JP6111224B2 - シートベルト装置 - Google Patents

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本発明は、シートベルト装置に関する。
例えば、特許文献１に、リレー等の部品を追加することなく、モータ駆動回路を構成するスイッチング素子が故障した場合でも暗電流の増大を防ぐことができるモータ制御装置、およびそのモータ制御装置をベルトリールの巻き取り駆動制御に用いたシートベルト装置の技術が開示されている。
特開２０１４−３４２２１号公報
ところで、特許文献１に開示された技術によれば、スイッチング素子に故障が発生した場合、ベルトリールの巻き取り駆動を停止する。このため、衝突発生等、緊急性が高い場合において乗員に適切な拘束力を与えることができないといった課題があった。
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、緊急性が高い場合等においてもエラーの種類に依存することなく乗員に適切に拘束力を与えることができるシートベルト装置を提供することを目的とする。
請求項１に係る発明は、ウエビングを巻き取るベルトリールと、前記ベルトリールを巻き取り駆動する電動モータと、障害物との衝突を予測する衝突予測部と、前記衝突予測部とネットワークを介して接続され、前記衝突予測部で前記障害物との衝突が予測された場合に前記電動モータの巻き取り制御を行う制御部と、前記制御部と前記電動モータとを接続する信号線に異常が発生したことを検出する異常検出部と、を備え、前記制御部は、前記ネットワークを介して前記衝突予測部から衝突が予測される情報を受信した後、前記衝突予測部との間で通信障害が発生しても前記電動モータに巻き取り制御を継続させる制御を実行し、前記ネットワークを介して前記衝突予測部から衝突が予測される情報を受信した後、前記異常検出部で異常が検出された場合に、前記電動モータの駆動力を前記ベルトリールに伝達するクラッチを解除するための逆転動作後、前記ベルトリールの前記巻き取り駆動を停止する制御を実行することを特徴とするシートベルト装置である。
本発明によれば、緊急性が高い場合等においてもエラーの種類に依存することなく乗員に適切に拘束力を与えることができるシートベルト装置を提供することができる。
本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の装着状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置の制御システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置のエラー発生時の処理動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るシートベルト装置のエラー発生時の動作概念図である。
以下、本発明の実施の形態（以下、単に本実施形態という）に係るシートベルト装置１０について図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態の構成）
図１を用いて、本実施形態に係るシートベルト装置１０の構成について説明する。図１には、車両に備えられたシート１９に座る乗員を適切に拘束することができるように、シートベルト装置１０を備えた例が示されている。ここでは、運転席側のみ示されているが、助手席側にもシートベルト装置１０が車両に備えられているものとする。シートベルト装置１０は、乗員の一方の肩部と腰部を同時に拘束するウエビング１６を車体の側部に設けられたリトラクタ１４によって巻き取ることができる。
シートベルト装置１０は、後述するプリテンショナユニット５０Ｒ（図２）が電動モータ３１に対する通電量を制御することによりウエビング１６の巻き取り制御を行う。具体的には、所定の張力がウエビング１６にかかるように設定された電流値と電動モータ３１の駆動電流値が一致するように電流フィードバック制御されることによってベルトリール１５を回転させてウエビング１６を巻き取る。
シートベルト装置１０は、ウエビング１６がアッパアンカ１３とセンタアンカ１１とロアアンカ１８の３つのアンカによって支持される３点支持式の構成である。アッパアンカ１３は、車体の側部の上部に設けられている。センタアンカ１１は、シート１９に対しアッパアンカ１３とは反対側の下部に設けられている。ロアアンカ１８は、シート１９に対しアッパアンカ１３側の下部に設けられている。
ウエビング１６は、乗員の一方の肩部を拘束するショルダベルト１６ｂと乗員の腰部を拘束するラップベルト１６ｃからなる。ショルダベルト１６ｂとラップベルト１６ｃとの間（ウエビング１６の折返し部）には、タング２３が取り付けられている。タング２３は、センタアンカ１１に固定されたバックル２４と取外し可能にワンタッチで装着されるように構成されている。
バックル２４にはバックルスイッチ２７が内蔵されている。バックルスイッチ２７は、バックル２４にタング２３が装着されているときにオン信号を出力し、バックル２４からタング２３が装着されていないときはオン信号を出力しない。
