻き取りを行ってショルダベルト５１及びラップベルト５２に張力を付与する。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のギヤ・クラッチ機構２４，３４に設けられたクラッチにより、リトラクタ部２及びラップアンカー部３のリールはそれぞれ、ベルト５の引き出し方向の回転がロックされている。
【００４９】
また、上記シートベルト制御部８は、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力（モータトルク）を、電流制御によって制御可能に構成されている。この第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力制御の詳細については後述する。
【００５０】
さらに、上記シートベルト制御部８は、第２及び第３プリテンショナ２２，３２を作動させた後に、例えば運転操作等によって事故が回避されかつ事故の危険度が低下したときには、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動を解除して、ショルダベルト５１及びラップベルト５２に付与した張力を解除するように構成されている。
【００５１】
一方、上記シートベルト制御部８は、上記衝撃検出部９７から信号が出力されたときには、言い換えると車両に事故が発生した時には、バックル部４に設けられた第１プリテンショナ４２を作動させるように構成されている。具体的には、第１プリテンショナ４２のインフレータ４５に作動信号を出力し、これにより、ベルト５の引き取りを行って、ショルダベルト５１及びラップベルト５２に張力を付与する。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２は作動させないが、リトラクタ部２及びラップアンカー部３のリールはそれぞれ、そのロック機構によってベルト５の引き出し方向の回転がロックされている。尚、第１プリテンショナ４２の作動力は一定であり、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のように作動力の制御を行うことはできない。
【００５２】
次に、上記シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御について、図５を参照しながら説明する。
【００５３】
上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２プリテンショナ２２の作動力（同図の実線参照）を、第３プリテンショナ３２の作動力（同図の破線参照）よりも高くなるように制御する。
【００５４】
これにより、車両７の事故危険度が高い状態の時には、リトラクタ部２に設けられた第２プリテンショナ２２が作動することにより、ショルダベルト５１が引き取られてそのベルトスラックを除去することができると共に、ラップアンカー部３に設けられた第３プリテンショナ３２が作動することにより、ラップベルト５２が引き取られてそのベルトスラックを除去することができる。
【００５５】
また、上記第２プリテンショナ２２の作動力が、第３プリテンショナ３２の作動力よりも高く設定されているため、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなる。ラップベルト５２の張力が比較的低くなることで、ラップベルト５２のベルトスラックを除去しつつも乗員の違和感を軽減することができる。一方、ショルダベルト５１の張力が比較的高くなることで、ショルダベルト５１のベルトスラックを除去した上でさらに、乗員Ｍの姿勢の適正化が図られる。具体的には、図１に示すように、例えば前屈姿勢の乗員Ｍの上体（同図の実線参照）をシートバックに密着させて拘束する（同図の一点鎖線参照）ことが可能になる。
【００５６】
そして、事故危険度の高い状態から事故に至ったときには、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動によってベルトスラックが除去されかつ、乗員姿勢が適正化された状態で、第１プリテンショナ４２が作動する（図５の二点鎖線参照）ことになる。上記第１プリテンショナ４１はバックル部４に設けられているため、この第１プリテンショナ４２が作動したときには、ショルダベルト５１及びラップベルト５２は同時に引き取られてショルダベルト５１とラップベルト５２とに同時に張力が付与される。こうして、乗員の初期拘束力が高まり、乗員の拘束性能をより一層向上させることができる。
【００５７】
このように、本実施形態によると、バックル部４に事故発生時に作動する第１プリテンショナ４２を設ける一方で、リトラクタ部２とラップアンカー部３とに事故危険度の高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナ２２，３２を設けることで、事故危険度の高い状態の時と事故発生時とのそれぞれの時に、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御が第１実施形態と異なる実施形態である。尚、シートベルト装置１のその他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５９】
次に、図６を参照しながら、第２実施形態に係る第２及び第３プリテンショナ２２，３２の制御について説明すると、第２実施形態では、上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２プリテンショナ２２の作動タイミングを、第３プリテンショナ３２の作動タイミングよりも早いタイミングとなるように制御する。つまり、上記シートベルト制御部８は、各制御部９２〜９５及び各予知部９１，９６からの信号を受けたときには、先ず第２プリテンショナ２２のみを作動させる（同図の実線参照）。そして、上記第２プリテンショナ２２の作動開始後、所定時間が経過したときに、第３プリテンショナ３２を作動させる（同図の破線参照）。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力は互いに略同じに設定する。
【００６０】
