JP4603066B2 - 車両のシートベルト装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置およびその制御方法に関するものである。

車両に装備されるシートベルト装置は、乗員拘束用のウェビングがリトラクタ内のベルトリールに巻回され、装着時にリトラクタから引き出されるようになっている。そして、シートベルト装置には、緊急時にウェビングの引き出しを機械的にロックする緊急ロック機構が設けられており、車両に設定値以上の減速度が作用した場合等には、緊急ロック機構がウェビングの引き出しをロックし、乗員をシートに拘束するようになっている。

また、近年、加速度センサやヨーレートセンサ、ブレーキスイッチ等によって車両の状態を検出し、車両の状態に応じてウェビングの張力を制御するシートベルト装置が案出されている（例えば、特許文献１参照）。

このシートベルト装置は、ウェビングを引き込むためのモータと、車両の状態を検出する車両状態検出手段と、車両状態検出手段の検出信号を受けてモータの通電電流を制御するコントローラを備え、車両状態検出手段が車両の旋回やブレーキ作動、ロールオーバー等を検出すると、そのときの車両状態に適したウェビング張力が得られるように、コントローラがモータに対する通電電流を選択する。
特開２００４−２９１９６７号公報

しかし、この従来のシートベルト装置の場合、車両の状態に応じてモータの通電電流を制御するものであるため、例えば、車両状態検出手段によって車両の旋回が検出されると、車両の旋回中は一定電流値を目標として通電が継続される。このため、ウェビングの弛みを取る初期段階でのウェビングの巻取り速度を重視した通電電流の設定とした場合には、乗員を拘束する後期段階でのウェビングの張力が大きくなり、乗員に与える圧迫感が大きくなってしまう。また、逆に、後期段階でのウェビングの締め付け緩和を重視した通電電流の設定とした場合には、初期段階でのウェビングの巻取り速度が不足してしまう。

現在、車両状態検出手段から検出信号を受けたときに、最初に車両状態に応じた目標電流でモータを通電することでウェビングを迅速に巻取り、その後には、モータ電流を低く設定して待機し、ウェビングの引き出しがあったときに再度車両状態に応じた目標電流でモータを通電することを検討している。ところが、ウェビングの引き出しに応じてモータの通電を行う場合には、ウェビングの急激な引き出しに迅速に対応することが難しい。

