JP5210745B2

JP5210745B2 - 車両のシートベルト装置およびその制御方法

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Publication number: JP5210745B2
Application number: JP2008186027A
Authority: JP
Inventors: 正太郎大舘
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-07-17
Also published as: JP2010023614A

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およびその制御方法に関するものである。

近年、シートベルト装置として、緊急時にモータによってウェビングを引き込むものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
このシートベルト装置は、ウェビングを引き込むためのモータと、車両の緊急状態を検出する加速度センサ等の車両状態検出手段と、車両状態検出手段の検出信号を受けてモータの通電電流を制御するコントローラを備え、車両状態検出手段が緊急状態を検出すると、コントローラによる制御によってモータを瞬時に駆動させ、乗員を確実に拘束し得る位置までウェビングを引き込むようになっている。
特開２００４−２２４２６３号公報

ところで、車両の旋回時や減速時等にはシートに着座した乗員の上体が左右や前後に振られることがあり、この上体の振れをシートベルト装置によって抑えることが望まれている。
これに対し、上記従来のシートベルト装置においては、緊急時にのみモータによってウェビングを引き込むものであるため、車両の旋回時や減速時等には乗員拘束を得ることができない。

これに対処するため、車両の旋回時等の不安定挙動を検出するセンサを設け、そのセンサが車両の不安定挙動を検出したときにモータを駆動させることも考えられるが、通常運転時にモータによるウェビングの急激な巻取りがあると、乗員が違和感を覚えるという不具合を生じる。
すなわち、例えば、車両の旋回時に乗員が左右に振られる状況下において、モータによるウェビングの急激な引き込みが行われると、急激に立ち上がったウェビングの張力が乗員を強力に締め付け、このときウェビングから乗員に衝撃が伝達される。

そこで、この発明は、シートに着座した乗員が左右や前後に振られる状況下等においても、乗員に違和感を与えることなく乗員をシートに確実に拘束することのできる車両のシートベルト装置およびその制御方法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、前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ１０）と、前記モータのウェビング巻取り方向の設定値以上の回転トルクを受けて前記モータとベルトリールを接続状態に維持するクラッチ（例えば、後述の実施形態におけるクラッチ２０）と、車両の状態を検出する車両状態検出手段（例えば、後述の実施形態における車両状態検出手段４０）と、前記ベルトリールの回転位置を検出する位置検出手段（例えば、後述の実施形態における回転センサ１１）と、を備え、前記車両状態検出手段が車両の不安定挙動を検出したときに、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータの通電量を制御する車両のシートベルト装置において、前記車両状態検出手段が緊急時でない車両の不安定挙動を検出したときに、前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電する待機電流制御手段（例えば、後述の実施形態における待機電流制御手段４２）と、この待機電流制御手段による電流制御中に、ベルトリールの回転位置が目標位置からの乖離許容代を超えてウェビング引出し方向に変位したときに制御を開始し、前記ベルトリールの回転位置が乖離許容代の範囲内に維持されるように前記モータの通電量を制御する保持電流制御手段（例えば、後述の実施形態における保持電流制御手段４３）と、を設けたことを特徴とする。
この発明の場合、車両状態検出手段が車両の旋回等による緊急時でない車両の不安定挙動を検出すると、待機電流制御手段がクラッチを接続状態に維持し得る低電流をモータに通電する。これにより、モータとベルトリールが接続状態に維持され、モータ側の回転抵抗がベルトリールに付与される。この状態から、例えば、遠心力等によって乗員の上体が移動すると、ウェビングが引っ張られ、ベルトリールがウェビング引き出し方向に回転変位する。このとき、ベルトリールの回転位置が目標位置からの乖離許容代を超えて変位すると、保持電流制御手段による制御が開始され、ベルトリールの回転位置が乖離許容代の範囲内に維持されるようにモータの通電量を制御するようになる。これにより、モータは待機電流制御手段でのベース電流にウェビングの引き出しに応じた電流量を加算するかたちで通電が継続されることになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両のシートベルト装置において、前記保持電流制御手段による制御での下限通電量を、前記待機電流制御手段と同様の低電流に設定したことを特徴とする。
これにより、保持電流制御手段による制御に移行した後にも、下限通電量がクラッチを接続状態に維持し得る低電流となるため、ベルトリールの引き込み方向の回転が停止した後の急激な拘束力の抜けが生じなくなり、再引き込みの際にも拘束力の急増が生じなくなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両のシートベルト装置において、前記待機電流制御手段による制御中の乖離許容代は、前記保持電流制御手段による制御中の乖離許容代よりも大きく設定され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、前記ベルトリールの回転位置が緊急巻取り位置まで変位するように前記モータに対する通電量を制御する緊急巻取り制御手段（例えば、後述の実施形態における緊急巻取り制御手段４４）を設け、前記車両状態検出手段が緊急状態を検出したときには、前記待機電流制御手段や保持電流制御手段による電流制御を回避して前記緊急巻取り制御手段による電流制御を開始するようにしたことを特徴とする。
これにより、緊急時には緊急巻取り制御手段による制御が優先して実行され、ベルトリールが緊急巻取り位置まで速やかに回転変位するようになる。

