JP5020654B2

JP5020654B2 - 車両のシートベルト装置

Info

Publication number: JP5020654B2
Application number: JP2007028311A
Authority: JP
Inventors: 行久石井; 義孝鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: JP2008189255A

Description

この発明は、車両のシートに着座した乗員をウェビングによって拘束するシートベルト装置に関するものである。

車両に装備されるシートベルト装置は乗員拘束用のウェビングがリトラクタ内のベルトリールに巻回され、装着時にリトラクタから引き出されるようになっている。近年、この種のシートベルト装置として、ウェビングが巻回されるベルトリールを、クラッチを介してモータに接続し、緊急時におけるウェビングの張力付与をモータによって行うものが案出されている。

このようなシートベルト装置においては、緊急時の作動に備えて通常の使用時にモータ等の各部の故障診断を行うことが望まれている。
このような要望から、従来、モータに発電検出手段を設け、ベルトの引き出し時にベルトリールを介してモータが回転させられたときに、ベルトの引き出しに応じた電気量が発電検出手段によって検出されるようにしたものが案出されている。このシートベルト装置では、例えば、モータに断線や固着がある場合に規定の発電量が得られなくなるため、その結果からモータの故障を診断することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２９７７３１号公報

しかし、この従来のシートベルト装置においては、シートベルトを装着するウェビングの引き出し時に発電検出手段による検出発電量に基づいてモータの断線や固着を診断するようになっているため、モータの故障診断が可能な条件が限られており、より多様な条件下での故障診断の実現が望まれている。

そこでこの発明は、多様な条件下で故障診断を行うことのできる車両のシートベルト装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するウェビング（例えば、後述の実施形態におけるウェビング５）が巻回されるベルトリール（例えば、後述の実施形態におけるベルトリール１２）と、このベルトリールに動力伝達機構（例えば、後述の実施形態における動力伝達機構１３）を介して接続され、このベルトリールを回転駆動するモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ１０）と、前記ベルトリールの回転状態を検出するリール回転状態検出手段（例えば、後述の実施形態における回転センサ１４，パルス検出手段２３）と、前記モータに流れる電気の状態を検出するモータ電気状態検出手段（例えば、後述の実施形態における電流検出手段２２）と、前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態と、前記モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態とに基づいて、前記リール回転状態検出手段とモータの少なくともいずれか一方の故障を診断する故障診断手段（例えば、後述の実施形態におけるセンサ異常判定手段３４）と、を備え、前記故障診断手段は、前記モータ電気状態検出手段によって検出される前記モータの電気状態量に基づいて対応するベルトリールの回転状態量の閾値範囲を予測し、前記リール回転状態検出手段によって検出される前記ベルトリールの回転状態量が前記予測した閾値範囲から外れるときに、前記リール回転状態検出手段に故障があるものと診断することを特徴とする。
これにより、モータとベルトリールが連動する条件下において、故障診断手段によってリール回転状態検出手段の故障が診断されるようになる。

請求項２に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するウェビングが巻回されるベルトリールと、このベルトリールに動力伝達機構を介して接続され、このベルトリールを回転駆動するモータと、前記ベルトリールの回転状態を検出するリール回転状態検出手段と、前記モータに流れる電気の状態を検出するモータ電気状態検出手段と、前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態と、前記モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態とに基づいて、前記モータの故障を診断する故障診断手段（例えば、後述の実施形態におけるモータ異常判定手段５８）と、を備え、前記故障診断手段は、前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態量に基づいて対応する前記モータの電気状態量の閾値範囲を予測し、前記ベルトリールとモータの間の動力伝達が有効である条件下で、前記モータ電気状態検出手段によって検出される前記モータの電気状態量が前記予測した閾値範囲から外れるときに、前記モータに異常があるものと診断することを特徴とする。
これにより、モータとベルトリールが連動する条件下において、故障診断手段によってモータの故障が診断されるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両のシートベルト装置において、前記故障診断手段は、前記モータとベルトリールの間の動力伝達機構が無効であるときに、前記リール回転状態検出手段から正常ではあり得ない信号が出力されたか否かによって前記リール回転状態検出手段の故障診断を単独で実行する回転検出故障単独診断手段（例えば、後述の実施形態におけるセンサ故障単独診断手段５９）を備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置において、前記リール回転状態検出手段またはモータの故障を通知可能な通知手段（例えば、後述の実施形態における異常表示インジケータ２５）を備えていることを特徴とする。
これにより、リール回転状態検出手段やモータの故障が検出されたときに通知手段による通知が行われ、例えば、故障表示インジケータを点灯させてユーザーに知らせたり、車内ネットワークを通して信号が共用される他の装置に故障信号を送ることが可能になる。

