(57)【要約】【課題】車両旋回時におけるシートベルトの張力調整を早期に開始することが可能な車両のシートベルト制御システムを得る。【解決手段】シートベルト制御システム１０では、ＥＣＵ３６のヨー角加速度演算部３８は、ヨーレートセンサ４０が検出したヨーレートの時間微分によってヨー角加速度を算出する。また、ＥＣＵ３６の判定部４２は、車速センサ４４が検出した車速が所定の閾値α以上で、かつ、ヨー角加速度演算部３８が演算したヨー角加速度の絶対値が所定の閾値β以上になると、モータ３２Ｒ、３２Ｌを作動させるための制御信号をドライバ３４Ｒ、３４Ｌに出力する。これにより、車両１８に搭載されたバッテリー４６の電力がモータ３２Ｒ、３２Ｌに供給され、モータ３２Ｒ、３２Ｌが作動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の乗員を拘束するシートベルトの張力を調整する張力調整手段と、
車両のヨー角加速度に基づいて前記張力調整手段の作動を制御する制御手段と、
を備えた車両のシートベルト制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記ヨーレートセンサの検出結果を用いて車両のヨー角加速度を算出する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両のシートベルト制御システム。
【請求項３】
前記張力調整手段は、モータの駆動力によって前記シートベルトを巻き取るリトラクタとされ、前記制御手段は、前記リトラクタに設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のシートベルト制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートベルトを制御するシートベルト制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の左右の加速度（横加速度）を検出する左右加速度センサの検出結果を利用してシートベルトの張力を調整することにより、車両旋回時における乗員の姿勢保持効果を向上させるようにした車両用シートベルト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４７５４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、車両の横加速度の絶対値は、車両が旋回状態に突入した後で緩やかに増加し始めるため、車両の横加速度をセンシングトリガとしてシートベルトの張力を調整したのでは、時間的な遅れが生じてしまい、十分な乗員姿勢保持効果を得ることができない可能性がある。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、車両旋回時におけるシートベルトの張力調整を早期に開始することが可能な車両のシートベルト制御システムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明に係る車両のシートベルト制御システムは、車両の乗員を拘束するシートベルトの張力を調整する張力調整手段と、車両のヨー角加速度に基づいて前記張力調整手段の作動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の車両のシートベルト制御システムでは、車両が旋回すると、制御手段が車両のヨー角加速度に基づいて張力調整手段を作動させ、張力調整手段が乗員拘束用のシートベルトの張力を調整する。ここで、車両のヨー角加速度の絶対値は、車両の横加速度の絶対値よりも早期に増加するため、制御手段が車両のヨー角加速度に基づいて張力調整手段を作動させることで、シートベルトの張力調整を早期に開始することが可能になる。
【０００７】
請求項２に記載の発明に係る車両のシートベルト制御システムは、請求項１に記載の車両のシートベルト制御システムにおいて、前記制御手段は、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、前記ヨーレートセンサの検出結果を用いて車両のヨー角加速度を算出する制御装置とを備えたことを有することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の車両のシートベルト制御システムでは、車両が旋回すると、ヨーレートセンサが車両のヨーレートを検出し、制御装置がこの検出結果を用いて車両のヨー角加速度を算出する。このように、制御装置がヨーレートセンサの検出結果を用いてヨー角加速度を算出するため、既存のヨーレートセンサを利用することができ、構成の簡素化を図ることができる。また、例えば車両に標準搭載されるヨーレートセンサを利用することもできるため、車両側のシステムを大幅に変更せずに安価に構成することも可能である。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係る車両のシートベルト制御システムは、請求項１又は請求項２に記載の車両のシートベルト制御システムにおいて、前記張力調整手段は、モータの駆動力によって前記シートベルトを巻き取るリトラクタとされ、前記制御手段は、前記リトラクタに設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の車両のシートベルト制御システムでは、制御手段がリトラクタに設けられているため、制御手段とリトラクタとの間の通信時間などを短縮することができる。これにより、車両旋回時におけるシートベルトの張力調整を一層早く開始することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明に係る車両のシートベルト制御システムでは、車両旋回時におけるシートベルトの張力調整を早期に開始することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１には、本発明の第１の実施形態に係る車両のシートベルト制御システム１０が概略図にて示されている。なお、図１において矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。
