JP4443974B2 - モータ付シートベルト巻き取り装置の制御方法及びシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置の制御方法、及びシートベルト装置に関するものである。ここで、シートベルト装置とは、シートベルト巻き取り装置と、それに巻き取られているシートベルト、バックルとタング等の付属品を有し、シートベルト巻き取り装置からシートベルトを引き出して、バックルとタングを係合させることで、乗員を保護する機能を有するものを言う。

自動車等に装備されるシートベルト巻き取り装置は、乗員が着席してシートベルトを引き出し、タングをバックル装置に締結した際に、その余分な引き出し分を吸収する機能を有している。この機能を実現するために、従来のシートベルト巻き取り装置においては単一のリターンスプリングが使用されている。シートベルトの装着の際には、人間がこのリターンスプリングの付勢力に抗してシートベルトを引き出し、タングをバックルに係合させてから手を離すと、リターンスプリングの力により、余分に引き出された部分が、人間の体にフィットするまでシートベルト巻き取り装置に引き込まれる。

以上説明したように、シートベルト巻き取り装置においては、
（１）余分に引き出されたシートベルトを、人間の体にフィットするまで確実に巻き取ること、また、人間が装着しない場合においては、引き出されたシートベルトを確実に収納部に収納するまで巻き取ること
（２）正常装着した状態で乗員の胸部等に不必要な圧追感を与えないようにすること
を同時に満足することが必要とされる。しかしながら、単一のリターンスプリングの付勢力を利用したシートベルト巻き取り装置においては、装着時における乗員の胸部への圧迫感を小さくするために付勢力の弱いスプリングを使用すると、ベルト巻き取り時（収容時）の巻込み力が弱くなり、操作性、格納性が低下する。反対に、巻き取り時に充分な巻き取り力を発揮するために付勢力の強いスプリングを使用すると、正常装着時における乗員の胸部への圧追感が大きくなってしまうという問題があった。

また、従来のシートベルト巻き取り装置では、単一のリターンスプリングが内蔵されているので、シートベルトの引き出し量が増すにつれてリターンスプリングが巻回されてその付勢力が増大し、シートベルトの引き出し量が増すにつれて、引き出し力も増大するという問題もあった。

このような問題点を解決するシートベルト巻き取り装置として、モータ、又はモータとリターンスプリングの組み合わせにより、シートベルトを巻き取る方式のものが考案され、例えば、特開２００１−２２５７２０号公報（特許文献１）に開示されている。このようにモータを利用してシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置は、特開平１１−３０１４０７号公報（特許文献２）、特開平１１−３３４５３３号公報（特許文献３）にも記載されている。

以上のような従来のモータを使用したシートベルト巻き取り装置においては、シートベルトの巻き取りが完了した時点で、モータに供給している電源を切るような制御を行っているのが一般的である。もし、巻き取りが完了したときにモータの電源を入れっぱなしにしておいた場合、バッテリーの電源を無駄に消費するばかりでなく、モータが加熱し、それだけ耐加熱性のあるモータを使用しなければならないという問題点が発生する。

よって、従来は、モータに流す電流を監視し、電流値が所定値を超えた場合に巻き取りが完了したとみなして、モータに供給する電源を切る制御方式が、一般に採用されていた。又、このような制御を行うことにより、シートベルトの巻き取り中にシートベルトが乗員の腕等に引っかかったり、乗員がシートベルトを引き出そうとしたような場合にも、過負荷を検出することができ、モータを停止することができた。

さらに、モータの電源を切る際に、モータからシートベルト巻き取りリールへの動力伝達路を切ることも行われていた。これは、例えばクラッチ機構を切り離すことで実現でき、中にはモータを停止させる前に一時的に逆転させることで、動力伝達路を切り離す方法も開発されている（特開２００２−２１１３５５号公報（特許文献４））。

特開２００１−２２５７２０号公報 特開平１１−３０１４０７号公報 特開平１１−３３４５３３号公報 特開２００２−２１１３５５号公報

しかしながら、シートベルトの巻き取り中にシートベルトが乗員の腕等に引っかかった場合と、乗員がシートベルトを締め直すために一旦バックルを外し、その後にシートベルトを適正な位置にするために引き出そうとしたような場合では、モータを停止した後に行うべき制御の方法が異なってくる。すなわち、前者の場合は、シートベルトの引っかかりが取り除かれた場合には、再びシートベルトの巻き取りを開始することが望ましく、後者の場合には、乗員が引き出したシートベルトを再び巻き取ることは、乗員のシートベルト位置修正の動作を妨げるので、一般的には好ましくない。

