JP6406850B2

JP6406850B2 - シートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置

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Publication number: JP6406850B2
Application number: JP2014072643A
Authority: JP
Inventors: 基継鈴木
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015193330A

Description

本発明は、車両用シートの着座者の身体に架け渡して装着されるシートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置に関する。

シートベルト装置とは、シートの着座者の身体をシートベルトによってシートに拘束する装置である。例えば、車両用シートに設けられた一般的な３点式シートベルト装置においては、着座者の上体上に斜めに架け渡される肩部シートベルトにより着座者の肩部及び胸部が車両用シートに拘束され、着座者の腰部に左右に架け渡される腰部シートベルトにより着座者の腰部が車両用シートに拘束される。

かかるシートベルト装置において、着座者の身体に加わる圧迫力を想定するために、シートベルトに張力センサを設けることが提案されている。

例えば、特許文献１のシートベルト装置においては、シートベルトに張力センサを設けてシートベルトに加わる張力を検知し、この張力から着座者の身体に加わる圧迫力を想定可能としている。

具体的には、図１０に示すように、張力センサ１０１は、シートベルト１１０上に設けられた固定電極１０２と、この固定電極１０２上に積層されたエラストマ製誘電層１０３と、このエラストマ製誘電層１０３上に積層された自由電極１０４と、を備える基本構成を有し、エラストマ製誘電層１０３の面方向への伸長による面積増加と、エラストマ製誘電層１０３の積層方向への収縮によって引き起こされる静電容量の増大により張力を検知する。この静電容量の増大により検知した張力から着座者に加わる圧迫力が想定される。

また、特許文献１の図１５及び図１６には、この張力センサを肩部シートベルトの伸長方向所定領域に亘って設けることで、その領域における張力分布を測定可能としたシートベルトが開示されている。

特開２０１１−０６８２０６号公報

しかしながら、シートベルト装置の従来の腰部シートベルトによれば、着座者の腰部が車両用シートに拘束されて保護されるものの、車両衝突時等に腰部シートベルトが腰部位置、すなわち、腰部シートベルトが腰骨に掛け回される腰骨位置より上方にずれていた場合、腰部シートベルトが腰骨に保護されていない腹部を強く圧迫していると腹部傷害が引き起こされるが事後的にはシートベルトが腰部位置にあったか否かが判断できない状況がある。

また、特許文献１によれば、エラストマ製誘電層の面方向への伸長及びこの伸長によりもたらされるエラストマ製誘電層の積層方向への収縮から張力センサに生じた静電容量の変化を測定し、着座者の身体に加わる圧迫力を想定している。

すなわち、特許文献１の張力センサは実際の着座者の身体方向への荷重を直接測定するものではなく、特許文献１の張力センサにより想定される圧迫力と実際に着座者の身体に加わる圧迫力との間には差異が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートベルトを装着した着座者の身体のシートベルトによる圧迫状態をより正確に把握することができるシートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、車両用シートの着座者の腰部に左右に架け渡される腰部シートベルトを有するシートベルト装置において、前記腰部シートベルトとして、車両用シートの着座者の身体に架け渡して装着されるシートベルトであって前記装着状態における前記着座者から付加される荷重を前記シートベルトの架け渡し方向の所定領域で検知するセンサを有するシートベルトが用いられるとともに、前記センサにより検知された前記荷重の前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向の荷重分布を算出する荷重分布算出手段と、該荷重分布算出手段によって得られた荷重分布に基づいて前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置にあるか否かを判定する腰部シートベルト位置判定手段と、を有することを特徴とする。

本発明は、車両用シートの着座者の身体に架け渡して装着されるシートベルトであって前記装着状態における前記着座者から付加される荷重を前記シートベルトの架け渡し方向の所定領域で検知するセンサを有するシートベルトを腰部シートベルトに利用することによる、シートベルトによる着座者の身体の圧迫状態に関する情報の活用である。

この構成によれば、腰部シートベルトが有するセンサによって腰部シートベルトの左右架け渡し方向の所定領域の荷重が検知され、荷重分布算出手段によって当該所定領域の荷重分布が算出され、腰部シートベルト位置判定手段によって腰部シートベルトが着座者の腰骨位置にあるか否かが判定される。

したがって、センサが検知した着座者の身体の圧迫状態の情報に基づき、腰部シートベルトが腰骨位置にあるか否かを判定することができる。これにより、例えば、腰部シートベルトが腰骨位置に無い場合にはその情報を着座者に報知することが可能となる。よって、腰部シートベルト位置の是正が期待でき、腰部位置よりも上方にずれていた腰部シートベルトが腹部を強く圧迫することに起因する腹部傷害を未然に防止することができる。

