JP3912260B2

JP3912260B2 - 車両用シートベルト装置

Info

Publication number: JP3912260B2
Application number: JP2002318318A
Authority: JP
Inventors: 秀夫戸畑
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: US6846019B2; JP2004149048A; EP1415872A1; DE60318369T2; EP1415872B1; US20040084890A1; DE60318369D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートベルトの張力を変化させるプリテンショナを有し、急ブレーキによる制動、或いは障害物との間の異常接近が予測された際には、シートベルトを巻き取って乗員のリスク度を回避する車両用シートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるシートベルト装置として、例えば特開２００２−２４５０号公報（以下、特許文献１という）に記載されたものが知られている。該特許文献１では、通常時にはシートベルトの巻き取りを行わず、自車両にリスクが発生した際に、プリテンショナ用モータを駆動させ、シートベルトを巻き取るように動作する。この際のリスクとは、先行車と自車両との間の相対速度と車間距離から、先行車両に異常接近すると予想された時点、自車両に搭載される走行加速度計が大きな減速状態を検出した時点、及びスリップセンサがスリップを検出した時点、等である。
【０００３】
また、他のシートベルト装置として、特開２０００−１７７５３５号公報（以下、特許文献２という）に記載されたものが提案されており、該特許文献２では、車両の走行状況に応じて、シートベルト張力を制御する内容について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４５０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１７７５３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１、２では、リスクの発生を予測する手段として、運転者の緊急制動（ブレーキ操作等）を検出して判断する手段と、レーダによって先行車との異常接近までの余裕時間を演算して判断する手段とを併用する場合には、両手段が独立に作動すると、作動頻度が増え、運転者に違和感を与える恐れがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するウェビングと、該ウェビングを巻き取り、巻き戻しするリトラクタを備えた車両用シートベルト装置において、前記ウェビングを前記リトラクタに所望する張力で巻き取り駆動する第１のプリテンショナと、緊急時に前記ウェビングに張力を付与し、乗員を最終的に拘束する第２のプリテンショナと、車両のブレーキ操作量を検出するブレーキ操作検出手段と、車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御、及び前記障害物検出手段の検出データに基づく制御、の少なくとも一方にて前記第１のプリテンショナによる張力を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御を、前記障害物検出手段の検出データに基づく制御よりも優先して採用することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明では、ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御を、障害物検出手段の検出データに基づく制御に優先して、シートベルトのベルト張力（ウェビングに加える張力）を制御するので、乗員が感じる違和感を解消し、且つ、乗員のリスク度を確実に回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシートベルト装置の配置構成図である。
【００１０】
同図に示すように、シートベルト装置１０は、３点式パッシブシートベルトに例をとって示し、シートＳに着座した乗員Ｈを拘束するウェビング１１と、このウェビング１１の一端側を巻回するリトラクタ１２とを備え、ウェビング１１の他端側はシートＳのドア側に配置したアンカーを介して車体に固定してあるとともに、ウェビング１１の中間部に移動自在に挿通したタング１３を、シートＳの車体中央側で車体に固定したバックル１４に着脱自在に係合し、このバックル１４と前記リトラクタ１２との間でウェビング１１をセンターピラーＰｃの上部のスルーリング１５を介して移動自在に支持するようになっている。
【００１１】
