JP4438873B2

JP4438873B2 - シートベルト制御装置

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Publication number: JP4438873B2
Application number: JP2008034043A
Authority: JP
Inventors: 修司山田; 一徳野木; 裕次郎宮田; 伸二伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: EP2244915A1; EP2244915B1; JP2009190594A; US8428825B2; US20110035117A1; WO2009101512A1

Description

本発明は、シートベルト制御装置にかかり、特に、車両の緊急時にシートベルトの張力による乗員への荷重を一定量以下に制限するフォースリミッタ機構を制御するシートベルト制御装置に関する。

車両に設けられたシートベルトリトラクタ装置は、車両の急減速状態等によってシートベルトを巻き取るスプールがロック機構によってロックされることによって、乗員の身体が車両前方側へ移動することを抑制する。

また、シートベルトを強制的に巻き取るプリテンショナ機構を備えたシートベルトリトラクタ装置が既に提案されているが、この時、過剰な力で乗員の身体がシートベルトを引っ張った場合に、トーションバーの捻れ等を利用して拘束力を軽減するフォースリミッター機構を備えるものも提案されている。

また、フォースリミッター機構としては、軽減する荷重を選択可能なセレクタブルフォースリミッター機構を備えたものがある。

例えば、特許文献１に記載の技術では、トーションバーの捻れる力の大きさの利用して拘束力を軽減する。そして、マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）を利用して拘束力軽減を開始する荷重の大きさを予め定めた高荷重と低荷重とに選択可能なフォースリミッター機構が提案されている。
特開２００７−８４０４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、初期状態では、拘束力軽減を開始する荷重が高荷重に設定されているが、衝突の度合い等を判定して緩衝突と判定してからガスジェネレータを作動させて低荷重に切り換える構成の場合には、衝突の度合い等の判定が遅れてしまうと、拘束力軽減を開始する荷重の低荷重への切り換えが遅れてしまう。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力を高めるプリテンショナ機構と、前記プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重の大きさが変更可能なフォースリミッター機構と、衝突の大きさに関連する物理量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記物理量が第１の閾値を超えた場合に、前記プリテンショナ機構を作動させると共に、前記プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に前記物理量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えた場合の前記荷重を、前記第２の閾値を超えない場合の前記荷重より大きい荷重に制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、プリテンショナ機構では、シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力が高められ、フォースリミッター機構では、プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重が変更可能とされている。

また、検出手段では、衝突の大きさに関連する物理量が検出される。例えば、検出手段は、衝突時の衝突速度や衝突によって発生する減速度等の物理量を検出する。

そして、制御手段では、検出手段によって検出された物理量が第１の閾値を超えた場合に、プリテンショナ機構を作動させると共に、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に検出手段によって検出された物理量が第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えた場合のシートベルトの張力軽減を開始する荷重を、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に検出手段によって検出された物理量が第２の閾値を超えない場合のシートベルトの張力軽減を開始する荷重より大きい荷重に制御される。

すなわち、プリテンショナ機構が作動開始してから所定時間を限度としてフォースリミッター機構の荷重を制御するため、判定遅れによるフォースリミッター機構の切り換え遅れを防止することができ、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる。

なお、フォースリミッター機構は、例えば、請求項２に記載の発明のように、シートベルトの張力軽減を開始する荷重が第１の荷重と該第１の荷重より小さい第２の荷重とに変更可能としてもよい。

また、フォースリミッター機構が第１の荷重と第２の荷重とに変更可能な場合には、請求項３に記載の発明のように、フォースリミッター機構が、初期状態として第１の荷重に設定され、制御手段が、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えた場合に、第１の荷重を維持させ、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えない場合に、第２の荷重へ切り替えるようにしてもよいし、請求項４に記載の発明のように、フォースリミッター機構が、初期状態として第２の荷重に設定され、制御手段が、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えた場合に、第１の荷重に切り替え、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えない場合に、第２の荷重を維持するようにしてもよい。何れの場合にも所定時間を限度としてフォースリミッター機構の荷重を制御するので、判定遅れによるフォースリミッター機構の切り換え遅れを防止することができ、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる。