このように、シートベルトの巻き取り中に過負荷が検出された場合に、モータにより巻き取りを停止した後での処置が異なるが、このうち、どちらを行うべきかを判断することは困難である。例えば、シートベルトの巻き取り量の変化をモニタし、巻き取りが単に停止したのか引き出されたのかを判別すれば、両者を区別することは原理的には可能であるが、そのためには、シートベルトの巻き取り量の変化を検出するためのセンサが必要であり、装置を高価なものとしてしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、特別なセンサを用いることなく、シートベルトの引っかかりにも、巻き取りの途中に行われた乗員によるシートベルトの引き出しにも、適切に対処することができるシートベルト巻き取り装置の制御方法、及びこの機能を有するシートベルト装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための第１の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置の制御方法であって、シートベルト巻き取り中に過負荷が検出されたとき、巻き取りを停止して、乗員がシートベルトを再引き出ししようとしたときにかかる時間より長く設定された所定時間待機状態とし、前記所定時間の経過後、再び巻き取る動作を行うことを特徴とするシートベルト巻き取り装置の制御方法。（請求項１）である。

本手段においては、シートベルト巻き取り中に過負荷が検出されたとき、巻き取りを停止して所定時間待機状態とし、前記所定時間の経過後、再び巻き取る動作を行う。もし、過負荷がシートベルトの引っかかりによって起こったのであれば、再び巻き取り動作を開始した時点では引っかかりは解消されており、繰り返される巻き取り動作により、シートベルトの巻き取りを完了させることができる。

なお、乗員がシートベルトを再引き出ししようとすることがあると、その場合にもシートベルト巻き取り中に過負荷が検出されることになり、シートベルトの巻き取り動作が停止されるが、所定時間の経過後に再び巻き取り動作が行われることになり、乗員のシートベルト再引き出し動作を妨げるおそれがある。

そこで、前記所定時間を、乗員のシートベルト再引き出しにかかる時間（タングをバックルに挿入するまで）に対して十分長い時間に設定しておくことにより、再引き出し中にモータによる巻き取り動作が行われて、再引き出し動作が邪魔されることを防止することができる。

前記課題を解決するための第２の手段は、モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置の制御方法であって、シートベルト巻き取り中に、前記モータの過負荷が検出されたとき、前記モータによる前記シートベルトの巻き取りを停止する第１手順と、上記第１手順で巻き取りを停止した後、所定時間待機状態する第２手順と、上記第２手順が終了した後、再び、前記モータによって前記シートベルトを巻き取る第３手順と、上記第１手順、第２手順、第３手順を予め設定した所定回数繰り返したかどうかを判定する第４手順とを有し、上記第４手順の判定が満たされない場合は、上記第１手順に戻り、当該第１手順、第２手順、及び第３手順を繰り返し、上記第４手順の判定が満たされた場合は、前記シートベルトの巻き取りを中止することを特徴とするもの（請求項２）である。

本手段においては、過負荷検出→巻取動作停止→所定時間待機→巻き取り動作という一連の動作を所定回数繰り返し行うので、シートベルトの引っかかりが複数回発生した場合においても、前記第１の手段の作用効果をそうすることができる。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１又は第２の手段であって、シートベルトのタングとバックルの係合が検出されたとき、それ以後は巻き取りを中止することを特徴とするもの（請求項３）である。

本手段においては、シートベルトのタングとバックルの係合が検出されたときには、乗員によるシートベルトの引き出し動作が完了したとして、それ以上の繰り返し巻き取り動作を行わないようにしているので、無駄な巻き取り動作を無くすることができる。

前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記待機状態にする際に、前記モータからシートベルトを巻き取るリールへの動力伝達経路を切ることを特徴とするもの（請求項４）である。

シートベルトの引っかかりを直したり、シートベルトを引き出したりする場合、巻き取りリールへのモータからの動力伝達経路がつながったままになっていると、モータが負荷となって、シートベルトの引き出しに力を要する。本手段においては、待機状態にする際に、モータからシートベルトを巻き取るリールへの動力伝達経路を切るようにしているので、待機状態においてモータが引き出しの負荷とならず、容易にシートベルトを引き出すことができる。モータからシートベルトを巻き取るリールへの動力伝達経路を切る方法については、背景技術の欄で述べた、公知の方法が採用できる。

