(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトを巻回したベルトリールと、前記ベルトリールを回転駆動することにより前記ベルトの巻取りを行うアクチュエータと、車両の後部衝突を検出する後部衝突検出手段と、前記後部衝突検出手段による検出信号に基づいて前記アクチュエータによる前記ベルトの巻取り動作を制御する制御手段とを備える車両のシートベルト装置において、
前記制御手段は、
前記後部衝突検出手段が前記後部衝突を検出した時点からの時間を計測するタイマ手段と、
前記タイマ手段が計測した時間に基づき、前記後部衝突により生じる加速度と対向する方向への乗員の移動が最大になる時間であって前記加速度に依存しない時間に対応する遅延時間により遅延された信号を出力する信号遅延手段と、
前記信号遅延手段が出力する前記信号に基づいて、前記アクチュエータを作動させる後部衝突時ベルト引き締め制御手段とを含む、
ことを特徴とする車両のシートベルト装置。
【請求項２】
乗員質量を検出する質量検出手段を備え、
前記制御手段は、前記質量検出手段の検出した前記乗員質量に基づき、前記信号遅延手段で設定された前記遅延時間を調整する遅延時間調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載の車両のシートベルト装置。
【請求項３】
前記信号遅延手段は、前記遅延時間から、前記アクチュエータの作動時間に対応する余裕時間を減算する手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の車両のシートベルト装置。
【請求項４】
さらに前記車両の前記後部衝突の可能性を検知する後部衝突予知手段を備え、
前記アクチュエータは、火薬の推力を用いて前記ベルトの巻取りを行う第１のアクチュエータと、モータの駆動力を用いて可逆的に前記ベルトの巻取りを行う第２のアクチュエータとから構成され、
前記後部衝突時ベルト引き締め制御手段は、前記後部衝突予知手段から出力される検知信号に基づいて前記第２アクチュエータを駆動して前記ベルトを予備的拘束状態の駆動態様に制御する第２の制御手段と、前記後部衝突検出手段によって前記後部衝突を検出したときに前記予備的拘束状態に対応する遅延時間に基づいて前記第１アクチュエータの動作を制御する第１の制御手段とを有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２アクチュエータ作動時に前記後部衝突検出手段が前記後部衝突を検出した際に、前記第２アクチュエータの出力を増大させた状態に切り替え、前記遅延時間の後に前記第１アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項４記載の車両のシートベルト装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２アクチュエータの作動時の張力または巻取り量を検出する巻取り状態検出手段の情報に基づき前記遅延時間を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項４または５記載の車両のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両のシートベルト装置に関し、特に、後部衝突時に乗員が最後方に移動するタイミングでシートベルトを引き締めリバウンドによる前方移動を抑制するのに好適な車両のシートベルト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のシートベルト装置におけるシートベルト引き締め装置として、従来、シートベルトプリテンショナ装置が実用化され、広く市販車に搭載されている。シートベルト引き締め装置は、衝突検知装置と、当該衝突検知装置の出力する検知信号に基づいてシートベルトの引き締めを行う制御部とから構成されている。シートベルト引き締め装置は、衝突時のシートベルトの弛みを取り除くことにより、座席に座る乗員の前方移動を制限し、前方移動量を低減する。
【０００３】
