(57)【要約】【課題】最適な引出荷重の上限値を設定することができるシートベルト装置を提供する。【解決手段】シートベルト装置は、乗員を車両のシートに拘束するウェビング４１と、ウェビング４１を巻き取ると共に引き出し可能に回転するスプール５１と、車両の衝突時にスプール５１の回転を阻止してウェビング４１の引き出しを禁止する回転阻止機構と、スプール５１の回転が阻止された状態で、スプール５１にウェビング４１の引き出し方向へ制限値以上の引出荷重が作用した場合に、スプール５１の回転を許容する荷重制限機構と、スプール５１に対してウェビング４１の巻き取り方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するモータ６１と、衝突時にモータ６１を制御し、スプール５１に付与するトルクを調整する制御手段とを有し、衝突時にウェビング４１を引き出す引出荷重の上限値の設定を制限値に対して増減可能とした。【選択図】図２
2020097358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員を車両のシートに拘束するウェビングと、
前記ウェビングを巻き取ると共に引き出し可能に回転するスプールと、
前記車両の衝突時に前記スプールの回転を阻止して前記ウェビングの引き出しを禁止する回転阻止機構と、
前記スプールの回転が阻止された状態で、前記スプールに前記ウェビングの引き出し方向へ制限値以上の引出荷重が作用した場合に、前記スプールの回転を許容する荷重制限機構と、を備え、
前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するモータと、
前記衝突時に前記モータを制御し、前記スプールに付与する前記トルクを調整する制御手段と、を有し、
前記衝突時に前記ウェビングを引き出す引出荷重の上限値の設定を前記制限値に対して増減可能とした
ことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシートベルト装置において、
前記制御手段は、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも増加させ、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの引き出し方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも減少させ、前記モータのトルクを無負荷とすることで、前記引出荷重の上限値を前記制限値とする
ことを特徴とするシートベルト装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のシートベルト装置において、
前記乗員及び前記車両の少なくとも一方の情報を取得するセンサを有し、
前記制御手段は、前記センサが取得した前記情報に基づいて、前記モータの回転方向、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング及び継続時間を決定する
ことを特徴とするシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に装備されるシートベルト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に装備されているシートベルト装置は、車両の衝突時をはじめとして、車体に大きな加速度（減速度）が加わるようなときに、シートベルトで乗員を拘束することにより、乗員のシートからの飛び出しを阻止し、乗員を保護する。乗員の拘束には、シートベルトの引き出しをロックするＥＬＲ（Emergency Locking Retractor）機構や、ＥＬＲ機構作動状態において、シートベルトを引き出す引出荷重（シートベルトから乗員へ作用する衝撃荷重）が所定値以上にならないように、シートベルトの引き出しを行って、引出荷重を制限するフォースリミッター機構が用いられている。
【０００３】
上記フォースリミッター機構には、ＥＬＲ機構作動下のシートベルトの引き出しに応じて、シートベルトリトラクタ内のトーションバーをねじり変形させることで、引出荷重を制限するものが一般的に採用されている。
【０００４】
また、より多様なエネルギー吸収特性を実現するために、トーションバーを用いたフォースリミッター機構に加えて、種々の機構を用いて、引出荷重の上限値をある一定のベルト引出量の間だけ増加させて可変としたものが提案されている（特許文献１、２）。
【０００５】
