JP5400665B2 - シートベルト装置 - Google Patents

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。

近年、シートベルト装置として、ウェビングの装着状態を検出するバックルスイッチ等の装着検出スイッチ（装着検出手段）を設け、装着検出スイッチの検出信号を用いてウェビングの巻き取り制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種のシートベルト装置においては、従来、有接点型の検出スイッチが用いられていたが、有接点型の検出スイッチは、接点部でのショート故障やオープン故障の可能性があるため、近年では、無接点型の検出スイッチが用いられる傾向にある。

特許第４３７５３７３号公報

しかし、無接点型の検出スイッチが用いられるシートベルト装置の場合、センシングのための電力が必要であるため、車両の主電源スイッチ（イグニッションスイッチ）を切った状態においも僅かずつ電力の消費が行われる。

そこでこの発明は、故障信頼性の向上と電力消費の低減の両立を図ることのできる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、ウェビングの装着状態を検出する無接点型の装着検出手段（例えば、後述の実施形態における装着検出スイッチ４５）と、ウェビングの装着状態の変化を検出する有接点型の装着変化検出手段（例えば、後述の実施形態における脱着検出センサ４６，信号変化検出手段６５）と、車両の主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の検出結果を記憶する状態記憶手段（例えば、後述の実施形態における状態記憶手段５８）と、前記主電源スイッチのオン・オフ状態に応じてウェビングの装着状態を決定する装着状態決定手段（例えば、後述の実施形態における装着状態決定手段５９）と、を備え、前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオンの場合には、前記無接点型の装着検出手段の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定し、前記主電源スイッチがオフの場合には、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出したときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定することを特徴とする。
これにより、主電源スイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出手段の検出結果がウェビングの巻き取り制御等に用いられるとともに、このときの検出結果が状態記憶手段によって記憶される。また、主電源スイッチがオフの場合には、有接点型の装着変化検出手段がウェビングの装着状態の変化を検出すると、状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態が、現在の検出結果としてウェビングの巻き取り制御等に用いられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシートベルト装置において、前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオフの場合に、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシートベルト装置において、前記装着変化検出手段は、複数の検出回路（例えば、後述の実施形態における第１の検出回路６０、及び、第２の検出回路６１）と、ウェビングの装着状態に応じて前記各検出回路の信号を変化させる複数の有接点型の検出スイッチ（例えば、後述の実施形態における第１の検出スイッチ６２、及び、第２の検出スイッチ６３）を備え、少なくとも一つの検出回路の信号が変化したときに、装着状態の変化が有ったものとして検出信号を出力することを特徴とする。
この場合、いずれか一つの検出スイッチにショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチも同様に故障する可能性は極めて小さいため、ウェビングの装着状態が変化した場合には、この変化が残余の検出スイッチのある検出回路の信号変化として検出される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置において、前記主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の故障診断を行う故障診断手段（例えば、後述の実施形態における故障診断手段５７）をさらに備え、前記状態記憶手段は、前記故障診断手段によって前記装着検出手段の故障が検出されない場合に、現在の装着検出手段の検出結果を記憶することを特徴とする。
これにより、装着検出手段が正常なときにだけ、装着検出手段の検出結果が状態記憶手段に記憶されるようになる。

請求項１に記載の発明によれば、主電源スイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出手段の検出結果を用い、主電源スイッチがオフの場合には、有接点型の装着変化検出手段がウェビングの装着状態の変化を検出したときに、状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の検出結果として用いるため、主電源スイッチがオン・オフいずれの場合にもウェビングの装着状態を正確に検出することができ、しかも、主電源スイッチがオフの場合に、センシングのための電力消費を抑制することができる。
即ち、この発明においては、主電源スイッチがオフのときに、有接点型の検出手段で装着変化の有無のみを検出するため、有接点型の検出手段にショート故障やオープン故障が生じても誤検出を招き難い構造とすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、装着状態決定手段は、主電源スイッチがオフの場合に、装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定するため、ウェビングの装着状態を正確に検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ウェビングの装着状態が変化した場合に、いずれか一つの検出スイッチにショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチのある検出回路の信号変化から装着状態の変化を確実に検出することができる。

