JP6123775B2 - 乗員検出装置及びシートベルト異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両シートに着座する車両乗員にシートベルトが装着されているか否かを判別するうえで好適な乗員検出装置、及び、シートベルトの異常状態の有無を判定するうえで好適なシートベルト異常判定装置に関する。

従来、シートベルトが装着されているか否かを判別すると共に、シートベルトの異常状態の有無を判定する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、シートベルトのバックルが外されているか否かを判別するバックル接続検出機構を備えている。この装置は、バックル接続検出機構がバックルが外された非接続状態にあると判別した場合は、シートベルトが装着されていないと判定し、一方、バックル接続検出機構がバックルが挿入された接続状態にあると判別した場合は、シートベルトが装着されていると判定する。

上記の装置は、また、シートベルトを巻き取るモータと、シートベルトの引き出しが行われたか否かを判別する演算部と、を備えている。演算部は、モータに逆起電力が発生したことを検知した場合にシートベルトの引き出しが行われたと判別する。そして、この装置は、演算部にてシートベルトの引き出しが行われたと判別した後、所定時間経過後にバックル接続検出機構を用いてシートベルトが装着されていないと判定した場合は、シートベルトが異常状態にあると判定する。

特開２００８−２４７３５８号公報

しかしながら、上記した特許文献１記載の装置では、シートベルトが装着されているか否かの判定がバックルの着脱有無に基づいて行われる。このため、かかる装置では、車両乗員が車両シートに着座する一方で実際にはシートベルトを装着していなくても、シートベルトのバックルだけを挿入することで、シートベルトが装着されているとの判定がなされる事態が生じ得る。従って、車両シートに着座する車両乗員に適切にシートベルトが装着されているかを正確に判定することは困難である。

また、上記した特許文献１記載の装置は、車両乗員が乗車時などにシートベルトを引き出してからそのシートベルトが装着される（すなわち、バックル装着がなされる）までの期間に着目して、シートベルトの異常有無を判定するものである。このため、かかる装置は、シートベルトの引き出し有無に基づいてシートベルトが装着されるか否かの判別を行うものではなく、また、車両走行中におけるシートベルトの装着有無を判別するものではなく、更に、車両走行中にシートベルトの異常有無を判定するものではない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車両走行中における車両乗員に対するシートベルトの装着有無の判定を正確に行うことが可能な乗員検出装置、及び、車両走行中に速やかにシートベルトの異常有無を判定することが可能なシートベルト異常判定装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、車両シートに着座する車両乗員に装着される伸縮可能なシートベルトと、前記シートベルトを巻き取るモータと、を有する車両に搭載される乗員検出装置であって、前記モータに逆起電力が発生するか否かを判別する逆起電力判別手段と、車両走行中における前記逆起電力判別手段による判別結果に基づいて、車両シートに着座する車両乗員に前記シートベルトが装着されているか否かを判別する乗員判別手段と、を備え、前記乗員判別手段は、前記車両の減速に起因して前記車両乗員の身体に加わる慣性力によって前記モータに発生する逆起電力を検知して、前記シートベルトが装着されていると判定する、乗員検出装置である。

更に、本発明の一態様は、上記した乗員検出装置と、前記シートベルトのバックルに設けられたバックルスイッチの状態に基づいて、前記バックルと前記シートベルトのタングプレートとの連結がなされているか否かを判別する連結判別手段と、前記乗員判別手段による判別結果と前記連結判別手段による判別結果とに基づいて、前記シートベルトの異常状態の有無を判定するシートベルト状態判定手段と、を備えるシートベルト異常判定装置である。

本発明によれば、車両走行中における車両乗員に対するシートベルトの装着有無の判定を正確に行うことができる。また、車両走行中に速やかにシートベルトの異常有無を判定することができる。

本発明の一実施例である乗員検出装置及びシートベルト異常判定装置を含むシステムの構成図である。 本実施例のシステムを搭載する車両が有するシートベルトの外観図を示す。 本実施例のシステムにおいて実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。 本実施例のシートベルト異常判定装置において用いられる判定マトリクスを表した図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る乗員検出装置及びシートベルト異常判定装置の具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施例である乗員検出装置１０及びシートベルト異常判定装置１２を含むシステム１４の構成図を示す。また、図２は、本実施例のシステム１４を搭載する車両が有するシートベルト１６の外観図を示す。

