JP4242166B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートベルトを締め付け可能なプリテンショナを有するシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルト装置に関する技術として、前方移動車両との衝突有りが予測されるときに電動モータを有するプリテンショナによってシートベルトに第１の張力を発生させて締め付けを行い、車両の前方衝突を加速度センサによる車体の減速度から検出すると、火薬式プリテンショナによってシートベルトにさらに大きな第２の張力を発生させて締め付けを行うものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２９４６９９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示されたシートベルト装置は、車両の前方衝突を加速度センサで検出するとシートベルトを火薬式プリテンショナで締め付けるものであるが、車両に後続車両が衝突する後方衝突時にも、シートベルトを火薬式プリテンショナで締め付けるため、後方衝突後の修理時に、プリテンショナの交換等で修理費用がかかってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、車両の後方衝突時において安価に乗員をシートに拘束することができるシートベルト装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、シート（例えば実施の形態におけるシート１３）に着座した乗員（例えば実施の形態における乗員１０）に対し装着されるシートベルト（例えば実施の形態におけるシートベルト１４）と、該シートベルトを強制的に締め付け方向に駆動して乗員をシートに拘束する可逆的なプリテンショナ（例えば実施の形態における第２プリテンショナ３０）と、該プリテンショナを制御する制御手段（例えば実施の形態における電動シートベルト制御ユニット３５）とを備えたシートベルト装置（例えば実施の形態におけるシートベルト装置１５）であって、車両の後方衝突の有無を検知し後方衝突有りを検知すると後突検知信号を出力する後突検知手段（例えば実施の形態におけるクラッシュセンサ４９）と、車両の前方衝突の有無を予測し前方衝突有りを予測すると前突予測信号を出力する衝突予測手段（例えば実施の形態におけるブレーキ制御ユニット３８およびレーダ制御ユニット３９）とを有し、前記制御手段は、前記後突検知手段から前記後突検知信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを締め付け方向に駆動し、前記衝突予測手段から前記前突予測信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを締め付け方向に駆動し、前記衝突予測手段から前記前突予測信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを高速かつ低トルクで巻き取る一方、前記後突検知手段から前記後突検知信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを低速かつ高トルクで巻き取ることを特徴としている。
【０００７】
車両の後方衝突の有無を検知する後突検知手段が後方衝突有りを検知して後突検知信号を出力すると、制御手段は、プリテンショナによりシートベルトを強制的に締め付け方向に駆動して乗員をシートに拘束する。これにより、後方衝突時にシートベルトで乗員をシートに拘束することができるとともに、可逆的（電動）なプリテンショナを用いることで修理コストを下げることができる。
【０００９】
車両の前方衝突の有無を予測する衝突予測手段が前方衝突有りを予測して前突予測信号を出力すると、制御手段は、プリテンショナによりシートベルトを強制的に締め付け方向に駆動する。これにより、前方衝突前に予めシートベルトの弛みをとっておくことができる。
【００１１】
前方衝突予測時、つまり衝突に備えてシートベルトの弛みを取っておく段階であって運転者の操作により衝突回避可能な段階では、シートベルトを高速かつ低トルクで巻き取ることになり、その結果、シートベルトの弛みを即座に取るとともに運転者の操作性を確保して衝突を回避させることができる。また、後方衝突検知時、つまり衝突があって乗員をシートに確実に拘束しなければならない段階では、シートベルトを低速かつ高トルクで巻き取ることになり、その結果、シートベルトで乗員をシートに確実に拘束できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態のシートベルト装置を図面を参照して以下に説明する。