そこで、この発明は、乗員の圧迫感の低減と迅速な乗員の拘束を図ることのできる車両のシートベルト装置およびその制御方法を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項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（例えば、後述の実施形態におけるウェビング５）が巻回されるベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール１２）と、前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ１０）と、このモータに流れる電流を検出する電流検出手段（例えば、後述の実施形態における電流検出手段３３）と、車両の状態を検出する車両状態検出手段（例えば、後述の実施形態における横加速度センサ２９およびヨーレートセンサ３１）と、前記ベルトリールの回転位置を検出する回転検出手段（例えば、後述の実施形態における回転センサ１１）と、を備え、前記車両状態検出手段が所定の車両状態を検出したときに、車両状態に応じた目標電流になるように前記電流検出手段の検出値を基にして前記モータを制御する車両のシートベルト装置であって、車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される標準目標電流になるように前記モータの通電電流を制御する標準電流制御手段（例えば、後述の実施形態における標準電流制御手段３５）と、前記モータが前記ベルトリールの引き出し方向の負荷としてのみ機能する低電流で前記モータに通電する保持電流制御手段（例えば、後述の実施形態における保持電流制御手段３６）と、前記標準目標電流の変動に基づいて、前記モータの制御を前記標準電流制御手段による制御と前記保持電流制御手段による制御のいずれか一方から選択する電流制御選択手段（例えば、後述の実施形態における電流制御選択手段３７）と、前記モータの制御中に前記ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位したときに、そのときのベルトリールの変位に基づいて最終目標電流を補正する目標補正手段（例えば、後述の実施形態における目標補正手段３８）とを備え、前記電流制御選択手段は、前記標準電流制御手段によるモータの制御中に、現在の標準目標電流と過去の標準目標電流との偏差の変動が少ないときに、前記標準電流制御手段によるモータの制御から前記保持電流制御手段によるモータの制御に切り換え、前記保持電流制御手段によるモータの制御中に、現在の標準目標電流と過去の標準目標電流との偏差の変動が大きくなったときに、前記保持電流制御手段によるモータの制御から前記標準電流制御手段によるモータの制御に復帰させ、前記保持電流制御手段によるモータの制御中に、前記ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位したときには、前記電流制御選択手段が標準電流制御手段によるモータの制御に復帰させるとともに、前記目標補正手段がそのときのベルトリールの変位に基づいて最終目標電流を補正することを特徴とする。
これにより、車両状態検出手段がシートベルトによる拘束を要する車両状態を検出すると、標準目標電流が設定され、電流検出手段による検出値が標準目標電流と一致するように標準電流制御手段によってモータの通電電流が制御される。また、現在の標準目標電流と過去の標準目標電流との偏差の変動が少ない比較的安定した状態になると、モータの制御が標準電流制御手段による制御から保持電流制御手段による制御に移行する。これにより、乗員に与える圧迫感とモータ消費電流が低減されることになる。また、保持電流制御手段による制御中に、ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位すると、モータの電流制御が保持電流制御手段による制御から標準電流制御手段による制御に復帰し、かつ、最終目標電流がベルトリールの変位に基づいて補正されることになる。この結果、乗員の移動が瞬時に適切に抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両のシートベルト装置において、前記電流制御選択手段は、車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される現在の標準目標電流に所定係数を掛けた値と過去の標準目標電流の平均値との差が所定閾値よりも小さい場合に、前記保持電流制御手段によるモータの制御を選択し、前記現在の標準目標電流に所定係数を掛けた値と過去の標準目標電流の平均値との差が所定閾値以上の場合に、前記標準電流制御手段によるモータの制御を選択することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両のシートベルト装置において、車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される現在の標準目標電流は、前回処理時の目標電流値に対する増大量が規定値以下に制限されるように補正され、前記増大量の規定値は、車両の速度に応じて決定されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、車両状態に応じて決まる標準目標電流の変動に基づいて、標準電流制御手段による制御と保持電流制御手段による制御のいずれか一方が選択され、標準電流制御手段によるモータの制御中に、ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位した場合には、そのときのベルトリールの変位に基づいて最終目標電流が補正され、保持電流制御手段によるモータの制御中に、ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位した場合には、モータの電流制御が保持電流制御手段による制御から標準電流制御手段による制御に復帰し、かつ、最終目標電流がベルトリールの変位に基づいて補正されるため、乗員移動等による外力がベルトリールに作用しない状況では乗員に与える圧迫感を低減し、外力がベルトリールに作用した場合には、車両状態とベルトリールの変位に応じて迅速な乗員の拘束を実行することができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明にかかるシートベルト装置１の全体概略構成を示すものであり、同図中２は、乗員３の着座するシートである。この実施形態のシートベルト装置１は、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング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、ウェビング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、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート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。
ウェビング５は、初期状態ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。また、このシートベルト装置１は、緊急時や車両の挙動変化が大きいときに、電動式のモータ１０によって自動的にウェビング５の引き込みを行う。

リトラクタ４は、図２に示すようにケーシング（図示せず）に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されるとともに、ケーシングの一端側にベルトリール１２の軸が突出している。このベルトリール１２は、動力伝達機構１３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１３は、モータ１０の回転を減速してベルトリール１２に伝達する。また、リトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、ベルトリール１２とモータ１０が後述するクラッチ２０（図３，図４参照）によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。

また、リトラクタ４には、ベルトリール１２の回転を検出する回転センサ１１（回転状態検出手段）が設けられている。この回転センサ１１は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁され、ベルトリール１２と一体に回転する磁性円板と、この磁性円板の外周縁部に近接配置された一対のホール素子と、ホール素子の検出信号を処理するセンサ回路とから成り、センサ回路で処理されたパルス信号がコントローラ２１に出力されるようになっている。
この場合、ベルトリール１２の回転に応じてセンサ回路からコントローラ２１に入力されたパルス信号は、ベルトリール１２の回転量や、回転速度、回転方向等を検出するのに用いられる。つまり、コントローラ２１においては、パルス信号をカウントすることによってベルトリール１２の回転量（ウェビング５の引き出し量）を検出し、パルス信号の変化速度（周波数）を演算することによってベルトリール１２の回転速度（ウェビング５の巻取り・引き出し速度）を求め、さらに、両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１２の回転方向を検出する。

