JP4644549B2 - シートベルトリトラクタ、シートベルト装置、シートベルト装置付車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるシートベルトリトラクタの構築技術に関するものである。

従来、自動車等の車両において、シートベルトによって当該車両乗員の拘束を図る種々の構成のシートベルト装置が知られている。
下記特許文献１には、モータ等の駆動によってシートベルト巻き取り及び巻き出しを行うシートベルト装置の構成が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、シートベルトリトラクタの構造として、スプールによるシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作をモータによって行う構成を採用したうえで、当該モータの動作を用いてシートベルトの張力を断続的に変化させ拘束力を可変とすることによって、運転者に対し車両衝突に関する警報を行う可能性が提示されている。
実開平６−７１３３３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のようなシートベルト装置を用いて車両衝突に関する警報を行う場合、シートベルトに初期のスラック(弛み)があると、初期動作時において、モータ回転の一部がスラックの除去に費やされるため、車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力が得られないことが想定される。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載され、電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行うシートベルトリトラクタにおいて、車両乗員に対し注意を促す警報をシートベルトを用いて確実に行うのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車の車両に搭載されるシートベルトリトラクタに適用することができるが、自動車以外の車両、例えば飛行機、船舶、電車、バス等に搭載されるシートベルトリトラクタの構築技術に対し本発明を応用し得る。

（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項１に記載のこのシートベルトリトラクタは、車両に搭載されるものであって、電動モータ、スプール、制御手段を少なくとも備える。

本発明のスプールは、電動式の電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行う部材として構成される。このスプールに対し巻き取り及び巻き出しされる乗員拘束用のシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員が、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束されることとなる。なお、本発明では、電動モータとスプールとの間に、モータとスプールとが接続された接続状態、及び当該接続状態が解除された接続解除状態を形成する機構としての動力伝達機構を、必要に応じて適宜介在させることができる。

本発明の制御手段は、少なくとも電動モータの駆動制御を行う手段として構成され、電動モータの駆動方向、駆動時間、駆動力等を制御する。この制御手段は、典型的にはＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成される。この制御手段は、シートベルトリトラクタに専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタのみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段として兼用とされてもよい。

本発明では、制御手段は、シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着時において、シートベルトによって車両乗員に対し注意を促す警報モードと、警報モードとは別にシートベルトによって車両乗員を拘束する緊急モードとを含み、警報モードでは、スプールを介してシートベルトに作用する張力を増減させる動作を複数回繰り返すように電動モータを駆動制御することで、車両乗員（典型的には運転者）に対し注意を促す警報を行う。具体的には、自車両周辺の障害物（別車両、障害物、歩行者など）が所定範囲内にあると判定した場合や、当該障害物に自車両が衝突する可能性が高いと判定した場合、或いは運転者が居眠りをしていると判定した場合に、この警報を行う。すなわち、本発明のシートベルトリトラクタは、シートベルトによって車両乗員を拘束する拘束手段としての機能に加えて、シートベルトを用いて車両乗員に対し注意を促す警報を行う警報手段（警報システム）としての機能を兼ね備えている。

ところで、シートベルトのこのような巻き取り動作を利用して警報を行う場合には、シートベルト３に初期のスラック(弛み)があると、初期動作時、典型的には初回動作において、モータ回転の一部がスラックの除去に費やされるため、車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力が得られないことが想定される。
そこで、本発明では、制御手段は、複数回の動作のうちの初期動作時において、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量が相対的に多くなるように電動モータを駆動制御する構成とされる。ここでいう「初期動作」には、複数回の動作のうち初回から数えて１または複数の動作が包含されるものとする。一例として、初回から数えて３回の動作のうち、２回目動作時や３回目動作時のスプール動作量と比較して、「初期動作」としての初回動作時のスプール動作量を多くする構成や、３回目動作時のスプール動作量と比較して、「初期動作」としての初回動作時及び２回目動作時のスプール動作量を多くする構成等を採用することができる。

