WO2019107205A1 - バックル、シートベルト装着状態検知システム及びシートベルト装着状態検知方法 - Google Patents

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WO2019107205A1
WO2019107205A1 PCT/JP2018/042690 JP2018042690W WO2019107205A1 WO 2019107205 A1 WO2019107205 A1 WO 2019107205A1 JP 2018042690 W JP2018042690 W JP 2018042690W WO 2019107205 A1 WO2019107205 A1 WO 2019107205A1
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WO
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seat belt
tension
detection unit
state
buckle
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PCT/JP2018/042690
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English (en)
French (fr)
Inventor
青木　洋
Original Assignee
Ｊｏｙｓｏｎ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｊａｐａｎ株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/02—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the driver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to a buckle, a seat belt wearing state detection system, and a seat belt wearing state detection method.
  • a device that includes a sensor that detects variation in belt tension caused by breathing of a seat belt wearer, extracts a respiration component from an output signal of the sensor, and calculates a respiration rate from the extracted respiration component.
  • a sensor that detects variation in belt tension caused by breathing of a seat belt wearer, extracts a respiration component from an output signal of the sensor, and calculates a respiration rate from the extracted respiration component.
  • whether or not the seat belt is attached is determined by whether or not the tongue attached to the seat belt is connected to the buckle, and the connection between the tongue and the buckle is detected by a switch sensor incorporated in the buckle Ru.
  • the present disclosure provides a buckle, a seat belt attachment detection system, and a seat belt attachment detection method that can detect how the seat belt is attached.
  • the present disclosure A sensor that outputs an output signal that changes according to the tension generated in the seat belt; And a detection unit configured to detect a mounting state of the seat belt from a change in the output signal.
  • a buckle having a sensor that outputs an output signal that changes in accordance with the tension generated in the seat belt;
  • a seat belt mounted state detection system including: a detector configured to detect a mounted state of the seat belt from a change in the output signal.
  • the buckle has a sensor that outputs an output signal that changes according to the tension generated on the seat belt,
  • the detection unit provides a seat belt mounted state detection method that detects the mounted state of the seat belt from a change in the output signal.
  • FIG. 1 is a view showing an example of the configuration of a seat belt device.
  • the seat belt device 1 is an example of an in-vehicle system mounted on a vehicle.
  • the seat belt device 1 includes, for example, a seat belt 4, a retractor 3, a shoulder anchor 6, a tongue 7, and a buckle 8.
  • the seat belt 4 is an example of a seat belt that restrains the occupant 11 sitting on the seat 2 of the vehicle, and is a belt-like member that can be taken up by the retractor 3 so as to be drawn out.
  • the seat belt is also referred to as webbing.
  • the belt anchor 5 at the front end of the seat belt 4 is fixed to the seat 2 or the vehicle body in the vicinity of the seat 2.
  • the retractor 3 is an example of a winding device that enables the seat belt 4 to be wound or pulled out, and the seat belt 4 is pulled out of the retractor 3 when a deceleration equal to or greater than a predetermined value at the time of a vehicle collision is applied to the vehicle. Limit that.
  • the retractor 3 is fixed to the seat 2 or the vehicle body in the vicinity of the seat 2.
  • the shoulder anchor 6 is an example of a belt insertion tool through which the seat belt 4 is inserted, and is a member for guiding the seat belt 4 pulled out from the retractor 3 toward the shoulder of the occupant 11.
  • the shoulder anchor 6 is fixed to the seat 2 or the vehicle body in the vicinity of the seat 2.
  • the tongue 7 is an example of a belt insertion tool through which the seat belt 4 is inserted, and is a component slidably attached to the seat belt 4 guided by the shoulder anchor 6.
  • the buckle 8 is a component to which the tongue 7 is detachably connected, and is fixed to, for example, the seat 2 or a vehicle body near the seat 2.
  • the buckle 8 has a main body 8a and a stay 8b.
  • the main body 8a is a portion to which the tongue 7 is detachably connected.
  • the stay 8 b is an example of a support member that supports the main body 8 a of the buckle 8.
  • the stay 8 b is fixed to the seat 2 or the vehicle body in the vicinity of the seat 2.
  • the portion of the seat belt 4 between the shoulder anchor 6 and the tongue 7 is a shoulder belt portion 9 that restrains the occupant's chest and shoulders.
  • a portion of the seat belt 4 between the belt anchor 5 and the tongue 7 is a lap belt portion 10 that restrains the waist of the occupant.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the buckle 8 in the first embodiment.
  • the buckle 8 includes a sensor 20 and a detection unit 30.
  • the detection unit 30 includes a detection unit 40, a determination unit 70, and an output unit 80.
  • the sensor 20 detects tension generated in the seat belt 4 (hereinafter also referred to as “tension F”), and outputs an output signal that changes in accordance with the detected tension F.
  • tension F tension generated in the seat belt 4
  • the sensor 20 may be provided on the main body 8 a of the buckle 8 or may be provided on the stay 8 b of the buckle 8.
  • the sensor 20 detects, for example, a deformation or displacement caused by a change in the tension F of the seat belt 4 as the tension F of the seat belt 4.
  • the sensor 20 may be a strain sensor that detects a change in load input from the seat belt 4 to the buckle 8 via the tongue 7 or detects a change in capacitance generated by a change in tension F of the seat belt 4 It may be a capacitive sensor.
  • the sensor 20 may be a device that detects the displacement of the buckle 8 itself as a change in the tension F of the seat belt 4.
  • a non-contact sensor which detects a relative distance with a reflective object by transmission and reception of light or radio waves can be mentioned.
  • the detection unit 30 detects the mounting state of the seat belt 4 from the change of the output signal of the sensor 20. Since the output signal of the sensor 20 changes in accordance with the tension F of the seat belt 4, the detection unit 30 can detect the transition of the tension F of the seat belt 4 by monitoring the change of the output signal of the sensor 20. Since the tension F of the seat belt 4 changes according to the mounting state of the seat belt 4, the detection unit 30 can detect how the seat belt 4 is mounted from the change of the output signal of the sensor 20. .
  • the chest movement of the occupant 11 mainly changes the tension of the shoulder belt portion 9, and the belly movement of the occupant 11 mainly changes the tension of the lap belt portion 10. Then, both the shoulder belt portion 9 and the lap belt portion 10 are connected to the buckle 8 via the tongue 7. Therefore, the sensor 20 provided on the buckle 8 can detect information on the movement of both the chest and the belly of the occupant 11 from the change in tension, so that the detection accuracy of the mounting state of the seat belt 4 is improved.
  • the detection unit 30 is, for example, a computer (more specifically, a microcomputer) including at least one CPU (Central Processing Unit) and at least one memory. Each function of the detection unit 30 is realized by processing that at least one program causes the CPU to execute. The program is readably stored in the memory.
  • a computer more specifically, a microcomputer
  • CPU Central Processing Unit
  • the detection unit 30 includes a detection unit 40, a determination unit 70, and an output unit 80.
  • the detection unit 40 and the determination unit 70 include one or more computers.
  • the detection unit 40 detects the periodicity of the signal component representing the change of the tension F from the output signal of the sensor 20.
  • the determination unit 70 detects the mounting state of the seat belt 4 based on the periodicity of the signal component detected by the detection unit 40. For example, when it is detected that the signal component detected by the detection unit 40 has periodicity, the determination unit 70 determines that the seat belt 4 is attached by the connection between the tongue 7 and the buckle 8. This is because, in the case of periodicity, it is estimated that the periodic movement of the breathing or pulse of the occupant 11 wearing the seat belt 4 is detected by the sensor 20 as a change in tension.
  • the detection unit 40 may detect the magnitude of the signal component representing the change in the tension F from the output signal of the sensor 20.
  • the determination unit 70 detects the mounting state of the seat belt 4 based on the magnitude of the signal component detected by the detection unit 40. For example, when the determination unit 70 detects that the magnitude of the signal component detected by the detection unit 40 has increased to a predetermined range, the seat belt 4 is attached by the connection of the tongue 7 and the buckle 8 It is determined that This is because when the seat belt 4 is pulled out of the retractor 3 and the tongue 7 and the buckle 8 are connected, the magnitude of the tension F increases to a predetermined range.