一方、請求項５に記載の発明は、シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力を高めるプリテンショナ機構と、前記プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重の大きさが変更可能なフォースリミッター機構と、衝突の大きさに関連する物理量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記物理量が第１の閾値を超えた場合に、前記プリテンショナ機構を作動させると共に、前記プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に前記物理量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えるか否かを判断し、前記第２の閾値を超える場合の前記荷重を、前記第２の閾値を超えない場合の前記荷重より大きい荷重に設定する制御手段と、を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、プリテンショナ機構では、シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力が高められ、フォースリミッター機構では、プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重が変更可能とされている。

そして、制御手段では、検出手段によって検出された物理量が第１の閾値を超えた場合に、プリテンショナ機構を作動させると共に、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に検出手段によって検出された物理量が第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるか否かを判断する。例えば、請求項９に記載の発明のように、検出手段の検出結果から物理量の変化率を求め、該変化率から予測することにより第２の閾値を超えるか否かを判断する。

そして、第２の閾値を超える場合のシートベルトの張力軽減を開始する荷重を、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に検出手段によって検出された物理量が第２の閾値を超えない場合のシートベルトの張力軽減を開始する荷重より大きい荷重に設定される。

すなわち、プリテンショナ機構が作動開始してから所定時間内に第２の閾値を超えるか否かを予測してフォースリミッター機構の荷重を設定するため、判定遅れによるフォースリミッター機構の切り換え遅れを防止することができ、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる。

なお、フォースリミッター機構は、例えば、請求項６に記載の発明のように、シートベルトの張力軽減を開始する荷重が第１の荷重と該第１の荷重より小さい第２の荷重とに変更可能としてもよい。

また、フォースリミッター機構が第１の荷重と第２の荷重とに変更可能な場合には、請求項３に記載の発明のように、フォースリミッター機構が、初期状態として第１の荷重に設定され、制御手段が、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超える場合に、第１の荷重を維持させ、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えない場合に、第２の荷重へ切り替えるようにしてもよいし、請求項４に記載の発明のように、フォースリミッター機構が、初期状態として第２の荷重に設定され、制御手段が、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超える場合に、第１の荷重に切り替え、検出手段によって検出された物理量が所定時間以内に第２の閾値を超えない場合に、第２の荷重を維持するようにしてもよい。何れの場合にも所定時間以内に第２の閾値を超えるか否かを予測してフォースリミッター機構の荷重を設定するので、判定遅れによるフォースリミッター機構の切り換え遅れを防止することができ、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる。

また、制御手段は、請求項１０に記載の発明のように、所定時間経過後に設定された荷重になるように前記フォースリミッター機構を更に制御するようにしてもよい。

なお、所定時間としては、衝突速度等が所定の高速時や所定の減速度の際に判定遅れとならない時間を予め実験等の結果より設定する。

以上説明したように本発明によれば、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に衝突の大きさに関連する物理量がプリテンショナ機構を作動する第１の閾値より大きい第２の閾値を超えた場合（または第２の閾値を超える場合）のシートベルトの張力軽減を開始する荷重が、プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に衝突の大きさに関連する物理量が第２の閾値を超えない場合のシートベルトの張力軽減を開始する荷重より大きくなるようにフォースリミッター機構を制御することによって、所定時間を限度としてフォースリミッター機構の荷重を制御して判定遅れを防止することができるので、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置の制御対象となるシートベルトリトラクタ装置の概略構成を示す図である。

シートベルトリトラクタ装置５０は、図１（Ａ）に示すように、シートベルト２０を巻き取るスプール５２を備えている。スプール５２は中心部が中空とされて、中空部分にトーションバー５４が設けられている。トーションバー５４は、スプール５２に中央付近で連結部材５６を介してスプール５２と連結されており、スプール５２の回転軸として機能する。また、トーションバー５４は、連結部材５６を境に異なる径とされており、本実施形態では、後述するフォースリミッター機構部６０側よりもプリテンショナ機構部５８側の方が太い径とされている。なお、トーションバー５４は、フォースリミッター機構部６０側とプリテンショナ機構部５８側とで一体としてもよいし、分割構造として連結部材５６で固定するようにしてもよい。