請求項１に記載のシートベルトリトラクタのこのような構成によれば、スプールが初期動作時にそれ以降の動作時よりも多めに回転されるため、シートベルトに初期のスラックがある場合はこのスラックを除去した上で、更に車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力を上回るベルト張力をシートベルトに発生させることができる。このとき、シートベルトに初期のスラックが殆ど生じていない場合であっても、当該制御によって所望のベルト張力を上回るベルト張力が得られることは勿論である。かくして、電動モータの複数回の動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルトを介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。

（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項２に記載のこのシートベルトリトラクタは、請求項１の構成において、制御手段は、初回動作時において、電動モータのモータ出力及びモータ回転時間の少なくとも一方を相対的に増やす制御によって、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量を相対的に多くする構成とされる。本発明には、初回動作時において、モータ出力及びモータ回転時間のいずれかを相対的に増やす制御や、モータ出力及びモータ回転時間の両方を相対的に増やす制御が包含される。電動モータのモータ出力を増やすことでモータ回転速度を高めることができるため、例えば各回の動作時のモータ回転時間を同じとした場合、スプールの動作量を多くすることが可能となる。一方、電動モータのモータ回転時間を増やすことで、例えば各回の動作時のモータ出力を同じとした場合、スプールの動作量を多くすることが可能となる。なお、モータ出力を増やす制御に関しては、初回動作時における電動モータの電流値（「制御電流値」ともいう）や電圧値（「印加電圧値」ともいう）が、それ以降の動作時よりも高くなるように設定する方法を用いることができる。

請求項２に記載のシートベルトリトラクタのこのような構成によれば、電動モータのモータ出力やモータ回転時間を増やす制御によって、電動モータの複数回の動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルトを介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。

（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項３に記載のこのシートベルト装置では、車両に搭載される装置であって、シートベルト、バックル、タング、検知センサ、前記のシートベルトリトラクタを少なくとも備える。
本発明のシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員が、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束される。本発明のバックルは、車両に対し固定される部材として構成される。本発明のタングは、シートベルトに設けられシートベルト装着時に、本発明のバックルに係合する部材として構成される。本発明の検知センサは、タングがバックルに係合したことを検知する手段として構成される。
すなわち、本発明のシートベルト装置は、シートベルトによって車両乗員を拘束する拘束手段としての機能に加えて、シートベルトを用いて車両乗員に対し注意を促す警報を行う警報手段（警報システム）としての機能を兼ね備えている。また、本発明では、制御手段は、複数回の動作のうちの初期動作時において、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量が相対的に多くなるように電動モータを駆動制御する構成とされる。

求項３に記載のシートベルト装置のこのような構成によれば、スプールが初期動作時にそれ以降の動作時よりも多めに回転されるため、シートベルトに初期のスラックがある場合はこのスラックを除去した上で、更に車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力を上回るベルト張力をシートベルトに発生させることができる。このとき、シートベルトに初期のスラックが殆ど生じていない場合であっても、当該制御によって所望のベルト張力を上回るベルト張力が得られることは勿論である。かくして、電動モータの複数回の動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルトを介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。

（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項４に記載のこのシートベルト装置は、請求項３の構成において、更に制御手段は、初回動作時において、電動モータのモータ出力及びモータ回転時間の少なくとも一方を相対的に増やす制御によって、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量を相対的に多くする構成とされる。
従って、請求項４に記載のシートベルト装置のこのような構成によれば、電動モータのモータ出力やモータ回転時間を増やす制御によって、電動モータの複数回の動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルトを介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。

（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのシートベルト装置付車両である。
請求項５に記載のこのシートベルト装置付車両は、請求項３または請求項４に記載のシートベルト装置を少なくとも備える。本発明の車両は、当該シートベルト装置が、車両内の収容空間、例えばピラー内の収容空間、シート内の収容空間、あるいは車両内のその他の部位の収容空間に収容された構成とされる。
このような構成によれば、電動モータの複数回の動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルトを介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能なシートベルト装置が、車両内の収容空間に収容された構成の車両が提供される。

