(57)【要約】【課題】オペレータがシートベルトを正しく装着しているかを検出する技術を提供する。【解決手段】シートベルト装着検出装置は、オペレータがシートベルトを装着しているかを検出するシートベルト装着検出装置であって、バックルにベルトの接続部が挿着されたか否かを検出するベルト挿着検出器と、巻き取り装置で巻き取られているベルトの長さである巻取り長を検出するベルト巻取り長さ検出器と、警告を発する通知器と、前記ベルト挿着検出器から入力される信号により、前記ベルトの接続部が挿着されていると判断され、且つ、前記ベルト巻取り長さ検出器から入力される信号に基づき算出される、前記巻き取り装置から引出されているベルトの引出し長さが、第１の規定長よりも短い場合、前記通知器が警告を発するように警告信号を出力する制御装置と、を有することを特徴とする。【選択図】図３
2019048543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータがシートベルトを装着しているかを検出するシートベルト装着検出装置であって、
バックルにベルトの接続部が挿着されたか否かを検出するベルト挿着検出器と、
巻き取り装置で巻き取られているベルトの長さである巻取り長を検出するベルト巻取り長さ検出器と、
警告を発する通知器と、
前記ベルト挿着検出器から入力される信号により、前記ベルトの接続部が挿着されていると判断され、且つ、前記ベルト巻取り長さ検出器から入力される信号に基づき算出される、前記巻き取り装置から引出されているベルトの引出し長さが、第１の規定長よりも短い場合、前記通知器が警告を発するように警告信号を出力する制御装置と、
を有することを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシートベルト装着検出装置において、
前記制御装置は、前記ベルトの引出し長さが、前記第１の規定長よりも長く規定された第２の規定長よりも長い場合、前記通知器が警告を発するように警告信号を出力することを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシートベルト装着検出装置において、
さらに、シートの着座部にオペレータが着座しているかを検出する着座検出器と、
前記オペレータが着座した状態でシートベルトを装着しているときの、前記巻き取り装置から引出されているベルトの長さを、基準装着長さとして記憶する記憶部と、を有し、
前記制御装置は、さらに、前記着座検出器から入力される信号に基づき、オペレータが着座していないと判断し、且つ、前記引出し長さが、前記基準装着長さに第３の規定長を加えた長さよりも長い場合、前記通知器が警告を発するように警告信号を出力することを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシートベルト装着検出装置において、
前記制御装置は、警告信号を出力する場合、さらに、エンジンの出力を制限するような制御信号をエンジンコントローラに対して出力することを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシートベルト装着検出装置において、
前記制御装置は、運転室内での操作が抑止されている場合、警告信号を出力しないことを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシートベルト装着検出装置において、
前記制御装置は、エンジンが駆動していない場合、警告信号を出力しないことを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシートベルト装着検出装置において、
前記第１の規定長は、オペレータがシートに着座していない状態で前記バックルに前記ベルトの接続部が挿着されたときの、前記巻き取り装置から引出されているベルトの長さに基づき規定される長さであることを特徴とするシートベルト装着検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のオペレータがシートベルトを正しく装着しているかを検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルやホイールローラなどの建設機械を操作するオペレータは、安全性の観点で、運転席に着座するときはシートベルトを装着する必要がある。
【０００３】
シートベルトの装着状態を検出する技術として、シートベルトの結合状態の検出のみならず、装着が必要な人間の存在も検出し、両者の条件によって装着状態を判断する技術が開示されている（例えば特許文献１）。特許文献１によると、人体検出用圧力センサで人体の着座有無を検出し、シートバックルセンサでバックルの結合状態を検出し、両者の検出信号を総合してシートベルト装着の有無を判断する。無装着の場合、シート上方の表示灯を点灯させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１０２８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