また、シートベルト装置の巻取り機構にモータを追加することで、シートベルトの弛みを除去したり、着脱時の補助としたり、車両に衝突の危険があると判断されたときの危険報知や乗員の姿勢最適化に用いるものがあるが、ある種のモータつきシートベルトでは、衝突時にモータを作動させることで、引出荷重の上限値を増加させて可変としたものが提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５３００７号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４６５９号公報
【特許文献３】特開２０１１−９３４３１号公報
【特許文献４】特開２００９−２６２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、２に示されるようなシートベルト引出量感応可変フォースリミッターシートベルトや電気信号感応可変フォースリミッターシートベルトは、引出荷重の上限値の可変量が高低２段及びその組み合わせのみであり、少ない。また、サイズ、重量、コストのあらゆる面で引出荷重の上限値の更なる多段化は制約が大きい。従って、乗員等の状況に応じた最適な引出荷重の上限値の設定に改善の余地がある。
【０００８】
また、通常のモータつきシートベルトは、衝突時（衝突が始まった後）は不作動であり、既存のエアバッグ、シートベルトが主として働く。従って、衝突時の乗員保護性能への寄与は限定的である。また、特許文献３、４に示されるように、衝突時に作動するタイプの先行技術は存在するが、最適な引出荷重の上限値の設定に改善の余地がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、最適な引出荷重の上限値を設定す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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する第１の発明に係るシートベルト装置は、
乗員を車両のシートに拘束するウェビングと、
前記ウェビングを巻き取ると共に引き出し可能に回転するスプールと、
前記車両の衝突時に前記スプールの回転を阻止して前記ウェビングの引き出しを禁止する回転阻止機構と、
前記スプールの回転が阻止された状態で、前記スプールに前記ウェビングの引き出し方向へ制限値以上の引出荷重が作用した場合に、前記スプールの回転を許容する荷重制限機構と、を備え、
前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するモータと、
前記衝突時に前記モータを制御し、前記スプールに付与する前記トルクを調整する制御手段と、を有し、
前記衝突時に前記ウェビングを引き出す引出荷重の上限値の設定を前記制限値に対して増減可能とした
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第２の発明に係るシートベルト装置は、
上記第１の発明に記載のシートベルト装置において、
前記制御手段は、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの巻き取り方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも増加させ、前記モータにより前記スプールに対して前記ウェビングの引き出し方向に回転させるトルクを付与することで、前記引出荷重の上限値を前記制限値よりも減少させ、前記モータのトルクを無負荷とすることで、前記引出荷重の上限値を前記制限値とする
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第３の発明に係るシートベルト装置は、
上記第１又は第２の発明に記載のシートベルト装置において、
前記乗員及び前記車両の少なくとも一方の情報を取得するセンサを有し、
前記制御手段は、前記センサが取得した前記情報に基づいて、前記モータの回転方向、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング及び継続時間を決定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、衝突時に一方の回転方向又は他方の回転方向に回転させるトルクをモータからスプールに付与して、引出荷重の上限値を増加又は減少させるので、最適なフォースリミッターの作動荷重を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るシートベルト装置を有する車両を示す概略図である。
【図２】本発明に係るシートベルト装置を示す概略図である。
【図３】図２に示したシートベルト装置のＡ−Ａ線矢視図である。
【図４】従来のシートベルト装置と本発明に係るシートベルト装置の作動領域と機能を説明する図である。
【図５】従来のモータつきシートベルトにおける荷重特性を説明するグラフである。