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、前記腰部シートベルト位置判定手段は、前記荷重分布の腰部シートベルトの前記左右架け渡し方向中央領域を挟んだ左右の腰骨領域にそれぞれ両側よりも高い荷重値を示す高荷重部が存在する場合に前記腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定することを特徴とする。

この構成によれば、荷重分布のうち腰部シートベルトの左右の腰骨領域に高荷重部が存在する場合に腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定することで、容易かつ確実に判定のためのデータ処理が行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシートベルト装置において、前記腰部シートベルト位置判定手段によって腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定されている状況下において、前記腰骨領域の高荷重部の荷重値が所定時間内に予め設定された以上の低下をしたときに、前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置からずれたと判定する腰部シートベルトずれ判定手段を有することを特徴とする。

この構成によれば、腰部シートベルトずれ判定手段が、荷重分布における腰部領域の高荷重部の荷重値の低下により腰部シートベルトのずれを判定する。したがって、装着当初は腰骨位置にあった腰部シートベルトが腰骨位置からずれた場合にその情報を着座者に報知することが可能となる。これにより、着座者による腰部シートベルトのずれの是正が期待される。さらに、腰部シートベルトずれ判定手段が腰部シートベルト位置判定手段と併用されることで、腰部シートベルトの腰骨位置からのずれをより正確に判定することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のシートベルト装置において、前記腰部シートベルトは、該腰部シートベルトの左右架け渡し方向全領域に前記センサを有し、前記腰部シートベルト位置判定手段によって腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定されている状況下において、前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域における荷重値が前記腰骨領域の高荷重部の荷重値を超えたときに、前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置からずれたと判定する腰部シートベルトずれ判定手段を有することを特徴とする。

この構成によれば、腰部シートベルトずれ判定手段が、腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域における荷重値が前記腰骨領域の高荷重部の荷重値を超えたときに腰部シートベルトのずれを判定する。したがって、腰部シートベルトが腰骨位置から上方にずれた場合にはその情報を着座者に報知することが可能となる。これにより、腰部シートベルトのずれの是正が期待される。さらに、腰部シートベルトずれ判定手段が腰部シートベルト位置判定手段と併用されることで、腰部シートベルトの腰骨位置からのずれをより正確に判定することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載のシートベルト装置において、前記腰部シートベルトは、該腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域を挟んだ左右の領域のみに前記センサを有することを特徴とする。

この構成によれば、腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域を挟んだ左右の領域のみにセンサを配置すればよいので、センサの使用量が削減されてシートベルト装置全体の製造コストが低減される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のシートベルト装置において、前記荷重分布算出手段により得られた荷重分布の連続性が前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向所定領域において途絶えたときに前記腰部シートベルトが捩れたと判定する腰部シートベルト捩れ判定手段を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、腰部シートベルトの捩れが判定された場合に、この捩れを着座者に報知することが可能となる。これにより、着座者による腰部シートベルトの捩れの是正が期待できる。さらに、腰部シートベルトの捩れに起因する荷重分布による腰部シートベルト位置判定手段の判定の誤りを防止することができる。

請求項７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、前記腰部シートベルトを含むシートベルトを所定量巻き取るシートベルト巻き取り手段を備え、前記センサが、前記シートベルト巻き取り手段による前記所定量巻き取り状態における前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向所定領域で該腰部シートベルトに入力される前記荷重を検知することを特徴とする。

この構成によれば、腰部シートベルトを含むシートベルトが所定量巻き取られて腰部シートベルトに張力が付与されることでセンサが検知する荷重値が増大する。したがって、荷重分布がより明瞭となり、腰部シートベルト位置判定手段による腰部シートベルトが腰骨位置にあるか否かの判定をより的確に行うことが可能となる。

本発明に係るシートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置によれば、シートベルトの架け渡し方向の所定領域内においてシートベルトを装着した着座者の身体のシートベルトによる圧迫状態をより正確に把握することができる。よって、この把握された圧迫状態から、例えば、着座者が適切にシートベルトによって保護されているか否か等の状況を判定することが可能となる。さらに、車両衝突事故の際には事後的に着座者の傷害に関する情報を提供することが可能となり、車両事故時の着座者に対する第３者の対応が的確になる。

