JP4489122B2 - 車両用シートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートベルト装置に関する。

従来、例えば車両外部の外気温や空調装置の設定温度と、日時と、現在位置と、車内温度などの乗員の着衣に影響を与える情報に基づいて、乗員の着衣が厚着であるか否かを判定し、乗員の着衣が厚着であると判定された場合には、自車が障害物に接近していることが検出されると、シートベルトの巻き取り度合いを調整するシートベルト制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２６３０７７号公報

ところで、上記従来技術に係るシートベルト制御装置においては、単に乗員の着衣に影響を与える情報に基づいて、間接的に乗員の着衣が厚着であるか否かを判定するだけであり、シートベルトの巻き取り度合いの調整にシートベルトの弛み状態が適切に反映されていないことから、シートベルトの巻き取り時に乗員に対して過大な不快感を与えてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ベルトの巻き取りを適切に制御することが可能な車両用シートベルト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両用シートベルト装置は、ベルト（例えば、実施の形態でのベルト５）を巻回したベルトリール（例えば、実施の形態でのベルトリール１４）と、前記ベルトリールの回転位置を検知する位置検知手段（例えば、実施の形態での回転検出装置２４、巻き取り位置検知部５１）と、前記ベルトリールに駆動力を伝達することにより前記ベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、実施の形態でのモータ１０）と、前記モータと前記ベルトリールとの間の駆動力の伝達の断接を切り替えるクラッチ機構（例えば、実施の形態でのクラッチ）と、前記モータへの通電量および前記クラッチ機構を制御する制御部（例えば、実施の形態での処理装置４６）とを備える車両用シートベルト装置であって、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、所定通電量で前記モータを駆動した後に前記クラッチ機構による接続を解除すると共に、前記クラッチ機構による前記接続の解除後に前記位置検知手段により検出される前記ベルトリールの回転位置に基づき前記ベルトリールの引き出し方向への戻り量を計測する戻り量計測手段（例えば、実施の形態での戻り量検知部５２）とを備え、前記制御部は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて前記モータへの前記通電量の制御モードを変更し、前記戻り量計測手段により計測された前記戻り量に基づいて各前記制御モードでの前記通電量の目標値又は制御ゲインを変更する。

さらに、本発明の第２態様に係る車両用シートベルト装置では、前記制御部は、前記モータへの通電量を所定の通電量に保持制御する定電流制御モードを実行する定電流制御モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０４）を備え、前記戻り量に基づき前記定電流制御モードにおける通電量の目標値または前記定電流制御モードにおける制御ゲインを変更する。

さらに、本発明の第３態様に係る車両用シートベルト装置では、前記制御部は、前記ベルトリールの回転位置を所定の回転位置に保持するように前記モータへの通電量を増減制御する位置保持制御モードを実行する位置保持制御モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０６）を備え、前記戻り量に基づき前記位置保持制御モードにおける保持位置の目標値または前記位置保持制御モードにおける制御ゲインを変更する。

さらに、本発明の第４態様に係る車両用シートベルト装置では、前記制御部は、前記モータへの通電量の目標値を最大電流とし、かつ、前記位置検知手段により検出される前記ベルトリールの回転位置が所定の巻き取り位置に達した場合に前記ベルトリールの回転位置を前記所定の巻き取り位置に保持するように前記モータへの通電量を増減制御する緊急巻取制御モードを実行する緊急巻取制御モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０７）を備え、前記戻り量に基づき前記緊急巻取制御モードにおける前記所定の巻き取り位置または前記緊急巻取制御モードにおける制御ゲインを変更する。

本発明の第１態様に係る車両用シートベルト装置によれば、所定通電量でモータを駆動することでベルトが巻き取られた後に、クラッチ機構による接続が解除されることでベルトが引き出し方向へ戻る際の戻り量を計測することにより、ベルトの弛み状態を直接的に計測することができ、この計測結果に応じてベルトの巻き取り度合いを適切に制御することができる。

さらに、本発明の第２態様に係る車両用シートベルト装置によれば、定電流制御モードにおける通電量の目標値または制御ゲインを、モータ駆動後にクラッチ機構による接続が解除されることでベルトが引き出し方向へ戻る際の戻り量に応じて変更することにより、定電流制御モードの実行にベルトの弛み状態を適切に反映させることができる。

さらに、本発明の第３態様に係る車両用シートベルト装置によれば、位置保持制御モードにおける保持位置の目標値または制御ゲインを、モータ駆動後にクラッチ機構による接続が解除されることでベルトが引き出し方向へ戻る際の戻り量に応じて変更することにより、位置保持制御モードの実行にベルトの弛み状態を適切に反映させることができる。

さらに、本発明の第４態様に係る車両用シートベルト装置によれば、緊急巻取制御モードにおける所定の巻き取り位置または制御ゲインを、モータ駆動後にクラッチ機構による接続が解除されることでベルトが引き出し方向へ戻る際の戻り量に応じて変更することにより、緊急巻取制御モードの実行にベルトの弛み状態を適切に反映させることができる。