オペレータがシートベルトを装着する際、オペレータの腹部側にベルトを通してから、ベルトの接続部をバックルに挿着する。そして、オペレータと運転席とが一体となるようにシートベルトを締め付けることで、シートベルトを正しく装着した状態となる。これに対し、オペレータが着座して、背中側にベルトを通してベルトの接続部をバックルに挿着しても、上記特許文献１では、オペレータがシートベルトを正しく装着していると誤認識する。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、オペレータがシートベルトを正しく装着しているかを検出可能にする技術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】
【０００７】
上記課題を解決するために、代表的な本発明のシートベルト装着検出装置は、オペレータがシートベルトを装着しているかを検出するシートベルト装着検出装置であって、バックルにベルトの接続部が挿着されたか否かを検出するベルト挿着検出器と、巻き取り装置で巻き取られているベルトの長さである巻取り長を検出するベルト巻取り長さ検出器と、警告を発する通知器と、前記ベルト挿着検出器から入力される信号により、前記ベルトの接続部が挿着されていると判断され、且つ、前記ベルト巻取り長さ検出器から入力される信号に基づき算出される、前記巻き取り装置から引出されているベルトの引出し長さが、第１の規定長よりも短い場合、前記通知器が警告を発するように警告信号を出力する制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、オペレータがシートベルトを正しく装着しているかを検出することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】実施形態の運転室の一例を示す斜視図である。
【図３】実施形態のシートベルト装着検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態の制御装置の第１の動作例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の制御装置の第２の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各図面を参照しながら実施形態のシートベルト装着検出装置について説明する。尚、図１および図２に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標軸は共通の方向を示している。またＸ軸のプラス方向を左方向、マイナス方向を右方向とし、Ｙ軸のプラス方向を上方、マイナス方向を下方とする。またＺ軸のプラス方向を前方、マイナス方向を後方とする。尚、各方向は、図１の作業姿勢を基にして定義している。
【００１１】
図１は、建設機械の一例として油圧ショベルを示した図である。油圧ショベル１は、走行体７と、走行体７の上に配置され、本体を構成する旋回体２とを有する。また油圧ショベル１は、旋回体２に取り付けられ、上下方向に回動可能なブーム３ａ、アーム３ｂ、およびバケット３ｃを含む作業装置３を備えている。
【００１２】
旋回体２の前方位置には、運転室４が備えられ、後方位置にはカウンターウエイト５が備えられている。運転室４とカウンターウエイト５との間には、エンジン室６などが配置している。
【００１３】
図２は運転室４の内部を示した斜視図である。運転席１０の左右両側には、それぞれ右操作レバー４０Ｒ、左操作レバー４０Ｌが備えられる。右操作レバー４０Ｒは、ブーム３ａの上げ下げ、およびバケット３ｃの上げ下げの各動作を行うためのレバーである。左操作レバー４０Ｌは、アーム３ｂのダンプやクラウド、および旋回体２の左右回転の動作を行うためのレバーである。尚、各レバーの操作方向と各動作との対応は、上記のパターンに限らない。
【００１４】
運転席１０の前方には、右側走行レバー３０Ｒおよび左側走行レバー３０Ｌが配置されている。右側走行レバー３０Ｒの前後操作により、走行体７の右クローラが前進動作もしくは後進動作を行う。また左側走行レバー３０Ｌの前後操作により、走行体７の左クローラが前進動作もしくは後進動作を行う。オペレータが左右のレバー３０Ｒ、３０Ｌを同時操作することで、両方のクローラが同時に動作して、油圧ショベル１は直進もしくは後進する。
【００１５】