次に、図２を参照して本実施形態に係るシートベルト装置１０の制御システムについて説明する。ここでは、Ｒ側シートのプリテンショナユニッ５０Ｒを例示して説明する。Ｌ側シートのプリテンショナユニット５０Ｌも同じ構成であるため、ここでは重複を回避する意味で説明を省略する。
プリテンショナユニット５０Ｒは、ＥＣＵ（電子制御ユニット）で構成され、車載バッテリ（電源４０）から電力を受けて動作し、制御部５１と、モータ駆動回路部５２と、異常検出部５３と、ＣＡＮ（Control Area Network）通信部５４とを含み構成される。
ＣＡＮ通信部５４は、車内ＬＡＮ（Local Area Network）のデータ伝送路となるＣＡＮバス６０を介して接続される衝突予測部３０との通信インタフェースである。衝突予測部３０として、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）ユニット（障害物検知装置等の制御ユニット）３６、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）ユニット（車両挙動安定化制御ユニット）３２、ＦＩ／ＡＴ（Fuel Injection / Automatic Transmission）ユニット３３、ＳＲＳ（Supplement Restraint System）ユニット（補助拘束装置ユニット）３４、ＥＰＳ（Electric Power Steering）ユニット（電動パワーステアリングユニット）３５等のＥＣＵ（電子制御ユニット）が例示されており、ＣＡＮバス６０経由でプリテンショナユニット５０Ｒとの間で、必要な情報の相互通信が行われる。
制御部５１は、ＣＡＮ通信部５４、モータ駆動回路部５２、異常検出部５３から入力される情報に基づいて、リトラクタ１４に内蔵される電動モータ３１への通電量を算出し、電動モータ３１に対する制御信号を作成してモータ駆動回路部５２へ出力する。制御部５１はまた、衝突予測部３０で障害物との衝突が予測された場合に電動モータ３１の巻き取り制御を行う。このとき制御部５１は、ＣＡＮ通信部５４を介して衝突予測部３０から衝突が予測される情報を受信した後、衝突予測部３０との間で通信障害が発生しても電動モータ３１に巻き取り制御を継続させる制御を実行する。
異常検出部５３は、制御部５１と電動モータ３１とを接続する信号線に異常が発生したことを検出して制御部５１へ出力する。制御部５１は、ＣＡＮ通信部５４を介して衝突予測部３０から衝突が予測される情報を受信した後、異常検出部５３で異常が検出された場合に、ベルトリール１５の巻き取り駆動を停止する制御を実行する。
（実施形態の動作）
以下、図３のフローチャートおよび図４（ａ）（ｂ）の動作概念図を参照しながら、図２に示すシートベルト装置１０の制御システムの動作について詳細に説明する。
図３によれば、モータ駆動回路部５２は、制御部５１によるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、入出力端子を介して接続される電動モータ３１に通電される電流の通電量および通電方向を制御している。この状態において、制御部５１は、まず、プリクラッシュの有無を判定する（ステップＳ１０１）。例えば、ＶＳＡユニット３２、ＥＰＳユニット３５等、衝突予測部３０からＣＡＮバス６０経由でブレーキアシストや急転舵によるプリクラッシュ要求を受信すると（ステップＳ１０１"ＹＥＳ"）、制御部５１は、それぞれに応じたプリクラッシ作動を行う（ステップＳ１０２）。ここでいうプリクラッシュ作動とは、車両に所定値以上の加速度が発生した場合の衝突回避あるいは衝突時の衝撃軽減などの動作をいう。
次に、例えば、ＳＲＳユニット３４等の衝突予測部３０から衝突信号を受信すると（ステップＳ１０３"ＹＥＳ"）、制御部５１は、安全なシートベルト制御を阻害するシステム故障の有無を判定する。具体的に、まず、通信エラーの有無を判定する（ステップＳ１０４）。ここでいう通信エラーとはチェックサムやアライブカウンタ等、誤り検出符号によるデータの信頼性判定をいう。図４（ａ）にチェックサムによる通信エラーの判定事例が示されている。
チェックサムは、データを送受信する際の通信エラーを識別する技術の一つで、送信するデータを分割した上でそれぞれのブロックのデータ、例えば、図４（ａ）に示す"５Ｆ"を数値と見なして合計をとり、その合計数値"Ａ１"をデータ"５Ｆ"と同時に送信することで、受信側でデータの送受信が成功しているかを識別する方法をいう。ノイズ等によりブロックの最上位ビットＸが反転してデータが"ＤＦ"に変化するとチェックサム"Ａ１"により"８０"（Ｙ）を受信し、受信側で通信エラーの発生を検出できる。なお、アライブカウンタは、一定時間アライブデータを送信し続け、無通信状態が一定時間以上続いてもアライブデータが届かない場合に接続を切る方法である。