また、リトラクタ４には、車両に設定値以上の減速度が作用したときに、ベルトリール１２の回転（ウェビング５の引出し）を機械的にロックする周知の緊急ロック機構４０が設けられている。緊急ロック機構４０は、設定値（例えば、２Ｇ）以上の加速度が車両に入力されたときに作動するセンシング要素（図示せず）と、センシング要素の作動を受けてベルトリール１２の回転をロックするロッキング要素（図示せず）とを備え、ロッキング要素は、ロック作動の後にベルトリール１２がウェビング巻取り方向に設定量以上回転操作されることによってベルトリール１２のロックを解除し得るようになっている。

動力伝達機構１３は、図３，図４に示すように、サンギヤ１４が駆動入力用の外歯１５に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ１６を支持するキャリア１７がベルトリール１２の軸に結合されている。そして、プラネタリギヤ１６に噛合したリングギヤ１８の外周側には複数のラチェット歯１９（図４参照）が形成され、このラチェット歯１９がクラッチ２０の一部を構成するようになっている。このクラッチ２０は、コントローラ２１によるモータ駆動の制御によってモータ１０とベルトリール１２の間の動力伝達系を適宜断切する。

動力伝達機構１３のモータ側動力伝達系２２は、サンギヤ１４と一体の外歯１５に常時噛合される小径の第１コネクトギヤ２３と、この第１コネクトギヤ２３と同軸にかつ一体に回転し得るように設けられた大径の第２コネクトギヤ２４と、この第２コネクトギヤ２４とモータギヤ２５（モータ１０の回転軸１０ａと一体）の間にあって動力伝達可能に常時噛合される第１，第２アイドラギヤ２６，２７と、から構成されている。モータ１０の正転方向の駆動力は、図４中の実線矢印で示すように各ギヤ２５，２７，２６を通して第２，第１コネクトギヤ２４，２３へと伝達され、さらに外歯１５を介してサンギヤ１４に伝達された後にプラネタリギヤ１６とキャリア１７を介してベルトリール１２に伝達される。このモータ１０の正転方向の駆動力は、ウェビング５を引き込む方向にベルトリール１２を回転させる。ただし、サンギヤ１４からプラネタリギヤ１６に伝達された駆動力は、リングギヤ１８が固定されているときに前記のようにすべてキャリア１７側に伝達されるが、リングギヤ１４の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ１６の自転によってリングギヤ１８を空転させる。クラッチ２０は、リングギヤ１４の回転のロックとロック解除を制御することによって、ベルトリール１２（キャリア１７）に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。

ここで、クラッチ２０について図４，図５を参照して説明する。
クラッチ２０は、図示しないケーシングに回動可能に支持され、先端部に係止爪２８を有するパウル２９と、このパウル２９を操作するクラッチスプリング３０と、パウル２９の係止爪２８に係合可能な前記リングギヤ１４のラチェット歯１９と、を備え、係止爪２８は、パウル２９がラチェット歯１９方向に操作されたときに、ラチェット歯１９の傾斜面とほぼ直交する面に突き当たり、リングギヤ１４の一方向の回転をロックする。

また、クラッチスプリング３０は付根部側が円弧状に湾曲し、その湾曲部３１が第１コネクトギヤ２３の軸部の外周に巻き付いた状態で係止されている。そして、クラッチスプリング３０の先端部はパウル２９方向に延出し、パウル２９の操作窓３２に係合するようになっている。なお、クラッチスプリング３０の湾曲部３１は摩擦によって第１コネクトギヤ２３の軸部に係合しており、第１コネクトギヤ２３との間に設定値以上のトルクが作用すると、そのトルクによって第１コネクトギヤ２３との間で滑りを生じる。

したがって、このクラッチ２０は、モータ１０が正転方向（図４中の実線矢印参照。）に回転すると、クラッチスプリング３０が、図５の実線で示す姿勢から鎖線で示す姿勢に変化し、これによってパウル２９の係止爪２８が図４に示すようにラチェット歯１９に噛合してリングギヤ１８の回転をロックする。なお、このときラチェット歯１９はリングギヤ１８の一方向の回転を確実にロックすることができるが、リングギヤ１８が逆方向に回転しようとしたときにも、ラチェット歯１９が係止爪２８を押し上げるためにある程度以上の力が必要となる。このため、クラッチスプリング３０は、リングギヤ１８の逆方向の回転に対してもある程度以上の抵抗力を付与する。
このようにリングギヤ１８の回転がロックされると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がすべてキャリア１７の回転となってベルトリール１２に伝達されるようになる（クラッチオン状態）。