請求項５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、前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータと、前記モータのウェビング巻取り方向の設定値以上の回転トルクを受けて前記モータとベルトリールを接続状態に維持するクラッチと、車両の状態を検出する車両状態検出手段と、前記ベルトリールの回転位置を検出する位置検出手段と、を備え、前記車両状態検出手段が車両の不安定挙動を検出したときに、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータの通電量を制御する車両のシートベルト装置の制御方法において、前記車両状態検出手段が緊急時ない車両の不安定挙動を検出したときに、前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電するステップ（例えば、後述の実施形態におけるステップＳ１１６）と、通電中における前記ベルトリールの回転位置を監視して目標位置と比較するステップ（例えば、後述の実施形態におけるステップ１０４）と、前記ベルトリールの回転位置が、前記目標位置からの乖離許容代を超えてウェビング引き出し方向に変位したときに、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップ（例えば、後述の実施形態におけるステップＳ１１０）と、を備えていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両のシートベルト装置の制御方法において、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御しているときに、前記ベルトリールの回転位置が前記目標位置の近傍に所定時間を越えて維持された場合には、前記モータへの通電量を、前記クラッチを接続状態に維持し得る前記低電流に低下させることを特徴とする。
この場合、ベルトリールの回転位置が目標位置の近傍に所定時間を越えて維持されるまでは、通電電流を低電流まで低下させないため、乗員の移動が再び起こる可能性の高い状況ではウェビングによる拘束力が維持される。

請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の車両のシートベルト装置の制御方法において、前記目標位置からの乖離許容代を変更するステップ（例えば、後述の実施形態におけるステップＳ１０７，Ｓ１１７）を備え、前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電するステップから、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップに移行する前の乖離許容代（例えば、後述の実施形態における乖離許容代Ｘth1）は、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップに移行した後の乖離許容代（例えば、後述の実施形態における乖離許容代Ｘth2）よりも大きく設定することを特徴とする。
これにより、乗員の上体の振れが少なくクラッチを接続状態に維持し得る低電流でモータを制御する状況では、乖離許容代が大きく設定され、電流量の変更頻度が抑制される。また、乗員の上体の振れが大きくなりモータへの通電量を増加させる状況では、乖離許容代が小さく設定され、電流量が頻繁に調整されるようになる。

請求項１，５に記載の発明によれば、車両状態検出手段によって緊急時でない車両の不安定挙動が検出されると、クラッチを接続状態に維持し得る低電流でモータの通電電流が制御された後に、ウェビングの引き出しに応じた電流量を加算するかたちで通電が継続されるため、トルクの急増による違和感を乗員に与えることなく、乗員の移動を速やかに、かつ確実に抑制することができる。
また、この発明によれば、最初に、クラッチを接続状態に維持し得る低電流でモータの通電電流が制御されるため、後に、乗員移動とともにベルトリールを引き込み方向に回転させる場合に、応答を過剰に早めることなく乗員の振れを速やかに抑制することができるとともに、乗員拘束に際しての最大駆動力を低減して、作動の唐突感を小さくすることができる。
さらに、車両状態検出手段によって緊急時でない車両の不安定挙動が検出された後に実際に乗員の移動が発生しない場合には、ウェビングの拘束力の増大を行わないため、不要な拘束を無くして乗員の快適性を向上させることができるとともに、消費電力の低減も図ることができる。

請求項２，６に記載の発明によれば、ベルトリールの引き込み方向の回転が停止した後の急激な拘束力の抜けが生じなくなるとともに、再引き込みの際にも拘束力の急増が生じなくなるため、乗員の快適性をより高めることができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、ベルトリールの回転位置が目標位置の近傍に所定時間を越えて維持されない限り通電電流を低電流まで低下させないため、連続的な乗員の振れに速やかに対応することができる。