図１に示すように、本実施形態のシートベルト装置１５は、乗員１０の主として臀部を支承するシートクッション１１と乗員１０の主として背中を支承するシートバック１２とを備えたシート１３に着座した乗員１０に対し装着されるシートベルト１４を有しており、このシートベルト１４によって乗員１０をシート１３に拘束する。本実施形態のシートベルト装置１５はいわゆる３点式のものである。
【００１３】
シートベルト装置１５は、そのシートベルト１４のウェビング２１が、シート１３に対し車室外側の図示せぬセンタピラー等に設けられたリトラクタ２０から上方に延出してセンタピラーの上部に支持されたスルーアンカ２２に挿通されるとともに、このウェビング２１の先端がシート１３に対し車室外側のアウタアンカ２３を介して車体フロア側に取り付けられている。シートベルト１４は、ウェビング２１のスルーアンカ２２とアウタアンカ２３との間に位置する部分を挿通させるタングプレート２５を有しており、このタングプレート２５は、シート１３に対し車体内側の車体フロア側に取り付けられたバックル２６に着脱自在とされている。
【００１４】
そして、シート１３に着席した状態の乗員１０がタングプレート２５を引くことでシートベルト１４をリトラクタ２０から引き出し、タングプレート２５をバックル２６に取り付けると、シートベルト１４はそのスルーアンカ２２からタングプレート２５までの部分が乗員１０の主として肩から胸をシート１３に対し反対側で拘束し、タングプレート２５からアウタアンカ２３までの部分が乗員１０の主として腹部をシート１３に対し反対側で拘束する。
【００１５】
リトラクタ２０には、火薬を用いた爆発的な力でシートベルト１４を瞬時に引き込んで締め付ける周知の不可逆的な火薬式またはバネ式の第１プリテンショナ２８が設けられている。
【００１６】
また、リトラクタ２０には、電動モータ２９の駆動力でシートベルト１４を引き込んで締め付ける可逆的な第２プリテンショナ（プリテンショナ）３０が設けられている。つまり、第２プリテンショナ３０は、リトラクタ２０内でウェビング２１を巻き取るリール３１を電動モータ２９で駆動することにより強制的にシートベルト１４を巻き取って締め付け方向に引き込む一方、リール３１と電動モータ２９とのメカ的噛み合いを外しリール３１を空転させリール３１をバネで巻き取る状態とすることでシートベルト１４の締め付けを解除し引き出し可能とするようになっている。リトラクタ２０の構造は周知のため図示を省略する。また、正転・逆転可能な電動モータ２９を用いることにより、電動モータ２９の正転でシートベルト１４の締め付けを行い、電動モータ２９の逆転でシートベルト１４の締め付け解除を行うこともできる。
【００１７】
そして、上記第２プリテンショナ３０には、その電動モータ２９の駆動を制御するための制御ユニットである電動シートベルト制御ユニット３５が接続されている。この電動シートベルト制御ユニット３５は、車両の前方の物体への衝突有りが予測される際に予めシートベルト１４の弛みを電動モータ２９の駆動力でリトラクタ２０内のリール３１により巻き取り除去して乗員１０を拘束するとともに、衝突有りの可能性が解除された場合にリトラクタ２０内のリール３１と電動モータ２９とのメカ的噛み合いを外すように電動モータ２９を制御するもので、車内ＬＡＮの接続バス３６に接続されている。なお、電動シートベルト制御ユニット３５が作動信号を出力すると、第２プリテンショナ３０は、電動モータ２９によってシートベルト１４を締め付け方向に駆動する。
【００１８】
接続バス３６には、ブレーキ操作により衝突の可能性を示す信号を発生させるブレーキ制御ユニット３８と、車両など移動物体との衝突の可能性を示す移動物体信号および障害物など静止物体との衝突の可能性を示す静止物体信号を発生すさせるレーダ制御ユニット３９と、車速を検知する車速検知ユニット４０とが接続されている。
【００１９】
電動シートベルト制御ユニット３５には、エアバッグを含むシートベルト補助拘束装置を制御するエアバッグ制御ユニット４３が接続されている。
【００２０】
ブレーキ制御ユニット３８は、ブレーキペダルの踏み込み速度が現在の車速に対応するしきい値を超えたときに、前方衝突の可能性有りを示す前突予測信号であるＢＡ信号を電動シートベルト制御ユニット３５へ送る。なお、急なハンドル操作など、自車の運転操作に起因する危険操作検出でＢＡ信号を発生しても良い。その他、左右車輪の回転速度差によるスリップ検出など、自車の車両状況の危険状況検出でＢＡ信号を発生させても良い。
【００２１】
レーダ制御ユニット３９は、レーダで前方の物体を検出し、このレーダの検出信号に基づいて先行の物体と自車と関係（距離、相対速度など）が予め規定された条件を満たした場合、車両の衝突の可能性有りを予測し、前方の物体と自車との関係が条件を満足しない状態では車両の衝突の可能性無しを予測する。
【００２２】