リトラクタ１２は、ウェビング１１をリトラクタ１２に巻き取り駆動し、またはリトラクタから巻き戻し駆動する第１のプリテンショナ１６と、緊急時にウェビング１１に張力を付与し乗員Ｈを最終的に拘束する第２のプリテンショナ１７と、を設けてある。
【００１２】
第１のプリテンショナ１６は、モータＭと減速ギヤ機構１６ａとによって構成し、モータＭの回転数を減速してトルクをリトラクタ１２に設けたウェビング１１を巻回するリールに伝達するようになっている。
【００１３】
第２のプリテンショナ１７は、この実施形態では火薬式（火薬プリテイン）として構成され、衝突検知によって火薬の爆発力でウェビング１１を瞬時にリトラクタ１２に巻取るようになっている。
【００１４】
尚、第２のプリテンショナ１７は火薬式に限ることなく、ウェビング１１を迅速に巻取ることができる限りにおいてモータ等を用いることができる。
【００１５】
また、前記リトラクタ１２には、衝突時に巻取ったウェビング１１の張力が所定値以上に上昇して乗員Ｈに大きな負担を掛けるのを防止するためのロードフォースリミッタ、及びウェビング１１の急激な引き出しを感知してこのウェビング１１の引き出しをロックするロック機構を設けてある。
【００１６】
そして、衝突時には、ロック機構により、乗員の体をシートに拘束し、第２のプリンテンショナが作動して、ウェビング１１の弛みを除去して、乗員の拘束性を向上させる。また、ロードフォースリミッタが作用して、シートベルトにより乗員の体へ作用する力を所定値以下に抑制する。
【００１７】
更に、本実施形態に係るシートベルト装置１０は、第１のプリテンショナ１６を制御する第１のコントローラ３０と、第２のプリテンショナ１７を制御する第２のコントローラ５３と、を具備している。
【００１８】
第１のコントローラ３０は、車両のブレーキ操作量を検出するブレーキペダルストロークセンサ（ブレーキ操作検出手段）２０にて検知されるブレーキストローク信号、車速センサ２１の検出信号、及び車両前方に搭載され先行車両との間の車間距離を検知するレーザレーダ（障害物検出手段）５１の検出信号に基づいて、第１のプリテンショナ１６を制御する。なお、レーザレーダ５１の代わりに、ミリ波レーダ、超音波レーダ等を用いることもできる。
【００１９】
第２のコントローラ５３は、衝突時の衝撃を検知する衝撃センサ５２より衝突を示す検知信号が与えられた際には、第２のプリテンショナ１７を駆動させるべく制御する。
【００２０】
図２は、第１のコントローラ３０の詳細な構成を示す機能ブロック図である（図１に示した第２のコントローラ５３については、記載を省略している）。同図では、第１のプリテンショナ１６のモータＭを２個設けてあり、このうち一方は運転席用のシートベルト装置１０のものであり、他方は助手席用のシートベルト装置１０のものとなっている。
【００２１】
第１のコントローラ３０は、図２に示すようにＣＰＵ３１を備え、更に、このＣＰＵ３１にバッテリ（ＢＡＴＴ）からフューズ２２を介して電源電圧を入力する電源回路３２と、イグニッション信号を入力するＩＧＮ（イグニッション）入力回路３３と、車速センサ２１の車速信号、及びレーザレーダ５１による検出信号を入力するＣＡＮ（Controller Area Network）・Ｉ／Ｆ３４と、ブレーキペダルストロークセンサ２０のブレーキストローク信号を入力するアナログＩ／Ｆ３５と、を備えている。
【００２２】
ここで、電源回路３２により安定化された電圧は、ＣＰＵ３１の駆動源として用いる以外に、センサ電源回路３２ａを介してブレーキペダルストロークセンサ２０に供給されるようになっている。
【００２３】
ＣＰＵ３１より出力される制御信号は、駆動回路３６を介してリレー３７に供給され、且つ、運転席用及び助手席用のモータＭを駆動制御し、且つ回転方向を切り換えるＨ−Bridge（Ｈブリッジ）３８ａ，３８ｂに供給されるようになっている。
【００２４】
Ｈ−Bridge３８ａ，３８ｂには、リレー３７を介して、フューズ２２バッテリ電源よりの電圧が与えられ、且つ、各モータＭは、Ｈ−Bridge３８ａ，３８ｂにより回転方向が制御されるとともに、これらモータＭの回転速度は、ＣＰＵ３１で演算したデューティ比（以下、デューティと称す）によって制御されるようになっている。
【００２５】
ブレーキペダルストロークセンサ２０は、運転者の制動操作によるブレーキペダルの踏込み量を、ポテンショメータの回転角で検出するようになっており、このブレーキペダルストロークセンサ２０は、センサ電源回路３２ａより与えられる電源電圧を、ブレーキペダルの踏込み量に応じた電圧信号に変換し、この電圧信号を、アナログＩ／Ｆ３５を介してＣＰＵ３１に出力する。
【００２６】
車速センサ２１で検出した車速データは、ＣＡＮ・Ｉ／Ｆ３４を経由してＣＰＵ３１に供給される。この場合、ＣＡＮ・Ｉ／Ｆ３４を経由することなく、車速センサ２１から車速に応じた周期のパルスを出力して、このパルス周期から車速を検出するようにしてもよい。
【００２７】