また上記のシートベルト引き締め装置では、衝突のうち後部衝突の場合には、後部衝突の直前、または後部衝突の発生と同時に、乗員の後頭部や背部をシートバックに拘束する、または近づけることにより、頸部の過伸展（後屈）を緩和するための装置が提案されている（特許文献１，２等）。これらの装置では、後部衝突を予知する装置または後部衝突を検出する装置と、プリテンショナ装置と、予知信号または検出信号に基づきプリテンショナ装置の動作を制御する制御装置とから構成され、乗員の前方移動の動作を拘束する。従来の装置の構成は、後部衝突の予知または検出を行うと、直ちに作動するように制御され、シートベルトに張力を与えて乗員を座席のシートバックに拘束し、車室内の後方への頭部の運動を低減する。
【特許文献１】特許第３７２１４５１号公報
【特許文献２】特許第３８３７９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の衝突のうち特に後部衝突の場合には、乗員は、衝突時の加速度によって車室内後方に運動し、座席のシートバックに押し付けられ、その後、シートバックの弾性によってリバウンドを生じ、前方に移動する。このため、後部衝突の後半ではリバウンドによる車室内二次衝突が発生する可能性がある。特に小柄な乗員あるいは標準的な体型と異なる体格の乗員、例えば胸腹部の突出が平均よりも大きな乗員等では、通常走行時の着座状態において既に前面パネルや操舵ハンドルとの距離が比較的に近いので、リバウンドによる接触の可能性が大きい。
【０００５】
かかる前述の従来の装置を考慮すると、後部衝突の予知または検出の後に直ちにプリテンショナ装置を作動させベルト引き締め制御を完了するようにしているので、作動後に乗員は後方移動し、その結果、シートベルトと乗員との間に弛みが生じることになる。この点については従来装置は全く考慮していない。従って、その後のリバウンドによる乗員の前方移動を十分に抑制する効果を期待することはできない。
【０００６】
加えて、上記の特許文献１に示される装置は、乗員が拘束された状態でのリバウンドによる頸部の過屈曲（前屈）を軽減するため、ベルト巻取り力すなわちシートベルト荷重を低減しているので、結果的に前方移動はさらに大きくなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、後部衝突におけるリバウンド後の乗員の前方移動を最小限に抑制し、車室内の二次衝突を軽減することができる車両のシートベルト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る車両のシートベルト装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【０００９】
第１の車両のシートベルト装置（請求項１に対応）は、ベルトを巻回したベルトリールと、ベルトリールを回転駆動することによりベルトの巻取りを行うアクチュエータと、車両の後部衝突を検出する後部衝突検出手段と、後部衝突検出手段による検出信号に基づいてアクチュエータによるベルトの巻取り動作を制御する制御手段とを備える。この制御手段は、後部衝突検出手段が後部衝突を検出した時点からの時間を計測するタイマ手段と、タイマ手段が計測した時間に基づき、後部衝突により生じる加速度と対向する方向への乗員の移動が最大になる時間であって前記加速度に依存しない時間に対応する遅延時間により遅延された信号を出力する信号遅延手段と、信号遅延手段が出力する信号に基づいて、アクチュエータを作動させる後部衝突時ベルト引き締め制御手段とを含む。
【００１０】
上記の車両のシートベルト装置では、例えば走行中または停止中の車両において追突等の後部衝突が発生したとき、信号遅延手段の遅延作用に基づき、座席に座る乗員が慣性運動で後方運動を行い最も後方に移動した位置でベルト引き締め動作を行う。これにより、後部衝突時において最適なタイミングでベルト引き締めを行い、後部衝突におけるリバウンド後の乗員の前方移動を最小限に抑制し、車室内の二次衝突を軽減することが可能となる。
【００１１】
第２の車両のシートベルト装置（請求項２に対応）は、上記の第１の装置構成において、乗員質量を検出する質量検出手段を備え、上記の制御手段は、質量検出手段の検出した乗員質量に基づき、信号遅延手段で設定された遅延時間を調整する遅延時間調整手段を備えることを特徴とする。この構成によれば、乗員の体格や体重に応じて最適な遅延時間を設定することができ、後部衝突時において乗員に応じた最適なタイミングでベルト引き締めを行うことができる。
【００１２】
第３の車両のシートベルト装置（請求項３に対応）は、上記の装置構成において、上記の信号遅延手段は、所定の遅延時間から、アクチュエータの作動時間に対応する余裕時間を減算する手段を含むことを特徴とする。この構成によって、後部衝突検出手段で検知遅れが生じる場合にも、可能な限り最適なタイミングでベルトの引き締めを行うことができる。