本発明の実施の形態に係るシートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置を説明するための正面図である。（Ａ）はセンサを有するシートベルトの構成を示す一部破断要部斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ_Ｂ−ＩＩ_Ｂ線断面の端面図である。シートベルト装置の制御回路ブロック図である。図１のＩＶ−ＩＶ線断面図及び対応する荷重分布を示す図である。図１のＶ−Ｖ線断面図及び対応する荷重分布を示す図である。腰部シートベルトが腰骨位置から上方にずれた場合の荷重分布を説明するための図である。シートベルトが捩れた状態における図１のＩＶ−ＩＶ線断面図に対応する断面図及び対応する荷重分布を示す図である。シートベルト装置の制御を説明するためのフローチャート図である。腰部シートベルト捩れ判定手段によるシートベルト装置の制御を説明するためのフローチャート図である。（Ａ）は従来の、張力センサを有するシートベルトを説明するための図である。（Ｂ）は（Ａ）のａ部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について図１〜図９を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るシートベルト及びこのシートベルトを有するシートベルト装置を説明するための正面図、図２はセンサを有するシートベルトの構成を示す一部破断要部斜視図、図３はシートベルト装置の制御回路ブロック図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図及び対応する荷重分布を示す図、図５は図１のＶ−Ｖ線断面図及び対応する荷重分布を示す図、図６は腰部シートベルトが腰骨位置から上方にずれた場合の荷重分布を説明するための図、図７はシートベルトが捩れた状態における図１のＩＶ−ＩＶ線断面図に対応する断面図及び対応する荷重分布を示す図、図８はシートベルト装置の制御を説明するためのフローチャート図、図９は腰部シートベルト捩れ判定手段によるシートベルト装置の制御を説明するためのフローチャート図である。尚、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示し、矢印Ｗは車幅方向を示す。

図１に示すように、シートベルト装置１０は、車両のＢピラー１１下部に設けられたリトラクタ１２と、一端１５ａがリトラクタ１２に取り付けられるとともにＢピラー１１上部に固定されたスルーリング１４を挿通し、他端１５ｂがリトラクタ１２下方においてＢピラー１１に固定されたシートベルト１５と、シートベルト１５をベルト挿通孔２５ａに挿通させたタングプレート２５と、タングプレート２５の先端が挿入固定されるバックル２６と、を有する。バックル２６は、アンカー２８によって車両用シート３０の下側縁部に固定されている。尚、タングプレート２５はシートベルト１５に対して密着固定されているわけではなく、ベルト挿通孔２５ａにシートベルト１５を挿通させた状態でシートベルト１５の長手方向に移動可能である。

そして、図示のように車両用シート３０に着座者Ｐが着座した状態で身体上にシートベルト１５を通過させてタングプレート２５をバックル２６に挿入固定させることで、着座者Ｐの上半身に斜めに架け渡された肩部シートベルト１６が着座者Ｐの肩部及び腰部を拘束し、着座者Ｐの腰部に左右に架け渡された腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰部を車両用シート３０に拘束する。

リトラクタ１２は、そのハウジング内にシートベルト１５を巻回保持する図示しないベルトリールと、ベルトリールを常時巻取り方向に付勢する図示しない巻取りばね機構とを有する。

シートベルト１５は、ポリエステル素材を編み合せてなる等幅帯状の２本のウェビング１８及び１９を幅方向両端部で縫合してなる構成を有するが、シートベルト１５の長手方向所定領域においては、図２に示すように、装着状態において表側のウェビング１８及び着座者Ｐに接触する裏側のウェビング１９の間にウェビング１８及び１９と等幅帯状の柔軟なシート２０を挟み込んでおり、ウェビング１８、シート２０及びウェビング１９を幅方向両端部、すなわち、シートベルト１５の幅方向両端部１５ｃ及び１５ｄで縫合固定した３層構造を有する。シート２０が挟み込まれるシートベルト１５の長手方向所定領域は、シートベルト１５が着座者Ｐの腰部に左右に架け渡される領域、すなわち、腰部シートベルト１７の領域であれば良く、本実施の形態においては、例えば、シートベルト１５の他端１５ｂから３００ｍｍ〜１３００ｍｍの長さ範囲（１０００ｍｍ）である。

シート２０におけるウェビング１８側の面には、シート２０の長手方向に延在する３線の等幅帯状の電極２１がシート２０の幅方向に互いに平行に並ぶように埋設されており、シート２０におけるウェビング１９側の面には、電極２１に対して略垂直に交差するようにシート２０の幅方向に延在する多数の線の等幅帯状の電極２２がシート２０の長手方向に互いに平行に並ぶように埋設されている。電極２１及び２２が重なる部位によって平面視略矩形のセンサ２３が構成されている。

よって、シート２０上には、シート２０の長手方向（すなわち、シートベルト１５の長手方向）に等間隔に並ぶセンサ２３列が、シート２０の幅方向に等間隔に３列並べて設けられている。センサ２３は、電極２１及び２２間の距離の変化を測定して圧力値に換算するキャパシタ方式を採用する。

