(57)【要約】【課題】精度の高いフィードバッグ動作で温度制御が可能な快適性の高いヒータ付シートベルト装置を提供する。【解決手段】ヒータベルト１００は、乗員１１０の腰にその両脇にわたってかかる腰ベルト１１２ｂを含んで乗員を拘束するウェビング１１２と、シート状であって腰ベルト１１２ｂの乗員側の面に沿って取り付けられ、電気で発熱する面状ヒータ１２２と、面状ヒータ１２２の乗員側に取り付けられ、面状ヒータ１２２の温度を検知する温度検知素子１２６と、面状ヒータ１２２の温度の実測値に応じて面状ヒータ１２２への供給電力を制御する制御部１２８と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員の腰にその両脇にわたってかかる腰ベルトを含んで該乗員を拘束するウェビングと、
シート状であって前記腰ベルトの乗員側の面に沿って取り付けられ、電気で発熱する面状ヒータと、
前記面状ヒータの乗員側に取り付けられ、該面状ヒータの温度を検知する温度検知素子と、
前記面状ヒータの温度の実測値に応じて該面状ヒータへの供給電力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするヒータ付シートベルト装置。
【請求項２】
前記温度検知素子と前記面状ヒータとの間に該面状ヒータを覆う絶縁性保護部材をさらに備えることを特徴とするヒータ付シートベルト装置。
【請求項３】
前記温度検知素子は、前記面状ヒータのうち少なくとも前記乗員の体温が伝わる領域内に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ付シートベルト装置。
【請求項４】
前記乗員の体温が伝わる領域は、前記面状ヒータのうち前記乗員の骨盤の脇から臀部にわたる領域であることを特徴とする請求項３に記載のヒータ付シートベルト装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記面状ヒータの発熱の目標温度として、少なくとも前記乗員に高温やけどを生じさせる温度以下の第１設定値と、該第１設定値以下であって少なくとも該乗員に低温やけどを生じさせる温度以下の第２設定値とを有し、
前記制御部はさらに、前記面状ヒータに電力を供給して前記実測値を前記第１設定値に到達させた後、該実測値が前記第２設定値に向かうよう供給電力を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のヒータ付シートベルト装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記面状ヒータに対し、前記実測値が前記第１設定値に到達するまでは供給可能な最大電力を供給し、該実測値を前記第２設定値に向かわせるときは、供給電力を停止するＯＦＦ動作または該第２設定値に対する前記実測値の偏差に比例した電力を供給する比例動作を行なうことを特徴とする請求項５に記載のヒータ付シートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員を座席に拘束するだけでなく暖房機能も有しているヒータ付シートベルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のほぼすべての乗用車には、座席にシートベルト装置が設置されている。シートベルト装置は、帯状のウェビングで乗員を座席に拘束する安全装置であって、車両に急停止や衝突などによる大きな減速度が作用した際に、乗員が慣性力で前方へ飛び出すことを防いでいる。一般に広く普及している三点式のシートベルト装置は、ウェビング上に設けられたタングプレートを座席横のバックルに挿入することで、乗員の肩から腰にかけての領域と、腰の両脇にかけての領域を拘束する構成となっている。
【０００３】