右側ペダル２０Ｒは、右側走行レバー３０Ｒの床面根元に配置されており、右側走行レバー３０Ｒの動きに連動する。左側ペダル２０Ｌは、左側走行レバー３０Ｌの床面根元に配置されており、左側走行レバー３０Ｌの動きに連動する。すなわち、右側ペダル２０Ｒや左側ペダル２０Ｌに対するペダル操作によっても、右クローラおよび左クローラは、前後進の動作を行うことができる。また、オペレータがペダル２０Ｒ、２０Ｌを同時に踏み込むことで、油圧ショベル１は直進し、踏み込み差をつけることで、油圧ショベル１の操向を制御することができる。
【００１６】
このように、オペレータが手足を使ってレバーやペダルを操作することで、油圧ショベル１は、オペレータの操作に従い動作する。
【００１７】
運転席１０は、背もたれ部１０Ａと着座部１０Ｂに大別されるが、着座部１０Ｂの中央部には、オペレータの着座を検出する圧力センサ１０６（着座検出器）が設置されている。また運転席１０の右側には、ベルト５０の接続部５１と結合するバックル６０があり、左側には、ベルト５０の一部または全体を収納する巻き取り装置であるリトラクター７０が設置されている。
【００１８】
ゲートロックレバー４５は、乗降時などに誤って操作レバー４０Ｒ、４０Ｌなどを操作しても油圧ショベル１が誤動作しないように制御するレバーである。オペレータはゲートロックレバー４５を操作することで、油圧ショベル１を操縦するためのパイロット圧が遮断される。これにより、操作レバー４０Ｒ、４０Ｌなどと連動して油圧ショベル１が動作しないようになる。
【００１９】
図３は、本実施形態のシートベルト装着検出装置１００のブロック図である。制御装置１０１は、図３に示す各機器やセンサの動作を統括的に制御する機能を有する制御部であり、入力部１６１、演算部１６２、記憶部１６３、出力部１６４を有する。
【００２０】
入力部１６１は、ゲートロックレバー４５の操作に応じたスイッチ信号を入力するとともに、ＡＬＴレギュレータ信号検出部１０３からエンジン１５２の駆動／非駆動の状態を示すオン／オフ信号を入力する。また入力部１６１は、バックル６０に内蔵されているマイクロスイッチ１０４から、ベルト５０の接続部５１がバックル６０に挿入されたか否かを示す検出信号を入力する。すなわちマイクロスイッチ１０４は、ベルト５０を締めた状態であるか否かを検出するベルト挿着検出器として機能する。
【００２１】
入力部１６１は、リトラクター７０に内蔵されている変位センサ１０５（ベルト巻取り長さ検出器）から、リトラクター７０によるベルト５０の巻取り長を入力する。変位センサ１０５は、リトラクター７０が今現在ベルト５０を巻き取っている長さである巻取り長を検出し、この巻取り長を制御装置１０１に出力する。制御装置１０１は、入力部１６１経由で入力した巻取り長、および記憶部１６３に記憶されているベルト５０の総全長（規定値）に基づき、リトラクター７０から引出されているベルト５０の長さである引出し長を導出することができる。すなわち、制御装置１０１は、ベルト５０の総全長から巻取り長を減算することで、リトラクター７０からのベルトの引出し長を導出する。
【００２２】
入力部１６１は、運転席１０の着座部１０Ｂに内蔵される圧力センサ１０６から、圧力が加えられているか否かを示す検出信号を入力する。すなわち圧力センサ１０６は、オペレータが運転席１０に着座しているかを検出するユニットとして機能する。
【００２３】
演算部１６２は、記憶部１６３に記憶されている動作制御用のプログラムに従い、制御データや設定値データを用いて演算処理を行う。演算部１６２が演算処理を行うことで、以降で説明するフローチャートの動作が実現される。出力部１６４は、演算部１６２で処理された結果に従い、モニター１１１やブザー１１２などの通知器に警告信号を出力する。警告信号は、例えば表示用の警告メッセージ（テキストデータ）であったり、警告用の音声データであったりする。また出力部１６４は、演算部１６２で演算処理された結果に従い、エンジンコントローラであるＥＣＵ１５１（ＥＣＵ：Engine control unit）に制御信号を出力する。ＥＣＵ１５１は、エンジン１５２を電子的に制御するマイクロコンピュータを含み、出力部１６４から制御信号を入力すると、エンジン１５２の回転数やトルクを規定値内となるように制御して、エンジン出力に制限を設ける。記憶部１６３は、揮発的な記憶部である主記憶装置や、不揮発的な記憶部である補助記憶装置を含んでおり、データやプログラムを記憶するユニットである。
【００２４】
モニター１１１は、油圧ショベル１の動作状況などや設定パラメータなどをオペレータに表示する、タッチ操作可能なパネルである。またモニター１１１は、点灯や点滅することで警告通知するランプであってもよい。ブザー１１２は、音声アナウンスや警告音を発するスピーカを含むユニットである。モニター１１１またはブザー１１２のいずれか一方または両方は、制御装置１０１から出力される警告信号に応じて、オペレータにシートベルトが正しく装着されていないことを警告するメッセージを表示したり、警告音を鳴動したりする。
【００２５】