前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記待機状態の間に、待機状態解除信号が入力されたとき、前記所定時間の経過を待たずに、再び巻き取る動作を開始することを特徴とするもの（請求項５）である。

例えば、待機状態中に、エンジンを切ったり、ドアを開けたり、シートから降りたりして、直ちにシートベルトを巻き取ってしまってよい場合がある。このような場合には、適宜このような状態が発生したことを検出して、待機状態解除信号とする。そして、待機状態解除信号が入力された場合には、待機状態が所定時間経過するのを待つことなく、シートベルトの巻き取りを再開する。

前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかのシートベルト巻き取り装置の制御方法を実施する機能を有するシートベルト巻き取り制御装置を備えたことを特徴とするシートベルト装置（請求項６）である。

本手段によれば、前記前記第１の手段から第５の手段のいずれかの効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、特別なセンサを用いることなく、シートベルトの引っかかりにも、巻き取りの途中に行われた乗員によるシートベルトの引き出しにも、適切に対処することができるシートベルト巻き取り装置の制御方法、及びこの機能を有するシートベルト装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。このシーケンスはシートベルトのバックルの解除信号が入力されることにより開始される。すなわち、この例は、乗員がシートベルトを外した場合のシートベルトの巻き取りシーケンスを説明したものであるが、逆に、乗員がシートベルトを着用し、バックルを係合させた場合のシートベルトの巻き取りにも、このシーケンスが使用できる。シートベルトのバックルの解除信号が入力されると、シートベルト巻き取り用モータが正転する（シートベルト巻き取り方向に回転する）と共に、モータからシートベルトの巻き取りリールへの動力伝達回路がＯＮとされる（ステップＳ１）。

シートベルトの巻き取り中は、モータの電流が所定値以上に上昇しないかどうかが監視される（ステップＳ２）。モータの電流が所定値以上になった場合には、モータを停止する（ステップＳ３）。その後、必要に応じて、モータからシートベルトへの動力伝達機構の結合を切る。この例においては、モータを逆転させて動力伝達機構の結合を切る場合を示しているが、別の方法による場合は、モータを逆転せせる必要はない。

そして、そのまま一定時間待機する（ステップＳ５）。特にシートベルトを引き出した後、タングとバックルを継合させるまでに必要な時間待機することで、乗員がシートベルトを引き出そうとしているときは、シートベルト再装着中のモータによるシートベルトの巻き取りを避けることができるため、乗員によるシートベルト引き出し動作が邪魔されることがない。そして、以上の動作を所定回数繰り返したかどうかを判定し（ステップＳ６）、所定回数繰り返した場合には、その状態で処理を終了する。これは、巻き取り中のシートベルトが乗員引っかかることは通常１〜２回であるので、これ以上の所定回数を設定し、所定回数繰り返した場合には、シートベルトの巻き取りが終了したために、モータの電流が上昇したものと判断を行っていることに相当する。

所定回数繰り返していない場合は、待機時間の完了後、ステップＳ１に戻って、再びシートベルトの巻き取りを開始する。もし、モータ電流の増加の原因が、シートベルトの引っかかりによるものであるとすると、前記待機時間の間に乗員が引っかかりをなくするので、何回もモータ電流が増加することなく定常状態に戻る。これに対し、乗員がシートベルトを引き出そうとしている場合には、シートベルトが巻き取られる毎にシートベルトを引き出し、そのたびにモータ電流が増加するので、前述のようにステップＳ６で所定回数の繰り返しの発生が検出され、それ以上、シートベルトの巻き取りが行われなくなる。

図２は、本発明の第２の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。この実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態とは、ステップＳ７に示す制御が加わっているところだけが異なるので、同じ部分については説明を省略し、ステップＳ７に示す部分のみを説明する。

モータ電流の増加検出→モータの逆転→一定時間待機のプロセスを繰り返している途中で、ドアが開けられたり、エンジンが停止されたり、シートから乗員が離れたような場合には、待機時間中であっても直ちにシートベルトを巻き取って構わない。ステップＳ７のプロセスはこのような目的のために設けられたもので、ドアスイッチ、イグニッションスイッチ、シート荷重計等からの信号等の信号を待機解除信号として、この信号が入力されたときは、直ちにステップＳ１に戻ってシートベルトの巻き取りを再開する。