以下、本発明の車両用シートベルト装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用シートベルト装置１は、例えば図１に示すように、シート２に着座する乗員３を拘束可能な所謂三点式のシートベルト装置であり、センタピラー（図示略）に取付けられたリトラクタ４からベルト５が略鉛直方向上方に引き出され、このベルト５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ベルト５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ベルト５のスルーアンカ６とアウタアンカ７との間にはタングプレート８が挿通されており、このタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。

リトラクタ４においては、例えば図２から図４に示すように、ベルト５が巻回されたベルトリール１４がリトラクタフレーム１５に回転可能に支持され、ベルトリール１４の軸１４ａがリトラクタフレーム１５から外部（例えば、前方）に向かい突出している。
ベルト５は、初期状態（例えば、未装着状態）ではリトラクタ４に巻き取られており、ベルトガイド部１６によって案内されつつ乗員３によってベルトリール１４から引き出されて、タングプレート８がバックル９に装着固定されることにより、乗員３の身体（例えば、肩部および腰部など）をシート２に対して拘束する。
この車両用シートベルト装置１では、例えば衝突衝撃の検出時やロールオーバ時等において、ベルト５の巻き取りが、ベルトリール１４に回転力を付与するモータ１０の駆動力および火薬式のプリテンショナ機構１７の火薬の推力によって行われるようになっている。

ベルトリール１４の軸１４ａは、動力断接用のクラッチとギヤ機構（図示略）を具備する動力伝達機構１８を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されている。
動力伝達機構１８には、ベルトリール１４の軸１４ａに同軸に連結される出力軸１９が設けられ、この出力軸１９は前方に突出している。
動力伝達機構１８内のクラッチは、後述する処理装置４６による制御に加えて、モータ１０の回転状態に応じて、モータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を遮断可能である。

例えば、モータ１０が正転方向（つまり、ベルトリール１４を正転させる方向であってベルト５を引き込む方向）に回転すると、クラッチはモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４とを接続させる。
一方、モータ１０が逆転方向（つまり、ベルトリール１４を逆転させる方向であってベルト５を送り出す方向）に回転すると、クラッチはモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を遮断する。ただし、モータ１０の逆転状態であっても、このモータ１０の逆転方向の駆動力よりも大きな外力（例えば、乗員によるベルト５の引き出し操作に伴う回転駆動力）がモータ１０の逆転方向に作用している状態では、クラッチはモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を維持し、この外力がモータ１０の逆転方向の駆動力よりも小さくなった場合にモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を遮断する。

なお、リトラクタ４は、例えば車両に所定値を超える減速度が作用した場合などに、ベルト５の送り出しを機械的にロックする緊急ロック機構２０を備えている。

出力軸１９の前端部には、外周に磁性リング２１ａを備えた円板状の磁性回転子２１が連結され、この磁性回転子２１の軸心位置に固定された連結軸２２が前方に突出している。磁性リング２１ａは、円周方向に沿って異磁極が交互に現れるように着磁され、円周方向の位置に応じて磁性が異なっている。
磁性回転子２１の外周側には、円周方向で離間した一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂが非接触状態で近接配置され、この磁性回転子２１とホール素子２３Ａ，２３Ｂとがベルトリール１４の回転状態を検出する回転検出装置２４を構成している。

また、磁性回転子２１と一体の連結軸２２にはベルトリール１４をベルト５の巻き取り方向に回転付勢するための巻き取りばね２５が結合されている。巻き取りばね２５は、例えばぜんまいばねであって、巻き取りばね２５の内周端が連結軸２２に結合されると共に、外周端がリトラクタ４の前部カバー２６の内壁に結合されている。
この前部カバー２６はリトラクタフレーム１５に一体に結合されている。また、連結軸２２の先端部には軸心穴２７が形成され、この軸心穴２７に前部カバー２６に突設されたガイド突起２８が挿入されている。
そして、ベルトリール１４とモータ１０とがクラッチの遮断作動によって切り離された状態において、巻き取りばね２５による張力がベルト５に作用するようになっている。
また、ベルトリール１４とモータ１０とがクラッチによって接続されている状態でのモータ１０の停止時などにおいて、巻き取りばね２５の弾性力によってベルトリール１４がベルト５の巻き取り方向に回転すると、クラッチによるモータ１０とベルトリール１４との接続は解除されるようになっている。

前部カバー２６は、巻き取りばね２５が収容される有底円筒状のばね収容部２６ａと、このばね収容部２６ａと同軸に、かつ、ばね収容部２６ａよりも大径に形成された大径円筒部２６ｂと、この大径円筒部２６ｂの下端に連設された略矩形状のセンサ収容部２６ｃとを備えている。大径円筒部２６ｂには回転検出装置２４の磁性回転子２１が収容され、センサ収容部２６ｃにはホール素子２３Ａ，２３Ｂを実装する基板（図示略）が収容されている。