次に、センサ２３による圧力値の測定について説明する。シートベルト１５の装着状態において着座者Ｐの身体からシートベルト１５に対して荷重が付加されると、センサ２３には表側のウェビング１８と裏側のウェビング１９との間でシートベルト１５の面に対して垂直方向の圧縮力が作用するため、電極２１及び２２間距離が縮小し、略同方向の圧力変化が測定される。

一方で、センサ２３が設けられたシート２０の幅方向両端部は、シート２０の長手方向全長に亘ってウェビング１８及び１９に固定されているために、センサ２３の面方向への伸びが拘束されてセンサ２３に作用する面方向への張力は小さくなる。

したがって、センサ２３は、着座者Ｐの身体からシートベルト１５の面に対して垂直方向に付加される荷重に対して略同方向に作用する応力を検知する面圧センサである。

尚、本明細書において、シートベルト１５において装着状態における着座者Ｐから付加される荷重を検知するセンサとは、着座者Ｐからシートベルト１５の面に対して垂直方向に付加される荷重を検知するセンサのみに限らず、センサ２３のように、着座者Ｐからシートベルト１５の面に対して体圧で垂直方向に付加される荷重に対して略同方向に作用する応力を検知するセンサを含むものとする。

さらに、センサ２３は、シート２０の長手方向（すなわち、シートベルト１５の長手方向）全長に亘って等間隔に並べて配置されているので、その領域において応力分布が測定される。

よって、本実施の形態に係るシートベルト１５によれば、シートベルト１５が有するセンサが、着座者Ｐからシートベルト１５の面に対して付加される荷重を、その荷重に対して略同方向に作用する応力として直接検知し、この検知は、シートベルト１５の架け渡し方向の所定領域でなされるので、その領域内においてシートベルト１５を装着した着座者Ｐの身体のシートベルト１５による圧迫状態をより正確に把握することができる。

尚、センサ２３列は、シート２０の幅方向（シートベルト１５の幅方向）に３列並べて設けられているので、後述する荷重分布を算出する場合には何れか一列のセンサ２３列によって検知された荷重を用いればよい。しかし、３列全てのセンサ２３列によって検知された荷重データを用いることにより、着座者Ｐのシートベルト１５による圧迫状態をさらに正確に把握することが可能となる。本実施の形態においては、シート２０の幅方向中央のセンサ２３列のみを用いて荷重を検知している。

次に、シートベルト装置１０の制御について説明する。図３に示すように、シートベルト装置１０は、報知手段４０と、シートベルト１５に設けられたセンサ２３と、報知手段４０の作動を制御する制御部５０と、を有する。

報知手段４０としては、例えば、制御部５０からの信号によりモータ４２を駆動して駆動力伝達機構４３の一部である上記ベルトリールをシートベルト１５巻取り方向に回転させ、シートベルト１５を所定量巻き取ることでシートベルト１５全体に軽い張力を付与するシートベルト巻き取り手段４４を用いることができる。

尚、シートベルト巻き取り手段４４はあくまで報知手段であるから、シートベルト巻き取り手段４４によってシートベルト１５を巻き取る量は、車両を運転する着座者Ｐがシートベルト１５に付与された張力を感じ取れる程度の量であれば良い。例えば、シートベルト１５の弛みが取れる程度に２〜３回に分けてシートベルト１５を巻き取る制御とすれば、より着座者Ｐに注意を促すことが可能となる。

センサ２３は、上記の通り、シートベルト１５に設けられた面圧センサであり、ここではその記載を省略する。

制御部５０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等を備えたコンピュータである。制御部５０は、ＲＯＭに記憶させたプログラムをＲＡＭ上に展開して対応する処理をＣＰＵに実行させる。

制御部５０は、ＲＯＭに記憶させた荷重分布算出手段５２、腰部シートベルト位置判定手段５４、腰部シートベルトずれ判定手段５６及び腰部シートベルト捩れ判定手段５８のそれぞれに対応するプログラムをＲＡＭ上に展開して対応する処理をＣＰＵに実行させる。尚、上記プログラムはＲＯＭに記憶されている場合に限らず、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ−ＶｏｌａｔｉｌｅＲａｎｄａｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）に記憶されていればよい。

荷重分布算出手段５２は、センサ２３が検知した荷重（本実施の形態においては、着座者Ｐの身体からシートベルト１５の面に対して垂直方向に付加される荷重に対して略同方向に作用する応力として検知したもの）の腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の荷重分布を算出することを目的とするプログラムである。本プログラムがＲＡＭ上に展開された場合、ＣＰＵはセンサ２３が検知した荷重データと腰部シートベルト左右架け渡し方向位置とに基づき、荷重分布を算出する。