トーションバー５４の一端には、プリテンショナ機構部５８が設けられており、他端には後述するフォースリミッター機構部６０が設けられている。

プリテンショナ機構部５８は、ベルトロック機構６２及びプリテンショナ機構６４を備えている。

ベルトロック機構６２は、所定の荷重が加わると、スプール５２の回転をロックするようになっており、既知の種々の技術を適用できるため詳細な説明は省略する。

プリテンショナ機構６４は、ガスを発生するプリテンショナ用ガスジェネレータ（インフレータ）１６、ピストンラック６８、及びピニオンギヤ７０を備えている。プリテンショナ機構部５８は、プリテンショナ用インフレータ１６が点火されると、ピストンラック６８のピストン６８Ａが押し出されることによってピストンラック６８のラックギヤとピニオンギヤ７０によりスプール５２が回転されてシートベルト２０を巻き取るようになっている。

一方、フォースリミッター機構部６０は、ベルトロック機構６２がロックされた状態で所定の荷重を超えた張力がシートベルト２０に加わると、トーションバー５４が捻られ、トーションバー５４に連結部材５６を介して連結したスプール５２が回転してシートベルト２０が引き出されて、シートベルト２０の張力を一定に保つための機構である。

フォースリミッター機構部６０は、詳細には、トーションバー５４に係合されたギヤ７２、カム７４、及びフォースリミッター用マイクロガスジェネレータ（ＭＧＧ）１８を備えている。

ギヤ７２には、所定の荷重を超えた張力がシートベルト２０に加わると、カム７４に噛み合ってギヤ７２の回転を制限するロック部材が設けられている。

フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火されると、ガスの圧力によってカム７４が移動されて、所定の荷重を超えた張力がシートベルト２０に加わってもカム７４とギヤ７２が噛み合わずロックされなくなるようになっている。

また、フォースリミッター機構部６０の外側には、スプール５２を巻き取る方向に付勢するためのバネ機構７８が設けられており、バネ機構７８によってシートベルト２０がスプール５２に巻き取られるようになっている。

本実施形態では、プリテンショナ機構６４が作動することによって、シートベルト２０が巻き取られ、乗員の移動によってシートベルト２０が引き出されるとベルトロック機構６２がロックし、フォースリミッター機構部６０が作動を始める。

フォースリミッター機構部６０は、ロック部材によってカム７４とギヤ７２をロックすると共にカム７４とギヤ７２が係合した状態で所定の荷重を超える張力がシートベルト２０に加わると、トーションバー５４の全体が捻られて、トーションバー５４に連結部材５６を介して連結されたスプール５２が回転してシートベルト２０が引き出されてベルト張力が一定に保たれる。

また、フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火されると、フォースリミッター機構部６０のカム７４とギヤ７２の噛み合いが解除されるので、トーションバー５４は、連結部材５６よりプリテンショナ機構部５８側のみが捻られて、トーションバー５４に連結部材５６を介して連結されたスプール５２が回転してシートベルト２０が引き出されてベルト張力が上記よりも低い張力で一定に保たれる。

すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火されない場合には、シートベルト２０の張力が図１（Ｂ）に示すＦ１の張力に保たれ、フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火された場合には、シートベルト２０の張力が図１（Ｂ）に示すＦ２に保たれるようになっている。

図２は、本発明の実施の形態に係わ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。

本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置１０は、シートベルト制御ＥＣＵ１２によってプリテンショナ機構部５８及びフォースリミッター機構部６０の動作が制御されてシートベルト２０の張力が制御される。

シートベルト制御ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＡＭ１２Ｂ、ＲＯＭ１２Ｃ、及びインプットアウトプットインタフェース（Ｉ／Ｏ）１２Ｄを備えたマイクロコンピュータで構成されている。

ＲＯＭ１２Ｃには、シートベルト２０の張力を制御するための各種プログラムや、シートベルト２０の張力を制御するための閾値等が記憶されている。

ＣＰＵ１２Ａは、ＲＯＭ１２Ｃに記憶されたプログラム等をＲＡＭ１２Ｂ等に展開して、シートベルト２０の張力を制御する。

Ｉ／Ｏ１２Ｄには、衝突検出部１４、プリテンショナ用インフレータ１６、及びフォースリミッター用ＭＧＧ１８が接続されている。

衝突検出部１４は、例えば、車両フロア及びフロントサイドメンバー等に設けられた衝突検出センサや、加速度センサ等を含み、車両の衝突や衝突の大きさに関連する物理量を検出し、検出結果をシートベルト制御ＥＣＵ１２へ出力する。

プリテンショナ用インフレータ１６は、シートベルト制御ＥＣＵ１２から点火信号を受け、ガスを発生して、ピストンラック６８を移動することによってピニオンギヤ７０を回転することによってスプール５２を回転させてシートベルト２０を巻き取る。