【００１３】
本第１の実施形態に係るシートベルト制御システム１０は、所謂３点式のシートベルト装置１２Ｒ、１２Ｌを備えている。一方のシートベルト装置１２Ｒは車両右側の座席１４Ｒに設けられ、他方のシートベルト装置１２Ｌは車両左側の座席１４Ｌに設けられている。これらのシートベルト装置１２Ｒ、１２Ｌは、乗員拘束用のシートベルト１６Ｒ、１６Ｌ（ウエビング）を備えている。
【００１４】
シートベルト１６Ｒ、１６Ｌは、長手方向一端部が車両１８のセンターピラーの下端部に固定されたリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌ（張力調整手段）の図示しない巻取軸に係止されている。シートベルト１６Ｒ、１６Ｌの長手方向中間部は、センターピラーの上部に設けられたスリップジョイント２２Ｒ、２２Ｌに巻き掛けられており、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌの長手方向他端部は、センターピラーの下端部付近に設けられたアンカ部材２４Ｒ、２４Ｌに係止されている。また、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌの長手方向中間部には、スリップジョイント２２Ｒ、２２Ｌとアンカ部材２４Ｒ、２４Ｌとの間において、タングプレート２６Ｒ、２６Ｌが摺動可能に取り付けられている。
【００１５】
タングプレート２６Ｒ、２６Ｌは、座席１４Ｒ、１４Ｌの車幅方向内側に設けられたバックル装置２８Ｒ、２８Ｌに連結されるようになっており、これにより、座席１４Ｒ、１４Ｌに着座した乗員３０Ｒ、３０Ｌがシートベルト１６Ｒ、１６Ｌによって拘束される。
【００１６】
一方、前述したリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌはモータ３２Ｒ、３２Ｌを備えており、これらのモータ３２Ｒ、３２Ｌの駆動力によって図示しない巻取軸を回転させることによりシートベルト１６Ｒ、１６Ｌを巻き取る構成になっている。これらのモータ３２Ｒ、３２Ｌは、ドライバ３４Ｒ、３４Ｌを介してＥＣＵ３６に電気的に接続されている。
【００１７】
ＥＣＵ３６は、モータ３２Ｒ、３２Ｌの作動を制御する制御装置を構成しており、車両１８のヨーレートの時間微分によってヨー角加速度を演算するヨー角加速度演算部３８を備えている。すなわち、このヨー角加速度演算部３８には、車両１８のヨーレートを検出するヨーレートセンサ４０が電気的に接続されており、ヨー角加速度演算部３８は、ヨーレートセンサ４０が出力するセンサ信号から車両１８のヨーレートを検知し、検知したヨーレートをローパスフィルタに通す。そして、ローパスフィルタから出力されたサンプル値の信号間の差分をとってサンプリングタイムで除することで、車両１８のヨー角加速度を算出する。
【００１８】
具体的には、ヨー角加速度演算部３８は、以下の数式１の差分演算を行うことで車両１８のヨー角加速度を算出する。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
なお、上記数式１において、ＹＡＣＣはヨー角加速度、ＹＲはヨーレート、Ｔは時間である。
【００２１】
ヨー角加速度演算部３８によって算出されたヨー角加速度ＹＡＣＣは、ＥＣＵ３６に設けられた判定部４２に入力される。判定部４２には、車両１８の速度を検出する車速センサ４４が電気的に接続されており、判定部４２は、車両１８の速度Ｖが予め設定された閾値α以上で、かつ、車両１８のヨー角加速度ＹＡＣＣの絶対値が予め設定された閾値β以上になると、モータ３２Ｒ、３２Ｌを作動させるための制御信号をドライバ３４Ｒ、３４Ｌに出力する。これにより、車両１８に搭載されたバッテリー４６の電力がドライバ３４Ｒ、３４Ｌを介してモータ３２Ｒ、３２Ｌに供給され、モータ３２Ｒ、３２Ｌが作動する構成になっている。
【００２２】
なお、図１には図示されていないが、ＥＣＵ３６には、車両１８のイグニッションスイッチ、バックル装置２８Ｒ、２８Ｌに設けられたバックルスイッチ、車両１８のシフトレバー装置に設けられたシフト検出センサが電気的に接続されており、ＥＣＵ３６はイグニッションスイッチ及びバックルスイッチがＯＮ状態とされると共に、シフト検出センサによってシフトレバーがドライブレンジに配置されたことが検出されると、タイマーを作動させると共に上述の如きモータ３２Ｒ、３２Ｌの作動制御を開始する構成になっている。また、本第１の実施形態では、ＥＣＵ３６は、上述した各種のセンサ・スイッチ及びリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌとの間で所謂コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）により通信を行う構成になっている。