近年のシートベルト装置には、乗員拘束機能の他にも、乗員を暖めるヒータ機能などの様々な追加機能を兼ね備えたタイプが開発されている。例えば特許文献１のシートベルト装置には、ウェビングに調温部と呼ばれる発熱する部分が設けられている。この調温部は、電熱線などの発熱部材が埋め込まれていて、暖房等として機能することで乗員の快適感を高めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在では、さらに高機能なヒータ付シートベルト装置の開発が要望されていて、例えば発熱温度の自動制御が可能なタイプなども考案されている。そのようなタイプにおいてさらなる快適性の向上を目指す場合、ヒータ付シートベルト装置は乗員の身体に直接接するウェビングにヒータ機能が備えられているため、わずかな温度の誤差でも乗員に不快感等を与えるおそれがあり、より精度の高いフィードバック動作が必要となる。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、精度の高いフィードバッグ動作で温度制御が可能な快適性の高いヒータ付シートベルト装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるヒータ付シートベルト装置の代表的な構成は、乗員の腰にその両脇にわたってかかる腰ベルトを含んで乗員を拘束するウェビングと、シート状であって腰ベルトの乗員側の面に沿って取り付けられ、電気で発熱する面状ヒータと、面状ヒータの乗員側に取り付けられ、面状ヒータの温度を検知する温度検知素子と、面状ヒータの温度の実測値に応じて面状ヒータへの供給電力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
面状ヒータを備えたウェビングは乗員に密着するため、乗員の体感温度は高くなりやすく、温度制御にわずかな誤差が生じただけでも熱いと感じさせてしまうおそれがある。そこで上記構成では、温度検知素子を面状ヒータの乗員側の位置に配置することで、より乗員の体感温度に即した温度測定を行っている。そして、そこから得た実測値をフィードバッグ動作に利用することで精度のよい温度制御を可能にし、快適性の向上を達成している。
【０００９】
当該ヒータ付シートベルト装置は、温度検知素子と面状ヒータとの間に面状ヒータを覆う絶縁性保護部材をさらに備えるとよい。この絶縁性保護部材によれば、面状ヒータが乗員の身体に直接触れることがなくなり、また肌触りもよくなるため、使用性が高まる。
【００１０】
上記の温度検知素子は、面状ヒータのうち少なくとも乗員の体温が伝わる領域内に配置されるとよい。また、乗員の体温が伝わる領域は、面状ヒータのうち乗員の骨盤の脇から臀部にわたる領域であってもよい。これら構成によれば、乗員から伝わる体温も加味することで、乗員が感じる体感温度により即した温度制御が可能になる。
【００１１】
上記の制御部は、面状ヒータの発熱の目標温度として、少なくとも乗員に高温やけどを生じさせる温度以下の第１設定値と、第１設定値以下であって少なくとも乗員に低温やけどを生じさせる温度以下の第２設定値とを有し、制御部はさらに、面状ヒータに電力を供給して実測値を第１設定値に到達させた後、実測値が第２設定値に向かうよう供給電力を制御するとよい。この構成によれば、立ち上がりが早く、また安全性にも配慮したヒータ付シートベルト装置を提供できる。
【００１２】
上記の制御部は、面状ヒータに対し、実測値が第１設定値に到達するまでは供給可能な最大電力を供給し、実測値を第２設定値に向かわせるときは、供給電力を停止するＯＦＦ動作または第２設定値に対する実測値の偏差に比例した電力を供給する比例動作を行なうとよい。この構成によれば、さらに立ち上がりが早く、精度の良い温度制御が可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、精度の高いフィードバッグ動作で温度制御が可能な快適性の高いヒータ付シートベルト装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかるヒータ付シートベルト装置の概要を例示した図である。
【図２】図１のヒータアッセイの分解図である。
【図３】図１のヒータ付シートベルト装置を車幅方向の車外側から見た図である。
【図４】当該ヒータ付シートベルト装置のさらなる構成を概略的に例示した図である。
【図５】図４の制御部による制御動作を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