【００１３】
第４の車両のシートベルト装置（請求項４に対応）は、上記の装置構成において、さらに車両の後部衝突の可能性を検知する後部衝突予知手段を備え、上記のアクチュエータは、火薬の推力を用いてベルトの巻取りを行う第１のアクチュエータと、モータの駆動力を用いて可逆的にベルトの巻取りを行う第２のアクチュエータとから構成され、さらに、後部衝突時ベルト引き締め制御手段は、後部衝突予知手段から出力される検知信号に基づいて第２アクチュエータを駆動してベルトを予備的拘束状態の駆動態様に制御する第２の制御手段と、後部衝突検出手段によって後部衝突を検出したときに予備的拘束状態に対応する遅延時間に基づいて第１アクチュエータの動作を制御する第１の制御手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、後部衝突が生じる場合に、後部衝突を事前に予知して予備的拘束状態の駆動状態を保持でき、後部衝突が生じた時により適切にベルト引き締めを行うことができる。
【００１４】
第５の車両のシートベルト装置（請求項５に対応）は、上記の装置構成において、制御手段は、第２アクチュエータ作動時に後部衝突検出手段が後部衝突を検出した際に、第２アクチュエータの出力を増大させた状態に切り替え、遅延時間の後に第１アクチュエータを駆動することを特徴とする。
【００１５】
第６の車両のシートベルト装置（請求項６に対応）は、上記の装置構成において、制御手段は、第２アクチュエータの作動時の張力または巻取り量を検出する巻取り状態検出手段の情報に基づき前記遅延時間を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両のシートベルト装置において、例えば走行中の車両において追突等の後部衝突が発生したとき、信号遅延手段の遅延作用に基づき、座席に座る乗員が慣性運動で後方運動を行い最も後方に移動した位置でベルト引き締め動作を行うようにしたため、後部衝突時において最適なタイミングでベルト引き締めを行い、特にリバウンドが発生する可能性のある時点で乗員拘束するベルトに弛みが生じることがなく、後部衝突におけるリバウンド後の乗員の前方移動を最小限に抑制し、車室内の二次衝突を軽減することができる。また仮に、シートベルト荷重を低減して乗員の前方への移動を許容しリバウンドによる頸部の前屈を軽減する場合であっても、乗員はもっとも車室後方に運動した状態からベルトによる荷重を受けながら前方移動することになるので、より多くのリバウンドのエネルギを吸収でき、乗員移動量は小さくなり、車室内の二次衝突の可能性を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１と図２を参照して本発明に係る車両のシートベルト装置の第１の実施形態を説明する。図１は側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示し、図２は制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートを示す。
【００１９】
図１において、車両１１は、走行中の例えば乗用自動車であり、運転席用座席（シート）１２には乗員（運転者）１３が座って走行中の車両１１を運転している状態を示している。１１Ａは車体前部、１１Ｂは車体後部、１４は車輪、１５は操舵ハンドルである。座席１２は、乗員１３が座る腰掛け部１２ａと、背の部分をもたれさせるシートバック１２ｂとを備える。運転席用座席１２にシートベルト装置２０が装備される。シートベルト装置２０は、乗員１３の身体を座席１２に拘束するベルト（シートベルトまたはウェビング）２１を備える。ベルト２１は、乗員１３の上体を拘束するベルト部分２１ａと、乗員１３の腰部を拘束するベルト部分（図示せず）とから成っている。ベルト２１の下側の一端はアンカープレート２２により車両１１の車室下部の車体部分に固定されている。ベルト部分２１ａの上側の端部は、乗員１３の肩近傍の箇所に設けられたスルーアンカー２３で折り返され、その端部はベルト引き締め装置３０に連結されている。ベルト引き締め装置３０は、ベルト部分２１ａの端部と連結し、これを巻回したベルトリール３１と、当該ベルトリール３１を回転駆動することによりベルト２１の巻取りを行うアクチュエータ３２を備える。
【００２０】
