JP4890287B2 - 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する。

従来、例えば車両の走行状態に応じてシートベルトの張力を変更する車両のシートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２９１９６７号公報

しかしながら、上記従来技術に係る車両のシートベルト装置においては、車両の走行状態に応じてシートベルトの張力を変更するだけでは、乗員の保護拘束および姿勢変化の抑制を行うために拘束力が過大となる場合があり、乗員が不快感を感じてしまう虞がある。
また、シートベルトの張力を検出する張力センサを別途設ける必要があり、装置構成が複雑化すると共に、シートベルトの張力が所定張力となるように制御を行う場合には、車両の走行状態が急激に変化する場合に対応した所定張力を確保する必要があり、相対的に低い張力で乗員を所望の状態に拘束することは困難であって、姿勢変化を抑制しつつ所望の快適性を確保することができないという問題が生じる。特に、乗員の姿勢変化等により突発的な張力変化が発生した場合には、シートベルトの張力が目標張力となるように制御することで乗員に不快な過剰な張力が発生したり、反対にシートベルトのゆるみを生じる可能性があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、乗員の姿勢変化を抑制しつつ所望の快適性を確保することが可能な車両のシートベルト装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る車両のシートベルト装置は、シートベルト（例えば、実施の形態でのシートベルト５）が巻回されて回動可能なベルトリール（例えば、実施の形態でのベルトリール１１）と、前記ベルトリールに駆動力を伝達して前記ベルトリールを回転駆動し、前記ベルトリールにより前記シートベルトを巻き取らせるモータ（例えば、実施の形態でのモータ１４）と、前記モータへの通電状態を制御する制御手段（例えば、実施の形態でのモータ制御部２０、電流調整部２１）と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（例えば、実施の形態での走行状態検出センサ１９）と、前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態が所定状態へと変化した場合に前記制御手段に所定の作動信号を入力する作動制御手段（例えば、実施の形態での作動判定部１８）とを備える車両のシートベルト装置であって、前記ベルトリールによる前記シートベルトの巻取位置を検出する巻取位置検出手段（例えば、実施の形態での回転角度センサ１５）を備え、前記制御手段は、前記作動信号を受け前記巻取位置検出手段により検出される前記巻取位置が所定の目標位置と同等となる状態が維持されるように前記モータへの通電量を制御する巻取位置保持制御を実行すると共に、前記巻取位置保持制御の実行中に前記巻取位置が前記目標位置を超える過巻取状態の発生時において、前記シートベルトが前記目標位置よりも所定値よりも大きく巻き取られているか否かの過巻取情報に基づき、前記シートベルトが前記目標位置よりも所定値よりも大きく巻き取られている場合に、前記目標位置を、前記巻取位置と前記目標位置との差に応じた巻き取り方向の更新位置に更新する。

さらに、本発明の第２態様に係る車両のシートベルト装置では、前記制御手段は、前記更新位置を記憶する記憶手段（例えば、実施の形態での記憶部２０ａ）を備え、前記巻取位置保持制御の実行時に、前記記憶手段に記憶された前記更新位置を前記目標位置として設定する。

さらに、本発明の第３態様に係る車両のシートベルト装置では、前記走行状態検出手段は、前記車両の旋回方向に係る旋回方向状態量を検出し、前記制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記旋回方向状態量に基づく前記旋回方向毎に前記目標位置を設定すると共に、前記過巻取状態の発生時における前記旋回方向に基づき前記更新位置を前記目標位置として設定する。

