JP4667549B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突の際に乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自車両の衝突を検知して衝突信号を出力する衝突検知手段と、衝突信号により展開するエアバッグと、該衝突信号によりシートベルトを引込むプリテンショナ付シートベルト装置を備えた乗員保護装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、乗員が生地の厚い洋服などを着ている場合は、ベルトの引出し量が多い状態となる。プリテンショナを使ったシートベルト装置で、効果的に乗員を拘束するには、シートベルトの張力が所定値以上になるようにする必要があるが、この場合、ベルト巻取り量を多くしなければならない。プリテンショナの起動命令が与えられてから、効果のある乗員拘束状態になるまでに時間がかかると、その間乗員は衝突方向（前方）に移動し、エアバッグの展開範囲に入る。エアバッグが展開途中であるときに、乗員が該展開範囲に移動すると、頭部等が膨張するバッグに接触し、エアバッグの展開速度で叩かれる様な状態になることが考えられる。また、自車両の衝突検知の判断が遅れた場合にも、シートベルトの巻取りが遅れて、乗員は衝突方向に移動する。この場合も、同様に、乗員がエアバッグの展開範囲まで移動し、頭部等をエアバッグにより叩かれることが考えられる。
【０００４】
ところで、エアバッグ装置と単なるシートベルト装置を組合わせて使用している車両において、シートベルト装置をプリテンショナ付シートベルト装置に交換することは乗員の安全上好ましい。この場合、衝突検出装置をもエアバッグ装置及びプリテンショナの両方を駆動できるタイプに交換する必要があるが、交換部品が増え、費用もかかる。
【０００５】
よって、本発明の目的は、エアバッグ動作時にバッグの展開範囲に乗員の体が存しないようにするシートベルト装置を提供することである。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、エアバッグ動作時にバッグの展開範囲に乗員の体が存しないようにするシートベルト装置を、既にエアバッグ装置が装備されている車両のシートベルト装置と交換容易に提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置では、乗員を座席に拘束するシートベルトを挿通するタングプレートとバックルとが係止されたことを検出するシートベルト装着検出器と、車両の衝突を予知して衝突前に予知信号を出力する衝突予知手段と、車両の衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、上記衝突検出信号の出力に対応して展開するエアバッグ装置と、上記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、上記予知信号の出力に応じて上記第１の張力可変手段を作動させてシートベルトの張力を増加させ、上記衝突検出信号の出力に応じて上記エアバッグ装置及び上記第２の張力可変手段を作動させて上記シートベルトの張力を更に増す、制御部と、を備える。
【０００８】
かかる構成とすることによって、例えば、乗員が地厚の衣服を着ている場合に、第２張力可変手段に相当する火薬式プリテンショナで巻取られるべき地厚によって増えた余分な弛みを、衝突前に第１の張力可変手段により巻取るため、火薬式プリテンショナは、乗員を移動させる慣性力がシートベルトに作用する前に巻取りを完了することができる。このため、許容の移動範囲を超えて乗員が衝突方向に移動することを防止可能となり、エアバッグの展開によって頭部等を叩かれることを回避可能である。
【０００９】
また、本発明のシートベルト装置は、乗員を座席に拘束するシートベルトを挿通するタングプレートとバックルとが係止されたことを検出するシートベルト装着検出器と、車両の衝突を予知して衝突前に予知信号を出力する衝突予知手段と、車両の衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、上記衝突検出信号の出力に対応して展開するエアバッグ装置と、上記エアバック装置の作動を検出してエアバッグ作動信号を出力するエアバッグ作動検出手段と、上記シートベルトの張力を可変する第１及び第２の張力可変手段と、上記予知信号の出力に応じて上記第１の張力可変手段を作動させてシートベルトの張力を増加させ、上記エアバッグ作動信号の出力に応じて上記第２の張力可変手段を作動させて上記シートベルトの張力を更に増す、制御部と、を備える。
【００１０】
かかる構成とすることによって、既にエアバッグを装備しているが、シートベルト装置がプリテンショナ付シートベルト装置ではない車両を、後にプリテンショナ付シートベルト装置に交換する際に、衝突検出器をエアバッグ及びプリテンショナの両方を起動させるタイプの衝突検出器に交換することなく、取付けることが可能となる。プリテンショナ付シートベルト装置への交換が比較的簡単に、かつ低コストで可能となる。
【００１１】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、モータを動力源としてシートベルトの巻取りあるいは引出しを行う装置であり、上記第２の張力可変手段は、火薬の燃焼ガスを動力源としてシートベルトを瞬間的に引込む装置である。
【００１２】
好ましくは、上記エアバッグ作動検出手段は、エアバッグを作動させる発火部への供給電流が所定電流値を超えるとき、あるいは発火部の温度が所定値を超えるとき、上記エアバッグ作動信号を出力する。
【００１３】
好ましくは、上記エアバッグ作動検出手段は、複数のエアバッグをそれぞれ作動させる複数の発火部への各供給電流のいずれかが所定電流値を超えるとき、あるいはいずれかの発火部の温度が所定値を超えるとき、上記エアバッグ作動信号を出力する。
【００１４】
好ましくは、上記第１及び第２の張力可変手段は、車体若しくは座席に取付けられてシートベルトを巻取るベルト巻取装置に設けられる。
【００１５】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、ベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段は、バックル部に設けられる。
【００１６】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、バックル部に設けられ、上記第２の張力可変手段は、ベルト巻取装置に設けられ、該ベルト巻取装置には指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックするベルトロック機構が設けられる。
【００１７】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、シートベルトの一端を巻取るベルト巻取装置に設けられ、上記第２の張力可変手段は、シートベルトの他端を車体若しくは座席に固定するラップベルト固定部に設けられる。
【００１８】
好ましくは、上記第２の張力可変手段は、ベルト巻取装置に設けられ、該ベルト巻取装置には指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックするベルトロック機構が設けられ、上記第１の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００１９】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、バックル部に設けられ、上記第２の張力可変手段は、ラップベルト固定部に設けられる。
【００２０】
好ましくは、上記第１の張力可変手段は、ラップベルト固定部に設けられ、上記第２の張力可変手段は、バックル部に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを指令信号に応じてロックするベルトロック機構が設けられる。
【００２１】
好ましくは、上記第１及び第２の張力可変手段は、ラップベルト固定部に設けられ、ベルト巻取装置にはシートベルトの引出しを指令信号に応じてロックするベルトロック機構が設けられる。
【００２２】
