JP4726727B2 - 車両のシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のシートベルト装置に関し、特に、シートベルトで拘束する対象物が乗員であるかチャイルドシートなどの構造物であるかを判別する機能を備えた車両のシートベルト装置に関する。

車両のシートベルト装置として、緊急時や走行状態の不安定時に、ベルトによる乗員の拘束を行うものが実用に供されている。
近年、幼児を車両に乗車させる場合にはチャイルドシートを使用することが義務付けられている。そこで、上記のような車両のシートベルト装置では、乗員を拘束する場合と、チャイルドシートを固定する場合との２通りに対応されていることが求められる。乗員の場合は通常の運転状態ではある程度の動きを許容し、緊急時や走行状態の不安定時に乗員の拘束を強めるように制御する必要がある。一方、チャイルドシートは構造物であるから車両の走行前にタイトに固定されていることが望まれる。

このような要求の車両のシートベルト装置に対応する技術として、チャイルドシートの有無を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−７６３９０公報（第２０頁、図３）

特許文献１の技術を説明する。
図９は従来の基本構成を説明する図である。
車両のシートベルト装置２１０は、チャイルドシート２１１にチャイルドシート側送受信部２１２を設け、助手席シート２１３にチャイルドシート２１１の装着の有無を判別するために車両側送受信部２１４を設けたものであり、助手席シート２１３にチャイルドシート２１１を載置し、チャイルドシート２１１にベルト２１５を巻付け、ベルト巻取り装置２１６を駆動してベルト２１５でチャイルドシート２１１を固定し、イグニッションキーがＡＣＣ（アクセサリ）位置を超えた位置まで回転したたときに、再びベルト巻取り装置２１６が駆動され、チャイルドシート２１１の固定をさらに強めるものである。

しかし、車両のシートベルト装置２１０では、チャイルドシート２１１の検出にチャイルドシート側送受信部２１２及び車両側送受信部２１４を設け、チャイルドシート２１１の有無を検出するものであり、チャイルドシート２１１が着用されているか否かを判別するために、別途、チャイルドシート２１１の装着を検知するセンサを設けるのでは、何らかの理由でチャイルドシート２１１の有無が正しく検知できない場合には、チャイルドシート２１１を十分に固定できないことがある。

当然ながら、車両のシートベルト装置は、乗員も拘束する装置であるから、ベルトでチャイルドシート若しくは乗員を拘束する動作自体で装着対象がチャイルドシートであるか、若しくは乗員であるのかを判別することができれば好都合である。

また、チャイルドシートを固定しているときに、何らかの理由で走行中に固定状態に弛みなどの変化が生じた場合には速やかに正しい固定状態へと復帰できるとともに、装着物がチャイルドシートであると判断されている場合には、緊急時に乗員に対して行うエアバッグ装置などの起動を中止指示することができるシートベルト装置が望まれる。

本発明は、センサを用いてチャイルドシートの有無のみを検出する点を解決し、ベルトで装着対象を固定するときに、装着対象がチャイルドシートであるか、若しくは乗員であるのかを精度よく判別することができる車両のシートベルト装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ベルトを巻取るベルトリールと、このベルトリールを駆動してベルトを引込むモータとから構成される電気式プリテンショナとを備え、ベルトで固定する装着対象がチャイルドシートであるか、若しくは乗員であるのかを判別する車両のシートベルト装置であって、ベルトリールの巻取り位置を検知する巻取り位置検出手段と、モータに所定方法で通電する制御部とを備え、制御部は、対象物がチャイルドシートである場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は小さく、対象物が乗員である場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は大きいことを利用して、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置及び通電時の巻取り位置から着用対象を判定することを特徴とする。

例えば、装着対象がチャイルドシートである場合には、チャイルドシートは構造物であるので、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化（ベルトリールの巻取り量）は小さいものと考えられる。また、対象物が乗員である場合には、柔軟性があるので、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化（ベルトリールの巻取り量）は大きいものと考えられる。

すなわち、対象物がチャイルドシートである場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は小さく、対象物が乗員である場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は大きいことを利用して、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置及び通電時の巻取り位置から着用対象を判定することで、チャイルドシートであるか乗員であるかを判別することができる。

請求項２に係る発明は、所定方法として所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、巻取り段階の各ステップにおける巻取り位置変化を比較するときに、各ステップごとの引込み量の差についてそれぞれにしきい値を設定し、各ステップごとの引込み量の差が各ステップごとに設定されたしきい値をそれぞれ全て下回る場合に、対象物がチャイルドシートと判定することを特徴とする。