以下、荷重分布算出手段５２により算出される荷重分布について具体的に説明する。例えば、腰部シートベルトが図１に示す腰部上に左右に架け渡された正常な位置にある場合、図４下に示すように、腰部シートベルト１７は図示しない右側のタングプレート２５側から、図示右側の腰骨Ｐｈ前方に掛け回され、背骨Ｐｂの前方に位置する下腹部付近を通過して図示左側の腰骨Ｐｈ前方に掛け回されてシートベルト１５の他端１５ｂ方向へと延在する。センサ２３は、シートベルト１５の他端１５ｂから３００ｍｍ〜１３００ｍｍの長さ範囲に存在しているので、腰部シートベルト１７が腰部上に左右に架け渡される範囲に亘って存在する。

この状態において、荷重分布は、図４上に示すように、腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向中央領域Ｒｃを挟んだ左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒに、それぞれ両側より高い荷重値を示す高荷重部Ｐｌ及びＰｒを含む。一方で、左右架け渡し方向中央領域Ｒｃに、上記高荷重部Ｐｌ及びＰｒに挟まれて該部より低い荷重値を示す低荷重部Ｌを含む。

これは、図４下に示す通り、腰部シートベルト１７が正常な位置にある場合、腰部シートベルト１７は着座者Ｐの腰骨Ｐｈに掛け回されるため、腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向中央領域Ｒｃを挟んだ左右の領域ではセンサ２３は腰骨Ｐｈからの大きい荷重を受けるからである。

一方、左右架け渡し方向中央領域Ｒｃにおいては、腰部シートベルト１７は腰骨Ｐｈ間の柔らかな下腹部と当接しているため、センサ２３は腰骨Ｐｈよりも小さい荷重を受けるからである。

一般に、タングプレート２５を起点としてシートベルト１５の他端１５ｂ方向に向かって２００ｍｍ〜４００ｍｍまでの領域が右側腰骨領域Ｒｒ、右側腰骨領域Ｒｒから同方向に向かって１００ｍｍ〜２００ｍｍまでの領域が左右架け渡し方向中央領域Ｒｃ、及び左右架け渡し方向中央領域Ｒｃから同方向に向かって２００ｍｍ〜４００ｍｍまでの領域が左側腰骨領域Ｒｌとなる。したがって、これらの領域上に腰部シートベルト１７が架け渡される範囲にセンサ２３が存在すれば良い。

尚、タングプレート２５の位置は、シートベルトの装着時に算出される荷重分布において急峻な単独の荷重ピーク（図示せず）が生じる位置として認識される。よって、ＣＰＵは、この急峻な荷重ピークの生じる位置よりもシートベルト１５の他端１５ｂ側における荷重分布を腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の領域として認識し、以下に説明する種々の判定において用いる。

腰部シートベルト位置判定手段５４は、荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布に基づいて腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置にあるか否かを判定することを目的とするプログラムである。本プログラムがＲＡＭ上に展開された場合、ＣＰＵは荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布を予めＲＯＭに記憶された荷重分布パターンと対比し、一致する場合には腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置にあると判定する。

具体的には、図４上に示すように、荷重分布の腰部シートベルト１７の左右架け渡し中央領域Ｒｃを挟んだ左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒに、領域Ｒｌ及びＲｒにおける両側より高い荷重値を示す高荷重部Ｐｌ、Ｐｒが存在する荷重分布パターンがＲＯＭに記憶されており、この荷重分布パターンに荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布が一致する場合、腰部シートベルト位置判定手段５４は、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置にあると判定する。

図５下は、腰部シートベルト１７が腰骨位置から上方にずれた場合の典型的な荷重分布を示す図である。図５上に示すように、腰部シートベルト１７は腰骨Ｐｈではなく腹部に掛け回されているので腹部のうち前方に最も突出する部位である左右架け渡し中央領域Ｒｃにその領域Ｒｃにおける両側より高い荷重値を示す高荷重部Ｐｃが発生し、左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒには高荷重部Ｐｌ、Ｐｒが発生しない荷重分布となる。

この場合、左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒにおいては各領域の両側より高い荷重値を示す高荷重部Ｐｌ、Ｐｒが存在しないので、荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布は上記荷重分布パターンとは一致せず、腰部シートベルト位置判定手段５４は、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置に無いと判定する。