続いて、制御装置１０１の制御動作について、フローチャートを参照しつつ説明する。シートベルトを正しく装着しているかの検出に際し、まずは運転席１０の圧力センサ１０６を用いない場合の第１の動作例について説明し、その後、圧力センサ１０６を用いる場合の第２の動作例について説明する。
【００２６】
図４は、第１の動作例を示すフローチャートである。制御装置１０１は、ＡＬＴレギュレータ信号検出部１０３からの信号に基づき、エンジン１５２が駆動しているかを判断する（Ｓ００１）。エンジン１５２が駆動していない場合（Ｓ００１：Ｎｏ）、制御装置１０１は警告せずに（Ｓ００３）、処理はステップＳ００１に戻る。エンジン１５２が駆動している場合（Ｓ００１：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は、ゲートロックレバー４５が解除されているかを判断する（Ｓ００２）。ゲートロックレバー４５が解除されていない場合、すなわち、操作レバー４０Ｒ、４０Ｌなどを介した油圧ショベル１の機械操作が抑止された状態である場合（Ｓ００２：Ｎｏ）、制御装置１０１は警告せずに（Ｓ００３）、処理はステップＳ００１に戻る。本実施形態では、このように、油圧ショベル１が動かない状態や操作が抑止された状態である場合は、シートベルトを装着しなくてもよいものと扱い、警告を発しない。
【００２７】
ゲートロックレバー４５が解除されており、油圧ショベル１の機械操作を行うことが可能な状態である場合（Ｓ００２：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は、マイクロスイッチ１０４から入力される信号に基づき、シートベルトがロック状態であるか否かを判断する（Ｓ００４）。シートベルトが外れている場合（Ｓ００４：Ｎｏ）、制御装置１０１は警告信号を出力する（Ｓ００６）。これにより、モニター１１１が警告メッセージを表示し、ブザー１１２が鳴動する。そして制御装置１０１は、エンジン１５２の回転数やトルクが規定値を超えないように制御するため、ＥＣＵ１５１に制御信号を出力する（Ｓ００７）。
【００２８】
シートベルトがロック状態である場合（Ｓ００４：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は、リトラクター７０に内蔵されている変位センサ１０５から入力される信号の値（巻取り長）に基づき、リトラクター７０から引出されているベルト５０の長さ（引出し長）を算出する。このリトラクター７０から引出されているベルト５０の長さ（換言すると、リトラクター７０で巻き取られていない分のベルト長）を、ベルト引出し長と称する。
【００２９】
制御装置１０１は、現在のベルト引出し長が、第１の規定長であるＬａよりも長いかを判断する（Ｓ００５）。ここでは、誰も着座していない空席状態でバックル６０にベルト５０の接続部５１が挿着されたときのベルト引出し長に、規定長（ここでは１０ｃｍ）を加算した値を規定値Ｌａとする。記憶部１６３は、この空席状態でのベルト引出し長および規定値Ｌａを事前に記憶しておく。
【００３０】
現在のベルト引出し長が規定値Ｌａ以下である場合（Ｓ００５：Ｎｏ）、オペレータの背中側を通してベルト５０が装着されている状態であるとみなし、本実施形態では、正しくベルトを装着していない状態として扱う。この場合、警告およびエンジン制限の動作を行う（Ｓ００６、Ｓ００７）。その後、ステップＳ００１に戻る。
【００３１】
現在のベルト引出し長が規定値Ｌａよりも長い場合（Ｓ００５：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は、現在のベルト引出し長が、規定値Ｌｂ（第２の規定長）よりも長いかを判断する（Ｓ００８）。ここでは、空席状態でバックル６０にベルト５０の接続部５１が挿着されたときのベルト引出し長に、規定長（ここでは７０ｃｍ）を加算した値を規定値Ｌｂとする。この７０ｃｍの規定長は、オペレータが運転席１０に着座しており、オペレータの腹部側を通してシートベルトを正しく締めているとみなせる長さである。また油圧ショベル１の例えば手元側や車両後方をオペレータが目視確認する場合、オペレータは少しだけ乗り出す必要があるが、７０ｃｍの規定長は、シートベルトを装着したままの状態で、この乗り出し姿勢を許容するために設けられた長さでもある。
【００３２】
規定値Ｌｂよりも現在のベルト引出し長の方が長い場合（Ｓ００８：Ｙｅｓ）、許容範囲を超えた乗り出し姿勢として扱い、警告やエンジン制限の動作を行う（Ｓ００６、Ｓ００７）。一方、現在のベルト引出し長が規定値Ｌｂ以下である場合（Ｓ００８：Ｎｏ）、正しくシートベルトを装着している、もしくは許容範囲内の乗り出し姿勢であるとみなし、制御装置１０１は警告せずに（Ｓ００９）、ステップＳ００１に処理を戻す。
【００３３】
