JP4775047B2 - 車両のシートベルト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエビングに所定の張力を付与するプリテンショナ機構を備え、自車両の衝突が予知されたときに該プリテンショナ機構を作動させて、乗員を所定の張力で拘束するようにしたシートベルト制御装置に関するものである。

従来より、ウエビングに所定の張力を付与するプリテンショナ機構を備え、自車両の衝突が予知されたときに該プリテンショナ機構を作動させて、乗員を所定張力で拘束するようにした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に開示されたシートベルト制御装置は、障害物と車両との衝突が予知されたときに、プリテンショナ機構のＤＣモータへ電流を供給する駆動部へ、制御部から制御信号を入力することによって、該駆動部から該ＤＣモータへ所定電流を供給させて、ＤＣモータにウエビングを巻き取らせ、該ウエビングの張力が所定張力となるように制御している。

前記駆動部は、電源が接続された駆動回路によって構成されているのが一般的であり、このような構成においては、駆動回路が過熱状態となったときに、電源と駆動回路との接続を電気的に遮断して、該駆動回路を過熱状態から保護するための回路保護手段が設けられている。
特開２０００−９５０６４号公報

ところで、前記駆動回路が過熱状態となったときには駆動回路への電源供給が遮断されるため、前述の過熱状態が発生したか否かは、駆動回路からＤＣモータへの通電電流を確認することによって検出することができる。プリテンショナ機構の作動時においてはウエビングを巻き取るために駆動回路からＤＣモータへ電流が供給されており、つまり、このプリテンショナ機構作動時の駆動回路からＤＣモータへの通電電流を監視することによって過熱状態の発生の有無を検出することが考えられる。

ところが、乗員がウエビングを手で握っていてウエビングが乗員の体に密着していない状態から乗員が手を離した場合や、ウエビングが乗員の体に密着しているけれども乗員の背中がシートから浮いている状態から背中をシートに付けるように乗員がシートにもたれ掛かった場合には、ウエビングが瞬間的に緩んで、ＤＣモータは所定の負荷がかかっていた状態から一時的に低負荷状態となる。このように、ＤＣモータが低負荷状態となると、ＤＣモータにはその低負荷に対応した少量の電流しか流れなくなる。すると、前述の如く、プリテンショナ機構作動中のＤＣモータへの通電状態によって過熱状態を検出する構成では、低負荷状態に起因する通電電流の落ち込みをもって過熱状態になったと判定する虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動回路の過熱状態を正確に検出できるシートベルト制御装置を提供することにある。

本発明は、プリテンショナ機構の作動終了後に確認的に通電を行い、その通電状態によって駆動回路の過熱状態が発生しているか否かを検出するようにしたものである。

具体的には、自車両前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段と、シートに着座した乗員を拘束するウエビングを巻き取るためのモータを有するプリテンショナ機構と、該障害物検知手段によって検知された障害物と自車両との衝突を予知する衝突予知手段と、該衝突予知手段によって衝突が予知されたときにウエビングを所定張力で巻き取るように前記モータへ電流を供給して前記プリテンショナ機構を作動させるプリテンショナ制御手段とを備える車両のシートベルト制御装置が対象である。そして、前記モータへ供給される電流を計測する電流計測手段をさらに備え、前記プリテンショナ制御手段は、電源から供給される電力を制御して前記モータへ供給する駆動回路と、該駆動回路が過熱状態となったときに該電源からの電力供給を遮断して該駆動回路を過熱状態から保護する回路保護手段とを有すると共に、該回路保護手段が作動している旨を乗員に報知する報知手段に接続されており、前記プリテンショナ機構を作動させ、その作動を終了させた後に、前記駆動回路から前記モータへ確認電流を供給させ、前記電流計測手段によって該確認電流に対応する突入電流が計測されないときには、前記回路保護手段の作動により前記電源からの電力供給が遮断されている状態となっていると判定して、該回路保護手段が作動している旨を前記報知手段を介して乗員に報知するものとする。

前記の構成の場合、前記駆動回路が過熱状態となると、回路保護手段が作動し、電源からの電力供給を遮断する。すると、プリテンショナ制御手段からプリテンショナ機構のモータへは電流が供給されなくなる。

そして、この回路保護手段が作動したか否かの検出は、プリテンショナ機構の作動終了後に行われる。つまり、プリテンショナ制御手段は、プリテンショナ機構の作動終了後に前記確認電流をモータへ供給して、該確認電流に対応する突入電流の通電が確認されるか否かによって前記回路保護手段が作動しているか否かを検出している。ここで、プリテンショナ機構の作動終了とは、少なくとも、前記プリテンショナ制御手段からモータへの電流供給が停止された状態をいう。

こうして、プリテンショナ機構作動時の前記モータへの通電状態によるのではなく、プリテンショナ機構作動終了後に回路保護手段の作動の有無を検出するための確認電流をモータへ供給することによって回路保護手段の作動の有無を検出するため、前述の如く、ウエビングの負荷が一時的に低負荷状態となることに起因するモータへの通電電流の落ち込みがあっても、回路保護手段が作動していると誤判定することを防止して、前記駆動回路の過熱状態を正確に検出することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記確認電流は、前記モータをウエビング引出し方向へ駆動する電流であるものとする。