図１は、本発明にかかるヒータ付シートベルト装置の概要を例示した図である。図１は、車両前部右側座席を車両前方右側から見て図示を行っている。当該ヒータ付シートベルト装置（以下、ヒータベルト１００と称する）は、一般的な運転席用のシートベルトとして広く普及している三点式のものであって、車室内の壁部に設けられたスルーアンカ１０２と、座席横のバックル１０４に連結したタングプレート１０６、バックル１０４とは座席をはさんで反対側のアンカプレート１０８の三点で支持して乗員１１０を拘束する。
【００１７】
乗員１１０を直接的に拘束しているのは帯状のウェビング１１２であって、ウェビング１１２はタングプレート１０６を境にして、乗員１１０の肩から腰までにかかる肩ベルト１１２ａと、腰にその両脇にわたってかかる腰ベルト１１２ｂとに分かれて乗員１１０に接触してこれを拘束する。ウェビング１１２は、その根元側がスルーアンカ１０２の下方に設置されたリトラクタ１１４に巻き取られて収納される。
【００１８】
ヒータベルト１００は、乗員１１０を拘束する安全装置としての本来の機能に加えて、暖房機能も有している。本実施形態では腰ベルト１１２ｂにヒータアッセイ１２０が装備されている。ヒータアッセイ１２０は、電気で発熱を行うヒータとしての面状ヒータ１２２（図２参照）を中心とした部材によって構成されている。
【００１９】
図２は、図１のヒータアッセイ１２０の分解図である。まず、面状ヒータ１２２は、長尺なシート状であって薄くて柔軟性があり、ウェビング１１２の腰ベルト１１２ｂの乗員側の面（図２では下側の面）に沿って取り付けられる。この面状ヒータ１２２には２本の電極線１１８ａ・１１８ｂが接続され、車両側の制御部１２８（図４参照）から電力および所定の制御を受ける。なお、面状ヒータ１２２としては、発熱性を備えた面状構造体であればよく、例えば抵抗発熱体や炭素繊維を用いたいわゆるカーボンヒータ、その他にもアルミ箔ヒータなどが利用できる。
【００２０】
面状ヒータ１２２の乗員側には、面状ヒータ１２２が乗員１１０の身体に直接触れないよう、絶縁性保護部材１２４が設けられる。絶縁性保護部材１２４は、絶縁性の繊維材や発泡材で構成されたカバー部材であって、ウェビング１１２に縫付けや接着および溶着によって設置される。この絶縁性保護部材１２４を設けることで、安全性が高まるほか、ウェビング１１２の肌触りもよくなるため、当該ヒータベルト１００の使用性が高まる。
【００２１】
本実施形態では、ヒータアッセイ１２０の温度を測定し、それを制御動作にフィードバックすることで自動的に温度制御できる構成となっている。そのため、ヒータアッセイ１２０には、面状ヒータ１２２の発熱温度を検知するために、温度検知素子１２６が備えられている。温度検知素子１２６は、サーミスタに代表される温度センサであって、薄型の構成となっていて、面状ヒータ１２２を覆った絶縁性保護部材１２４のさらに乗員側に取り付けられる。
【００２２】
図３は、図１のヒータ付シートベルト装置を車幅方向の車外側から見た図である。ウェビング１１２は乗員１１０に密着するため、乗員１１０の体感温度は高くなりやすい。そこで本実施形態では、温度検知素子１２６を、面状ヒータ１２２の範囲のうち、少なくとも乗員１１０の体温が伝わる領域に設けている。これは、乗員１１０から伝わる体温も加味したうえで、面状ヒータ１２２の温度をより的確に管理するための構成である。
【００２３】
本実施形態における温度検知素子１２６の詳細な配置箇所は、乗員１１０の骨盤の脇から臀部にわたる領域Ｅ１内となっている。これによって、温度検知素子１２６は、乗員１１０の体温も加味したうえで、面状ヒータ１２２の温度、ひいてはヒータベルト１００の表面温度を検知することが可能になっている。この構成によって、より乗員１１０の体感温度に即した温度測定が可能になる。
【００２４】
上記構成によって検知したヒータベルト１００の表面温度は、以下に説明する制御部１２８によって、面状ヒータ１２２の温度制御にフィードバックされる。図４は、当該ヒータ付シートベルト装置のさらなる構成を概略的に例示した図である。図４に例示するように、当該ヒータベルト１００は、ＣＰＵ１３０およびスイッチング素子１３２を含んだ制御部１２８を有していて、この制御部１２８によって面状ヒータ１２２への供給電力を制御している。
【００２５】
ＣＰＵ１３０は、温度検知素子１２６から得たヒータベルト１００の表面温度の実測値に応じて、スイッチング素子１３２に操作信号を送信する。そして、この操作信号に応じて、スイッチング素子１３２はバッテリ１３４から面状ヒータ１２２への電力供給量を、ＯＮＯＦＦ動作や比例動作によって制御する。