以上のように、本発明によれば、電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行うシートベルト構造に関し、特に、シートベルトに作用する張力を増減させるスプールの複数回の動作のうち初期動作時において、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量が相対的に多くなるように電動モータを駆動制御することで、車両乗員に対し注意を促す警報をシートベルトを用いて確実に行うことが可能となった。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の一実施の形態を説明する。
ここで、図１は、本発明にかかる「シートベルト装置」の一実施の形態であるシートベルト装置１００の構成を示す図である。また、図２は、図１中のシートベルトリトラクタ１まわりの構成を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態のシートベルト装置１００は、本発明の「シートベルト装置付車両」である自動車車両に搭載される車両用のシートベルト装置であり、シートベルトリトラクタ１、シートベルト３、ショルダーガイドアンカー１０、タング（トング）１２、アウトアンカー１４、バックル１６、ＥＣＵ２０等を主体に構成されている。また、車両には、当該車両の衝突予知や衝突発生に関する情報、当該車両の運転状態に関する情報、シートに着座している車両乗員の着座位置や体格に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などの各種の情報を検出して、その検出情報をＥＣＵ２０に対し入力する入力要素３０が搭載されている。この入力要素３０の検出情報が、常時又は所定時間毎にＥＣＵ２０に伝達され、シートベルト装置１００などの動作制御に用いられる。

特に、本実施の形態の入力要素３０には、車両の衝突予知や実際の衝突発生といった、車両衝突の関する情報を検知する車両衝突情報検知センサ３２が含まれている。この車両衝突情報検知センサ３２は、自車両に対する衝突対象物（別車両、障害物、歩行者など）との間の距離、相対速度、相対加速度や、自車両に作用する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度等の検出情報（検出信号）を検出（計測）可能なセンサとして構成される。この車両衝突情報検知センサ３２は、単一の検出センサとして構成されてもよいし、或いは単一の検出センサを複数組み合わせて構成されてもよい。具体的には、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、加速度センサ、カメラセンサ等を用いて車両衝突情報検知センサ３２を構成することができる。

シートベルト３は、運転席である車両シート４０に着座した車両乗員Ｃ（「運転者」ともいう）の拘束または拘束解除に用いられる長尺状のベルト（ウェビング）である。このシートベルト３が、本発明における「乗員拘束用のシートベルト」に対応している。このシートベルト３は、車両に対し固定されたシートベルトリトラクタ１から引き出され、車両乗員Ｃの乗員肩部領域に設けられたショルダーガイドアンカー１０を経由し、タング（トング）１２を通ってアウトアンカー１４に連結されている。ショルダーガイドアンカー１０は、車両乗員Ｃの乗員肩部領域においてシートベルト３を係止しガイド（誘導）する機能を有する。そして、車体に対し固定されたバックル１６にタング１２が挿入される（係合する）ことによって、当該シートベルト３が車両乗員Ｃに対し装着状態となる。このタング１２が、本発明における「タング」に相当し、このタング１２が係合するバックル１６が、本発明における「バックル」に相当する。

なお、バックル１６にはバックルスイッチ１６ａが内蔵されており、バックル１６にタング（トング）１２が挿入されシートベルトバックル操作がなされたこと（実質的にはシートベルト装着状態になったこと）が、このバックルスイッチ１６ａによって検知される。このバックルスイッチ１６ａが検知した情報はＥＣＵ２０に伝達され、シートベルト装着状態であるか否かが判定されるようになっている。このバックルスイッチ１６ａが、本発明における「タングがバックルに係合したことを検知する検知センサ」に相当する。

シートベルトリトラクタ１は、後述するスプール５及びモータ７を介してシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を可能とする装置であり、本発明における「シートベルトリトラクタ」に対応している。このリトラクタ１は、図１に示す例では、車両のＢピラー４２内の収容空間に装着されている。

ＥＣＵ２０は、入力要素３０からの入力信号に基づいて、シートベルトリトラクタ１をはじめ、各種の動作機構に関する制御を行う機能を有し、ＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成されている。特に本実施の形態の説明では、このＥＣＵ２０が、シートベルトリトラクタ１の後述するモータ７に関する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０が、モータ７の電磁コイルに供給される電流供給量や電流供給方向を制御することによって、モータシャフトの、回転速度、回転方向、回転時間、回転トルク（出力）などが可変とされる。詳細については後述するが、このＥＣＵ２０は、モータ７の駆動制御を行う手段として構成されるとともに、後述する動力伝達機構９を制御してスプール５にモータ７の動力が伝達される状態を切り換える手段として構成される。更に、このＥＣＵ２０には、モータ７の動作時のモータ電流値を検出（測定）する機能が組み込まれている。このＥＣＵ２０が、本発明における「制御手段」に対応している。
なお、このＥＣＵ２０は、シートベルトリトラクタ１に専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタ１のみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段として兼用とされてもよい。