前記の構成の場合、前記確認電流を供給しても、モータがウエビング引出し方向に駆動されるため、乗員を不要に締め付けることがなく、その結果、乗員に違和感を与えることを防止することができる。

第３の発明は、前記回路保護手段は、温度感応式電界効果型トランジスタであるものとする。

本発明によれば、前記プリテンショナ制御手段は前記プリテンショナ機構作動終了後に該プリテンショナ機構のモータへ前記確認電流を供給して、この確認電流が前記電流計測手段によって計測されるか否かによって駆動回路が過熱状態となっているか否かを検出するため、ウエビングの負荷状態の変動による影響を受けることなく、駆動回路の過熱状態を正確に検出することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るシートベルト制御装置を搭載した車両Ｖを示している。この車両Ｖは、運転席及び助手席に設けられたシートベルト装置２（運転席側のみ図示）と、４つの車輪Ｗ（左前側のみ図示）に個別に配設された４つのブレーキ装置３（左前側のみ図示）と、車両前方の障害物を検知する障害物検知センサ４と、インストルメントパネル１０に設けられたメータユニット１１及び警報ブザー１２と、これらを制御する制御ユニット５とを備えている。そして、車両Ｖは、車速を制御して自動走行するように走行制御を行うと共に、車両前方の障害物を検知又は推定して、その検知、推定結果に基づいてシートベルト装置２やブレーキ装置３を作動させるＰＣＳ（Pre-Crash Safety System）制御を行うように構成されている。

前記シートベルト装置２は、各座席に着座した乗員を拘束するウエビング２ａと、センターピラー（図示省略）に設けられ、ウエビング２ａを巻き取る巻取りドラム（図示省略）を有するリトラクタ２ｂと、ウエビング２ａに所定の張力を付与するシートベルトプリテンショナ２０とを有している。上記リトラクタ２ｂは、ウエビング２ａの巻き取り量を検知する巻き取り量検知センサ（図示省略）を有している。また、上記シートベルトプリテンショナ２０は、リトラクタ２ｂの後面に一体的に設けられ、ウエビング２ａを巻き取ってウエビング２ａに通常時よりも大きな所定の第１張力を付与する第１プリテンショナ機構２ｃと、リトラクタ２ｂの前面に一体的に設けられ、ウエビング２ａを巻き取ってウエビング２ａに第１張力よりも大きい所定の第３張力を付与する第２プリテンショナ機構２ｄとを有する。

前記リトラクタ２ｂは、前記巻取りドラムの他に、ウエビング２ａが所定加速度以上で引き出されたときにその引出しをロックする引出し感応ロック手段と、車両Ｖの衝突、急ブレーキ、コーナーリング走行等により該リトラクタ２ｂ本体に加わる加速度又は該リトラクタ２ｂ本体の傾き角が所定値以上になったときにウエビング２ａの引出しをロックする車体感応ロック手段とが設けられている。

前記引出し感応ロック手段は、図示は省略するが、ウエビング２ａの引出し加速度が所定加速度以上となると係合する第１ラチェット等を有し、前記引出し加速度が所定加速度以上となったときにこの第１ラチェット等の作用により巻取りドラムの引出し方向への回転が阻止され、引出しロック状態となる。そして、ウエビング２ａに対する引出し方向の力が解除されると、巻取りドラムは該巻取りドラムをウエビング巻取り方向へ付勢している渦巻バネにより巻取り方向に回転し、これによって第１ラチェットの係合が解除され、即ち、引出しロック状態が解除されて、ウエビング２ａの引出し・巻取りが可能となるように構成されている。

前記車体感応ロック手段は、図示は省略するが、リトラクタ２ｂ本体に加わる加速度と該リトラクタ２ｂ本体の傾き角とを検知するセンサおよび該センサによって所定値以上の該加速度又は傾き角が検知されたときに係合する第２ラチェット等を有し、前記加速度又は傾き角が所定値以上となったときにこの第２ラチェット等の作用により巻取りドラムの引出し方向への回転が阻止され、ロック状態となる。そして、ウエビング２ａに対する引出し方向の力が解除されると、前記引出し感応ロック手段と同様に、ロック状態が解除され、ウエビング２ａの引出し・巻取りが可能となるように構成されている。

前記第１プリテンショナ機構２ｃは、ＤＣモータ２ｅと前記巻取りドラムのドラムシャフトに回動自在に設けられ且つＤＣモータ２ｅのモータギヤと噛合する大径ギヤ（図示省略）とを備えている。また、該大径ギヤは前記ドラムシャフトに回動不能に設けられたラチェットと係合自在に構成された係合部材を有している。そして、該係合部材を該ラチェットに係合させることで、ＤＣモータ２ｅの駆動力を、モータギヤ、大径ギヤ、係合部材及びラチェットを介してドラムシャフトに伝達して巻取りドラムを回転させてウエビング２ａを巻き取る。また、ＤＣモータ２ｅを停止しても、係合部材とラチェットとの係合状態が維持されるように構成されている。これにより、ＤＣモータ２ｅが停止されて巻取りガイドのウエビング引出し方向への回転が許容されるようになっても、巻取りガイドには所定の回転抵抗が付与された状態となる。すなわち、係合部材とラチェットとの係合状態が維持されているため、ＤＣモータ２ｅの出力軸の回転抵抗及びモータギヤと大径ギヤとの大きなギヤ比とによってドラムシャフトには引出し方向への回転抵抗が与えられている。尚、この係合部材とラチェットとの係合状態はＤＣモータ２ｅをウエビング引出し方向へ駆動することによって容易に解除されるように構成されている。