一方、このクラッチオン状態からモータ１０が逆転すると、第１コネクトギヤ２３が、図４中の点線矢印で示すように回転して、クラッチスプリング３０を図５中の実線で示すように回動させる。これにより、パウル２９の係止爪２８がラチェット歯１９から引き離され、リングギヤ１８のロックが解除される。
このようにリングギヤ１８のロックが解除されると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がプラネタリギヤ１６を自転させ、このときリングギヤ１８を空転させてキャリア１７（ベルトリール１２）側に動力が伝達されないようにする（クラッチオフ状態）。

ところで、コントローラ２１には、図２に示すように回転センサ１１の他に、横加速度センサ２９や前後加速度センサ３０、ヨーレートセンサ３１、車速センサ３２等の車両の状態を検出するためのセンサや、バックル９の接続状態を検出する図示しないバックルスイッチ等のセンサ類が接続されている。また、コントローラ２１には、モータ１０に流れる電流を検出する電流検出手段３３が接続されている。

また、コントローラ２１は、車両状態に応じた標準目標電流Ｉdを周期的に（例えば、５〜２０ｍsec／cycle）設定する目標電流設定手段３４と、目標電流設定手段３４で設定した標準目標電流Ｉdと一致するようにモータ１０の通電電流を制御する標準電流制御手段３５と、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流でモータ１０に通電する保持電流制御手段３６と、目標電流設定手段３４で設定される標準目標電流Ｉdの経時変化を監視し、標準目標電流Ｉdの経時変化に応じて標準電流制御手段３５と保持電流制御手段３６のいずれかを選択する電流制御選択手段３７と、モータ１０の制御中にベルトリール１２が規定値Ｘthを超えてウェビング引き出し方向に変位したときに、ベルトリール１２の変位に基づいて目標電流を補正する目標補正手段３８と、を備えている。コントローラ２１は、電流制御選択手段３７で選択された電流制御手段（電流制御モード）によってモータ１０の通電を制御する。

目標電流設定手段３４は、横加速度センサ２９とヨーレートセンサ３１の検出信号を基にして、ウェビング５の巻取りに必要な標準目標電流Ｉdを演算やマップの参照等によって決定する。
標準電流制御手段３５は、電流検出手段３３を通してモータ１０の実際の通電電流値を常時フィードバックし、モータ１０の通電電流が標準目標電流と一致するように電流の制御を行う。
保持電流制御手段３６は、クラッチ２０を接続状態に維持し得る最小値（例えば、０．２Ａ）の電流を最終的にモータ１０に通電するものであるが、標準電流制御手段３５からの移行時には、最小値よりも大きい中間電流値（例えば、０．６Ａ）を所定時間（例えば、０１sec）通電する。この実施形態の場合、保持電流制御手段３６もフィードバック制御によって目標電流（中間電流値や最小値）に合致するように電流制御を行う。
電流制御選択手段３７は、例えば、目標電流設定手段３４で周期的に設定される標準目標電流Ｉdをデータとして記憶し、その標準目標電流Ｉdのデータから平均電流値Ｉavgを求めて、現在の標準目標電流Ｉdと平均電流値Ｉavgを比較する。そして、例えば、Ｉd＊０．８≧Ｉavgのときに標準電流制御手段３５による電流制御を選択し、Ｉd＊０．８＜Ｉavgのときに保持電流制御手段３６による電流制御を選択する。
なお、電流制御選択手段３７で利用する平均電流値Ｉavgは、モータ１０によるウェビング５の巻取り時だけでなく、他の状況下（通常状態）でも算出されるが、図９に示すように、モータ１０による巻取りを行わない状況（通常状態）では、ウェビング５の引き出し位置が予め設定された上限値以上や下限値以下になったときに、平均電流値Ｉavgの算出をリセットする。これにより、通常時に平均電流値Ｉavgが不要に大きく変化する不具合を解消する。
目標補正手段３８は、モータ１０の制御中に、乗員の上体の急激な振れ等によってウェビング５が大きく引き出されたときに、ベルトリール１２の変位に応じて目標電流を増大させ、それによって急激なウェビング５の引き出しを抑制する。