図２に示すスプール５は、円柱状ないし円筒状に形成され、そのスプール外周面（シートベルト当接面）がシートベルト３の巻き取り面を構成する。このスプール５は、本発明における「電動モータ」としてのモータ７の駆動に伴って、乗員拘束用のシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を行う部材であり、本発明における「スプール」に相当する。

また、本実施の形態では、このスプール５とモータ７との間に動力伝達機構９が介在する。この動力伝達機構９は、スプール５とモータ７とが接続された接続状態（動力伝達モード）、及び当該接続状態が解除された接続解除状態（動力伝達解除モード）を形成する機構として構成される。この動力伝達機構９は、ギア部材等を組み合わせて形成されるいわゆる「クラッチ」とも称呼される。この動力伝達機構９の接続状態は、モータ７の動力を当該動力伝達機構９を介してスプールに伝達可能な状態である。従って、この接続状態においてモータ７が駆動されることによって、当該モータ７の動力が動力伝達機構９を介してスプール５に伝達される。このとき、モータ７の回転は、動力伝達機構９によって減速されることとなる。これに対し、動力伝達機構９の接続解除状態においては、スプール５とモータ７との物理的な接続が解除され、スプール５からシートベルト３を容易に巻き出す（引き出す）操作が可能となる。なお、必要に応じては、スプール５とモータ７との間に動力伝達機構９を介在させないで、スプール５とモータ７とを直接的に接続する構成を採用することもできる。

本実施の形態において、この動力伝達機構９は、特に図示しないものの、いわゆる「単段式クラッチ」として構成される。従って、動力伝達機構９の動力伝達モードにおいて、モータ７が所定のモータ出力で駆動されるとき、モータ７の回転が減速されてスプール５に伝達され、当該スプール５は所定の回転トルク、所定の回転数で回転駆動されることとなる。
なお、この動力伝達機構９にかえて、スプールの回転トルク及び回転数を複数段階に可変とするような構成の動力伝達機構を用いることもできる。例えば、スプールの回転トルク及び回転数を２段階に可変とする２段クラッチを用いる場合において、シートベルトを強いベルト張力でスプールに巻き取る動作を行いたいときには、動力伝達機構を、相対的に回転トルクが高く、且つ相対的に回転速度が低い高減速比モードに設定することができる。これに対し、シートベルトをスプールに巻き取る動作を迅速に行いたいときには、当該動力伝達機構を、相対的に回転トルクが高く、且つ相対的に回転速度が低い高減速比モードに設定することができる。

本実施の形態では、上記シートベルト３の状態に関し次の７つのシートベルト設定モードが設定されており、これらのシートベルト設定モードに基づいてＥＣＵ２０によるモータ７及び動力伝達機構９の制御が行われるようになっている。

（１）ベルト格納モード
ベルト格納モードは、シートベルト３が使用されずスプール５に完全に巻き取られている状態のベルトモードである。このベルト格納モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が駆動されず、かつ動力伝達機構９が動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じているだけであり、また消費電力がゼロである。

（２）ベルト引出しモード
ベルト引出しモードは、シートベルト３を装着するためにスプール５から引き出す状態のベルトモードである。同様にこのベルト引出しモードでも、シートベルトリトラクタ１は動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３を弱い力で引き出すことが可能となっている。このときにも、モータ７が駆動されず、消費電力がゼロである。