所定の電流値で複数の回巻取り作動を行う場合には、装着対象がチャイルドシートである場合には、各巻取り段階における巻取り位置変化の減少が顕著に現われると考える。また、トータルの巻取り位置変化が予め見込んだ巻取り位置変化よりも大きい場合にはチャイルドシートの不完全な装着があったものと見なす。

また、装着対象が乗員である場合には、各巻取り段階における巻取り位置変化の減少が、チャイルドシートなどの構造物（硬いもの）よりも緩やかに起こるものと考えられる。
すなわち、所定方法として所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、巻取り段階の各ステップにおける巻取り位置変化を比較するときに、各ステップごとの引込み量の差についてそれぞれにしきい値を設定し、各ステップごとの引込み量の差が各ステップごとに設定されたしきい値をそれぞれ全て下回る場合に、対象物がチャイルドシートと判定することで、装着対象がチャイルドシートであるか乗員であるかを判別する。

請求項３に係る発明は、巻取り位置変化を比較するときに、ベルトの引込み変化量に所定のしきい値を設定するとともに、モータの通電量変化を比較するときに、モータの電流変化量に所定のしきい値を設定し、ベルトの引込み変化量が、ベルトの引込み変化量の所定のしきい値より小さく、モータの電流変化量が、モータの電流変化量の所定のしきい値よりも大きいときに、対象物がチャイルドシートと判定することを特徴とする。
例えば、通電量を増加させたにも関わらず、巻取り位置変化が現われない場合は、対象物が硬いもの（チャイルドシート）であることが推察され、通電量を増加させたときに巻取り変化が現われれば軟らかいもの（乗員）であることが推察される。
すなわち、巻取り位置変化を比較するときに、ベルトの引込み変化量に所定のしきい値を設定するとともに、モータの通電量変化を比較するときに、モータの電流変化量に所定のしきい値を設定し、ベルトの引込み変化量が、ベルトの引込み変化量の所定のしきい値より小さく、モータの電流変化量が、モータの電流変化量の所定のしきい値よりも大きいときに、対象物がチャイルドシートと判定する。

請求項４に係る発明は、巻取り位置変化及び通電量変化が所定の状態となるまでモータを巻取り駆動すること、若しくは巻取り位置変化又は通電量変化が所定の状態となるまでモータを巻取り駆動することを特徴とする。
例えば、装着対象がチャイルドシートであるときに、巻取り位置変化及び／又は通電量変化が所定の状態となるまでモータを巻取り駆動する。

請求項１に係る発明では、制御部は、対象物がチャイルドシートである場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は小さく、対象物が乗員である場合には、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は大きいことを利用して、非通電状態におけるベルトリールの巻取り位置及び通電時の巻取り位置から着用対象を判定するので、例えば、チャイルドシートを検出するセンサなどを用いずに、チャイルドシートであるか乗員であるかを判別することができる。

請求項２に係る発明では、所定方法として所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、巻取り段階の各ステップにおける巻取り位置変化を比較するときに、各ステップごとの引込み量の差についてそれぞれにしきい値を設定し、各ステップごとの引込み量の差が各ステップごとに設定されたしきい値をそれぞれ全て下回る場合に、対象物がチャイルドシートと判定したので、装着対象がチャイルドシートであるか乗員であるかを、精度よく判別することができる。

請求項３に係る発明では、巻取り位置変化を比較するときに、ベルトの引込み変化量に所定のしきい値を設定するとともに、モータの通電量変化を比較するときに、モータの電流変化量に所定のしきい値を設定し、ベルトの引込み変化量が、ベルトの引込み変化量の所定のしきい値より小さく、モータの電流変化量が、モータの電流変化量の所定のしきい値よりも大きいときに、対象物がチャイルドシートと判定したので、装着対象がチャイルドシートであるか乗員であるかを、さらに精度よく判別することができる。この結果、初期段階でチャイルドシートであるか乗員であるかを判別することができる。これにより、過度のベルトの引込みやモータの過負荷を防止することができる。