本実施例のシステム１４は、車両に搭載されるシステムである。システム１４は、乗員検出装置１０及びシートベルト異常判定装置１２を備えている。乗員検出装置１０は、車両シートに着座する車両乗員に対するシートベルトの装着有無を判別する装置である。また、シートベルト異常判定装置１２は、車両シートに着座する車両乗員に装着されるシートベルトの異常状態の有無を判定する装置である。

システム１４を搭載する車両は、シートベルト１６を有している。シートベルト１６は、車両シートに着座する車両乗員に装着されることにより車両乗員を拘束する部材である。シートベルト１６は、引き出しできかつ巻き取りできるようにすなわち伸縮可能に構成されている。シートベルト１６は、ウェビング１８と、タングプレート２０と、バックル２２と、からなる。

ウェビング１８は、車両シートに着座する車両乗員の拘束時にその身体に接する帯状の部材である。タングプレート２０は、ウェビング１８の先端に取り付けられたＴ字型のプレート部材である。また、バックル２２は、車両シート側に固定された、タングプレート２０の先端が挿入可能な取付穴を有する部材であって、タングプレート２０が着脱可能な部材である。タングプレート２０がバックル２２に連結されると、車両シートに着座する車両乗員は、シートベルト１６の装着により拘束されることが可能である。また、タングプレート２０とバックル２２との連結が解除されると、その車両乗員に対するシートベルト１６の装着が解除されてその車両乗員の拘束が解消される。

車両は、また、シートベルト巻上機構２４を備えている。シートベルト巻上機構２４は、引き出されたシートベルト１６（具体的には、タングプレート２０付きのウェビング１８）を巻き取る機構である。シートベルト巻上機構２４は、例えばシートベルト１６のタングプレートがバックル２２に連結された際や車両衝突が生じる直前などのタイミングで作動することで、シートベルト１６を巻き取ってそのシートベルト１６にテンションを付与することが可能である。

車両は、また、直流モータ２６を備えている。直流モータ２６は、上記したシートベルト巻上機構２４に接続されている。直流モータ２６は、電気的に回転して動力を発生する電動機であって、シートベルト巻上機構２４がシートベルト１６を巻き取るときの動力を発生する。シートベルト巻上機構２４は、直流モータ２６の回転によって生ずる動力を用いて、シートベルト１６を巻き取ることができる。

システム１４は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す。）３０を備えている。ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体に構成されている。ＥＣＵ３０は、直流モータ２６の制御を行うモータ制御部３２を有している。モータ制御部３２には、駆動回路３４が接続されている。モータ制御部３２は、上記の如き所定のタイミングで直流モータ２６が回転するように駆動回路３４に対して指令を行う。駆動回路３４は、直流モータ２６を回転させる回路である。駆動回路３４は、モータ制御部３２からの指令に従って、直流モータ２６を回転させる。直流モータ２６は、駆動回路３４の作動に従って回転駆動される。

直流モータ２６には、動作モニタ回路３６が接続されている。動作モニタ回路３６は、直流モータ２６の動作状態をモニタする回路であって、特に直流モータ２６に発生する逆起電力をモニタすることが可能である。直流モータ２６は、シートベルト１６が引っ張られて引き出される際に逆起電力が発生するモータである。

システム１４のＥＣＵ３０は、また、逆起電力検出部４０と、乗員判別部４２と、を有している。逆起電力検出部４０は、上記した動作モニタ回路３６に接続されている。動作モニタ回路３６は、逆起電力の大きさを含む直流モータ２６の動作状態を示す情報を逆起電力検出部４０へ供給する。逆起電力検出部４０は、動作モニタ回路３６から供給される情報に基づいて、直流モータ２６に発生する逆起電力の大きさを検出すると共に、その検出した逆起電力が所定の条件を満たすか否かを判別する。

逆起電力検出部４０には、乗員判別部４２が接続されている。逆起電力検出部４０は、直流モータ２６の逆起電力についての検出結果を示す情報を乗員判別部４２へ供給する。乗員判別部４２には、また、自車両の走行情報を検出するセンサや電子制御ユニット（以下、センサ等と称す。）４４が接続されている。センサ等４４は、自車両の走行情報として、例えば、自車両のパワースイッチのオンやイグニションスイッチのオン，エンジン回転数が所定回転数以上であること，車速が所定車速以上であることなどを示す情報を乗員判別部４２へ供給する。乗員判別部４２は、後に詳述する如く、逆起電力検出部４０から供給される情報及びセンサ等４４から供給される情報に基づいて、車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されているか否かを判別する。