前部カバー２６のばね収容部２６ａと大径円筒部２６ｂの間には、連結軸２２が挿通される貫通孔３０ａを有する略円板状の隔壁３０が配置され、前部カバー２６の内部が、この隔壁３０によって底部側のばね収容空間３１と開口側の回転子収容空間３２とに隔成されている。
隔壁３０の外周縁部には、一対の支持突起３０ｂ，３０ｂが設けられ、これらの支持突起３０ｂ，３０ｂが大径円筒部２６ｂの周壁の位置決め溝（図示略）に嵌合されるようになっている。この位置決め溝は、ばね収容部２６ａと大径円筒部２６ｂの境界位置に達する位置まで形成され、支持突起３０ｂ，３０ｂを位置決め溝の終端部に当接させることにより、隔壁３０が前部カバー２６内で位置決めされるようになっている。

また、前部カバー２６には、前部カバー２６の内部に巻き取りばね２５と隔壁３０と磁性回転子２１等を収容した後に、前部カバー２６よりも一回り小さいサブカバー３３が蓋状に嵌合されている。なお、ばね収容空間３１には巻き取りばね２５を潤滑するための潤滑剤が充填されている。サブカバー３３は前部カバー２６に対してビス止め等によって固定されている。また、サブカバー３３の底壁３３ａには、動力伝達機構１８の出力軸１９を磁性回転子２１に連結するための開口４０が設けられている。

サブカバー３３は、前部カバー２６の大径円筒部２６ｂに嵌合される略円筒状の円弧壁３３ｂと、この円弧壁３３ｂの両端部に連設され前部カバー２６のセンサ収容部２６ｃに嵌合される矩形壁３３ｃとを備え、矩形壁３３ｃの内側に、ホール素子２３Ａ，２３Ｂを実装した基板を配置するセンサ設置スペース３４が確保されている。
基板は保持ケース３５内に保持されており、この保持ケース３５はサブカバー３３内のセンサ設置スペース３４に配置され、サブカバー３３に突設された係止爪３６，３６によって係止されている。

保持ケース３５は、前部カバー２６の底部に臨む側が開口し、前部カバー２６に組み付けられた状態において、磁性回転子２１の外周縁部に臨む円弧壁３５ａがサブカバー３３の円弧壁３３ｂとともに円形状の壁を構成するようになっている。これらの円弧壁３３ｂ，３５ａの先端面は、サブカバー３３が前部カバー２６に嵌合固定された状態において、隔壁３０の外周縁部に回転子収容空間３２側から当接するようになっている。

そして、前部カバー２６内に巻き取りばね２５と隔壁３０と磁性回転子２１等を収容し、前部カバー２６の開口側にサブカバー３３を保持ケース３５とともに取り付けたものはカバーユニット４２を構成し、動力伝達機構１８とリトラクタフレーム１５にボルト締結等によって一体化されている。

回転検出装置２４の一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂは、信号処理用のセンサ回路４５を介して処理装置４６に接続され、各ホール素子１３Ａ，１３Ｂにより検出される磁気変化に応じたパルス信号はセンサ回路４５で所定処理が行われた後に処理装置４６に入力される。
各ホール素子２３Ａ，２３Ｂから処理装置４６へと出力されるＡ相、Ｂ相の各パルス信号は、処理装置４６において、モータ１０を駆動するためのフィードバック信号等として用いられる。処理装置４６は、例えば、Ａ相、Ｂ相の各相のパルス信号を計数することによってベルトリール１４の回転量（つまり、ベルト５の引き出し量）を検出し、Ａ相、Ｂ相の二つのパルス信号の波形の立ち上がりの比較によってベルトリール１４の回転方向を検出する。

例えば各ホール素子２３Ａ，２３Ｂから出力されるＡ相、Ｂ相の各パルス信号のＨｉ値に「０」を対応させ、Ｌｏｗ値に「１」を対応させ、Ａ相およびＢ相の対応値が２進数で、かつＡ相の対応値がＢ相の対応値の１桁上の数値であると仮定したときに、Ａ相およびＢ相の対応値を加算して１０進数に変換して得た値（以下、単に、「Ａ相とＢ相との加算値」と呼ぶ）は、図６に示すように変化する。
例えば図６に示すＡ相およびＢ相のパルス波形は、ベルトリール１４が正転するときのものであるとすると、Ａ相とＢ相との加算値は所定の第１変化（…３→２→０→１…）を示し、ベルトリール１４が逆転する場合には、Ａ相とＢ相との加算値は所定の第２変化（…３→１→０→２…）を示す。このため、所定の第１変化および第２変化以外の変化が検出された場合には、異常状態であると判定することができる。