請求項４に係る発明では、巻取り位置変化及び通電量変化が所定の状態となるまでモータを巻取り駆動すること、若しくは巻取り位置変化又は通電量変化が所定の状態となるまでモータを巻取り駆動したので、例えば、装着対象がチャイルドシートであるときに、チャイルドシートを適正張力で固定をすることができ、モータが過負荷状態に陥ることを回避することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る車両のシートベルト装置の装着状態を示す側面図である。図２は図１に示したシートベルト装置のリトラクタの要部構成及び制御部を示す図である。

図１において、車両のシートベルト装置１０は、乗員１１の身体を座席（車両用シート）１２に拘束するベルト（ウェビング）１３を備える。ベルト１３は、乗員１１の上体を拘束するベルト部分１３ａと、乗員１１の腰部を拘束するベルト部分１３ｂとから成る。ベルト部分１３ｂの一端はアンカープレート１４により車室下部の車体部分に固定されている。ベルト部分１３ａは、乗員１１の肩近傍の箇所に設けられたスルーアンカー１５で折り返され、その端部はリトラクタ１６のベルトリール２２に連結されている。ベルト１３の他方の共通端部にはタングプレート１７が取り付けられている。このタングプレート１７は、座席１２の下側縁部に固定されたバックル１８に着脱自在である。バックル１８には、タングプレート１７の連結を検出するバックルスイッチ１９が設けられている。バックルスイッチ１９がオン状態になると、タングプレート１７がバックル１８に連結して係止され、ベルト１３が乗員１１に装着されたと判定される。

また上記の座席１２は、車室内にて前後方向（図１中左右方向）に移動自在にかつ、移動許容範囲内の任意の位置で固定することができる構造を有している。

図２に、シートベルト用のリトラクタ１６の要部構成を示す。リトラクタ１６は、ハウジング２１内に回転自在に設けられたベルトリール（スピンドル）２２と、ベルトリール２２を回転駆動するモータ２３とを備えている。ベルトリール２２にはベルト１３の上記ベルト部分１３ａの端部が結合され、ベルト部分１３ａはベルトリール２２に巻回され、巻き取られる。ベルトリール２２の軸２２ａは動力伝達機構（ギヤ機構）２４を介してモータ２３の駆動軸２３ａに接続される。ベルトリール２２は、動力伝達機構２４を経由してモータ２３で回転駆動される。またリトラクタ１６は、ベルトリール２２の軸２２ａに接続された回転検知部２５を備える。

回転検知部２５は、ベルトリール２２の巻取り位置を検知するための巻取り位置検出手段であり、好ましくは、回転角センサを利用して構成される。回転角センサには、例えば、磁気ディスクと２個のホールＩＣとを組み合わせて成る磁気センサが利用される。この回転角センサの最小分解角度は例えば４°であり、ベルトの長さに換算すると１．３〜１．６ｍｍ程度である。

回転検知部２５からは、磁気センサの構造・作用に基づいて位相的に所定量だけずれた２つの相のパルス信号（Ｐ１，Ｐ２）を出力する。２つのパルス信号は、そのパルスの生じる位相的関係に基づいてベルトリール２２の軸２２ａの回転方向（巻取り方向または引出し方向）を検知することが可能となる。さらに２つのパルス信号のいずれかを用いて、発生したパルス数を計数することによりベルトリール２２の軸２２ａの回転動作で生じた回転角（回転量）を検知することが可能となる。この回転角は、回転方向に応じて巻取り量または引出し量になる。

回転検知部２５から出力される２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２は、図２に示されるごとく制御部（制御装置）２６に入力される。制御部２６では、２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２を利用してベルトリール２２によるベルト巻取り位置、巻取り量、引出し量等を求めることが可能となる。

本実施形態に係るシートベルト装置１０では、回転検知部２５は特にベルト引出し量を求めるためのベルト引出し量検知手段の基礎要素として用いられる。

また制御部２６には、前述したバックルスイッチ１９からの検知信号が入力されている。

制御部２６は、回転角検知手段や回転角変化検知手段等の機能手段を有する。回転角変化検知手段から得られる回転角変化に係る信号は、例えば、シートベルト装着時におけるベルト１３の移動、あるいはベルトリール２２によるベルト引出し量の変化を検知する情報として用いられる。また回転角変化検知手段から得られる回転角変化に係る信号に基づき、ベルトリール２２によるベルト巻取り位置を求めることができる。通常、リトラクタ１６のベルト巻取り動作は、ベルト巻取り位置の検知情報に基づいて、制御部２６によって制御される。さらに、制御部２６は、ベルト１３の引込み時間をカウントするタイマ３９を備える。