好ましくは、ベルト巻取装置は、座席に設けられる。上記ラップベルト固定部は座席に設けられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１は、車両のシートベルト装置の例を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するシートベルト３０２を巻取る電動巻取装置１００、シートベルト３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、シートベルトを挿通して腰部に配置されるバックル３０４と係合するタングプレート３０５、シートベルト３０２の端部を車体に固定するアンカー３０６、バックルに内蔵されてベルト装着を検出するスイッチ３０７、ベルト巻取装置１００のモータを制御する制御部２００（図示せず）、車両の衝突を予知する衝突予知部４０１（図示せず）、衝突検出部４０２（図示せず）等によって構成される。また、ハンドルの中央部にはエアバッグ装置５００が設けられている。助手席のダッシュボード部やドアにもエアバッグ装置が設けられている（図示せず）。
【００２５】
図２は、電動巻取り装置１００の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、シートベルト３０２を巻回するリール１０３、リール１０３と結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａの右端部には、シートベルト３０２の引出しをロックする後述のシートベルトロック機構１０２が設けられている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定の減速度が作用したときベルトの引出しをロックするＶＳＩ動作と、シートベルト３０２が所定の加速度で引出されたときにシートベルト３０２の引出しをロックするＷＳＩ動作とを備えている。また、このロック機構１０２には、ロック機構１０２を指令信号に応答して強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。シートベルトロック機構１０２は、シートベルト３０２引き出しのロック状態でも電動モータ１１０によるシートベルト３０２の巻取りが可能に構成されている。
【００２６】
プリテンショナ１０４は、図示しない衝突検出器の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構等によって構成される。
【００２７】
リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リールシャフト用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０の回転は、リールシャフト１０３ａに伝達される。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。
【００２８】
リールシャフト１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、図３に示すように、両端に電圧が印加される抵抗体と、リールシャフト１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リールシャフト１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。これにより、例えば、ベルトの引出し量を推定することが出来る。また、ベルトの弛みのない状態の電圧値と、ベルトの引出された状態の電圧値とを比較することによってベルトの弛み量を推定することができる。
【００２９】
図４は、制御部２００の概略構成を説明する機能ブロック図である。同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムによって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードしてモータ１１０及びシートベルトロック機構１０２を強制的に作動させる電磁的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）１１２の動作を制御する。
【００３０】
同図に示す、衝突予知部４０１は、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別する。例えば、レーザレーダ、超音波センサ、等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間Ｔ1以下なら、衝突の可能性があるとして衝突予知信号を出力する。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域（フラグレジスタ）の「衝突予知フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００３１】
バックルスイッチ３０７の出力は、入力インタフェース２０４を介して、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域にベルトの装着の有無に対応したフラグの設定を行う。
【００３２】
衝突検出部４０２は、衝突時に車体に発生する衝撃を加速度センサによって検出し、加速度信号を信号処理して大きさや立上がり波形に基づいて衝突検出を行う。この信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「衝突検出フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００３３】
なお、本発明に直接関係しないので図示しないが、前述したポテンショメータ１１１の出力電圧は、入力インタフェース２０４によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データを監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とが相違することによって、軸１０３ａの回転状態を判別し、出力電圧データの前回値と今回値との差の正あるいは負によって、シートベルトの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグ領域に設定する。また、ＤＭＡ動作によって出力電圧データをＲＡＭ２０３の回転量エリアに書込む。ベルトを巻取った状態の出力電圧データからの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。この弛み量は、ＲＡＭ２０３のベルト弛み量エリア１に書込まれる。
【００３４】
モータ１１０に流れる電流値は後述のモータ駆動回路２０６に設けられた電流検出器ＣＴによって電流に対応した電圧値として検出される。この電圧値は、入力インタフェース２０４において、所定周期でＡ／Ｄ変換され、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のモータ電流領域に書込まれる。モータ１１０の電流はモータの回転トルクに関係することから負荷電流値によって回転トルクを推定することが出来る。モータ１１０の回転トルクは、シートベルト３０２の引込み力（張力）となる。
【００３５】
ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５は、これ等命令に対応したゲート信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６に供給する。正転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｈ」、「Ｌ」に、逆転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」に、駆動停止指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｌ」に設定する。
【００３６】
図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。ＰＮＰトランジスタＱ1、Ｑ2、ＮＰＮトランジスタＱ3、Ｑ4の、４つのトランジスタによってトランジスタブリッジ回路が構成される。トランジスタＱ1、Ｑ2のエミッタ同士は接続され、該接続点に電源Ｖcが供給される。トランジスタＱ3、Ｑ4のエミッタ同士も接続され、該接続点に接地電位が供給される。