【図６】従来の可変フォースリミッターシートベルトにおける荷重特性を説明するグラフである。
【図７】本発明に係るシートベルト装置における荷重特性を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るシートベルト装置の実施の形態について、図１〜図７を参照して説明を行う。
【００１６】
［実施例１］
図１に示すように、本実施例のシートベルト装置は、自動車等の車両１０に装備され、乗員１１のシート（図示省略）からの飛び出しをシートベルト装置本体４０のウェビング４１で阻止して、乗員１１を保護する安全装置である。
【００１７】
シートベルト装置本体４０は、後述の図２及び図３に示すように、モータ６１を備えており、このモータ６１の動作を含めて、シートベルト制御装置２０により制御されている。このシートベルト制御装置２０には、乗員情報センサ、車両情報センサ、衝突予測センサ等を有するセンサ部３０が接続されている。シートベルト制御装置２０は、これらのセンサからの情報に基づいて、後述するモータ６１の回転方向（正回転、逆回転）、付与するトルクの大きさ、作用するタイミング、継続時間を制御し、後述する引出荷重の上限値を制御し、最適なフォースリミッターの作動荷重を制御して、シートベルト装置本体４０の制御を行っている。
【００１８】
センサ部３０において、乗員情報センサは、例えば、乗員１１の重量を取得する重量検出装置や乗員１１の着座位置を取得するシート位置検出装置等であり、車両情報センサは、例えば、車両１０の速度を取得する車両速度検出装置や衝突対象物に対する相対速度を取得する相対速度検出装置等であり、衝突予測センサは、例えば、衝突対象物を検知するレーダ、ソナー、カメラ等である。
【００１９】
次に、図１と共に図２及び図３も参照して、シートベルト装置本体４０の構成を説明する。シートベルト装置本体４０は、乗員１１を車両１０のシートに拘束するウェビング４１と、ウェビング４１を巻き取ると共に引き出し可能に回転して、ウェビング４１の長さ（ベルト引出量）を調整するスプール５１を備える巻き取り装置であるリトラクタ５０を有している。
【００２０】
リトラクタ５０は、スプール５１と共に、ロックホイール５２、ＥＬＲホイール５３、トーションバー５４を有している。
【００２１】
スプール５１は、概ね円筒状に形成されて、リトラクタ５０の筐体５０ａに回転可能に支持されている。ウェビング４１の一端がスプール５１に固定されており、バネ（図示省略）の付勢力によりスプール５１が回転することにより、ウェビング４１を巻き取ることになる。スプール５１の両方の端部５１ａ、５１ｂは、ウェビング４１を巻き取る部分と比較して、大径に形成されており、ウェビング４１を巻き取る際のガイドとなっている。なお、以降においては、スプール５１がウェビング４１を巻き取る方向（ウェビング４１の巻き取り方向）を引き込み方向と呼び、スプール５１からウェビング４１を引き出す方向を引き出し方向と呼ぶ。
【００２２】
ロックホイール５２は、概ね円盤状に形成されて、筐体５０ａに回転可能に支持されている。ロックホイール５２は、引出加速度検知部５５によりウェビング４１の引出加速度が所定値を超えたと検知されたとき、及び、ロックホイール５２にＥＬＲホイール５３に対する引き出し方向の相対的な回転力が生じたときに、ロックホイールロック部材５６により回転を阻止されるように構成されている。
【００２３】
ＥＬＲホイール５３は、概ね円盤状に形成されて、ロックホイール５２の軸方向外側に配設され、筐体５０ａにロックホイール５２と共に回転可能に支持されている。ＥＬＲホイール５３は、車体加速度検知部５７により車体の車体加速度が所定値を超えたと検知されたときに、ＥＬＲホイールロック部材５８により回転を阻止されるように構成されている。
【００２４】
トーションバー５４は、スプール５１に挿通され、一端がロックホイール５２に支持されると共に、他端が端部５１ａに支持されている。つまり、リトラクタ５０において、スプール５１とロックホイール５２との間で、トーションバー５４を介した回転運動（回転力）が伝達されるようになっている。このトーションバー５４によりウェビング４１を引き出す際の引出荷重の制限値が規定されている。ここで、引出荷重の制限値とは、トーションバー５４の剛性で決まる固定値である。一方、後述する引出荷重の上限値とは、上記の制限値に対して増減可能な可変値である。
【００２５】
本実施例においては、ロックホイール５２、ＥＬＲホイール５３、引出加速度検知部５５、ロックホイールロック部材５６、車体加速度検知部５７、ＥＬＲホイールロック部材５８等により、衝突時にスプール５１の回転を阻止してウェビング４１の引き出しを禁止するＥＬＲ機構（回転阻止機構）が構成される。
【００２６】