ＣＰＵ３１は、ブレーキペダルストロークセンサ２０の検出信号に基づいて、ブレーキペダルが踏み込まれたときの制動が、緊急制動（後述する緩制動、或いは急制動のいずれか）であるかどうかを判断する共に、緊急制動であれば衝突回避動作であると判断して、Ｈ−Bridge３８ａ，３８ｂに電流指令値をデューティ出力し、モータＭの回転数を制御してウェビング１１の巻取りを早める。
【００２８】
また、レーザレーダ５１の検出信号より、前方の障害物までの距離、及び相対速度を算出し、これらのデータに基づいて障害物への異常接近の可能性を判断し、異常接近の可能性が高いと判断された場合には、ウェビング１１を巻き取るべくモータ電流を制御するために、各Ｈ−Bridge３８ａ，３８ｂをデューティ制御する。
【００２９】
また、第１のコントローラ３０に入力される、ブレーキペダルストローク、レーダー信号、車速を検出する各センサが故障した場合には、これらの故障を検知するフェールセーフ機能を有しており、このフェールセーフロジックに基づいて、各モータＭへの電流の通電を停止する。
【００３０】
以下、本実施形態に係るシートベルト装置１０の動作について説明する。図３は、該シートベルト装置１０の全体的な動作を示すフローチャートである。また、図４〜図９は、詳細フローチャートである。
【００３１】
車両走行中には、ステップＳ１にて、車速センサ２１にて検出される当該車両の走行速度が、ＣＡＮ・Ｉ／Ｆを介してＣＰＵ３１に取り込まれる。次いで、ステップＳ２では、ブレーキペダルストロークセンサ２０により検出されたブレーキペダルのストローク量（踏み込み量）が検知され、アナログ・Ｉ／Ｆ３５を介してＣＰＵ３１に取り込まれる。
【００３２】
ステップＳ３では、上記の処理で得られた車速データ、及びブレーキペダルのストローク量のデータに基づいて、緊急制動が行われているかどうかが判断される。例えば、運転者が運転中、前方に障害物が急に現れたり、障害物の発見が遅れた場合には、衝突を回避するために、緊急制動を行う。そして、ブレーキペダルストロークセンサ２０の出力信号に基づき、緊急の制動操作が発生していることが検出される。
【００３３】
また、ステップＳ４では、緊急制動が終了しているかどうかが判断される。ここでは、例えば、車両が停止している場合や速度が略一定である場合、或いは加速している場合に、緊急制動が終了しているものと判断する。
【００３４】
ステップＳ５では、レーザレーダ５１により検出される障害物までの距離に関するデータが、ＣＰＵ３１に供給される。次いで、ステップＳ６では、このレーザレーダ５１の検出データに基づいて、前方に存在する障害物（先行車両等）に異常接近するかどうかの判断が行われる。
【００３５】
ステップＳ７では、前述のステップＳ３の処理による判断結果と、ステップＳ６の処理による判断結果に基づいて、シートベルトの制御を決定する作動モードを選択する。つまり、緊急制動中であるかどうかに基づいてシートベルトを制御する作動モード、及び前方障害物までの距離に基づいてシートベルトを制御する作動モードのうちの、いずれか一方を選択する。
【００３６】
ステップＳ８では、選択された作動モードに応じて出力デューティを算出する処理が行われる。
【００３７】
次いで、ステップＳ９では、フェールセーフのロジックにより、センサ類が故障した場合には、各モータＭへの電圧供給を停止させる処理が行われる。
【００３８】
ステップＳ１０では、フェールセーフ、作動禁止条件に基づいて、シートベルト制御の作動、非作動を判断し、その後、ステップＳ１からの処理に戻る。
【００３９】
図４は、図３に示したステップＳ３の、緊急制動判断処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１では、車両の走行速度が所定速度Ｖ１よりも大きいかどうかが判断される。車速がＶ１以下である場合には、ステップＳ１１でＮＯとなり、緊急制動操作は発生しないものとして、ウェビング１１の張力制御は行わない。
【００４０】
車速がＶ１よりも大きい場合には、ステップＳ１１でＹＥＳとなり、ステップＳ１２の処理にて、ブレーキを踏み込む速度を算出する。これは、ブレーキペダルストロークセンサ２０による検出信号から求めることができる。
【００４１】
次いで、ステップＳ１３では、ブレーキペダルのストローク量（踏み込み量）、及びブレーキペダルの踏み込み速度に基づいて、運転者が期待する減速Ｇ（負の加速度）である、期待減速Ｇを算出する。
【００４２】
ステップＳ１４では、期待減速Ｇと、緊急制動判断を示す２つのしきい値Ｇ１，Ｇ２（Ｇ２＞Ｇ１）とを比較する処理が行われ、期待減速Ｇがしきい値Ｇ１よりも小さい場合（Ｇ＜Ｇ１）には、ステップＳ１７で制動フラグを「０」とし、ウェビング１１の張力制御を行わない。
【００４３】
他方、Ｇ１≦Ｇ＜Ｇ２である場合には、ステップＳ１５で、緩制動フラグとして、制動フラグを「２」に設定する。また、Ｇ２≦Ｇである場合には、ステップＳ１６で、急制動フラグとして、制動フラグを「１」に設定する。
【００４４】