フォースリミッター用ＭＧＧ１８は、シートベルト制御ＥＣＵ１２から点火信号を受け、ガスを発生してカム７４を移動させることによって、カム７４とギヤ７２の噛み合いを解除し、シートベルト２０の張力を図１（Ｂ）に示すＦ２に保つ。

ところで、本実施の形態に係わるシートベルト制御装置１０のフォースリミッター機構部６０は、図３（Ａ）に示すように、プリテンショナ機構６４が作動する衝突の激しさまでは、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が高荷重側となっている。そして、衝突の激しさが予め定めた厳しい衝突まで到達しない場合には、フォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火して、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が低荷重に設定されるようになっている。すなわち、本実施の形態では、シートベルト制御ＥＣＵ１２は、衝突検出部１４によって検出した衝突が予め定めた衝突の激しさとなる第１の閾値以上（例えば、所定の衝突速度以上や所定の減速度以上など）になった場合に、プリテンショナ用インフレータ１６に点火信号を出力することによって、プリテンショナ用インフレータ１６を点火してシートベルト２０を巻き取って乗員を拘束する。また、このとき衝突検出部１４によって検出した荷重が、第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上になった場合に、フォースリミッター用ＭＧＧ１８に点火信号を出力することによって、フォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火してシートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が小さく（図１（Ｂ）のＦ２）なるように制御する。

また、本実施の形態では、第１の閾値を超えてから第２の閾値を超えるか否かを判別するための衝突を判別する時間範囲Ａ（図３（Ｂ））が予め設定されており、当該時間範囲Ａ内に、第２の閾値を超えた否かを判定し、第２の閾値を超えた場合には、フォースリミッター用ＭＧＧ１８へ点火信号は出力はせずに、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重を高荷重（図３（Ｂ）のＦ１）設定となるように制御し、時間範囲Ａ内に第２の閾値を超えた場合に、フォースリミッター用ＭＧＧ１８に点火信号を出力して、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重を低荷重（図３（Ｂ）のＦ２）となるように制御する。なお、衝突を判別する時間範囲Ａは、判別がこれよりも遅くなってしまうと、図３（Ｃ）に示すように、シートベルト２０の張力を低荷重（図３（Ｃ）のＦ２）にすべきところを高い荷重（図３（Ｃ）のＦ１）の領域（図３（Ｃ）の斜線部）に入ってしまうため、衝突速度が所定の高速時や所定の減速度の際に判定遅れとならない時間を予め実験等の結果により設定する。例えば、図３（Ｃ）に示すように、プリテンショナ点火タイミングａ、フォースリミッター用ＭＧＧ点火タイミングｂ（最悪状態を想定した点火タイミング）、フォースリミッター機構部６０の作動完了タイミングｃとし、ａ〜ｃ（判定時間Ｘ＋フォースリミッター用ＭＧＧ１８点火から作動完了までの時間Ｙ）が最も短くなる衝突条件より、判定時間Ｘを決定することによって衝突を判別する時間範囲Ａを決定する。

すなわち、本実施の形態では、上述の衝突を判別する時間範囲Ａ内で衝突の激しさを判別できない場合には、シートベルト２０の張力が高い荷重が不必要な衝突とみなして、第１の閾値を超えてプリテンショナ機構６４が作動してから衝突の時間範囲Ａを経過後に強制的に低荷重（図３（Ｂ）のＦ２）を選択する。

続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置１０で行われる処理について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置１０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図４の処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンされた場合等に開始する。

まずステップ１００では、衝突検出部１４から衝突検出結果がＣＰＵ１２Ａによって取得されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、衝突検出部１４の検出結果から衝突が検出されたか否かがＣＰＵ１２Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところでステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、衝突検出部１４によって検出された衝突の激しさが第１の閾値以上か否か判定される。該判定は、衝突検出部１４によって検出された衝突速度や加速度等の物理量が予め定めた第１の閾値以上となったか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところでステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、ＣＰＵ１２Ａによってプリテンショナ用インフレータ１６の点火信号が出力されてステップ１０８へ移行する。すなわち、プリテンショナ用インフレータ１６が点火されてシートベルト２０の巻取りが行われる。これによって乗員を拘束して衝突の衝撃から乗員を保護することができる。