制御部２６は、電源２７からモータ２３へ供給される駆動電流Ｉ１の通電量を通電量調整部２８で制御することにより、リトラクタ１６のベルト巻取り動作を制御する。制御部２６により制御されるリトラクタ１６は、乗員１１の位置および姿勢を保持するための電気式プリテンショナとして構成されている。すなわち、ベルトリール２２、モータ２３、回転動力伝達機構２４で電気式プリテンショナが構成される。

上記のシートベルト装置１０およびこれに含まれるリトラクタ１６等は、運転席側の装置であったが、助手席側にも同様なシートベルト装置およびリトラクタ等が装備されている。

図３（ａ），（ｂ）は図１に示すシートベルト装置で対象物を拘束した場合のグラフである（符号は図１及び図２参照）。
ベルト１３で固定する装着対象がチャイルドシートＣＳであるか、若しくは乗員１１であるのかを精度よく判別できるとすれば、装着対象がチャイルドシートＣＳである場合はタイトに固定することができ、装着対象が乗員１１である場合には不要な張力の付与を防止することができるので好ましいことである。

例えば、装着対象がチャイルドシートＣＳである場合には、チャイルドシートＣＳは構造物であるので、非通電状態におけるベルトリール２２の巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化（ベルトリール２２の巻取り量）は小さいものと考えられる。また、対象物が乗員１１である場合には、柔軟性があるので、非通電状態におけるベルトリール２２の巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化（ベルトリール２２の巻取り量）は大きいものと考えられる。

（ａ）において、対象物（装着対象）は乗員１１及びチャイルドシートＣＳとする。横軸は時間ｔ、縦軸はベルト引込み量を表す。時間ｔが０を超えｔａまでの範囲はベルト１３のたるみ解消までの時間、時間ｔがｔａを超えｔｂまでの範囲はベルト１３の引込み中の時間、時間ｔｂを超えた範囲は拘束保持時間である。

時間ｔが０を超えｔａまでの範囲では、ベルト１３のたるみ解消の時間であり、所定のパルス幅の電流をモータ２３に加えるときに（以下「定デューティで」と記載する）、乗員１１及びチャイルドシートＣＳも時間経過とともにベルト引込み量は直線的に増加する。

時間ｔがｔａを超えｔｂまでの範囲では、ベルト１３の引込み中の時間であり、対象物が乗員１１の場合は、ベルト引込み量は時間経過とともに増加するのに対し、対象物がチャイルドシートＣＳの場合は、ベルト引込み量は時間経過とともに横ばいに移行する。これは、乗員１１は柔軟性や動きがあるのでベルト引込み量が定状態に移行するまで時間がかかり、チャイルドシートＣＳは構造物（剛体）であるのでベルト引込み量が定状態に移行するまで時間が速いと考えられる。

時間ｔｂを超えた範囲では、対象物が乗員１１の場合はベルト引込み量は定状態に移行していく。対象物がチャイルドシートＣＳの場合は、ベルト引込み量は定状態のままである。
しかし、対象物が乗員１１の場合は、対象物がチャイルドシートＣＳの場合に比べてはベルト引込み量は大きく現われる。これは、前述したように、乗員１１は柔軟性や動きがあり、チャイルドシートＣＳは構造物（剛体）であるので、乗員１１はチャイルドシートＣＳに比べ、ベルト引込み量は大きいと考える。

（ｂ）において、対象物は乗員１１及びチャイルドシートＣＳとする。横軸は時間ｔ、縦軸はモータ電流を表す。時間ｔが０を超えｔａまでの範囲はベルト１３のたるみ解消までの時間、時間ｔがｔａを超えｔｂまでの範囲はベルト１３の引込み中の時間、時間ｔｂを超えた範囲は拘束保持時間である。

時間ｔが０を超えｔａまでの範囲では、定デューティでモータ２３に通電すると、乗員１１及びチャイルドシートＣＳは瞬時に一定の電流値を示し、以後横ばいとなる。時間ｔが０を超えｔａまでの範囲は、ベルト１３のたるみ解消の時間であり、ベルト１３に大きな負荷はないことに基づく。