以下、このシートベルト装置１のコントローラ２１による制御を図６〜図８のフローチャートを基にして説明する。
図６は、コントローラ２１によるメインフローを示すものである。
このメインフローのステップＳ１においては、車速センサ３２の検出値等を基にして現在車両が走行中であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ５へと進む。
ステップＳ２においては、加速度センサ２９，３０やヨーレートセンサ３１等のセンサ情報を読み込み、次のステップＳ３ではセンサ情報を基にしてウェビング５による乗員拘束が現在必要であるかどうかを判定する。ステップＳ３における乗員拘束の要否は、例えば、加速度やヨーレート偏差が基準値を超えるかどうかによって判定する。ただし、乗員拘束の要否の判定は、これに限らず、車輪のスリップ角が設定値を超えるかどうかや、左右の車輪速度の差の絶対値が設定値を超えるかどうか、さらには、挙動安定化装置（ＶＳＡ，ＡＢＳ，ＴＣＳ等）の作動の有無によって行うようにしても良い。
ステップＳ３でＹＥＳの場合には、拘束制御処理Ｓ４に移り、拘束制御処理Ｓ４を終了してからステップＳ５へと進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ５へと進む。
ステップＳ５では、ウェビング５の引き出し位置が予め設定された上下限値の範囲内であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、リターンし、ＮＯの場合には、ステップＳ６に進んで平均電流値Ｉavgの算出をリセットしてからリターンする。

図７は、拘束制御処理Ｓ４のフローを示すものである。
拘束制御処理Ｓ４では、最初に、目標電流Ｉtargetの更新処理（設定処理）Ｓ１０１を行い、その後に、ステップＳ１０２においてモータ１０の通電を行う。なお、ステップＳ１０２での初回の通電は予め設定された初期電流Ｉ0で実行する。

次のステップＳ１０３においては、モータ１０の現在の通電電流Ｉが目標電流Ｉtargetと一致していなかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０４に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１０９へと進む。
ステップＳ１０４においては、現在の通電電流Ｉが目標電流Ｉtargetよりも小さいかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０５に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１０６へと進む。
ステップＳ１０５では、現在の通電電流Ｉに微小電流ΔＩを加算したときに、予め設定された上限値Ｉupper_limitに満たないかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０７で微小電流Δを加算した後にステップＳ１０９に進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ１０９へと進む。
一方、ステップＳ１０６では、現在の通電電流Ｉから微小電流ΔＩを減算したときに、予め設定された下限値Ｉlower_limitを超えるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０８で微小電流ΔＩを減算した後にステップＳ１０９に進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ１０９へと進む。
ここで説明したステップＳ１０３〜ステップＳ１０７，Ｓ１０８は、現在の通電電流と目標電流を比較し、両者が等しい場合には、そのまま通電を継続し、現在の通電電流が目標電流よりも大きい場合や小さい場合には、上下限値を超えない範囲で通電電流を増減させるステップである。
ステップＳ１０９においては、拘束解除条件を満たすかどうか、例えば、加速度やヨーレート偏差が基準値を下回るかどうかを判定する。このときＹＥＳの場合には、拘束制御処理を終了し、ＮＯの場合には、目標電流Ｉtargetの更新処理Ｓ１０１へと戻る。

図８は、目標電流Ｉtargetの更新処理Ｓ１０１のフローを示すものである。
目標電流Ｉtargetの更新処理Ｓ１０１のステップＳ２０１においては、回転センサ１１の検出信号を基にしてベルトリール１２の現在の回転位置Ｘを求め、更新値として設定するとともに、その値が処理を開始してからの最大の値である場合（ベルトリール１２の巻取り変位が最大である場合）には、最大値Ｘ1（記録値）として記憶しておく。
なお、この実施形態では、記録値としてベルトリール１２の巻取り変位の最大値を用いているが、記録値としては、この他にもベルトリール１２の巻取り変位の平均値を用いることも可能である。
つづく、ステップＳ２０２においては、横加速度センサ２９とヨーレートセンサ３１の検出信号を読み込み、前回の目標電流Ｉtargetの値をＩoldに代入する。
次のステップＳ２０３では、横加速度Ｇyとヨーレート偏差δγを基にして標準目標電流Ｉdを演算やマップの参照によって求め、ステップＳ２０４では、標準目標電流Ｉdとそのサンプリング回数ｎのデータを基にして平均電流値Ｉavgを算出する。