  • the detection unit 40 may detect a plurality of types of signal components representing a change in tension F from the output signal of the sensor 20, and detect the mounting state of the seat belt 4 from the plurality of detected signal components. In this case, based on the periodicity of the signal component detected by the detection unit 40 and the magnitude of the signal component detected by the detection unit 40, the determination unit 70 mounts the seat belt 4 in any use state. Determine if it is. By detecting the mounting state of the seat belt 4 using both the periodicity of the signal component and the magnitude of the signal component, the mounting state can be detected in more detail.
  • the determination unit 70 determines the adhesion between the seat belt 4 and the occupant (for example, the degree of adhesion increases as the magnitude of the signal component increases). it can.
  • the determination unit 70 properly mounts the seat belt 4. It may be determined that there is. This is because it is assumed that the occupant 11 properly wears the seat belt 4 when the tension F of an appropriate size is generated and the tension F periodically changes. On the other hand, when the determination unit 70 detects that the magnitude of the signal component is not within the predetermined range and the detection unit 40 detects that the signal component does not have periodicity, the seat belt 4 is properly mounted. It may be determined that there is no. This is because it is assumed that the occupant 11 does not properly wear the seat belt 4 if the tension F is not cyclically fluctuated if the tension F is generated excessively or excessively.
  • the determination unit 70 determines that the occupant using the seat belt 4 has a change in posture. May be This is because when the tension F equal to or more than a predetermined threshold value is continuously generated, it is estimated that the posture of the occupant 11 is changing.
  • the output unit 80 outputs the determination result of the determination unit 70 (for example, the “use state” or the “warning signal” described later) to the external device of the buckle 8 by wire or wirelessly.
  • the external device executes predetermined control based on the determination result.
  • FIG. 3 is a timing chart showing an example of changes in signal components when the mounting state of the seat belt changes from the non-use state to the use state.
  • the magnitude of the tension F represented by the output signal s of the sensor 20 is substantially zero when the seat belt 4 is taken up by the retractor 3 and the tongue 7 and the buckle 8 are not connected.
  • the magnitude of the tension F represented by the output signal s of the sensor 20 is that when the seat belt 4 is pulled out of the retractor 3 and the tongue 7 is connected to the buckle 8 (the sensor state may change due to the insertion of the tongue 7) Furthermore, it changes when tension is applied to the seat belt 4.
  • the detection unit 40 may reset the magnitude of the tension F at the time when the magnitude of the tension F represented by the output signal s transitions from an increase to a decrease, to zero.
  • s represents detection data of the magnitude of the tension F represented by the output signal s.
  • a represents an average value of tension F which is one of signal components detected from the output signal s.
  • b represents a large movement (a movement larger than respiration or pulse) of the occupant 11, which is one of the signal components detected from the output signal s.
  • c represents the magnitude of a periodic signal (respiration or pulse signal) which is one of the signal components detected from the output signal s.
  • Th1 represents a threshold for determining whether or not the tongue 7 and the buckle 8 are connected.
  • Th2 represents the lower limit of the appropriate magnitude of tension F.
  • Th3 represents the upper limit of the appropriate magnitude of tension F.
  • the detection unit 40 detects the level of the tension F and the movement of the occupant 11 from the value of the output signal s.
  • the tension F changes periodically about the average tension level when the occupant is seated and at rest. This periodic change is generated by the breathing of the occupant 11. Although small, periodic changes due to pulse are also observed.
  • the periodic change due to the breathing of a person on board is about 2 to 8 seconds, and the periodic change due to the pulse on a person on board is about 0.6 to 1.2 seconds.
  • the detection unit 40 detects an average value of the magnitude of the tension F of the seat belt 4 (hereinafter also referred to as “average tension a”) from the output signal s that changes from moment to moment, and a cycle signal of respiration or pulse It also detects the presence or absence of When the periodic signal is stable, the detection unit 40 preferably detects the amplitude and the period of the periodic signal. The detection unit 40 may detect the amount of change and the rate of change of the tension F. If the average tension a is calculated without using the signal component when the large movement represented by b is detected, the detection unit 40 can calculate the average value of the tension F when the occupant is not moving significantly.
  • average tension a the magnitude of the tension F of the seat belt 4
  • FIG. 4 is a flowchart showing the filter averaging process performed by the detection unit 40.
  • the detection unit 40 repeatedly performs the filter averaging process fa at a predetermined cycle.
  • the detection unit 40 reads the output signal s output from the sensor 20 (step S11), and performs filter averaging processing on the read output signal s (step S13).
  • the detection unit 40 detects the average value of the magnitudes of the tensions F of the seat belt 4 (hereinafter also referred to as “average tension a”) by performing filter averaging processing on the output signal s.
  • the filter averaging process is a process of deriving the past accumulated average value of the magnitude of tension F at the present time using a low pass filter or a moving average filter with a predetermined filter time (for example, 6 seconds) as an averaging interval. is there.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the difference variation extraction process performed by the detection unit 40.
  • the detection unit 40 repeatedly executes the difference variation extraction process fb at a predetermined cycle.
  • the detection unit 40 reads the output signal s output from the sensor 20 (step S14), and performs difference variation extraction processing on the read output signal s (step S15).
  • the detection unit 40 performs the difference fluctuation extraction process on the output signal s, thereby changing the amount (difference change) in which the magnitude of the tension F of the seat belt 4 changes in a predetermined elapsed time (for example, 0.2 seconds) Amount) to detect.
  • a predetermined elapsed time for example, 0.2 seconds
  • the detection unit 40 integrates a value obtained by integrating the difference change amount detected this time into the integrated value up to the previous time (hereinafter, also referred to as “tension change amount b”). To detect.
  • the detection unit 40 decreases the amount of change in tension b.
  • the predetermined amount A is set to a value larger than the amount of difference change caused by the breathing or pulse of the occupant 11.
  • the tension change amount b decreases if it is a difference change amount caused by respiration or pulse, and the tension change amount b increases if it is a difference change amount caused by fluctuation larger than that of the respiration or pulse. That is, the detection unit 40 can detect the amount of change in tension F caused by the movement of the occupant 11 larger than the respiration or pulse by detecting the amount of change in tension b.
  • FIG. 6 is a flowchart showing periodic signal amplitude extraction processing performed by the detection unit 40.
  • the detection unit 40 repeatedly performs the periodic signal amplitude extraction process fc at a predetermined cycle.
  • the detection unit 40 reads the output signal s output from the sensor 20 (step S17), and performs periodic signal amplitude extraction processing on the read output signal s (step S18).
  • the detection unit 40 performs a periodic signal amplitude extraction process on the output signal s, thereby using a band pass filter for extracting a frequency signal component corresponding to the frequency of the respiration or pulse, and the magnitude of the amplitude of the frequency signal component (Hereinafter, also referred to as “periodic signal amplitude c”) is detected.
  • the respiration signal has a period of about 3 seconds to 6 seconds
  • the pulse signal has a period of about 0.5 seconds to 1 second.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating the tension determination process performed by the determination unit 70.
  • the determination unit 70 repeatedly performs the tension determination process at a predetermined cycle.
  • the threshold Th2 is larger than the threshold Th1
  • the threshold Th3 is larger than the threshold Th2.
  • step S21 the determination unit 70 acquires the average tension a from the detection unit 40, and determines whether the acquired average tension a is larger than the threshold Th1.
  • the average tension a is approximately zero or a relatively small value.
  • the determination unit 70 determines that the average tension a is equal to or less than the threshold Th1
  • the determination unit 70 determines that the seat belt 4 is in the unused state H (step S23).
  • the determination unit 70 determines that the seat belt 4 is in use and executes the process of step S25.
  • step S25 the determination unit 70 determines whether the average tension a acquired in step S21 is larger than the threshold value Th2.
