JP5352651B2 - シートベルト装置 - Google Patents

Description

この発明は、シートベルト装置に関するものである。

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は、車両の減速時や旋回時等にモータによってウェビングを巻き取ることで乗員の上体を保持したり、ウェビングの緩みを除去したりする機能（以下、姿勢保持機能という）を備えるものがある。
また、特許文献１には、車両の走行状態に応じてウェビング巻き取りの作動閾値を変更するシートベルト装置が記載されている。

特表２００７−５２５３７３号公報

ところで、前記姿勢保持機能を備えたシートベルト装置においては、車両の減速度や横加速度が閾値を越えた場合に、モータを駆動してウェビングの巻き取りを行っている。
しかしながら、従来の姿勢保持機能付きのシートベルト装置においては、前記加速度の閾値が一定で不変であるため、乗員によっては姿勢保持機能によるウェビングの巻き取りが過剰に感じられたり、別の乗員によっては姿勢保持機能の作動が鈍感に感じられたりして、総ての乗員にとって最適な閾値を設定するのは困難であった。
なお、前記特許文献１に記載されたシートベルト装置１は、個々の乗員に応じて作動閾値を変更するものではない。

そこで、この発明は、姿勢保持の作動閾値を、個々の乗員に最適な値に変更することができるシートベルト装置を提供するものである。

この発明に係るシートベルト装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、シート（例えば、後述する実施例におけるシート２）に着座した乗員（例えば、後述する実施例における乗員Ｐ）を拘束するウェビング（例えば、後述する実施例におけるウェビング５）が巻回されたベルトリール（例えば、後述する実施例におけるベルトリール１１）と、前記ウェビングを巻き取る方向に前記ベルトリールに駆動力を伝達可能なモータ（例えば、後述する実施例におけるモータ１４）と、前記ウェビングの引き出し量の増加を検出する引き出し量増加検出手段（例えば、後述する実施例における引き出し量増加検出手段２２）と、車両の加速度を検出する加速度検出手段（例えば、後述する実施例における横加速度センサ１８、減速度センサ１９、合成加速度算出手段２１）と、前記加速度検出手段により検出された加速度が基準加速度以上のときに前記モータをウェビング巻き取り方向に駆動するモータ制御手段（例えば、後述する実施例におけるモータ制御手段２４）と、前記加速度検出手段により検出された加速度が前記基準加速度未満のときに前記引き出し量増加検出手段によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を、引き出し量増加が検出されたときに前記加速度検出手段により検出された加速度に変更する基準加速度変更手段（例えば、後述する実施例における基準加速度変更手段２３）と、を備えることを特徴とするシートベルト装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記基準加速度変更手段は、前記モータ制御手段による前記ウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、前記引き出し量増加検出手段によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を所定値増大することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記基準加速度変更手段は、前記モータ制御手段による前記ウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、前記加速度検出手段により検出された加速度が前記基準加速度よりも小さい値に予め設定された所定値以下となった場合に、基準加速度を所定値増大することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、加速度が基準加速度未満のときにウェビングの引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度が、引き出し量増加が検出されたときの加速度に変更されるので、姿勢保持のためのモータ駆動の作動閾値である基準加速度を、拘束している乗員Ｐに適した値に変更することができる。その結果、乗員Ｐを適切に姿勢保持することができる。

請求項２に係る発明によれば、モータ制御手段によるウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、ウェビングの引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度が所定値増大されるので、姿勢保持が過剰に作動することを抑制することができ、その結果、姿勢保持が過剰に作動することによって乗員が感じる違和感を低減することができる。

請求項３に係る発明によれば、モータ制御手段によるウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、加速度が基準加速度よりも小さい値に予め設定された所定値以下となり、且つ、ウェビングの引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度が所定値増大されるので、車両の走行状態が安定状態であり、且つ、ウェビングの引き出し量増加が検出された場合にだけ、基準加速度を増大させることができ、誤まって基準加速度を増大させないようにすることができる。

この発明に係るシートベルト装置の構成図である。 前記シートベルト装置におけるリトラクタの概略構成図である。 前記シートベルト装置におけるベルトリール駆動用のモータの制御ブロック図である。 車両の横加速度と減速度の合成加速度と、姿勢保持処理の作動閾値（基準加速度）との関係を示す図である。 前記シートベルト装置の姿勢保持制御を示すフローチャートである。