ＥＣＵ３０は、また、連結判別部４６を有している。連結判別部４６には、バックルスイッチ４８が接続されている。バックルスイッチ４８は、バックル２２に設けられた、例えば感圧式などの接触型或いはホールセンサを用いた磁気式などの非接触型のスイッチである。バックルスイッチ４８は、バックル２２の取付穴にタングプレート２０の先端が挿入されてバックル２２とタングプレート２０との連結がなされている場合にオンし、また、バックル２２とタングプレート２０との連結が解除されている場合にオフする。連結判別部４６は、バックルスイッチ４８のオン／オフ状態に基づいて、バックル２２とタングプレート２０との連結がなされているか否かを判別する。

尚、バックルスイッチ４８は、例えば、車両がアイドリングストップ車両である場合においてアイドリングストップ中にそのバックルスイッチ４８がオフとなればそのアイドリングストップを禁止してエンジンを再始動させる処理を行うのに用いられるスイッチであってもよい。

ＥＣＵ３０は、また、異常有無判定部５０を有している。異常有無判定部５０には、上記の乗員判別部４２及び上記の連結判別部４６が接続されている。乗員判別部４２の判別結果を示す情報及び連結判別部４６の判別結果を示す情報は共に、異常有無判定部５０に供給される。異常有無判定部５０は、後に詳述する如く、乗員判別部４２の判別結果及び連結判別部４６の判別結果に基づいて、シートベルト１６の異常状態の有無、具体的には、バックルスイッチ４８の固着などの異常状態の有無を判定する。

異常有無判定部５０には、異常警告装置５２が接続されている。異常警告装置５２は、ＥＣＵ３０にＣＡＮなどの車内ＬＡＮを介して接続されている。異常有無判定部５０は、シートベルト１６が異常状態にあると判定された場合、その旨を示す情報を異常警告装置５２に供給する。異常警告装置５２は、異常有無判定部５０からシートベルト１６の異常を知らせる情報が供給された場合、その旨をダイアグ記憶して、車両乗員が認知可能となるようにメータ表示や警報出力を行う。

次に、図３及び図４を参照して、本実施例の乗員検出装置及びシートベルト異常判定装置の動作について説明する。

図３は、本実施例のシステム１４において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図４は、本実施例のシートベルト異常判定装置１２において用いられる判定マトリクスを表した図を示す。

本実施例のシステム１４において、ＥＣＵ３０は、乗員判別部４２にて、センサ等４４からの情報に基づいて、自車両が、車両シートに着座する車両乗員の身体が振動してシートベルト１６が変動し得る走行中であるか否かを判別する（ステップ１００）。尚、この判別は、少なくとも、車両シートに着座する車両乗員の身体に車両シートに対して前方へ移動させる力が加わる自車両の減速時を含むときに肯定されるものであればよい。その結果、ＥＣＵ３０は、自車両が走行中でないと判別した場合は、以後何ら処理を進めることなく今回のルーチンを終了する。

一方、ＥＣＵ３０は、乗員判別部４２にて自車両が走行中であると判別した場合は、次に、逆起電力検出部４０にて、動作モニタ回路３６からの情報に基づいて、直流モータ２６に発生する逆起電力を読み取る（ステップ１０２）。そして、その読み取った逆起電力が所定の条件を満たすか否かを判別する（ステップ１０４）。具体的には、その読み取った逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続するか否かを判別する。尚、この所定値及びこの所定時間はそれぞれ、車両減速に起因して車両乗員の身体に加わる慣性力によってシートベルト１６が車両前方へ引っ張られていることを、直流モータ２６に発生する逆起電力で検知するのに必要な値又は時間に設定されていればよい。

ＥＣＵ３０は、上記ステップ１０４において、直流モータ２６の逆起電力が所定値未満である、又は、逆起電力が所定値以上であるがその状態が所定時間以上継続しないと判別した場合は、以後何ら処理を進めることなく今回のルーチンを終了する。一方、ＥＣＵ３０は、直流モータ２６の逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続したと判別した場合は、直流モータ２６の逆起電力が所定の条件を満たしたことを逆起電力検出部４０から乗員判別部４２へ供給する。