ベルト引き締め装置３０の上記のアクチュエータ３２は、一般的なプリテンショナ装置と同様な機能を有している。ベルト引き締め装置３０のアクチュエータ３２としては、例えば、火薬の推力で作動を行う火薬アクチュエータ（火薬装置）、または火薬推力よりも応答速度は小さいが、可逆的（正転または逆転）に巻取り動作を行うことのできる電気モータ等が用いられる。アクチュエータ３２には、火薬アクチュエータと電気モータのうちのいずれか一方または両方を用いて構成することができる。アクチュエータ３２には、実際上、通常的なシートベルト制御では電気モータを使用することが好ましく、後突時の緊急的なシートベルト制御では火薬アクチュエータを使用することが好ましい。
【００２１】
制御装置４０は、ベルト引き締め装置３０のアクチュエータ３２の動作を制御する装置である。制御装置４０による制御の対象はアクチュエータ３２であり、アクチュエータ３２は制御装置４０の出力側に位置する。制御装置４０によるベルト引き締め装置３０の制御は、車両後部１１Ｂに配置された衝突検出部５１から出力される検出信号に基づいている。
【００２２】
衝突検出部５１は例えば車両後面部のバンパー部分等の中心部には配置される。車両後部１１Ｂに設置された衝突検出部５１は後部衝突（または後面衝突）を検出するためのセンサであり、任意の検出機構を設けることができる。「後部衝突」は、例えば車両１１の後方からの他の車両による追突等であり、以下の説明では簡略して「後突」と記す。衝突検出部５１から出力される検出信号は制御装置４０の入力部４０１に入力される。
【００２３】
ベルト引き締め装置３０のアクチュエータ３２の動作を制御する制御装置４０は、入力部４０１と出力部４０２と信号遅延部４０３とベルト引き締め制御部４０４を含むように構成されている。信号遅延部４０３はタイマ手段を含む。信号遅延部４０３は、衝突検出部５１から後突に係る検出信号が出力されたとき、当該検出信号を入力し、タイマ手段から出力される計時情報を用いて所定の時間遅延させてベルト引き締め制御部４０４に供給する機能を有している。ベルト引き締め制御部４０４は、信号遅延部４０３から供給された、衝突検出部５１からの検出信号に基づいて、制御指令信号を生成し出力する。この制御指令信号に基づく駆動信号は、出力部４０２に経由してアクチュエータ３２に供給される。
【００２４】
上記の制御装置４０は、実際の製作上、電気回路部とコンピュータ部分で構成される。入力部４０１と出力部４０２にはＩ／Ｏ回路が設けられる。入力信号に基づき制御指令信号の生成するベルト引き締め制御部４０４は、後述するように後突時にベルト引き締めの制御を行うためのプログラムを実行する演算処理部であり、この演算処理部はコンピュータ（ＣＰＵ等）で実現される。信号遅延部４０３に含まれるタイマ手段にはコンピュータの計時機能が用いられる。ベルト引き締め制御部４０４から出力される制御指令信号に基づいて駆動信号を生成するために、電源回路および増幅回路等を備えている。
【００２５】
なお、図１において制御装置４０は、説明の便宜上、車両１１の外側に取り出して図示しているが、実際には、車両１１上の適宜な箇所に電子制御ユニットとして設置されている。
【００２６】
制御装置４０に含まれる構成要素としての信号遅延部４０３とベルト引き締め制御部４０４によって、次のようなベルト引き締め制御が行われる。制御の内容は、図２のフローチャートに示される。
【００２７】
最初に、衝突検出部５１から出力される検出信号を入力し（ステップＳ１１）、その検出信号に基づいて後突が生じた否かが判定される（ステップＳ１２）。判定ステップＳ１２でＮＯである場合には、上記検出信号の入力を継続すると共に、通常的なシートベルト制御が実行される。通常的なシートベルト制御は、衝突検出部５１からの検出信号の入力処理とは別のルートで実行されており、図２のフローチャートでの図示は省略されている。衝突検出部５１が後突を検出してその検出信号が出力されたときには、すなわち判定ステップＳ１１でＹＥＳのときには、信号遅延部４０３は、この検出信号を所定時間遅延させ、その後当該検出信号をベルト引き締め制御部４０４に与える。この処理の流れとしては、タイマ（カウンタ）を起動して遅延時間ｔをカウントし（ステップＳ１３）、遅延時間ｔが所定時間（Ｔ１）を超えた否かが判定される（判定ステップＳ１４）。判定ステップＳ１４でＹＥＳのときに、後突検出部５１からの検出信号をベルト引き締め制御部４０４に与え、ベルト引き締め制御部４０４で制御指令信号が生成される。すなわちステップＳ１５が実行される。