【００３７】
既述のように、トランジスタＱ3、Ｑ4の各エミッタ出力電流は電流検出器ＣＴによってレベル検出され、レベル検出信号が入力インタフェース２０４に送られる。入力インタフェース２０４は、レベル検出信号をＡ／Ｄ変換し、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のベルト張力エリアに書込む。モータを流れる負荷電流値はトルクに関連するので、これよりシートベルト張力Ｆを推定することが可能である。
【００３８】
トランジスタＱ1のコレクタとトランジスタＱ3のコレクタとはダイオードＤ1を介して接続される。トランジスタＱ2のコレクタとトランジスタＱ4のコレクタとはダイオードＤ2を介して接続される。トランジスタＱ1のベースとトランジスタＱ4のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ1を介して接続される。トランジスタＱ2のベースとトランジスタＱ3のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ2を介して接続される。トランジスタＱ1及びＱ2の各コレクタ相互間に直流電動モータＭが接続される。
【００３９】
かかる構成において、トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに正転指令信号（Ｇ1＝「Ｈ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は導通、トランジスタＱ4は非導通となる。トランジスタＱ3のコレクタは導通によって接地レベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを低レベル（略接地レベル）にバイアスし、トランジスタＱ2を導通させる。トランジスタＱ4のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ2、モータＭ、ダイオードＤ1、トランジスタＱ3、接地の経路で順方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを巻取る方向に回転する。
【００４０】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに逆転指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｈ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は非導通、トランジスタＱ4は導通となる。トランジスタＱ4のコレクタは接地レベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ1のベースを低レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を導通させる。トランジスタＱ3のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ2を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ1、モータＭ、ダイオードＤ2、トランジスタＱ3、接地の経路で逆方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを引出す方向に回転する。
【００４１】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに駆動停止指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、ＮＰＮタイプのトランジスタＱ3、Ｑ4は共に非導通となる。トランジスタＱ3が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ3のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ2のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ2をも遮断する。同様に、トランジスタＱ4が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ4のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ1のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ1をも遮断する。このようにして、駆動停止指令が発令されると、ブリッジを構成する各トランジスタが非導通となる。
【００４２】
図４に戻り、ＣＰＵ２０１は、シートベルトロック機構１０２の強制ロックを作動させる条件が満たされると、ロック指令信号（ソレノイドの作動指令）を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のフラグレジスタに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７によって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２に与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。なお、シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する構造となっている。
【００４３】
図６は、制御部２００の制御態様を説明するフローチャートである。この例では、第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する。
【００４４】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ１２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ１４）。同フラグがオンであると（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、モータ駆動回路２０６を作動させ、弛み除去手段あるいは可変張力手段としての、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ１６）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。
【００４５】
ＣＰＵ２０１は、上述のように、衝突の予測フラグがオンであると（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、シートベルトの巻取り駆動を継続するが（Ｓ１２〜Ｓ１６）、シートベルトの未装着（Ｓ１２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ１４；Ｎｏ）、シートベルトの弛みを除く必要はないので、シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ１８）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００４６】
なお、シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される。
【００４７】
次に、図７を参照して、第２の張力可変手段たるプリテンショナの作動制御について説明する。
【００４８】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着状態において（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、衝突が検出されたかどうかを判別する（Ｓ２４）。衝突検出フラグがオンになることによって衝突を検出すると（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、第２の張力可変手段としての火薬式のプリテンショナ１０４を作動させる。それにより、シートベルトを急速に引込み、弛みを除去し、乗員をしっかりと拘束する。シートベルトの非装着（Ｓ２２；Ｎｏ）、衝突の非検出の場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、第２の張力可変手段を作動させることなく、本ルーチンを終了する。