本発明の第１態様に係る車両のシートベルト装置によれば、巻取位置検出手段により検出される巻取位置が所定の目標位置と同等となる状態が維持されるようにモータへの通電量を制御することにより、例えば所定張力を維持するようにモータへの通電量を制御する場合に比べて、乗員に対する所望の快適性を確保しつつ、モータに対する通電効率を向上させることができる。
しかも、巻取位置保持制御の実行中には、過巻取状態に係る過巻取情報に基づき、例えば目標位置を、より巻き取り側にずれた更新位置によって更新することにより、シートベルトの巻き取りと引き出しとが繰り返される状態であっても、巻き取り量に相当する引き出し量が何等の規制なしに引き出されてしまうことを防止し、乗員の位置がシートベルトの引き出し方向に急激に変位してしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第２態様に係る車両のシートベルト装置によれば、走行状態が所定状態へと変化した場合には、記憶部に記憶された更新位置によって目標位置を更新することから、例えば前回の処理の終了時での目標位置を更新位置として記憶しておくことにより、目標位置の更新を適切に行うことができる。

さらに、本発明の第３態様に係る車両のシートベルト装置によれば、旋回方向毎（つまり、乗員の位置がシートベルトの巻き取り方向に変位する場合と、乗員の位置がシートベルトの引き出し方向に変位する場合とのそれぞれ）に目標位置が設定されると共に、乗員の位置がシートベルトの巻き取り方向に変位した場合にのみ目標位置が更新されることから、例えば乗員が巻き取り方向に変位する程度あるいは頻度が、引き出し方向に変位する程度あるいは頻度に比べて相対的に低い場合等において、目標位置が過剰に巻き取り側に更新されてしまうことは防止される。

以下、本発明の車両のシートベルト装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両のシートベルト装置（以下、シートベルト装置と呼ぶ）１は、例えば図１に示すように、いわゆる三点式のシートベルト装置であり、センターピラー３に内蔵されたリトラクタ４からシートベルト５が上方に引き出され、このシートベルト５がセンターピラー３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、シートベルト５の先端がシート２の車室外側寄りのアウターアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、シートベルト５のスルーアンカ６とアウターアンカ７との間にはタング８が挿通されていて、タング８はシート２の運転席側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対し着脱可能にされている。
なお、この図１に示すシートベルト装置１では、例えば助手席のシート２に着座した乗員Ｐを拘束している。

このシートベルト装置１では、シート２に着座した乗員Ｐがタング８をバックル９に差し込み係合させることによって着用状態となり、この係合を解除してタング８をバックル９から離脱させる（つまり、バックル９を解除する）ことによって非着用状態にすることができる。
バックル９は、後述するバックルスイッチ１７を備えており、バックルスイッチ１７は、バックル９にタング８が係合しているとき（つまり、着用状態のとき）にオンとなり、タング８がバックル９から離脱しているとき（つまり、非着用状態のとき）にオフとなる。

リトラクタ４は、図２に示すように、回動可能に設けられシートベルト５が巻回されたベルトリール１１と、ベルトリール１１を巻き取り方向に回転付勢するスプリング１２と、歯車列等の伝達装置１３を介してベルトリール１１に巻き取り方向の回転力を付与するモータ１４とを主要構成とし、ベルトリール１１の回転位置（巻き取り位置）を検出する回転角度センサ１５と、モータ１４に流れる電流を検出する電流センサ１６を備えている。

このように構成されたリトラクタ４では、ベルトリール１１は、スプリング１２によって巻き取り方向へ回転せしめられるとともに、モータ１４の駆動力によっても巻き取り方向へ回転することができる。そして、バックル解除時のベルトリール１１の巻き取りは、スプリング１２の復元力と、伝達装置１３を介して伝達されるモータ１４の回転力とによって行われる。
なお、ベルトリール１１を引き出し方向へ回転するときには、ベルトリール１１とモータ１４との間の動力伝達が遮断されるように構成されていて、シートベルト５を引き出すときにはモータ１４が抵抗とならないようになっている。

例えば図３の制御ブロック図に示すように、モータ１４はモータ制御部２０および電流調整部２１からなる制御手段によって制御され、バックル９の解除時にベルトリール１１を巻き取るために駆動されるとともに、走行状態検出センサ１９により所定の走行状態（例えば、車体左右方向の加速度や旋回方向や舵角など車両の運動に関わる物理量を検出するセンサの出力値が所定の閾値を超えた場合や、ナビゲーションシステム等の通信情報を基に走行環境の変化が検知された場合など）が検出されたときにシートベルト５に所定の張力を与えたり、所定の位置で乗員を支持したり、走行中に発生したベルトの弛みを取り除くときにも駆動される。