そして、ＥＣＵ３０は、乗員判別部４２にて、自車両が走行中であると判別しかつ逆起電力検出部４０からの情報に基づいて直流モータ２６の逆起電力が所定の条件を満たしていることを検知した場合は、車両乗員が車両シートに着座しかつその車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定する。

このように、本実施例の乗員検出装置１０によれば、車両走行中に直流モータ２６に逆起電力が発生しない場合は、車両シートに車両乗員が着座していない或いは車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていないと判定することができる。一方、車両走行中に直流モータ２６に逆起電力が発生する場合は、車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定することができる。

車両が走行しているときに直流モータ２６に逆起電力が生じなければ、シートベルト１６が車両乗員の身体の慣性力によって引っ張られていないと判断でき、車両シートに車両乗員が着座していない或いは車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていないと判断できる。一方、車両が走行しているときに直流モータ２６に逆起電力が発生することがあれば、シートベルト１６が車両乗員の身体の慣性力によって引っ張られることがあると判断でき、車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判断できる。

従って、本実施例の乗員検出装置１０によれば、車両走行中における車両乗員に対するシートベルト１６の装着有無の判定を正確に行うことができる。

また、本実施例においては、車両走行中における車両乗員に対するシートベルト１６の装着有無の判定を、車両走行中に直流モータ２６に発生する逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続するか否かに基づいて行われる。車両減速に起因して車両乗員の身体に慣性力が加わるときは、車両停車時などと比べて、シートベルト１６が引っ張られる量が多くなり、かつ、シートベルト１６の引っ張りが継続する時間が長くなる。

従って、本実施例の乗員検出装置１０によれば、車両シートに車両乗員が着座していないにもかかわらず車両走行中にノイズ的に直流モータ２６に逆起電力が発生しても、車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定されることは回避されるので、車両走行中における車両乗員に対するシートベルト１６の装着有無の判定精度を向上させることができる。

また、本実施例において、ＥＣＵ３０は、逆起電力検出部４０にて直流モータ２６の逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続したと判別し、かつ、乗員判別部４２にて車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定した場合、車両乗員にシートベルト１６が装着されていることを乗員判別部４２から異常有無判定部５０へ供給する。

ＥＣＵ３０は、乗員判別部４２にて車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定した場合は、次に、連結判別部４６にて、バックルスイッチ４８のオン／オフ状態を読み取って、そのバックルスイッチ４８のオン／オフ状態に基づいて、バックル２２とタングプレート２０との連結がなされているか否かを判別する（ステップ１０６）。ＥＣＵ３０は、その判別結果を連結判別部４６から異常有無判定部５０へ供給する。

そして、ＥＣＵ３０は、異常有無判定部５０にて、乗員判別部４２からの情報と連結判別部４６からの情報とに基づいて、シートベルト１６の異常状態の有無すなわちバックルスイッチ４８の異常状態の有無を判定する（ステップ１０８）。具体的には、ＥＣＵ３０は、図４に示す如く、乗員判別部４２からの情報に基づいて車両乗員にシートベルト１６が装着されていることを検知した場合において、連結判別部４６からの情報に基づいてバックル２２とタングプレート２０との連結がなされていることを検知したときは、シートベルト１６（具体的には、バックルスイッチ４８）が正常状態にあると判定する。一方、かかる場合において、連結判別部４６からの情報に基づいてバックル２２とタングプレート２０との連結がなされていないことを検知したときは、シートベルト１６（具体的には、バックルスイッチ４８）が異常状態にあると判定する。

ＥＣＵ３０は、上記ステップ１０８においてシートベルト１６が異常状態にあると判定した場合は、その旨を示す情報を異常警告装置５２に供給して、その異常をダイアグ記憶させつつ車両乗員に認知させる。

このように、本実施例のシートベルト異常判定装置１２によれば、直流モータ２６の逆起電力に基づく車両乗員に対するシートベルト１６の装着有無の判別結果と、バックルスイッチ４８の状態に基づくシートベルト１６のバックル２２とタングプレート２０との連結有無の判別結果と、に基づいて、シートベルト１６（具体的には、バックルスイッチ４８）の異常状態の有無を判定することができる。

直流モータ２６の逆起電力に基づいて車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判断される車両走行中において、バックルスイッチ４８がオンしていれば、そのバックルスイッチ４８に何ら異常は生じていないと判断できる。一方、かかる状況にもかかわらずバックルスイッチ４８がオフしているときは、そのバックルスイッチ４８に異常が生じていると判断できる。