請求項４に記載の発明によれば、装着検出手段が正常なときにだけ、装着検出手段の検出結果が状態記憶手段に記憶されるため、主電源スイッチがオフのときに誤った状態記憶が装着状態の決定に反映されるのを防止することができる。

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である。 この発明の一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を中心とする概略構成図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置のバックルとタングプレートを示す正面図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の有接点型の脱着検出センサを示す正面である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の有接点型の脱着検出センサの部品を示す斜視図である。 この発明の一実施形態のシートベルト装置の装着状態の決定制御の流れを示すフローチャートである。

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、この実施形態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、車両の挙動が不安定になったときや、通常走行時にウェビング５に弛みがあるとき、さらにウェビング５をリトラクタ４に収納するとき等に電動式のモータ１０によってウェビング５の巻き取りを実行する。モータ１０は、後述するコントローラ２１によって制御される。

図２は、リトラクタ４とコントローラ２１の機能を説明するためのシートベルト装置１の概略構成図である。
リトラクタ４は、図２に示すようにケーシング１４に回転可能に支持されたリール１２にウェビング５が巻回されるとともに、ケーシング１４の一端側にリール１２の軸が突出している。このリール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の回転を減速してリール１２に伝達する。また、リトラクタ４には、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、リール１２とモータ１０がクラッチ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。なお、クラッチ２０はモータ１０の正転を契機としてＯＮにされ、モータ１０の逆転を契機としてＯＦＦとされる。

また、リトラクタ４には、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、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。

ところで、コントローラ２１の入力側には、図２に示すように回転センサ１１の他に、前後加速度センサ４０や横加速度センサ４１、ヨーレートセンサ４２等の車両状態を検出するためのセンサ類が接続されるとともに、タングプレート８とバックル９の装着状態（ウェビング５の装着状態）を検出する装着検出スイッチ４５（装着検出手段）と、タングプレート８とバックル９の脱着変化を検出する脱着検出センサ４６と、イグニッションスイッチ（車両の主電源スイッチ）のオン・オフ状態を検出する電源状態検知部４８が接続されている。

図３は、タングプレート８とバックル９を示すものであり、同図に示すように、上記の装着検出スイッチ４５と脱着検出センサ４６はバックル９に内蔵されている。
装着検出スイッチ４５は無接点型のスイッチであり、例えば、所定のギャップを挟んで対向配置された永久磁石５１とホールＩＣ５２と、タングプレート８に押圧されて進退作動する遮蔽板５３を備えた構成されている。この構成のスイッチの場合、タングプレート８がバックル９内のロック部材（図示せず）と確実に係合される位置まで進入したときに、遮蔽板５３が永久磁石５１とホールＩＣ５２の間に進入し、或いは、今まで進入していた状態から離反してホールＩＣによる検出磁束を変化させる。

図４，図５は、脱着検出センサ４６の具体的な構造を示す図である。
図４に示すように、脱着検出センサ４６は、ノーマルクローズ型の第１の検出回路６０と、ノーマルオープン型の第２の検出回路６１を備え、これらの第１，第２の検出回路６０，６１にそれぞれ第１，第２の検出スイッチ６２，６３が設けられている。
この実施形態の場合、第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３は一つのユニットとして構成され、そのユニットは、表面に複数の接点パターンが設けられた接点プレート５４と、タングプレート８に押圧されて接点プレート５４上をスライドするスイッチプレート５５を備えた構成とされている。接点プレート５４上には、第１の検出回路６０と第２の検出回路６１とで共用するグランド接点５４Ａと、第１の検出回路６０のみに接続される第１の接点５４Ｂと、第２の検出回路６１のみに接続される第２の接点５４Ｃが設けられ、スイッチプレート５５のスライド操作によってグランド接点５４Ａが第１の接点５４Ｂと第２の接点５４Ｃのうちのいずれか一方と導通するようになっている。

スイッチプレート５５は、図５に示すように、弾性を有する金属プレートに一対の接点端子５５ａ，５５ｂが切り起こされて設けられている。各接点端子５５ａ，５５ｂは二股状に分岐し、二股に分かれた各片で対応する接点に接触接続されるようになっている。