請求項４に記載の発明によれば、緊急時には緊急巻取り制御手段による制御が優先して実行されるため、ウェビングによる迅速な乗員拘束を実現することができる。

請求項３，７に記載の発明によれば、乗員の上体の振れが少ない状況では、乖離許容代が大きく設定されるため、モータによるウェビングの引き込み頻度を少なくして乗員の快適性を維持することができ、乗員の上体の振れが大きくなる状況では、乖離許容代が小さく設定されるため、ウェビングの引き込み頻度を高めて乗員をより安定的にシートに保持することができる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明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。この実施形態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。また、このシートベルト装置１は、緊急時や車両の挙動変化が大きいときに、電動式のモータ１０によって自動的にウェビング５の引き込みを行う。

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の軸が突出している。このベルトリール１２は、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。動力伝達機構１３は、モータ１０の回転を減速してベルトリール１２に伝達する。また、リトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばねが設けられ、ベルトリール１２とモータ１０が後述するクラッチ２０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、リトラクタ４には、ベルトリール１２の回転位置を検出する回転センサ１１（位置検出手段）が設けられている。この回転センサ１１は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁され、ベルトリール１２と一体に回転する磁性円板と、この磁性円板の外周縁部に近接配置された一対のホール素子と、ホール素子の検出信号を処理するセンサ回路とから成り、センサ回路で処理されたパルス信号がコントローラ２１に出力されるようになっている。
この場合、ベルトリール１２の回転に応じてセンサ回路からコントローラ２１に入力されたパルス信号は、ベルトリール１２の回転量や、回転速度、回転方向等を検出するのに用いられる。つまり、コントローラ２１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、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の巻取り・引き出し速度）を求め、さらに、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。

図３〜図５は、動力伝達機構１３の具体的な構成を示すものである。
動力伝達機構１３は、サンギヤ１４が駆動入力用の外歯１５に一体に結合されるとともに、複数のプラネタリギヤ１６を支持するキャリア１７がベルトリール１２の軸に結合されている。そして、プラネタリギヤ１６に噛合したリングギヤ１８の外周側には複数のラチェット歯１９（図４参照）が形成され、このラチェット歯１９がクラッチ２０の一部を構成するようになっている。このクラッチ２０は、コントローラ２１によるモータ１０の駆動力の制御によってモータ１０とベルトリール１２の間の動力伝達系を適宜断切する。

動力伝達機構１３のモータ側動力伝達系２２は、サンギヤ１４と一体の外歯１５に常時噛合される小径の第１コネクトギヤ２３と、この第１コネクトギヤ２３と同軸にかつ一体に回転し得るように設けられた大径の第２コネクトギヤ２４と、この第２コネクトギヤ２４とモータギヤ２５（モータ１０の回転軸１０ａと一体）の間にあって動力伝達可能に常時噛合される第１，第２アイドラギヤ２６，２７と、から構成されている。モータ１０の正転方向の駆動力は、図４中の実線矢印で示すように各ギヤ２５，２７，２６を通して第２，第１コネクトギヤ２４，２３へと伝達され、さらに外歯１５を介してサンギヤ１４に伝達された後にプラネタリギヤ１６とキャリア１７を介してベルトリール１２に伝達される。このモータ１０の正転方向の駆動力は、ウェビング５を引き込む方向にベルトリール１２を回転させる。ただし、サンギヤ１４からプラネタリギヤ１６に伝達された駆動力は、リングギヤ１８が固定されているときに前記のようにすべてキャリア１７側に伝達されるが、リングギヤ１４の回転が自由な状態においては、プラネタリギヤ１６の自転によってリングギヤ１８を空転させる。クラッチ２０は、リングギヤ１４の回転のロックとロック解除を制御することによって、ベルトリール１２（キャリア１７）に対するモータ駆動力の伝達をオン・オフ操作する。

ここで、クラッチ２０について図４，図５を参照して説明する。
クラッチ２０は、図示しないケーシングに回動可能に支持され、先端部に係止爪２８を有するパウル２９と、このパウル２９を操作するクラッチスプリング３０と、パウル２９の係止爪２８に係合可能な前記リングギヤ１４のラチェット歯１９と、を備え、係止爪２８は、パウル２９がラチェット歯１９方向に操作されたときに、ラチェット歯１９の傾斜面とほぼ直交する面に突き当たり、リングギヤ１４の一方向の回転をロックする。

また、クラッチスプリング３０は付根部側が円弧状に湾曲し、その湾曲部３１が第１コネクトギヤ２３の軸部の外周に巻き付いた状態で係止されている。そして、クラッチスプリング３０の先端部はパウル２９方向に延出し、パウル２９の操作窓３２に係合するようになっている。なお、クラッチスプリング３０の湾曲部３１は摩擦によって第１コネクトギヤ２３の軸部に係合しており、第１コネクトギヤ２３との間に設定値以上のトルクが作用すると、そのトルクによって第１コネクトギヤ２３との間で滑りを生じる。