請求項１に記載の発明によれば、故障診断手段が、モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態量に基づいて対応するベルトリールの回転状態量の閾値範囲を予測し、リール回転状態検出手段によって検出される前記ベルトリールの回転状態量が前記予測した閾値範囲から外れるときに、リール回転状態検出手段に故障があるものと診断するため、モータとベルトリールが連動する条件下であればウェビングの引き出し時だけでなくウェビングの引き込み時等にも、リール回転状態検出手段の故障を診断することができ、しかも、モータの電気状態とリール回転状態検出手段の出力との対応状態を比較するため、リール回転状態検出手段の断線やショート以外の出力の狂いについても詳細に診断することができる。

請求項２に記載の発明によれば、故障診断手段が、リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態量に基づいて対応するモータの電気状態量の閾値範囲を予測し、ベルトリールとモータの間の動力伝達が有効である条件下で、モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態量が予測した閾値範囲から外れるときに、モータに異常があるものと診断するため、モータとベルトリールが連動する条件下であればウェビングの引き出し時だけでなくウェビングの引き込み時等にも、モータの故障を診断することができ、しかも、リール回転状態検出手段の出力とモータの電気状態との対応状態を比較するため、モータの断線やショートだけでなく、リール回転状態検出手段の出力とモータの電気状態の対応異常、例えば、モータの出力低下（規定通電電流に対する回転量低下）や過負荷状態（規定回転量に対して通電電流が過大となる状態）等についても詳細に診断することができる。

請求項３に記載の発明によれば、動力伝達機構が無効でモータとベルトリールが連動しないときに、モータ電気量の不要な診断を行わないため、省電力化を図ることができる。また、モータとベルトリールが連動しない条件下で、回転検出故障単独診断手段によってリール回転状態検出手段の診断を行うため、リール回転状態検出手段の予備的な故障診断を効率良く行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、回転状態検出手段やモータの故障をユーザーや他の装置に速やかに通知することができるため、故障に対する迅速な対処を行うことができる。

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図４に示す参考例について説明する。
図１は、この参考例にかかるシートベルト装置１の全体概略構成を示すものであり、同図中２は、乗員３の着座するシートである。この参考例のシートベルト装置１は、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング５がセンタピラー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、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
ウェビング５は、初期状態ではリトラクタ４に巻き取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。このシートベルト装置１の場合、衝突時におけるウェビング５の引き込みが電動式のモータ１０によって行われ、このモータ１０がプリテンション機構を構成するようになっている。

リトラクタ４は、図２に示すようにケーシング（図示せず）に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されるとともに、ケーシングの一端側にベルトリール１２の軸１２ａが突出している。このベルトリール１２の軸１２ａは、動力断接操作用のクラッチ（図示せず）を含む動力伝達機構１３を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されている。また、リトラクタ４内には、ベルトリール１２を巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが収容され、ベルトリール１２とモータ１０がクラッチのオフ作動によって切り離された状態において、巻取りばねによる張力がウェビング５に作用するようになっている。

また、ベルトリール１２の軸１２ａには、その軸１２ａの回転を検出する回転センサ１４（リール回転状態検出手段）が設けられている。この回転センサ１４は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁された磁性円板１５と、この磁性円板１５の外周縁部に近接配置された一対のホール素子１６ａ，１６ｂと、ホール素子１６ａ，１６ｂの検出信号を処理するセンサ回路１７とから成り、センサ回路１７で処理されたパルス信号がコントローラ１８に出力されるようになっている。
ベルトリール１２の回転に応じてセンサ回路１７からコントローラ１８に入力されるパルス信号は、コントローラ１８において、基本的にはモータ１０を駆動するためのフィードバック信号として用いられる。つまり、コントローラ１８においては、パルス信号をカウントすることによってベルトリール１２の回転量（ウェビング５の引き出し量）を検出し、さらにパルス信号の変化速度（周波数）を演算することによってベルトリール１２の回転速度（ウェビング５の引き出し速度）を求め、また、両パルス信号の波形の立ち上がりの比較によってベルトリール１２の回転方向を検出する。