【００２３】
以下、ＥＣＵ３６によるモータ３２Ｒ、３２Ｌの作動制御について、図２に示されるフローチャートに従って説明する。
【００２４】
ステップＳＴ１では、ＥＣＵ３６の判定部４２が車速センサ４４によって検出された車速Ｖを読み込んで、ステップＳＴ２に移行する。
【００２５】
ステップＳＴ２では、ＥＣＵ３６のヨー角加速度演算部３８がヨーレートセンサ４０によって検出されたヨーレートＹＲを読み込んで、ステップＳＴ３に移行する。
【００２６】
ステップＳＴ３では、ＥＣＵ３６のヨー角加速度演算部３８がステップＳＴ２において読み込んだヨーレートＹＲに基づいてヨー角加速度ＹＡＣＣを演算し、ステップＳＴ４に移行する。
【００２７】
ステップＳＴ４では、ＥＣＵ３６の判定部４２が車速センサ４４によって検出された車速Ｖが所定の閾値α以上か否かを判定する。この判定が否定された場合には、ステップＳＴ５に移行する。
【００２８】
ステップＳＴ５では、ＥＣＵ３６の判定部４２は、ステップＳＴ４において車速Ｖが所定の閾値α未満である（低速である）と判定したため、ドライバ３４Ｒ、３４Ｌへの制御信号を出力せず、モータ３２Ｒ、３２Ｌの停止状態を維持する。このステップＳＴ５での処理が終了すると、前述したステップＳＴ１に戻って前述の如き処理を繰り返す。
【００２９】
一方、ステップＳＴ４での判定が肯定された場合には、ステップＳＴ６に移行する。ステップＳＴ６では、ＥＣＵ３６の判定部４２がヨー角加速度演算部３８によって算出されたヨー角加速度ＹＡＣＣの絶対値が所定の閾値β以上か否か（車両１８が所定値以上のヨー角加速度で旋回したか否か）を判定する。この判定が否定された場合には、ステップＳＴ５に移行し、モータ３２Ｒ、３２Ｌの停止状態が維持されたままステップＳＴ１に戻って前述の如き処理が繰り返される。なお、ステップＳＴ６における否定的な判定の後で、所定時間経過してからステップＳＴ５においてモータ３２Ｒ、３２Ｌを停止させるようにしてもよい。
【００３０】
一方、ステップＳＴ６での判定が肯定された場合には、ステップＳＴ７に移行する。ステップＳＴ７では、ＥＣＵ３６の判定部４２は、ステップＳＴ６において車両１８が所定値以上のヨー角加速度で旋回したと判定したため、バッテリー４６の電力をドライバ３４Ｒ、３４Ｌを介してリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌのモータ３２Ｒ、３２Ｌに供給し、モータ３２Ｒ、３２Ｌを作動させる。このため、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌがリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌに巻き取られ、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌによる乗員３０Ｒ、３０Ｌの拘束力が増加する。これにより、車両旋回時の横加速度によって乗員３０Ｒ、３０Ｌが横ずれすることを抑制できる。
【００３１】
ここで、図３に示されるように、車両１８のヨー角加速度ＹＡＣＣは、車両１８のヨーレートＹＲよりも早期に立ち上がる。また、図４に示されるように、車両１８のヨー角加速度ＹＡＣＣは、車両の横加速度Ｇよりも早期に立ち上がる。このため、本第１の実施形態のようにＥＣＵ３６が車両１８のヨー角加速度ＹＡＣＣに基づいてリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌのモータ３２Ｒ、３２Ｌを作動させることで、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌの張力調整を早期に開始することが可能になる。これにより、車両旋回時における乗員３０Ｒ、３０Ｌの姿勢保持効果を向上させることができる。
【００３２】
また、前述した数式１のような簡単な計算によりリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌの作動／非作動の判定ができるため、シンプルなソフトウエアをＥＣＵ３６に追加するだけで対応することができる。
【００３３】
さらに、ヨー角加速度ＹＡＣＣの値は、比較的大きな値が得られるため、分解能が大きく、リトラクタ２０Ｒ、２０Ｌの作動／非作動の閾値の設定などのチューニングがしやすいという利点もある。
【００３４】
また、本第１の実施形態では、ＥＣＵ３６がヨーレートセンサ４０の検出結果を用いてヨー角加速度ＹＡＣＣを算出するため、既存のヨーレートセンサを利用することができ、構成の簡素化を図ることができる。また、車両１８に標準搭載されるヨーレートセンサ（例えば、車両挙動安定化制御システムなどに用いられるヨーレートセンサ）を利用することもできるため、車両１８側のシステムを大幅に変更せずに安価に構成することが可能である。
【００３５】
なお、上記第１の実施形態においては、車両右側のリトラクタ２０Ｒと車両左側のリトラクタ２０Ｌとが同じＥＣＵ３６及びヨーレートセンサ４０によって作動を制御される構成としたが、本発明はこれに限らず、リトラクタ２０Ｒ、２０Ｌの各々にＥＣＵ３６及びヨーレートセンサ４０を搭載し、リトラクタ一体型の独立したシステムを構成してもよい。このようにした場合、コントローラエリアネットワークなどの通信信号を利用してリトラクタ２０とＥＣＵ３６とヨーレートセンサ４０との間の通信を行う場合に比べて、通信時間を短縮することができるため、車両旋回時におけるシートベルト１６Ｒ、１６Ｌの張力調整を一層早く開始することが可能になる。