したがって、このクラッチ２０は、モータ１０が正転方向（図４中の実線矢印参照。）に回転すると、クラッチスプリング３０が、図５の実線で示す姿勢から鎖線で示す姿勢に変化し、これによってパウル２９の係止爪２８が図４に示すようにラチェット歯１９に噛合してリングギヤ１８の回転をロックする。なお、このときラチェット歯１９はリングギヤ１８の一方向の回転を確実にロックすることができるが、リングギヤ１８が逆方向に回転しようとしたときにも、ラチェット歯１９が係止爪２８を押し上げるためにある程度以上の力が必要となる。このため、クラッチスプリング３０は、リングギヤ１８の逆方向の回転に対してもある程度以上の抵抗力を付与する。
このようにリングギヤ１８の回転がロックされると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がすべてキャリア１７の回転となってベルトリール１２に伝達されるようになる（クラッチオン状態）。

一方、このクラッチオン状態からモータ１０が逆転すると、第１コネクトギヤ２３が、図４中の点線矢印で示すように回転して、クラッチスプリング３０を図５中の実線で示すように回動させる。これにより、パウル２９の係止爪２８がラチェット歯１９から引き離され、リングギヤ１８のロックが解除される。
このようにリングギヤ１８のロックが解除されると、前述のようにサンギヤ１４に伝達された回転力がプラネタリギヤ１６を自転させ、このときリングギヤ１８を空転させてキャリア１７（ベルトリール１２）側に動力が伝達されないようにする（クラッチオフ状態）。

ところで、コントローラ２１には、図２に示すように回転センサ１１の他に、車両の比較的軽微な不安定挙動、例えば車両の旋回時や減速時に乗員の上体が左右や前後に振られる前兆となる状態を検出する第１の車両状態検出手段４０と、車両が緊急状態（極度に不安定な挙動を呈する可能性の高い状態）に直面していることを検出するための第２の車両状態検出手段４１が接続されている。
第１の車両状態検出手段４０には、例えば、横加速度センサや前後加速度センサ、車輪のスリップセンサ等が用いられる。また、第１の車両状態検出手段４０としては、例えば、車両の不安定挙動を車速と舵角を用いて予測するものや、カーナビゲーションの地図情報から予測するもの、レーダーによる前方検知の情報から予測するもの、車両に作用する加速度の微分値から予測するもの、さらにこれらを総合して判断するもの等が採用可能である。
また、第２の車両状態検出手段４１としては、ＶＳＡが作動し、かつヨーレートやスリップ角度が所定値以上であることを基に判断するものや、横加速度センサや前後加速度センサが所定値以上であることを基に判断するもの等が採用可能である。

また、コントローラ２１は、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉw（接続状態に維持し得るほぼ最小の電流）をモータ１０に通電する待機電流制御手段４２と、待機電流制御手段４２による低電流Ｉwでの制御中に、ベルトリール１２の回転位置が目標位置から乖離許容代Ｘthを超えてウェビング引出し方向に変位したときに、ベルトリール１２の回転位置が乖離許容代Ｘthの範囲内に維持されるようにモータ１０の通電量を制御する保持電流制御手段４３と、ベルトリール１２の回転位置が緊急巻取り位置に迅速に変位するようにモータ１０に対する通電量を制御する緊急巻取り制御手段４４と、第１，第２の車両状態検出手段４０，４１の出力信号を基にして車両の状態を判定する車両状態判定手段４５と、ベルトリール１２の回転位置と目標位置との乖離量が乖離許容代Ｘthの範囲内にあるかどうかを判定する乖離量判定手段４６と、を備えている。
車両状態判定手段４５は、車両が比較的軽微な不安定挙動であると判定したときには、待機電流制御手段４２によるモータ１０の制御を選択し、車両が緊急状態であると判定したときには、緊急巻取り制御手段４４によるモータ１０の制御を選択する。また、乖離量判定手段４６は、乖離量が乖離許容代Ｘthの範囲内にあると判定したときには、待機電流制御手段４２によるモータ制御を選択し、乖離量が乖離許容代Ｘthの範囲内にないと判定したときには、保持電流制御手段４３によるモータ制御を選択する。

なお、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwの決定方法は、例えば、以下の（ａ）〜（ｃ）を採用することができる。
（ａ）予め使用される環境下（電圧・温度・湿度等）で最適な電流（クラッチ２０を接続状態に維持し得る最低起動電流）の値を記憶しておき、その値を低電流Ｉwとして用いる。
（ｂ）回転センサ１１の情報を基に、ウェビング５（ベルトリール１２）が微動したことを検出し、そのときの電流値を低電流Ｉwとして用いる。
（ｃ）（ａ），（ｂ）のいずれかを状況に応じて選択して用いる。