図５は、図３に示したステップＳ４の、制動判断終了処理を詳細に示すフローチャートである。同図に示すステップＳ２１では、車速が所定値Ｖ０未満であるかどうかが判断され、Ｖ０未満である場合には、車両は停止しているものと見なして、ステップＳ２３にて、変数「タイマ」をインクリメントする。また、車両の減速度が所定の減速度Ｇ３よりも小さいときには、略一定の速度で走行しているか、或いは加速しているものと判断し、前記と同様に、ステップＳ２３にて、変数「タイマ」をインクリメントする。
【００４５】
他方、減速度が所定の減速度Ｇ３以上である場合には、ステップＳ２２でＮＯとなり、ステップＳ２４にて、「タイマ」をリセットする。つまり、「タイマ」＝０とする。
【００４６】
その後、ステップＳ２５では、変数「タイマ」の値と所定値Ｔ１とを比較し、「タイマ」がＴ１よりも大きい場合には、ステップＳ２６で制動フラグ（急制動フラグ、或いは緩制動フラグ）をリセットする。また、「タイマ」がＴ１以下である場合には、制動フラグをそのまま維持する。
【００４７】
ここで、「タイマ」が所定値Ｔ１を超えるまで待つ理由は、車両停止ではないけれども、タイヤロック等に起因して車両の走行速度が一瞬だけＶ０以下になったり、ポンピングブレーキにより、制動中ではあるが、減速度が一瞬だけＧ３よりも小さくなるような場合を想定し、このような場合に、ウェビング１１の張力制御が終了することを防止するためである。
【００４８】
図６は、図３のステップＳ６に示したレーダ判断処理の詳細な手順を示すフローチャートである。ステップＳ３１で、車速と所定値Ｖ１とを比較し、Ｖ１以下である場合には、ステップＳ３１でＮＯとなって、ステップＳ３６の処理で、レーダ判断フラグを「０」とする。つまり、ウェビング１１の張力制御を行わない。
【００４９】
他方、車速がＶ１よりも大きい場合には、ステップＳ３２にて、前述したステップＳ３の処理で設定された制動フラグが「０」であるかどうかが判断され、制動フラグが「０」の場合、即ち、図４のステップＳ１４の処理で、制動フラグが「１」または「２」となった場合には、ステップＳ３６の処理でレーダ判断フラグを「０」とする。
【００５０】
制動フラグが「０」である場合には、ステップＳ３３で、レーザレーダ５１で求められた前方障害物までの距離、及び相対速度に基づいて、前方障害物に異常接近するまでの時間が算出される。そして、ステップＳ３４では、求められた時間（異常接近までの時間）と、所定時間Ｔ２とが比較され、Ｔ２よりも小さい場合には、異常接近の回避が不可能であると判断し、ステップＳ３５の処理で、レーダ判断フラグを「１」に設定する。また、Ｔ２よりも大きい場合には、ステップＳ３６の処理で、レーダ判断フラグを「０」に設定する。
【００５１】
図７は、図３のステップＳ７に示した作動モード判断処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図４に示したステップＳ１６で、制動フラグが「１」（急制動）に設定されている場合には、図７のステップＳ４１でＹＥＳとなり、ステップＳ４４で作動モードが「１」に設定される。
【００５２】
また、図４に示したステップＳ１５で、制動フラグが「２」（緩制動）に設定されている場合には、図７のステップＳ４２でＹＥＳとなり、ステップＳ４５で作動モードが「２」に設定される。更に、図６に示したステップＳ３５で、レーダ判断フラグが「１」に設定されている場合には、ステップＳ４３でＹＥＳとなり、ステップＳ４６で作動モードが「３」に設定される。
【００５３】
ここで、作動モードとは、後述するようにシートベルト装置を巻き取る際の、張力制御の態様を示す。
【００５４】
図８は、図３のステップＳ８に示した出力デューティ算出処理の、具体的な処理手順を示すフローチャートであり、図７に示した処理で求められた作動モードに基づいて、Ｈ−Bridge３８ａ，３８ｂより出力するパルス信号の出力デューティを決定する。図８において、作動モードが「１」である場合には、ステップＳ５１でＹＥＳとなり、ステップＳ５４で出力デューティが「Ｄ１」に設定される。
【００５５】
また、作動モードが「２」である場合には、ステップＳ５２でＹＥＳとなり、出力デューティが「Ｄ２」に設定される。作動モードが「３」である場合には、ステップＳ５３でＹＥＳとなり、ステップＳ５６出力デューティが「Ｄ３」に設定される。更に、作動モードが設定されていない場合には、ステップＳ５７で出力デューティを「０」に設定する。つまり、ウェビング１１の張力制御を行わない。
【００５６】
図９は、図３に示したステップＳ９の、フェールセーフ処理の、具体的な処理手順を示すフローチャートである。まず、ステップＳ６１で、各種センサ等において、故障が検知されたかどうかが判断され、故障が検知された場合には、ステップＳ６３で、デューティ出力を禁止する。つまり、センサ類が故障している場合には、ブレーキ制動、或いは前方障害物への接近が検出されていないにも関わらず、ウェビング１１の張力が制御される場合があり、このような場合には、乗員にリスクが生じる可能性があるので、これを回避するために、故障が検知された際には、デューティ出力を禁止する。
【００５７】