上記のＥＬＲ機構は、車両１０の車体に大きな加速度又は減速度が加わったときに（例えば、衝突時に）、ロックホイールロック部材５６、ＥＬＲホイールロック部材５８を用いて、ロックホイール５２、ＥＬＲホイール５３の回転を阻止し、スプール５１の回転を阻止して、ウェビング４１の引き出しをロックすることにより、乗員１１のシートからの飛び出しを阻止して、乗員１１を保護している。
【００２７】
上記のトーションバー５４は、ＥＬＲ機構作動時、つまり、スプール５１の回転が阻止された状態で、ウェビング４１の引き出し方向へ上記の制限値以上の引出荷重がスプール５１に作用した場合に、スプール５１の回転を許容して、ウェビング４１の引き出しを許容しており、ウェビング４１が引き出されることにより、その間の運動エネルギーを吸収して、ウェビング４１から乗員１１へ作用する衝撃荷重を軽減している。つまり、トーションバー５４は、ウェビング４１の引出荷重を制限する荷重制限機構としての機能を果たしている。これに加えて、本実施例では、引出荷重の上限値を最適に設定すべく、引出荷重の上限値の設定を上記の制限値に対して増減可能とするために、以下の構成を有している。
【００２８】
具体的には、本実施例においては、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３及びドリブンギヤ６４を介して、モータ６１がスプール５１に接続されており、モータ６１がスプール５１に対してウェビング４１の引き込み方向又は引き出し方向に回転させるトルクを付与するように構成されている。なお、以降では、引き込み方向となるモータ６１の回転を正回転とし、引き出し方向となるモータ６１の回転を逆回転とする。
【００２９】
更に具体的には、モータ６１は、筐体５０ａに取り付けられており、モータ６１の出力軸にドライブギヤ６２が取り付けられている。カウンタギヤ６３は、筐体５０ａに回転可能に支持されて、ドライブギヤ６２とドリブンギヤ６４の間に配置されると共に、ドライブギヤ６２とドリブンギヤ６４に噛み合うように配置されている。ドリブンギヤ６４は、スプール５１と同軸にスプール５１に取り付けられている。つまり、ドライブギヤ６２、カウンタギヤ６３及びドリブンギヤ６４は、モータ６１の動力伝達機構となっている。
【００３０】
シートベルト制御装置２０は、モータ駆動制御装置（図示省略）を有しており、モータ６１は、モータ駆動制御装置を介して、シートベルト制御装置２０に制御されている。このモータ駆動制御装置は、モータ６１の正回転、逆回転、トルク調整（定電流回路の電流調整）又は無負荷（回路遮断）を制御可能なものである。例えば、ＰＷＭ制御回路、Ｈブリッジ回路、コンパレータ（オペアンプ）定電流回路等が使用可能である。このようなモータ駆動制御装置を用いることにより、ウェビング４１の引出量や引出速度によらず、一定のトルクを作用させることができる。
【００３１】
また、ドリブンギヤ６４の軸方向外側には、リングギヤ７１、ケース７２、ボール７３、ガスジェネレータ（図示省略）等を有するプリテンショナ機構７０が配設されている。具体的には、リングギヤ７１は、スプール５１と同軸にドリブンギヤ６４に取り付けられ、ケース７２内には、複数のボール７３が環状に配置されている。そして、プリテンショナ機構７０は、車両１０の衝突時にガスジェネレータを爆発駆動することで、複数のボール７３を押し出し、押し出された複数のボール７３の押圧力により、リングギヤ７１を回転させており、これにより、瞬時にスプール５１を引き込み方向に回転させて、ウェビング４１を巻き取り、ウェビング４１の弛みを除去している。
【００３２】
なお、ここでは、上述した構成の動力伝達機構を例示したが、動力伝達機構としては、他の公知の構成を利用してもよい。また、ここでは、上述した構成のプリテンショナ機構７０を例示したが、プリテンショナ機構７０としても、他の公知の構成を利用してよい。
【００３３】
次に、本実施例のシートベルト装置の動作について、通常時及び衝突前と衝突時及び衝突後に分けて説明を行う。
【００３４】
（通常時及び衝突前）
乗員１１が車両１０に乗り込んで、シートベルト着用のために、ウェビング４１を初期位置から引き出すとき、シートベルト制御装置２０は、モータ６１を停止状態（無負荷状態）としている。そのため、乗員１１は、容易にウェビング４１を引き出すことができる。
【００３５】
そして、ウェビング４１のタングをバックル（共に図示省略）に取り付けると、シートベルト制御装置２０は、バックルに設けたスイッチのオン状態を検知し、モータ６１を正回転方向に駆動して、ウェビング４１を所定量巻き戻している。これにより、シートベルトの弛みを除去することができる。
【００３６】