さらに、レーダ制御ユニット３９は、例えば、レーダで検出した前方の物体との相対速度差等からこの物体が静止物体であるか移動物体であるかを判断する。つまり、レーダ制御ユニット３９は、車両進行方向前方の静止物体との衝突の有無を予測するとともに、車両進行方向前方の移動物体との衝突の有無を予測する。
【００２３】
そして、衝突の可能性有りが予測される物体が静止物体であると判断すると、静止物体との衝突有りが予測される状態にあることを示す前突予測信号である静止物体信号を電動シートベルト制御ユニット３５に出力する。他方、衝突の可能性有りが予測される物体が移動物体であると判断すると、移動物体との衝突有りが予測される状態にあることを示す前突予測信号である移動物体信号を電動シートベルト制御ユニット３５に出力する。
【００２４】
車速検知ユニット４０からは、車体速度センサからの車速信号が電動シートベルト制御ユニット３５に出力される。
【００２５】
エアバッグを制御するエアバッグ制御ユニット４３には、シートベルト装置１５のシートベルト１４のタングプレート２５がバックル２６に係合されているか否か、つまりシートベルト１４が着用されているか否かを検出するバックルスイッチ４５が接続されている。さらにエアバッグ制御ユニット４３にはインストルメントパネルのメータ表示装置４７内に設けられたワーニングランプ４８が接続されている。加えて、エアバッグ制御ユニット４３には、車両の衝突を検知するクラッシュセンサ４９が接続されている。
【００２６】
ここで、クラッシュセンサ４９は、車体の減速度および加速度から車両の前方衝突および後方衝突を検知可能となっており、車体の所定の減速度を検出することで前方衝突を検知した場合には前突検知信号をエアバッグ制御ユニット４３に出力し、車体の所定の加速度を検出することで後方衝突を検知した場合には後突検知信号をエアバッグ制御ユニット４３に出力することになる。なお、これら前突検知信号および後突検知信号は、エアバッグ制御ユニット４３を介して電動シートベルト制御ユニット３５にも出力される。
【００２７】
上記バックルスイッチ４５から出力されるバックル信号はエアバッグ制御ユニット４３を介して電動シートベルト制御ユニット３５に出力される。なお、電動シートベルト制御ユニット３５は、シートベルト装置１５に故障が発生した場合、エアバッグ制御ユニット４３を介してワーニングランプ４８を点灯させることにより故障発生を乗員に報知する。
【００２８】
そして、本実施形態のシートベルト装置１５の電動シートベルト制御ユニット３５は、車両の前方衝突の有無を予測するブレーキ制御ユニット３８およびレーダ制御ユニット３９から前方衝突有りが予測されると出力される前突予測信号であるＢＡ信号、静止物体信号および移動物体信号のうちのいずれか一つが出力されると、作動信号を出力して、第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を締め付け方向に駆動する締付作動を行う。
【００２９】
なお、電動シートベルト制御ユニット３５は、レーダ制御ユニット３９による車両進行方向前方の静止物体との衝突有りが予測されると判断される静止物体衝突有り予測判断時点（つまり静止物体信号の発生時点）、レーダ制御ユニット３９による車両進行方向前方の移動物体との衝突有りが予測されると判断される移動物体衝突予測有判断時点（つまり移動物体信号の発生時点）、およびブレーキ制御ユニット３８によるブレーキペダルの操作速度から衝突有りが予測されると判断されるブレーキ操作衝突有り予測判断時点（つまりＢＡ信号の発生時点）のうちのいずれか早い判断時点で作動信号を第２プリテンショナ３０に出力する。
【００３０】
また、本実施形態のシートベルト装置１５の電動シートベルト制御ユニット３５は、クラッシュセンサ４９が車両の後方衝突を検出し後突検知信号を出力すると、作動信号を出力して、同じく第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を締め付け方向に駆動する締付作動を行う。
【００３１】
ここで、電動シートベルト制御ユニット３５は、前突予測信号であるＢＡ信号、静止物体信号および移動物体信号のうちのいずれか一つが出力されることに基づいて第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を締め付け方向に駆動する締付作動を行うときには、電動モータ２９によりシートベルト１４をその弛みを即座に取ることができるように高速かつ低トルクで巻き取る。一方、電動シートベルト制御ユニット３５は、後突検知信号が出力されることに基づいて第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を締め付け方向に駆動する締付作動を行うときには、電動モータ２９によりシートベルト１４をその締め付けで乗員１０を確実にシート１３に拘束することができるように上記よりも低速かつ高トルクで巻き取る。