腰部シートベルトずれ判定手段５６は、腰部シートベルト位置判定手段５４によって腰部シートベルト１７が腰骨位置にあると判定されている状況下において、腰骨領域の高荷重部の荷重値が所定時間内に予め設定された以上の低下をしたときに、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置からずれたと判定することを目的とするプログラムである。

腰部シートベルト位置判定手段５４によって腰部シートベルト１７が腰骨位置にあると判定されている状況下において、ＣＰＵは、腰部シートベルト位置判定手段５４の判定の基礎となったセンサ２３が検知し、荷重分布算出手段５２が算出した荷重分布と、その時から所定時間経過後に荷重センサ２３が検知し、荷重分布算出手段５２が算出した荷重分布とを対比する。

対比の結果、後者の荷重分布の領域Ｒｌにおける高荷重部Ｐｌの荷重値及び領域Ｒｒにおける高荷重部Ｐｒの荷重値のうち、何れか一方又は双方の荷重値が、前者の荷重分布の対応する荷重値と比較して所定時間内に予め設定された以上の低下をしたときに、ＣＰＵは、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置からずれたと判定する。

具体例を、図６に基づいて説明する。図示のように、荷重分布Ｄ１は、腰部シートベルト１７が腰骨位置にある場合に算出される典型的な荷重分布であり、荷重分布Ｄ２は、腰部シートベルト１７が腰骨位置よりも上方にずれている場合に算出される典型的な荷重分布である。

この場合、腰部シートベルト１７が腰骨位置にある場合には、荷重分布Ｄ１は領域Ｒｌ及びＲｒに高荷重部Ｐｌ及びＲｒをそれぞれ有する。ここで、腰部シートベルト１７が腰骨位置の上方にずれた場合、左右架け渡し中央領域Ｒｃにその領域Ｒｃにおける両側より高い荷重値を示す高荷重部Ｐｃが発生し左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒには高荷重部Ｐｌ、Ｐｒが発生しない荷重分布となる。

したがって、この場合、領域Ｒｌにおける高荷重部Ｐｌの荷重値及び領域Ｒｒにおける高荷重部Ｐｒの荷重値の双方の荷重値が所定時間内に予め設定された以上の低下をしているので、ＣＰＵは、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置からずれたと判定する。

腰部シートベルト捩れ判定手段５８は、荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布の連続性が腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒにおいて途絶えたときに腰部シートベルト１７が捩れたと判定することを目的とするプログラムである。

具体的には、図４上に示すように、腰部シートベルト１７が腰骨位置にあるときには、荷重分布のうち領域Ｒｌ及びＲｒに高荷重部Ｐｌ及びＰｒがそれぞれ存在する。ここで、図７下に示すように、領域Ｒｌにおいて捩れが生じると、図７上に示すように、領域Ｒｌにおいて捩れに起因する高荷重位置が生じるか、あるいは荷重が検出されない位置が生じ、その領域Ｒｌにおいて荷重分布の連続性が途絶えることとなる。このように荷重分布の連続性が途絶えた場合に、ＣＰＵは荷重分布の連続性が途絶えた領域Ｒｌにおいて腰部シートベルト１７が捩れたと判定する。

以下、シートベルト装置１０により実行される制御について、腰部シートベルト捩れ判定手段５８による制御を除き、図８のフローチャートに基づいて説明する。まず、車両用シート３０に着座した着座者Ｐの身体上にシートベルト１５を通過させてタングプレート２５をバックル２６に挿入固定させることで制御が開始されると、ステップＳ１０１においてセンサ２３は腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒで着座者Ｐから付加される荷重を検知し、制御部５０に出力する。

次に、ステップＳ１０２において、荷重分布算出手段５２はセンサ２３により検知された荷重値データと腰部シートベルト左右架け渡し方向位置とに基づき、荷重分布を算出する。

ステップＳ１０３では、腰部シートベルト位置判定手段５４は、荷重分布算出手段５２によって得られた荷重分布に基づいて腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置に無いかどうかを判定する。腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置に無い（ＹＥＳ判定）と判定する場合、ステップＳ１０４に移行する。腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置にある（ＮＯ判定）と判定する場合、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０４では、ＣＰＵは信号を報知手段４０に出力する。具体的には、この信号によってシートベルト巻き取り手段４４のモータ４２が駆動し、ベルトリール（駆動力伝達機構４３）がシートベルト１５の巻取り方向に回転し、シートベルト１５が所定量巻き取られてシートベルト１５全体に軽い張力が付与される。よって、腰部シートベルト１７が一瞬だけより腹部に食い込み、これにより着座者Ｐは腰部シートベルト１７が適切な位置に無いことに気づくことができる。