次にステップ１０８では、衝突を判別する時間範囲Ａの計測が開始されてステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、衝突検出部１４によって検出された衝突検出結果がＣＰＵ１２Ａによって再び取得されてステップ１１２へ移行する。

ステップ１１２では、衝突検出部１４の検出結果によって検出された衝突の激しさが第２の閾値以上か否か判定される。該判定は、衝突検出部１４によって検出された衝突速度や加速度等の物理量が第２の閾値以上になった否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ１１８へ移行し、否定された場合にはステップ１１６へ移行する。

ステップ１１８では、フォースリミッター機構部６０が高荷重（図３（Ｂ）のＦ１）にＣＰＵ１２Ａによって設定されて一連の処理を終了する。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８への点火信号の出力を行わずに、フォースリミッター機構部６０のシートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が高荷重に設定される。

一方ステップ１１６では、衝突を判別する時間範囲Ａを経過したか否かＣＰＵ１２Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１１０に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定された場合にはステップ１２０へ移行する。

ステップ１２０では、ＣＰＵ１２Ａによってフォースリミッター用ＭＧＧ１８に点火信号が出力されて一連の処理を終了する。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火されて、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が低荷重に設定される。

すなわち、本実施の形態に係わるシートベルト制御装置１０は、例えば、図５に示すように、プリテンショナ機構６４が作動しない衝突の場合には、第１の閾値及び第２の閾値を超えないのでそのままの状態を維持する。また、厳しい衝突の場合には、衝突の激しさが第１の閾値を超えてプリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超え、フォースリミッター機構部６０が高荷重設定される。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８へ点火信号は出力されるずにフォースリミッター機構部６０はそのままの初期状態が維持される。

一方、緩い衝突の場合には、衝突の激しさが第１の閾値を超えてプリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えないので、衝突を判別する時間範囲Ａを経過したところでフォースリミッター機構部６０が強制的に低荷重に設定される。すなわち、時間範囲Ａを経過したところで点火信号を出力してフォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火することによって、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重を低荷重に設定する。これによって、判定遅れがなく、フォースリミッター機構部６０の切り換えを適切に選択することができる。

ところで、上記の実施の形態では、第２の閾値を超えたか否かに応じてフォースリミッター機構部６０の荷重を切り替えるようにしたが、第２の閾値を超えるか否かを判断して、フォースリミッター機構部６０の荷重を切り替えるようにしてもよい。この場合には、シートベルト制御ＥＣＵ１２は、衝突検出部１４の検出結果を取得しながら、衝突の激しさの変化率（例えば、図５の各曲線の勾配）を求める。そして、求めた変化率がプリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えるか否かを判断し、第２の閾値を超える場合に、フォースリミッター機構部６０を高荷重設定する。すなわち、時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えることを予測した場合には、フォースリミッター用ＭＧＧ１８へ点火信号は出力しないでフォースリミッター機構部６０はそのままの初期状態を維持する設定とする。また、プリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えないと予測した場合には、衝突を判別する時間範囲Ａ経過後にフォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火する設定として、フォースリミッター機構部６０を低荷重に設定する。

ここで、衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えるか否かを判断する場合の処理について説明する。図６は、本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置の変形例で行われる処理の流れを示すフローチャートである。なお、上記の実施の形態と同一処理については同一符号を付して説明する。また、図６の処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンされた場合等に開始する。

ステップ１１０では、衝突検出部１４によって検出された衝突検出結果がＣＰＵ１２Ａによって再び取得されてステップ１１１へ移行する。

ステップ１１１では、衝突検出部１４によって検出された衝突の激しさの変化率が求められ、該変化率から衝突を判別する時間範囲Ａ後の衝突の激しさが算出されてステップ１１３へ移行する。例えば、時間経過と共に変化する衝突速度や加速度等の物理量から該物理量の変化率を求め、求めた変化率から時間範囲Ａ経過した場合の物理量を予測する。

ステップ１１３では、ステップ１１１で算出された衝突の激しさが第２の閾値以上になるか否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１８へ移行し、否定された場合にはステップ１１５へ移行する。

ステップ１１８では、フォースリミッター機構部６０が高荷重（図３（Ｂ）のＦ１）にＣＰＵ１２Ａによって設定されてステップ１１６へ移行する。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８への点火信号の出力を行わずに、フォースリミッター機構部６０のシートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が高荷重になるように設定される。