また、前記第２プリテンショナ機構２ｄは、インフレータ（図示省略）を備え、インフレータを作動させることによりウエビング２ａを第１プリテンショナ機構２ｃによる巻き取り速度よりも速い速度でウエビング２ａを巻き取る。

前記ブレーキ装置３は、ディスクロータ３ａと、キャリパ３ｂと加圧バルブ（図示省略）や減圧バルブ（図示省略）等の各バルブ等からなるブレーキアシスト機構３１とを有する液圧式ブレーキであって、ブレーキペダル（図示省略）の踏み込み操作により倍力装置（図示省略）を介して発生したマスタシリンダ（図示省略）の液圧によりブレーキ装置３が作動して車輪Ｗにブレーキ力が付与される。

前記ブレーキアシスト機構３１は、加圧バルブや減圧バルブ等の各バルブにより構成されていて、マスタシリンダの液圧を検知する液圧センサで構成されたブレーキ圧センサ３２からの検知信号に基づいてブレーキペダルの踏み込み量と踏み込み速度を算出することにより緊急時にブレーキペダルが踏み込まれたことを検知し、緊急時にブレーキペダルが踏み込まれたと検知した場合に、各バルブを制御してブレーキ装置３に供給される液圧を制御することにより所定の大きなブレーキ力を発生させる。このとき、ブレーキアシスト機構３１は、後述するＤＳＣコントローラ７を介してプリテンショナコントローラ９へ緊急時ブレーキ作動情報信号を出力するように構成されている。

前記障害物検知センサ４は、車両Ｖの前端の車幅方向中央部にレーダ軸が車両Ｖの前方正面を向くように取り付けられていて、ミリ波を前方の所定角度の範囲でスキャンしながら発信すると共に、車両Ｖの前方に存在する障害物からの反射波に基づいて該障害物までの距離、角度及び相対速度を検知するスキャン式のミリ波レーダである。この障害物検知センサ４が障害物検知手段を構成する。尚、障害物検知センサはミリ波レーダに限られず、レーザレーダや超音波レーダ等のレーダを採用することもできる。

前記制御ユニット５は、図２に示すように、車両Ｖのパワートレインを制御するＰＣＭ（PowerTrain Control Module）６と、車両Ｖの横滑りを抑制して車両Ｖの走行安定性を保つように制動力及びエンジン出力の制御を行うＤＳＣ（Dynamic Stability Control)コントローラ７と、前記ＰＣＳ制御を行うと共に、前記走行制御、詳しくは車両Ｖの車速を制御して車両Ｖを定速で走行させ又は先行車両に追従させるＡＣＣ（Adaptive Cruse Control）制御を行うＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８と、該ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８からの制御信号を受けて前記シートベルト装置２を制御するプリテンショナコントローラ９とを有し、これらは車両Ｖ内に構築されたＣＡＮ（Control Area Network）を介して通信可能に接続されている。

前記ＰＣＭ６は、車両Ｖの乗員（運転者）がアクセルペダルを踏み込んだときのアクセル開度を検知するアクセル開度センサ６１からの検知信号およびＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８からの指示信号が入力され、該検知信号又は指示信号に基づいてスロットル６２に制御信号を出力して、車両Ｖを加減速するように構成されている。また、ＰＣＭ６には、ＡＣＣ制御を行うためのＡＣＣ操作スイッチ６３からの操作信号が入力されており、これら操作信号はＣＡＮを介してＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８へ出力される。

前記ＡＣＣ操作スイッチ６３は、ステアリング１３に設けられていて、ＡＣＣ制御を行うための複数のスイッチからなる。例えば、ＡＣＣ制御の実行及び停止を行うＡＣＣメインスイッチ、定速制御の設定速度を設定するセットスイッチ、設定速度を減速させるコーストスイッチ、ＡＣＣ制御を中断させるキャンセルスイッチ、ＡＣＣ制御が中断された場合に再びＡＣＣ制御を再開させるリジュームスイッチ、設定速度を増速させるアクセルスイッチ、及び追従制御における先行車両との目標車間距離を設定する目標車間距離設定スイッチ等からなる。