【００２８】
なお、遅延時間ｔが結果的に所定時間Ｔ１を超えない場合には、後突に係る検出信号が消え、誤動作としてアクチュエータ３２による緊急的なシートベルト制御は行われず、通常的なシートベルト制御が継続的に実行される。
【００２９】
信号遅延部４０３で設定された遅延のための「所定時間Ｔ１」は、後突によって座席１２に座る乗員１３が車室内後方に運動し、最も後方に移動する時間である。従ってベルト引き締め制御部４０４は、衝突検出部５１が後突を検出した時、乗員１３が車室内後方に移動し最も後方に移動した時刻に、ベルト引き締め装置３０のアクチュエータ３２を作動させるように機能する。すなわち次のステップＳ１５ではアクチュエータ３２の動作を指令する制御指令信号が出力される。
【００３０】
本実施形態に係る車両のシートベルト装置２０のためのベルト引き締め制御部４０４は、車両１１において後突が発生した時のベルト引き締め制御手段（後部衝突時ベルト引き締め制御手段）として機能するものである。
【００３１】
ここで、座席１２に座る乗員１３の後方への運動または移動の時刻暦（Ｓ（ｔ））について説明する。当該時刻暦は、乗員１３の等価質量とシートバック１２ｂのばね定数（ｋ）とで構成される１次元ばねマスモデルの応答に近似していると考えることができる。入力すなわち衝突時の車体加速度（Ｇ）はほぼ一定であり（特に運転席の場合には成人と限定されるため）、乗員の質量をほぼ一定（ｍ）とみなせば、後方運動の時刻暦Ｓ（ｔ）はＳ（ｔ）＝（１−cosωｔ）Ｇ／ω＾２（ただし、ω＝（ｋ／ｍ）^0.5）の関数形となる。これにより、乗員１３が最も後方に移動する時刻、すなわち好適な遅延時間（Ｔdelay）は固有周期の４分の１となる。従って信号遅延部４０３による遅延時間は、車体加速度の大小に拘わらず、一義的に求めることができる。すなわちＴdelay＝π／ωとなる。従って、単純な計時機能部または遅延回路等による一定の遅延時間の設定だけで、後突時にほぼ最適なシートベルト２１の引き締め動作を行うことができる。よって安価なシステムを用いてリバウンド後の乗員１３の前方運動を抑制し、車室内の二次衝突を軽減することができる。
【００３２】
なお、上記時刻暦では変化特性のピーク値で遅延時間を設定するようにしたが、検知遅れを考慮すると、遅延時間の設定を、上記のＴdelay（＝π／ω）の前におけるの所要の時間幅（余裕時間）を定めることにより、Ｔdelay（＝π／ω）以前の時刻に決めることも望ましい。換言すれば、信号遅延部４０３は、上記遅延時間（Ｔdelay（＝π／ω））から、アクチュエータの作動時間に対応する余裕時間を減算する手段を含ませることもできる。図３に示す作動時間Ｔ１１が余裕時間である。なお図３おいて時間Ｔ１２は検知遅れの時間である。
【００３３】
次に図４と図５を参照して本発明に係る車両のシートベルト装置の第２の実施形態を説明する。図４は、図１と同様な図であり、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示し、図５は当該制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートを示す。図４と図５において、図１と図２で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
第２の実施形態に係る車両のシートベルト装置では、信号遅延部４０３で設定される遅延時間を任意に調整できる構成を付加した点に特徴がある。この構成では、乗員１３の質量を検出する手段と、信号遅延部４０３の遅延時間を調整する手段とを設けている。乗員１３の質量を検出する手段は、例えば、座席１２の下部の取り付け部に設けた複数の荷重検出部６１である。荷重検出部６１は、例えば歪みゲージ等の荷重センサであり、正面衝突用のスマートエアバッグのために従前より設置されているものを用いることができる。また信号遅延部４０３の遅延時間を調整するための手段は、制御装置４０内に設けられた演算部４１１と遅延時間調整部４１２とから構成される。
【００３５】