【００４９】
図８は、エアバッグ装置の作動制御を説明するフローチャートである。
【００５０】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、衝突検出フラグがオンになったことによって衝突を検出すると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、エアバッグ装置に点火信号を供給し、火薬を発火させ、燃焼ガスの急膨張によってバッグを展開させる（Ｓ３４）。それにより、乗員の車室内への二次衝突を防止する。衝突が検出されない場合には（Ｓ３２；Ｎｏ）、本ルーチンは終了する。
【００５１】
図９は、シートベルトロック機構の強制作動を説明するフローチャートである。
【００５２】
第１あるいは第２の張力可変手段がベルト巻取装置以外に設けられている場合、例えば、バックルやラップベルト固定部に設けられている場合、可変張力手段が作動するとベルトを巻取装置から引出す方向に作用する。そこで、シートベルトロック機構を予め強制的に作動させてシートベルトの引出しを防止し、ベルト張力を確保する。
【００５３】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、シートベルトの着用フラグを周期的に監視する（Ｓ４２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ４２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突予知フラグの設定の有無により判別する（Ｓ４４）。同フラグがオンであると（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、ロック指令信号を出力インタフェース２０５に与え、巻取装置１００のロック機構１０２を動作させる。シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する（Ｓ４６）。ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路２０６を作動させ、モータ１１０をベルトの巻取り方向に回転駆動させてウェビング３０２の巻取りを行う（Ｓ４８）。それにより、シートベルトのある程度の弛みを除去する。張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である。
【００５４】
ＣＰＵ２０１は、上述のように、衝突の予測フラグがオンであると（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、シートベルトの巻取り駆動を継続するが（Ｓ４２〜Ｓ４８）、シートベルトの未装着（Ｓ４２；Ｎｏ）、あるいは衝突予知フラグがオフであると（Ｓ４４；Ｎｏ）、シートベルトのロック機構を作動させている必要はないので、ロックの解除を出力インタフェース２０５に指令する。それにより、ロックが解除され、ベルトの引出しが可能となる（Ｓ５０）。シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ５２）。それにより、モータ駆動回路２０６からモータ１１０への電流供給が停止し、モータ１１０は動作を停止する。本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００５５】
なお、シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される点は同様である。
【００５６】
図１０は、図６乃至図８の制御手順によって、第１及び第２の張力可変装置、エアバッグ装置を作動させたときのシートベルトの張力変化を経時的に説明するグラフである。
【００５７】
図１０において、時刻ｔ1において、衝突の可能性ありと判断され、モータ１１０が作動を開始し、ベルト張力は巻取りばねによる張力Ｆ0から上昇する。時刻ｔ2において、衝突が発生する。時刻ｔ3において、衝突が検出されてプリテンショナ１０４及びエアバッグ装置５００が作動する。シートベルトはモータ１１０とプリテンショナ１０４とによって巻取られるので、張力は、時刻ｔ3における張力Ｆ1から急に上昇する。衝突の衝撃でシートベルトロック機構１０２は、ＶＳＩ動作によってシートベルトの引出しをロックする。時刻ｔ4では、張力がＦ2に至るが、更に乗員に作用する前方への慣性力（ベルトを巻取り部１００から引出す方向に作用する）が加わって張力が更に増加する。
【００５８】
なお、ベルト巻取装置１００に設けられているＶＳＩセンサによって車両に衝撃が加わるとシートベルト３０２の引出しがロックされる。また、ベルト巻取装置１００に設けられているＷＳＩセンサによってシートベルト３０２が急激に引出されると、シートベルト３０２の引出しがロックされる。
【００５９】
図１１は、本発明の第２の実施の形態を説明するブロック図である。同図において、図４と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００６０】
この例では、シートベルト装置とは、別個に設けらて、別個に動作するエアバッグ装置５００の動作をシートベルト装置における衝突検出に利用している。
【００６１】
自車両の衝突を検出した衝突検出部４０２から衝突検出信号がエアバッグ装置５００に供給されると、点火スクイブに点火電流が流れ、火薬が燃焼し、膨張ガスによってバックが展開する。この点火電流の供給が起動検出部５１０によって検出される。点火電流の検出は、例えば、点火電流が流れるワイヤハーネスにクランプ式の電流センサを取付け、検出電流値が所定値を超えるかどうかによってエアバッグ起動の検出を行うことが出来る。また、エアバッグ起動の他の検出方法として、エアバッグの発火部近傍に温度センサを設け、発火部の温度が所定値を超えたときに起動を判別することとしても良い。
【００６２】
起動検出部５１０は、エアバッグ装置が動作したことを示す起動検出信号を入力インタフェース２０４に供給する。入力インタフェース２０４は、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のフラグ領域に起動検出フラグをオンに設定する。これは、車両の衝突を意味するから、前述した衝突検出フラグをオンに設定しも良い。
【００６３】
エアバッグ装置５００は、ハンドル中央、助手席のダッシュボード、サイドドア、等に複数設けられる場合がある。そこで、図１１に示すように、各エアバッグ装置にそれぞれ起動検出部５１０を取付け、各起動検出部５１０の起動検出信号を入力インタフェース２０４に供給するようにすることが出来る。そして、いずれかの起動検出信号の供給によってＣＰＵ２０１は車両衝突の発生を判別する。他の構成は同様である。
【００６４】
図１２は、エアバッグ装置の作動に同期して第２の張力可変手段たるプリテンショナの作動を制御する例について説明するフローチャートである。
【００６５】
ＣＰＵ２０１は、本ルーチンを周期的にあるいは割込み処理によって実行する。ＣＰＵ２０１は、シートベルト装着状態において（Ｓ６２；Ｙｅｓ）、エアバッグバッグ装置が起動されたかどうかを判別する（Ｓ６４）。起動検出フラグがオンになることによってエアバッグ作動（衝突）を検出すると（Ｓ６４；Ｙｅｓ）、第２の張力可変手段としての火薬式のプリテンショナ１０４を作動させる（Ｓ６６）。それにより、シートベルトを急速に引込み、弛みを除去し、乗員をしっかりと拘束する。シートベルトの非装着（Ｓ６２；Ｎｏ）、衝突の非検出の場合（Ｓ６４；Ｎｏ）には、第２の張力可変手段を作動させることなく、本ルーチンを終了する。
【００６６】
図１３乃至図２４は、巻取り部１００の、主に、シートベルトロック機構（リールの機械的ロック機構、シートベルト加速度感知手段（ＷＳＩ）、車両減速度感知手段（ＶＳＩ））１２０と電磁的アクチュエータ１１２を説明する分解斜視図及び要部縦断面図である。なお、図１３には、プリテンショナは取付けられていない。車両特性上必要ならば、図２に示したように、図１３のリトラクタベース１と動力伝達ユニット１５との間にプリテンショナ１０４を設置する。