また、同様に、ステップＳ６２にて、作動禁止条件が満たされた場合においても、デューティ出力を禁止する。
【００５８】
他方、故障が検知されず、且つ作動禁止条件が満たされていない場合には、ステップＳ６４にてデューティ出力を許可する。
【００５９】
本実施形態では、図６のフローチャートに示したように、レーザレーダ５１を用いた制動の判断を行う前に、ブレーキ操作による制動フラグを見ている。そして、制動判断が成立していれば、レーダ判断フラグは「０」となり、ブレーキ操作に基づく制動判断の方が、レーザレーダを用いた判断よりも優先されることが理解される。
【００６０】
また、図７に示したフローチャートでは、制動フラグ＝１（急制動）のときに作動モードが１、制動フラグ＝２（緩制動）のときに、作動モードが２、そして、レーダ判断フラグ＝１のときに、作動モードが３となり、図８では、作動モード１のとき出力デューティ＝Ｄ１、作動モード２のとき出力デューティ＝Ｄ２、及び作動モード３のとき出力デューティ＝Ｄ３となる。そして、Ｄ２＞Ｄ３であるので、ブレーキ操作に基づく制動判断の場合の方が、レーダ判断の場合よりも、ベルト張力が強くなる。
【００６１】
また、レーダ判断に基づく制御を行っている場合であっても、ブレーキ操作に基づく制動判断が成立すれば、レーダ判断フラグがクリアされ、制動判断での制御に移行し、出力デューティがＤ３から、Ｄ２，或いはＤ１へと増加する。
【００６２】
図１０は、制動判断（急制動、及び緩制動）による制御の場合のベルト張力と、レーダ判断による制御の場合のベルト張力の変化の様子を示す特性図である。
【００６３】
衝突までのベルト張力は、それぞれ平坦な特性となり、急制動判断による制御の場合のベルト張力が最も大きく、緩制動判断による制御の場合が２番目で、レーダ判断による制御の場合のベルト張力が最も小さくなる。
【００６４】
これは、図１１に示すように、制動判断（緩制動、急制動）の場合には、ベルトスラックを除去するためのベルト張力に加えて、制動による慣性力で乗員の体の前方への運動に抗して、乗員の体の移動を抑制するための力が必要になるためである。これに対し、レーダ判断の場合には、制動を行っていないので、ベルトスラックを除去するためのベルト張力のみでよい。
【００６５】
このようにして、本実施形態に係るシートベルト制御装置では、レーザレーダ５１により、車両前方に障害物の存在が検出され、且つこの障害物との間の距離が短くなった場合には、レーダ判断（障害物検出手段の検出データに基づく制御）によりウェビング１１に所定の張力を発生させる。また、ブレーキペダルストロークセンサ２０により、制動判断（ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御）が発生した場合には、前記のレーダ判断に優先して、ウェビング１１に所定の張力を発生させる。従って、車両が衝突する前の段階で、ウェビング１１の弛みをなくし、一定の張力で乗員をシートに拘束するので、運転者に与える違和感を低減することができる。
【００６６】
更に、レーダ判断によりウェビング１１に加える張力と、制動判断によりウェビング１１に加える張力とが異なるように設定することにより、レーダ判断時、及び制動判断時に応じた適切な張力を与えることができる。また、制動判断による張力の方が大きくなるように設定することにより、乗員に与える違和感を軽減することができる。即ち、制動判断時は、車両が減速動作しているので、乗員に慣性力が働くことになり、乗員は前方へ移動するように動作しており、このような動きのあるときには、ベルト張力が多少大きくてもあまり違和感を感じない。他方、レーダ判断時のように、乗員がシート上に着座している場合には、大きなベルト張力が急に加えられると、大きな違和感を感じる。本実施形態では、レーダ判断により加えるベルト張力を小さくすることにより、乗員が感じる違和感を軽減している。
【００６７】
また、レーダ判断によりウェビング１１に加える張力の最大値を、制動判断によりウェビング１１に加える張力の最大値よりも小さく設定することにより、乗員が受ける違和感をより小さくすることができる。
【００６８】
更に、衝突発生直前におけるレーダ判断による張力が、制動判断による張力よりも小さく設定することにより、違和感の少ない制御が可能となる。
【００６９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、図５に示した制動終了判断において、ブレーキ操作に基づく制動終了の判断を、タイマを用いて時間Ｔ１経過後としている。これにより、ベルト張力の解放までに時間遅れが発生するようにしている。これに対して、図６に示したレーダ判断では、衝突回避可能と判断した時点で、直ちにベルト張力を解放させるようにしている。
【００７０】
即ち、図１２に示すように、レーダ判断により加えられたベルト張力は、解除条件が成立した直後に解除され、ブレーキの制動判断により加えられたベルト張力は、解除条件が成立した後、時間Ｔ１が経過した後に解除される。