（３）フィッティング用ベルト巻取りモード
フィッティング用ベルト巻取りモードは、シートベルト３を引き出してタング（図１中のタング（トング）１２）をバックルに挿入係合してバックルスイッチ（図１中のバックルスイッチ１６ａ）がＯＮした後、シートベルト３を車両乗員にフィットさせるために、余分に引き出されたシートベルト３を巻き取る状態、およびシートベルト３の通常装着状態（このとき、バックルスイッチはＯＮ状態となっている）で、車両乗員が動いてシートベルト３が所定量引き出された後、車両乗員が再び正規位置に着座したとき、引き出されたシートベルト３を巻き取る状態のベルトモードである。このフィッティング用ベルト巻取りモードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つモータ７がベルト巻取り方向に高回転で回転駆動されるように制御される。従って、シートベルト３は迅速にスプール５に巻き取られ、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときモータ７が停止することで、シートベルト３は車両乗員にフィットした状態で装着される。

（４）通常装着モード（コンフォートモード）
通常装着モード（コンフォートモード）は、フィッティング用ベルト巻取りモード終了後に設定される、シートベルト３の通常装着状態のベルトモードである。この通常装着モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が駆動されず、かつ動力伝達機構９が動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じているだけであるので、車両乗員はシートベルト３が装着されても圧迫感を抱くことはない。また、消費電力がゼロである。

（５）警報モード
警報モードは、通常装着モードで車両走行中に運転者の居眠りや自車両周辺の障害物を検知して、シートベルト３の巻取りを所定回数繰り返すことで、運転者に警報を発する状態のベルトモードである。この警報モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が繰り返し駆動されるように設定される。したがって、シートベルト３に比較的強いベルト張力（後述する緊急モードのベルト張力より弱い）と、ごく弱いベルト張力とが車両乗員に繰り返し加えられるので、運転者は居眠りや自車両周辺の障害物に対して注意を促される。この警報モードの詳細な制御内容については後述する。

（６）緊急モード
緊急モードは、通常装着モードで車両走行中に、或いは上記警報モードに引き続いて、自車両が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い場合に設定されるベルトモードである。この緊急モードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つモータ７がベルト巻取り方向に高回転、高トルクで回転駆動されように制御される。従って、シートベルト３は迅速にスプール５に巻き取られた後、最終的にシートベルト３にきわめて強い所定のベルト張力が生じたときモータ７が停止することで、このシートベルト３によって車両乗員が確実に拘束される。

（７）格納用ベルト巻取りモード
格納用ベルト巻取りモードは、シートベルト３の装着を解除するために、タング（図１中のタング（トング）１２）をバックルから抜き出し、バックルスイッチ（図１中のバックルスイッチ１６ａ）がＯＦＦとなったとき、シートベルト３を格納状態にするために完全に巻き取る状態のベルトモードである。この格納用ベルト巻取りモードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つモータ７がベルト巻取り方向に回転駆動されるように制御されることで、引き出されたシートベルト３をスプール５に迅速に巻き取る。そして、シートベルト３が完全に巻き取られて、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときにモータ７が停止することで、シートベルト３は前述のごく弱いベルト張力が生じているベルト格納モードとなる。

ここで、上記構成のシートベルトリトラクタ１の制御に関し、上述の警報モードの詳細な制御内容を、図３〜図５を参照しながら具体的に説明する。シートベルトリトラクタ１におけるこの制御は、図１中及び図２中のＥＣＵ２０によって遂行される。

本実施の形態のシートベルトリトラクタ１の警報モードに関し、警報制御処理のフローチャートが図３に示される。
図３に示すように、このリトラクタ制御処理では、まずステップＳ１０によって、シートベルト装着状態か否かを判定する。具体的には、図１中のバックルスイッチ１６ａがバックル１６にタング（トング）１２が挿入されたことを検知した場合に、シートベルト装着状態であると判定し、バックルスイッチ１６ａがタング１２の挿入解除を検知した場合に、シートベルト装着解除状態であると判定する。
このステップＳ１０においてシートベルト装着状態であると判定した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）には、ステップＳ２０にすすむ。一方、ステップＳ１０においてシートベルト装着解除状態であると判定した場合（ステップＳ１０のＮＯ）には、そのまま警報制御処理を終了する。