【００６７】
図１３乃至図１８において、リトラクタベース１はその大部分がコの字状断面を有しており、対向する側板１ａ，１ｂには対向してそれぞれ巻取軸貫通穴が穿設され、シートベルト３０２（図示せず）を巻装する巻取軸であるリール３がこれら巻取軸貫通穴を挿通した状態で回動自在に軸架されている。
【００６８】
側板１ａに設けられた巻取軸貫通穴の内周縁には係合内歯２が形成されており、該巻取軸貫通穴の外側にはリング部材４が並設されている。リング部材４には内周縁に沿って絞り加工が施されており、リング部材４が側板１ａの外側面にリベット４０によって固着された際に、係合内歯２とリング部材４の内周縁との間に軸方向の隙間が生じるように構成されている。
【００６９】
そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するための緊急ロック機構が配置されている。又、ベース１の側板１ｂ側には、図示しない、タイミングベルト１０７を介して電動モータ１１０によって駆動される軸１５ｃ（リール軸１０３ａに相当する）に連結したプーリ１０５、巻取りばね１１４、ポテンショメータ１１１などを含む動力伝達ユニット１５が配置されている。リール３は、アルミニウム合金等で一体成形された略円筒形の巻取軸であり、シートベルトが巻回される胴部２８には、シートベルト端部を挿通させて保持するため直径方向に貫通するスリット開口２８ａが設けられている。又、リール３の外周部には別体で形成されたフランジ部材１３が装着され、シートベルトの巻乱れを防止する。又、リトラクタベース１に組み付けたリール３の外周に巻装されたシートベルトは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたシートベルトガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。
【００７０】
リール３の両端面にはリール３を回転自在に支持する為の回転支軸が突設されるが、リール３のセンサー側端面には別体に構成された支軸ピン６が回転支軸として圧入されている。又、リール３のセンサー側端面には、側板１ａに構成された係合内歯２に係合可能なロック部材であるポール１６を揺動回動可能に軸支する支軸７が突設されている。また、ポール１６が係合内歯２と係合する方向へ揺動回転した時に、ポール１６の揺動側端部と反対側のポール後端部１６ｅを位置決めし、係合内歯２との間でポール１６に大きな荷重が加わった場合にはその荷重を受ける受圧面４５が、リール３のセンサー側端面に設けられている。
【００７１】
更に、リール３のセンサー側端面には、後述するロック作動手段のラッチ部材であるラチェットホイール１８に揺動可能に軸支された揺動レバー部材２０の反時計回り方向の回転を規制する為の係止突起８が設けられている。凹部９は、ラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（図１４中、矢印Ｘ2 方向）に回転付勢する引張りコイルバネ３６と、後述するセンサースプリング２５を押圧するロックアーム２６のアーム部２６ｃとがリール３に干渉するのを防ぐ逃げである。
【００７２】
ポール１６の揺動端部には、側板１ａに構成された係合内歯２に対応して係合可能な係合歯１６ｃが一体形成されている。又、ポール１６の中央部には、支軸７に遊嵌する軸穴１６ａが貫設されており、ポール１６のセンサー側面には、揺動端側に位置する係合突起１６ｂとポール後端部１６ｅ側に位置する押圧突起１６ｄとが突設されている。
【００７３】
即ち、軸穴１６ａは支軸７に対して遊嵌状態なので、ポール１６が支軸７に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されている。又、リール３に圧入された支軸ピン６により貫通孔１７ａを嵌通された保持プレート１７の係止孔１７ｂには、ポール１６の軸穴１６ａを貫通した支軸７の先端が加締められており、保持プレート１７はリール３の端面からポール１６が浮き上がるのを防止している。
【００７４】
そして、ポール１６の係合突起１６ｂの端部は、保持プレート１７の外側に配設されて支軸ピン６に回動自在に軸支されたラチェットホイール１８に形成されているカム穴１８ａに挿入されている。そこで、ラチェットホイール１８がリール３に対してシートベルト巻取方向（図１４中矢印Ｘ1 方向）に相対回転すると、カム穴１８ａが係合突起１６ｂの端部をリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させるように作用するので、ポール１６は側板１ａに構成された係合内歯２との係合方向（図１３中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。
【００７５】
即ち、ポール１６が、係合内歯２と係合する方向に揺動回転させられ、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に係合することによってリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック手段を構成している。ラチェットホイール１８は、中心穴が支軸ピン６に回動自在に軸支された爪車であり、その外周部には車体加速度感知手段５１のセンサーアーム５３と係合するためのラチェット歯１８ｂが形成されている。更に、支軸ピン６のフランジ部６ａは、シートベルトの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるシートベルト加速度感知手段を構成する為の円盤状の慣性部材であるイナーシャプレート３０の中心穴３０ａを軸支している。ラチェットホイール１８の中心穴周縁で巻取装置外側に向かって突設された係止爪部２３は、係合穴３０ｂに係合してイナーシャプレート３０のスラスト方向の位置決めを行っている。ラチェットホイール１８に形成された長穴２４にはイナーシャプレート３０の係合突出部３１が係合しており、長穴２４の一端縁２４ａが緊急ロック機構非作動時のイナーシャプレート３０の回転方向の位置決めを行っている（図１６参照）。
【００７６】
ラチェットホイール１８の外側面には、図１６に示すように、ロックアーム２６を回動自在に軸支する軸部２２と、ばねフック部５５とが突設されている。そして、図２０に示すように、イナーシャプレート３０には、ばねフック部５５を挿通させる開口５６が形成されている。この開口５６は、ばねフック部５５を挿通した状態でイナーシャプレート３０がラチェットホイール１８に対して相対回転可能な長穴状に形成されており、その一端には、ばねフック部５５に対応するばねフック部５７が装備されている。
【００７７】
そして、これらの一対のばねフック部５５，５７間には、圧縮コイルばね５８が嵌挿される。この圧縮コイルばね５８は、図１９に示すように、イナーシャプレート３０上の係合突出部３１が、ラチェットホイール１８に形成された長穴２４の他端縁２４ｂに当接した状態（即ち、非ロック状態）に保たれるように、付勢している。
【００７８】
ラチェットホイール１８の内側面には、一端が保持プレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルバネ３６の他端を掛止するばね掛止部２１が設けられており、引張りコイルバネ３６はリール３に対してラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１７に示したように、ロックアーム２６には、ギアケース３４の内歯ギア３４ａと噛み合い可能な係合爪２６ｂと、ラチェットホイール１８の外側面に設けられた一対のフック部１８ｄに両端を支持された線状のセンサースプリング２５の長手方向中央部を押圧するアーム部２６ｃとが設けられている。
【００７９】
そこで、ロックアーム２６は、係合爪２６ｂが被係合部である内歯ギア３４ａと噛み合ってラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止部材を構成している。そして、係合爪２６ｂは、センサースプリング２５の付勢力により、イナーシャプレート３０の当接部３２に押圧付勢されている。尚、アーム部２６ｃの揺動範囲に対応するラチェットホイール１８には開口が形成され、アーム部２６ｃが開口を貫通するが、これはセンサースプリング２５に対するアーム部２６ｃの係合状態を保証するためのものである。