前記ＤＳＣコントローラ７は、ブレーキペダルが操作されたことを検知するブレーキペダルスイッチ７１及び、図示省略の、ステアリング１３の操舵角を検知する舵角センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、スロットル開度センサ、車輪速センサ、などからの出力信号を入力して、それらの信号から得られる情報に基づいてＰＣＭ６へ制御信号を出力してエンジン出力を制御すると共に、ブレーキ装置３へ制御信号を出力してブレーキアシスト機構３１を作動させて各車輪Ｗへのブレーキ力を制御する。こうして、車輪Ｗの横滑りを抑制して、走行状態を安定させる（以下、ＤＳＣ制御という）。また、ＤＳＣコントローラ７は、ＤＳＣ制御実行中は、ＤＳＣ作動情報信号をプリテンショナコントローラ９へ出力している。

前記ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、ＰＣＳオン／オフスイッチ８１からの信号及び前記ＰＣＭ６を介したＡＣＣ操作スイッチ６３からの操作信号、車速センサ８２及び障害物検知センサ４からの検知信号が入力され、それら操作信号及び検知信号から得られる情報に基づいてＰＣＳ制御及びＡＣＣ制御を行う。

まず、ＰＣＳ制御について説明すると、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、ＰＣＳオン／オフスイッチ８１からのオン信号を受信することによってＰＣＳ制御を実行する。ＰＣＳ制御においては、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、障害物検知センサ４の検知信号等に基づいて車両Ｖの前方に存在する先行車両やガードレール等の障害物を検知してその衝突可能性を予知し、衝突する可能性が高いときには、プリテンショナコントローラ９へ作動信号を出力して第１プリテンショナ機構２ｃを作動させると共に、ＤＳＣコントローラ７へ減速指示信号を出力する。プリテンショナコントローラ９による第１プリテンショナ機構２ｃの作動制御については後述する。減速指示信号を受信したＤＳＣコントローラ７は、ブレーキ装置３へ制御信号を出力して、ブレーキアシスト機構３１を制御して車両Ｖを所定の第１減速度で減速させるようにブレーキ装置３を作動させる。それに加えて、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、衝突する可能性が高いときには、メータユニット１１及び警報ブザー１２を制御して衝突する可能性が高い旨を運転者に報知する。こうすることで、乗員に体感警報を行うと共に、乗員を予め拘束し且つ車速を減速しておく。すなわち、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８が衝突予知手段を構成する。

尚、衝突可能性は、車両Ｖが障害物に衝突するまでの予測時間によって判断する。すなわち、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、障害物検知センサ４からの検知信号に基づいて、障害物までの距離、角度及び相対速度から衝突までに要する時間を算出し、その時間が所定時間よりも短いことをもって衝突可能性が高いと判断する。

また、ＰＣＳ/ＡＣＣコントローラ８は、後述する衝突検知センサ９６からの検知信号が入力されていて（図示省略）、前記衝突に要する時間を経過しても、該衝突検知センサ９６から衝突検知信号が入力されないときには衝突が回避されたと判定して、プリテンショナコントローラ９への作動信号の出力やＤＳＣコントローラ７への減速指示信号の出力を解除する。

次に、ＡＣＣ制御について説明すると、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、ＡＣＣ操作スイッチ６３のＡＣＣメインスイッチからの操作信号（ＡＣＣ制御を実行する旨の信号）を受信することによってＡＣＣ制御を実行する。ＡＣＣ制御においては、先行車両が存在しないときには車両Ｖを一定の目標速度で定速走行させる定速制御を、先行車両が存在するときに車両Ｖを先行車両に対して一定の目標車間距離を維持した状態で追従走行させる追従制御を行う。

前記定速制御では、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、ＡＣＣ操作スイッチ６３からの操作信号及び車速センサ８２からの検知信号に基づいて、車両Ｖの車速が乗員が設定した目標車速となるように、ＰＣＭ６へ加速／減速指示信号を出力してスロットル６２を制御すると共に、ＤＳＣコントローラ７へ減速指示信号を出力することでブレーキ装置３を制御して、車両Ｖを目標車速で走行させる。

前記追従制御では、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８は、ＡＣＣ操作スイッチ６３からの操作信号、車速センサ８２からの検知信号及び障害物検知センサ４からの検知信号に基づいて、車両Ｖと先行車両との車間距離が乗員が設定した目標車間距離となるように、ＰＣＭ６へ加速／減速指示信号を出力してスロットル６２を制御すると共に、ＤＳＣコントローラ７へ減速指示信号を出力することでブレーキ装置３を制御して、車両Ｖを先行車両と目標車間距離を維持した状態で追従走行させる。

尚、前記定速制御は、車両Ｖの前方に先行車両が存在しないときにのみ行うことができ、先行車両が存在する場合は、前記追従制御へ自動的に切り替わる。

前記プリテンショナコントローラ９は、前記ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８が障害物との衝突を予知したときに出力する作動信号を受けて、シートベルト装置２の第１プリテンショナ機構２ｃ及び第２プリテンショナ機構２ｄを作動させるものである。また、プリテンショナコントローラ９は、障害物との衝突が予知された場合に限らず、前記ＤＳＣコントローラ７によってＤＳＣ制御が行われているとき及び乗員による緊急時のブレーキ操作があったときにも、シートベルト装置２の第１プリテンショナ機構２ｃを作動させるように構成されている。このプリテンショナコントローラ９がプリテンショナ制御手段を構成する。