ところで、モータ１０は駆動回路１９を通してコントローラ１８によって制御されるが、コントローラ１８には、車両前方の物体を検出するレーダや車両の減速度（加速度）を検出する加速度センサ等の衝突前兆検知装置２０が接続され、この衝突前兆検知装置２０から入力される信号を受けてモータ１０の駆動を適宜制御するようになっている。また、コントローラ１８には、バックル９の接続状態を検出するバックルスイッチ２１が接続されている。

また、コントローラ１８は、モータ１０に流れる電流（モータ１０の回転に伴う発電電流またはモータ１０の通電電流）を検出する電流検出手段２２（モータ電気状態検出手段）と、一方のホール素子１６ａに対応するＡ相と他方のホール素子１６ｂに対応するＢ相のパルス入力を検出するパルス検出手段２３（リール回転状態検出手段）と、電流検出手段２２がモータ電流を検出した後に、一定時間の間にパルス検出手段２３によるパルスの検出があるかどうかをＡ相、Ｂ層について夫々判定し、「パルス入力有り」の判定がないときに「異常有り」の信号を出力するセンサ異常判定手段２４（故障診断手段）と、を備えている。なお、図３の（ａ），（ｂ）は、モータ１０（三相モータ）の発電や通電に伴う電流波形とセンサ回路１７で全波整流したときの電流波形を夫々示し、（ｃ）は、電流検出手段２２からの検出信号を示し、（ｄ）は、回転センサ１７のＡ相，Ｂ相の各パルスを示している。そして、コントローラ１８には、センサ異常判定手段２４から「異常有り」の信号を受けて点灯する運転席の異常表示インジケータ２５（通知手段）が接続されている。

以下、このシートベルト装置１による故障診断の処理を、図４に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ１００においては、現在、モータ１０に電流が流れているかどうかを判定し、モータ１０に電流が流れている場合には、ステップＳ１０１に進み、モータ１０に電流が流れていない場合にはリターンする。なお、ウェビング５の巻取り時にはモータ１０には通電電流が流れ、ウェビング５の引き出し時にはモータ１０の回転に伴う発電電流が流れる。

そして、ステップＳ１０１に進んだ場合には、電流検出直後から一定時間内に回転センサ１４の回転に伴うＡ相，Ｂ相のパルス入力が検出されたかどうかを判定する。一定時間内にパルス入力が検出された場合には、ステップＳ１０２に進んで回転センサ１４に異常がないものと判定し、一定時間内にパルス入力が検出されない場合には、ステップＳ１０３に進んで回転センサ１４に異常があるものと判定する。そして、このフローチャートでは省略されているが、ステップＳ１０３に進んだ場合には運転席の異常表示インジケータ２５を点灯させる。
なお、異常表示インジケータ２５は、Ａ相とＢ相で共通のものを一つ設けるようにしても、各相毎に各一つずつ設けるようにしても良い。各相毎に異常表示インジケータ２５を設けるようにした場合には、いずれの相のセンサ部に異常があるかをユーザーに知らせることができる。

以上のように、このシートベルト装置１においては、「モータ電流有り」と判定されたときに、一定時間内に回転センサ１４のＡ相，Ｂ相のパルス入力があるかどうかを判定し、その結果を用いて回転センサ１４の異常を診断するようになっているため、ベルトリール１２とモータ１０が接続されている状況では、ウェビング５の引き出し時だけでなく、モータ１０によるウェビング５の巻取り時や衝突前兆検知に伴う緊急引き込み時等においても、回転センサ１４の故障診断を行うことができる。
したがって、このシートベルト装置１においては多様な条件下において回転センサ１４の故障診断を行うことができるため、故障を早期に発見することができる。

また、このシートベルト装置１の場合、コントローラ１８のセンサ異常判定手段２４で故障と診断されたときに、運転席の異常表示インジケータ２５が点灯するようになっているため、回転センサ１４の異常をユーザーに早期に知らせ、ユーザーによる早期の故障修理を促すことができる。さらに、回転センサ１４のＡ相，Ｂ相の各相毎に異常表示インジケータ２５を設置するようにした場合には、故障個所や故障原因の特定がさらに容易になる。