こうすることでも、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなるため、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックがそれぞれ除去されるのは勿論のこと、第１実施形態と同様に、乗員の違和感の軽減と乗員の姿勢の適正化とを両立させることができる。
【００６１】
（変形例）
尚、第２実施形態では、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力を略同じに設定したが、例えば第３プリテンショナの作動力を第２プリテンショナの作動力よりも低く設定してもよい（図６の二点鎖線参照）。この場合も、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなるため、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックを除去しつつも、乗員の違和感の軽減と乗員の姿勢の適正化とを両立させることができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態も、シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御が第１実施形態と異なる形態であり、シートベルト装置１のその他の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６３】
次に、図７を参照しながら、第３実施形態に係る第２及び第３プリテンショナ２２，３２の制御について説明すると、第３実施形態では、上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２及び第３プリテンショナ２２，３２を、同時に作動させると共に、その作動力を互いに略同じに設定する。そして、上記第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動開始後、所定時間が経過したときに、第３プリテンショナ３２の作動力は変更せずに（同図の破線参照）、第２プリテンショナ２２の作動力をこの第３プリテンショナ３２の作動力よりも高くなるように制御する（同図の実線参照）。
【００６４】
こうすることで、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動開始から所定時間が経過するまでに、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックを確実に除去することができる一方、その後は、第２プリテンショナ２２の作動力が第３プリテンショナ３２の作動力よりも高くされるため、ラップベルト５２の張力は比較的低いままで乗員Ｍの違和感を防止することができるのに対し、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなって乗員Ｍの姿勢の適正化を図ることができる。
【００６５】
＜他の実施形態＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、事故の危険度が高い状態を検出するものとして、衝突予知部９１と、ＡＢＳ制御部９２と、ブレーキアシスト制御部９３と、ＴＣＳ制御部９４と、ＤＳＣ制御部９５と、横転予知部９６とを備え、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６からの信号がシートベルト制御部８に入力されるように構成されているが、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６は、その全てを備える必要はない。例えばこれらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６の内のいずれか一つのみを備えるようにしてもよいし、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６の中から複数を適宜選択して備えるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、リトラクタ部２及びラップアンカー部３には、電動式の第２及び第３プリテンショナ２２，３２を設け、バックル部４には、火薬式の第１プリテンショナ４２を設けるようにしているが、例えば、上記第１〜第３プリテンショナを、全て火薬式のプリテンショナとしてもよいし、上記第１〜第３プリテンショナを、全て電動式のプリテンショナとしてもよい。
【００６７】
例えば、第１実施形態では、第２及び第３プリテンショナは、その作動力を互いに異ならせる必要があるが、第２及び第３プリテンショナを火薬式のプリテンショナとするときには、そのインフレータのガス圧を第２及び第３プリテンショナで互いに異なるものとすれば、第２及び第３プリテンショナの作動力を互いに異ならせることが可能である。
【００６８】
また、第３実施形態では、第２プリテンショナの作動力を、その作動中に変更させる必要があるが、第２プリテンショナを火薬式のプリテンショナとするときには、第１及び第２の複数のインフレータを備えるようにして、その作動開始時には第１のインフレータを作動させ、その後第２のインフレータを作動させるようにすれば、第２プリテンショナの作動力を、その作動中に変更させることが可能である。
【００６９】
但し、車両の事故危険度が高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナ２２，３２は、繰り返し作動可能であることが好ましいため、電動式とすることが好ましい。一方、車両に事故が発生した時に作動する第１プリテンショナ４１は、繰り返し作動が必要なく、さらに乗員Ｍの初期拘束性能の観点から作動開始から作動力が高まるまでの時間が短い方が好ましいため、火薬式とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルト装置の構成を示す説明図である。
【図２】バックル部の構成を示す断面図である。
【図３】リトラクタ部及びラップアンカー部の構成を示す正面図である。
【図４】シートベルト制御部のブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【図７】第３実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ シートベルト装置
２ リトラクタ部