このプリテンショナコントローラ９は、直流電源９４が接続され、該直流電源９４からの電流を第１プリテンショナ機構２ｃのＤＣモータ２ｅへ供給することでＤＣモータ２ｅを駆動する駆動部９１と、駆動部９１にＰＷＭ信号を出力して、駆動部９１からＤＣモータ２ｅへ供給される通電電流を制御する制御部９２と、第２プリテンショナ機構２ｄを作動させる起動制御部９３と、直流電源９４と駆動部９１との間に介設された温度感応式ＦＥＴ９１ｂとを有する。

前記駆動部９１は、直流電源９４から供給される電流を制御部９２から入力されるＰＷＭ信号のデューティ比に応じた電流に制御して、ＤＣモータ２ｅへ供給する駆動回路９１ａを有する。

前記温度感応式ＦＥＴ９１ｂは、所定温度以上となると通電を遮断する公知の温度感応式ＦＥＴであって、前記駆動回路９１ａの周辺に設置されることによって、前記駆動回路９１ａの温度及びその周辺温度を検知し、所定温度以上となったときには、直流電源９４から駆動回路９１ａへの電力供給を遮断する。こうして、駆動回路９１ａを異常過熱から保護するためのものである。

また、駆動部９１とＤＣモータ２ｅとの間には、ＤＣモータ２ｅに供給される通電電流を検知する電流センサ９５が介設されている。この電流センサ９５が電流計測手段を構成する。

前記制御部９２は、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８からの作動信号、ＤＳＣコントローラ７から出力されるＤＳＣ作動情報信号およびＤＳＣコントローラ７から出力される緊急時ブレーキ作動情報信号のうち何れかの信号を受信したときに、前記駆動部９１へＰＷＭ信号を出力して、駆動部９１からＤＣモータ２ｅへ通電電流を供給させる。この制御部９２は、ＰＩＤ制御によってＰＷＭ信号のデューティ比を調整することによって、通電電流が所定の目標電流となるように制御している。つまり、制御部９２には電流センサ９５からの検知信号が入力されており、ＤＣモータ２ｅへ供給される通電電流をフィードバックして、該通電電流が目標電流となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。ここで、所定の目標電流は、ウエビング２ａに付与される張力が所定の第１張力となるときのＤＣモータ２ｅの駆動トルクに対応する電流である。

さらに、制御部９２は、第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了後にＤＣモータ２ｅへ確認電流を供給すると共に、該確認電流を供給したときに電流センサ９５によって該確認電流に対応した突入電流が計測されるか否かを検出して、突入電流が検出されないときには第１プリテンショナ機構２ｃに異常過熱が発生していると判定して、その旨をメータユニット１１及び警報ブザー１２を制御することにより乗員に報知する。この確認電流の供給についての詳細は後述する。

前記起動制御部９３は、車両Ｖが衝突したことを検知する衝突検知センサ９６が接続されていて、該衝突検知センサ９６からの衝突検知信号が入力されたときに、第２プリテンショナ機構２ｄのインフレータに起動信号を出力することによって該インフレータを起動させてウエビング２ａを所定の第２張力で巻き取らせる。

このように構成された制御部９２による第１プリテンショナ機構２ｃの作動制御について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

このフローはＰＣＳオン／オフスイッチ８１がオン操作されることでスタートする。

まず、ステップＳ１において、第１プリテンショナ機構２ｃの作動条件が成立したか否かを判定する。ここで、第１プリテンショナ機構２ｃの作動条件とは、障害物との衝突が予知される、ＤＳＣ制御が実行される、及び緊急時のブレーキ操作がされるという３つの条件のうち何れか１つが成立することである。そして、作動条件が成立したとき（ＹＥＳ）にはステップＳ２へ進む一方、作動条件が成立しないとき（ＮＯ）にはステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２では、第１プリテンショナ機構２ｃのＤＣモータ２ｅへの通電を開始する。

そして、ステップＳ３で、第１プリテンショナ機構２ｃへの通電電流を計測する。

その後、ステップＳ４で、通電時間が所定時間ｔ１を経過したか否かを判定する。所定時間経過しているとき（ＹＥＳ）にはステップＳ９へ進んで、制御部９２からのＰＷＭ信号の出力を停止することで、ＤＣモータ２ｅへの通電を停止する。つまり、第１プリテンショナ機構２ｃを作動させるときには、所定時間だけＤＣモータ２ｅへ通電する。一方、所定時間経過していないとき（ＮＯ）にはステップＳ５へ進む。

ステップＳ５においては、電流センサ９５により検知された通電電流が目標電流と一致するか否かを判定する。一致するとき（ＹＥＳ）にはステップＳ３へ進んで、前記ステップを繰り返す。一方、一致しないとき（ＮＯ）にはステップＳ６へ進む。ここで、本ステップでは、通電電流と目標電流とが一致するか否かを判定しているが、厳密に一致する場合だけでなく、通電電流と目標電流との偏差が所定の許容範囲内に入っているか否かを判定するようにしてもよい。

