JP5478670B2 - 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。

車両に装備されるシートベルト装置として、ウェビングの巻取りをモータの動力によって行うものが知られている。
この種のシートベルト装置としては、緊急時のウェビングの引き込みをモータによって行うだけでなく、ウェビング装着時の弛み取りをモータの動力によって助勢するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のシートベルト装置は、バックルが乗員によって装着されたときに、モータによるウェビングの引き込みを開始し、ウェビングの張力の増大に伴ってモータの通電電流が所定値を超えた後に、モータを僅かに逆転させることによってウェビングを適量繰り出すようになっている。また、このシートベルト装置は、上述のウェビングの弛み取り時に、ウェビングの急激な引き込み停止や急激な繰り出しによって緊急ロック機構が作動するのを防止するために、ウェビングの引き込み後期にモータの駆動速度を漸減するとともに、その後のウェビングの繰り出し時にはモータの駆動速度を漸増するようになっている。

特開平１１−２６８６１３号公報

しかし、この従来のシートベルト装置は、バックルの装着時に、ウェビングを一度引き込んだ後にモータを僅かに逆転させることでウェビングによる乗員の過剰な締め付けを取り除くようになっているため、ウェビングの引き込み時に乗員に圧迫感を与え易い。この対策としてウェビングの引き込み終了時の張力を低く設定することも考えられるが、この場合、ウェビングの弛みを確実に取り除くことが難しくなる。

そこでこの発明は、乗員に違和感を与えることなくウェビングの弛みを除去す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。

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構成を採用した。
請求項１に係る発明は、ウェビング（例えば、実施形態のウェビング５）の巻取りを行うモータ（例えば、実施形態のモータ１０）と、乗員によるウェビングの装着、非装着を検出する脱着状態検出手段（例えば、実施形態のバックルスイッチ３９）と、前記モータの通電電流を検出する通電電流検出手段（例えば、実施形態の電流センサ４０）と、前記ウェビングの巻取り量を検出する巻取り量検出手段（例えば、実施形態の回転センサ１１）と、前記脱着状態検出手段による検出結果が非装着から装着に切り換わったときに、前記通電電流検出手段によって検出される通電電流が所定値に達するまで前記モータをウェビング巻取り方向に回転駆動する第１のモータ制御部（例えば、実施形態の第１のモータ制御部３５）と、前記第１のモータ制御部によるモータ制御の後に、前記モータに前記所定値を超える電流と前記所定値以下の電流を交互に付与して前記モータを駆動し、前記巻取り量検出手段によって検出されるウェビングの巻取り量が所定量以上増加したことを少なくとも一つの条件として前記モータの駆動を停止する第２のモータ制御部（例えば、実施形態の第２のモータ制御部３６）と、を備えていることを特徴とするものである。
この発明では、シートに着座した乗員がウェビングを装着することにより、脱着状態検出手段による検出結果が非装着から装着に切り換わると、通電電流検出手段によって検出される通電電流が所定値に達するまで、モータが第１のモータ制御部によってウェビング巻取り方向に回転駆動される。こうして第１のモータ制御部によるモータの駆動が終了すると、モータが第２のモータ制御部によって駆動力を連続的に増減させて駆動される。こうしてモータの駆動力が連続的に増減すると、ウェビングが他の部材や乗員等に引っ掛かっている場合に、その引っ掛かりが除去される。このとき巻取り量検出手段によって検出されるウェビングの巻取り量が所定量以上増加すると、その時点でモータの駆動が停止される。

請求項２に係る発明は、請求項１に係るシートベルト装置において、前記第２のモータ制御部は、前記脱着状態検出手段による検出結果が非装着から装着に切り換わってからの経過時間が第１の所定時間を超えたときに前記モータの駆動を停止することを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のシートベルト装置において、前記第２のモータ制御部は、当該第２のモータ制御部の作動を開始してからの経過時間が第２の所定時間を超えたときに前記モータの駆動を停止することを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、ウェビングの装着時には、第１のモータ制御部によって通電電流が所定値に達するまでウェビングを引き込んだ後に、ウェビングの巻取り量が所定量以上増加するまで第２のモータ制御部によってモータの駆動力を連続的に増減させるため、ウェビングの引き込み力を必要以上に高めることなく、ウェビングの引っ掛かりを除去することができる。したがって、この発明によれば、乗員に違和感を与えることなく、ウェビングの弛みを確実に除去することができる。

請求項２，３に係る発明によれば、第２のモータ制御部によるモータの駆動を時間によっても制限するため、何等かの原因によってウェビングの巻取り量が所定量以上に増大しない場合にも、第２のモータ制御部によるモータの駆動を速やかに終了させることができる。

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。 同実施形態のシートベルト装置のコントローラを中心とする概略構成図である。 同実施形態のシートベルト装置のウェビングの弛み取り制御の流れを示すフローチャートである。 同実施形態の変形例のウェビングの弛み取り制御の流れを示すフローチャートである。 比較例の通電電流の変化とウェビングの巻取り量の変化を示す線図（Ａ）と、この発明の一実施形態の通電電流の変化とウェビングの巻取り量の変化を示す線図（Ｂ）を併せて記載した図である。