  • the buckle 8 and the tongue 7 are connected, and it is determined whether the tension F of the seat belt 4 is further large. If the determination unit 70 determines that the average tension a is equal to or less than the threshold value Th2, it is estimated that the buckle 8 and the tongue 7 are connected but the tension F is too small (under tension condition). 4 determines that the tension F is not appropriate (use state J) (step S27).
  • the determination unit 70 determines that the average tension a is larger than the threshold value Th2
  • the determination unit 70 determines that the tension F larger than the use state J is generated, and executes the process of step S29.
  • step S29 the determination unit 70 determines whether the average tension a acquired in step S21 is larger than a threshold value Th3.
  • the determination unit 70 determines that the tension F is too large (excessive tension state), so the seat belt 4 determines that the tension F is not appropriate.
  • Step S27 the determination unit 70 determines that the average tension a is less than the threshold Th3, the tension F is estimated to be between the threshold Th2 and the threshold Th3. It is determined as I (step S31).
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the body movement determination process performed by the determination unit 70.
  • the determination unit 70 repeatedly performs the body movement determination process at a predetermined cycle.
  • step S41 the determination unit 70 acquires the tension change amount b from the detection unit 40, and determines whether the acquired tension change amount b is larger than the threshold Th4.
  • the tension change amount b is used to determine whether or not there is a change in body motion that is larger than the respiration or pulse. If the determination unit 70 determines that the tension change amount b is larger than the threshold Th4, it is estimated that there is a change in body movement larger than that of breathing or pulse, so the movement of the occupant 11 has a large change in body movement It is determined that the state P indicates that.
  • the determination unit 70 determines that the tension change amount b is equal to or less than the threshold value Th4, it is estimated that there is no change in body movement larger than breathing or pulse, so the movement of the occupant 11 does not change significantly It is determined that the state Q represents that.
  • the threshold value Th4 may be set to a larger value as the periodic signal amplitude c representing the amplitude of the respiration or pulse increases.
  • the tension change amount b changes based on the difference change amount generated by the breathing or pulse of the occupant 11. Therefore, if the amplitude of the respiration or pulse increases, the state P is not determined unless the tension change amount b increases, so that the erroneous determination of the state P can be suppressed.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating the use state determination process performed by the determination unit 70.
  • the determination unit 70 repeatedly performs the use state determination process at a predetermined cycle.
  • step S51 the determination unit 70 determines whether the movement of the occupant 11 is determined to be the state Q without body movement and the periodic signal amplitude c is detected. If the determination unit 70 determines that the state Q has no body movement and determines that the periodic signal amplitude c is present, the process in step S53 is performed.
  • step S53 the determination unit 70 determines whether or not the mounting state of the seat belt 4 is "a state that is not the unused state H and not the used state J".
  • "! H” represents a use state which is not the unused state H.
  • "! J” represents a use state which is not the use state J.
  • the determination unit 70 determines that the mounting state of the seat belt 4 is "a state not in the unused state H and not in the use state J”
  • the seat belt 4 determines that the use state K is appropriate (step S55).
  • the use state I (see FIG. 7) is an appropriate state with respect to the magnitude of the tension F, whereas the use state K is a properness determined in consideration of the magnitude and periodicity of the tension F and the movement of the occupant 11 Represents the state of use.
  • the determination unit 70 determines that the mounting state of the seat belt 4 is not “the state not being the unused state H and not the using state J”, the seat belt 4 is determined to be the used state L (step S57 ). That is, even if the flag of the use state J in which the tension F is not appropriate is set or the seat belt 4 is not set in the non-use state H, the determination unit 70 may detect the periodic amplitude. It is determined that the use state is L. This is because, even if it is determined to be the use state J or the unused state H due to a temporary decrease of the average tension a or the like, if there is a periodic signal amplitude c in the resting state Q without body movement, step S51 in FIG.
  • the use state L represents a state where the tension F is not appropriate although there is an amplitude of periodicity, and for example, a state where a detection offset occurs in a sensor that detects the tension F can be considered.
  • step S51 determination unit 70 determines that the state Q is not a state without body movement, or If it is determined that there is no periodic signal amplitude c, the process of step S59 is performed.
  • step S59 the determination unit 70 determines whether the mounting state of the seat belt 4 is "a state that is not the unused state H and not the used state J".
  • the determination unit 70 determines that the mounting state of the seat belt 4 is “a state not in the unused state H and not the used state J”
  • the tension F is the appropriate used state I. Therefore, when the determination unit 70 determines that the mounting state of the seat belt 4 is "a state not in the unused state H and not in the used state J”, the periodic signal amplitude c is not detected in step S51.
  • the seat belt 4 is determined to be in the use state M (step S61).
  • the use state M indicates that the tension F is appropriate although there is no periodical amplitude, and for example, the periodic signal amplitude c is accurate because the occupant 11 wears a thick jacket such as a down jacket. It is possible that the condition is not detected well.
  • the seat belt 4 determines the use state N not appropriate (Ste S63). That is, since the flag of the use state J in which the tension F is not appropriate is set or the seat belt 4 is in the unused state H flag, it is determined that the use state N is not proper.
  • the improper use state N is, for example, a state in which the dummy tongue 7 is connected to the buckle 8 or a state in which the seat belt 4 is clipped and the seat belt 4 is slackened.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an occupant movement determination process performed by the determination unit 70.
  • Determination unit 70 repeatedly performs the occupant movement determination process at a predetermined cycle.
  • step S71 the determination unit 70 acquires signal processing values (specifically, the average tension a, the tension change amount b, and the periodic signal amplitude c) from the detection unit 40.
  • signal processing values specifically, the average tension a, the tension change amount b, and the periodic signal amplitude c
  • the signal d represents the movement of the occupant 11, and more specifically, the magnitude of body movement relative to the periodic signal amplitude c.
  • step S75 determination unit 70 determines whether signal d is larger than threshold value Th5. If the determination unit 70 determines that the signal d is larger than the threshold Th5, the determination unit 70 determines that the occupant 11 has a body movement, and executes at least one process of steps S77, S83, and S89. On the other hand, when the determination section 70 determines that the signal d is equal to or less than the threshold value Th5, it determines that the occupant 11 has no body movement, and performs the processing of steps S77, S83, and S89 without determining the current occupant movement determination. End the process.
  • step S77 determination unit 70 determines whether or not the average tension a acquired in step S71 changes with time (for example, the change in average tension a within a predetermined fluctuation range is a predetermined duration T1 or more). Determine whether to continue).
  • the determination unit 70 determines that the average tension a has temporal variation, it determines that the occupant 11 is in the posture change state R. This is because if there is a posture change such as a change in the position of the waist or chest of the occupant 11, the tension of the seat belt 4 changes, so the average tension a also changes with time.
  • the flag of the posture change state R is released when it is not determined that the occupant 11 is in the posture change state R for a predetermined time.
  • the determining unit 70 determines that the occupant 11 is in the deep breathing state S. If it is determined that the occupant 11 has a large physical movement change in step S75 even though the average tension a does not change with time, it means that the chest or belly of the occupant 11 is temporary while the posture of the occupant 11 does not change. It is possible that the situation has changed. Specifically, it is considered that deep breathing (including yawning) larger than normal breathing has been performed. The flag of the deep breathing state S is released if it is not determined that the occupant 11 is in the deep breathing state S for a predetermined time.
  • the body motion of the occupant 11 detected in step S75 is divided into whether it is a body motion with a posture change or a body motion without a posture change.
  • the determination unit 70 determines whether the signal d continuously varies for a predetermined duration T2 or more.
  • the duration T2 is longer than the duration T1 described above. That is, the determination unit 70 determines whether or not a large change in body motion of the occupant 11 is continuously detected, and determines that the occupant 11 is in the activity state T when it is determined that such a change in body motion continues. It determines (step S85).
  • As the activity state T a state in which the occupant 11 operates the instrument panel, a state in which the occupant 11 is in conversation, and the like can be considered.