【００８０】
当接部３２は、ロックアーム２６の係合爪２６ｂの背部２６ｄが摺接するカム面として、イナーシャプレート３０の回転がロックアーム２６に影響を与えない第１のカム面３２ａと、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れに応じて係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａに噛合するようにロックアーム２６を揺動させる第２のカム面３２ｂとを具備した構成とされている。
【００８１】
緊急ロック機構の非ロック状態では、第１のカム面３２ａがロックアーム２６の背部２６ｄに当接しており、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが一定量を超えるまでは、背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接しないようになっている。第１のカム面３２ａの長さ（即ち、第１のカム面３２ａに背部２６ｄが摺接した状態でイナーシャプレート３０が回転する量）は、シートベルトの全量格納時にイナーシャプレート３０に作用する慣性力で、イナーシャプレート３０がリール３に対して回転遅れを生じても、その程度の回転遅れでは、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂには到達しない程度に、第１のカム面３２ａの長さが設定されている。
【００８２】
また、本実施形態におけるロックアーム２６は、係合爪２６ｂとは反対側の揺動端に当接爪２６ｅが形成されている。そして、この当接爪２６ｅに対応するように、イナーシャプレート３０には、当接爪２６ｅが当接可能な段差部３３が設けられている。段差部３３は、非ロック状態でイナーシャプレート３０が初期位置にある時、当接爪２６ｅが当接することで、ロックアーム２６のロック方向への回動を規制するものである。図２０及び図２１に示すように、イナーシャプレート３０が所定量以上回転遅れを生じ、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接する時には、第２のカム面３２ｂによる押圧作用によってロックアーム２６がロック方向へ揺動可能になる。
【００８３】
更に、ラチェットホイール１８の内側面に突設された支軸１９には、軸孔２０ａを軸支された揺動レバー部材２０が揺動可能に配設されている。揺動レバー部材２０は、リール３のセンサー側端面に突設された係止突起８により反時計回り方向の回転が適宜規制されると共に、ポール１６のセンサー側面に突設された押圧突起１６ｄが支軸１９と係止突起８との間に当接することによって時計回り方向の回転が適宜規制されるように、リール３とラチェットホイール１８との間に組付けられている。
【００８４】
そして、イナーシャプレート３０の外側に配設されたギヤケース３４の中心部には、支軸ピン６を介してリール３を回転自在に軸支する軸支部３４ｂが設けられており、軸支部３４ｂの底面には支軸ピン６の鍔部６ａが当接し、リール３の軸線方向の位置決め面となっている。更に、ギヤケース３４の下部には、車体の加速度を感知する慣性感知手段である車体加速度感知手段５１を格納する箱形の格納部５０が設けられている。
【００８５】
そして、ギヤケース３４を覆う側板１ａの外側には、センサーカバー３５が配設される。
【００８６】
次に、上記シートベルト用巻取装置の作動について説明する。まず、通常使用状態は、図１９に示すように、ラチットホイール１８は、ばね掛止部２１とプレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルばね３６の付勢力によって、リール３に対してシートベルト引出し方向（図中の矢印Ｘ2方向）に付勢されており、カム穴１８ａに係合突起１６ｂが係合するポール１６を係合内歯２と非係合な方向に付勢している。そのため、リール３は回転可能であり、シートベルトの引出しは自在である。
【００８７】
しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むシートベルト加速度感知手段又は車体加速度感知手段５１が作動すると、上記ロック作動手段のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止手段であるロックアーム２６又はセンサーアーム５３がラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止して、巻取装置のロック手段を作動させる。
【００８８】
そして、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転が阻止された後、更にシートベルトが巻取装置から引出されると、ラチェットホイール１８はリール３に対して回転遅れを生じ、シートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に相対回転するので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させていく。そこで、ポール１６は支軸７を中心に係合内歯２との係合方向（図１３中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。
【００８９】
更に、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に噛み合い完了となる。そしてこの状態では、ポール１６のポール後端部１６ｅとリール３の受圧面４５との間には隙間があり、揺動レバー部材２０はリール３の係止突起８とポール１６の押圧突起１６ｄとによってほぼ遊び無く回転が規制されている。
【００９０】
ここで、ポール１６の軸穴１６ａは、リール３の支軸７に対して遊嵌状態であり、リール３に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されているので、その上さらに、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール後端部１６ｅが受圧面４５と当接するまで、ポール１６はリール３の回転中心軸を中心にリール３に対して相対回転する。
【００９１】
この時、ポール１６の押圧突起１６ｄは側板１ａに対して不動の位置関係だが、リール３の係止突起８はシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転していく。この動きにより、揺動レバー部材２０は、押圧突起１６ｄとの接点を回動支点として係止突起８により揺動端部が押され、図１４中時計回り方向へ揺動回転させられる。揺動レバー部材２０が押圧突起１６ｄとの接点を回動中心として図１４中時計回り方向へ揺動回転すると、ラチェットホイール１８の支軸１９に軸支されている軸孔２０ａがリール３の回転中心軸に対しシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転することになる。その結果、ラチェットホイール１８は、リール３に対してシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。
【００９２】
従って、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動して巻取装置のロック手段がリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、シートベルト引出し方向の回転が阻止されたラチェットホイール１８は、車体加速度感知手段５１におけるセンサーアーム５３又はシートベルト加速度感知手段におけるロックアーム２６をギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合から解除可能なフリー状態とすることができる。
【００９３】
ポール１６のロック状態において、さらにシートベルトに大きな張力が作用すると、ギヤケース３４の軸支部３４ｂ及び動力伝達ユニット１５の軸１５ｃを支持している部分が変形し、リール３は上方に移動しようとする。この移動は、リールに形成された当接面３ａ及び溝３ｂがそれぞれ係合内歯２および側板１ｂ上の係合内歯６２（図１３参照）と当接することで阻止され、シートベルトに作用する張力をこれらの面で受け止める。