モータ制御部２０には、回転角度センサ１５、電流センサ１６、バックルスイッチ１７の出力信号が入力されるとともに、走行状態検出センサ１９により前記所定の走行状態が検出されたときに作動判定部１８（作動制御手段）からトリガが入力される。モータ制御部２０は、これら入力信号に基づいてモータ１４の駆動および停止タイミングや目標電流を設定し、電流調整部２１に出力する。電流調整部２１は、モータ制御部２０からの制御信号に基づいてモータ１４と電源２２との接続状態を制御することによりモータ１４に流れる電流を調整する。
なお、作動判定部１８（作動制御手段）は、モータ制御部２０および電流調整部２１と共に制御手段を構成してもよく、例えばモータ制御部２０が作動判定部１８（作動制御手段）に相当する機能を備えて構成されてもよい。この場合、走行状態検出センサ１９の検出信号は制御手段のモータ制御部２０に入力され、モータ制御部２０は、この検出信号に基づき、巻取位置保持制御の実行要否つまり回転角度センサ１５により検出されるベルトリール１１の回転位置（巻き取り位置）が所定の目標位置と同等となる状態が維持されるようにモータ１４への通電量を制御するか否かを判定する。

本実施の形態によるシートベルト装置１は上記構成を備えており、次に、このシートベルト装置１の動作、特に、ベルトリール１１によるシートベルト５の巻き取り時のモータ１４に対する通電制御の処理について説明する。
なお、例えば図４に示す通電制御の処理は、モータ制御部２０によって一定時間毎に繰り返し実行される。

先ず、図４に示すステップＳ０１においては、例えば乗員の着座状態や姿勢状態等に係る乗員情報と、例えばシートベルト５の初期弛みを解消する処理に対する各種制御パラメータ等の設定情報を取得する。
そして、ステップＳ０２においては、例えばシートベルト５の初期弛みを解消する処理等として、モータ１４を駆動してシートベルト５の巻き取りを実行する。
そして、ステップＳ０３においては、例えばシートベルト５の初期弛みが解消された状態等に係るシートベルト５のフィット状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。

そして、ステップＳ０４においては、回転角度センサ１５により検出されるベルトリール１１の回転位置（つまり、シートベルト５の巻き取り位置）に対して予め設定された所定の基準位置を記憶する。
なお、この実施形態では、シートベルト５の巻き取り位置は、ベルトリール１１によるシートベルト５の巻き取り量の増大に比例して増大する値とされている。
そして、ステップＳ０５においては、例えば車体の加速度等の車両状態量の所定量以上の変化が検出されたか否か、あるいは、例えば車両の走行挙動や姿勢状態を所定の適正状態に制御する各種制御動作の作動が開始されたか否か等を判定することにより、所定の走行状態変化が発生したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。

そして、ステップＳ０６においては、回転角度センサ１５により検出されるベルトリール１１の回転位置（つまり、シートベルト５の巻き取り位置）に対する目標位置を設定する。ここでは、例えば、この時点で予め所定の記憶部２０ａに位置の情報が記憶されている場合には、この記憶されている位置の情報を目標位置として設定し、所定の記憶部２０ａに位置の情報が記憶されていない場合には、ステップＳ０４にて記憶した基準位置を目標位置として設定する。

そして、ステップＳ０７においては、例えば回転角度センサ１５により検出されるシートベルト５の巻き取り位置の現在値が、目標位置と同等になるようにして、モータ１４に対する通電制御を行う。
そして、ステップＳ０８においては、回転角度センサ１５により検出されるシートベルト５の巻き取り位置の現在値と目標位置とが異なるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０９に進む。