また、ベルトリール１２の回転位置が乖離許容代Ｘthを超えたときにおける、保持電流制御手段４３による電流制御は、例えば、以下の（ｄ）〜（ｆ）を採用することができる。
（ｄ）ベルトリール１２の変位増加に対して通電量を線形的に増加させる。
（ｅ）ベルトリール１２の変位増加に対して通電量を非線形的に増加させる。
（ｆ）（ｄ），（ｅ）のいずれかを状況に応じて選択する。

以下、このシートベルト装置１のコントローラ２１による制御を図６〜図８のフローチャートを基にして説明する。
図６は、制御のメインフローを示すものである。
このメインフローのステップＳ１においては、走行時におけるベルトリール１２の巻取り位置を常時計測し、計測値の平均値等を利用して巻取り基準位置を設定する。
ステップＳ２においては、車両状態検出手段４０，４１や回転センサ１１等の情報を読み込む。
ステップＳ３においては、車両が緊急状態であるかどうかを判定し、ＮＯの場合には、ステップＳ４に進み、ＹＥＳの場合には、緊急時制御Ｓ８へと進む。
ステップＳ４では、車両が軽微な不安定挙動であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、通常時制御Ｓ６に進み、ＮＯの場合には、リターンする。
通常時制御Ｓ６を終えた後には、ステップＳ７に進んで、再度車両が緊急状態であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、緊急時制御Ｓ８に進んでからステップＳ９に進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ９へと進む。ステップＳ９においては、車両が安定状態であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、リターンし、ＮＯの場合には、ステップＳ２に戻る。
すなわち、このメインフローにおいては、車両が緊急状態であるかどうかを判定し、緊急状態であると判定されたときには、緊急時制御Ｓ８を優先して行い、緊急状態でないと判定されたときに、通常時制御Ｓ６を行う。

図７は、通常時制御Ｓ６のフローを示すものである。
通常時制御では、最初に、ステップＳ１０１でベルトリール１２の目標位置Ｘ1（目標回転位置）を設定する。この目標位置Ｘ1は、例えば、基準位置と同値や、基準位置に車両の走行状況等に応じた値を加算した値に設定する。
次のステップＳ１０２においては、クラッチを接続状態に維持し得る低電流Ｉwでモータ１０を通電するとともに、モータ１０が低電流Ｉwで運転していることの指標となる待機フラグをＯＮにし、ベルトリール１２の現在位置Ｘ（現在の回転位置）と目標位置Ｘ1との乖離許容代ＸthをＸth1に設定する。なお、乖離許容代Ｘthに設定する値は、Ｘth1（例えば、１０〜２０mm）とＸth2（例えば、５〜６mm）の２種類が用意されており、ここでは大きい方の値Ｘth1が用いられる。また、ステップＳ１０２でモータ１０に通電する低電流Ｉwは、ウェビング５がほぼ無負荷状態のときにベルトリール１２を弱い力で巻き取ることのできる値に設定しておけば、ウェビング５の弛みをこの段階で無くすことができる。

次のステップＳ１０３においては、ベルトリール１２の現在位置Ｘが目標位置Ｘ1と等しくないかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１０４に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１０５へと進む。ステップＳ１０４では、目標位置Ｘ1と現在位置Ｘの差の絶対値が乖離許容代Ｘthよりも大きいかどうかを判定し、乖離許容代Ｘthよりも大きい場合には、ステップＳ１０６に進み、大きくない場合には、ステップＳ１０５へと進む。すなわち、現在位置Ｘが乖離許容代Ｘthの範囲内にある場合には、ステップＳ１０５に進み、それ以外の場合には、ステップＳ１０６へと進む。