【００９４】
車両が停止してシートベルトに作用されたテンションが解除された時には、既にラチェットホイール１８とセンサーアーム５３又はロックアーム２６のギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合が解除されているので、ラチェットホイール１８は引張りコイルばね３６の付勢力によりリール３に対して矢印Ｘ2 方向に回動されるので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸側に移動させていく。この時、シートベルトに作用する引出し方向のテンションは上述の通り解除され、リール３はシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転できるようになっているので、ポール１６の係合歯１６ｃの先端が係合内歯２の先端と干渉しない状態までリール３が矢印Ｘ1 方向に回転すると、ポール１６は、係合内歯２との係合を解除する方向に支軸７を中心に揺動回転させられ、リール３のロックが解除されてシートベルトの引き出しが自在とされる。
【００９５】
次に、シートベルト引き出し状態から電動モータ１１０による巻取りが行われ、動力伝達機構１５の回転力に従って急激にシートベルトが全量巻き取られた場合には、急停止したリール３に対して、シートベルト加速度感知手段の慣性部材であるイナーシャプレート３０は、そのまま巻取り方向に回転するので、リール３に対し巻取り方向に進み回転し、リール３の引出し方向で見たときにリール３に対して回転遅れが発生する。しかし、ロックアーム２６の係合爪２６ｂをギヤケース３４の内歯ギア３４ａに係合させる方向へ揺動させるイナーシャプレート３０の当接部３２には、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが所定量に達した後に係合爪２６ｂを内歯ギア３４ａ方向へ揺動させる為の２つのカム面３２ａ，３２ｂによって構成されており、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れが所定量に達するまでは、係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａの係合方向に揺動することがない。
【００９６】
本発明の実施の形態では、上述したように構成され、作動するロック機構に図１４の下部に示すように、更に、電磁的アクチュエータ１１２が設けられる。電磁的アクチュエータ１１２は、図２２及び図２３に示すように、ソレノイド（励磁コイル）１１２ａ、コイルスプリング（弾性部材）１１２ｂ、つば付のプランジャ（磁心）１１２ｃ等によって構成され、車体加速度感知手段５１の下部に配置される。
【００９７】
通常状態では、ソレノイド１１２ａは励磁されている。この状態では、図に示すように、プランジャ１１２ｃはボールウェイト５４と接触せず、ロック機構５１に影響を与えない。制御部２００がシートベルトをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ３０等）、スプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃは持上げられる。プランジャ１１２ｃの先端は、センサカバー５２底部の開口を通ってボールウェイト５４を突上げる。ボールウェイト５４が押上げられると、センサーアーム５３を図中上方に移動し、その係止突起５３ａがラチェットホイール１８のラチェット歯１８ｂに噛合する。これにより、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向（図１４の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止される。
【００９８】
この例では、ソレノイド１１２ａに励磁電流を供給しているときに、ロック動作を行わず、励磁電流を遮断すると、ロック動作を行うようにしている。すなわち、低レベルの作動信号を供給することによってロック機構を作動させる。従って、シートベルト装置への電源が遮断された場合に、シートベルトのロックが行わるようにすることが出来る。
【００９９】
図２４は、電磁的アクチュエータ１１２の他の構成例を示している。この例では、電磁的アクチュエータは、フレームに取付けられたソレノイド１１２ａ、プランジャ１１２ｃ、一端部でプランジャ１１２ｃと係合し、中央部を回転可能に軸支されたくの字型のレバー１１２ｄ、レバー１１２ｄに図中時計方向の付勢力を与えるコイルスプリング１１２ｂによって構成される。レバー１１２ｄの爪部が移動してラチェットホイール１８の歯面１８ｂに接すると、ラチェットホイール１８の回転を阻止してポール１６とフレームの内歯２によるロック機構を作動させる。
【０１００】
制御部２００からソレノイド１１２ａに励磁電流が供給されている通常状態では、ソレノイド１１２ａがコイルスプリング１１２ｂに抗してプランジャ１１２ｃを引寄せ、プランジャ１１２ｃと一端部で回動自在に軸支されているレバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイール１８から離間している。従って、ロック機構は作動しない。
【０１０１】
次に、ＣＰＵが、シートベルトをロックするべく制御部２００からの励磁電流の供給が断たれる（Ｓ４６等）。コイルスプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃが図の下方に引出され、レバー１１２ｄを回動する。これにより、レバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイールの歯１８ｂと噛合（係合）し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向への回転を阻止する。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止され、ロックが完了する。
【０１０２】
図２５乃至図２９は、本発明が適用される他のシートベルト装置の構成例を示している。各図において、図１に対応する部分には、同一符号を付している。
【０１０３】
図２５は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、バックル３０４側にベルトを引込み、あるいは引出す張力可変装置として、モータ３１１、バックル３０４に連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を備えている。モータ３１１が正逆に回転することによってワイヤの引出し及び引き込みが出来る。制御部２００は、モータ１１０を駆動する代りにウインチ３１０のモータ３１１を駆動してシートベルト３０２の弛みを除去する。この場合も、モータ３１１の電流値を検出することによってベルトの張力を推定することが可能である。なお、この構成では、ベルト巻取装置１００は、強制ロック機構及びプリテンショナを持つものが望ましいが、電動式巻取装置でなくとも良い。また、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６を座席３０１に固定しても良い。こうすると、車体にシートベルト端部を固定した場合に比べてシートベルト３０２の引出されている部分の長さが短くなるのでベルトの弛みをより早く除去可能となる。
【０１０４】
図２６は、本発明が適用される他のシートベルト装置の例を示している。この例では、ベルトの弛みを除去する張力可変装置をシートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側（ラップベルト固定部）に設けている。張力可変装置としは、同様に、モータ３１１、バックルに連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を使用することが出来る。他の張力可変装置の例として、例えば、モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒上を往復移動するナットによりワイヤを引込む構成等を使用することが可能である。