【００３２】
以下、本実施形態のシートベルト装置１５の各作動のタイミングの一例を減速度の発生状況とともに図２を参照して時系列的に説明する。
【００３３】
レーダ制御ユニット３９は、例えば、レーダで前方の物体（例えば前方車両）を検出し、このレーダの検出信号に基づいて前方の物体との距離が所定値内に縮まると、自動ブレーキ制御を開始する（図６におけるｔ41）とともに、前方の物体が静止物体である場合には静止物体信号を、移動物体である場合には移動物体信号を出力することになるが、その初期段階（図６におけるｔ41〜ｔ42）では音声出力装置を駆動することにより前方の物体との距離が縮まったことを音声で乗員に警告する。
【００３４】
レーダ制御ユニット３９から車両の前方の物体との衝突有りが予測される状態にあって静止物体信号および移動物体信号のいずれか一方を受けている電動シートベルト制御ユニット３５は、受けている静止物体信号および移動物体信号のいずれか一方に基づき、その信号の入力開始から入力状態が維持された状態で所定時間（例えば２秒）が経過したと判断する（図６におけるｔ44）と、作動信号を出力し、第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を所定の巻取時間巻き取って締め付けた後に少なくとも所定の固定時間停止状態で固定する（つまり引き出し不可とする）締付作動を行って乗員１０をシートベルト１４でシート１３に拘束する。このとき、電動モータ２９のＰＷＭ制御によりシートベルト１４をその弛みを即座に取ることができ、しかも乗員１０による運転操作を阻害しないように高速かつ低トルクで巻き取る。
【００３５】
なお、クラッシュセンサ４９が車両の前方衝突を検知し前突検知信号を出力すると、エアバッグ制御ユニット４３は、エアバッグを膨らませるとともに、火薬式またはバネ式の第１プリテンショナ２８によってシートベルト１４を上記より高い張力で即座に引き込ませて締め付ける。
【００３６】
また、クラッシュセンサ４９が車両の後方衝突を検知し後突検知信号を出力すると、この後突検知信号がエアバッグ制御ユニット４３を介して電動シートベルト制御ユニット３５に出力される。この後突検知信号が入力されると電動シートベルト制御ユニット３５は、作動信号を出力し、第２プリテンショナ３０の電動モータ２９によりシートベルト１４を所定の巻き取り時間巻き取って締め付けた後に少なくとも所定の固定時間停止状態で固定する（つまり引き出し不可とする）締付作動を行って乗員１０をシートベルト１４でシート１３に拘束する。このときは、電動モータ２９のＰＷＭ制御によりシートベルト１４を高い張力で確実にシート１３に乗員１０を拘束することができるように低速かつ高トルクで巻き取る。
【００３７】
以上に述べた本実施形態のシートベルト装置１５によれば、以下の効果を奏する。
【００３８】
車両の前方衝突の有無を予測するブレーキ制御ユニット３８およびレーダ制御ユニット３９のいずれかが、前方衝突有りを予測して前突予測信号であるＢＡ信号、静止物体信号および移動物体信号のいずれかを出力すると、電動シートベルト制御ユニット３５は、第２プリテンショナ３０に作動信号を出力し、その結果、第２プリテンショナ３０がシートベルト１４を強制的に締め付け方向に駆動する。これにより、前方衝突前に予めシートベルト１４の弛みをとっておくことができる。また、車両の後方衝突の有無を検知するクラッシュセンサ４９が後方衝突有りを検知して後突検知信号を出力すると、電動シートベルト制御ユニット３５は、第２プリテンショナ３０に作動信号を出力し、その結果、第２プリテンショナ３０がシートベルト１４を強制的に締め付け方向に駆動する。これにより、後方衝突時にシートベルト１４で乗員１０をシート１３に拘束することができる。したがって、車両の後方衝突時においても乗員１０をシート１３に拘束することができる。しかも、可逆的な第２プリンテンショナ３０を用いるため、修理コストが安価になる。
【００３９】
ここで、車両の後方衝突時には、車体に一時的に大きな加速度が生じることで乗員が一旦後ろにのけぞり、その後車体の加速度が低下すると慣性力で乗員が前方に移動することになり、この前方移動時に乗員１０をシートベルト１４でシート１３に拘束することになるため、クラッシュセンサ４９が後方衝突を検知してから第２プリテンショナ３０が電動モータ２９の駆動力でシートベルト１４を締め付け方向に駆動することでも時間的に間に合って良好に乗員１０をシート１３に拘束することができる。したがって、車両の前方衝突有りが予測されるときに予めシートベルト１４を電動モータ２９の駆動力で締め付け方向に駆動する可逆的な第２プリテンショナ３０を用いて、後方衝突時にもシートベルト１４を良好に締め付けることができるとともに後方衝突をレーダ等で検出する必要がなくクラッシュセンサ４９で検出することができるため、コストを低減することができる。