ステップＳ１０６においては、ベルトリール１２の現在位置Ｘが目標位置Ｘ1よりも小さいかどうか、つまり、ウェビング５を巻足りない状態であるか、或いは、巻き過ぎた状態であるかを判定し、巻足りない状態の場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０７に進み、巻き過ぎた状態の場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０８へと進む。
ステップＳ１０７に進んだ場合には、待機フラグをＯＦＦにし、かつ、乖離許容代Ｘthを値の小さいＸth2に設定してからステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９では、モータ１０に対する現在の通電量Ｉに微小電流ΔＩを加算した場合に、上限値Ｉupper_limitを超えないかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１１０に進んでモータ１０の通電量をΔＩだけ増加してからステップＳ１１１に進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ１１１へと進む。
また、ステップＳ１０８では、モータ１０に対する現在の通電量Ｉから微小電流ΔＩを減算した場合に、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwよりも大きいかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１１２に進んでモータ１０の通電量をΔＩだけ減算してからステップＳ１１１に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１１３でモータ１０の通電量を低電流Ｉwに設定してからステップＳ１１１に進む。
ステップＳ１１１においては、車両が緊急状態であるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、通常時制御Ｓ６を終了して後の緊急時制御Ｓ８に移行する。また、ステップＳ１１１でＮＯの場合には、次のステップＳ１１４において、車両が不安定挙動であるかどうかを判定し、ここでＹＥＳの場合には、ステップＳ１０３に戻り、ＮＯの場合には通常時制御Ｓ６を終了する。

ここで説明したステップＳ１０６からステップＳ１１１までの一連の処理は、ベルトリール１２の回転位置Ｘが乖離許容代Ｘthから外れている場合に、通電量を増減する処理であり、増加する通電量が上限値Ｉupper_limitを超える場合にはそれ以上の電流増加を中止し、減少させる通電量が低電流Ｉwを下回る場合には、通電量を低電流Ｉwに固定するものである。

この一連の処理は、主に、後述するステップＳ１０５からステップＳ１１１までの低電流Ｉwでの通電制御（待機電流制御）が行われている最中に乗員の上体の振れ等によってベルトリール１２が乖離許容代Ｘthを超えて変位したときに、その変位を乖離許容代Ｘth内に戻すように通電電流を制御するものであり、前述した保持電流制御手段４３による機能に相当している。また、ステップＳ１０７では、乖離許容代Ｘthが値の小さいＸth2に設定されるため、一度保持電流制御に移行した後には、ステップＳ１０４での判定基準が緩くなり、ウェビング５の僅かな引き出し量の変動に対してベルトリール１２の回転位置が修正されるようになる。

一方、ステップＳ１０３またはＳ１０４で現在位置Ｘが乖離許容代Ｘthの範囲内にあると判定されてステップＳ１０５に進んだ場合には、そのステップＳ１０５で待機フラグがＯＦＦであるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１１４に進んで待機フラグをＯＮするとともにタイマーをスタートさせ（ｔ＝０）、その後にステップＳ１１１へと進む。ステップＳ１０６からステップＳ１１１の処理（保持電流制御）を経た後に初めてステップＳ１０５に進んだときには、このステップＳ１１５の処理が行われる。
ステップＳ１０５において、ＮＯの場合には、ステップＳ１１６に進んでタイマーのカウント時間ｔが所定時間ｔ1を超えたかどうかの判定を行い、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１１７に進んで、モータ１０の通電量をクラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwに設定するとともに乖離許容代Ｘthを値の大きいＸth1に設定し、その後にステップＳ１１１へと進む。また、ステップＳ１１６でＮＯの場合には、そのままステップＳ１１１に進む。すなわち、ステップＳ１０６からステップＳ１１１までの処理（保持電流制御）を経た後には、所定時間ｔ1の経過を待ってからモータ１４の通電量が低電流Ｉwに切り替えられる。

なお、ステップＳ１１７において、モータ１０の通電量を低電流Ｉwに設定する処理は、前述した待機電流制御手段４２の機能に対応している。また、ステップＳ１１７では、乖離許容代Ｘthが値の大きいＸth1に設定されるため、一度待機電流制御に移行した後には、ステップＳ１０４での判定基準が厳しくなり、ウェビング５の僅かな引き出し量の変動によって保持電流制御に移行しにくくなる。

図８は、緊急時制御Ｓ８のフローを示すものである。
緊急時制御のステップＳ２０１においては、ベルトリール１２の目標位置Ｘ2（目標引き込み位置）を設定するとともに、ベルトリール１２の回転位置が一度目標位置Ｘ2に達したことを示す指標となる到達フラグをＯＦＦに設定する。目標位置Ｘ2は、乗員をウェビング５で強固に拘束し得るものに設定され、通常時制御Ｓ６における目標位置Ｘ1よりも大きな値となる。
つづくステップＳ２０２においては、到達フラグがＯＮであるかどうかを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０３に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ２０４へと進む。緊急時制御を開始した初回は、ステップＳ２０１で到達フラグがＯＦＦに設定されるため、このときステップＳ２０４へと進む。