従って、本実施例のシートベルト異常判定装置１２によれば、車両走行中においてシートベルト１６の異常有無すなわちバックルスイッチ４８の異常有無を判定することができる。また、バックルスイッチ４８の異常有無を判定するのに、バックルスイッチ４８がオフとオンとの間で切り替わるタイミングまで待機することは不要であるので、そのバックルスイッチ４８の異常有無の判定を車両走行中に速やかに行うことができる。

このため、本実施例によれば、アイドリングストップ中にバックルスイッチ４８がオフとなればそのアイドリングストップを禁止してエンジンを再始動させる処理が行われるアイドリングストップ車両においては、バックルスイッチ４８の異常時に誤ってアイドリングストップが禁止されてエンジンが再始動されるのを防止することができる。また、バックルスイッチ４８の異常有無を判定するのに、そのバックルスイッチ４８自体を二重系にすることは不要であるので、低コスト化及び構成の簡素化を図ることができる。

尚、上記の実施例においては、逆起電力検出部４０が特許請求の範囲に記載した「逆起電力判別手段」及び「引張判別手段」に、乗員判別部４２が特許請求の範囲に記載した「乗員判別手段」に、連結判別部４６が特許請求の範囲に記載した「連結判別手段」に、異常有無判定部５０が特許請求の範囲に記載した「シートベルト状態判定手段」に、それぞれ相当している。

ところで、上記の実施例においては、車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定するのに、直流モータ２６に発生する逆起電力が所定の条件を満たすこと、具体的には、その逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続することが必要である。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、車両シートに着座する車両乗員にシートベルト１６が装着されていると判定するのに、直流モータ２６に逆起電力が発生することとすれば十分であって、直流モータ２６に発生する逆起電力が"０"を超える値であることを要件とすることとしてもよい。

また、上記の実施例においては、シートベルト１６が引っ張られているか否か判別するのに、直流モータ２６に発生する逆起電力を用いることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、そのシートベルト１６が引っ張り出されること自体を検出するセンサやそのシートベルト１６に生じるテンションを検出するセンサなどを用いることとしてもよい。

１０ 乗員検出装置
１２ シートベルト異常判定装置
１４ システム
１６ シートベルト
１８ ウェビング
２０ タングプレート
２２ バックル
２４ シートベルト巻上機構
２６ 直流モータ
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４０ 逆起電力検出部
４２ 乗員判別部
４６ 連結判別部
４８ バックルスイッチ
５０ 異常有無判定部

Claims (4)

1. 車両シートに着座する車両乗員に装着される伸縮可能なシートベルトと、前記シートベルトを巻き取るモータと、を有する車両に搭載される乗員検出装置であって、
   前記モータに逆起電力が発生するか否かを判別する逆起電力判別手段と、
   車両走行中における前記逆起電力判別手段による判別結果に基づいて、車両シートに着座する車両乗員に前記シートベルトが装着されているか否かを判別する乗員判別手段と、
   を備え、
   前記乗員判別手段は、前記車両の減速に起因して前記車両乗員の身体に加わる慣性力によって前記モータに発生する逆起電力を検知して、前記シートベルトが装着されていると判定する、ことを特徴とする乗員検出装置。
2. 前記逆起電力判別手段は、前記モータに発生する逆起電力が所定値以上である状態が所定時間以上継続するか否かを判別することを特徴とする請求項１記載の乗員検出装置。
3. 請求項１又は２記載の乗員検出装置と、
   前記シートベルトのバックルに設けられたバックルスイッチのオン／オフ状態に基づいて、前記バックルと前記シートベルトのタングプレートとの連結がなされているか否かを判別する連結判別手段と、
   前記乗員判別手段による判別結果と前記連結判別手段による判別結果とに基づいて、前記シートベルトの異常状態の有無を判定するシートベルト状態判定手段と、
   を備えることを特徴とするシートベルト異常判定装置。
4. 前記シートベルト状態判定手段は、前記乗員判別手段により車両シートに着座する車両乗員に前記シートベルトが装着されていると判別される場合において、前記連結判別手段により前記連結がなされていると判別されるときは前記バックルスイッチが正常状態にあると判定し、一方、前記連結判別手段により前記連結がなされていないと判別されるときは前記バックルスイッチが異常状態にあると判定することを特徴とする請求項３記載のシートベルト異常判定装置。
   

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