【００７１】
これは、ブレーキ操作に基づく制動の場合には、一旦ブレーキを解除して、再度ブレーキを踏み込むことにより、制動距離を短くする、所謂ポンピングブレーキ操作が行われる場合に対処するものである。つまり、ポンピングブレーキ時には、ブレーキを一旦解除した際に、ベルト張力が解放されてしまうことになり、この場合には、再度ブレーキを踏み込んだ際に改めてベルト張力の制御が行われてしまので、乗員に違和感を与えてしまう場合があり、本実施形態では、このような不具合を防止することができる。
【００７２】
また、ベルトの張力制御の頻度が不要に増加し、耐久性の低下を招く恐れもあり、このような問題をも解決することができる。
【００７３】
一方、レーダ判断では、運転者の操作に関係なく、前方の障害物への衝突回避可能か否かの判断のみであるので、遅れ時間を設ける必要がない。また、仮に遅れ時間を設ける場合であっても、ブレーキ操作に基づく制動終了判断における遅れ時間よりも、短い時間に設定してよい。
【００７４】
このようにして、第２の実施形態に係る車両用シートベルト装置では、制動判断によりウェビング１１の張力制御が行われている場合には、車両の減速度が一定値以下、或いは停止と判断されてから所定時間（Ｔ１）経過後に、張力制御が回避するので、ポンピングブレーキなどにより、一瞬だけ減速度が低下した場合等に、張力制御が停止するという誤動作の発生を防止することができる。即ち、ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により、第１のプリテンショナを制御した際には、衝突発生後所定時間経過後にこの制御を解除するので、ポンピングブレーキなどにより一瞬だけ減速度が低下した場合などには、張力制御が停止するという誤動作の発生を防止することができる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、図８に示したデューティの設定処理において、動作モード３（レーダ判断時）におけるデューティ比変化を図１３に示すように設定している。
【００７６】
即ち、レーダ判断に基づき、動作モード３が設定され、出力デューティがＤ３に設定されると、その後、一定値Ｄ３をとり続けるのではなく、徐々に出力デューティを増加させ、衝突時にデューティＤ１に達するように制御している。
【００７７】
これは、レーダ判断時には、制動を行っていない状態で、ベルト張力を上昇させるように制御するので、ベルト張力特性を急に立ち上げた特性とすると、乗員にとっては唐突に感じ、違和感を与えてしまう恐れがあり、これを防止するためである。
【００７８】
つまり、衝突時のベルト張力を考えると、ベルト張力が大きいほど、衝突後の乗員拘束性能が向上する。よって、レーダー判断時のベルト張力は、衝突時までに、あるレベルまで上昇させることが望ましい。
【００７９】
そこで、第３の実施形態では、ベルト張力が時間とともに漸増する特性とし、乗員の違和感を軽減しつつ、乗員拘束性能を向上させる。また、レーダ判断時には、衝突までの時間をレーダによって検知できるので、ベルト張力特性を、時間とともに漸増させる特性としても、衝突時までに、ベルト張力を所望のレベルまで上昇させることができる。
【００８０】
これに対し、ブレーキ操作に基づく制動判断の場合には、制動を行うことにより、乗員の体が前方への運動をしているので、この状態でベルト張力を急に立ち上げた特性としても、乗員の体の前方移動が抑制され、乗員にとっては違和感となりにくい。また、乗員の体の前方移動を効果的に抑制するためにも、ベルト張力を急に立ち上げた特性とすることが望ましい。
【００８１】
このようにして、本実施形態では、ブレーキ操作による制動判断時には、衝突発生までの間、出力デューティＤ１を一定値とし、レーダ判断の場合には、出力デューティを漸増させるように制御しているので、乗員に違和感を与えることなく、且つ、確実に乗員を保護することができる。即ち、障害物検出手段の検出データに基づく制御により、第１のプリテンショナを制御した際には、ウェビングを所定の張力とした後、衝突が発生すると予測される時刻までの間、張力を徐々に増加させるので、乗員に違和感を与えることなく保護することができる。
【００８２】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、衝突前のベルト張力が多段階となるように制御する。即ち、図７でレーダ判断による作動モード「３」が成立している状態であっても、ブレーキ操作による制動判断が成立した場合には、レーダ判断による制御から、ブレーキによる制動判断による制御に移行する。このとき、出力デューティは、Ｄ３からＤ１へと変化する。Ｄ３＜Ｄ１としておけば、図１４に示すように、衝突前に、レーダ判断が成立していた状態から、ブレーキ制動判断が成立することにより、ベルト張力が２段階に変化することになる。
【００８３】