【００２６】
当該ヒータベルト１００では、乗員１１０の安全に配慮して、面状ヒータ１２２の温度制御を行っている。特に、制御部１２８による制御動作には、やけど（火傷）の対策が施されている。図５は図４の制御部１２８による制御動作を例示した図であって、図５（ａ）は時間に対する面状ヒータ１２２の温度変化（実測値）を例示している。この図５（ａ）に表すように、本実施形態では、面状ヒータ１２２の発熱の目標温度として、第１設定値Ｌ１および第２設定値Ｌ２を設けて、温度制御を行っている。
【００２７】
まず、第１設定値Ｌ１は、少なくとも乗員１１０に高温やけどを生じさせる温度以下として設定している。高温やけどは、人間が触ると瞬間的に起こるような温度での熱傷であって、一般にはおおよそ６０℃以上の温度で起こる症状とされている。
【００２８】
次に、第２設定値Ｌ２は、第１設定値Ｌ１以下であって、少なくとも乗員１１０に低温やけどを生じさせる温度以下として設定している。低温やけどとは、人間が触った場合、瞬間的には熱傷を生じさせないものの、長時間にわたって触っていると熱傷が生じる比較的低温で起こる症状である。一般には、おおよそ４１℃以上の温度であれば、発症のリスクがあるとされている。
【００２９】
これら第１設定値Ｌ１および第２設定値Ｌ２を設けて、当該ヒータベルト１００は温度制御を行っている。図５（ｂ）は、図４の面状ヒータ１２２への供給電力の制御の例である。図５（ｂ）に例示するように、ヒータアッセイ１２０が稼動すると、制御部１２８はまず、ヒータ機能を迅速に立ち上げるよう、実測値（図５（ａ））が第１設定値Ｌ１に到達するまで、供給可能な最大電力を供給する。
【００３０】
次に、実測値が第１設定値Ｌ１に到達した後は、低温やけどを防ぐために、実測値が第２設定値Ｌ２に向かうよう供給電力を制御する。この実測値を第２設定値Ｌ２に向かわせる制御は、第２設定値Ｌ２に対する実測値の偏差に比例して供給電力を制御する比例動作によって可能になる。なお、実測値を第２設定値Ｌ２に精度よく揃えるためには、比例動作を積分動作や微分動作と組み合わせたＰＩＤ動作が利用できる。
【００３１】
このように、当該ヒータベルト１００は、ヒータ機能の立ち上がりを早め、また低温やけどの防止にも配慮しているため、快適で安全性の高い温度制御が可能になっている。特に、フィードバック制御には、ヒータアッセイのうち乗員１１０に接触している箇所の表面温度の実測値を利用しているため、乗員の快適性をより高めることが可能になっている。なお、図５（ｂ）を参照して説明した温度制御は、ＯＮＯＦＦ動作によっても可能である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に例示した供給電力の制御の他の例である。図５（ｃ）に例示するように、温度制御は、第２設定値Ｌ２に対する実測値の偏差に比例して、ＯＮ／ＯＦＦの比率を変えることでも可能である。
【００３２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
【００３３】
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、乗員を座席に拘束するだけでなく暖房機能も有しているヒータ付シートベルト装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｅ１   …骨盤から臀部にかけての領域、Ｌ１   …第１設定値、Ｌ２   …第２設定値、１００  …ヒータベルト、１０２  …スルーアンカ、１０４  …バックル、１０６  …タングプレート、１０８  …アンカプレート、１１０  …乗員、１１２  …ウェビング、１１２ａ  …肩ベルト、１１２ｂ  …腰ベルト、１１４  …リトラクタ、１１８ａ、１１８ｂ  …電極線、１２０  …ヒータアッセイ、１２２  …面状ヒータ、１２４  …絶縁性保護部材、１２６  …温度検知素子、１２８  …制御部、１３０  …ＣＰＵ、１３２  …スイッチング素子、１３４  …バッテリ
【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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