次に、図３中のステップＳ２０では、警報条件が成立しているか否かを判定する処理を行う。具体的には、図１中の車両衝突情報検知センサ３２によって検知された情報に基づいて、自車両周辺の障害物（別車両、障害物、歩行者など）が所定範囲内にあると判定した場合や、当該障害物に自車両が衝突する可能性が高と判定した場合、或いはシートベルト３に作用する張力変化を検出するセンサによって検知された情報に基づいて、運転者が居眠りをしていると判定した場合に、警報条件が成立していると判定する。
このステップＳ２０において警報条件が成立していると判定した場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）には、ステップＳ３０にすすみ、シートベルト巻取り制御を遂行したのち警報制御処理を終了する。一方、ステップＳ２０において警報条件が成立していないと判定した場合（ステップＳ２０のＮＯ）には、そのまま警報制御処理を終了する。

次に、図３中のステップＳ３０では、警報モードによるシートベルト巻取り制御を行う。このシートベルト巻取り制御では、シートベルト３に作用する張力を増減させる動作（張力を一時的に高める動作）を複数回繰り返すようにモータ７を駆動制御することで、車両乗員（運転者）に対し注意を促す警報を行う。この制御態様が、本発明における「シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着時において、スプールを介してシートベルトに作用する張力を増減させる動作を複数回繰り返すように電動モータを駆動制御する」との制御態様に相当する。

ところで、シートベルト３のこのような巻き取り動作を利用して車両乗員に対し注意を促す警報を行う場合には、シートベルト３に初期のスラック(弛み)があると、初期動作時、典型的には初回動作において、モータ回転の一部がスラックの除去に費やされるため、車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力が得られないことが想定される。
そこで、本実施の形態では、この警報モードによるシートベルト巻取り制御の複数回の動作のうちの初回動作において、スプール５のシートベルト巻取り方向の動作量が最大となるようにモータ７を駆動制御することとしている。また、本実施の形態では、スプール５のシートベルト巻取り方向の動作量（回転量）を最大するために、モータ７のモータ出力或いはモータ回転時間を相対的に高める制御を行っている。この制御態様が、本発明における「複数回の動作のうちの初期動作時において、スプールのシートベルト巻取り方向の動作量が相対的に多くなるように電動モータを駆動制御する」や、本発明における「初回動作時において、電動モータのモータ出力及びモータ回転時間の少なくとも一方を相対的に増やす」との制御態様に相当する。

ここで、図３中のシートベルト巻取り制御に関し、モータ出力、モータ回転速度、ベルト張力の経時変化の様子が図４及び図５に示される。なお、図４及び図５には、いずれもシートベルト３に作用する張力を増減させる動作（張力を一時的に高める動作）を３回繰り返す場合を示している。本発明では、この動作を２回行う設定や４回以上行う設定を適宜採用することもできる。

図４に示すシートベルト巻取り制御では、モータ７の３回のモータ巻き取り動作を比較した場合、初回動作時のモータ出力Ｐ２が、それ以降の動作時のモータ出力Ｐ１よりも高くなるように制御する。モータ７のモータ出力は、電流値（「制御電流値」ともいう）と電圧値（「印加電圧値」ともいう）との積であることから、具体的には、初回動作時の電流値や電圧値が、それ以降の動作時よりも高くなるように設定してモータ７を駆動制御する。また、このとき、モータ回転時間Δｔは、いずれのモータ巻き取り動作においても同じに設定している。

これにより、初回動作時のモータ回転速度Ｖ２は、それ以降の動作時のモータ回転速度Ｖ１よりも高くなり、スプール５が初回動作時に多めに回転されるため、シートベルト３に初期のスラック(弛み)がある場合はこのスラックを除去した上で、更に車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力Ｔａを上回るベルト張力をシートベルト３に発生させることができる。このとき、シートベルト３に初期のスラック(弛み)が殆ど生じていない場合であっても、当該制御によってベルト張力Ｔａを上回るベルト張力が得られることは勿論である。かくして、３回のモータ巻き取り動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルト３を介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。なお、図４では、初回動作時のシートベルト３の張力は、ベルト張力Ｔａを上回る範囲で概ね一定の値に制御されるように記載しているが、当該一定の値をオーバーシュートしてもよい。
ここで、図４中のベルト張力Ｔａは、警報モード時の目標張力であって、車両乗員が警報を確実に感知できる張力として規定される。典型的には、スラック(弛み)がある場合の少なくともモータ出力とベルト張力との関係を、予め実施のテスト或いは解析によって求め、この結果に基づいてモータ出力Ｐ１，Ｐ２及びベルト張力Ｔａを設定することができる。