ステップＳ２０４では、予め設定された初期値Ｉ0でモータ１０を通電し、次のステップＳ２０５においては、ベルトリール１２の現在位置Ｘが目標位置Ｘ2以上であるかどうかを判定する。このとき、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０６に進んで到達フラグをＯＮにしてからステップＳ２１１に進み、ＮＯの場合には、そのままステップＳ２１１へと進む。
ステップＳ２１１においては、車両が安定状態かどうかを判定し、ＹＥＳの場合には緊急時制御を終了し、ＮＯの場合には、ステップＳ２０２に戻る。
したがって、ステップＳ２０５においては、現在位置Ｘが目標位置Ｘ2まで一度達するまでは到達フラグがＯＦＦのままとなり、初期値Ｉ0でのモータ１０の通電が継続される。

ステップＳ２０６で到達フラグがＯＮに設定されると、ステップＳ２０２からステップＳ２０３へと進み、ステップＳ２０３において、現在位置Ｘが目標位置Ｘ2と等しくないかどうかを判定する。ここで、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０７に進み、ＮＯの場合には、ステップＳ１１１へと進む。
ステップＳ２０７においては、現在位置Ｘと目標位置Ｘ2のずれが所定値以上であるかどうかの判定を行い、ＹＥＳの場合には、ステップＳ２０８に進み、ＮＯの場合には、ストップＳ２１１へと進む。
ステップＳ２０８においては、現在位置Ｘが目標位置Ｘ2よりも小さいかどうかの判定を行い、ＹＥＳの場合（小さい場合）には、ステップＳ２０９に進んで通電量を増加してからステップＳ２１１に進み、ＮＯの場合（大きい場合）には、ステップＳ２１０に進んで通電量を減少してからステップＳ２１１へと進む。
したがって、ステップＳ２０３からステップＳ２１１までの一連の処理においては、ベルトリール１２の回転位置（現在位置）が一度目標位置に達した後に、ベルトリール１２の回転位置が維持されるようにモータ１０の通電量を制御する。

以上のように、このシートベルト装置１では、第１の車両状態検出手段４０によって軽微な不安定挙動が検出されると、待機電流制御手段４２によってクラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwにモータ１０の通電電流が制御され、その後の乗員の上体移動に備えられる（ステップＳ１１７）。つまり、この状態では、ベルトリール１２（ウェビング５）にクラッチ２０を介してモータ１０側の回転抵抗が付与され、ウェビング５に作用する外力に対してある程度以上の力で対抗できるようになる。
そして、この後に実際に乗員の上体が左右や前後に移動して、ウェビング５がモータ１０側の回転抵抗に抗してある量（乖離許容代Ｘth）以上に引き出されると、保持電流制御手段４３によってベルトリール１２の変位に応じて通電量を増大させるようにモータ１０の通電電流が制御される（ステップＳ１０６〜Ｓ１１１）。

このシートベルト装置１の場合、最初に、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwを流して、ウェビング５の引き出しに対してある程度の抵抗力を付与できるようにしておき、この状態から実際に乗員の上体の振れによってベルトリール１２が引き出されたときに、ベースとなるの低電流Ｉwにベルトリール１２の変位に応じた電流量を加算するかたちで通電が継続される。このため、乗員の上体をウェビング５で実際に拘束する際に、トルクの急増による違和感（張力の急増による衝撃）を乗員に与えることがない。

そして、乗員を実際に拘束する前に予めベルトリール１２にモータ１０側の回転抵抗を作用させているため、乗員の上体移動に対して応答を過剰に早めることなく乗員の上体の振れを速やかに抑制することができ、さらに、乗員拘束に際しての最大駆動力を低減できることから、作動の唐突感を小さくすることができる。

また、このシートベルト装置１の場合、第１の車両状態検出手段４０によって一度軽微な不安定挙動が検出された後、実際に乗員の上体が大きく振れる事態に至らなかったときには、モータ１０によるウェビング５の強い引き込みが行われないため、乗員に不要な拘束力を付与することによって不快感を与えることがないうえ、モータ１０での消費電力を抑制することができる。

さらに、このシートベルト装置１においては、保持電流制御手段４３によってモータ１０を制御する際にも、下限通電量が、クラッチ２０を接続状態に維持し得る低電流Ｉwに設定されているため、ベルトリール１２の引き込み方向の回転が停止した後の急激な拘束力の抜けが生じなくなるとともに、再引き込みの際にも拘束力の急増が生じなくなる。このため、乗員の快適性をより高めることができる。
また、保持電流制御手段４３による引き出しに応じた制御から待機電流制御手段４２による低電流Ｉwでの制御に戻るのは、ベルトリール１２の回転位置が目標位置Ｘ1の近傍に所定時間以上維持されることを条件として制限されている（ステップＳ１１６）ため、乗員の上体が瞬時安定した後に連続的に振られるような状況下においても、乗員の振れに速やかに対応することができるとともに、ウェビング５の引き出し量の抑制と衝撃の低減を図ることができる。