この脱着検出センサ４６は、タングプレート８がバックル９内のロック部材（図示せず）と確実に係合される位置まで進入したときに、スイッチプレート５５が第１の接点５４Ｂとグランド接点５４Ａを接続するとともに、第２の接点５４Ｃとグランド接点５４Ａの接続を遮断する。これにより、以下の表１に示すように、第１の検出スイッチ６２（表１中「Ｎ．Ｃ．」）がオンになって対応する第１の検出回路６０にオン信号（表１中「１」）が出力されるとともに、第２の検出スイッチ６３（表１中「Ｎ．Ｏ．」）がオフになって対応する第２の検出回路６１にオフ信号（表１中「０」）が出力される。
また、タングプレート８がバックル９内のロック部材から外れると、スイッチプレート５５が接点プレート５４上を逆側にスライドして第１の接点５４Ｂとグランド接点５４Ａの接続を遮断するとともに、第２の接点５４Ｃとグランド接点５４Ａを接続する。これにより、以下の表１に示すように、第１の検出スイッチ６２（表１中「Ｎ．Ｃ．」）がオフになって対応する第１の検出回路６０にオフ信号（表１中「０」）が出力されるとともに、第２の検出スイッチ６３（表１中「Ｎ．Ｏ．」）がオンになって対応する第２の検出回路６１にオン信号（表１中「１」）が出力される。

ところで、第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３は構造上一方がオンのときには他方がオフになるが、いずれか一方にショート故障やオープン故障があった場合には、上記の表１に示すように、両検出スイッチ６２，６３（表１中「Ｎ．Ｃ．」，「Ｎ．Ｏ．」）のオン・オフ状態が同じになることがある。
具体的には、例えば、下記の表２に示すように、第１の検出スイッチ６２（表２中「Ｎ．Ｃ．」）にショート故障が生じた場合には、タングプレート８がバックル９に嵌合されている状態では、第１の検出スイッチ６２（表２中「Ｎ．Ｃ．」）と第２の検出スイッチ６３（表２中「Ｎ．Ｏ．」）が正常時と同様のオン・オフ状態となっているが、タングプレート８がバックル９から外されると、第１の検出スイッチ６２（表２中「Ｎ．Ｃ．」）と第２の検出スイッチ６３（表２中「Ｎ．Ｏ．」）がともにオン状態となる。
また、第２の検出スイッチ６３にオープン故障が生じた場合には、タングプレート８がバックル９に嵌合されている状態では、第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３が正常時と同様のオン・オフ状態となっているが、タングプレート８がバックル９から外されると、第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３がともにオフ状態となる。

このため、第１，第２の検出スイッチ６２，６３のいずれか一方にショート故障やオープン故障が生じた場合には、検出信号を見ただけではタングプレート８とバックル９の脱着状態を正確に判定することはできない。しかし、タングプレート８とバックル９の脱着状態が変化すると、故障のない側の検出スイッチの信号状態が必ず変化する。図２に示すようにコントローラ２１には、第１，第２の検出スイッチ６２，６３の少なくともいずれか一方の信号状態が変化したことを検出する信号変化検出手段６５が設けられている。この実施形態の場合、第１，第２の検出スイッチ６２，６３（脱着検出センサ４６）と信号変化検出手段６５によって、ウェビング５の装着状態の変化を検出する装着変化検出手段が構成されている。

また、コントローラ２１は、図２に示すように、回転センサ１１、前後加速度センサ４０、横加速度センサ４１、ヨーレートセンサ４２や、装着検出スイッチ４５、脱着検出センサ４６、電源状態検知部４８等から入力信号を受けてモータ１０を制御するモータ制御手段５６を備えている。
モータ制御手段５６による主な制御は以下の（ａ）〜（ｃ）となる。
（ａ）緊急時にウェビング５を引き込んで乗員３を拘束する。
（ｂ）通常走行時等にウェビング５を緩く引き込んでウェビング５の弛みを取る。
（ｃ）乗員３がタングプレート８をバックル９から外したときに、ウェビング５を引き込んでリトラクタ４に収納する。
ここで、上記のモータ制御手段５６による（ａ），（ｂ）の制御は、ウェビング５が装着状態のとき（タングプレート８がバックル９に係合されているとき）に実行され、（ｃ）の制御は、ウェビング５が非装着状態のとき（タングプレート８がバックル９から外れているとき）に実行される。