なお、図４に示す制御態様に関連して、本発明では、初期動作時のモータ出力を、それ以降の動作時のモータ出力よりも相対的に増やす制御を採用することができる。具体的には、初回から数えて３回の動作のうち、２回目動作時や３回目動作時のモータ出力と比較して、「初期動作」としての初回動作時のモータ出力を相対的に増やす第１の構成や、３回目動作時のモータ出力と比較して、「初期動作」としての初回動作時及び２回目動作時のモータ出力を相対的に増やす第２の構成を採用することができる。第１の構成において、２回目のモータ出力と３回目のモータ出力は、同じ設定であってもよいし、或いは異なる設定であってもよい。同様に、第２の構成において、初回のモータ出力と２回目のモータ出力は、同じ設定であってもよいし、或いは異なる設定であってもよい。

図５に示すシートベルト巻取り制御では、モータ７の３回のモータ巻き取り動作を比較した場合、初回動作時のモータ回転時間Δｔ１が、それ以降の動作時のモータ回転時間Δｔ２よりも長くなるように制御する。また、このとき、モータ出力及びモータ回転速度は、いずれのモータ巻き取り動作においても同じとなるように設定している。

これにより、スプール５が初回動作時に多めに回転されるため、シートベルト３に初期のスラック(弛み)がある場合はこのスラックを除去した上で、更に車両乗員への警報に有効な所望のベルト張力Ｔａを上回るベルト張力をシートベルト３に発生させることができる。このとき、シートベルト３に初期のスラック(弛み)が殆ど生じていない場合であっても、当該制御によってベルト張力Ｔａを上回るベルト張力が得られることは勿論である。かくして、３回のモータ巻き取り動作のいずれにおいても、注意を促す警報をシートベルト３を介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能となる。
ここで、図５中のベルト張力Ｔａは、警報モード時の目標張力であって、車両乗員が警報を確実に感知できる張力として規定される。典型的には、スラック(弛み)がある場合の少なくともモータ回転時間とベルト張力との関係を、予め実施のテスト或いは解析によって求め、この結果に基づいてモータ回転時間Δｔ１，Δｔ２及びベルト張力Ｔａを設定することができる。

なお、図５に示す制御態様に関連して、本発明では、初期動作時のモータ回転時間を、それ以降の動作時のモータ回転時間よりも相対的に増やす制御を採用することができる。具体的には、初回から数えて３回の動作のうち、２回目動作時や３回目動作時のモータ回転時間と比較して、「初期動作」としての初回動作時のモータ回転時間を相対的に増やす第３の構成や、３回目動作時のモータ回転時間と比較して、「初期動作」としての初回動作時及び２回目動作時のモータ回転時間を相対的に増やす第４の構成を採用することができる。第３の構成において、２回目のモータ回転時間と３回目のモータ回転時間は、同じ設定であってもよいし、或いは異なる設定であってもよい。同様に、第４の構成において、初回のモータ回転時間と２回目のモータ回転時間は、同じ設定であってもよいし、或いは異なる設定であってもよい。

このように本実施の形態のシートベルトリトラクタ１によれば、特に図３に示す警報制御処理を、図４や図５に示すような態様において遂行することによって、注意を促す警報をシートベルト３を介して迅速且つ確実に車両乗員に感知させることが可能とされる。これにより、車両衝突のために必要とされる回避操作を運転者に対して促すことや、居眠りをしている車両乗員に対し注意を促すことが可能となる。
また、本実施の形態では、図３中の警報制御処理に引き続き、車両衝突情報検知センサ３２の検知情報に基づいて、自車両が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い場合には、前述の緊急モードに移行し、最終的にシートベルト３にきわめて強い所定のベルト張力が生じたときモータ７が停止することで、このシートベルト３によって車両乗員を確実に拘束する制御を行うことができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、警報制御処理において、初回動作時のモータ７のモータ出力或いはモータ回転時間のいずれかを増やす場合について記載したが、本発明では、初回動作時のモータ７のモータ出力及びモータ回転時間の両方を増やすように構成することもできる。このような構成は、スプールの回転動作量をより増やすことができるため、シートベルトの初期のスラックが大きいことが予想される場合に特に効果的である。