  • the flag of the activity state T is released when it is not determined that the occupant 11 is in the activity state T for a predetermined time.
  • the external device that receives the activity state T from the output unit 80 warns the occupant 11 so that the operation of the occupant 11 does not become slow.
  • step S89 the determination unit 70 determines whether the signal d is larger than the threshold Th6 or not in any of the posture change state R, the deep breathing state S, and the activity state T, thereby setting the signal d extremely. Determine if there is a significant change.
  • the threshold Th6 is set equal to or larger than the threshold Th5. If the determination unit 70 determines that the signal d is larger than the threshold value Th6, it is estimated that the body of the occupant 11 is moving significantly, so that the movement of the occupant 11 is determined to be the driving attention calling state U (step S91).
  • the driving attention calling state U may be, for example, a state of insufficient attention to the front of the vehicle, such as extending a hand to a passenger seat while driving or looking back at a rear seat while driving.
  • the flag of the driving attention alerting state U is released when it is not determined that the occupant 11 is in the driving attention alerting state U for a predetermined time.
  • the external device that receives the driving attention calling state U from the output unit 80 warns the occupant 11 more strongly (for example, forcibly strengthens the tension of the seat belt 4) so that the operation of the occupant 11 is not delayed. Perform warning actions).
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating the warning process performed by the determination unit 70.
  • the determination unit 70 repeatedly performs the warning process at a predetermined cycle.
  • step S100 determination unit 70 reads state values (specifically, flag values of use states L, M, and N).
  • the use state L represents a state in which the tension F is not appropriate although the amplitude of the periodicity is present.
  • the use state M represents a state in which the tension F is appropriate although there is no periodicity amplitude.
  • the use state N represents an incorrect use state.
  • step S101 the determination unit 70 determines whether any one of the use state L and the use state M continues for a predetermined time or more. When it is determined that one of the use state L and the use state M continues for a predetermined time or more, the determination unit 70 outputs a warning signal for requesting lighting of the belt warning lamp from the output unit 80 (step S103). On the other hand, when it is determined that either the use state L or the use state M has not continued for a predetermined time or more, the determination unit 70 outputs a warning signal requesting that the belt warning lamp be turned off from the output unit 80 (step S105) ).
  • the external device that has received the warning signal that requests the lighting of the belt warning lamp lights the belt warning lamp to warn the occupant 11.
  • the external device that has received the warning signal requesting that the belt warning lamp be turned off turns off the belt warning lamp and stops the warning to the occupant 11.
  • step S107 determination unit 70 determines whether use state N continues for a predetermined time or more. If the determination unit 70 determines that the use state N continues for a predetermined time or more, the determination unit 70 outputs a warning signal for requesting lighting of the belt warning lamp from the output unit 80 (step S103). Further, the determination unit 70 outputs, from the output unit 80, a warning signal requesting a warning V for proper use of the seat belt 4 (step S111). On the other hand, when it is determined that the use state N does not continue for a predetermined time or more, the output unit 80 outputs a signal for requesting to turn off the belt alarm lamp (step S113).
  • the external device that has received a warning signal requesting a warning V for proper use of the seat belt 4 outputs warning information in the form of voice or text to the occupant 11.
  • step S117 determination unit 70 determines whether or not any one of use states L, M, N has continued for a predetermined time or more. When it is determined that one of the use states L, M, and N continues for a predetermined time or more, the determination unit 70 outputs a warning signal requesting the adjustment operation W of the tension of the seat belt 4 from the output unit 80 ( Step S103). On the other hand, when it is determined that one of the use states L, M, and N does not continue for a predetermined time or more, the determination unit 70 does not output a warning signal requesting the adjustment operation W of the tension of the seat belt 4.