コントローラ２１は、図２に示すように、前述のモータ制御手段５６と信号変化検出手段６５の他に、イグニッションスイッチがオンのときに、無接点型の装着検出スイッチ４５の故障診断を行う故障診断手段５７と、故障診断手段５７が故障なしとの診断したときに、現在の（イグニッションスイッチがオンのときの）装着検出スイッチ４５のオン・オフ状態をメモリに記憶させる状態記憶手段５８と、イグニッションスイッチのオン・オフ状態に応じてウェビング５の装着状態を決定する装着状態決定手段５９と、を備えている。

故障診断手段５７は、ホールＩＣ５２の検出電流値が規定の範囲内の値であるか否かを判定し、規定の範囲から外れる値の場合には、装着検出スイッチ４５に故障があるものと診断し、規定の範囲内の値である場合には、装着検出スイッチ４５が正常であるものと診断する。

装着状態決定手段５９は、イグニッションスイッチがオンの場合には、無接点型の装着検出スイッチ４５の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定する。つまり、イグニッションスイッチがオンの状態では、ショート故障やオープン故障がなく故障信頼性の高い装着検出スイッチ４５の検出信号をそのまま使用する。
また、装着状態決定手段５９は、イグニッションスイッチがオフの場合には、脱着検出センサ４６の二つの検出スイッチ６２，６３と信号変化検出手段６５が、タングプレート８とバックル９の脱着変化（ウェビング５の装着状態の変化）を検出すると、状態記憶手段５８に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定する。一方、タングプレート８とバックル９の脱着変化（ウェビング５の装着状態の変化）が検出されない場合には、状態記憶手段５８に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定する。

以下、このシートベルト装置１の装着状態の決定制御を図６のフローチャートに従って説明する。
同図において、ステップＳ１００では、イグニッションスイッチがオンであるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０１に進み、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０２に進む。

イグニッションスイッチがオンでステップＳ１０１に進んだ場合には、無接点型の装着検出スイッチ４５の故障診断を実行し、つづくステップＳ１０３の判定で故障無しであれば、ステップＳ１０４に進み、故障有りの場合にはリターンする。なお、故障有りの場合には、装着検出スイッチ４５に代えて有接点式の脱着検出センサ４５の信号を用いるようにしても良い。
ステップＳ１０４では、装着検出スイッチ４５による検出値を状態記憶値Ｓに代入し（メモリに記憶させ）、次のステップＳ１０５に進んで、無接点型の装着検出スイッチ４５の信号をそのまま用いる。
したがって、イグニッションスイッチがオンの場合には、装着検出スイッチ４５の信号を用いてモータ制御手段５６によるウェビング５の巻き取り制御等が行われる。

また、イグニッションスイッチがオフでステップＳ１０２に進んだ場合には、脱着検出センサ４６と信号変化検出手段６５によってウェビング５の装着状態の変化（タングプレート８のスライド変化）を判定する。ここで装着状態の変化が有りと判定された場合には、ステップＳ１０６に進み、無しと判定された場合には、ステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０６では、装着状態に変化があったため、状態記憶手段５８に記憶されている状態記憶値Ｓを反転し、その反転した状態値が用いられる。したがって、この場合には、状態記憶値Ｓを反転した状態値がモータ制御手段５６によるウェビング５の巻き取り制御等に用いられる。
一方、ステップＳ１０７では、装着状態に変化がないため、状態記憶手段５８に記憶されている状態記憶値Ｓがそのままモータ制御手段５６によるウェビング５の巻き取り制御等に用いられる。