２２ 第２プリテンショナ
３ ラップアンカー部
３２ 第３プリテンショナ
４ バックル部
４２ 第１プリテンショナ
５ ベルト
６１ タング
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトを巻き取るリトラクタ部と、該リトラクタ部から引き出されたベルトの先端が取り付けられるラップアンカー部と、上記リトラクタ部とラップアンカー部との間のベルトに設けられたタングが係合するバックル部とを有する３点式に構成された車両用シートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、いわゆる３点式のシートベルト装置であって、そのリトラクタ部に火薬式のプリテンショナを設けると共に、そのバックル部に電動式のプリテンショナを設けたものが知られている（例えば特許文献１参照）。このものでは、衝突の危険性の高いことを検出した時には、バックル部に設けた電動式のプリテンショナを作動させてベルトの弛み（ベルトスラック）を除去すると共に、衝突時には、リトラクタ部に設けた火薬式のプリテンショナを作動させてベルトを引き込み、これによって乗員を拘束するようにしている。
【０００３】
また、３点式のシートベルト装置であって、そのリトラクタ部に火薬式のプリテンショナと電動式のプリテンショナとの双方を設けたものも知られている（例えば特許文献２参照）。このものでも、上記と同様に、衝突の危険性の高い時やブレーキ操作時には、電動式のプリテンショナを作動させてベルトスラックを除去すると共に、衝突時には、火薬式のプリテンショナを作動させて乗員を拘束するようにしている。
【０００４】
このように、特許文献１，２に記載されたものでは、作動と作動停止とを繰り返し行うことができる電動式のプリテンショナと、一度しか作動させることのできない火薬式のプリテンショナとの２つを備え、衝突の危険性の高い時やブレーキ操作時等の事故の危険度が高い状態の時に、繰り返し作動の可能な電動式のプリテンショナを作動させてベルトスラックを除去するものである。これにより、事故危険度の高い状態から衝突等の事故に至って火薬式のプリテンショナを作動させたときには、ベルトスラックが除去されていることから、乗員を早期に拘束することができ、初期拘束性能が高まることになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２８６５８１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４２３２１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プリテンショナが作動する前の通常時は、乗員の姿勢が前屈姿勢であったりするため乗員の肩部を拘束するショルダベルトのベルトスラックは比較的多いのに対し、乗員の腰部を拘束するラップベルトのベルトスラックは比較的少ない。また、事故危険度が高い状態の時にプリテンショナを作動させる場合、ラップベルトの張力が高くなりすぎると乗員の腹部が圧迫されるため、乗員の違和感を招き好ましくないが、ショルダベルトの張力は比較的高くても乗員の違和感を招くことはない上に、ショルダベルトの張力は高くした方が、乗員の上体をシートバックに密着させるという乗員姿勢の適正化を図ることができ、乗員の拘束性能上、好ましい。
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載されたものでは、事故危険度が高い状態の時にはバックル部に設けられたプリテンショナが作動するため、ショルダベルトとラップベルトとは同じ量だけ引き取られる。このため、ラップベルトの張力が高くなりすぎてしまい、乗員の違和感を招いてしまうことになる。一方、ショルダベルトのベルトスラックは除去されるものの、ラップベルトの張力を考慮すれば乗員の姿勢を適正化させる程にはショルダベルトの張力を高めることができず、乗員の拘束性能の観点からは改善の余地がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたものでは、事故危険度が高い状態の時にはリトラクタ部に設けられたプリテンショナが作動するため、ショルダベルトのベルトスラックは十分に除去されるものの、ラップベルトはバックル部に係合されるタングを介して引き取られるため、ラップベルトのベルトスラックは十分には除去されない虞がある。
【０００９】
このように、事故危険度が高い状態の時にプリテンショナを作動させる場合に乗員の違和感を防止しつつ、その拘束性能を高めるには、ショルダベルトの張力と、ラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることが重要である。
【００１０】
また、上記特許文献１，２に記載されたものでは、事故発生時にはリトラクタに設けられたプリテンショナが作動するが、この場合、上述したように、ラップベルトはタングを介して引き取られるため、ラップベルトに張力が付与されるタイミングが、ショルダベルトに張力が付与されるタイミングよりも遅れてしまう。事故発生時における乗員の初期拘束力をさらに高めるためには、ショルダベルトとラップベルトとに同時に張力を付与することが好ましい。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、いわゆる３点式に構成された車両用シートベルト装置において、事故危険度の高い状態の時と事故発生時とのそれぞれの時に、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ベルトを巻き取るリトラクタ部と、該リトラクタ部から引き出されたベルトの先端が取り付けられるラップアンカー部と、上記リトラクタ部とラップアンカー部との間のベルトに設けられたタングが係合するバックル部とを有する３点式に構成された車両用シートベルト装置に係る。
【００１３】
そして、本発明に係る車両用シートベルト装置は、上記バックル部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第１プリテンショナと、上記リトラクタ部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第２プリテンショナと、上記ラップアンカー部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第３プリテンショナとを備え、上記第１プリテンショナを、車両に事故が発生した時に作動するように構成し、上記第２及び第３プリテンショナを、上記車両に事故が発生する前であって、事故に至る危険度が高い状態（事故危険度が高い状態）の時に作動するように構成する。