  • the external device that receives the warning signal requesting the adjustment operation W of the tension of the seat belt 4 performs a warning operation on the occupant 11 to forcibly strengthen the tension of the seat belt 4.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of a buckle in the second embodiment.
  • the description of the configuration and effects similar to those of the first embodiment in the second embodiment will be omitted or simplified by using the above description.
  • the determination unit 70 and the output unit 80 are provided in the buckle 8
  • the determination unit 70 and the output unit The reference numeral 80 is provided on a device different from the buckle 8.
  • the seat belt wearing state detection system 15 shown in FIG. 12 includes a buckle 8 and a detection unit 30.
  • the detection unit 30 includes a detection unit 40, a determination unit 70, and an output unit 80.
  • the seat 2 may be a front seat or a rear seat of a vehicle.
  • the detection unit 40 may be provided in a device other than the buckle 8. Further, some of the plurality of processes performed on the output signal s of the sensor 20 (for example, periodic signal amplitude extraction process) may be performed by the determination unit 70 instead of the detection unit 40. Good.

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Abstract

シートベルト（４）に生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサ（２０）と、前記出力信号の変化から前記シートベルト（４）の装着状態を検知する検知部（３０）とを備える、バックル（８）。シートベルト（４）に生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサ（２０）を有するバックル（８）と、前記出力信号の変化から前記シートベルト（４）の装着状態を検知する検知部（３０）とを備える、シートベルト装着状態検知システム（１５）。バックル（８）が有するセンサ（２０）は、シートベルト（４）に生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力し、検知部（３０）は、前記出力信号の変化から前記シートベルト（４）の装着状態を検知する、シートベルト装着状態検知方法。

Description

バックル、シートベルト装着状態検知システム及びシートベルト装着状態検知方法
　本発明は、バックル、シートベルト装着状態検知システム及びシートベルト装着状態検知方法に関する。
　従来、シートベルトの装着者の呼吸により生じるベルトの張力の変動を検出するセンサを備え、このセンサの出力信号より呼吸成分を抽出し、抽出された呼吸成分より呼吸数を算出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２－２４６８３７号公報
　従来、シートベルトが装着されているか否かは、シートベルトに取り付けられるタングがバックルに連結されているか否かによって判定され、タングとバックルとの連結は、バックルに内蔵されるスイッチセンサによって検出される。
　しかしながら、従来の技術では、シートベルトがどのように装着されているのかを検知することは難しい。例えば、ダミーのタングがバックルに連結されても、シートベルトが装着されていると判定されてしまう。また、シートベルトの装着状態で乗員がシートベルトの締め付けを嫌う場合、シートベルトをクリップで挟んでシートベルトの張力を零にする行為が行われることがある。このような行為が行われると、シートベルトに弛みが生じ、シートベルト本来の機能が発揮できなくなる。
　そこで、本開示は、シートベルトがどのように装着されているのかを検知できる、バックル、シートベルト装着検知システム及びシートベルト装着検知方法を提供する。
　本開示は、
　シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサと、
　前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する検知部とを備える、バックルを提供する。
　また、本開示は、
　シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサを有するバックルと、
　前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する検知部とを備える、シートベルト装着状態検知システムを提供する。
　また、本開示は、
　バックルが有するセンサは、シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力し、
　検知部は、前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する、シートベルト装着状態検知方法を提供する。
　本開示によれば、シートベルトがどのように装着されているのかを検知することができる。
シートベルト装置の構成の一例を示す図である。 第１の実施形態におけるバックルの構成の一例を示すブロック図である。 シートベルトの装着状態が非使用状態から使用状態に変化したときの信号成分の変化の一例を示すタイミングチャートである。 検出部が実施するフィルタ平均化処理を示すフローチャートである。 検出部が実施する差分変動抽出処理を示すフローチャートである。 検出部が実施する周期信号振幅抽出処理を示すフローチャートである。 判定部が実施する張力判定処理を示すフローチャートである。 判定部が実施する体動判定処理を示すフローチャートである。 判定部が実施する使用状態判定処理を示すフローチャートである。 判定部が実施する乗員動き判定処理を示すフローチャートである。 判定部が実施する警告処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるバックルの構成の一例を示すブロック図である。
　以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
　図１は、シートベルト装置の構成の一例を示す図である。シートベルト装置１は、車両に搭載された車載システムの一例である。シートベルト装置１は、例えば、シートベルト４と、リトラクタ３と、ショルダーアンカー６と、タング７と、バックル８とを備える。
　シートベルト４は、車両のシート２に座る乗員１１を拘束するシートベルトの一例であり、リトラクタ３に引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。シートベルトは、ウェビングとも称される。シートベルト４の先端のベルトアンカー５は、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。
　リトラクタ３は、シートベルト４の巻き取り又は引き出しを可能にする巻き取り装置の一例であり、車両衝突時等の所定値以上の減速度が車両に加わると、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されることを制限する。リトラクタ３は、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。
　ショルダーアンカー６は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、リトラクタ３から引き出されたシートベルト４を乗員１１の肩部の方へガイドする部材である。ショルダーアンカー６は、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。
　タング７は、シートベルト４が挿通するベルト挿通具の一例であり、ショルダーアンカー６によりガイドされたシートベルト４にスライド可能に取り付けられた部品である。
　バックル８は、タング７が着脱可能に連結される部品であり、例えば、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。
　バックル８は、本体部８ａと、ステー８ｂとを有する。本体部８ａは、タング７が着脱可能に連結される部位である。ステー８ｂは、バックル８の本体部８ａを支持する支持部材の一例である。ステー８ｂは、シート２又はシート２の近傍の車体に固定される。