以上のように、このシートベルト装置１においては、イグニッションスイッチがオンの場合には、故障信頼性の高い無接点型の装着検出スイッチ４５の検出結果を用い、イグニッションスイッチがオフの場合には、有接点型の脱着検出センサ４６と信号変化検出手段６５が装着状態の変化を検出したときに、状態記憶手段５８に記憶されている検出状態値を反転させた状態値を現在の検出結果として用いるとともに、装着状態の変化を検出しないときに、状態記憶手段５８に記憶されている検出状態値をそのまま検出結果として用いるため、イグニッションスイッチがオンとオフのいずれの場合にも、ショート故障やオープン故障の影響を受けることなく、ウェビング５の装着状態を正確に検出することができる。そして、イグニッションスイッチがオフの場合には、基本的に有接点型の脱着検出センサ４６を用いるため、センシングのために電流を流し続ける必要がなく、車両の電力消費を充分に抑制することができる。

また、このシートベルト装置１においては、装着状態の変化を検出する脱着検出センサ４６が、第１，第２の検出回路６０，６１と、タングプレート８とバックル９の脱着状態に応じて第１，第２の検出回路６０，６１の検出信号を変化させる第１，第２の検出スイッチ６２，６３を備えた構成とされ、少なくともいずれか一方の検出回路６０，６１の信号が変化したときに、装着状態の変化があったものとして検出信号を出力するため、第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３の一方にショート故障やオープン故障があっても、残余の検出スイッチの介在される検出回路の信号変化から装着状態の変化を確実に検出することができる。

さらに、このシートベルト装置１にあっては、イグニッションスイッチがＯＮのときに装着検出スイッチ４５の故障を診断する故障診断手段５７が設けられ、故障診断手段５７が異常無しと判定したときにだけ、状態記憶手段５８に装着検出スイッチ４５のオン・オフ状態が記憶されるようになっているため、イグニッションスイッチがオフになっときに誤った状態記憶が装着状態の決定に反映されるのを未然に防止することができる。

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。例えば、上記の実施形態においては、脱着検出センサ４６の第１の検出スイッチ６２と第２の検出スイッチ６３でスイッチプレート５５を共用しているが、スイッチプレートは各検出スイッチ毎にそれぞれ別に設けるようにしても良い。また、検出回路と検出スイッチの数も２つに限らず、２つ以上であれば任意である。

１…シートベルト装置
４５…装着検出スイッチ（装着検出手段）
４６…脱着検出センサ（装着変化検出手段）
５７…故障診断手段
５８…状態記憶手段
５９…装着状態決定手段
６０…第１の検出回路（検出回路）
６１…第２の検出回路（検出回路）
６２…第１の検出スイッチ（検出スイッチ）
６３…第２の検出スイッチ（検出スイッチ）
６５…信号変化検出手段（装着変化検出手段）

Claims (4)

1. ウェビングの装着状態を検出する無接点型の装着検出手段と、
   ウェビングの装着状態の変化を検出する有接点型の装着変化検出手段と、
   車両の主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の検出結果を記憶する状態記憶手段と、
   前記主電源スイッチのオン・オフ状態に応じてウェビングの装着状態を決定する装着状態決定手段と、を備え、
   前記装着状態決定手段は、
   前記主電源スイッチがオンの場合には、前記無接点型の装着検出手段の検出結果に応じた状態を現在の装着状態として決定し、
   前記主電源スイッチがオフの場合には、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出したときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態と逆の状態を現在の装着状態として決定することを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記装着状態決定手段は、前記主電源スイッチがオフの場合に、前記装着変化検出手段が装着状態の変化を検出しないときに、前記状態記憶手段に記憶されている検出状態を現在の装着状態として決定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. 前記装着変化検出手段は、複数の検出回路と、ウェビングの装着状態に応じて前記各検出回路の信号を変化させる複数の有接点型の検出スイッチを備え、少なくとも一つの検出回路の信号が変化したときに、装着状態の変化が有ったものとして検出信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のシートベルト装置。
4. 前記主電源スイッチがオンのときに、前記装着検出手段の故障診断を行う故障診断手段をさらに備え、
   前記状態記憶手段は、前記故障診断手段によって前記装着検出手段の故障が検出されない場合に、現在の装着検出手段の検出結果を記憶することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシートベルト装置。

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