【０１０５】
図２７に示す例では、ベルト巻取装置１００は、車体のセンターピラー下部ではなく、座席３０１に取付けられている。このような構成においても、本発明を適用出来る。
【０１０６】
図２８に示す例では、電動式ベルト巻取り装置とバックル側に設けられたプリテンショナ１０４ａとにより構成している。
【０１０７】
図２９に示す例では、電動式ベルト巻取装置と、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側に設けたプリテンショナ１０４ｂとにより構成している。
【０１０８】
なお、図２５及び図２６に示した電動ウインチ３１０にプリテンショナを組込むことが出来る。
【０１０９】
実施例のシートベルト装置では、第１の張力可変手段として電動モータを使用し、第２の張力可変手段として火薬式のプリテンショナを使用しているが、共にモータであっても良い。また、スプリングを動力源としても良い。第１及び第２の張力可変手段を共にベルト巻取装置に設けることが出来るほか、いずれか一方又は両方の張力可変装置をベルト巻取装置以外に取付けることが出来る。この場合、取付場所は、例えば、バックル側やラップベルト固定部にすることが出来る。
【０１１０】
また、プリテンショナを作動させる車両衝突の検出装置を、エアバッグ展開（作動）の検知出力によりおこなうことにより、装置をより安価に構成できる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置においては、第１の張力可変手段によって衝突前にシートベルトの弛みを除き、衝突の際に第２の張力可変手段によってより高い張力で乗員を座席に拘束すると同時にエアバッグを展開させるので、乗員がエアバッグによって叩かれる状態を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、座席にチャイルドシート載せたシートベルト装置の構成を説明する説明図である。
【図２】図２は、電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。
【図３】図３は、ポテンショメータ１１１を説明する説明図である。
【図４】図４は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図である。
【図５】図５は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図６】図６は、制御部による第１の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、制御部による第２の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、制御部によるエアバッグ装置の制御例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、制御部によるシートベルトロック機構の強制ロック動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、シートベルト装置が作動した場合の、シートベルト張力の変化を説明するグラフである。
【図１１】図１１は、制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、制御部による車両衝突の検出をエアバッグ装置の起動によって検出するようにした例を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、シートベルト巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、シートベルト巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すロック機構のラチェットホィール１８の回転軸方向における断面図である。
【図１６】図１６は、シートベルトの急な引出し（シートベルト加速度）によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、ロックアーム２６を説明する説明図である。
【図１８】図１８は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。
【図１９】図１９は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図２０】図２０は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図２１】図２１は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明す説明図である。
【図２２】図２２は、電磁的アクチュエータの動作（非ロック状態）を説明する説明図である。
【図２３】図２３は、電磁的アクチュエータの動作（ロック状態）を説明する説明図である。
【図２４】図２４は、他の電磁的アクチュエータの例を説明する説明図である。
【図２５】図２５は、バックル側にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられ、ベルト端部が座席に固定される例を示す説明図である。
【図２６】図２６は、ベルトの端部にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられている例を示す説明図である。
【図２７】図２７は、座席にベルト巻取り装置が設けられる例を示す説明図である。
【図２８】図２８は、バックル側にプリテンショナが設けられる例を示す説明図である。
【図２９】図２９は、シートベルト端部にプリテンショナが設けられる例を説明する説明図である。
【符合の説明】
１００ シートベルト巻取装置
１０４，１０４ａ，１０４ｂ 火薬式プリテンショナ
２００ 制御部
３０２ シートベルト
３０４ バックル
３０５ タングプレート
３１０ 電動ウインチ
５００ エアバッグ装置

Claims (2)

1. 乗員を座席に拘束するシートベルトを巻取るベルト巻取り装置と、
   車両の衝突の可能性を予知して衝突前に予知信号を出力する衝突予知手段と、
   車両の衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、
   前記衝突検出信号の出力に対応して展開するエアバッグ装置と、
   前記シートベルトの張力をモータで可変する第１の張力可変手段と、
   前記シートベルトの張力を瞬間的に増加する第２の張力可変手段と、
   前記予知信号の出力のオン時からそのオフ時まで前記第１の張力可変手段を作動させて前記シートベルトの張力を増加させて余分の弛みを巻取らせ、前記衝突検出信号の出力に応じて前記エアバッグ装置を作動させると共に前記第２の張力可変手段を作動させることにより乗員が衝突方向に移動することを防止し、前記エアバッグ装置の作動時にエアバッグの展開範囲に乗員の体が存在しないようにする制御部と、
   を備えるシートベルト装置。
2. 乗員を座席に拘束するシートベルトを巻取るベルト巻取り装置と、
   車両の衝突の可能性を予知して衝突前に予知信号を出力する衝突予知手段と、
   車両の衝突を検出して衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、
   前記衝突検出信号の出力に対応して展開するエアバッグ装置と、
   上記エアバック装置の作動を検出してエアバッグ作動信号を出力するエアバッグ作動検出手段と、
   前記シートベルトの張力をモータで可変する第１の張力可変手段と、
   前記シートベルトの張力を瞬間的に増加する第２の張力可変手段と、
   前記予知信号の出力のオン時からそのオフ時まで前記第１の張力可変手段を作動させてシートベルトの張力を増加させて余分の弛みを巻取らせ、前記衝突検出信号の出力に応じて前記エアバッグ装置を作動させ、前記エアバッグ作動信号の出力に応じて前記第２の張力可変手段を作動させることにより乗員が衝突方向に移動することを防止し、前記エアバッグ装置の作動時にエアバッグの展開範囲に乗員の体が存在しないようにする制御部と、
   を備えるシートベルト装置。

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