ここで、通信エラー（チェックＳＵＭ，アライブカウンタ）の発生を検出した場合（ステップＳ１０４"ＹＥＳ"）、制御部５１は、ウエビングの巻き取りを継続させるプリクラッシュ作動を継続し（ステップＳ１０５）、シートベルトの巻き取り終了を検知して電動モータ３１の駆動を停止する（ステップＳ１０６）。このため、通信エラーが生じた場合でも継続的に乗員を拘束できる。なお、ステップＳ１０３で衝突信号が受信されなかった場合は（ステップＳ１０３"ＮＯ"）、安全なシートベルト制御を阻害するシステム故障の有無判定処理をスキップしてウエビングの巻き取りを継続させる（ステップＳ１０５）。
一方、通信エラーの発生が検出されなかった場合（ステップＳ１０４"ＮＯ"）、制御部５１は、異常検出部５３による、断線等によるオープン故障（物理エラー）発生の有無を判定する。周知のように、モータ駆動回路部５２は、例えば、ＭＯＳ型トランジスタ（MOSFET：Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）で構成されるＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のスイッチング素子を備えている。そして、車載バッテリ（電源４０）から電力が供給される電源４０の正極側端子に接続された２つのハイ側スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４からなるハイサイドアーム、および電源４０のＧＮＤに接続された２つのロー側スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２からなるローサイドアームがブリッジ状に接続された、いわゆるＨブリッジ回路で構成されている。
断線等のオープン故障発生の有無は、例えば、図４（ｂ）に示すように、Ｈブリッジを構成する抵抗の値を検出することで判定することかができる。すなわち、Ｈブリッジを構成する抵抗の合成抵抗値が、正常時、１０．２［ＫΩ］になるのに対し、オープン故障発生時１３．６［ＫΩ］となり、制御部５１が異常検出部５３を介してこれを検出することで物理エラーの有無判定が可能になる。異常検出部５３が物理エラー発生を検出すると（ステップＳ１０７"ＹＥＳ"）、制御部５１は、一時的な接触不良を考慮してクラッチを解除すべく電動モータ３１を逆転駆動して（ステップＳ１０８）シートベルトの巻き取り制御を停止する（ステップＳ１０６）。
（実施形態の効果）
以上説明のように、本実施形態に係るシートベルト装置１０は、制御部（プリテンショナユニット５０Ｒ）が、ネットワーク（ＣＡＮバス６０）を介して衝突予測部３０から衝突が予測される情報を受信した後、衝突予測部３０との間で通信障害が発生しても電動モータ３１に巻き取り制御を継続させる制御を実行する。また、衝突が予測される情報を受信した後、異常検出部５３で前記異常が検出された場合に、前記ベルトリールの前記巻き取り駆動を停止する制御を実行する。
このため、例えば、プリクラッシから衝突発生に状態が遷移した場合にＣＡＮバス６０で通信エラーが生じた場合でも継続的に乗員を拘束でき、また、実際に衝突が生じたときに断線を検出した場合は、一時的な接触不良を考慮してクラッチ解除のための逆転動作の指令を発行した後、シートベルトの巻き取り制御を停止することで発煙を防止することができる。したがって、緊急性が高い場合等においてもエラーの種類に依存することなく乗員に適切に拘束力を与えることができるシートベルト装置１０を提供することができる。
１０・・・シートベルト装置、１５・・・ベルトリール、３０・・・衝突予測部（３２...ＶＳＡユニット、３３・・・ＦＩ／ＡＴユニット、３４・・・ＳＲＳユニット、３５・・・ＥＰＳユニット、３６・・・ＡＣＣユニット）、３１・・・電動モータ、５０Ｒ（５０Ｌ）・・・プリテンショナユニット、５１・・・制御部、５２・・・モータ駆動回路部、５３・・・異常検出部、５４・・・ＣＡＮ通信部、６０・・・ＣＡＮバス

Claims (1)

  1. ウエビングを巻き取るベルトリールと、
    前記ベルトリールを巻き取り駆動する電動モータと、
    障害物との衝突を予測する衝突予測部と、
    前記衝突予測部とネットワークを介して接続され、前記衝突予測部で前記障害物との衝突が予測された場合に前記電動モータの巻き取り制御を行う制御部と、
    前記制御部と前記電動モータとを接続する信号線に異常が発生したことを検出する異常検出部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記ネットワークを介して前記衝突予測部から衝突が予測される情報を受信した後、前記衝突予測部との間で通信障害が発生しても前記電動モータに巻き取り制御を継続させる制御を実行し、前記ネットワークを介して前記衝突予測部から衝突が予測される情報を受信した後、前記異常検出部で異常が検出された場合に、前記電動モータの駆動力を前記ベルトリールに伝達するクラッチを解除するための逆転動作後、前記ベルトリールの前記巻き取り駆動を停止する制御を実行することを特徴とするシートベルト装置。
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