時間ｔがｔａを超えｔｂまでの範囲では、対象物が乗員１１の場合は、徐々に電流が増加するのに対し、対象物がチャイルドシートＣＳの場合は、急激な電流の増加を示す。これは、対象物が乗員１１の場合は、ベルト１３を引込んだときに、徐々に拘束が進行するのに対し、対象物がチャイルドシートＣＳの場合は、拘束が瞬時に行われることを示す。これも、乗員１１は柔軟性や動きがあり、チャイルドシートＣＳは構造物（剛体）であることによる差異である。

時間ｔｂを超えた範囲では、対象物が乗員１１の場合及び対象物がチャイルドシートＣＳの場合ともに、定状態の電流となる。これは、乗員１１及びチャイルドシートＣＳに所定のベルト張力がかかったことを示す。

すなわち、対象物が乗員１１又はチャイルドシートＣＳでは、引込み量やモータ電流（電流変化量）に差があるので、これらの差異を利用して対象物が乗員１１又はチャイルドシートＣＳであるかを判別する。以下、制御部２６での制御方法を説明する。

図４は本発明に係る車両のシートベルト装置の第１の制御方法を示すフロー図である（符号は図１〜図３参照）。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
第１の制御方法は、非通電状態におけるベルトリール２２の巻取り位置及び通電時の巻取り位置から着用対象を判定するものである。

ＳＴ０１：バックルスイッチ（バックルＳＷ）１９はＯＮであるか判断する。ＹＥＳならばＳＴ０２へ進み、ＮＯならば終了する。
ＳＴ０２：ベルト１３の引出し量Ｑ１は所定のしきい値ｘｔｈを超えたか判断する。ベルト１３の引出し量Ｑ１は回転検知部２５の情報を基に制御部２６で演算する。ＹＥＳならばＳＴ０３へ進み、ＮＯならば終了する。

ＳＴ０３：タイマ３９をスタートする。
ＳＴ０４：定デューティでベルト１３の引込みを開始する。すなわち、所定のパルス幅の電流をモータ２３に加える。

ＳＴ０５：タイマ３９は所定の時間を経過（ｔ＜ｔ１）したか判断する。ＹＥＳならばＳＴ０６へ進む。ＮＯならばＳＴ０５を繰返す。
ＳＴ０６：タイマ３９をストップする。
ＳＴ０７：引込み量Ｒ１は所定のしきい値ｘｍａｘよりも小さいか判断する。ＹＥＳならば対象物はチャイルドシートＣＳであり、ＮＯならば対象物は乗員１１である。

すなわち、制御部２６は、非通電状態におけるベルトリール２２の巻取り位置及び通電時の巻取り位置から対象物（着用対象）を判定する。これにより、チャイルドシートＣＳを検出するセンサなどを用いずに、チャイルドシートＣＳであるか乗員１１であるかを精度よく判別することができる。この結果、制御システムの簡素化を図ることができる。

図５は本発明に係る車両のシートベルト装置の第２の制御方法を示すフロー図である（符号は図１〜図３参照）。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
第２の制御方法は、所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、各巻取り段階における巻取り位置変化から着用対象を判定するものである。

所定の電流値で複数の回巻取り作動を行う場合には、装着対象がチャイルドシートである場合には、各巻取り段階における巻取り位置変化の減少が顕著に現われると考える。また、トータルの巻取り位置変化が予め見込んだ巻取り位置変化よりも大きい場合にはチャイルドシートの不完全な装着があったものと見なすことができる。
さらに、装着対象が乗員である場合には、各巻取り段階における巻取り位置変化の減少が、チャイルドシートなどの構造物（硬いもの）よりも緩やかに起こるものと考えられる。

ＳＴ１０１：バックルスイッチ（バックルＳＷ）１９はＯＮであるか判断する。ＹＥＳならばＳＴ１０２へ進み、ＮＯならば終了する。
ＳＴ１０２：ベルト１３の引出し量Ｑ１は所定のしきい値ｘｔｈを超えたか判断する。ベルト１３の引出し量Ｑ１は回転検知部２５の情報を基に制御部２６で演算する。ＹＥＳならばＳＴ１０３へ進み、ＮＯならば終了する。

ＳＴ１０３：引込みの回数をｆとするときにｆ＝０とする。
ＳＴ１０４：タイマをスタートする。
ＳＴ１０５：定デューティでベルト１３のｆ回目の引込みを開始する。すなわち、所定のパルス幅の電流をモータ２３に加える。