次のステップＳ２０５においては、現在の標準目標電流Ｉdが過去の平均電流値Ｉavgに対してある程度以上小さいかどうか、例えば、Ｉd＊０．８が平均電流値Ｉavgを下回るかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０６に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ２０７へと進む。

ステップＳ２０７では、保持電流制御モード（保持電流制御手段３６による制御）に移行する判定指標となる低減制御フラグをＯＦＦにし、目標電流Ｉtargetに現在の標準目標電流Ｉdを代入して、次のステップＳ２１０へと進む。このステップＳ２０７を経たときには、標準電流制御モード（標準電流制御手段３５による制御）が実行される。

ステップＳ２０６では、現在、低減制御フラグがＯＮであるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０８に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ２０９へと進む。すなわち、ステップＳ２０５で初めてＹＥＳと判定されて低減制御フラグがＯＦＦ状態の場合には、ステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０５で２回目以降にＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８においては、目標電流Ｉtargetに、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低減電流Ｉred（ｔ）を代入する。この低減電流Ｉred（ｔ）は、制御モードの変更時点からの経過時間ｔに応じて変化し、図１０に示すように、経過時間ｔが設定時間（例えば１sec）に達するまでの間は、中間電流値（例えば、０．６Ａ）に設定され、設定時間の経過後には、クラッチ２０を接続状態に維持し得る最小値（例えば、０．２Ａ）に設定される。ステップＳ２０８の後にはステップＳ２１０へと進む。

また、ステップＳ２０９においては、低減電流Ｉred（ｔ）の演算で用いる時間ｔを計測するためのタイマ値を０にセットし、低減制御フラグをＯＮにするとともに、目標電流Ｉtargetに低減電流Ｉred（ｔ）を代入する。このときｔは０であるため、目標電流Ｉtargetは中間電流値（例えば、０．６Ａ）に設定される。ステップＳ２０９の後にはステップＳ２１０へと進む。
なお、ステップＳ２０８やステップＳ２０９を経たときには、保持電流制御モード（保持電流制御手段３６による制御）が実行される。

ステップＳ２１０においては、今回の目標電流Ｉtargetと前回の目標電流Ｉoldの差が規制値ΔＩ（ｖ）を超えるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２１１に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ２１２へと進む。規制値ΔＩ（ｖ）は、現在の車速ｖに応じて変化し、図１１に示すように、設定車速（例えば、４０km/h）に達するまでは一定値Ｃ2に設定され、設定車速を超えた後には、Ｃ1・ｖ＋Ｃ2、つまり車速に応じて増大するように設定されている。なお、車速に限らず、ヨーレート偏差等の車両運動量を加味して規制値ΔＩを設定するようにしても良い。

ステップＳ２１１においては、前回の目標電流Ｉoldに規制値ΔＩ（ｖ）を加算したものを今回の目標電流Ｉtargetとして設定し直す。つまり、前回の目標電流Ｉoldからの電流増加量が規制値ΔＩ（ｖ）に制限されるように、今回の目標電流Ｉtargetを補正する。

ステップＳ２１２においては、ベルトリール１２の巻取り変位の最大値Ｘ1とベルトリール１２の現在の回転位置Ｘの差が規定値ΔＸthを超えるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２１３に進み、ＮＯの場合には処理を終了する。
ステップＳ２１３においては、ベルトリール１２の巻取り変位の最大値Ｘ1と現在の回転位置Ｘとの差に係数Ｋを掛けた補正値を、標準目標電流Ｉdに加算して、その値を目標電流Ｉtargetとして再設定する。すなわち、このステップＳ２１３では、車両状態に応じた標準目標電流Ｉdに対して、ベルトリール１２の巻取り変位の最大値Ｘ1に対する乖離幅に応じた補正を行い、乖離幅が大きいほど目標電流Ｉtargetが大きい値に補正されるようにしている。このステップＳ２１３の後には処理を終了する。
なお、ステップＳ２１３が実行されるのは、ステップＳ２１２で乖離幅がΔＸthよりも大きいと判定され、実際にベルトリール１２の引き出しが増大した場合であるため、保持電流制御手段３６（保持電流制御モード）による制御が選択されている場合であっても、標準目標電流Ｉdに補正値を加算した値が目標電流Ｉtargetとして設定される。すなわち、直前まで保持電流制御手段３６（保持電流制御モード）による制御を行っていた場合には、この時点で標準電流制御手段３５（標準電流制御モード）による制御に復帰する。