また、Ａ相とＢ相との加算値が所定の第１変化（…３→２→０→１…）を示す場合には、Ａ相とＢ相との加算値の１変化（前回値−今回値）のカウント値を「＋１」とし、Ａ相とＢ相との加算値が所定の第２変化（…３→１→０→２…）を示す場合には、Ａ相とＢ相との加算値の１変化（前回値−今回値）のカウント値を「−１」とすれば、ベルトリール１４が回転する間、Ａ相とＢ相との加算値の変化のカウント値を計数することにより得られるベルト５の巻き取り量に応じたパルスの総カウント値（ｃｎｔ）は、例えば下記表１に示すように変化する。
そして、Ａ相とＢ相との加算値の変化（前回値−今回値）とカウント値との対応は、例えば下記表２に示すように変化する。なお、下記表２において、「＋１」はベルトリール１４の正転を示し、「−１」はベルトリール１４の逆転を示し、「０」はＡ相とＢ相との加算値の変化がないことを示し、「×」は正転あるいは逆転のいずれでもあり得ない異常状態を示している。

この車両用シートベルト装置１では、乗員によるベルト５の装着時あるいは通常走行時にはモータ１０が停止されており、バックル９の解除等によりベルト５の非装着状態が検知されると、モータ１０が駆動開始され、所定の収納位置までのベルト５の巻き取りが行われる。このとき、ベルト５の巻き取り量（あるいは引き出し量）や移動方向等は回転検出装置２４によって検出され、回転検出装置２４の検出結果に基づいてモータ１０が駆動制御される。

処理装置４６は、例えば、巻き取り位置検知部５１と、戻り量検知部５２と、走行状態検知部５３と、制御モード判定部５４と、制御状態量変更部５５と、モータ制御部５６とを備えて構成されている。
そして、処理装置４６には、例えば、バックル９に対するタングプレート８の装着固定の有無を検出するバックルスイッチ（バックルＳＷ）６１から出力される検出信号と、車両の外界に存在する物体を検知するレーダやカメラからなる外界センサ６２から出力される検出信号と、車体の加速度および減速度を検出する加速度センサ６３から出力される検出信号と、車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサ６４から出力される検出信号と、車両の速度を検出する速度センサ６５から出力される検出信号と、処理装置４６の基板（図示略）に配置されて温度を検出する温度センサ６６から出力される検出信号と、モータ１０に通電される電流を検出する電流センサ６７から出力される検出信号と、一対のホール素子２３Ａ，２３Ｂから出力されてセンサ回路４５で所定処理が行われたＡ相、Ｂ相の各パルス信号とが入力されている。

巻き取り位置検知部５１は、回転検出装置２４から出力されるＡ相、Ｂ相の各パルス信号からベルトリール１２の回転位置を算出し、この回転位置を巻き取り位置とする。
なお、以下において、ベルトリール１２の回転位置（巻き取り位置）は、例えばベルトリール１２によるベルト５の巻き取り量がゼロ（つまり引き出し量が所定の最大量）となる状態を原点（ゼロ）として、ベルトリール１２の正転方向を正の方向とし、ベルトリール１２の正転つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取り量の増大に伴って増大する値である。

戻り量検知部５２は、巻き取り位置検知部５１から出力されるベルトリール１２の回転位置に基づき、所定通電量でモータ１０を駆動した後に動力伝達機構１８のクラッチによるモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を解除した際のベルトリール１２の引き出し方向への戻り量を計測する。

例えば図７（ａ），（ｂ）に示すように、バックル９にタングプレート８が装着固定され、相対的に薄着あるいは厚着の乗員に対してベルト５が装着された際に、モータ制御部５６によってモータ１０に対して所定電流Ｉ０での通電が開始されると、ベルトリール１２によるベルト５の巻き取りが開始され、時刻ｔ１以降のように、ベルトリール１２の回転位置が増大傾向に変化する。
そして、モータ１０に対して所定電流Ｉ０での通電が継続されている状態で、例えば時刻ｔ２から時刻ｔ３のように、ベルトリール１２によるベルト５の巻き取り量の増大が停止し、ベルトリール１２の回転位置がほぼ不変になると、戻り量検知部５２は、このときのベルトリール１２の回転位置を基準位置Ｘ０として記憶する。そして、モータ制御部５６は、モータ１０を逆転方向に回転させ、動力伝達機構１８内のクラッチによるモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続を遮断する。これにより、ベルトリール１４はモータ１０に拘りなく回転可能となり、時刻ｔ３以降のように、乗員の身体あるいは着衣の弾力などに応じてベルト５の引き出し方向に回転し、ベルトリール１２からベルト５の引き出しが開始され、ベルトリール１２の回転位置が減小傾向に変化する。
そして、動力伝達機構１８内のクラッチによるモータ１０と出力軸１９およびベルトリール１４との接続の遮断が継続されている状態で、例えば時刻ｔ４以降のように、ベルトリール１２からのベルト５の引き出し量の増大が停止し、ベルトリール１２の回転位置がほぼ不変になると、戻り量検知部５２は、このときのベルトリール１２の回転位置を変化位置Ｘ１として記憶する。そして、戻り量検知部５２は、基準位置Ｘ０から変化位置Ｘ１を減算して得た値（Ｘ０−Ｘ１）をベルト５の戻り量とする。