【００１４】
ここで、「車両の事故危険度が高い状態の時」とは、具体的には、車両周囲の障害物（他車を含む）の検出結果から前突、側突、及び後突等の衝突が予知されたときや、急ブレーキ操作が行われたとき、また、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、ＴＣＳ（Traction Control System）、ＤＳＣ（Dynamic Stability Control）等の車両の安定性制御が介入したときや、車両の横転の虞があるときをいう。また、「車両に事故が発生した時」とは、具体的には、車両衝突が発生したときや、車両が横転したときをいう。
【００１５】
そして、上記の構成によると、リトラクタ部に第２プリテンショナが設けられ、ラップアンカー部に第３プリテンショナが設けられ、これら第２及び第３プリテンショナが車両の事故危険度が高い状態の時に作動する。このため、上記第２プリテンショナが作動することにより、ショルダベルトが引き取られてショルダベルトのベルトスラックが除去されると共に、第３プリテンショナが作動することにより、ラップベルトが引き取られてラップベルトのベルトスラックが除去される。またこのように、車両の事故危険度が高い状態の時に作動するプリテンショナを、リトラクタ部とラップアンカー部とのそれぞれに設けることにより、これら第２及び第３プリテンショナの作動内容を互いに異ならせることも可能になり、第２及び第３プリテンショナの作動内容を適宜調整すれば、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ最適化させることが可能になる。
【００１６】
また、事故発生時には、バックル部に設けた第１プリテンショナが作動する。これにより、ショルダベルト及びラップベルトは同時に引き取られてショルダベルトとラップベルトとに同時に張力が付与されるため、乗員の初期拘束力が高まる。特に事故危険度が高い状態から事故発生に至ったときには、第２及び第３プリテンショナの作動によりベルトスラックが除去された状態で、第１プリテンショナが作動するため、初期拘束力がさらに高まり、乗員の拘束性能がより一層向上する。
【００１７】
上記第２プリテンショナの作動力は、第３プリテンショナの作動力よりも高く設定してもよい。ここで、プリテンショナの作動力とはベルトを引き取る力に対応する。
【００１８】
この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、リトラクタ部に設けられた第２プリテンショナの作動力が、ラップアンカー部に設けられた第３プリテンショナの作動力よりも高く設定されているため、ショルダベルトの張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルトの張力は比較的低くなる。このため、ラップベルトの張力が比較的低くなることで、ラップベルトのベルトスラックを除去しつつも乗員の違和感は軽減する。一方、ショルダベルトの張力が比較的高くなることで、ショルダベルトのベルトスラックを除去した上でさらに、乗員の姿勢の適正化が図られる。その結果、事故発生時における乗員の拘束性能が高まる。
【００１９】
また、上記第２プリテンショナの作動タイミングは、第３プリテンショナの作動タイミングよりも早いタイミングに設定してもよい。この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、先ず、リトラクタ部に設けられた第２プリテンショナが作動を開始し、これに遅れてラップアンカー部に設けられた第３プリテンショナの作動が開始する。これにより、ショルダベルトの張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルトの張力は比較的低くなる。その結果、上述したように、乗員の違和感の軽減と、乗員の姿勢の適正化とが両立する。
【００２０】
さらに、上記第２プリテンショナの作動力は、その作動開始時から所定時間が経過するまでは第３プリテンショナの作動力と略同じとしかつ、上記所定時間経過後は上記第３プリテンショナの作動力よりも高く設定してもよい。
【００２１】
この構成によると、車両の事故危険度が高い状態の時には、第２及び第３プリテンショナがそれぞれ略同じ作動力で作動し、これにより、ショルダベルト及びラップベルトのベルトスラックが確実に除去される。そしてその後、第２プリテンショナの作動力が第３プリテンショナの作動力よりも高くされるため、ラップベルトの張力は比較的低いままで乗員の違和感が防止される一方、ショルダベルトの張力は比較的高くなって乗員の姿勢の適正化が図られる。
【００２２】
上記第１〜第３プリテンショナは、火薬式及び電動式のいずれであってもよいが、車両の事故危険度が高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナは、繰り返し作動可能であることが好ましいため、電動式とすることが好ましい。一方、車両に事故が発生した時に作動する第１プリテンショナは、繰り返し作動が必要なく、さらに乗員の初期拘束性能の観点から作動開始から作動力が高まるまでの時間が短い方が好ましいため、火薬式とすることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における車両用シートベルト装置によれば、リトラクタ部とラップアンカー部とのそれぞれに、車両の衝突危険状態時に作動する第２及び第３プリテンショナを設けることで、ラップベルトの張力とショルダベルトの張力とをそれぞれ最適化させることができ、これにより、乗員の違和感を防止しつつも、乗員の姿勢の適正化を図ることができる。
【００２４】
また、衝突時に作動する第１プリテンショナをバックル部に設けることにより、ショルダベルトとラップベルトとに同時に張力を付与することができ、乗員の拘束性能をより一層向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る車両用シートベルト装置１を示しており、このものは運転席のシート７１に着座する乗員Ｍに装着されるものに構成されている。