なお、この参考例においては、センサ異常判定手段２４が「異常有り」と判定したときに異常表示インジケータ２５を点灯させるようにしているが、センサ異常判定手段２４が「異常有り」と判定したとき、車内ネットワークを通して信号を共用する他の装置にその判定信号を出力するようにしても良い。
また、この参考例においては、コントローラ１８に電流検出手段２２を設け、電流検出手段２２がモータ１０の電流を検出したときに、一定時間の間にパルス検出手段２３によるパルス検出があるかどうかをセンサ異常判定手段２４で判定するようにしているが、電流検出手段２２に代えてモータ１０の電圧を検出する電圧検出手段を設け、電圧検出手段による電圧の検出があったときにパルス入力の有無の判定を行うようにしても良い。

次に、図５〜図７に示すこの発明の第１の実施形態について説明する。なお、この第１の実施形態も含め以下で説明する各実施形態はシートベルト装置の機械的な構造は上記の参考例とほぼ同様であるため、機械的構造についての図示と重複する説明を省略するものとし、必要に応じて適宜図１，図２を参照するものとする。

第１の実施形態のシートベルト装置１Ａで用いられるコントローラ１８Ａは、図５に示すようにモータ１０に一定時間Ｔの間、所定値Ｉ_１以上の電流が流れたかどうか（例えば、図６に示すように一定時間Ｔの間、全波整流後の電流値が所定値Ｉ_１以上であるかどうか）を判定する安定電流判定手段３０（モータ電気状態検出手段）と、モータ１０が所定値Ｉ_１以上の電流状態（所定値Ｉ_１以上の発電を行う状態、または、所定値Ｉ_１以上の通電が為される状態）で回転するときの、回転センサ１４のパルス速度（周波数）範囲を演算またはマップを参照して求めるパルス速度予測手段３１と、回転センサ１４（図２参照）の一方のホール素子１６ａに対応するＡ相と他方のホール素子１６ｂに対応するＢ相のパルス入力を夫々カウントするパルスカウント手段３２（リール回転状態検出手段）と、パルスカウント手段３２のＡ相，Ｂ相の各カウント結果を受けて実際の回転センサ１４の各相のパルス速度（パルス周波数）を演算するパルス速度演算手段３３（リール回転状態検出手段）と、パルス速度演算手段３３で求めた各相の実際のパルス速度がパルス速度予測手段３１で予測したパルス速度範囲内にあるかどうかを判定し、各相の実際のパルス速度が予測したパルス速度範囲内にない場合に「異常有り」の信号を出力するセンサ異常判定手段３４（故障診断手段）と、を備えている。また、コントローラ１８Ａには、センサ異常判定手段３４から「異常有り」の信号を受けて点灯する異常表示インジケータ２５（通知手段）が接続されている。

以下、このシートベルト装置１Ａによる故障診断の処理を、図７に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ２００においては、一定時間Ｔの間、モータ１０に所定値Ｉ_１以上の電流が流れたかどうかを判定し、一定時間Ｔの間、所定値Ｉ_１以上の電流が流れた場合には、ステップＳ２０１に進み、流れない場合にはリターンする。

ステップＳ２０１においては、モータ１０に流れる電流が所定値Ｉ_１以上のときの回転センサ１４のＡ相，Ｂ相の各パルス速度の範囲を予測し、つづくステップＳ２０２において、時間当たりの実際のパルスカウント値を演算して回転センサ１４のＡ相，Ｂ相の各パルス速度を求める。次のステップＳ２０３においては、Ａ相，Ｂ相の実際の各パルス速度が予測パルス速度範囲内にあるかどうかを判定する。実際のパルス速度が予測パルス速度範囲内にある場合には、ステップＳ２０４に進んで回転センサ１４に異常がないものと判定し、実際のパルス速度が予測パルス速度範囲内にない場合には、ステップＳ２０５に進んで回転センサ１４に異常があるものと判定する。なお、図７のフローチャートでは省略されているが、ステップＳ２０５に進んだ場合には異常表示インジケータ２５を点灯させる。

このシートベルト装置１Ａにおいては、モータ１０に一定時間Ｔの間、所定値Ｉ_１以上の安定した電流が流れたときに、回転センサ１４の各相の実際のパルス速度が予測した規定のパルス速度範囲内にあるかどうかを判定し、その結果を用いて回転センサ１４の異常を判定するようになっているため、ベルトリール１２とモータ１０が接続されている状況では、ウェビング５の引き出し時だけでなく、モータ１０によるウェビング５の巻取り時や衝突前兆検知に伴う緊急引き込み時等においても、回転センサ１４の故障診断を行うことができる。したがって、このシートベルト装置１Ａの場合も、多様な条件下において回転センサ１４の故障診断を行い、故障を早期に発見することができる。