一方、ステップ１１５では、フォースリミッター機構部６０が低荷重（図３（Ｂ）のＦ２）にＣＰＵ１２Ａによって設定されてステップ１１６へ移行する。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８への点火信号を出力する設定とし、フォースリミッター機構部６０のシートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が低荷重になるように設定される。

ステップ１１６では、衝突を判別する時間範囲Ａを経過したか否かＣＰＵ１２Ａによって判定され、該判定が否定された場合にはステップ１１０に戻って上述の処理が繰り返され、判定が肯定された場合にはステップ１２２へ移行する。

ステップ１２２では、ステップ１１８またはステップ１１５の設定に応じて、ＣＰＵ１２Ａによってフォースリミッター用ＭＧＧ１８の点火信号が出力されて一連の処理を終了する。すなわち、低荷重設定の場合には、フォースリミッター用ＭＧＧ１８が点火されて、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重が低荷重とされ、高荷重設定の場合には、フォースリミッター用ＭＧＧ１８へ点火信号が出力されれずに初期状態が維持される。

このように、衝突を判別する時間範囲Ａ以内に衝突の激しさが第２の閾値を超えるか否かを予測して、フォースリミッター機構部６０の荷重を設定するようにしても、上記の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

すなわち、図５に示すように、プリテンショナ機構６４が作動しない衝突の場合には、第１の閾値及び第２の閾値を超えないのでそのままの状態を維持する。また、厳しい衝突の場合には、衝突の激しさが第１の閾値を超えてプリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えることが予測されるので、フォースリミッター機構部６０が高荷重設定される。すなわち、フォースリミッター用ＭＧＧ１８へ点火信号は出力されるずにフォースリミッター機構部６０はそのままの初期状態が維持される。

一方、緩い衝突の場合には、衝突の激しさが第１の閾値を超えてプリテンショナ機構６４が作動開始してから衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えないと予測されるので、衝突を判別する時間範囲Ａを経過したところでフォースリミッター機構部６０が強制的に低荷重に設定される。すなわち、時間範囲Ａを経過したところで点火信号を出力してフォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火することによって、シートベルト２０の張力軽減を開始する荷重を低荷重に設定する。これによって、判定遅れがなく、フォースリミッター機構部６０の切り換えを適切に選択することができる。

なお、図６のフローチャートの処理では、時間範囲Ａを経過したところで、ステップ１１５またはステップ１１８で設定された荷重となるようにフォースリミッター機構部６０を制御するようにしたが、これに限るものではなく、ステップ１１３の判定結果で、時間範囲Ａ経過を待つことなく即座にフォースリミッター機構部６０の荷重を制御してしまうようにしてもよい。この場合には、時間範囲Ａ経過後にフォースリミッター機構部６０の荷重を制御する場合に比べて予測精度が落ちるものの、判定遅れを確実に防止することができるので、フォースリミッター機構の切り換えを適切に選択することができる。また、この場合、車体の構造に起因する図５に示す曲線の変曲点等を考慮して時間範囲Ａ後に第２の閾値以上になるか否かを予測することで予測精度を向上することができる。例えば、プリテンショナ作動後の車両Ｇが最小となる点を検出後の衝突の激しさの変化率が時間範囲Ａ後に第２の閾値以上になるか否かを予測することで予測精度を向上することが可能である。

また、上記の実施の形態では、プリテンショナ機構６４の作動の閾値を第１の閾値として単に示すが、これに限るものではなく、例えば、本願出願人によって既に提案されている特許第３６０８０５２号のエアバッグの点火判定を適用して、閾値マップを切り換えながら行うエアバッグの点火判定に合わせてプリテンショナ用インフレータ１６を点火するようにしてもよい。すなわち、衝突の形態（例えば、通則の斜突、低速の正衝突、アンダーライド衝突等）によって乗員への衝撃が異なるため、衝突の形態を車体前部に作用するフロント減速度のピーク値の時期で判断して、第１の閾値を複数の閾値パターンとして閾値パターンを切り換えて、プリテンショナ用インフレータ１６を点火するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、衝突の厳しさの判定として、第１の閾値と第２の閾値の２つの固定された閾値で判定するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、本願出願人によって既に提案されている特許第３４８７２７９号のエアバッグの２つのインフレータの点火を高出力にするか低出力にするかの判定を適用して、衝突の形態に応じて閾値を切り換えるようにしてもよい。すなわち、衝突の形態（例えば、ＯＤＢタイプのオフセット衝突や斜突等）によって乗員への衝撃が異なるため、衝突の形態を判断して、第１の閾値や第２の閾値を複数の閾値パターンとして閾値パターンを切り換えて、プリテンショナ用インフレータ１６やフォースリミッター用ＭＧＧ１８を点火するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、フォースリミッター機構部６０を高荷重と低荷重の２種類に変更可能とした例を説明したが、変更可能な荷重は２種類に限るものではなく２種類以上に荷重変更可能なフォースリミッター機構部を適用するようにしてもよい。