また、上記実施の形態において、必要に応じては、スプール５の回転に関する情報を直接的に検出する検出センサを設けることもできる。この回転検出センサとしてホールセンサ、ボリューム、フォトインタラプタなどのセンサ類を適宜用いることができる。この回転検出センサにより、スプール５の回転動作の有無、回転角度、回転方向、回転速度、回転量などの検出情報が検出可能となる。

また、上記実施の形態では、自動車に装着されるシートベルトリトラクタ１の構成について記載したが、本発明のシートベルトリトラクタの構成は、例えば自動車、飛行機、船舶、電車、バス等の車両乗員を乗せて移動する車両に装備されるシートベルト装置の構成に適用され得る。

本発明にかかる「シートベルト装置」の一実施の形態であるシートベルト装置１００の構成を示す図である。 図１中のシートベルトリトラクタ１まわりの構成を示す図である。 本実施の形態のシートベルトリトラクタ１の警報モードに関する警報制御処理のフローチャートである。 図３中のシートベルト巻取り制御に関し、モータ出力、モータ回転速度、ベルト張力の経時変化の様子を示す図である。 図３中のシートベルト巻取り制御に関し、モータ出力、モータ回転速度、ベルト張力の経時変化の様子を示す図である。

１ シートベルトリトラクタ
３ シートベルト
５ スプール
７ モータ
９ 動力伝達機構
１０ ショルダーガイドアンカー
１２ タング（トング）
１４ アウトアンカー
１６ バックル
１６ａ バックルスイッチ
２０ ＥＣＵ
３０ 入力要素
３２ 車両衝突情報検知センサ
４０ 車両シート
４２ Ｂピラー
１００ シートベルト装置

Claims (5)

1. 車両に搭載されるシートベルトリトラクタであって、
   電動モータと、前記電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作及び巻き出し動作を行うスプールと、前記電動モータの駆動制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着時において、前記シートベルトによって前記車両乗員に対し注意を促す警報モードと、前記警報モードとは別に前記シートベルトによって前記車両乗員を拘束する緊急モードとを含み、前記警報モードでは、前記スプールを介して前記シートベルトに作用する張力を増減させる動作を複数回繰り返すように前記電動モータを駆動制御することで、前記車両乗員に対し注意を促す警報を行う構成であり、しかも当該複数回の動作のうちの初期動作時において、前記スプールのシートベルト巻取り方向の動作量が相対的に多くなるように前記電動モータを駆動制御することを特徴とするシートベルトリトラクタ。
2. 請求項１に記載のシートベルトリトラクタであって、
   前記制御手段は、初回動作時において、前記電動モータのモータ出力及びモータ回転時間の少なくとも一方を相対的に増やす制御によって、前記スプールのシートベルト巻取り方向の動作量を相対的に多くする構成であることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
3. 車両に搭載されるシートベルト装置であって、
   車両乗員に対し装着される乗員拘束用のシートベルトと、車両に対し固定されたバックルと、前記シートベルトに設けられシートベルト装着時に前記バックルに係合するタングと、前記タングが前記バックルに係合したことを検知する検知センサと、請求項１又は２に記載のシートベルトリトラクタと、
   を備え、
   前記シートベルトリトラクタの前記制御手段は、前記検知センサの検知情報に基づいて前記シートベルトが車両乗員に装着されたシートベルト装着状態であると判定することを特徴とするシートベルト装置。
4. 請求項３に記載のシートベルト装置であって、
   前記制御手段は、初回動作時において、前記電動モータのモータ出力及びモータ回転時間の少なくとも一方を相対的に増やす制御によって、前記スプールのシートベルト巻取り方向の動作量を相対的に多くする構成であることを特徴とするシートベルト装置。
5. 請求項３または４に記載のシートベルト装置が、車両内の収容空間に収容された構成のシートベルト装置付車両。

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