そして、このシートベルト装置１Ａにおいては、モータ１０に流れる電流量と回転センサ１４の出力との対応状態を比較するため、回転センサ１４の断線やショートを正確に診断することができるのは勿論のこと、それ以外の回転センサ１４の出力の狂いについても正確に診断することができる。即ち、モータ１０に流れる電流量が所定値以上で回転センサ１４のパルス速度が規定のパルス速度範囲から外れるときには、回転センサ１４に断線やショートが生じていない場合であっても、モータ駆動時に適切なウェビング張力の付与ができなくなる可能性が高くなるが、このシートベルト装置１Ａにおいては、このような状況を的確に診断することができる。

また、このシートベルト装置１Ａの場合、モータ１０に電流が安定的に流れ、モータ１０とベルトリール１２が連動作動する状況でのみ回転センサ１４の故障診断を行うため、回転センサ１４に対する診断タイミングの適切化と省電力化を図ることができる。

なお、以上では、コントローラ１８Ａに安定電流判定手段３０を設け、モータ１０に一定時間Ｔの間に、所定値Ｉ_１以上の電流が流れたかどうかを安定電流判定手段３０で判定するようにしているが、安定電流判定手段３０に代えて安定電圧判定手段を設け、モータ１０に一定時間Ｔの間に、所定値Ｖ_１以上の電圧が発生したたかどうかを判定するようにしても良い。また、上記の実施形態においては、回転センサ１４の実際のパルス速度と比較するパルス速度範囲を一種（一段）のみ設定しているが、比較するパルス速度範囲を二種（二段）以上設定して、より詳細な故障診断を行えるようにしても良い。

図８〜図１０は、この発明の第２の実施形態を示すものである。
この第２の実施形態のシートベルト装置１Ｂで用いられるコントローラ１８Ｂは、モータ１０に流れる電流を検出する電流検出手段２２（モータ電気状態検出手段）と、一定時間内にモータ１０に供給される電力量またはモータ１０で発電される電力量を演算する（図９参照）電力量演算手段４０（モータ電気状態検出手段）と、この電力量演算手段４０の演算結果を基にして一定時間内に回転センサ１４から出力されるパルスの積算値範囲を予測するパルス積算値予測手段４１と、回転センサ１４（図２参照）の一方のホール素子１６ａに対応するＡ相と他方のホール素子１６ｂに対応するＢ相のパルス入力を夫々カウントするパルスカウント手段３２（リール回転状態検出手段）と、パルスカウント手段３２のＡ相，Ｂ相の各カウント結果（パルス積算値）がパルス積算値予測手段４１で予測した積算値範囲内にあるかどうかを判定し、各相の実際のパルス積算値が予測した積算値範囲内にない場合に「異常有り」の信号を出力するセンサ異常判定手段４２（故障判定手段）と、を備えている。

以下、このシートベルト装置１Ｂによる故障診断の処理を、図１０に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ３００においては、現在、モータ１０に電流が流れているかどうかを判断し、モータ１０に電流が流れている場合には、ステップＳ３０１に進み、モータ１０に電流が流れていない場合にはリターンする。

ステップＳ３０１においては、一定時間内にモータ１０に供給される電力量またはモータ１０で発電される電力量を演算し、さらにその演算結果から一定時間内に回転センサ１４から発されるパルスの積算値（カウント値）を予測する。そして、つづくステップＳ３０２においては、実際に回転センサ１４から出力される各相のパルスを一定時間の間カウントする。
ステップＳ３０３においては、一定時間の間のＡ相，Ｂ相の実際の各パルスのカウント値が予測したパルスの積算値範囲内にあるかどうかを判定する。実際のパルスのカウント値が予測積算値範囲内にある場合には、ステップＳ３０４に進んで回転センサ１４に異常がないものと判定し、実際のパルスのカウント値が予測積算値範囲内にない場合には、ステップＳ３０５に進んで回転センサ１４に異常があるものと判定する。なお、この実施形態の場合も、ステップＳ３０５に進んだ場合には異常表示インジケータ２５を点灯させる。

このシートベルト装置１Ｂにおいては、モータ１０に電流が流れるときに、一定時間の間の回転センサ１４の各相の実際のパルスカウント値が予測した規定のパルス積算値範囲内にあるかどうかを判定し、その結果を用いて回転センサ１４の異常を判定するようになっているため、やはり、ベルトリール１２とモータ１０が接続されている状況では、ウェビング５の引き出し時に限らず、モータ１０によるウェビング５の巻取り時や衝突前兆検知に伴う緊急引き込み時等においても、回転センサ１４の故障診断を行うことができる。