ステップＳ６においては、電流センサ９５により検知された通電電流が所定の上限電流以上となっているか否かを判定する。上限電流未満のとき（ＮＯ）はステップＳ７へ進む一方、上限電流以上となっているとき（ＹＥＳ）にはステップＳ８へ進む。

ステップＳ７では、通電電流が上限電流未満であるので、通常どおり、ＰＩＤ制御を行う。つまり、通電電流が目標電流となるようにデューティ比を調整してＰＷＭ信号を駆動部９１へ出力する。

こうして、通電時間が所定時間ｔ１となってステップＳ９へ進む（ステップＳ５参照）まで、ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返してＰＩＤ制御を行う。

その結果、ＤＣモータ２ｅへ供給される通電電流は、図４に示すようになる。つまり、障害物との衝突が予知されたとき、ＰＣＳ制御が実行されているとき及び緊急時のブレーキ操作があったときの何れかのときに、第１プリテンショナ機構２ｃを作動させるべく、駆動部９１へのＰＷＭ信号の出力を開始する。ＰＷＭ信号の出力開始直後は、電流センサ９５により検知される通電電流は略零であるため、制御部９２はＰＷＭ信号のデューティ比を大きくして出力する。その結果、ＤＣモータ２ｅへの通電電流は、始めは急激に増加する。そうして、駆動部９１からＤＣモータ２ｅへ電流が供給され始めると、制御部９２は電流センサ９５により検知される通電電流が目標電流となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を小さく調整して駆動部９１へ出力する。その結果、ＤＣモータ２ｅへの通電電流は、目標電流を多少オーバーシュートした後、目標電流に収束していく。こうして、ウエビング２ａには所定の第１張力が付与される。そして、通電時間が所定時間ｔ１を経過すると、ステップＳ９において、通電が停止される。

一方、ステップＳ６において通電電流が上限電流以上となっている（ＹＥＳ）と判定されたときは、ステップＳ８において、ＰＷＭ信号のデューティ比を、ＰＩＤ制御で制御するのではなく、所定の規定値に強制的に設定する。つまり、図４の二点鎖線で示すように、ＤＣモータ２ｅへの通電電流が急激に増加して上限電流以上となったときに、ＰＷＭ信号のデューティ比を目標電流に対応する所定の規定値に設定することで、通電電流のオーバーシュートが抑えられて、通電電流が早期に目標電流に収束させることができる。こうして、ウエビング２ａの張力を所定の第１張力に早期に収束させることができ、乗員が想定以上の大きさの張力で長い間拘束され続けるということを防止することができる。その後、通電時間が所定時間ｔ１を経過すると、ステップＳ９において、通電が停止される。

ステップＳ９においては、通電の停止だけでなく、第１プリテンショナ機構２ｃの解除制御も行われる。この解除制御が完了することで第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了となる。解除制御について具体的に説明すると、通電停止後は、ステップＳ１で受信が確認されていたＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８からの作動信号、ＤＳＣコントローラ７から出力されるＤＳＣ作動情報信号又はＤＳＣコントローラ７から出力される緊急時ブレーキ作動情報信号が解除されるまで、ＤＣモータ２ｅへの通電は停止される。これらの信号が出力されている間は、通常は乗員によりブレーキペダルが踏み込まれているか、ブレーキアシスト機構３１が作動し、さらには急旋回走行が行われる場合もあり、前記リトラクタ２ｂの車体感応ロックが働いてウエビング２ａの引出しはロックされた状態となる。車体感応ロックが働かない場合でも、車両Ｖがブレーキ状態にあるときは、乗員の体に前方へ向かう慣性力が働いているから、ウエビング２ａに大きな引出し力が加わって前記リトラクタ２ｂの引出し感応ロックが働いてウエビング２ａの引出しはロックされた状態となる。つまり、前記信号が出力されている間は、ウエビング２ａの引出しがロックされており、乗員はウエビング２ａにより前記第１張力で拘束された状態が維持される。

そして、前記信号が解除されると、ＤＣモータ２ｅにウエビング巻取り方向への通電が所定の短い時間ｔ２だけ行われ、それによって巻取りドラムが回転してウエビング２ａが所定量巻き取られる。この短時間のウエビング２ａの巻取りにより、前記車体感応ロック又は引出し感応ロックが解除される。

そうして、前記時間ｔ２後にＤＣモータ２ｅへの通電が所定時間ｔ３だけ停止される。衝突の回避が判定されたときは、車両Ｖにかけられたブレーキは解除され、又はブレーキ状態が続いている場合でもそのブレーキ力は小さくなっているから、乗員の体に対しては前方へ向かう慣性力は小さくなっているが、乗員を比較的大きな力で締め付けているウエビング２ａに対しては乗員の体の反発力が働いている。そのため、通電停止によりウエビング２ａは乗員の体の反発力で引き出されるが、通電を停止しただけでは第１プリテンショナ機構２ｃが前記リトラクタ２ｂのドラムシャフトに係合して回転抵抗を与えた状態になっているから、その引出し加速度が抑制され、引出し感応ロックが作動することなく、ウエビング２ａが確実に引き出される。