また、ウェビング４１のタングをバックルから取り外すと、シートベルト制御装置２０は、バックルに設けたスイッチのオフ状態を検知し、モータ６１を正回転方向に駆動して、ウェビング４１を初期位置まで巻き戻している。これにより、ウェビング４１を迅速且つ確実に巻き戻すことになり、シートベルト着脱時の補助を行うことができる。
【００３７】
また、シートベルト着用時において、センサ部３０の車両情報センサにより、急制動や急旋回等の緊急動作が発生したと検知した場合、そして、センサ部３０の衝突予測センサにより、衝突対象物を検知して、衝突を予測した場合には、シートベルト制御装置２０は、モータ６１を正回転方向に駆動して、ウェビング４１を所定量巻き戻している。これにより、乗員１１への危険報知を行うと共に、シートベルト着用時の乗員１１の姿勢の適正化を図ることができる。そして、その後、衝突が発生した場合には、乗員１１を適正に拘束しているので、乗員１１を確実に保護することができる。
【００３８】
（衝突時及び衝突後）
衝突時に車両１０に大きな減速度が加わった場合には、車体加速度検知部５７により車両１０の急減速が検知され、ＥＬＲホイールロック部材５８によりＥＬＲホイール５３の回転が阻止される。このとき、乗員１１は慣性により車体に対して相対的に移動しようとし、その運動エネルギーが乗員１１を拘束しているウェビング４１に作用して、ウェビング４１に引出荷重がかかる。
【００３９】
ＥＬＲホイール５３の回転が阻止された状態で、ウェビング４１に引出荷重がかかると、この荷重がスプール５１及びトーションバー５４を介して、ロックホイール５２に伝達され、ロックホイール５２にＥＬＲホイールに対する引き出し方向の相対的な回転力が生じて、ロックホイールロック部材５６によりロックホイール５２の回転が阻止される。
【００４０】
このように、ロックホイール５２の引き出し方向の回転が阻止されると、トーションバー５４は、ロックホイール５２に支持された一端側が回転を阻止された状態となる一方、スプール５１の端部５１ａ側に支持された他端側が回転可能な状態を維持することとなる。そのため、ＥＬＲホイール５３及びロックホイール５２の回転が阻止された状態で、ウェビング４１に更に大きな引出荷重がかかると、この荷重がスプール５１を介してトルクとなり、トーションバー５４に伝達され、トーションバー５４が捩れ始める。
【００４１】
トーションバー５４が捩れ始めると、スプール５１が引き出し方向へ回転すると同時に、スプール５１の引き出し方向の回転に対して、トーションバー５４の捩り変形による力が作用することになり、この力がウェビング４１を引き出すために必要な引出荷重の制限値となる。
【００４２】
衝突時においては、フォースリミッターの作動荷重となる引出荷重の上限値を適切に設定することが必要である。ウェビング４１を引き出すのに必要な力をベルト荷重として、図３を参照して説明すると、ベルト荷重Ｆｂとしては、通常、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔが用いられるが、この荷重Ｆｔは一定の力であり、柔軟な設定はできない。そこで、本実施例では、荷重Ｆｔに加えて、モータ６１のトルクによる荷重Ｆｍを用いることで、ベルト荷重Ｆｂ（＝荷重Ｆｔ±荷重Ｆｍ）を柔軟に設定して、最適なベルト荷重Ｆｂになるようにしている。言い換えると、衝突時における引出荷重の上限値（ベルト荷重Ｆｂ）の設定を、引出荷重の制限値（荷重Ｆｔ）に対して増減可能としている。
【００４３】
具体的には、衝突時にシートベルト制御装置２０がモータ６１を制御し、モータ６１を正回転方向又は逆回転方向に駆動すると共に、スプール５１に付与するトルクを調整することにより、引き込み方向又は引き出し方向の荷重Ｆｍを作用させるように制御している。例えば、図３では、シートベルト制御装置２０がモータ６１を正回転方向に駆動することにより、引き込み方向の荷重Ｆｍを作用させるように制御している。これにより、ベルト荷重Ｆｂ＝荷重Ｆｔ＋荷重Ｆｍを設定して、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔよりも大きなベルト荷重Ｆｂを作用させることができる。言い換えると、モータ６１がスプール５１に対してウェビング４１の引き込み方向に回転させるトルクを付与することになり、これにより、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔよりも増加させている。
【００４４】
一方、シートベルト制御装置２０がモータ６１を逆回転方向に駆動する場合には、これにより、引き出し方向の荷重Ｆｍを作用させるように制御することになる。これにより、ベルト荷重Ｆｂ＝荷重Ｆｔ−荷重Ｆｍを設定して、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔよりも小さな荷重Ｆｂを作用させることができる。言い換えると、モータ６１がスプール５１に対してウェビング４１の引き出し方向に回転させるトルクを付与することになり、これにより、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔよりも減少させている。