【００２７】
上記シートベルト装置１は、ベルト５を巻き取るリトラクタ部２と、該リトラクタ部２から引き出されたベルト５の先端が取り付けられるラップアンカー部３と、タング６１が着脱可能に係合するバックル部４とを有する３点式に構成されている。
【００２８】
上記リトラクタ部２及びラップアンカー部３はそれぞれ、シート７１の車幅方向外方側で車両７に固定されているのに対し、バックル部４は、シート７１の車幅方向内方側で車両に固定されている。
【００２９】
上記リトラクタ部２から引き出されたベルト５は、シート７１の車幅方向外方側の上方位置に設けられたスリップガイド６２により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端が上記ラップアンカー部３に取り付けられている。上記タング６１は、上記スリップガイド６２とラップアンカー部３との間で摺動可能に設けられており、このタング６１が上記バックル部４に係合されることで、シート７１に着座した乗員Ｍは、ショルダベルト５１で肩部を拘束されかつ、ラップベルト５２で腰部を拘束されるようになっている。
【００３０】
そして、上記バックル部４には火薬式の第１プリテンショナが設けられ、上記リトラクタ部２には電動式の第２プリテンショナが設けられ、上記ラップアンカー部３には電動式の第３プリテンショナが設けられている。
【００３１】
上記火薬式のプリテンショナが設けられたバックル部４は、周知である種々の形式のものを用いることができる。具体的に一例を挙げると、例えば図２に示すようなものを用いることができる。このものは、上記タング６１が着脱可能に係合するバックル４１と、車両７に固定されるベース４６と、プリテンショナ機構（第１プリテンショナ）４２とから構成されている。
【００３２】
上記プリテンショナ機構４２は、上記バックル４１に結合されたワイヤ４３と、ピストン４４と、インフレータ（ガスジェネレータ）４５と、上記ベース４６内に設けられたシリンダ４７とから構成されている。上記ワイヤ４３の基端は上記ベース４６に固定されている一方、その先端は上記シリンダ４７内に配設されたピストン４４に取り付けられている。また、上記インフレータ４５はシリンダ４７内に臨んで配設されており、このインフレータ４５を作動させたときには、発生したガス圧により上記ピストン４４がシリンダ４７内を移動し、これにより、このピストン４４とワイヤ４３を介して連結されたバックル４１が引き込まれるように構成されている（同図の一点鎖線参照）。従って、上記バックル部４は、上記タング６１が係合された状態で後述するシートベルト制御部８によりインフレータ４５が作動されることにより、ベルト５を引き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３３】
上記電動式のプリテンショナが設けられたリトラクタ部２も、周知である種々の形式のものを用いることができる。具体的に一例を挙げると、例えば図３に示すようなものを用いることができる。このものは、ベルト５を巻き取るリール（図示省略）と、このリールをベルト５の巻き取り方向に回転付勢させるゼンマイバネ（図示省略）と、上記リールがベルト５の引き出し方向に急激に回転したとき等にこのリールの回転をロックするロック機構（図示省略）とからなるリトラクタ本体２１と、モータ２３及びギヤ・クラッチ機構２４とからなるプリテンショナ機構（第２プリテンショナ）２２とから構成されている。
【００３４】
上記ギヤ・クラッチ機構２４は、上記モータ２３の駆動力をリトラクタ本体２１のリールの回転軸に伝達するものであり、上記モータ２３の駆動時には、ギヤ・クラッチ機構２４に設けられたクラッチが係合して上記モータ２３の駆動力が上記リールの回転軸に伝達され、これにより、上記リールがベルト５の巻き取り方向に回転されるように構成されている。このとき、リールのベルト引き出し方向への回転は上記クラッチによりロックされる。一方、上記モータ２３の非駆動時には、上記クラッチが開放されて、上記リールがモータ２３とは独立して回転可能となるように構成されている。従って、上記リトラクタ部２は、シートベルト制御部８によりモータ２３が作動されることにより、ベルト５をリールに巻き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３５】
上記電動式のプリテンショナが設けられたラップアンカー部３は、図３に示すリトラクタ部２と略同様の構成とすればよい。つまり、ラップアンカー部３において、リトラクタ部２のリトラクタ本体２１に対応するリール部材３１としては、リールと、ゼンマイバネと、ロック機構とから構成されたものとするが、上記ゼンマイバネは、リトラクタ本体２１ではリールをベルト５の巻き取り方向に回転付勢させるものであるのに対し、リール部材３１では、リールをベルト５の引き出し方向に回転付勢させるものとする。つまり、リール部材３１を、ベルト５を引き出すものに構成することで、ベルト５の余長はリトラクタ部２に巻き取られることになる。
【００３６】
また、ラップアンカー部３のプリテンショナ機構（第３プリテンショナ）３２は、上記リトラクタ部２のプリテンショナ機構２２と同じ構成であり、そのギヤ・クラッチ機構３４は、上記モータ３３の駆動時には、ギヤ・クラッチ機構３４に設けられたクラッチが係合して上記モータ３３の駆動力が上記リールの回転軸に伝達され、これにより、上記リールがベルト５の巻き取り方向に回転されるように構成されている。このとき、リールのベルト引き出し方向への回転は上記クラッチによりロックされる。一方、上記モータ３３の非駆動時には、上記クラッチが開放されて、上記リールがモータ３３とは独立して回転可能となるように構成されている。従って、上記ラップアンカー部３も、シートベルト制御部８によりモータ３３が作動されることにより、ベルト５をリールに巻き取ってこのベルト５に張力を付与するものに構成されている。
【００３７】
図４は、上記第１〜第３プリテンショナ２２〜４２の作動を制御するシートベルト制御部８の構成を示しており、このシートベルト制御部８には、衝突予知部９１と、ＡＢＳ制御部９２と、ブレーキアシスト制御部９３と、ＴＣＳ制御部９４と、ＤＳＣ制御部９５と、横転予知部９６と、衝撃検出部９７とからの検出信号が入力されるように構成されている。
【００３８】