さらに、上記の実施の形態では、フォースリミッター機構部６０のシートベルト２０の張力軽減を開始する初期状態の荷重が高荷重に設定されている場合を例に説明したが、初期状態が低荷重に設定されているものを適用するようにしてもよい。この場合には、衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えない場合に初期状態の低荷重を維持し、衝突を判別する時間範囲Ａ以内に第２の閾値を超えた場合に高荷重にするようにすればよい。

本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置の制御対象となるシートベルトリトラクタ装置の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態に係わ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。本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置の制御対象となるシートベルトリトラクタ装置のフォースリミッター機構部の作動を説明するための図である。本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置で行われる制御の一例を説明するための図である。発明の実施の形態に係わるシートベルト制御装置の変形例で行われる処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０シートベルト制御装置
１２シートベルト制御ＥＣＵ
１４衝突検出部
１６プリテンショナ用インフレータ
１８フォースリミッター用ＭＧＧ
２０シートベルト
５０シートベルトリトラクタ装置
５８プリテンショナ機構部
６０フォースリミッター機構部
６４プリテンショナ機構

Claims

シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力を高めるプリテンショナ機構と、
前記プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重の大きさが変更可能なフォースリミッター機構と、
衝突の大きさに関連する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記物理量が第１の閾値を超えた場合に、前記プリテンショナ機構を作動させると共に、前記プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に前記物理量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えた場合の前記荷重を、前記第２の閾値を超えない場合の前記荷重より大きい荷重に制御する制御手段と、
を備えたシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、前記荷重が第１の荷重と該第１の荷重より小さい第２の荷重とに変更可能としたことを特徴とする請求項１に記載のシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、初期状態で前記第１の荷重に設定され、前記制御手段が、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えた場合に、前記第１の荷重を維持させ、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えない場合に、前記第２の荷重へ切り替えることを特徴とする請求項２に記載のシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、初期状態で前記第２の荷重に設定され、前記制御手段が、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えた場合に、前記第１の荷重に切り替え、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えない場合に、前記第２の荷重を維持することを特徴とする請求項２に記載のシートベルト制御装置。
シートベルトを巻き取ってシートベルトの張力を高めるプリテンショナ機構と、
前記プリテンショナ機構によって巻き取ったシートベルトの張力軽減を開始する荷重の大きさが変更可能なフォースリミッター機構と、
衝突の大きさに関連する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記物理量が第１の閾値を超えた場合に、前記プリテンショナ機構を作動させると共に、前記プリテンショナ機構作動後から所定時間以内に前記物理量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えるか否かを判断し、前記第２の閾値を超える場合の前記荷重を、前記第２の閾値を超えない場合の前記荷重より大きい荷重に設定する制御手段と、
を備えたシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、前記荷重が第１の荷重と該第１の荷重より小さい第２の荷重とに変更可能としたことを特徴とする請求項５に記載のシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、初期状態で前記第１の荷重に設定され、前記制御手段が、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超える場合に、前記第１の荷重を維持させ、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えない場合に、前記第２の荷重へ切り替えることを特徴とする請求項６に記載のシートベルト制御装置。
前記フォースリミッター機構は、初期状態で前記第２の荷重に設定され、前記制御手段が、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超える場合に、前記第１の荷重に切り替え、前記物理量が前記所定時間以内に前記第２の閾値を超えない場合に、前記第２の荷重を維持することを特徴とする請求項６に記載のシートベルト制御装置。
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果から前記物理量の変化率を求め、該変化率から予測することにより前記第２の閾値を超えるか否かを判断することを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載のシートベルト制御装置。
前記制御手段は、所定時間経過後に設定された荷重になるように前記フォースリミッター機構を更に制御することを特徴とする請求項５〜９の何れか１項に記載のシートベルト制御装置。