走行状態検知部５３は、車両の走行状態量を検出する各種センサ６３，６４，６５から出力される検出信号および外界センサ６２から出力される検出信号などに基づき、車両の所定の走行状態、例えばブレーキデバイスに対する駆動制御によって車両の走行挙動の急激な変化を抑制したり、滑りやすい路面等での駆動輪の空転を防止する制御状態や、例えばカーブ走行時に過剰な横加速度が発生したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリが発生した状態や、例えば車両の外界に存在する物体に対する衝突または接触が発生する可能性がある状態などを検知する。

制御モード判定部５４は、走行状態検知部５３から出力される車両の走行状態の検知結果に応じて、モータ１０の制御モードとして、例えば定電流制御モードおよび位置保持制御モードおよび緊急巻取制御モードのうちの何れかの制御モードを選択する。
例えば制御モード判定部５４は、車両の走行状態が、ブレーキデバイスに対する駆動制御によって車両の走行挙動の急激な変化を抑制したり、滑りやすい路面等での駆動輪の空転を防止する制御状態であることが検知されると、モータ１０への通電量を所定の通電量に保持制御する定電流制御モードを選択する。
また、例えば制御モード判定部５４は、車両の走行状態が、カーブ走行時に過剰な横加速度が発生したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリが発生した状態であることが検知されると、ベルトリール１２の回転位置を所定の回転位置に保持するようにモータ１０への通電量を増減制御する位置保持制御モードを選択する。
また、例えば制御モード判定部５４は、車両の走行状態が、車両の外界に存在する物体に対する衝突または接触が発生する可能性がある状態であることが検知されると、モータ１０への通電量を最大電流とし、かつ、ベルトリール１２の回転位置が所定の巻き取り位置に達した場合にベルトリール１２の回転位置を所定の巻き取り位置に保持するようにモータ１０への通電量を増減制御する緊急巻取制御モードを選択する。

制御状態量変更部５５は、制御モード判定部５４から出力されるモータ１０の制御モードにおける少なくとも制御目標または制御ゲインを、戻り量検知部５２から出力される戻り量に応じて変更する。

モータ制御部５６は、巻き取り位置検知部５１から出力されるベルトリール１２の回転位置と、制御モード判定部５４から出力されるモータ１０の制御モードと、制御状態量変更部５５から出力される制御目標および制御ゲインとに応じて、モータ１０の駆動および停止のタイミングや目標電流を設定してモータ１０への通電を制御する。

本実施の形態による車両用シートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、この車両用シートベルト装置１の動作について説明する。
なお、以下に示すステップＳ０１〜ステップＳ０７の一連の処理は、例えばバックル９にタングプレート８が装着固定された状態において所定周期で繰り返し実行される。

先ず、例えば図８に示すステップＳ０１においては、後述する弾力判定の処理を実行する。
そして、ステップＳ０２においては、車両の走行状態量を検出する各種センサ６３，６４，６５から出力される検出信号および外界センサ６２から出力される検出信号などに基づき、車両の所定の走行状態、例えばブレーキデバイスに対する駆動制御によって車両の走行挙動の急激な変化を抑制したり、滑りやすい路面等での駆動輪の空転を防止する制御状態や、例えばカーブ走行時に過剰な横加速度が発生したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリが発生した状態や、例えば車両の外界に存在する物体に対する衝突または接触が発生する可能性がある状態などを判定する。

そして、ステップＳ０３においては、車両の走行状態の判定結果に応じて、車両の走行状態が、例えば、ブレーキデバイスに対する駆動制御によって車両の走行挙動の急激な変化を抑制したり、滑りやすい路面等での駆動輪の空転を防止する制御状態であって、モータ１０の制御モードとして、モータ１０への通電量を所定の通電量に保持制御する定電流制御モードを実行する状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進み、このステップＳ０４においては、後述する定電流制御の処理を実行し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進む。

そして、ステップＳ０５においては、車両の走行状態の判定結果に応じて、車両の走行状態が、例えば、カーブ走行時に過剰な横加速度が発生したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリが発生した状態であって、モータ１０の制御モードとして、ベルトリール１２回転位置を所定の回転位置に保持するようにモータ１０への通電量を増減制御する位置保持制御モードを実行する状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進み、このステップＳ０６においては、後述する位置保持制御の処理を実行し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０７に進み、このステップＳ０７においては、後述する緊急巻取制御の処理を実行し、一連の処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ１１での弾力判定の処理について説明する。
先ず、例えば図９に示すステップＳ１１においては、適宜のタイマーのタイマー値ｔに所定初期値ｔ０を設定することによってタイマーを初期化し、このタイマーによる計時を開始する。
そして、ステップＳ１２においては、モータ１０に対して所定電流Ｉ０での通電を開始して、ベルトリール１２によるベルト５の巻き取りを開始する。
そして、ステップＳ１３においては、電流センサ６７により検出される検出電流Ｉが所定の電流閾値Ｉｔｈ０よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、ステップＳ１５に進む。