上記衝突予知部９１は、図示省略のレーザレーダ等を備えていて、このレーザレーダにより自車両の前方、後方及び側方の障害物や他車両を検出し、自車両とその周囲の車両等との相対位置及び相対速度に基づいて周知の方法により衝突（前突、後突及び側突）の予知をするものに構成されている。そして、上記衝突予知部９１は、衝突を予知した時には、上記シートベルト制御部８に対して衝突予知信号を出力するように構成されている。つまり、この衝突予知部９１は、衝突による事故の危険性が高まったときに、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００３９】
上記ＡＢＳ制御部９２は、ブレーキ操作時に車輪がロックすることを抑制する制御を行うものであり、このＡＢＳ制御部９２は、ＡＢＳの作動介入条件が成立してＡＢＳの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＡＢＳ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４０】
上記ブレーキアシスト制御部９３は、ブレーキペダルの操作量及びその操作速度に基づいて、制動力の助勢制御を行うものであり、このブレーキアシスト制御部９３は、ブレーキアシストの制御介入条件が成立してブレーキアシストの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してブレーキアシスト制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４１】
上記ＡＢＳ制御部９２及びブレーキアシスト制御部９３はそれぞれ、急ブレーキ操作を検出するものであり、これらの制御部９２，９３は、急ブレーキ操作が行われるような事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４２】
尚、ＡＢＳ制御部９２及びブレーキアシスト制御部９３に代えて、ブレーキペダルの操作量及び操作速度に基づいて急ブレーキ操作を検出する急ブレーキ検出部を備えるようにしてもよい。
【００４３】
上記ＴＣＳ制御部９４は、車輪が路面に対してスリップする現象を抑制する制御を行うものであり、このＴＣＳ制御部９４は、ＴＣＳの制御介入条件が成立してＴＣＳの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＴＣＳ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４４】
上記ＤＳＣ制御部９５は、例えばドリフトアウトやスピンといった車両７のヨーイング方向の姿勢を制御するものであり、このＤＳＣ制御部９５は、ＤＳＣの制御介入条件が成立してＤＳＣの制御介入を行う時には、上記シートベルト制御部８に対してＤＳＣ制御介入信号を出力するように構成されている。
【００４５】
上記ＴＣＳ制御部９４及びＤＳＣ制御部９５はそれぞれ、車両７の横滑り状態を判定するものであり、これらの制御部９４，９５は、車両７の横滑りによる事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４６】
上記横転予知部９６は、例えばロール角度やロール速度に基づいて車両の横転を予知するものに構成されている。そして、上記横転予知部９６は、車両の横転を予知した時には、上記シートベルト制御部８に対して横転予知信号を出力するように構成されている。つまり、この横転予知部９６は、車両の横転による事故の危険性が高まった時に、シートベルト制御部８に対して信号を出力するものとされている。
【００４７】
上記衝撃検出部９７は、Ｇセンサ等の衝撃検出センサを備えており、その検出値に基づいて前突、後突及び側突、並びに横転の発生を判断し、これらの事故が発生したときには、シートベルト制御部８に事故発生信号を出力するように構成されている。
【００４８】
そして、上記シートベルト制御部８は、上記衝突予知部９１、ＡＢＳ制御部９２、ブレーキアシスト制御部９３、ＴＣＳ制御部９４、ＤＳＣ制御部９５、及び横転予知部９６から信号が出力されたときには、言い換えると、事故危険度の高い状態の時には、リトラクタ部２及びラップアンカー部３に設けられた第２及び第３プリテンショナ２２，３２を作動させるように構成されている。具体的には、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のモータ２３，３３に駆動信号を出力し、これにより、ベルト５の巻き取りを行ってショルダベルト５１及びラップベルト５２に張力を付与する。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のギヤ・クラッチ機構２４，３４に設けられたクラッチにより、リトラクタ部２及びラップアンカー部３のリールはそれぞれ、ベルト５の引き出し方向の回転がロックされている。
【００４９】
また、上記シートベルト制御部８は、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力（モータトルク）を、電流制御によって制御可能に構成されている。この第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力制御の詳細については後述する。
【００５０】
さらに、上記シートベルト制御部８は、第２及び第３プリテンショナ２２，３２を作動させた後に、例えば運転操作等によって事故が回避されかつ事故の危険度が低下したときには、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動を解除して、ショルダベルト５１及びラップベルト５２に付与した張力を解除するように構成されている。
【００５１】
一方、上記シートベルト制御部８は、上記衝撃検出部９７から信号が出力されたときには、言い換えると車両に事故が発生した時には、バックル部４に設けられた第１プリテンショナ４２を作動させるように構成されている。具体的には、第１プリテンショナ４２のインフレータ４５に作動信号を出力し、これにより、ベルト５の引き取りを行って、ショルダベルト５１及びラップベルト５２に張力を付与する。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２は作動させないが、リトラクタ部２及びラップアンカー部３のリールはそれぞれ、そのロック機構によってベルト５の引き出し方向の回転がロックされている。尚、第１プリテンショナ４２の作動力は一定であり、第２及び第３プリテンショナ２２，３２のように作動力の制御を行うことはできない。