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図であり、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や、ウェビング５の弛み取り時や、ウェビング５をリトラクタ４に巻取り収納するとき等に、電動式のモータ１０によってウェビング５の巻取りを行う。以下では、このシートベルト装置１におけるウェビング５の弛み取りに関する機能についてのみ詳述し、他の機能については詳細な説明を省略するものとする。

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の軸が突出している。このベルトリール１２の軸は、クラッチ２０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。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巻取りばね５０が設けられ、ベルトリール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５０によるウェビング巻取り方向の付勢力がベルトリール１２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の正転方向の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１３を接続状態にし、モータ１０の逆転方向の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１３を遮断状態にする。

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の巻取り・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。
この実施形態においては、回転センサ１１が巻取り量検出手段を構成している。

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、タングプレート８とバックル９の係合状態（ウェビング５の脱着状態）を検出するバックルスイッチ３９（脱着状態検出手段）と、モータ１０に通電されている電流を検出する電流センサ４０（通電電流検出手段）が接続されるとともに、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ４１、車両の左右方向の加速度を検出する横加速度センサ４２、車両のヨー方向の角加速度を検出するヨーレートセンサ４３、車両の走行速度を検出する車速センサ４４等の車両状態を検出するためのセンサ類が接続されている。

また、コントローラ２１は、タングプレート８がバックル９に挿入されてバックルスイッチ３９の検出信号がＯＦＦからＯＮに切り換わったときに、電流センサ４０によって検出されるモータ１０の通電電流が所定値に達するまでモータ１０を正転方向（ウェビング巻取り方向）に回転駆動する第１のモータ制御部３５と、第１のモータ制御部３５によるモータ１０の制御の後に、モータ１０に所定値を超える電流と所定値以下の電流を交互に付与してモータ１０を駆動する第２のモータ制御部３６と、を備えている。

第２のモータ制御部３６は、モータ１０に所定値を超える電流と所定値以下の電流を交互に付与することにより、モータ１０の駆動力の増減が連続的に繰り返される。以下、第２のモータ制御部３６によるモータ１０の駆動を「振動駆動」と呼ぶ。
第２のモータ制御部３６は、回転センサ１１の信号を基にして検出されるウェビング５の巻取り量が、第１のモータ制御部３５の制御の終了時から所定量以上増加したことを一つの条件としてモータ１０の振動駆動を停止する。また、第２のモータ制御部３６は、この実施形態では、バックルスイッチ３９の検出信号がＯＦＦからＯＮに切り換わってからの経過時間が所定時間（第１の所定時間）を超えたことを別の一つの条件としてモータ１０の振動駆動を停止する。

以下、このシートベルト装置１のコントローラ２１による弛み取り制御の一例を図３のフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１０１においては、バックルスイッチ３９の検出信号がＯＦＦからＯＮに切り換わったか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１０２に進み、Ｎｏの場合にはリターンする。
ステップＳ１０２においては、第１のモータ制御部３５によるモータ１０の制御を実行する。ここでは、モータ１０をウェビング巻取り方向に回転駆動する。
つづく、ステップＳ１０３においては、電流センサ４０で検出される電流値が所定値Ｉ1以上であるか否かを判定し、ここで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に進む。
なお、ステップＳ１０３で比較する所定値Ｉ1は、ウェビング５を装着した乗員３が圧迫感を感じず、少なくともウェビング５の上半身拘束領域の弛みがほぼ取れる電流値に設定されている。

ステップＳ１０５においては、バックルスイッチ３９の検出信号がＯＮに切り換わってからの経過時間が所定時間Ｔ1以上になったか否かを判定する。ここでＮｏの場合、つまり経過時間が所定時間Ｔ1に満たない場合には、ステップＳ１０２に戻って第１のモータ制御部３５によるモータ１０の制御を継続する。また、Ｙｅｓの場合、つまり経過時間が所定時間Ｉ1以上になった場合には、ステップＳ１０７に進み、クラッチ２０をＯＦＦにしてウェビング５の弛み取り制御を終了する。

一方、ステップＳ１０４では、第２のモータ制御部３６によるモータ１０の制御を実行する。ここでは、モータ１０に所定値Ｉ1を超える電流と所定値Ｉ1以下の電流を交互に付与し、モータ１０の振動駆動をウェビング５に伝達する。この結果、ウェビング５には連続的な張力変化が生じ、他の部材や乗員３に対するウェビング５の引っ掛かりが徐々に取り除かれることになる。

つづくステップＳ１０６においては、第２のモータ制御部３６による制御を開始してからのウェビング５の巻取り増加量が所定値Ｌ1以上であるか否かを判定する。ここでＹｅｓの場合には、ステップＳ１０７に進み、クラッチ２０をＯＦＦにしてウェビング５の弛み取り制御を終了する。また、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０８へと進む。
ステップＳ１０８では、バックルスイッチ３９の検出信号がＯＮに切り換わってからの経過時間が所定時間Ｔ1以上になったか否かを判定する。ここでＮｏの場合、つまり経過時間が所定時間Ｔ1に満たない場合には、ステップＳ１０４に戻って第２のモータ制御部３６によるモータ１０の制御を継続する。また、Ｙｅｓの場合、つまり経過時間が所定時間Ｉ1を超えた場合には、ステップＳ１０７に進んで、クラッチ２０をＯＦＦにしてウェビング５の弛み取り制御を終了する。