そして、ステップＳ０９においては、巻き取り位置の現在値と目標位置との差の絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
そして、ステップＳ１０においては、巻き取り位置の現在値が目標位置よりも小さいか否か、つまり、この時点での巻き取り量が目標位置に対応する巻き取り量よりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりシートベルト５が目標位置よりも巻き取られている場合には、後述するステップＳ１２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりシートベルト５が目標位置よりも引き出されている場合には、ステップＳ１１に進む。

そして、ステップＳ１１においては、モータ１４に対する通電量を増大させ、ベルトリール１１によるシートベルト５の巻き取り動作の実行を促進する。
また、ステップＳ１２においては、巻き取り位置の現在値から目標位置を減算して得た値（現在値−目標位置）に所定係数Ｋを乗算して得た値を、さらに目標位置に加算して得た値を、新たに目標位置として設定する。
なお、所定係数Ｋは、例えばゼロよりも大きく、かつ、１以下である。
そして、ステップＳ１３においては、モータ１４に対する通電量を減少させ、ベルトリール１１によるシートベルト５の巻き取り動作の実行を抑制する。

そして、ステップＳ１４においては、例えば車体の加速度等の車両状態量の所定量未満の変化が検出されたか否か、あるいは、例えば車両の走行挙動や姿勢状態を所定の適正状態に制御する各種制御動作が未作動か否か等を判定することにより、走行状態が所定の安定状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進む。

そして、ステップＳ１５においては、この時点での目標位置を所定の記憶部２０ａに位置の情報として記憶する。
そして、ステップＳ１６においては、シートベルト５の変位が規制されるロック動作の作動が許可されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１７に進む。
そして、ステップＳ１７においては、ロック動作の作動許可を解除、つまりロック動作の作動を禁止し、一連の処理を終了する。

この通電制御の処理によれば、例えば図５に示すように、車両の走行状態に応じて乗員の位置が車体の左右方向や前後方向等に変位した際に、特に、乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位した場合には、この時点で回転角度センサ１５により検出されるシートベルト５の巻き取り位置の現在値に収束するようにして目標位置が更新される。
これにより、例えば乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位した後に、さらにシートベルト５の引き出し方向に変位するような場合において、例えば目標位置が更新されない場合には、乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位した際の巻き取り量に相当する引き出し量が何等の規制なしに引き出し可能となり、乗員の位置がシートベルト５の引き出し方向に急激に変位してしまう虞があることに対して、乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位する毎に目標位置が更新されることで、乗員の位置がシートベルト５の引き出し方向に急激に変位してしまうことを防止することができる。

上述したように、本実施の形態によるシートベルト装置１によれば、シートベルト５の巻取位置が所定の目標位置となるようにモータ１４への通電量を制御することにより、例えば所定張力を維持するようにモータ１４への通電量を制御する場合に比べて、乗員に対する所望の快適性を確保しつつ、モータ１４に対する通電効率を向上させることができる。例えば、乗員の静止状態に対応した目標位置が設定されている場合には、乗員の姿勢変化が発生するまで張力を作用させる必要が無く、しかも、僅かな姿勢変化が生じた時点で、迅速に張力を作用させて、乗員拘束を開始することができる。
しかも、巻き取り位置の現在値が目標位置以上である過巻取状態に係る過巻取情報に基づき、目標位置を増大させるようにして、つまり目標位置を巻き取り方向に変更するようにして目標位置を更新することにより、例えばシートベルト５の巻き取りと引き出しとが繰り返される状態であっても、巻き取り量に相当する引き出し量が何等の規制なしに引き出されてしまうことを防止し、乗員を適切に拘束することができる。