そして、ステップＳ１４においては、ベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが、ベルト５の所定の最大巻き取り量に対応する最大巻き取り位置Ｘｍａｘ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ１３に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ１５においては、検出電流Ｉから所定電流Ｉ０を減算して得た電流変化量（Ｉ−Ｉ０）が所定の電流変化閾値ｄＩｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、ステップＳ１６に進む。

そして、ステップＳ１６においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘを基準位置Ｘ０として設定する。
そして、ステップＳ１７においては、モータ１０を逆転方向に回転させ、動力伝達機構１８内のクラッチによるモータ１０とベルトリール１４との接続を解除する。
そして、ステップＳ１８においては、この時点でのタイマーのタイマー値ｔが所定時間ｔ１よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１８の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１９に進む。

そして、ステップＳ１９においては、前回の処理でのベルトリール１２の回転位置から今回の処理でのベルトリール１２の回転位置までの回転位置変化量ｄＸが所定の回転位置変化量閾値ｄＸｔｈ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１９の判定処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１４がモータ１０に拘りなく回転可能となった状態でベルトリール１２の回転位置がほぼ不変になった場合には、ステップＳ２０に進む。
そして、ステップＳ２０においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘを変化位置Ｘ１として設定する。

そして、ステップＳ２１においては、基準位置Ｘ０から変化位置Ｘ１を減算して得た位置変化量（Ｘ０−Ｘ１）が所定の第１堅さ判定閾値Ｘｈａｒｄ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進み、このステップＳ２２においては、弾力情報を構成する堅さレベルにハードを設定し、エンドに進み、処理を終了する
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２３に進む。

そして、ステップＳ２３においては、位置変化量（Ｘ０−Ｘ１）が、例えば所定の第１堅さ判定閾値Ｘｈａｒｄよりも大きい所定の第２堅さ判定閾値Ｘｓｏｆｔ（＞Ｘｈａｒｄ）よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、弾力情報を構成する堅さレベルにミドルを設定し、後述するステップＳ３１に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、弾力情報を構成する堅さレベルにソフトを設定し、後述するステップＳ４１に進む。

そして、例えば図１０に示すステップＳ３１においては、モータ１０に対して所定電流Ｉ０よりも大きい所定の第１電流Ｉ１での通電を開始して、ベルトリール１２によるベルト５の巻き取りを開始する。
そして、ステップＳ３２においては、電流センサ６７により検出される検出電流Ｉが所定の第１電流閾値Ｉｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、後述するステップＳ３４に進む。

そして、ステップＳ３３においては、ベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが、ベルト５の所定の最大巻き取り量に対応する最大巻き取り位置Ｘｍａｘ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３２に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ３４においては、検出電流Ｉから所定の第１電流Ｉ１を減算して得た電流変化量（Ｉ−Ｉ１）が所定の第１電流変化閾値ｄＩｔｈ１よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、ステップＳ３５に進む。

そして、ステップＳ３５においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘを基準位置Ｘ０として設定し、エンドに進み、処理を終了する。

また、例えば図１０に示すステップＳ４１においては、モータ１０に対して所定の第１電流Ｉ１よりも大きい所定の第２電流Ｉ２での通電を開始して、ベルトリール１２によるベルト５の巻き取りを開始する。
そして、ステップＳ４２においては、電流センサ６７により検出される検出電流Ｉが所定の第２電流閾値Ｉｔｈ２よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、後述するステップＳ４４に進む。

そして、ステップＳ４３においては、ベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが、ベルト５の所定の最大巻き取り量に対応する最大巻き取り位置Ｘｍａｘ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ４２に戻る。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ４４においては、検出電流Ｉから所定の第２電流Ｉ２を減算して得た電流変化量（Ｉ−Ｉ２）が所定の第２電流変化閾値ｄＩｔｈ２よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ４３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりベルトリール１２によるベルト５の巻き取りに対する負荷が増大することに伴って、モータ１０の正転方向の駆動に要する電流が増大した場合には、ステップＳ４５に進む。

そして、ステップＳ４５においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘを基準位置Ｘ０として設定し、エンドに進み、処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ０４での定電流制御の処理について説明する。
先ず、例えば図１１に示すステップＳ５１においては、堅さレベルを具備する弾力情報を取得する。
そして、ステップＳ５２においては、定電流制御での目標値とされる目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと、定電流制御での制御ゲインとされる電流変化量ΔＩとを設定する。
例えば堅さレベルがハードの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより小さく設定し、堅さレベルがソフトの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより大きく設定する。

そして、ステップＳ５３においては、モータ１０に対して目標電流Ｉｔａｒｇｅｔでの通電を開始する。
そして、ステップＳ５４においては、電流センサ６７により検出される検出電流Ｉが目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと異なるかを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり検出電流Ｉが目標電流Ｉｔａｒｇｅｔと等しい場合には、後述するステップＳ６０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５５に進む。