【００５２】
次に、上記シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御について、図５を参照しながら説明する。
【００５３】
上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２プリテンショナ２２の作動力（同図の実線参照）を、第３プリテンショナ３２の作動力（同図の破線参照）よりも高くなるように制御する。
【００５４】
これにより、車両７の事故危険度が高い状態の時には、リトラクタ部２に設けられた第２プリテンショナ２２が作動することにより、ショルダベルト５１が引き取られてそのベルトスラックを除去することができると共に、ラップアンカー部３に設けられた第３プリテンショナ３２が作動することにより、ラップベルト５２が引き取られてそのベルトスラックを除去することができる。
【００５５】
また、上記第２プリテンショナ２２の作動力が、第３プリテンショナ３２の作動力よりも高く設定されているため、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなる。ラップベルト５２の張力が比較的低くなることで、ラップベルト５２のベルトスラックを除去しつつも乗員の違和感を軽減することができる。一方、ショルダベルト５１の張力が比較的高くなることで、ショルダベルト５１のベルトスラックを除去した上でさらに、乗員Ｍの姿勢の適正化が図られる。具体的には、図１に示すように、例えば前屈姿勢の乗員Ｍの上体（同図の実線参照）をシートバックに密着させて拘束する（同図の一点鎖線参照）ことが可能になる。
【００５６】
そして、事故危険度の高い状態から事故に至ったときには、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動によってベルトスラックが除去されかつ、乗員姿勢が適正化された状態で、第１プリテンショナ４２が作動する（図５の二点鎖線参照）ことになる。上記第１プリテンショナ４１はバックル部４に設けられているため、この第１プリテンショナ４２が作動したときには、ショルダベルト５１及びラップベルト５２は同時に引き取られてショルダベルト５１とラップベルト５２とに同時に張力が付与される。こうして、乗員の初期拘束力が高まり、乗員の拘束性能をより一層向上させることができる。
【００５７】
このように、本実施形態によると、バックル部４に事故発生時に作動する第１プリテンショナ４２を設ける一方で、リトラクタ部２とラップアンカー部３とに事故危険度の高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナ２２，３２を設けることで、事故危険度の高い状態の時と事故発生時とのそれぞれの時に、ショルダベルトの張力とラップベルトの張力とをそれぞれ適正化させることができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御が第１実施形態と異なる実施形態である。尚、シートベルト装置１のその他の構成は上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５９】
次に、図６を参照しながら、第２実施形態に係る第２及び第３プリテンショナ２２，３２の制御について説明すると、第２実施形態では、上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２プリテンショナ２２の作動タイミングを、第３プリテンショナ３２の作動タイミングよりも早いタイミングとなるように制御する。つまり、上記シートベルト制御部８は、各制御部９２〜９５及び各予知部９１，９６からの信号を受けたときには、先ず第２プリテンショナ２２のみを作動させる（同図の実線参照）。そして、上記第２プリテンショナ２２の作動開始後、所定時間が経過したときに、第３プリテンショナ３２を作動させる（同図の破線参照）。このとき、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力は互いに略同じに設定する。
【００６０】
こうすることでも、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなるため、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックがそれぞれ除去されるのは勿論のこと、第１実施形態と同様に、乗員の違和感の軽減と乗員の姿勢の適正化とを両立させることができる。
【００６１】
（変形例）
尚、第２実施形態では、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動力を略同じに設定したが、例えば第３プリテンショナの作動力を第２プリテンショナの作動力よりも低く設定してもよい（図６の二点鎖線参照）。この場合も、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなるのに対し、ラップベルト５２の張力は比較的低くなるため、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックを除去しつつも、乗員の違和感の軽減と乗員の姿勢の適正化とを両立させることができる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
第３実施形態も、シートベルト制御部８による第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動制御が第１実施形態と異なる形態であり、シートベルト装置１のその他の構成は、上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６３】