なお、上述した実施の形態において、ステップＳ０１〜ステップＳ０３およびステップＳ１６およびステップＳ１７の処理は省略してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、例えば図６に示す変形例のように、車体の左右方向での乗員の移動方向（つまり、右方向および左方向）毎に目標位置を設定し、例えば旋回方向や車体左右方向の加速度や舵角等からなる車両の旋回方向状態量に基づき、各目標位置を更新してもよい。
この変形例では、例えば図４に示す上述した実施の形態でのステップＳ０６の代わりに、ステップＳ２１およびステップＳ２２の処理を実行すると共に、上述した実施の形態でのステップＳ１５の代わりに、ステップＳ２３の処理を実行する
すなわち、ステップＳ２１においては、例えば横加速度センサや舵角センサ等からなる走行状態検出センサ１９により検出される車両の旋回方向状態量に基づき、車両の旋回方向を取得する。
そして、ステップＳ２２においては、取得した旋回方向毎に目標位置を設定する。なお、この時点で予め所定の記憶部２０ａに位置の情報が旋回方向毎に記憶されている場合には、記憶されている位置の情報を目標位置として設定し、所定の記憶部２０ａに位置の情報が記憶されていない場合には、基準位置を目標位置として設定する。
また、ステップＳ２３においては、この時点での旋回方向毎の目標位置を所定の記憶部２０ａに位置の情報として記憶する。

この変形例での通電制御によれば、旋回方向毎（つまり、乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位する場合と、乗員の位置がシートベルト５の引き出し方向に変位する場合とのそれぞれ）に目標位置が設定されると共に、乗員の位置がシートベルト５の巻き取り方向に変位した場合にのみ目標位置が更新されることから、例えば乗員が巻き取り方向に変位する程度あるいは頻度が、引き出し方向に変位する程度あるいは頻度に比べて相対的に低い場合等において、目標位置が過剰に巻き取り側に更新されてしまうことは防止される。

本発明の一実施形態に係るシートベルト装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るシートベルト装置のリトラクタの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るシートベルト装置のベルトリール駆動用のモータの制御ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るシートベルト装置のベルトリール駆動用のモータの電流制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシートベルト装置のシートベルトの状態を示す図である。 本発明の一実施形態の変形例に係るシートベルト装置のベルトリール駆動用のモータの電流制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ シートベルト装置
５ シートベルト
１１ ベルトリール
１４ モータ
１５ 回転角度センサ（巻取位置検出手段）
１８ 作動判定部（作動制御手段）
１９ 走行状態センサ（走行状態検出手段）
２０ モータ制御部（制御手段）
２０ａ 記憶部（記憶手段）
２１ 電流調整部（制御手段）
ステップＳ０３、ステップＳ０４ たるみ判定手段
ステップＳ０８、ステップＳ１１ 警報手段

Claims (3)

1. シートベルトが巻回されて回動可能なベルトリールと、
   前記ベルトリールに駆動力を伝達して前記ベルトリールを回転駆動し、前記ベルトリールにより前記シートベルトを巻き取らせるモータと、
   前記モータへの通電状態を制御する制御手段と、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段により検出された前記走行状態が所定状態へと変化した場合に前記制御手段に所定の作動信号を入力する作動制御手段とを備える車両のシートベルト装置であって、
   前記ベルトリールによる前記シートベルトの巻取位置を検出する巻取位置検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記作動信号を受け前記巻取位置検出手段により検出される前記巻取位置が所定の目標位置と同等となる状態が維持されるように前記モータへの通電量を制御する巻取位置保持制御を実行すると共に、前記巻取位置保持制御の実行中に前記巻取位置が前記目標位置を超える過巻取状態の発生時において、前記シートベルトが前記目標位置よりも所定値よりも大きく巻き取られているか否かの過巻取情報に基づき、前記シートベルトが前記目標位置よりも所定値よりも大きく巻き取られている場合に、前記目標位置を、前記巻取位置と前記目標位置との差に応じた巻き取り方向の更新位置に更新することを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記制御手段は、前記更新位置を記憶する記憶手段を備え、
   前記巻取位置保持制御の実行時に、前記記憶手段に記憶された前記更新位置を前記目標位置として設定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. 前記走行状態検出手段は、前記車両の旋回方向に係る旋回方向状態量を検出し、
   前記制御手段は、前記走行状態検出手段により検出された前記旋回方向状態量に基づく前記旋回方向毎に前記目標位置を設定すると共に、前記過巻取状態の発生時における前記旋回方向に基づき前記更新位置を前記目標位置として設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両のシートベルト装置。

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