図１２は、このシートベルト装置１のコントローラ２１による制御の一例を示すタイミングチャートである。
以下、このタイミングチャートについて説明する。
シートベルト装置１を装着して車両走行が行われると、車両の横加速度とヨーレート偏差に基づいて標準目標電流Ｉdが常時算出され、その結果に例えば０．８をかけた比較値（図１２中の点線参照）が求められる。また、これと並行して標準目標電流Ｉdのサンプリングと平均電流値Ｉavgの算出が行われる。

このタイミングチャートの場合、最初に標準目標電流Ｉdに達するようにモータ１０の通電電流が制御され、しばらく標準目標電流Ｉdを目標電流とした通電が行われる。こうして標準目標電流Ｉdでの通電が継続されると、比較値（Ｉd＊０．８）が平均電流値Ｉavgを下回り（図１２中の「切替１」参照）、この時点で目標電流が低減電流Ｉred（ｔ）に切り替わる。低減電流Ｉred（ｔ）は、例えば、１secの間、中間電流値０．６Ａに設定された後、クラッチ２０を接続状態に維持し得る最小値０．２Ａに設定される。

そして、こうして低減電流Ｉred（ｔ）での通電が継続された後に、比較値（Ｉd＊０．８）が平均電流値Ｉavgを上回る（図１２中の「切替２」参照）ようになると、目標電流が標準目標電流Ｉdに再度切り替わる。このとき、目標電流が標準目標電流Ｉdに切り替わって標準目標電流Ｉdが増大する場合には、目標電流の最大増大速度が規定値ΔＩ（ｖ）以下に制限される。

こうして標準目標電流Ｉdでの通電が継続され、比較値（Ｉd＊０．８）が平均電流値Ｉavgを再度下回る（図１２中の「切替３」参照）と、この時点で目標電流が低減電流Ｉred（ｔ）に切り替わる。

この図１２に示すタイミングチャートは、標準目標電流Ｉdによる制御と低減電流Ｉred（ｔ）による制御の切り換わりの一例を示すものであるが、標準目標電流Ｉdによる制御と低減電流Ｉred（ｔ）による制御のいずれが選択されている場合にも、ベルトリール１２の巻取り変位の最大値Ｘ1に対する乖離幅がΔＸthよりも大きくなった場合には、その時点で乖離幅が加味された目標電流に目標電流が補正される。

以上のように、このシートベルト装置１においては、車両がシートベルト装置１による拘束を要する状態になると、最初に目標電流設定手段３４で設定された標準目標電流Ｉdになるようにモータ１０がフィードバック制御され、その制御中に、現在の標準目標電流Ｉdに所定の係数（上記の例の場合、０．８）を掛けた値が過去の平均電流値Ｉavg以上に大きい場合には、標準電流制御モード（標準目標電流Ｉdでの通電）が選択され、逆に過去の平均電流値Ｉavgよりも小さい場合には、保持電流制御モード（低減電流Ｉred（ｔ）での通電）が選択される。このため、ベルトリール１２の巻取り位置変化が比較的大きくウェビング５の巻取り段階であることが予測される状況では標準電流制御モードによってウェビング５の迅速な巻取りを行い、ベルトリール１２の巻取り位置変化が小さくウェビング５による乗員拘束段階であることが予測される状況では保持電流制御モードによって乗員に圧迫感を与えることなく拘束を行うことができる。
なお、保持電流制御モードでは、クラッチ２０を接続状態に維持することができるため、モータ１０とベルトリール１２は動力伝達機構１３（減速機構）を介して接続された状態となる。このため、保持電流制御モードで、ベルトリール１２に引き出し方向の回転力が作用した場合には、駆動電流に対応した巻取り方向のモータ１０のトルクはウェビング５の引き出しを抑制する大きな規制力となる。