　タング７がバックル８に連結された状態で、ショルダーアンカー６とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部９である。タング７がバックル８に連結された状態で、ベルトアンカー５とタング７との間のシートベルト４の部分が、乗員の腰部を拘束するラップベルト部１０である。
　図２は、第１の実施形態におけるバックル８の構成の一例を示すブロック図である。第１の実施形態では、バックル８は、センサ２０と、検知部３０とを備える。検知部３０は、検出部４０と、判定部７０と、出力部８０とを備える。
　センサ２０は、シートベルト４に生ずる張力（以下、「張力Ｆ」とも称する）を検出し、検出された張力Ｆに応じて変化する出力信号を出力する。シートベルト４が乗員１１に装着されていると、乗員１１の体動や呼吸によって生ずる乗員１１の胸や腹の動きがシートベルト４に伝わるため、シートベルト４の張力Ｆが変化する。シートベルト４の張力Ｆの変化は、タング７に伝達し、タング７を介してバックル８に伝達する。センサ２０は、バックル８の本体部８ａに設けられてもよいし、バックル８のステー８ｂに設けられてもよい。
　センサ２０は、例えば、シートベルト４の張力Ｆの変化によって生ずる変形又は変位を、シートベルト４の張力Ｆとして検出する。例えば、センサ２０は、シートベルト４からタング７を介してバックル８に入力される荷重の変化を検出するひずみセンサでもよいし、シートベルト４の張力Ｆの変化によって生ずる静電容量の変化を検出する静電容量センサでもよい。また、シートベルト４の張力Ｆが変化すると、シートベルト４にタング７を介して接続されるバックル８自体が変位する。そのため、センサ２０は、バックル８自体の変位をシートベルト４の張力Ｆの変化として検出するデバイスでもよい。例えば、光又は電波の送受によって反射対象物との相対距離を検出する非接触センサなどが挙げられる。
　検知部３０は、センサ２０の出力信号の変化からシートベルト４の装着状態を検知する。センサ２０の出力信号は、シートベルト４の張力Ｆに応じて変化するので、検知部３０は、センサ２０の出力信号の変化をモニタすることにより、シートベルト４の張力Ｆの推移を検出できる。シートベルト４の張力Ｆは、シートベルト４の装着状態に応じて変化するので、検知部３０は、センサ２０の出力信号の変化から、シートベルト４がどのように装着されているのかを検知できる。
　また、乗員１１の胸の動きは、ショルダーベルト部９の張力を主に変化させ、乗員１１の腹の動きは、ラップベルト部１０の張力を主に変化させる。そして、バックル８には、ショルダーベルト部９とラップベルト部１０との両方がタング７を介して接続されている。したがって、バックル８に設けられるセンサ２０は、乗員１１の胸と腹の両方の動きの情報を張力変化から検出できるので、シートベルト４の装着状態の検知精度が向上する。
　検知部３０は、例えば、少なくとも一つのＣＰＵ（Central Processing Unit）と少なくとも一つのメモリとを備えるコンピュータ（より具体的には、マイクロコンピュータ）である。検知部３０の各機能は、少なくとも一つのプログラムがＣＰＵに実行させる処理により実現される。プログラムは、メモリに読み出し可能に記憶されている。
　検知部３０は、検出部４０と、判定部７０と、出力部８０とを有する。例えば、検出部４０及び判定部７０は、一つ又は複数のコンピュータを含んで構成されている。
　検出部４０は、センサ２０の出力信号から、張力Ｆの変化を表す信号成分の周期性を検出する。判定部７０は、検出部４０により検出される信号成分の周期性に基づいて、シートベルト４の装着状態を検知する。例えば、判定部７０は、検出部４０により検出される信号成分に周期性があることが検出される場合、タング７とバックル８との連結によりシートベルト４が装着されていると判定する。周期性がある場合、シートベルト４を着用する乗員１１の呼吸又は脈拍の周期的動作が、張力変化として、センサ２０により検出されていると推定されるからである。
　検出部４０は、センサ２０の出力信号から、張力Ｆの変化を表す信号成分の大きさを検出してもよい。この場合、判定部７０は、検出部４０により検出される信号成分の大きさに基づいて、シートベルト４の装着状態を検知する。例えば、判定部７０は、検出部４０により検出される信号成分の大きさが所定の範囲に増加したことが検出される場合、タング７とバックル８との連結によりシートベルト４が装着されていると判定する。なぜなら、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されてタング７とバックル８とが連結されると、張力Ｆの大きさは所定の範囲に増加するからである。
　検出部４０は、センサ２０の出力信号から、張力Ｆの変化を表す複数種の信号成分を検出し、検出した複数種の信号成分から、シートベルト４の装着状態を検知してもよい。この場合、判定部７０は、検出部４０により検出される信号成分の周期性と、検出部４０により検出される信号成分の大きさとに基づいて、シートベルト４がどのような使用状態で装着されているのか判定する。信号成分の周期性と信号成分の大きさとの両方を用いてシートベルト４の装着状態を検知することで、当該装着状態をより詳しく検知することができる。また、乗員の姿勢やシートポジションによる張力Ｆのばらつきがあっても、判定部７０は、シートベルト４と乗員との密着性（例えば、信号成分の大きさが大きいほど密着度が高い）を判定できる。
　また、判定部７０は、信号成分の大きさが所定の範囲内にあり、且つ、信号成分に周期性があると検出部４０により検出される場合には、シートベルト４は適正に装着されていると判定してもよい。適度な大きさの張力Ｆが発生し、且つ、張力Ｆが周期的に変動する場合、乗員１１がシートベルト４を適正に着用していると推定されるからである。一方、判定部７０は、信号成分の大きさが所定の範囲内になく、且つ、信号成分に周期性がないと検出部４０により検出される場合には、シートベルト４は適正に装着されていないと判定してもよい。過小又は過大な張力Ｆが発生し、且つ、張力Ｆが周期的に変動しない場合、乗員１１がシートベルト４を適正に着用していないと推定されるからである。
　また、判定部７０は、信号成分の大きさが所定の閾値以上で継続的に変化していると検出部４０により検出される場合、シートベルト４を使用する乗員に姿勢変化があると判定してもよい。所定の閾値以上の張力Ｆが継続的に発生している場合には、乗員１１の姿勢が変化していると推定されるからである。
　出力部８０は、判定部７０による判定結果（例えば、後述の“使用状態”や“警告信号”など）を、バックル８の外部装置に有線又は無線で出力する。外部装置は、当該判定結果に基づいて、所定の制御を実行する。
　図３は、シートベルトの装着状態が非使用状態から使用状態に変化したときの信号成分の変化の一例を示すタイミングチャートである。
　センサ２０の出力信号ｓが表す張力Ｆの大きさは、シートベルト４がリトラクタ３に巻き取られてタング７とバックル８とが連結していない状態では、略零である。センサ２０の出力信号ｓが表す張力Ｆの大きさは、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されてタング７がバックル８に連結された時（タング７の挿入でセンサ状態が変わる場合がある）、さらに、シートベルト４に張力が加わった時に変化する。
　タング７がバックル８とが非連結状態から連結状態に遷移すると、センサ２０の出力信号ｓが表す張力Ｆの大きさは増加から減少に遷移する。よって、検出部４０は、出力信号ｓが表す張力Ｆの大きさが増加から減少に遷移する時点の張力Ｆの大きさを零と再設定してもよい。
　図３において、ｓは、出力信号ｓが表す張力Ｆの大きさの検出データを表す。ａは、出力信号ｓから検出される信号成分の一つである張力Ｆの平均値を表す。ｂは、出力信号ｓから検出される信号成分の一つである乗員１１の大きな動き（呼吸又は脈拍よりも大きな動き）を表す。ｃは、出力信号ｓから検出される信号成分の一つである周期信号（呼吸又は脈拍の信号）の大きさを表す。Ｔｈ１は、タング７とバックル８との連結の有無を判定するための閾値を表す。Ｔｈ２は、張力Ｆの適正な大きさの下限値を表す。Ｔｈ３は、張力Ｆの適正な大きさの上限値を表す。
　検出部４０は、出力信号ｓの値から、張力Ｆのレベル及び乗員１１の動きを検出する。張力Ｆは、乗員が着座して安静にしていると、平均テンションレベルを中心に周期的に変化する。この周期的変化は、乗員１１の呼吸により発生する。微小だが、脈拍による周期的変化も観察される。乗車中の人の呼吸による周期的変化は、およそ２秒から８秒、乗車中の人の脈拍による周期的変化は、およそ０．６秒から１．２秒である。乗員が動くと、その動きに応じた大きな張力変化や速い張力変化が、出力信号ｓから検出される信号成分に現れる。
　例えば、検出部４０は、時々刻々変化する出力信号ｓから、シートベルト４の張力Ｆの大きさの平均値（以下、「平均張力ａ」とも称する）を検出するとともに、呼吸又は脈拍の周期信号の有無も検出する。検出部４０は、周期信号が安定しているとき、その周期信号の振幅や周期を検出することが好ましい。検出部４０は、張力Ｆの変化量や変化速度を検出してもよい。検出部４０は、ｂが表す大きな動きが検出されているときの信号成分を使わずに平均張力ａを算出すると、乗員が大きく動いていないときの張力Ｆの平均値を算出できる。
　図４は、検出部４０が実施するフィルタ平均化処理を示すフローチャートである。検出部４０は、フィルタ平均化処理ｆａを所定の周期で繰り返し実施する。
　検出部４０は、センサ２０から出力される出力信号ｓを読み込み（ステップＳ１１）、読み込んだ出力信号ｓに対してフィルタ平均化処理を実施する（ステップＳ１３）。検出部４０は、出力信号ｓに対してフィルタ平均化処理を実施することによって、シートベルト４の張力Ｆの大きさの平均値（以下、「平均張力ａ」とも称する）を検出する。フィルタ平均化処理とは、ローパスフィルタ又は所定のフィルタ時間（例えば、６秒）を平均区間とする移動平均フィルタを用いて、張力Ｆの大きさの現時点での過去積算平均値を導出する処理である。
　図５は、検出部４０が実施する差分変動抽出処理を示すフローチャートである。検出部４０は、差分変動抽出処理ｆｂを所定の周期で繰り返し実施する。