【００４０】
さらに、前方衝突予測時、つまり衝突に備えてシートベルト１４の弛みを取っておく段階であって運転者の操作により衝突回避可能な段階では、シートベルト１４を高速かつ低トルクで巻き取ることになり、その結果、シートベルト１４の弛みを即座に取るとともに運転者の操作性を確保して衝突を回避させることができる。
【００４１】
なお、以上においては、火薬式またはバネ式の第１プリテンショナ２８と電動モータ２９による第２プリテンショナ３０とが共にリトラクタ２０側に設けられる場合を例にとり説明したが、火薬式の第１プリテンショナ２８をリトラクタ２０側に設け、第２プリテンショナ３０をバックル２６側に設けても良い。この場合、第２プリテンショナ３０はバックル２６を電動モータ２９で引き込むことによりシートベルトを締め付けることになる。さらに、これら第１プリテンショナ２８および第２プリテンショナ３０の関係を逆にしても良い。
【００４２】
また、本実施形態のシートベルト装置１５は運転者のシートは勿論、運転者以外の乗員のシートにも設けられることになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に係る発明によれば、車両の後方衝突の有無を検知する後突検知手段が後方衝突有りを検知して後突検知信号を出力すると、制御手段は、プリテンショナによりシートベルトを強制的に締め付け方向に駆動する。これにより、後方衝突時にシートベルトで乗員をシートに拘束することができる。したがって、車両の後方衝突時においても乗員をシートに拘束することができる。しかも、可逆的なプリンテンショナを用いるため、修理コストが安価になる。
【００４４】
また、車両の前方衝突の有無を予測する衝突予測手段が前方衝突有りを予測して前突予測信号を出力すると、制御手段は、プリテンショナによりシートベルトを強制的に締め付け方向に駆動する。これにより、前方衝突前に予めシートベルトの弛みをとっておくことができる。
【００４５】
また、前方衝突予測時、つまり衝突に備えてシートベルトの弛みを取っておく段階であって運転者の操作により衝突回避可能な段階では、シートベルトを高速かつ低トルクで巻き取ることになり、その結果、シートベルトの弛みを即座に取るとともに運転者の操作性を確保して衝突を回避させることができる。また、後方衝突検知時、つまり衝突があって乗員をシートに確実に拘束しなければならない段階では、シートベルトを低速かつ高トルクで巻き取ることになり、その結果、シートベルトで乗員をシートに確実に拘束できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態のシートベルト装置およびその関連構成を示す全体構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態のシートベルト装置における各作動のタイミングおよび発生する減速度の一例を時系列的に示す線図である。
【符号の説明】
１０ 乗員
１３ シート
１４ シートベルト
１５ シートベルト装置
２９ 電動モータ
３０ 第２プリテンショナ（プリテンショナ）
３５ 電動シートベルト制御ユニット（制御手段）
３８ ブレーキ制御ユニット（衝突予測手段）
３９ レーダ制御ユニット（衝突予測手段）
４９ クラッシュセンサ（後突検知手段）

Claims (1)

1. シートに着座した乗員に対し装着されるシートベルトと、前記シートベルトを強制的に締め付け方向に駆動して乗員をシートに拘束する可逆的なプリテンショナと、該プリテンショナを制御する制御手段とを備えたシートベルト装置であって、
   車両の後方衝突の有無を検知し後方衝突有りを検知すると後突検知信号を出力する後突検知手段と、
   車両の前方衝突の有無を予測し前方衝突有りを予測すると前突予測信号を出力する衝突予測手段とを有し、
   前記制御手段は、前記後突検知手段から前記後突検知信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを締め付け方向に駆動し、前記衝突予測手段から前記前突予測信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを締め付け方向に駆動し、前記衝突予測手段から前記前突予測信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを高速かつ低トルクで巻き取る一方、前記後突検知手段から前記後突検知信号が出力された場合に前記プリテンショナにより前記シートベルトを低速かつ高トルクで巻き取ることを特徴とするシートベルト装置。

Images