なお、図３のフローチャートに示した弛み取り制御の例においては、ステップＳ１０６でウェビング５の巻取り増加量が所定値Ｌ1以上であると判定されたときに、ステップＳ１０８に進んでバックルスイッチ３９の検出信号がＯＮに切り換わってからの経過時間が所定時間Ｔ1以上になったか否かを判定するようにしているが、図３のフローチャートのステップＳ１０８に代えて、図４に示すステップＳ２０８を採用することも可能である。図４に示すフローチャートは、ステップＳ２０８のみが図３に示すフローチャートと異なり、他のステップは同様とされている。
図４のステップＳ２０８では、第２のモータ制御部３６による制御を開始してからの経過時間が所定時間Ｔ2（第２の所定時間）以上になったか否かを判定し、ここでＮｏの場合には、ステップＳ１０４に戻って第２のモータ制御部３６によるモータ１０の制御を継続し、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ１０７に進んで弛み取り制御を終了する。

以上のように、このシートベルト装置１では、ウェビング５の装着時にバックルスイッチ３９がＯＦＦからＯＮに切り換わったときに、モータ１０の通電電流が所定値Ｉ1に達するまで第１のモータ制御部３５によってウェビング５を引き込み、その後に第２のモータ制御部３６によってモータ１０を振動駆動してウェビング５の張力を連続的に増減させるため、ウェビング５の初期の引き込み力を乗員に圧迫感を与えるほど高めることなく、最終的にウェビング５の引っ掛かりを確実に除去することができる。

図５（Ａ）は、第２のモータ制御部３６によるモータ１０の制御を行わない比較例の場合の通電電流とウェビング巻取り量の変化の様子を示す線図であり、図５（Ｂ）は、この実施形態の場合の通電電流とウェビング巻取り量の変化の様子を示す線図である。なお、比較例では、この実施形態の第１のモータ制御部３５と同様の制御を行い、通電電流が所定値Ｉ1（図中「閾値」）に達するまでモータ１０によるウェビング５の引き込みを行っている。
これらの図を比較して明らかなように、比較例の場合には、ウェビング５の引っ掛かりがあると、それ以上ウェビング５の巻取りが行われなくなるが、この実施形態の場合、第２のモータ制御部３６によるモータ１０の振動駆動によってウェビング５の引っ掛かりが外れ、その結果、ウェビング５の巻取り量が増加する。

また、このシートベルト装置１では、第２のモータ制御部３６による制御を開始した後にウェビング５の巻取り量が所定量Ｌ1以上に増加しない場合であっても、図３のステップＳ１０８や図４のステップＳ２０８のように、時間制限を設けて規定の時間が経過したときには第２のモータ制御部３６による制御を終了するようになっているため、もともとウェビング５の引っ掛かりがない場合や、引っ掛かりが強固な場合等に必要以上の長時間に亙って振動駆動が継続されるのを防止することができる。したがって、乗員の快適性を高めることができる。

さらに、この実施形態のシートベルト装置１においては、図３のステップＳ１０５のように、第１のモータ制御部３５による制御の実行時に何等かの原因によって所定時間Ｔ1経過しても通電電流が所定値Ｉ1に達しない場合に巻取り制御を終了するようになっているため、不要なモータ作動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。

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（巻取り量検出手段）
３５ 第１のモータ制御部
３６ 第２のモータ制御部
３９ バックルスイッチ（脱着状態検出手段）
４０ 電流センサ（通電電流検出手段）

Claims (3)

1. ウェビングの巻取りを行うモータと、
   乗員によるウェビングの装着、非装着を検出する脱着状態検出手段と、
   前記モータの通電電流を検出する通電電流検出手段と、
   前記ウェビングの巻取り量を検出する巻取り量検出手段と、
   前記脱着状態検出手段による検出結果が非装着から装着に切り換わったときに、前記通電電流検出手段によって検出される通電電流が所定値に達するまで前記モータをウェビング巻取り方向に回転駆動する第１のモータ制御部と、
   前記第１のモータ制御部によるモータ制御の後に、前記モータに前記所定値を超える電流と前記所定値以下の電流を交互に付与して前記モータを駆動し、前記巻取り量検出手段によって検出されるウェビングの巻取り量が所定量以上増加したことを少なくとも一つの条件として前記モータの駆動を停止する第２のモータ制御部と、を備えていることを特徴とするシートベルト装置。
2. 前記第２のモータ制御部は、前記脱着状態検出手段による検出結果が非装着から装着に切り換わってからの経過時間が第１の所定時間を超えたときに前記モータの駆動を停止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. 前記第２のモータ制御部は、当該第２のモータ制御部の作動を開始してからの経過時間が第２の所定時間を超えたときに前記モータの駆動を停止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。

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