　検出部４０は、センサ２０から出力される出力信号ｓを読み込み（ステップＳ１４）、読み込んだ出力信号ｓに対して差分変動抽出処理を実施する（ステップＳ１５）。検出部４０は、出力信号ｓに対して差分変動抽出処理を実施することによって、シートベルト４の張力Ｆの大きさが所定の経過時間（例えば、０．２秒）で変化する量（差分変化量）を検出する。そして、検出部４０は、今回検出した差分変化量が所定量Ａを超える場合、今回検出した差分変化量を前回までの積算値に積算した値（以下、「張力変化量ｂ」とも称する）を検出する。一方、検出部４０は、今回検出した差分変化量が所定量Ａ以下の場合、張力変化量ｂを減少させる。所定量Ａは、乗員１１の呼吸又は脈拍によって生ずる差分変化量よりも大きな値に設定される。これにより、呼吸又は脈拍によって生ずる差分変化量であれば、張力変化量ｂは減少し、呼吸又は脈拍よりも大きな変動によって生ずる差分変化量であれば、張力変化量ｂは増加する。つまり、検出部４０は、張力変化量ｂの検出によって、呼吸又は脈拍よりも大きな乗員１１の体動によって生ずる張力Ｆの変化量を検出できる。
　図６は、検出部４０が実施する周期信号振幅抽出処理を示すフローチャートである。検出部４０は、周期信号振幅抽出処理ｆｃを所定の周期で繰り返して実施する。
　検出部４０は、センサ２０から出力される出力信号ｓを読み込み（ステップＳ１７）、読み込んだ出力信号ｓに対して周期信号振幅抽出処理を実施する（ステップＳ１８）。検出部４０は、出力信号ｓに対して周期信号振幅抽出処理を実施することによって、呼吸又は脈拍の周波数に相当する周波数信号成分を取り出すバンドパスフィルタを用い、その周波数信号成分の振幅の大きさ（以下、「周期信号振幅ｃ」とも称する）を検出する。呼吸信号は、３秒から６秒程度の周期を有し、脈拍信号は、０．５秒～１秒程度の周期を有する。
　図７は、判定部７０が実施する張力判定処理を示すフローチャートである。判定部７０は、張力判定処理を所定の周期で繰り返して実施する。なお、図７において、閾値Ｔｈ２は、閾値Ｔｈ１よりも大きく、閾値Ｔｈ３は、閾値Ｔｈ２よりも大きい。
　ステップＳ２１にて、判定部７０は、検出部４０から平均張力ａを取得し、取得した平均張力ａが閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。シートベルト４がリトラクタ３に巻き取られておりバックル８とタング７とが連結していない状態（未使用状態）では、平均張力ａは、略零又は比較的小さな値である。これに対し、シートベルト４がリトラクタ３から引き出されてバックル８とタング７とが連結している状態（使用状態）では、平均張力ａは、未使用状態よりも大きな値となる。そこで、判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ１以下であると判断した場合、シートベルト４は未使用状態Ｈと判定する（ステップＳ２３）。一方、判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ１よりも大きいと判断した場合、シートベルト４は使用状態と判定して、ステップＳ２５の処理を実行する。
　ステップＳ２５にて、判定部７０は、ステップＳ２１で取得した平均張力ａが閾値Ｔｈ２よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ２５では、バックル８とタング７とが連結されていて、シートベルト４の張力Ｆが更に大きいか否が判定される。判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ２以下であると判断した場合、バックル８とタング７とは連結されているが張力Ｆが小さすぎる状態（過小張力状態）と推定されるので、シートベルト４は、張力Ｆが適正でない使用状態Ｊと判定する（ステップＳ２７）。一方、判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ２よりも大きいと判断した場合、使用状態Ｊよりも大きな張力Ｆが生じていると判定して、ステップＳ２９の処理を実行する。
　ステップＳ２９にて、判定部７０は、ステップＳ２１で取得した平均張力ａが閾値Ｔｈ３よりも大きいか否かを判断する。判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ３以上と判断した場合、張力Ｆが大きすぎる状態（過大張力状態）と推定されるので、シートベルト４は、張力Ｆが適正でない使用状態Ｊと判定する（ステップＳ２７）。一方、判定部７０は、平均張力ａが閾値Ｔｈ３未満と判断した場合、張力Ｆは閾値Ｔｈ２と閾値Ｔｈ３との間にあると推定されるので、シートベルト４は、張力Ｆが適正な使用状態Ｉと判定する（ステップＳ３１）。
　図８は、判定部７０が実施する体動判定処理を示すフローチャートである。判定部７０は、体動判定処理を所定の周期で繰り返して実施する。
　ステップＳ４１にて、判定部７０は、検出部４０から張力変化量ｂを取得し、取得した張力変化量ｂが閾値Ｔｈ４よりも大きいか否かを判断する。張力変化量ｂは、呼吸又は脈拍よりも大きな体動の変化が有るか否かの判定に使用される。判定部７０は、張力変化量ｂが閾値Ｔｈ４よりも大きいと判断した場合、呼吸又は脈拍よりも大きな体動の変化があると推定されるので、乗員１１の動きは、大きな体動変化があることを表す状態Ｐと判定する。一方、判定部７０は、張力変化量ｂが閾値Ｔｈ４以下と判断した場合、呼吸又は脈拍よりも大きな体動の変化がないと推定されるので、乗員１１の動きは、大きな体動変化がないことを表す状態Ｑと判定する。
　ここで、閾値Ｔｈ４は、呼吸又は脈拍の振幅の大きさを表す周期信号振幅ｃが大きくなるほど大きな値に設定されてもよい。張力変化量ｂは、乗員１１の呼吸又は脈拍によって生ずる差分変化量を基準に変化する。したがって、呼吸又は脈拍の振幅が大きくなれば、張力変化量ｂがより大きくならないと、状態Ｐと判定されなくなるので、状態Ｐの誤判定を抑制することができる。
　図９は、判定部７０が実施する使用状態判定処理を示すフローチャートである。判定部７０は、使用状態判定処理を所定の周期で繰り返して実施する。
　図７の張力判定処理において、乗員１１の体動があるために、張力Ｆが適正でない使用状態Ｊと一時的に判定された可能性もある。そこで、図９では、大きな体動変化がないことを表す状態（つまり、図８で判定された状態Ｑ）を使用して、より詳細な使用状態の判定が行われる。
　ステップＳ５１にて、判定部７０は、乗員１１の動きが体動のない状態Ｑと判定され且つ周期信号振幅ｃが検出されるか否かを判断する。判定部７０は、体動のない状態Ｑと判定され且つ周期信号振幅ｃがあると判断した場合、ステップＳ５３の処理を実行する。
　ステップＳ５３にて、判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”であるか否かを判断する。“！Ｈ”は、未使用状態Ｈではない使用状態を表す。“！Ｊ”は、使用状態Ｊではない使用状態を表す。判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”であると判断した場合、シートベルト４は、適正な使用状態Ｋと判定する（ステップＳ５５）。使用状態Ｉ（図７参照）は、張力Ｆの大きさに関して適正な状態であるのに対し、使用状態Ｋは、張力Ｆの大きさや周期性及び乗員１１の動きが考慮されて判定された適正な使用状態を表す。
　一方、判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”ではないと判断した場合、シートベルト４は、使用状態Ｌと判定する（ステップＳ５７）。つまり、判定部７０は、張力Ｆが適正でない使用状態Ｊのフラグが立っている或いはシートベルト４が未使用状態Ｈのフラグが立っているとしても、周期性のある振幅が検出されていれば、使用状態Ｌと判定する。これは、平均張力ａの一時的な低下等により使用状態Ｊ又は未使用状態Ｈと判定されていても、体動のない安静な状態Ｑで周期信号振幅ｃがあると図９のステップＳ５１にて判断されていれば、シートベルト４は使用されていると推定されるからである。このように、使用状態Ｌは、周期性の振幅はあるけれども張力Ｆが適正でない状態を表し、例えば、張力Ｆを検出するセンサに検出オフセットが生じている状態などが考えられる。
　一方、ステップＳ５１にて、判定部７０は、体動のない状態Ｑではないと判断し、又は、
周期信号振幅ｃがないと判断した場合、ステップＳ５９の処理を実行する。
　ステップＳ５９にて、判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”であるか否かを判断する。判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”であると判断した場合、張力Ｆが適正な使用状態Ｉであると推定される。よって、判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”であると判断した場合、周期信号振幅ｃがステップＳ５１にて検出されていなくても、シートベルト４は使用状態Ｍと判定する（ステップＳ６１）。このように、使用状態Ｍは、周期性の振幅はないけれども張力Ｆが適正な状態を表し、例えば、乗員１１がダウンジャケットなどの厚手の服を着ていることで、周期信号振幅ｃが精度良く検出されていない状態などが考えられる。
　一方、判定部７０は、シートベルト４の装着状態が“未使用状態Ｈではなく且つ使用状態Ｊではない状態”ではないと判断した場合、シートベルト４は、適正でない使用状態Ｎと判定する（ステップＳ６３）。つまり、張力Ｆが適正でない使用状態Ｊのフラグが立っている或いはシートベルト４が未使用状態Ｈのフラグが立っているので、適正でない使用状態Ｎと判定される。適正でない使用状態Ｎは、例えば、ダミーのタング７がバックル８と連結されている状態や、シートベルト４がクリップで留められてシートベルト４が弛んでいる状態などである。
　図１０は、判定部７０が実施する乗員動き判定処理を示すフローチャートである。判定部７０は、乗員動き判定処理を所定の周期で繰り返して実施する。
　ステップＳ７１にて、判定部７０は、検出部４０から信号処理値（具体的には、平均張力ａ、張力変化量ｂ及び周期信号振幅ｃ）を取得する。
　ステップＳ７３にて、判定部７０は、周期信号振幅ｃの大きさに応じて張力変化量ｂの大きさを規格化した信号ｄを算出する（ｄ＝ｂ／ｃ）。信号ｄは、乗員１１の動きを表し、より詳細には、周期信号振幅ｃに対する体動の大きさを表す。
　ステップＳ７５にて、判定部７０は、信号ｄが閾値Ｔｈ５よりも大きいか否かを判断する。判定部７０は、信号ｄが閾値Ｔｈ５よりも大きいと判断した場合、乗員１１に体動があると判定し、ステップＳ７７，Ｓ８３，Ｓ８９のうちの少なくとも一つの処理を実行する。一方、判定部７０は、信号ｄが閾値Ｔｈ５以下であると判断した場合、乗員１１に体動がないと判定し、ステップＳ７７，Ｓ８３，Ｓ８９の処理を実行せずに、今回の乗員動き判定処理を終了する。