また、このシートベルト装置１においては、待機電流制御手段４２による低電流Ｉwでの制御時には乖離許容代Ｘthが大きく設定され、保持電流制御手段４３による引き出しに応じた制御時には、乖離許容代Ｘthが小さく設定されるため、乗員の上体の振れの少ない状況では、拘束力の付与頻度を少なくして乗員の快適性を維持することができるとともに、乗員の上体の振れが大きくなる状況では、拘束力の付与頻度を高めて乗員を安定姿勢に確実に保持することができる。

また、このシートベルト装置１では、待機電流制御手段４２や保持電流制御手段４３以外に緊急巻取り手段４４を備え、緊急状態が検出されたときには、待機電流制御手段４２や保持電流制御手段４３よりも優先して緊急巻取り手段４４による制御を実行するため、緊急時には常に迅速な乗員拘束を実現することができる。

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。

この発明の一実施形態のシートベルト装置の概略構成図。同実施形態のシートベルト装置のリトラクタとコントローラの概略構成図。同実施形態のシートベルト装置のリトラクタの概略構成図。同実施形態のリトラクタの動力伝達系を正面から見た概略構成図。同実施形態の動力伝達系の一部の拡大図。同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。同実施形態の制御の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１…シートベルト装置
５…ウェビング
１０…モータ
１１…回転センサ（位置検出手段）
１２…ベルトリール
２０…クラッチ
４０…第１の車両状態検出手段（車両状態検出手段）
４２…待機電流制御手段
４３…保持電流制御手段
４４…緊急巻取り制御手段

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、
前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータと、
前記モータのウェビング巻取り方向の設定値以上の回転トルクを受けて前記モータとベルトリールを接続状態に維持するクラッチと、
車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
前記ベルトリールの回転位置を検出する位置検出手段と、を備え、
前記車両状態検出手段が車両の不安定挙動を検出したときに、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータの通電量を制御する車両のシートベルト装置において、
前記車両状態検出手段が緊急時でない車両の不安定挙動を検出したときに、前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電する待機電流制御手段と、
この待機電流制御手段による電流制御中に、ベルトリールの回転位置が目標位置からの乖離許容代を超えてウェビング引出し方向に変位したときに制御を開始し、前記ベルトリールの回転位置が乖離許容代の範囲内に維持されるように前記モータの通電量を制御する保持電流制御手段と、を設けたことを特徴とする車両のシートベルト装置。
前記保持電流制御手段による制御での下限通電量を、前記待機電流制御手段と同様の低電流に設定した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。
前記待機電流制御手段による制御中の乖離許容代は、前記保持電流制御手段による制御中の乖離許容代よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両のシートベルト装置。
前記ベルトリールの回転位置が緊急巻取り位置まで変位するように前記モータに対する通電量を制御する緊急巻取り制御手段を設け、
前記車両状態検出手段が緊急状態を検出したときには、前記待機電流制御手段や保持電流制御手段による電流制御を回避して前記緊急巻取り制御手段による電流制御を開始するようにした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。
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、
前記ベルトリールに駆動力を伝達するモータと、
前記モータのウェビング巻取り方向の設定値以上の回転トルクを受けて前記モータとベルトリールを接続状態に維持するクラッチと、
車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
前記ベルトリールの回転位置を検出する位置検出手段と、を備え、
前記車両状態検出手段が車両の不安定挙動を検出したときに、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記モータの通電量を制御する車両のシートベルト装置の制御方法において、
前記車両状態検出手段が緊急時ない車両の不安定挙動を検出したときに、前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電するステップと、
通電中における前記ベルトリールの回転位置を監視して目標位置と比較するステップと、
前記ベルトリールの回転位置が、前記目標位置からの乖離許容代を超えてウェビング引き出し方向に変位したときに、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップと、
を備えていることを特徴とする車両のシートベルト装置の制御方法。
前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御しているときに、前記ベルトリールの回転位置が前記目標位置の近傍に所定時間を越えて維持された場合には、前記モータへの通電量を、前記クラッチを接続状態に維持し得る前記低電流に低下させることを特徴とする請求項５に記載の車両のシートベルト装置の制御方法。
前記目標位置からの乖離許容代を変更するステップを備え、
前記クラッチを接続状態に維持し得る低電流を前記モータに通電するステップから、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップに移行する前の乖離許容代は、前記ベルトリールの回転位置が目標位置に近づくように前記モータの通電量を制御するステップに移行した後の乖離許容代よりも大きく設定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両のシートベルト装置の制御方法。