前記時間ｔ３の通電停止後、ＤＣモータ２ｅへウエビング引出し方向の通電が所定の短い時間ｔ４だけ行われる。この通電によって、第１プリテンショナ機構２ｃとリトラクタ２ｂのドラムシャフトとの係合が解除される。このときは、前記時間ｔ３の通電停止によって乗員の体の反発力によるウエビング２ａの引出しが終わった後であるため、リトラクタ２ｂのドラムシャフトへの回転抵抗を解除しても、引出し感応ロックが働くことはない。そうして、この係合解除によって、乗員はウエビング２ａの引出し長さを自由に調節することができる。

こうして、ステップＳ９における解除制御が完了する。

前記解除制御が完了する、即ち、第１プリテンショナ機構２ｃの作動が終了すると、ステップＳ１０において、前記制御部９２によって確認電流の供給が行われる。すなわち、ＤＣモータ２ｅをウエビング引出し方向へ回転させる確認電流が所定の短い時間ｔ５の間だけ供給される。

そして、ステップＳ１１において、電流センサ９５によって、該確認電流に応じた突入電流が計測されたか否かを判定する。突入電流が検出されたとき（ＹＥＳ）にはステップＳ１へ戻って前記フローを繰り返す。つまり、図４に示すように、異常過熱が生じていないときには、前記温度感応式ＦＥＴ９１ｂが直流電源９４と駆動回路９１ａとの通電状態を遮断していないため、所定時間ｔ５の間だけ確認電流に対応する突入電流が確認される。こうして、異常過熱が生じていないと判定されたときには、ステップＳ１へ戻って、第１プリテンショナ機構２ｃの作動条件が次に成立するときまで待機する。

一方、突入電流が検出されなかったとき（ＮＯ）にはステップＳ１２へ進む。つまり、図５に示すように、異常過熱が生じているときには、前記温度感応式ＦＥＴ９１ｂが直流電源９４と駆動回路９１ａとの通電状態を遮断するため、制御部９２からＰＷＭ信号が出力されていてもＤＣモータ２ｅへの通電が停止される。そのため、第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了後にＤＣモータ２ｅへ確認電流を供給しても突入電流は検出されない。

こうして、異常過熱が生じていると判定されたときには、ステップＳ１２において、故障制御を行う。この故障制御は、異常過熱が生じている旨をメータユニット１１及び警報ブザー１２を制御することにより乗員に報知すると共に、第１プリテンショナ機構２ｃの作動を禁止する。その後、異常過熱が収まって温度感応式ＦＥＴ９１ｂの遮断状態が解除されるまで待機し、温度感応式ＦＥＴ９１ｂが正常状態に戻ると、メータユニット１１及び警報ブザー１２による報知を停止して、第１プリテンショナ機構２ｃの作動を解禁する。

こうして、第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了後に確認電流の供給及びそれに対応した突入電流の検出を行うことによって、ウエビング２ａの負荷状態の変動による影響を受けることなく、駆動回路９１ａの異常過熱を正確に検出することができる。

例えば、第１プリテンショナ機構２ｃ作動中において、乗員がウエビング２ａを手で握っていてウエビング２ａが乗員の体に密着していない状態から乗員が手を離した場合や、ウエビング２ａが乗員の体に密着しているけれども乗員の背中がシートから浮いている状態から背中をシートに付けるように乗員がシートにもたれ掛かった場合には、ウエビング２ａが瞬間的に緩んで、ＤＣモータ２ｅは所定の負荷がかかっていた状態から一時的に低負荷状態となる。このように、ＤＣモータ２ｅが低負荷状態となると、図６に示すように、ＤＣモータ２ｅにはその低負荷に対応した少量の電流しか流れなくなる（矢印Ａ参照）。

ここで、前記温度感応式ＦＥＴ９１ｂの作動の有無の検出を、第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了後に確認電流を供給することによって行うのではなく、第１プリテンショナ機構２ｃの作動時における通電電流を検出することによって行う構成が考えられる。すなわち、第１プリテンショナ機構２ｃの作動時における時間ｔ１の後半部分は通電状態が正常である限り、通電電流が目標電流に収束していると考えられるため、この部分の通電電流を監視し、通電が停止されたことをもって温度感応式ＦＥＴ９１ｂが作動したと判定することができる。しかしながら、かかる構成では、前述の如く、ウエビング２ａの負荷が一時的に低負荷状態となったときには、その負荷変動により通電電流が一時的に落ち込んだことをもって温度感応式ＦＥＴ９１ｂが作動したと判定する可能性がある。つまり、かかる構成では、第１プリテンショナ機構２ｃの作動中に、図５に示すように通電電流が温度感応式ＦＥＴ９１ｂにより遮断された状態と、図６に示すように通電電流が一時的に落ち込んだ状態とを区別することができない。

そこで、前記実施形態では、第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了後に別途、確認電流を供給すると共に、この確認電流に対応した突入電流を検出することで、温度感応式ＦＥＴ９１ｂが作動したか否かを判定することによって、前記駆動部９１の駆動回路９１ａの異常過熱を正確に検出することができる。