そして、さらにこのシートベルト装置１においては、前述のモータ１０のフィードバック制御中に、ベルトリール１２が規定値Ｘｔｈを超えて大きく引き出し方向に変位した場合には、目標補正手段３８によってベルトリール１２の変位の乖離幅に応じて目標電流が増加補正されるため、より迅速な乗員の拘束を実行することができる。また、この目標補正手段３８による目標電流の増加補正は、ベルトリール１２が規定値Ｘｔｈを超えて引き出し方向に大きく変位したときにだけ実行されるため、その他の状況下では、乗員に与える圧迫感を低減することができるとともに、モータ１０による消費電力を低減することができる。
特に、この実施形態の場合、保持電流制御手段３６によるモータ１０の制御中に、ベルトリール１２が規定値Ｘｔｈを超えて引き出し方向に変位したときには、保持電流制御手段３６による制御から標準電流制御手段３５による制御に復帰し、標準電流制御手段３５で設定された目標電流が目標補正手段３８で補正されるため、ベルトリール１２の急激な引き出しを効果的に抑制することができる。

また、このシートベルト装置１の場合、目標補正手段３８による補正を、回転センサ１１や電流検出手段３３の監視周期と同じ周期で実行するようにしているため、ベルトリール１２の回転位置の変化や電流の変化に対応して適切に制御を追従させることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の一実施形態のシートベルト装置の概略構成図。 同実施形態のシートベルト装置のリトラクタとコントローラの概略構成図。 同実施形態のシートベルト装置のリトラクタ部分の概略構成図。 同実施形態のリトラクタの動力伝達系を正面から見た概略構成図。 同実施形態の動力伝達系の一部の拡大図。 同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。 同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。 同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。 同実施形態の平均電流値のリセットタイミングを説明する図。 同実施形態の保持電流制御を説明する図。 同実施形態の車速に応じた電流増加速度の規制値の変化を示す図。 同実施形態の制御を示すタイミングチャート。

符号の説明

１…シートベルト装置
５…ウェビング
１０…モータ
１１…回転センサ（回転検出手段）
１２…ベルトリール
２９…横加速度センサ（車両状態検出手段）
３１…ヨーレートセンサ（車両状態検出手段）
３４…目標電流設定手段
３５…標準電流制御手段
３６…保持電流制御手段
３７…電流制御選択手段
３８…目標補正手段

Claims (3)

1. シートに着座した乗員を拘束するウェビングが巻回されるベルトリールと、
   前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータと、
   このモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
   前記ベルトリールの回転位置を検出する回転検出手段と、を備え、
   前記車両状態検出手段が所定の車両状態を検出したときに、車両状態に応じた目標電流になるように前記電流検出手段の検出値を基にして前記モータを制御する車両のシートベルト装置であって、
   車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される標準目標電流になるように前記モータの通電電流を制御する標準電流制御手段と、
   前記モータが前記ベルトリールの引き出し方向の負荷としてのみ機能する低電流で前記モータに通電する保持電流制御手段と、
   前記標準目標電流の変動に基づいて、前記モータの制御を前記標準電流制御手段による制御と前記保持電流制御手段による制御のいずれか一方から選択する電流制御選択手段と、
   前記モータの制御中に前記ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位したときに、そのときのベルトリールの変位に基づいて最終目標電流を補正する目標補正手段とを備え、
   前記電流制御選択手段は、前記標準電流制御手段によるモータの制御中に、現在の標準目標電流と過去の標準目標電流との偏差の変動が少ないときに、前記標準電流制御手段によるモータの制御から前記保持電流制御手段によるモータの制御に切り換え、前記保持電流制御手段によるモータの制御中に、現在の標準目標電流と過去の標準目標電流との偏差の変動が大きくなったときに、前記保持電流制御手段によるモータの制御から前記標準電流制御手段によるモータの制御に復帰させ、
   前記保持電流制御手段によるモータの制御中に、前記ベルトリールが規定値を超えて引き出し方向に変位したときには、前記電流制御選択手段が標準電流制御手段によるモータの制御に復帰させるとともに、前記目標補正手段がそのときのベルトリールの変位に基づいて最終目標電流を補正することを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記電流制御選択手段は、車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される現在の標準目標電流に所定係数を掛けた値と過去の標準目標電流の平均値との差が所定閾値よりも小さい場合に、前記保持電流制御手段によるモータの制御を選択し、前記現在の標準目標電流に所定係数を掛けた値と過去の標準目標電流の平均値との差が所定閾値以上の場合に、前記標準電流制御手段によるモータの制御を選択することを特徴とする請求項１に記載の車両のシートベルト装置。
3. 車両状態検出手段の検出信号に応じて決定される現在の標準目標電流は、前回処理時の目標電流値に対する増大量が規定値以下に制限されるように補正され、前記増大量の規定値は、車両の速度に応じて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両のシートベルト装置。

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