ＳＴ１０６：タイマは所定の時間を経過（ｔ＜ｔ１）したか判断する。ＹＥＳならばＳＴ１０７へ進む。ＮＯならばＳＴ１０６を繰返す。
ＳＴ１０７：タイマをストップする。
ＳＴ１０８：ｆ回目の引込み量ｘｆを算出する。
ＳＴ１０９：引込みの回数を１回増やす（ｆ＝ｆ＋１）。

ＳＴ１１０：ｆはＮ回に達したか判断する、ＹＥＳならばＳＴ１１１に進み、ＮＯならばＳＴ１０４に戻る。
ＳＴ１１１：（ｘＮ−ｘ０）はしきい値ｘｍｉｎより小さいか、{ｘＮｘ−（Ｎ−１）}はしきい値ｘｔｈａより小さいか、且つｘ（Ｎ−１）−ｘ（Ｎー２）はしきい値ｘｔｈｂより小さいか判断する。

例えば、引込みを３回実行したとすれば、３回目の引込み量から初期値を引いた値（トータルの引込み量）は、しきい値ｘｍｉｎより小さいかを判断する。小さい場合は対象物はチャイルドシートＣＳと判断し、しきい値ｘｍｉｎを超えている場合は乗員１１、若しくはチャイルドシートＣＳの固定にたるみがあった可能性があると判断して各ステップごとの引込み量の差をみる。

対象物がチャイルドシートＣＳである場合は構造物（剛体）であるので、各ステップごとの引込み量の差は小さいものと考えられる。従って、３回目の引込み量から２回目の引込み量を引いた値はしきい値ｘｔｈａより小さいか判断する。さらに、２回目の引込み量から１回目の引込み量を引いた値はしきい値ｘｔｈｂより小さいか判断する。ＹＥＳならば対象物はチャイルドシートＣＳであり、ＮＯの場合は対象物は乗員１１と判断する。

所定方法として所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、各巻取り段階における巻取り位置変化に差があることを利用し、各巻取り段階における巻取り位置変化から着用対象を判定したので、装着対象がチャイルドシートＣＳであるか乗員１１であるかを、さらに、精度よく判別することができる。

図６は本発明に係る車両のシートベルト装置の第３の制御方法を示すフロー図である（符号は図１及び図２参照）。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
第３の制御方法は、巻取り位置変化及び通電量変化から着用対象を判定するものである。
例えば、通電量を増加させたにも関わらず、巻取り位置変化が現われない場合は、対象物が硬いもの（チャイルドシート）であることが推察され、通電量を増加させたときに巻取り変化が現われれば軟らかいもの（乗員）であることが推察される。

ＳＴ２０１：バックルスイッチ（バックルＳＷ）１９はＯＮであるか判断する。ＹＥＳならばＳＴ２０２へ進み、ＮＯならば終了する。
ＳＴ２０２：ベルト１３の引出し量Ｑ１は所定のしきい値ｘｔｈを超えたか判断する。ベルト１３の引出し量Ｑ１は回転検知部２５の情報を基に制御部２６で演算する。ＹＥＳならばＳＴ２０３へ進み、ＮＯならば終了する。

ＳＴ２０３：定デューティでベルト１３の引込みを開始する。すなわち、所定のパルス幅の電流をモータ２３に加える。
ＳＴ２０４：ベルト１３の引込み変化量Ｒｃは所定のしきい値ｄｘ１より小さいか判断する。ＹＥＳならばＳＴ２０５に進み、ＮＯならばＳＴ２０６に進む。

ＳＴ２０５：モータ２３の電流変化量Ｉｃは所定のしきい値ｄｉ１を超えたか判断する。ＹＥＳならば対象物をチャイルドシートＣＳであると判断する。ＮＯならばＳＴ２０６へ進む。
ＳＴ２０６：引込み量Ｒ１は所定のしきい値ｘｍａｘより小さいか判断する。ＹＥＳならばまだ引込みが不十分であると判断してＳＴ２０３に戻る。ＮＯならば対象物は乗員１１であると判断する。

着用対象で通電量変化にも差があることを利用し、巻取り位置変化及び通電量変化から着用対象を判定したので、装着対象がチャイルドシートＣＳであるか乗員１１であるかを、さらに精度よく判別することができる。この結果、初期段階でチャイルドシートＣＳであるか乗員１１であるかを判別することができる。これにより、過度のベルト１３の引込みやモータ２３の過負荷を防止することができる。