以下、この発明に係るシートベルト装置の実施例を図１から図５の図面を参照して説明する。
図１はシートベルト装置１の概略構成を示しており、この実施例は運転席のシート２に着座した乗員Ｐを拘束するシートベルト装置の態様である。このシートベルト装置１は、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からウェビング５が上方に引き出され、このウェビング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、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ーアンカ７を介して車体フロアに固定されいている。そして、ウェビング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の助手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。

このシートベルト装置１では、ウェビング５は初期状態においてリトラクタ４に巻き取られて格納されており、シート２に着座した乗員Ｐが手でウェビング５を引き出して、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装着状態となり、乗員Ｐの主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。また、乗員Ｐが手でタング８とバックル９との係合を解除することによって非装着状態にすることができる。

バックル９はバックルスイッチ（装着状態検出手段）１７を備えており（図３参照）、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（換言すると装着状態のとき）にＯＮとなり、タング８がバックル９から離脱しているとき（換言すると非装着状態のとき）にＯＦＦとなる。

リトラクタ４は、図２に示すように、ケーシング（図示略）に回転可能に支持され、ウェビング５が巻回されたベルトリール１１と、ベルトリール１１をウェビング巻き取り方向に回転付勢するスプリング（付勢部材）１２と、歯車列等の伝達装置１３を介してベルトリール１１にウェビング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の回転位置を検出する回転角度センサ１５を備えている。
回転角度センサ１５の検出値に基づいて、ベルトリール１１の回転量や回転速度や回転方向を求めることができ、ベルトリール１１の回転量に基づいてウェビング５の引き出し量や巻き取り量を検出することができる。

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によって常に巻き取り方向へ付勢されているとともに、モータ１４の駆動力によって巻き取り方向へ回転することができる。そして、バックル解除時のウェビング５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（駆動力）とによって行われる。
なお、ベルトリール１１をウェビング引き出し方向へ回転するときには、クラッチ（図示略）によりベルトリール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、ウェビング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。

図３の制御ブロック図に示すように、モータ１４はモータ制御装置２０によって制御され、バックル９の解除時にウェビング５を巻き取る時に駆動されるとともに、車両の減速時等に乗員Ｐの姿勢を保持するときに駆動される。

モータ制御装置２０には、前記した回転角度センサ１５とバックルスイッチ１７の出力信号が入力される外、車体の適所に設置され車両の横加速度（横Ｇ）を検出する横加速度センサ（横Ｇセンサ）１８と、車体の適所に設置され車両の減速度（減速Ｇ）を検出する減速度センサ（減速Ｇセンサ）１９の出力信号が入力される。
モータ制御装置２０は、合成加速度算出手段２１と、引き出し量増加検出手段２２と、基準加速度変更手段２３と、モータ制御手段２４と、を備えている。

合成加速度算出手段２１は、横加速度センサ１８により検出された横加速度と、減速度センサ１９によって検出された減速度とを合成して、合成加速度を算出する。なお、この実施例においては、横加速度センサ１８と減速度センサ１９と合成加速度算出手段２１によって加速度検出手段が構成され、この加速度検出手段によって合成加速度が検出されることとなる。

引き出し量増加検出手段２２は、タング８をバックル９に係合し乗員Ｐをウェビング５で拘束している状態において、ウェビング５の引き出し量が増加したか否かを検出する。ウェビング５の引き出し量が増加したか否かは、回転角度センサ１５の検出値がウェビング５の引き出し方向に変化したか否かで判定することができ、回転角度センサ１５の検出値がウェビング５の引き出し方向に変化した場合にはウェビング５の引き出し量が増加したと判定することができ、回転角度センサ１５の検出値が変化しない場合およびウェビング５の巻き取り方向に変化した場合にはウェビングの引き出し量が増加していないと判定することができる。

モータ制御手段２４は、合成加速度算出手段２１により検出された合成加速度が基準加速度以上のときに、モータ１４をウェビング巻き取り方向に駆動する姿勢保持処理を実行する。姿勢保持処理では、ウェビング５を所定量だけ巻き取ることによりウェビング５に所定の張力を発生させ、乗員Ｐの姿勢を保持する。なお、図４は、姿勢保持の作動領域および非作動領域を示しており、作動領域と非作動領域との閾値が基準加速度である。基準加速度は一定値ではなく、基準加速度変更手段２３によって変更され得る変数である。