また、ブレーキ制動判断、レーダ判断を、それぞれ多段階として、衝突前にベルト張力の変化特性を多段階にすることもできる。ブレーキ制動判断を多段階にする場合には、運転者の期待する減速度に応じて、多段階とすることができる。レーダ判断を多段階にする場合には、障害物への衝突の時間によって、多段階とすることができる。
【００８４】
更に、ブレーキ制動判断、及びレーダ判断のそれぞれを多段階にして組合せ、ブレーキ制動判断のそれぞれの段階と、レーダ判断のそれぞれの段階における、優先度、ベルト張力を設定しておくことで、より多くの段階に設定することができ、きめ細かなベルト張力制御が可能となる。即ち、制御手段は、障害物検出手段の検出データに基づく制御により第１のプリテンショナに加える張力、及びブレーキ検出手段の検出データに基づく制御により第１のプリテンショナに加える張力を多段階に設定することにより、きめ細かなベルト張力制御が可能となる。
【００８５】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態では、衝突後のベルト張力を制御する。即ち、衝突前のベルト張力は、ブレーキ制動判断、及びレーダ判断のそれぞれの結果によって決定されており、本実施形態ではこれに加えて、図１５に示すように、衝突後のベルト張力をも積極的に制御することにより、火薬プリテンショナが作動したときの、ベルト張力を適切な大きさとするものである。
【００８６】
これは、ブレーキ制動判断が成立した状態で衝突した場合、減速Ｇによって乗員の体が前方に移動している可能性があるので、図１５に示すように、衝突後、火薬プリテンショナが作動したときのベルト張力を強めるようにしている。
【００８７】
一方、レーダ判断が成立した状態で衝突した場合には、制動が行われておらず、乗員の体の移動もないため、ブレーキ制動判断が成立した状態で衝突した場合よりも、通常の火薬プリテンショナ作動時のベルト張力とする。
【００８８】
このようにして、第５の実施形態では、ブレーキ制動判断により、ベルト張力制御が行われ、その後、衝突が発生した場合には、衝突後のベルト張力を、レーダ判断成立時におけるベルト張力よりも大きくなるように制御しているので、体が前方に移動している乗員を確実に保護することができる。即ち、制御手段は、第２のプリテンショナを制御し、自車両に衝突が発生した際には、衝突の前にブレーキ操作検出手段の検出データに基づいて第１のプリテンショナが制御されてた場合の方が、障害物検出手段の検出データに基づいて第１のプリテンショナが制御されていた場合よりも、第２のプリテンショナに加えられるベルト張力が大きくなるように制御するので、体が前方に移動している乗員を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシートベルト制御装置の各構成要素の配置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシートベルト制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシートベルト制御装置の、全体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図４】制動判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】制動判断を終了する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】レーダ判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】作動モード判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】出力デューティを決定する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】フェールセーフ機能による出力許可判断の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】制動判断に基づいたベルト張力の変化、及びレーダ判断によるベルト張力の変化を示す特性図である。
【図１１】制動判断時、及びレーダ判断時のそれぞれについての乗員の動きを示す説明図である。
【図１２】制動判断による制御時間と、レーダ判断による制御時間を示す特性図である。
【図１３】制動判断によるウェビングの張力変化と、レーダ判断によるウェビングの張力変化を示す特性図である。
【図１４】レーダ判断により設定される張力、及び制動判断により設定される張力の２段階変化の状態を示す特性図である。
【図１５】衝突発生後の、張力変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１０シートベルト装置
１１ウェビング
１２リトラクタ
１３タング
１４バックル
１５スルーリング
１６第１のプリテンショナ
１６ａ減速ギヤ機構
１７第２のプリテンショナ
２０ブレーキペダルストロークセンサ（ブレーキ操作検出手段）
２１車速センサ
２２フューズ