なお、対象物がチャイルドシートＣＳであると判定した場合に、巻取り位置変化（図２に示す回転検知部２５の検出角度変化）及び／又は通電量変化（図３に示すモータ電流の変化）が所定の状態となるまでモータ２３を巻取り駆動してもよい。この結果、チャイルドシートＣＳを適正張力で固定をすることができる。

図７は本発明に係る車両のシートベルト装置の別実施例リトラクタ及び制御部を示す図である。なお、シートベルト装置１０（図１参照）及びリトラクタ１６（図２参照）に使用した部品と同一部品は同一符号を用い詳細な説明は省略する。

リトラクタ６６は、ハウジング７１内に回転自在に設けられたベルトリール（スピンドル）７２と、ベルトリール７２を回転駆動するモータ７３とを備えている。ベルトリール７２にはベルト１３のベルト部分１３ａの端部が結合され、ベルト部分１３ａはベルトリール７２に巻回され、巻き取られる。ベルトリール７２の軸７２ａは、火薬式巻取り機構８１に接続されるとともに、動力伝達機構（ギヤ機構）７４を介してモータ７３の駆動軸７３ａに接続される。ベルトリール７２は、火薬式巻取り機構８１で回転駆動され、若しくは、動力伝達機構７４を経由してモータ７３で回転駆動される。またリトラクタ６６は、ベルトリール７２の軸７２ａに接続された回転検知部２５を備える。

制御部７６は、前述したバックルスイッチ１９と、乗員センサ、重量センサ、シートポジショニングセンサ、リクライニングセンサなどからなる座席状態を検知する座席状態検知部３２と、加速度センサ、車速センサ、ロールオーバセンサ（ローリングセンサ）、ヨーレートセンサ、ステアリングの操舵角を検知する操舵角センサ、アクセルペダルの踏込み量を検知するアクセル踏込み量センサ、ブレーキペダルの踏込み量を選出するブレーキ踏込み量センサなどからなる車両状態を検知する車両状態検知部３３と、ＮＡＶＩ（ナビゲーションシステム）、レーダ、ＶＩＣＳ（ビークル インフォメーション アンド コミュニケーション システム）、ナイトビジョンなどからなる走行路の情報を検知する走行路情報検知部３４とが車内ネットワーク（ＣＡＮ）３７を介して接続され、信号の授受が行われる。

さらに、制御部７６は、座席状態検知部３２、車両状態検知部３３、走行路情報検知部３４の情報を取込み、装着対象がチャイルドシートＣＳであると判断したときには、火薬式巻取り装置８１、前後左右のエアバッグを含むエアバッグ装置８２、乗員１１（図１参照）の膝を保護する膝保護装置８３、車両用シートを前後スライドさせるシート可動装置８４の作動を停止（カットオフ）するように制御する。また、制御部７６は、装着対象が乗員１１であると判断し、且つ車両の緊急時に火薬式巻取り装置８１による制御を行い、乗員１１を拘束するように制御する。

なお、制御部７６は、ベルト１３の引込み時間をカウントするタイマ３９を備える。リトラクタ６６は、ベルトリール７２、火薬式巻取り装置８１、モータ７３、動力伝達機構７４で火薬式・電気式プリテンショナが構成される。

ここで、ＶＩＣＳは、車内にいながらリアルタイムで渋滞情報や規制情報といった道路情報を知ることができるシステムである。
ナイトビジョンは、夜間走行において走行路を遠赤外線カメラなどで写し出し、走行路中の障害物などを検知し、乗員１１に知らせるシステムである。

検出手段（検知手段）３１は、バックルスイッチ１９、座席状態検知部３２、車両状態検知部３３、走行路情報検知部３４から構成される。

図８は図７に示したリトラクタ及び制御部の制御方法を示すフロー図である（符号は図３及び図７参照）。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ３０１：走行状態に変化があったか調べる。ＹＥＳの場合はＳＴ３０２に進み、ＮＯの場合は終了する。

ＳＴ３０２：チャイルドシートＣＳの有無判断を行う。
ＳＴ３０３：チャイルドシートＣＳは有るか判断する。すなわち、装着対象は、乗員１１であるかチャイルドシートＣＳであるかを判断する。この判断方法は図４〜図６に示したフロー図のいずれかの方法で判断する。ＹＥＳの場合はＳＴ３０４に進み、ＮＯの場合はＳＴ３０５に進む。