ステップＳ１０５では、センサ２３は腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒで各座者Ｐから付加される荷重を検知し、制御部５０に出力する。

次に、ステップＳ１０６では、荷重分布算出手段５２はセンサ２３により検知された荷重値データと腰部シートベルト左右架け渡し方向位置とに基づき、荷重分布を算出する。

そして、ステップＳ１０７では、腰部シートベルトずれ判定手段５４は、ステップＳ１０２で算出された荷重分布とステップＳ１０６で算出された荷重分布とを対比し、対比の結果、腰部シートベルト１７が腰骨位置よりも上方にずれている（ＹＥＳ判定）と判定する場合、ステップＳ１０８に移行する。腰部シートベルト１７が腰骨位置からずれていない（ＮＯ判定）と判定する場合、ステップＳ１０５にリターンする。

ステップＳ１０８では、ＣＰＵは信号を報知手段４０（シートベルト巻き取り手段４４）に出力する。具体的には、この信号によってモータ４２が一瞬だけ駆動され、ベルトリールがシートベルト１５の巻取り方向に回転する。これによりシートベルト１５全体に軽い張力が付与される。

よって、本実施の形態に係るシートベルト装置１０によれば、腰部シートベルト１７が有するセンサ２３によって腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒで荷重が検知され、荷重分布算出手段５２によって領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒで荷重分布が算出され、腰部シートベルト位置判定手段５４によって腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置にあるか否かが判定される。

したがって、センサ２３が検知したシートベルト１５を装着した着座者Ｐの身体の圧迫状態の情報に基づき、腰部シートベルト１７が腰骨位置にあるか否かを判定することができる。

さらに、腰部シートベルト１７が腰骨位置に無い場合には報知手段４０（シートベルト巻き取り手段４４）によってその情報が着座者Ｐに報知され、腰部シートベルト位置の是正が期待される。よって、腰部位置よりも上方にずれていた腰部シートベルト１７が腹部を強く圧迫することに起因する腹部傷害を未然に防止する効果が期待できる。

そのうえ、装着当初は腰骨位置にあった腰部シートベルト１７が腰骨位置からずれた場合に、報知手段４０（シートベルト巻き取り手段４４）によってその情報が着座者Ｐに報知され、腰部シートベルト１７のずれの是正が期待される。また、腰部シートベルトずれ判定手段５６が腰部シートベルト位置判定手段５４と併用されることで、腰部シートベルト１７の腰骨位置からのずれをより正確に判定することが可能となる。

尚、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０２で算出された荷重分布とステップＳ１０６で算出された荷重分布とを対比した結果、腰部シートベルトずれ判定手段５６は、腰骨領域の高荷重部の荷重値が所定時間内に予め設定された以上の低下をしたときに腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置からずれたと判定しているが、他の指標を採用することも可能である。

例えば、ステップＳ１０７において、ステップＳ１０６で算出された荷重分布の腰部シートベルト１７の架け渡し方向中央領域Ｒｃにおける荷重値が左右腰骨領域Ｒｌ、Ｒｒの高荷重部Ｐｌ、Ｐｒの荷重値を超えたときに、腰部シートベルトずれ判定手段５６は、腰部シートベルト１７が着座者Ｐの腰骨位置からずれたと判定してもよい。

次に、腰部シートベルト捩れ判定手段５８による制御について、シートベルト装置１０により実行される制御について、図９のフローチャートに基づいて説明する。まず、シートベルト装置１０による制御が開始されると、ステップＳ１１１においてセンサ２３は腰部シートベルト１７の左右架け渡し方向の領域Ｒｌ、Ｒｃ及びＲｒで着座者Ｐから付加される荷重を検知し、制御部５０に出力する。そして、ステップＳ１１２において、荷重分布算出手段５２はセンサ２３により検知された荷重値データと腰部シートベルト左右架け渡し方向位置とに基づき、荷重分布を算出する。

ステップＳ１１３では、腰部シートベルト捩れ判定手段５８は、荷重分布算出手段によって得られた荷重分布に基づいて着座者Ｐに装着された腰部シートベルト１７が捩れているか否かを判定する。腰部シートベルト１７が捩れていると（ＹＥＳ判定）と判定する場合、Ｓ１１４ステップに移行する。腰部シートベルト１７が捩れていないと判定する場合、ステップＳ１１１にリターンする。

ステップＳ１１４では、制御部５０は信号を報知手段４０に出力する。具体的には、この信号によってモータ４２が一瞬だけ駆動され、ベルトリールがシートベルト１５の巻取り方向に回転する。これによりシートベルト１５全体にテンションが付与される。