次に、図７を参照しながら、第３実施形態に係る第２及び第３プリテンショナ２２，３２の制御について説明すると、第３実施形態では、上記シートベルト制御部８は、事故危険度が高い状態の時であって第２及び第３プリテンショナ２２，３２をそれぞれ作動させる時には、第２及び第３プリテンショナ２２，３２を、同時に作動させると共に、その作動力を互いに略同じに設定する。そして、上記第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動開始後、所定時間が経過したときに、第３プリテンショナ３２の作動力は変更せずに（同図の破線参照）、第２プリテンショナ２２の作動力をこの第３プリテンショナ３２の作動力よりも高くなるように制御する（同図の実線参照）。
【００６４】
こうすることで、第２及び第３プリテンショナ２２，３２の作動開始から所定時間が経過するまでに、ショルダベルト５１及びラップベルト５２のベルトスラックを確実に除去することができる一方、その後は、第２プリテンショナ２２の作動力が第３プリテンショナ３２の作動力よりも高くされるため、ラップベルト５２の張力は比較的低いままで乗員Ｍの違和感を防止することができるのに対し、ショルダベルト５１の張力は比較的高くなって乗員Ｍの姿勢の適正化を図ることができる。
【００６５】
＜他の実施形態＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、事故の危険度が高い状態を検出するものとして、衝突予知部９１と、ＡＢＳ制御部９２と、ブレーキアシスト制御部９３と、ＴＣＳ制御部９４と、ＤＳＣ制御部９５と、横転予知部９６とを備え、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６からの信号がシートベルト制御部８に入力されるように構成されているが、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６は、その全てを備える必要はない。例えばこれらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６の内のいずれか一つのみを備えるようにしてもよいし、これらの制御部９２〜９５や予知部９１，９６の中から複数を適宜選択して備えるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、リトラクタ部２及びラップアンカー部３には、電動式の第２及び第３プリテンショナ２２，３２を設け、バックル部４には、火薬式の第１プリテンショナ４２を設けるようにしているが、例えば、上記第１〜第３プリテンショナを、全て火薬式のプリテンショナとしてもよいし、上記第１〜第３プリテンショナを、全て電動式のプリテンショナとしてもよい。
【００６７】
例えば、第１実施形態では、第２及び第３プリテンショナは、その作動力を互いに異ならせる必要があるが、第２及び第３プリテンショナを火薬式のプリテンショナとするときには、そのインフレータのガス圧を第２及び第３プリテンショナで互いに異なるものとすれば、第２及び第３プリテンショナの作動力を互いに異ならせることが可能である。
【００６８】
また、第３実施形態では、第２プリテンショナの作動力を、その作動中に変更させる必要があるが、第２プリテンショナを火薬式のプリテンショナとするときには、第１及び第２の複数のインフレータを備えるようにして、その作動開始時には第１のインフレータを作動させ、その後第２のインフレータを作動させるようにすれば、第２プリテンショナの作動力を、その作動中に変更させることが可能である。
【００６９】
但し、車両の事故危険度が高い状態の時に作動する第２及び第３プリテンショナ２２，３２は、繰り返し作動可能であることが好ましいため、電動式とすることが好ましい。一方、車両に事故が発生した時に作動する第１プリテンショナ４１は、繰り返し作動が必要なく、さらに乗員Ｍの初期拘束性能の観点から作動開始から作動力が高まるまでの時間が短い方が好ましいため、火薬式とすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】シートベルト装置の構成を示す説明図である。
【図２】バックル部の構成を示す断面図である。
【図３】リトラクタ部及びラップアンカー部の構成を示す正面図である。
【図４】シートベルト制御部のブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【図７】第３実施形態に係る各プリテンショナ作動力の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ シートベルト装置
２ リトラクタ部
２２ 第２プリテンショナ
３ ラップアンカー部
３２ 第３プリテンショナ
４ バックル部
４２ 第１プリテンショナ
５ ベルト
６１ タング
Claims (4)
- ベルトを巻き取るリトラクタ部と、該リトラクタ部から引き出されたベルトの先端が取り付けられるラップアンカー部と、上記リトラクタ部とラップアンカー部との間のベルトに設けられたタングが係合するバックル部とを有する３点式に構成された車両用シートベルト装置であって、
上記バックル部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第１プリテンショナと、
上記リトラクタ部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第２プリテンショナと、
上記ラップアンカー部に設けられかつ、上記ベルトに張力を付与する第３プリテンショナとを備え、
上記第１プリテンショナは、車両に事故が発生した時に作動するように構成され、
上記第２及び第３プリテンショナは、上記車両に事故が発生する前であって、事故に至る危険度が高い状態の時に作動するように構成されている
ことを特徴とする車両用シートベルト装置。 - 請求項１において、
第２プリテンショナの作動力は、第３プリテンショナの作動力よりも高く設定されている
ことを特徴とする車両用シートベルト装置。 - 請求項１又は請求項２において、
第２プリテンショナの作動タイミングは、第３プリテンショナの作動タイミングよりも早いタイミングに設定されている
ことを特徴とする車両用シートベルト装置。 - 請求項１において、
第２プリテンショナの作動力は、その作動開始時から所定時間が経過するまでは第３プリテンショナの作動力と略同じでありかつ、上記所定時間経過後は上記第３プリテンショナの作動力よりも高く設定されている
ことを特徴とする車両用シートベルト装置。
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