ＳＴ３０４：火薬式巻取り装置８１、エアバッグ装置８２、膝保護装置８３、シート可動装置８４などのシステムの作動を停止（カットオフ）する。
ＳＴ３０５：モータ７３若しくは火薬式巻取り装置８１による乗員１１の拘束制御を実施する。

尚、本発明に係る車両のシートベルト装置は、図４及び図５に示すように、装着対象をチャイルドシートＣＳであるか、乗員１１であるかを判別するのみに止めたが、これに限るものではなく、対象物がチャイルドシートＣＳであると判定した場合に、巻取り位置変化（図２に示す回転検知部２５の検出角度変化）及び／又は通電量変化（図３に示すモータ電流の変化）が所定の状態となるまでモータ２３を巻取り駆動してもよい。この結果、チャイルドシートＣＳを適正張力で固定をすることができる。

さらに、走行中に巻取り位置変化及び／又は通電量変化を検出した場合に、適宜、巻取り駆動を繰返すものであってもよい。

本発明に係る車両のシートベルト装置は、図８に示すように、ＳＴ３０２及びＳＴ３０３でチャイルドＣＳの有無判断を実施したが、チャイルドＣＳの有無判断はＳＴ３０５の乗員１１拘束制御の一環として実施するようにしたものであってもよい。

本発明に係る車両のシートベルト装置は、図８に示すように、火薬式巻取り装置８１、エアバッグ装置８２、膝保護装置８３、シート可動装置８４の作動を停止（カットオフ）するようにしたが、これらのシステムは例示であり適宜カットオフする対象を増減することを妨げるものではない。

本発明に係る車両のシートベルト装置は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

本発明に係る車両のシートベルト装置の装着状態を示す側面図である。 図１に示したシートベルト装置のリトラクタの要部構成及び制御部を示す図である。 図１に示すシートベルト装置で対象物を拘束した場合のグラフである。 本発明に係る車両のシートベルト装置の第１の制御方法を示すフロー図である。 本発明に係る車両のシートベルト装置の第２の制御方法を示すフロー図である。 本発明に係る車両のシートベルト装置の第３の制御方法を示すフロー図である。 本発明に係る車両のシートベルト装置の別実施例リトラクタ及び制御部を示す図である。 図７に示したリトラクタ及び制御部の制御方法を示すフロー図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…車両のシートベルト装置、１１…乗員、１３…ベルト、２２…ベルトリール、２３…モータ、２５…位置検出手段（回転検知部）、２６…制御部。

Claims (4)

1. ベルトを巻取るベルトリールと、このベルトリールを駆動してベルトを引込むモータとから構成される電気式プリテンショナとを備え、前記ベルトで固定する装着対象がチャイルドシートであるか、若しくは乗員であるのかを判別する車両のシートベルト装置であって、
   前記ベルトリールの巻取り位置を検知する巻取り位置検出手段と、前記モータに所定方法で通電する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記対象物がチャイルドシートである場合には、非通電状態における前記ベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は小さく、前記対象物が乗員である場合には、非通電状態における前記ベルトリールの巻取り位置に対する通電時の巻取り位置の変化は大きいことを利用して、非通電状態における前記ベルトリールの巻取り位置及び通電時の巻取り位置から着用対象を判定することを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記所定方法として所定の電流値で複数の回巻取り作動を行い、巻取り段階の各ステップにおける前記巻取り位置変化を比較するときに、各ステップごとの引込み量の差についてそれぞれにしきい値を設定し、各ステップごとの引込み量の差が前記各ステップごとに設定されたしきい値をそれぞれ全て下回る場合に、前記対象物がチャイルドシートと判定することを特徴とする請求項１記載の車両のシートベルト装置。
3. 前記巻取り位置変化を比較するときに、前記ベルトの引込み変化量に所定のしきい値を設定するとともに、前記モータの通電量変化を比較するときに、前記モータの電流変化量に所定のしきい値を設定し、
   前記ベルトの引込み変化量が、該ベルトの引込み変化量の所定のしきい値より小さく、前記モータの電流変化量が、該モータの電流変化量の所定のしきい値よりも大きいときに、前記対象物がチャイルドシートと判定することを特徴とする請求項１記載の車両のシートベルト装置。
4. 前記巻取り位置変化及び通電量変化が所定の状態となるまで前記モータを巻取り駆動すること、若しくは前記巻取り位置変化又は通電量変化が所定の状態となるまで前記モータを巻取り駆動することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の車両のシートベルト装置。

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