【００４５】
なお、シートベルト制御装置２０がモータ６１を無負荷状態とする場合には、つまり、モータ６１からスプール５１に付与されるトルクが無負荷の場合には、ベルト荷重Ｆｂ＝荷重Ｆｔを設定することになり、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔを作用させることになる。
【００４６】
モータ６１による荷重Ｆｍの制御は、上述したセンサ部３０で取得した情報に基づいて行っている。例えば、乗員情報センサとして、重量検出装置を有する場合には、取得した乗員１１の重量の情報に基づいて、荷重Ｆｍの大小及び正負を設定する。同様に、乗員情報センサとして、シート位置検出装置を有する場合には、取得した乗員１１の着座位置の情報に基づいて、荷重Ｆｍの大小及び正負を設定する。同様に、車両情報センサとして、車両速度検出装置を有する場合には、取得した速度や加速度（減速度）の情報に基づいて、荷重Ｆｍの大小及び正負を設定する。
【００４７】
このようにして、乗員や車両の状況に応じて、ベルト荷重Ｆｂを変更することにより、最適なフォースリミッターの作動荷重を制御することができる。
【００４８】
更には、上述したセンサ部３０で取得した情報に基づいて、モータ６１による荷重Ｆｍの大小や正負を設定するだけでなく、荷重Ｆｍを作用させるタイミングや継続時間を変更するようにしてもよい。例えば、荷重Ｆｍの大小、正負、作用のタイミング及び継続時間について、センサ部３０で取得した情報に対応する複数の設定値を予め設定しておき、センサ部３０で取得した情報を考慮して、複数の設定値の中から最適な設定値を選択して設定すればよい。
【００４９】
次に、従来のシートベルト装置と本実施例のシートベルト装置の比較を、図４〜図７を参照して行う。
【００５０】
従来のモータつきシートベルトは、図４に示すように、通常時及び衝突前における、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化が主な機能であり、衝突時及び衝突が始まった後はモータを作動せず、フォースリミッターの作動荷重の変更は行っていなかった。
【００５１】
但し、特許文献３、４に示されたモータつきシートベルトは、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うものであるが、トーションバーのねじり変形による荷重にモータのトルクによる荷重を上乗せするのみであった。これを、図５を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Ｆｂは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Ｆｂも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバーのねじり変形による荷重Ｆｔとするか、又は、当該荷重Ｆｔにモータのトルクによる荷重Ｆｍを上乗せするのみであった。
【００５２】
また、特許文献１、２に示された可変フォースリミッターシートベルトは、図４に示すように、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うものであるが、従来のモータつきシートベルトのように、通常時及び衝突前において、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化を行うものではない。そして、フォースリミッターの作動荷重の変更についても、トーションバーのねじり変形による荷重に所定の機構による荷重を上乗せするのみであった。これを、図６を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Ｆｂは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Ｆｂも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバーのねじり変形による荷重Ｆｔとするか、又は、当該荷重Ｆｔに所定の機構による荷重Ｆｅを上乗せするのみであった。
【００５３】
一方、本実施例のシートベルト装置は、図４に示すように、通常時及び衝突前において、シートベルト弛み除去、シートベルト着脱時の補助、乗員への危険報知、乗員姿勢の適正化を実施可能であると共に、衝突時及び衝突が始まった後にフォースリミッターの作動荷重の変更を行うこともできる。このように、従来のシートベルトと比較して、機能の幅が広がっている。
【００５４】