また、このシートベルト装置１Ｂにおいては、モータに流れる電流の積算量（電力量）と回転センサ１４の出力との対応状態を比較するため、回転センサ１４の断線やショートだけでなく、それ以外の回転センサ１４の狂いについても正確に診断することができる。

なお、上記の実施形態においては、回転センサ１４の実際のパルスカウント値と比較するパルス積算値範囲を一種（一段）のみ設定しているが、比較するパルス積算値範囲を二種（二段）以上設定してより詳細な故障診断を行えるようにしても良い。

図１１〜図１４は、この発明の第３の実施形態を示すものである。
この第３の実施形態のシートベルト装置１Ｃで用いられるコントローラ１８Ｃは、回転センサ１４（図２参照）のパルス入力をカウントするパルスカウント手段５０（リール回転状態検出手段）と、パルスカウント手段５０のカウント値を基にパルス速度（パルス周波数）を演算するパルス速度演算手段５１と、このパルス速度演算手段５１の演算結果を受けてパルス速度が所定値以上であるかどうかを判定するパルス速度判定手段５２と、クラッチスイッチ５３から信号を受けて動力伝達装置１３（図２参照）のクラッチのオン・オフ状態を判定するクラッチＯＮ判定手段５４と、パルス速度演算手段５１の演算結果を基にしてモータ１０に流れる電流値の範囲を予測する電流予測手段５６と、モータ１０に流れる電流を検出する電流検出手段５７（モータ電気状態検出手段）と、電流検出手段５７で検出した電流値が電流予測手段５６で予測した電流値の範囲内であるかどうかを判定し、検出した電流値が予測した電流値範囲内にない場合に「異常有り」の信号を出力するモータ異常判定手段５８（故障診断手段）と、モータ１０とベルトリール１２が安定的に連動作動しない条件下で、回転センサの検出信号のみを用いて回転センサ１４の故障を診断するセンサ故障単独診断手段５９（回転検出故障単独診断手段）と、を備えている。

以下、このシートベルト装置１Ｃによる故障診断の処理を、図１２，図１３に示すフローチャートに沿って説明する。
まず、図１２に示すステップＳ４００においては、回転センサ１４から出力されるパルスの速度が所定値以上であるかどうかを判定し、パルス速度が所定値に満たない場合には、回転センサ単独故障診断処理４１０に進み、パルス速度が所定値以上の場合には、ステップＳ４０１に進む。
ステップＳ４０１においては、クラッチがオンであるかオフであるかを判定し、オフの場合には、回転センサ単独故障診断処理４１０に進み、オンの場合には、ステップＳ４０２に進む。
ステップＳ４０２では、実際にモータ１０に流れている電流が予測値の範囲内であるかどうかを判定し、実際にモータ１０に流れている電流が予測値の範囲内にある場合には、ステップＳ４０３に進んでモータ１０に異常がないものと判定し、予測値の範囲内にない場合には、ステップＳ４０４に進んでモータ１０に異常があるものと判定する。そして、ステップＳ４０４に進んだ場合には異常表示インジケータ２５を点灯させる。

また、回転センサ単独故障診断処理４１０は、回転センサ１４のＡ相，Ｂ相のパルスの時系列変化を判別し、通常では発生し得ない両相のパルス変化のパターンが出たときに回転センサ１４に異常があるものと判定するものである。
以下に、回転センサ単独故障診断処理４１０の具体例について説明する。
図１４は、回転センサ１４のＡ相，Ｂ相のパルスの変化の様子の一例を上２段で示し、パルスのＨｉ値とＬｏｗ値に夫々０と１を対応させたときの各相の対応値の変化を中２段で示し、Ａ相とＢ層の対応値が２進数で、かつＡ相の対応値がＢ相の対応値の１桁上の数であるとしたときに、両相の対応値を加算して１０進数に変換したもの（以下、単に「Ａ相とＢ相の加算値」と呼ぶ）を最下段で示している。
今、図１４のＡ相，Ｂ相のパルス波形は、回転センサ１４が正転（一方向に回転）するときのものであるとすると、Ａ相とＢ相の加算値は…３→２→０→１…と変化し、回転センサが逆転する場合には、Ａ相とＢ相の加算値は…３→１→０→２…と変化する。したがって、Ａ相とＢ相の加算値の変化を調べ、上記の２パターン以外の変化があった場合に異常があるものと判定すれば良い。
また、Ａ相とＢ相の加算値が…３→２→０→１…と変化する場合には、加算値の１変化（前回値−今回値）を＋１とし、Ａ相とＢ相の加算値が…３→１→０→２…と変化する場合には、加算値の１変化（前回値−今回値）を−１とすれば、ベルトリールが回転する間、Ａ相とＢ相の加算値変化をカウントすることにより、以下の表１のようにウェビング５の引き出し量に応じたパルスの総カウント値を求めることができる。