　ステップＳ７７にて、判定部７０は、ステップＳ７１にて取得した平均張力ａに経時的変動があるか否か（例えば、所定の変動範囲内での平均張力ａの変動が所定の継続時間Ｔ１以上継続するか否か）を判断する。判定部７０は、平均張力ａに経時的変動があると判断した場合、乗員１１は姿勢変化状態Ｒであると判定する。なぜなら、乗員１１の腰又は胸の位置が変わるなどの姿勢変化があると、シートベルト４の張力が変化するので、平均張力ａも経時的に変動するからである。姿勢変化状態Ｒのフラグは、乗員１１が姿勢変化状態Ｒであると一定時間判定されない場合、解除される。
　一方、判定部７０は、平均張力ａに経時的変動がないと判断した場合、乗員１１は深呼吸状態Ｓであると判定する。平均張力ａに経時的変動がないのにステップＳ７５にて乗員１１に大きな体動変化があると判定されるということは、乗員１１の姿勢が変わらずに、乗員１１の胸又は腹が一時的に変動したという状態が考えられる。具体的には、通常の呼吸よりも大きな深呼吸（あくびを含む）が行われた状態と考えられる。深呼吸状態Ｓのフラグは、乗員１１が深呼吸状態Ｓであると一定時間判定されない場合、解除される。
　つまり、ステップＳ７５で検出された乗員１１の体動を、姿勢変化がある体動なのか、姿勢変化がない体動なのかに分けている。
　また、ステップＳ８３にて、判定部７０は、信号ｄが所定の継続時間Ｔ２以上継続して変動しているか否かを判断する。継続時間Ｔ２は、上述の継続時間Ｔ１よりも長い。つまり、判定部７０は、乗員１１の大きな体動変化が継続して検出されるか否かを判断し、そのような体動変化が継続すると判断した場合、乗員１１は活動状態Ｔであると判定する（ステップＳ８５）。活動状態Ｔとして、乗員１１がインストルメントパネルを操作している状態、乗員１１が会話している状態などが考えられる。活動状態Ｔのフラグは、乗員１１が活動状態Ｔであると一定時間判定されない場合、解除される。
　例えば、活動状態Ｔを出力部８０から受信した外部装置は、乗員１１の運転が緩慢にならないように、乗員１１に対して警告を行う。
　ステップＳ８９にて、判定部７０は、姿勢変化状態Ｒと深呼吸状態Ｓと活動状態Ｔのいずれかの状態において、信号ｄが閾値Ｔｈ６よりも大きか否かを判断することで、信号ｄに極めて大きな変動が有るか否かを判断する。閾値Ｔｈ６は、閾値Ｔｈ５と同じ又は大きく設定される。判定部７０は、信号ｄが閾値Ｔｈ６よりも大きいと判断した場合、乗員１１の身体がかなり動いていると推定されるので、乗員１１の動きは運転注意喚起状態Ｕであると判定する（ステップＳ９１）。運転注意喚起状態Ｕは、例えば、運転中に助手席に手を延ばしたり、運転中に後部座席を振り返ってのぞいたりするなどの、車両前方への注意不足の状態などが考えられる。運転注意喚起状態Ｕのフラグは、乗員１１が運転注意喚起状態Ｕであると一定時間判定されない場合、解除される。
　例えば、運転注意喚起状態Ｕを出力部８０から受信した外部装置は、乗員１１の運転が緩慢にならないように、乗員１１に対してより強い警告（例えば、シートベルト４の張力を強制的に強弱させる警告動作など）を行う。
　図１１は、判定部７０が実施する警告処理を示すフローチャートである。判定部７０は、警告処理を所定の周期で繰り返して実施する。
　ステップＳ１００にて、判定部７０は、状態値（具体的には、使用状態Ｌ，Ｍ，Ｎのフラグ値）を読み込む。使用状態Ｌは、周期性の振幅はあるけれども張力Ｆが適正でない状態を表す。使用状態Ｍは、周期性の振幅はないけれども張力Ｆが適正な状態を表す。使用状態Ｎは、適正でない使用状態を表す。
　ステップＳ１０１にて、判定部７０は、使用状態Ｌと使用状態Ｍのいずれかが所定時間以上継続しているか否かを判定する。判定部７０は、使用状態Ｌと使用状態Ｍのいずれかが所定時間以上継続していると判定した場合、ベルト警報ランプの点灯を要求する警告信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１０３）。一方、判定部７０は、使用状態Ｌと使用状態Ｍのいずれかが所定時間以上継続していないと判定した場合、ベルト警報ランプの消灯を要求する警告信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１０５）。
　ベルト警報ランプの点灯を要求する警告信号を受信した外部装置は、ベルト警報ランプを点灯させて、乗員１１に対して警告を行う。ベルト警報ランプの消灯を要求する警告信号を受信した外部装置は、ベルト警報ランプを消灯させて、乗員１１に対して警告を停止する。
　ステップＳ１０７にて、判定部７０は、使用状態Ｎが所定時間以上継続しているか否かを判定する。判定部７０は、使用状態Ｎが所定時間以上継続していると判定した場合、ベルト警報ランプの点灯を要求する警告信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１０３）。さらに、判定部７０は、シートベルト４の適正使用の注意喚起Ｖを要求する警告信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１１１）。一方、使用状態Ｎが所定時間以上継続していないと判定した場合、ベルト警報ランプの消灯を要求する信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１１３）。
　シートベルト４の適正使用の注意喚起Ｖを要求する警告信号を受信した外部装置は、音声や文字による警告情報を乗員１１に対して出力する。
　ステップＳ１１７にて、判定部７０は、使用状態Ｌ，Ｍ，Ｎのいずれかが所定時間以上継続しているか否かを判定する。判定部７０は、使用状態Ｌ，Ｍ，Ｎのいずれかが所定時間以上継続していると判定した場合、シートベルト４の張力の調整動作Ｗを要求する警告信号を出力部８０から出力する（ステップＳ１０３）。一方、判定部７０は、使用状態Ｌ，Ｍ，Ｎのいずれかが所定時間以上継続していないと判定した場合、シートベルト４の張力の調整動作Ｗを要求する警告信号を出力しない。
　シートベルト４の張力の調整動作Ｗを要求する警告信号を受信した外部装置は、シートベルト４の張力を強制的に強弱させる警告動作を乗員１１に対して行う。
　図１２は、第２の実施形態におけるバックルの構成の一例を示すブロック図である。第２の実施形態のうち第１の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。第１の実施形態（図２参照）では、判定部７０及び出力部８０は、バックル８に設けられているのに対し、第２の実施形態（図１２参照）では、判定部７０及び出力部８０は、バックル８とは別のデバイスに設けられている。図１２に示されるシートベルト装着状態検知システム１５は、バックル８と、検知部３０とを備える。検知部３０は、検出部４０と、判定部７０と、出力部８０とを備える。
　以上、バックル及び車載システムを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
　例えば、シート２は、車両の前側座席でもよいし、後部座席でもよい。また、図１２において、検出部４０は、バックル８とは別のデバイスに設けられてもよい。また、センサ２０の出力信号ｓに対して実施される複数の処理の一部（例えば、周期信号振幅抽出処理）は、検出部４０で実行されるのではなく、判定部７０で実行されてもよい。
　本国際出願は、２０１７年１２月１日に出願した日本国特許出願第２０１７－２３１９９０号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１７－２３１９９０号の全内容を本国際出願に援用する。
１　シートベルト装置
８　バックル
１５　シートベルト装着状態検知システム
２０　センサ
３０　検知部
４０　検出部
７０　判定部
８０　出力部

Claims (11)

  1. 　シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサと、
    　前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する検知部とを備える、バックル。
  2. 　前記検知部は、前記出力信号から検出される信号成分の周期性に基づいて、前記装着状態を検知する、請求項１に記載のバックル。
  3. 　前記検知部は、前記出力信号から、前記張力の変化を表す複数種の信号成分を検出し、前記複数種の信号成分から、前記シートベルトの装着状態を検知する、請求項１に記載のバックル。
  4. 　前記検知部は、前記出力信号から検出される信号成分の大きさと、前記出力信号から検出される信号成分の周期性とに基づいて、前記装着状態を検知する、請求項１に記載のバックル。
  5. 　前記検知部は、前記信号成分の大きさが所定の範囲内にあり、且つ、前記周期性がある場合には、前記シートベルトは適正に装着されていると判定する、請求項４に記載のバックル。
  6. 　前記検知部は、前記信号成分の大きさが所定の範囲内になく、且つ、前記周期性がない場合、前記シートベルトは適正に装着されていないと判定する、請求項４に記載のバックル。
  7. 　前記検知部は、前記出力信号から検出される信号成分の大きさが所定の閾値以上で継続的に変化している場合、前記シートベルトを使用する乗員に姿勢変化があると判定する、請求項１に記載のバックル。
  8. 　前記検知部は、前記出力信号から検出される信号成分の大きさの変化と、前記出力信号から検出される信号成分の周期性とに基づいて、前記シートベルトを使用する乗員の動きを検知する、請求項１に記載のバックル。
  9. 　前記検知部は、前記乗員の動きが経時的に変動する場合、前記乗員に姿勢変化があると判定し、前記乗員の動きが経時的に変動しない場合、前記乗員は深呼吸状態と判定する、請求項８に記載のバックル。
  10. 　シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力するセンサを有するバックルと、
    　前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する検知部とを備える、シートベルト装着状態検知システム。
  11. 　バックルに設けられるセンサは、シートベルトに生ずる張力に応じて変化する出力信号を出力し、
    　検知部は、前記出力信号の変化から前記シートベルトの装着状態を検知する、シートベルト装着状態検知方法。
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