そして、ステップＳ５５においては、検出電流Ｉが目標電流Ｉｔａｒｇｅｔ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ５８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５６に進む。
そして、ステップＳ５６においては、検出電流Ｉに電流変化量ΔＩを加算して得た値（Ｉ＋ΔＩ）が所定のハイ側電流閾値ＩＨｔｈ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ６０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５７に進み、このステップＳ５７においては、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔに電流変化量ΔＩを加算して得た値（Ｉｔａｒｇｅｔ＋ΔＩ）を、新たに目標電流Ｉｔａｒｇｅｔとして設定して、ステップＳ６０に進む。

また、ステップＳ５８においては、検出電流Ｉから電流変化量ΔＩを減算して得た値（Ｉ−ΔＩ）が所定のロー側電流閾値ＩＬｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ６０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５９に進み、このステップＳ５９においては、目標電流Ｉｔａｒｇｅｔから電流変化量ΔＩを減算して得た値（Ｉｔａｒｇｅｔ−ΔＩ）を、新たに目標電流Ｉｔａｒｇｅｔとして設定して、ステップＳ６０に進む。
そして、ステップＳ６０においては、車両の走行状態が安定したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ５４に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ０６での位置保持制御の処理について説明する。
先ず、例えば図１２に示すステップＳ７１においては、堅さレベルを具備する弾力情報を取得する。
そして、ステップＳ７２においては、弾力情報に基づき、位置保持制御でのベルトリール１２の回転位置に対する目標値とされる目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔとして、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘを設定し、位置保持制御での制御ゲインとされる電流変化量ΔＩとして、所定変化ΔＩ０を設定する。
例えば堅さレベルがハードの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより小さく設定し、堅さレベルがソフトの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより大きく設定する。

そして、ステップＳ７３においては、モータ１０の通電に対する電流指令として所定の目標電流ＩＰｔａｒｇｅｔを設定して、この電流指令での通電を開始する。
そして、ステップＳ７４においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔと異なるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ７９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ７５に進む。

そして、ステップＳ７５においては、現在位置Ｘから目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔを減算して得た位置変化量の絶対値｜（Ｘ−Ｘｔａｒｇｅｔ）｜が所定の位置変化量閾値ΔＸｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ７９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ７６に進む。

そして、ステップＳ７６においては、現在位置Ｘが目標巻取位置Ｘｔａｒｇｅｔ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ７７に進み、このステップＳ７７においては、電流指令に電流変化量ΔＩを加算して得た値（電流指令＋ΔＩ）を、新たに電流指令として設定して、ステップＳ７９に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ７８に進み、このステップＳ７８においては、電流指令から電流変化量ΔＩを減算して得た値（電流指令−ΔＩ）を、新たに電流指令として設定して、ステップＳ７９に進む。

そして、ステップＳ７９においては、車両の走行状態が安定したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ７４に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ０７での緊急巻取制御の処理について説明する。
先ず、例えば図１３に示すステップＳ８１においては、堅さレベルを具備する弾力情報を取得する。
そして、ステップＳ８２においては、弾力情報に基づき、緊急巻取制御でのベルトリール１２の回転位置に対する目標値とされる所定の目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔと、緊急巻取制御での制御ゲインとされる電流変化量ΔＩとを設定すると共に、ベルトリール１２回転位置を目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔに保持するようにモータ１０への通電量を増減制御する位置制御の実行を指示する位置制御フラグＦ＿Ｐのフラグ値に「０」を設定する。
例えば堅さレベルがハードの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより小さく設定し、堅さレベルがソフトの場合には、堅さレベルがミドルの場合に比べて、目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔおよび電流変化量ΔＩをより大きく設定する。

そして、ステップＳ８３においては、位置制御フラグＦ＿Ｐのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ８８に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ８４に進む。

そして、ステップＳ８４においては、モータ１０の通電に対する電流指令として所定の目標緊急巻取電流ＩＥＰｔａｒｇｅｔを設定して、この電流指令での通電を開始する。
そして、ステップＳ８５においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ８７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ８６に進み、このステップＳ８６においては、位置制御フラグＦ＿Ｐのフラグ値に「１」を設定して、ステップＳ８７に進む。

そして、ステップＳ８７においては、車両の走行状態が安定したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ８３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ８８においては、この時点で検出されるベルトリール１２の回転位置の現在位置Ｘが目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔと異なるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ８７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ８９に進む。
そして、ステップＳ８９においては、現在位置Ｘから目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔを減算して得た位置変化量の絶対値｜（Ｘ−ＸＥｔａｒｇｅｔ）｜が所定の位置変化量閾値ΔＸｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ８７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ９０に進む。

そして、ステップＳ９０においては、現在位置Ｘが目標緊急巻取位置ＸＥｔａｒｇｅｔ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ９１に進み、このステップＳ９１においては、電流指令に緊急巻取制御での所定の電流変化量ΔＩを加算して得た値（電流指令＋ΔＩ）を、新たに電流指令として設定して、ステップＳ８７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ９２に進み、このステップＳ９２においては、電流指令から電流変化量ΔＩを減算して得た値（電流指令−ΔＩ）を、新たに電流指令として設定して、ステップＳ８７に進む。