図３は、本発明の第３の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。この実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態とは、ステップＳ８に示す制御が加わっているところだけが異なるので、同じ部分については説明を省略し、ステップＳ８に示す部分のみを説明する。

ステップＳ８において、一定時間が経過していないと判断された場合に、ステップＳ８に移行し、バックルがオンとなっているかどうかを判定する。バックルがオンとなっているということは、バックルとタングの係合がなされていることを意味し、この状態はバックルスイッチにより検出できる。

バックルがオンとなっていない場合には、図１に示す実施の形態と同じように、ステップＳ５に戻り、再び一定時間経過したかどうかを判定する。バックルがオンとなっている場合には、乗員によるシートベルトの引き出しが完了したと判断して、処理を終了する。

図４は、本発明の第４の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。この実施の形態は、図２に示す第２の実施の形態とは、ステップＳ８に示す制御が加わっているところだけが異なる。ステップＳ８における動作は、バックルがオンとなっていないときにステップＳ７に戻る以外は、前記第３の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。

なお、以上の実施の形態は、モータよりシートベルト巻き取りリールへの動力伝達回路をＯＮ、ＯＦＦする機構が付属しているものについての説明であるが、この機構が付属していない場合には、モータよりシートベルト巻き取りリールへの動力伝達回路のＯＮ、ＯＦＦ制御を行わないことは言うまでもない。

なお、以上の説明においては、ステップＳ５において、一定時間が経過するまでは待機状態を続けるか（図１）、ステップＳ７に戻るか（図２）の動作を行っていたが、この一定時間を、乗員がベルト再引き出しに必要な時間以上に設定しておくと、別の効果を生じることができる。すなわち、乗員がシートベルトの再引き出しを行った際に、モータの過負荷が検出されると、図１、図２に示すシーケンスでは、一定時間経過後にシートベルトの巻き取りが行われ、乗員の動作と逆の動作をしてしまうことがある。よって、前記一定時間を、乗員がベルト再引き出しに必要な時間以上に設定しておくことにより、このような事態の発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態であるシートベルト巻き取り装置の制御方法を示すフローチャートである。

Claims (6)

1. モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置の制御方法であって、
   シートベルト巻き取り中に過負荷が検出されたとき、巻き取りを停止して、乗員がシートベルトを再引き出ししようとしたときにかかる時間より長く設定された所定時間待機状態とし、前記所定時間の経過後、再び巻き取る動作を行う
   ことを特徴とするシートベルト巻き取り装置の制御方法。
2. モータによりシートベルトを巻き取る機構を有するシートベルト巻き取り装置の制御方法であって、
   シートベルト巻き取り中に、前記モータの過負荷が検出されたとき、前記モータによる前記シートベルトの巻き取りを停止する第１手順と、
   上記第１手順で巻き取りを停止した後、所定時間待機状態する第２手順と、
   上記第２手順が終了した後、再び、前記モータによって前記シートベルトを巻き取る第３手順と、
   上記第１手順、第２手順、第３手順を予め設定した所定回数繰り返したかどうかを判定する第４手順とを有し、
   上記第４手順の判定が満たされない場合は、上記第１手順に戻り、当該第１手順、第２手順、及び第３手順を繰り返し、
   上記第４手順の判定が満たされた場合は、前記シートベルトの巻き取りを中止する
   ことを特徴とするシートベルト巻き取り装置の制御方法。
3. 請求項１又は２に記載のシートベルト巻き取り装置の制御方法であって、シートベルトのタングとバックルの係合が検出されたとき、それ以後は巻き取りを中止する
   ことを特徴とするシートベルト巻き取り装置の制御方法。
4. 前記待機状態にする際に、前記モータからシートベルトを巻き取るリールへの動力伝達経路を切る
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のシートベルト巻き取り装置の制御方法。
5. 前記待機状態の間に、待機状態解除信号が入力されたとき、前記所定時間の経過を待たずに、再び巻き取る動作を開始する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載のシートベルト巻き取り装置の制御方法。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載のシートベルト巻き取り装置の制御方法を実施する機能を有するシートベルト巻き取り制御装置を備えた
   ことを特徴とするシートベルト装置。
   

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