加えて、フォースリミッターの作動荷重の変更については、トーションバーのねじり変形による荷重Ｆｔに対して、モータ６１のトルクによる荷重Ｆｍを上乗せするだけではなく、当該荷重Ｆｍを差し引いたりすることができる。これを、図７を参照して説明すると、ベルト引出量に対するベルト荷重Ｆｂは、ベルト引出量が増えると、ベルト荷重Ｆｂも増えるが、あるベルト引出量以降は、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔとしたり、当該荷重Ｆｔにモータ６１のトルクによる荷重Ｆｍを上乗せしたり、当該荷重Ｆｔからモータ６１のトルクによる荷重Ｆｍを差し引いたりすることができる。つまり、本実施例では、モータ６１を正回転させることで、荷重Ｆｔに荷重Ｆｍを上乗せすると共に、モータ６１を逆回転させることで、荷重Ｆｔから荷重Ｆｍを差し引いて、ベルト荷重Ｆｂを緩和させることができる。
【００５５】
更に、モータ６１のトルクによる荷重Ｆｍ自体の大小及び正負が任意に変更可能であるので、ベルト引出量に応じたベルト荷重Ｆｂも柔軟に変更することができる。例えば、図７に示すように、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔ＋荷重Ｆｍとした後、ベルト引出量がある大きさになると、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔに戻したり、更に、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔ−荷重Ｆｍまで下げたりしても良い。また、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔ−荷重Ｆｍとした後、ベルト引出量がある大きさになると、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔに戻したり、更に、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔ＋荷重Ｆｍまで上げたりしても良い。このように、ベルト荷重Ｆｂ自体の増減を任意に変更可能である。
【００５６】
特許文献３、４に示されたモータつきシートベルトでは、ウェビングの引出速度を検出し、引き出し方向に対する抗力のみをモータで調整して、ベルト荷重Ｆｂを決定していた。そのため、図５に示すように、ベルト荷重Ｆｂは、トーションバーのねじり変形による荷重Ｆｔとするか、又は、当該荷重Ｆｔにモータのトルクによる荷重Ｆｍを上乗せするのみであり、当該荷重Ｆｔより低い荷重を設定することができなかった。
【００５７】
また、特許文献１、２に示された可変フォースリミッターシートベルトでも、図６に示すように、ベルト荷重Ｆｂは、トーションバーのねじり変形による荷重Ｆｔとするか、又は、当該荷重Ｆｔに所定の機構による荷重Ｆｅを上乗せするのみであり、当該荷重Ｆｔより低い荷重を設定することができなかった。また、特許文献１、２に示された可変フォースリミッターシートベルトでは、ベルト荷重Ｆｂの変更に自由度が少なく、図６に示すように、ベルト荷重Ｆｂを荷重Ｆｔ＋荷重Ｆｅの状態から荷重Ｆｔに戻した後は、ベルト荷重Ｆｂの変更はできなかった。
【００５８】
これらに対して、本実施例のシートベルト装置は、構造的には、モータつきシートベルトではあるが、乗員や車両状況等に応じて、モータ６１による荷重Ｆｍの大小や正負を設定して、ベルト荷重Ｆｂ（＝荷重Ｆｔ±荷重Ｆｍ）を制御しており、特許文献１〜４に示したシートベルトとは異なり、トーションバー５４のねじり変形による荷重Ｆｔより低い荷重を設定することができる。
【００５９】
更に、本実施例のシートベルト装置では、乗員や車両状況等に応じて、荷重Ｆｍを作用させるタイミングや継続時間も設定して、ベルト荷重Ｆｂを制御している。このように、本実施例のシートベルト装置は、特許文献１〜４に示したシートベルトと比較して、乗員や車両の多様な状況に応じて、図７に示すように、ベルト荷重Ｆｂを制御するので、乗員１１から見たベルト荷重Ｆｂの調整量の幅が大きくなると共に多様な制御を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るシートベルト装置は、自動車等の車両に好適なものである。
【符号の説明】
【００６１】
２０  シートベルト制御装置
３０  センサ部
４０  シートベルト装置本体
４１  ウェビング
５０  リトラクタ
５１  スプール
５４  トーションバー
６１  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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