３０第１のコントローラ（制御手段）
３１ＣＰＵ
３２電源回路
３２ａセンサ電源回路
３３ＩＧＮ入力回路
３４ＣＡＮ・Ｉ／Ｆ
３５アナログＩ／Ｆ
３６駆動回路
３７リレー
３８ａ，３８ｂＨ-Bridge
５１レーザレーダ（障害物検出手段）
５２衝撃センサ
５３第２のコントローラ

Claims

シートに着座した乗員を拘束するウェビングと、該ウェビングを巻き取り、巻き戻しするリトラクタを備えた車両用シートベルト装置において、
前記ウェビングを前記リトラクタに所望する張力で巻き取り駆動する第１のプリテンショナと、
緊急時に前記ウェビングに張力を付与し、乗員を最終的に拘束する第２のプリテンショナと、
車両のブレーキ操作量を検出するブレーキ操作検出手段と、
車両前方に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御、及び前記障害物検出手段の検出データに基づく制御、の少なくとも一方にて前記第１のプリテンショナによる張力を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御を、前記障害物検出手段の検出データに基づく制御よりも優先して採用することを特徴とする車両用シートベルト装置。
前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力と、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力とが異なる値となるように設定した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。
前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力を、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力よりも小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の車両用シートベルト装置。
前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力の最大値を、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力の最大値よりも小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。
前記障害物と、自車両とが所定時間後に衝突すると予測される場合には、前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力の車両衝突予測時刻前における値を、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により前記ウェビングに加える張力の車両衝突予測時刻前の値よりも小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。
前記制御手段は、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づく制御により、前記第１のプリテンショナを制御した際には、衝突発生後所定時間経過後に当該制御を解除し、
前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により、前記第１のプリテンショナを制御した際には、衝突発生直後に当該制御を解除することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。
前記制御手段は、前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により、前記第１のプリテンショナを制御した際には、前記ウェビングを所定の張力とした後、衝突が発生すると予測される時刻までの間、当該張力を徐々に増加させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。
前記制御手段は、前記障害物検出手段の検出データに基づく制御により前記第１のプリテンショナに加える張力、及び、前記ブレーキ検出手段の検出データに基づく制御により前記第１のプリテンショナに加える張力を多段階に設定したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。
前記制御手段は、前記第２のプリテンショナを制御し、自車両に衝突が発生した際には、
当該衝突の前に、前記ブレーキ操作検出手段の検出データに基づいて第１のプリテンショナが制御されていた場合の方が、前記障害物検出手段の検出データに基づいて第１のプリテンショナが制御されていた場合よりも、前記第２のプリテンショナにより加えられるベルト張力が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の車両用シートベルト装置。