よって、本実施の形態に係るシートベルト装置１０によれば、腰部シートベルト１７が捩れている場合には報知手段４０（シートベルト巻き取り手段４４）によってその情報が着座者Ｐに報知され、腰部シートベルト１７の捩れの是正が期待される。さらに、腰部シートベルト１７の捩れた状態で荷重分布が算出されることによる、腰部シートベルト位置判定手段５４の判定の誤りを防止することも可能となる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態においては、左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒ並びに中央領域Ｒｃの全領域にセンサ２３を設けているが、センサ２３を左右の腰骨領域Ｒｌ及びＲｒのみに設ける構成としてもよい。この構成によれば、センサ２３に用いる電極の使用量が削減されてシートベルト装置全体の製造コストが低減される。

また、上記実施の形態において、センサ２３は、着座者Ｐからシートベルト１５の面に対して垂直方向に付加される荷重に対して略同方向に作用する応力を検知するセンサであるが、着座者Ｐからシートベルト１５の面に対して垂直方向に付加される荷重を検知する薄型の荷重計をシート２０に貼り付ける構成としても良い。

さらに、センサ２３による荷重検知を、シートベルト巻き取り手段４４によるシートベルト１５全体への張力の付与下に行う構成としても良い。この場合、腰部シートベルト１７に張力が付与されることでセンサ２３が検知する荷重値が増大する。したがって、荷重分布がより明瞭となり、腰部シートベルト位置判定手段５６による腰部シートベルト１７が腰骨位置にあるか否かの判定をより的確に行うことが可能となる。

さらに、上記実施の形態においては、報知手段４０としてシートベルト巻き取り手段４４を用いているが、報知手段として他の手段を用いることも可能である。例えば、カーナビゲーションシステムの画面にシートベルト位置判定手段５６による判定結果を表示したり、インストルメント・パネルの一部にシートベルト位置判定手段５６による判定結果を表示したり、アラーム音によってシートベルト位置判定手段５６による判定結果を表示することにより報知しても良い。

１０シートベルト装置
１５シートベルト
１７腰部シートベルト
２３センサ
３０車両用シート
４４シートベルト巻き取り手段４４
５２荷重分布算出手段
５４腰部シートベルト位置判定手段
５６腰部シートベルトずれ判定手段
５８腰部シートベルト捩れ判定手段

Claims

車両用シートの着座者の腰部に左右に架け渡される腰部シートベルトを有するシートベルト装置において、
前記腰部シートベルトとして、車両用シートの着座者の身体に架け渡して装着されるシートベルトであって前記装着状態における前記着座者から付加される荷重を前記シートベルトの架け渡し方向の所定領域で検知するセンサを有するシートベルトが用いられるとともに、
前記センサにより検知された前記荷重の前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向の荷重分布を算出する荷重分布算出手段と、
該荷重分布算出手段によって得られた荷重分布に基づいて前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置にあるか否かを判定する腰部シートベルト位置判定手段と、
を有することを特徴とするシートベルト装置。
前記腰部シートベルト位置判定手段は、前記荷重分布の腰部シートベルトの前記左右架け渡し方向中央領域を挟んだ左右の腰骨領域にそれぞれ両側よりも高い荷重値を示す高荷重部が存在する場合に前記腰部シートベルトが腰骨位置にあると判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。
前記腰部シートベルト位置判定手段によって腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定されている状況下において、
前記腰骨領域の高荷重部の荷重値が所定時間内に予め設定された以上の低下をしたときに、前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置からずれたと判定する腰部シートベルトずれ判定手段を有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。
前記腰部シートベルトは、該腰部シートベルトの左右架け渡し方向全領域に前記センサを有し、
前記腰部シートベルト位置判定手段によって腰部シートベルトが腰骨位置にあると判定されている状況下において、
前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域における荷重値が前記腰骨領域の高荷重部の荷重値を超えたときに、前記腰部シートベルトが着座者の腰骨位置からずれたと判定する腰部シートベルトずれ判定手段を有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。
前記腰部シートベルトは、該腰部シートベルトの左右架け渡し方向中央領域を挟んだ左右の領域のみに前記センサを有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。
前記荷重分布算出手段により得られた荷重分布の連続性が前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向所定領域において途絶えたときに前記腰部シートベルトが捩れたと判定する腰部シートベルト捩れ判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のシートベルト装置。
前記腰部シートベルトを含むシートベルトを所定量巻き取るシートベルト巻き取り手段を備え、
前記センサが、前記シートベルト巻き取り手段による前記所定量巻き取り状態における前記腰部シートベルトの左右架け渡し方向所定領域で該腰部シートベルトに入力される前記荷重を検知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。