【００３６】
また、上記第１の実施形態では、左右のリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌが同一の作動制御をされる構成としたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、ヨーレートセンサ４０によって検出されたヨーレートＹＲの値がプラスの場合（車両１８が左に旋回して車両右向きの横加速度Ｇが発生した場合）は、車両左側のリトラクタ２０Ｌのみを作動させ、ヨーレートＹＲの値がマイナスの場合（車両１８が右に旋回して車両左向きの横加速度Ｇが発生した場合）は、車両右側のリトラクタ２０Ｒのみを作動させる構成にしてもよい。
【００３７】
すなわち、３点式シートベルト装置１２Ｒ、１２Ｌにおいては、乗員３０Ｒ、３０Ｌが車幅内側方向に横ずれした場合、シートベルト１６Ｒ、１６Ｌが乗員３０Ｒ、３０Ｌの肩部から外れやすくなる。このため、車幅内側方向へ横ずれしようとする乗員３０のシートベルト１６の張力を優先的に増加させることが好ましいが、上述の如き作動制御によりこれを達成することができる。またこの場合、不必要なリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌの作動を低減できるため、リトラクタ２０Ｒ、２０Ｌの耐久性を向上させることもできる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第１の実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。
【００３８】
図５には、本発明の第２の実施形態に係る車両のシートベルト制御システム５０が概略図にて示されている。この実施形態は、前記第１の実施形態と基本的に同様の構成とされているが、ＥＣＵ３６の判定部４２には、車両１８の横加速度Ｇを検出する横加速度センサ５２が電気的に接続されており、判定部４２は横加速度センサ５２が出力するセンサ信号から車両１８の横加速度Ｇを検知する。
【００３９】
以下、本第２の実施形態におけるＥＣＵ３６のモータ作動制御について、図６に示されるフローチャートに従って説明する。
【００４０】
図６に示されるように、本第２の実施形態では、ＥＣＵ３６はステップＳＴ１〜ステップＳＴ７において前記第１の実施形態と同様の処理を行うが、ステップＳＴ７での処理が終了すると、ステップＳＴ８に移行する。
【００４１】
ステップＳＴ８では、ＥＣＵ３６の判定部４２が横加速度センサ５２によって検出された横加速度Ｇを読み込んで、ステップＳＴ９に移行する。
【００４２】
ステップＳＴ９では、ＥＣＵ３６の判定部４２が横加速度センサ５２によって検出された横加速度Ｇの絶対値が所定の閾値γ以上か否か（車両１８が旋回中か否か）を判定する。この判定が肯定された場合には、ステップＳＴ８に戻って前述の如き処理を繰り返す。
【００４３】
一方、ステップＳＴ９での判定が否定された場合、すなわち車両１８の旋回が終了したと判定された場合には、ステップＳＴ５に移行し、ＥＣＵ３６の判定部４２がモータ３２Ｒ、３２Ｌの作動を停止させる。これにより、リトラクタ２０Ｒ、２０Ｌによるシートベルト１６Ｒ、１６Ｌの張力調整が終了する。
【００４４】
このように、この実施形態では、ＥＣＵ３６の判定部４２が横加速度センサ５２の検出結果に基づいてモータ３２Ｒ、３２Ｌの作動を停止させるため、車両１８の実際の走行状態に応じたタイミングでシートベルト１６Ｒ、１６Ｌの張力調整を終了することができる。
【００４５】
なお、上述した各実施形態においては、張力調整手段としてリトラクタ２０Ｒ、２０Ｌが適用された構成にしたが、本発明はこれに限らず、張力調整手段は乗員３０Ｒ、３０Ｌが装着しているシートベルト１６Ｒ、１６Ｌの張力調整を行うことができるものであればよく、例えば、バックル装置２８Ｒ、２８Ｌを駆動源によって車両上下方向に駆動する構成のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両のシートベルト制御システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両のシートベルト制御システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図３】車両のヨー角加速度及びヨーレートと時間との関係を示す線図である。
【図４】車両のヨー角加速度及び横加速度と時間との関係を示す線図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両のシートベルト制御システムの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る車両のシートベルト制御システムの制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０                シートベルト制御システム
１６Ｒ、１６Ｌ      シートベルト
２０Ｒ、２０Ｌ      リトラクタ（張力調整手段）
３６                ＥＣＵ（制御装置、制御手段）
４０                ヨーレートセンサ（制御手段）
【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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