基準加速度変更手段２３は、姿勢保持処理を実行していていない期間におけるウェビング５の状況に応じて、基準加速度を予め設定された下限値と上限値の間において変更する。
詳述すると、基準加速度変更手段２３は、合成加速度算出手段２２により算出された合成加速度が現在設定されている基準加速度未満のときに引き出し量増加検出手段２２によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を、引き出し量増加が検出されたときに合成加速度算出手段２２により算出された合成加速度に変更する。ただし、変更後の基準加速度は予め設定された下限値を最小値とし、下限値を下回る変更は禁止される。

また、基準加速度変更手段２３は、モータ制御手段２４によるウェビング５の巻き取りが終了してから所定時間以内に、合成加速度算出手段２２により算出された合成加速度が、基準加速度よりも小さい値に予め設定された所定値以下となり、且つ、引き出し量増加検出手段２２によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を所定値増大する。ただし、変更後の基準加速度は予め設定された上限値を最大値とし、上限値を上回る変更は禁止される。

次に、このシートベルト装置１の姿勢保持制御を、図５のフローチャートに従って説明する。なお、図５のフローチャートに示される姿勢保持制御は、既に乗員Ｐがタング８をバックル９に係合してウェビング５の装着を完了していて、ウェビング５によって乗員Ｐが拘束されている状態からスタートするものとする。

まず、ステップＳ１０１において、合成加速度算出手段２１によって算出された合成加速度が、現在設定されている基準加速度未満か否かを判定する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」である場合、すなわち合成加速度が基準加速度未満である場合には、姿勢保持処理を実行する必要がないのでステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、引き出し量増加検出手段２２がウェビング５の引き出し量の増加を検出したか否かを判定する。例えば、車両の減速あるいは旋回により乗員Ｐに加速度が加わり、そのために乗員の上体が前方や左右に振られてウェビング５が引き出された場合に、引き出し量検出手段２１によってウェビング５の引き出し量増加が検出される。

ステップＳ１０２における判定結果が「ＹＥＳ」である場合、すなわち引き出し量検出手段２１によってウェビング５の引き出し量増加が検出された場合には、ステップＳ１０３に進み、基準加速度を、ウェビング５の引き出し量増加が検出された時に合成加速度算出手段２１により算出された合成加速度に変更する。これは、設定されていた基準加速度が大き過ぎて、姿勢保持処理を実行すべき状況であったにもかかわらず実行されなかったと考えることができるからであり、このような場合には、次回ステップＳ１０１において用いられる基準加速度を、ウェビング５の引き出し量増加が検出された時の合成加速度に変更するのである。その結果、基準加速度は減少されることとなるが、変更後の基準加速度は予め設定された下限値を最小値とし、下限値を下回る変更は禁止される。

ステップＳ１０３の処理を実行した後、リターンに進む。
また、ステップＳ１０２における判定結果が「ＮＯ」である場合には、現在設定されている基準加速度を変更する必要がないので、リターンに進む。

一方、ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」である場合、すなわち合成加速度が基準加速度以上である場合には、姿勢保持処理を実行する必要があるのでステップＳ１０４に進み、姿勢保持処理を実行する。
ステップＳ１０４において実行される姿勢保持処理は、モータ１４をウェビング巻き取り方向に駆動してウェビング５を巻き取ることによって行われ、ウェビング５の巻き取り量が所定量となった場合に、モータ１４の駆動を停止して、姿勢保持処理は終了する。

次に、ステップＳ１０５に進み、姿勢保持処理を終了してから所定時間（例えば、１０秒）以内か否かを判定する。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＮＯ」である場合には、誤判定を避けるためリターンに進む。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１０６に進み、合成加速度算出手段２１により算出された合成加速度が所定値以下であるか否かを判定する。前記所定値は基準加速度の下限値よりも小さい値に予め設定されている。前記所定値は、車両の走行状態が安定状態と判定することができる閾値であり、例えば、０．２Ｇに設定されている。つまり、ステップＳ１０６の処理は、車両の走行状態が安定状態であるか否かを判定する処理であり、この実施例では合成加速度が前記所定値以下になったときに車両が安定状態になったと判定する。
なお、車両の安定状態を判定するパラメータは、加速度に限るものではなく、例えばヨーレートなどを用いることも可能である。

ステップＳ１０６における判定結果が「ＮＯ」である場合には、車両の走行状態が不安定であり、誤判定を避けるためリターンに進む。
ステップＳ１０６における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１０７に進み、引き出し量増加検出手段２２がウェビング５の引き出し量の増加を検出したか否かを判定する。

ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ１０８に進み、基準加速度を所定値（例えば、０．０５Ｇ）だけ増大して、リターンに進む。乗員Ｐが姿勢保持の作動が過剰であると感じた場合、姿勢保持処理終了後に乗員Ｐがウェビング５を手で僅かに引き出し、ウェビング５の張力を弱めようとすることが経験上知られている。そこで、このシートベルト装置１では、姿勢保持処理を終了してから所定時間以内に、車両が安定状態（合成加速度が所定値以下）となり、且つ、ウェビング５の引き出し量の増加が検出された場合には、この乗員Ｐには、現在設定されている基準加速度が小さいため、姿勢保持が過剰に作動していると判定して、次回ステップＳ１０１において用いられる基準加速度を、現在設定されている基準加速度よりも前記所定値だけ増大するのである。ただし、変更後の基準加速度は予め設定された上限値を最大値とし、上限値を上回る変更は禁止される。
一方、ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」である場合には、現在設定されている基準加速度を変更する必要がないので、リターンに進む。

以上説明するように、このシートベルト装置１では、合成加速度が現在設定されている基準加速度未満のときにウェビング５の引き出し量増加が検出された場合には、基準加速度を、引き出し量増加が検出されたときの合成加速度に変更するので、姿勢保持の作動閾値である基準加速度を、このシートベルト装置１によって拘束している乗員Ｐに適した値に変更することができる。その結果、その後は乗員Ｐを適切に姿勢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、姿勢保持処理を終了（モータ１４によるウェビング５の巻き取り終了）してから所定時間以内にウェビング５の引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を所定値だけ増大して、基準加速度を現在設定されている基準加速度よりも大きい値に変更するので、姿勢保持が過剰に作動することによって乗員Ｐが感じる違和感を低減することができる。

特に、この実施例のシートベルト装置１では、姿勢保持処理を終了（モータ１４によるウェビング５の巻き取り終了）してから所定時間以内に、合成加速度が所定値（例えば０．２Ｇ）以下に低下し、且つ、ウェビング５の引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を所定値だけ増大させているので、車両の走行状態が安定状態となり、且つ、ウェビング５の引き出し量増加が検出された場合に限って基準加速度を増大させることができる。

換言すると、車両の走行状態が不安定（合成加速度が０．２Ｇより大きい）であるときには、ウェビング５の引き出し量増加が検出された場合であっても、基準加速度を増大させないようにすることができる。例えば、車両の走行状態が不安定なときには、その不安定さに起因して乗員Ｐの上体が揺れ、ウェビング５が引き出されて引き出し量が増加する場合もある。この場合には、乗員Ｐが姿勢保持の作動を過剰に感じてウェビング５を引っ張って引き出し量を増加させたわけではないので、基準加速度を変更すべきではない。この実施例のシートベルト装置１では、このような場合に誤って基準加速度を増大させないようにすることができる。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例において例示した具体的数値はあくまで一例であり、適宜の数値を採用することができる。

１ シートベルト装置
２ シート
５ ウェビング
１１ ベルトリール
１４ モータ
１８ 横加速度センサ（加速度検出手段）
１９ 減速度センサ（加速度検出手段）
２１ 合成加速度算出手段（加速度検出手段）
２２ 引き出し量増加検出手段
２３ 基準加速度変更手段
２４ モータ制御手段
Ｐ 乗員

Claims (3)

1. 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たベルトリールと、
   前記ウェビングを巻き取る方向に前記ベルトリールに駆動力を伝達可能なモータと、
   前記ウェビングの引き出し量の増加を検出する引き出し量増加検出手段と、
   車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記加速度検出手段により検出された加速度が基準加速度以上のときに前記モータをウェビング巻き取り方向に駆動するモータ制御手段と、
   前記加速度検出手段により検出された加速度が前記基準加速度未満のときに前記引き出し量増加検出手段によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を、引き出し量増加が検出されたときに前記加速度検出手段により検出された加速度に変更する基準加速度変更手段と、
   を備えることを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記基準加速度変更手段は、前記モータ制御手段による前記ウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、前記引き出し量増加検出手段によって引き出し量増加が検出された場合に、基準加速度を所定値増大することを特徴とする請求項１に記載のシートベルト装置。
3. 前記基準加速度変更手段は、前記モータ制御手段による前記ウェビングの巻き取りが終了してから所定時間以内に、前記加速度検出手段により検出された加速度が前記基準加速度よりも小さい値に予め設定された所定値以下となった場合に、基準加速度を所定値増大することを特徴とする請求項２に記載のシートベルト装置。

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