図５は、運転席１０の圧力センサ１０６を用いた第２の動作例を示すフローチャートである。尚、図５に示すステップＳ００１〜Ｓ００７の動作は、図４に示すステップＳ００１〜Ｓ００７と同様であるため、説明を割愛する。
【００３４】
ステップＳ００５において、現在のベルト引出し長が規定値Ｌａよりも長い場合（図５のＳ００５：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は、圧力センサ１０６から入力される信号に基づき、オペレータが運転席１０に着座しているかを判断する（Ｓ１０１）。着座している場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置１０１は警告せずに（Ｓ１０２）、図５のステップＳ００１に処理を戻す。
【００３５】
着座していない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、制御装置１０１は、次に変位センサ１０５からの値に基づき、現在のベルト引出し長が、着座ロック時の長さ（基準装着長さ）よりもＬｃ（第３の規定長）の分だけ長いか否かを判断する（Ｓ１０３）。ここで着座ロック時の長さとは、当該オペレータが着座して腹部側にベルトを通して正しくシートベルトを装着した際の当該ベルト引出し長である。また規定値Ｌｃは、例えば３０ｃｍであり、シートベルトを装着した状態のままで、オペレータが少しだけ乗り出した姿勢となるのを許容するためのベルト引出し長となっている。ステップＳ１０３は、現在のベルト引出し長が、この着座ロック時の長さに規定値Ｌｃを加えた長さよりも長いか否かを判断している。尚、着座ロック時の長さは、事前にオペレータがモニター１１１を操作することで登録され、記憶部１６３に記憶される。または、オペレータが着座して正しくベルトを装着する毎に、記憶部１６３に上書き更新で記憶されてもよい。
【００３６】
ステップＳ１０３が否定となる場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、本実施形態では警告せずに（Ｓ１０６）、処理は図５のステップＳ００１に戻る。一方、ステップＳ１０３が肯定となる場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、本実施形態では、オペレータが許容範囲を超えて乗り出した姿勢であるとみなし、警告やエンジン制限の動作を行う（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。その後、処理は図５のステップＳ００１に戻る。
【００３７】
本実施形態では、建設機械として油圧ショベルを一例にして説明したが、これに限らず、搭乗者がシートベルトを着用する車両であれば、本実施形態の態様を適用させることができる。
【００３８】
上記実施形態に示す各数値は、あくまでも一例である。またブザー１１２で鳴動する警告音や、モニター１１１が表示する表示内容は、オペレータの着座の有無や乗り出し姿勢の状態などに応じて異ならせてもよい。また、図４に示す第１の動作例と図５に示す第２の動作例とを相互で組み合わせてもよい。
【００３９】
以上に詳説したように、本実施形態の態様は、リトラクター７０からのベルトの引出し長を判断要素に加え、この引出し長に基づき、オペレータがシートベルトを正しく装着しているかを検出することができる。また、後方確認などで少しだけ乗り出した姿勢を許容することで、警告が頻繁に発動するのを抑制することができる。また、エンジン１５２が停止している場合や、油圧ショベル１に対する操作が抑止されている場合にも、本実施形態ではシートベルトに関する警告を発しない。本実施形態では、正しくシートベルトを装着していない場合は、警告以外にも、エンジンが低回転数、低トルクとなるように制御することで、たとえ車両が作動しても安全性に配慮したエンジンの出力とすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１        ：油圧ショベル
４        ：運転室
１０      ：運転席
４５      ：ゲートロックレバー
５０      ：ベルト
５１      ：接続部
６０      ：バックル
７０      ：リトラクター
１００    ：シートベルト装着検出装置
１０１    ：制御装置
１０３    ：ＡＬＴレギュレータ信号検出部
１０４    ：マイクロスイッチ
１０５    ：変位センサ
１０６    ：圧力センサ
１１１    ：モニター
１１２    ：ブザー
１５１    ：ＥＣＵ
１５２    ：エンジン
【図１】
2019048543.tif 000003
【図２】
2019048543.tif 000004
【図３】
2019048543.tif 000005
【図４】
2019048543.tif 000006
【図５】
2019048543.tif 000007