上述したように、本実施の形態による車両用シートベルト装置１によれば、所定電流Ｉ０でモータ１０を駆動することでベルト５がベルトリール１２により巻き取られた後に、動力伝達機構１８内のクラッチによる接続が解除されることでベルト５が引き出し方向へ戻る際の戻り量を計測することにより、ベルト５の弛み状態を直接的に計測することができ、この計測結果に応じて、各制御モード（定電流制御モード、位置保持制御モード、緊急巻取制御モード）における制御目標（目標電流Ｉｔａｒｇｅｔまたは電流指令）および制御ゲイン（電流変化量ΔＩ）を変更することにより、各制御モードの実行にベルト５の弛み状態を適切に反映させることができる。

なお、上述した実施の形態では、各制御モード（定電流制御モード、位置保持制御モード、緊急巻取制御モード）において、制御目標（目標電流Ｉｔａｒｇｅｔまたは電流指令）および制御ゲイン（電流変化量ΔＩ）を、位置変化量（Ｘ０−Ｘ１）に基づき変更するとしたが、これに限定されず、例えば制御目標または制御ゲインの何れか一方のみを変更してもよい。

本発明の一実施形態に係る車両用シートベルト装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る車両用シートベルト装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るリトラクタの要部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るリトラクタの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る回転検出装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る回転検出装置の各ホール素子から出力されるＡ相およびＢ相のパルス信号波形と、各相の信号レベルを数値化したものと、数値化された各相の値を加算して得た数値とを示す図である。 本発明の一実施形態に係る相対的に薄着および厚着の各乗員に対して装着されたベルトの引き出し量の変化の例を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係る車両用シートベルト装置の動作を示すフローチャートである。 図８に示す弾力判定の処理を示すフローチャートである。 図８に示す弾力判定の処理を示すフローチャートである。 図８に示す定電流制御の処理を示すフローチャートである。 図８に示す位置保持制御の処理を示すフローチャートである。 図８に示す緊急巻取制御の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用シートベルト装置
５ ベルト
１０ モータ
１４ ベルトリール
２４ 回転検出装置（位置センサ）
４６ 処理装置（制御部）
５１ 巻き取り位置検知部（位置センサ）
５２ 戻り量検知部（戻り量計測手段）
ステップＳ０４ 定電流制御モード実行手段
ステップＳ０６ 位置保持制御モード実行手段
ステップＳ０７ 緊急巻取制御モード実行手段

Claims (4)

1. ベルトを巻回したベルトリールと、
   前記ベルトリールの回転位置を検知する位置検知手段と、
   前記ベルトリールに駆動力を伝達することにより前記ベルトリールを回転駆動するモータと、
   前記モータと前記ベルトリールとの間の駆動力の伝達の断接を切り替えるクラッチ機構と、
   前記モータへの通電量および前記クラッチ機構を制御する制御部とを備える車両用シートベルト装置であって、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   所定通電量で前記モータを駆動した後に前記クラッチ機構による接続を解除すると共に、前記クラッチ機構による前記接続の解除後に前記位置検知手段により検出される前記ベルトリールの回転位置に基づき前記ベルトリールの引き出し方向への戻り量を計測する戻り量計測手段とを備え、
   前記制御部は、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態に基づいて前記モータへの前記通電量の制御モードを変更し、前記戻り量計測手段により計測された前記戻り量に基づいて各前記制御モードでの前記通電量の目標値又は制御ゲインを変更することを特徴とする車両用シートベルト装置。
2. 前記制御部は、
   前記モータへの通電量を所定の通電量に保持制御する定電流制御モードを実行する定電流制御モード実行手段を備え、
   前記戻り量に基づき前記定電流制御モードにおける通電量の目標値または前記定電流制御モードにおける制御ゲインを変更する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。
3. 前記制御部は、
   前記ベルトリールの回転位置を所定の回転位置に保持するように前記モータへの通電量を増減制御する位置保持制御モードを実行する位置保持制御モード実行手段を備え、
   前記戻り量に基づき前記位置保持制御モードにおける保持位置の目標値または前記位置保持制御モードにおける制御ゲインを変更する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。
4. 前記制御部は、
   前記モータへの通電量の目標値を最大電流とし、かつ、前記位置検知手段により検出される前記ベルトリールの回転位置が所定の巻き取り位置に達した場合に前記ベルトリールの回転位置を前記所定の巻き取り位置に保持するように前記モータへの通電量を増減制御する緊急巻取制御モードを実行する緊急巻取制御モード実行手段を備え、
   前記戻り量に基づき前記緊急巻取制御モードにおける前記所定の巻き取り位置または前記緊急巻取制御モードにおける制御ゲインを変更する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。

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