また、Ａ相，Ｂ相の加算値の変化（前回値−今回値）とカウント値の対応は以下の表２のようになる。なお、以下の表２において、０は加算値に変化がないことを示し、×は、正転、逆転のいずれでもあり得ないこと（故障）を示している。

以上の前提において、回転センサ単独故障診断処理４１０では、図１３に示すステップＳ５００において、Ａ相とＢ相の加算値の変化（前回値−今回値）が正常の値であるかどうか、つまり、表２の×に対応するものでないかどうかを判定し、正常な値でない場合には、ステップＳ５０１に進んで回転センサ１４に異常があるものと判定し、正常な値である場合には、ステップＳ５０２に進んで正転方向の加算値の変化であるかどうかを判定する。ここで、正転方向の加算値の変化であると判定した場合には、ステップＳ５０３に進んでカウント値に＋１を加え、一方、正転方向の加算値の変化でないと判定した場合には、ステップＳ５０４に進んでさらに逆転方向の加算値の変化であるかどうかを判定する。このとき、逆転方向の加算値の変化であると判定した場合には、ステップＳ５０５に進んでカウント値に−１を加え、逆転方向の加算値の変化でないと判定した場合には、ステップＳ５０６に進んでカウント値に０を加算する。

このシートベルト装置１Ｃにおいては、回転センサ１４が所定値以上のパルス速度で安定的に回転し、かつクラッチがオン状態となっているときに、モータ１０を流れる実際の電流が予測した規定の電流値の範囲にあるかどうかを判定し、その結果を用いてモータ１０の異常を判定するようになっているため、ウェビング５の引き出し時だけでなく、モータ１０によるウェビング５の巻取り時や衝突前兆検知に伴う緊急引き込み時等においても、モータ１０の故障診断を行うことができる。したがって、このシートベルト装置１Ｃにおいては、多様な条件下においてモータ１０の故障診断を行い、故障を早期に発見することができる。

また、このシートベルト装置１Ｃにおいては、回転センサ１４の出力とモータ１０に流れる電流量との対応状態を比較するため、モータ１０の断線やショートだけでなく、例えば、モータ１０の出力低下（規定通電電流に対する回転量の低下）や過負荷状態（規定回転量に対して通電電流が過大となる状態）等についても正確に診断することができる。

さらに、このシートベルト装置１Ｃにおいては、回転センサ１４が安定的に回転し、かつクラッチがオンになる（モータ１０とベルトリール１２が連動する）状況でのみモータの故障診断を行うため、モータ１０に対する診断タイミングの適切化と省電力を図ることができる。
なお、さらにバックル９（図１参照）の接続状態を検出するバックルスイッチを設け、バックルスイッチがオンの場合にだけ図１２のフローチャートのステップＳ４０２以後の処理に進み、バックルスイッチがオフのときにリターンするようにしても良い。この場合には、不要な診断の実行を抑えてさらなる省電力化を図ることができる。

また、このシートベルト装置１Ｃの場合、クラッチのオフ等によってベルトリール１２とモータ１０が安定的に連動しない状況においては、センサ故障単独診断手段５９により、回転センサ１４のＡ相，Ｂ相の信号のみを用いて回転センサ１４の信号故障を診断するようになっているため、回転センサ１４の故障診断を効率良く行うことができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、回転センサ１４が安定的に回転する条件下でモータ１０の電流を診断する第３の実施形態に、モータ１０が安定的に回転する条件下で回転センサ１４の出力を診断する第１，第２の実施形態を組み込むようにしても良い。このようにした場合には、回転センサ１４の出力を基準とするモータ１０の診断と、逆にモータ電流を基準とする回転センサ１４の診断を両方行うことができるため、故障対象や原因をより容易に特定することが可能になる。