また、前記確認電流は、ＤＣモータ２ｅのウエビング引出し方向へ通電されるため、該確認電流を供給しても、乗員を不要に締め付けることがなく、その結果、乗員に違和感を与えることを防止することができる。

尚、前記実施形態では、第１プリテンショナ機構２ｃの解除制御を行った後に確認電流の供給を行っているが、これに限られるものではない。すなわち、第１プリテンショナ機構２ｃを作動させるためのＤＣモータ２ｅへの通電が終了した後であれば、任意のタイミングで確認電流を供給して、異常過熱を検出することができる。

また、前記実施形態では、リトラクタ２ｂは、引出し感応ロック手段及び車体感応ロック手段とを有して構成されているが、これに限られるものではない。すなわち、これら引出し感応ロック手段及び車体感応ロック手段とを設けない構成でもよく、かかる場合は、ＤＣモータ２ｅへの通電停止後の、ロック解除のための正方向への通電（図５の時間ｔ２）と逆方向への通電（図５の時間ｔ４）を行わなくてよい。そして、制御部９２は、ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ８からの作動信号等が入力されている間はＤＣモータ２ｅへ通電を行い、該信号等の入力が解除されるとＤＣモータ２ｅへの通電を停止することになる。このＤＣモータ２ｅへの通電停止をもって第１プリテンショナ機構２ｃの作動終了とする。

以上説明したように、本発明は、ウエビングに所定の張力を付与するプリテンショナ機構を備え、自車両の衝突が予知されたときに該プリテンショナ機構を作動させて、乗員を所定の張力で拘束するようにしたシートベルト制御装置について有用であり、特に、電源から供給される電力を制御してプリテンショナ機構のモータへ供給する駆動回路と、該駆動回路の過熱状態が検知されたときに該電源からの電力供給を遮断して該駆動回路を過熱状態から保護する回路保護手段とを有するシートベルト制御装置について有用である。

本発明の実施形態に係るシートベルト制御装置を搭載した車両を示す概略側面図である。 シートベルト制御装置の制御系を示すブロック図である。 シートベルト制御装置によるプリテンショナ機構の作動制御のフローチャートである。 プリテンショナ機構作動時におけるモータへの通電電流を示す模式図である。 プリテンショナ機構作動時において、駆動回路の異常過熱があったときのモータへの通電電流を示す模式図である。 プリテンショナ機構作動時において、ウエビングの負荷が一時的に低負荷状態となったときのモータへの通電電流を示す模式図である。

Ｖ 車両（自車両）
２ａ ウエビング
２ｃ 第１プリテンショナ機構（プリテンショナ機構）
２ｅ ＤＣモータ（モータ）
４ 障害物検知センサ（障害物検知手段）
８ ＰＣＳ／ＡＣＣコントローラ（衝突予知手段）
９ プリテンショナコントローラ（プリテンショナ制御手段）
９１ａ 駆動回路
９１ｂ 温度感応式ＦＥＴ（回路保護手段）
９４ 直流電源（電源）
９５ 電流センサ（電流計測手段）

Claims (5)

1. 自車両前方に存在する障害物を検知する障害物検知手段と、シートに着座した乗員を拘束するウエビングを巻き取るためのモータを有するプリテンショナ機構と、該障害物検知手段によって検知された障害物と自車両との衝突を予知する衝突予知手段と、該衝突予知手段によって衝突が予知されたときにウエビングを所定張力で巻き取るように前記モータへ電流を供給して前記プリテンショナ機構を作動させるプリテンショナ制御手段とを備える車両のシートベルト制御装置であって、
   前記モータへ供給される電流を計測する電流計測手段をさらに備え、
   前記プリテンショナ制御手段は、
   電源から供給される電力を制御して前記モータへ供給する駆動回路と、該駆動回路が過熱状態となったときに該電源からの電力供給を遮断して該駆動回路を過熱状態から保護する回路保護手段とを有すると共に、該回路保護手段が作動している旨を乗員に報知する報知手段に接続されており、
   前記プリテンショナ機構を作動させ、その作動を終了させた後に、前記駆動回路から前記モータへ確認電流を供給させ、前記電流計測手段によって該確認電流に対応する突入電流が計測されないときには、前記回路保護手段の作動により前記電源からの電力供給が遮断されている状態となっていると判定して、該回路保護手段が作動している旨を前記報知手段を介して乗員に報知することを特徴とする車両のシートベルト制御装置。
2. 請求項１に記載の車両のシートベルト制御装置において、
   前記報知手段は、ブザーであることを特徴とする車両のシートベルト制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両のシートベルト制御装置において、
   前記プリテンショナ制御手段は、前記回路保護手段が作動していると判定したときに、前記駆動回路の過熱状態が収まるまで前記プリテンショナ機構の作動を行わないことを特徴とする車両のシートベルト制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載の車両のシートベルト制御装置において、
   前記確認電流は、前記モータをウエビング引出し方向へ駆動する電流であることを特徴とする車両のシートベルト制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１つに記載の車両のシートベルト制御装置において、
   前記回路保護手段は、温度感応式電界効果型トランジスタであることを特徴とする車両のシートベルト制御装置。

Images