参考例のシートベルト装置を示す全体概略構成図。同参考例のシートベルト装置のコントローラを中心とした概略構成図。同参考例のモータの電圧／電流の波形図（ａ）、電圧／電流の全波整流波形図（ｂ）、電流確認信号の波形図（ｃ）、回転センサの電圧／電流のパルス波形図（ｄ）を併せて記載した図。同参考例のシートベルト装置の故障診断処理を示すフローチャート。この発明の第１の実施形態のシートベルト装置のコントローラを中心とした概略構成図。同実施形態のモータの電圧／電流の全波整流波形図。同実施形態のシートベルト装置の故障診断処理を示すフローチャート。この発明の第２の実施形態のシートベルト装置のコントローラを中心とした概略構成図。同実施形態のモータの電圧／電流の全波整流波形図（ａ）と、モータの電力量を示すグラフ（ｂ）を併せて記載した図。同実施形態のシートベルト装置の故障診断処理を示すフローチャート。この発明の第３の実施形態のシートベルト装置のコントローラを中心とした概略構成図。同実施形態のシートベルト装置の故障診断処理を示すフローチャート。同実施形態のシートベルト装置の故障診断処理を示すフローチャート。同実施形態の回転センサのＡ相、Ｂ相のパルス信号波形と、各相の信号レベルを数値化したものと、それを加算した数値を併せて示す図。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…シートベルト装置
５…ウェビング
１０…モータ
１２…ベルトリール
１３…動力伝達機構
１４…回転センサ（リール回転状態検出手段）
２２…電流検出手段（モータ電気状態検出手段）
２３…パルス入力検出手段（リール回転状態検出手段）
３４，４２…センサ異常判定手段（故障診断手段）
２５…異常表示インジケータ（通知手段）
３０…安定電流判定手段（モータ電気状態検出手段）
３２…パルスカウント手段（リール回転状態検出手段）
３３…パルス速度演算手段（リール回転状態検出手段）
４０…電力量演算手段（モータ電気状態検出手段）
５０…パルスカウント手段（リール回転状態検出手段）
５７…電流検出手段（モータ電気状態検出手段）
５８…モータ異常判定手段（故障診断手段）
５９…センサ故障単独診断手段（回転検出故障単独診断手段）

Claims

シートに着座した乗員を拘束するウェビングが巻回されるベルトリールと、
このベルトリールに動力伝達機構を介して接続され、このベルトリールを回転駆動するモータと、
前記ベルトリールの回転状態を検出するリール回転状態検出手段と、
前記モータに流れる電気の状態を検出するモータ電気状態検出手段と、
前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態と、前記モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態とに基づいて、前記リール回転状態検出手段の故障を診断する故障診断手段と、
を備え、
前記故障診断手段は、前記モータ電気状態検出手段によって検出される前記モータの電気状態量に基づいて対応するベルトリールの回転状態量の閾値範囲を予測し、前記リール回転状態検出手段によって検出される前記ベルトリールの回転状態量が前記予測した閾値範囲から外れるときに、前記リール回転状態検出手段に故障があるものと診断することを特徴とする車両のシートベルト装置。
シートに着座した乗員を拘束するウェビングが巻回されるベルトリールと、
このベルトリールに動力伝達機構を介して接続され、このベルトリールを回転駆動するモータと、
前記ベルトリールの回転状態を検出するリール回転状態検出手段と、
前記モータに流れる電気の状態を検出するモータ電気状態検出手段と、
前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態と、前記モータ電気状態検出手段によって検出されるモータの電気状態とに基づいて、前記モータの故障を診断する故障診断手段と、
を備え、
前記故障診断手段は、前記リール回転状態検出手段によって検出されるベルトリールの回転状態量に基づいて対応する前記モータの電気状態量の閾値範囲を予測し、前記ベルトリールとモータの間の動力伝達が有効である条件下で、前記モータ電気状態検出手段によって検出される前記モータの電気状態量が予測した閾値範囲から外れるときに、前記モータに異常があるものと診断することを特徴とする車両のシートベルト装置。
前記故障診断手段は、前記モータとベルトリールの間の動力伝達機構が無効であるときに、前記リール回転状態検出手段から正常ではあり得ない信号が出力されたか否かによって前記リール回転状態検出手段の故障診断を単独で実行する回転検出故障単独診断手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両のシートベルト装置。
前記リール回転状態検出手段またはモータの故障を通知可能な通知手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。