荷重検出部６１から出力される検出信号は入力部４１０を経由して演算部４１１に提供される。信号遅延部４０３で設定されるべき遅延時間は、原則的には、上記の第１の実施形態で説明された計算式に基づいて求められる。しかしながら、乗員１３の質量が異なる場合には、後突時の乗員１３の後方運動は乗員１３の質量（体重）に応じて変化する。すなわち最も後方位置に移動する時刻は、乗員１３の質量に応じて相違することになる。そこで、演算部４１１は、荷重検出部６１から与えられる乗員１３の質量に係る情報に基づいて乗員１３に最適な遅延時間を求める。この場合、補正式によって補正量を求めるように構成することもできるし、予め質量の範囲を区別して当該質量範囲に応じた補正量または補正係数を得られるように構成することもできる。演算部４１１は、前述の通り、荷重検出部６１から与えられる乗員１３の質量に係る情報に基づいて乗員１３に最適な遅延時間を求めることができればよく、そのための構成は、当該目的を達成することができれば任意に設計することができる。演算部４１１で求められた、最適に遅延時間を設定するための調整用データは遅延時間調整部４１２に与えられる。遅延時間調整部４１２は、演算部４１１から与えられた調整用データに基づいて信号遅延部４０３に設定される遅延時間を、乗員１３にとって最適な遅延時間に設定する。その他の構成については、前述した第１の実施形態で説明した構成と同じである。
【００３６】
以上の制御の内容を処理フローで示すと図５のようになる。信号遅延部４０３で設定される遅延時間（Ｔ１）は、座席１２に座る乗員１３の質量に依存して決められるので、乗員１３が座席１２に座った時点の初期段階で乗員１３に適した遅延時間を設定する処理が行われる。すなわち、図５のフローチャートで示す処理フローの初期段階で、荷重検出部６１から出力される乗員１３の質量に係る情報を入力し（ステップＳ２１）、演算部４１１が、当該質量情報に基づき補正量を算出し（ステップＳ２２）、さらに予め用意された基準の遅延時間（Ｔ０）を当該補正量で補正して最適な遅延時間（Ｔ０１）を算出する（ステップＳ２３）。次に遅延時間調整部４１２は、演算部４１１で算出された最適な遅延時間Ｔ０１を、信号遅延部４０３に設定される遅延時間Ｔ１にセットする（ステップＳ２４）。その後の制御の処理フローについては、前述した第１の実施形態で説明した内容と同じであるので、上記の説明を援用し、ここでは反復説明は省略する。
【００３７】
第２の実施形態の構成によれば、第１の実施形態で説明した作用効果に加え、様々な体格・体重の乗員に対してさらに好適な遅延時間（Ｔ１）を設定することができるという利点が発揮される。
【００３８】
次に図６と図７を参照して本発明に係る車両のシートベルト装置の第３の実施形態を説明する。図６は、図４等と同様な図であり、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示し、図７は当該制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートを示す。図６と図７において、図４と図５等で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
第３の実施形態の車両のシートベルト装置は、前述した第２の実施形態に係る車両のシートベルト装置の構成において、さらに、車体加速度検出部７１と、乗員１３とシートバック１２ｂとの接触を検出する接触検出部７２とを追加した構成となっている。車体加速度検出部７１から出力される検出信号と、接触検出部７２から出力される検出信号は、前述の荷重検出器６１からの検出信号と共に、入力部４１０を経由して演算部４１１に入力される。
【００４０】
乗員１３とシートバック１２ｂとが接触せず、離れた位置にある場合には、第１の実施形態で説明した式で計算される好適な遅延時間（Ｔdeley  ）は、初期状態すなわち乗員１３が接触した時刻と、この時の乗員１３と車両１１の車体との相対速度とによって補正が必要となる。本実施形態による演算部４１１による補正量の計算（ステップＳ３１０）では、上記の補正量計算に加えて、さらに、車体加速度検出部７１が検出した車体加速度を、衝突開始時から、接触検出部７２が乗員１３とシートバック１２ｂとの接触を検出するまでの時間で積分し（ステップＳ３１１）、乗員１３と車体との相対速度を計算する（ステップＳ３１２）。そして演算部４１１による最適な遅延時間の計算（ステップＳ３２０）では、接触検出部７２が検出した乗員１３の接触時刻を基準として、第２の実施形態で説明した遅延時間補正のための演算プロセスに加えて、乗員と車体との相対速度を反映し（ステップＳ３２１）、信号遅延部４０３で設定される遅延時間（Ｔ１）に関する補正を行う。従って、本実施形態の各種検出部等の出力信号の読込みステップＳ３０１では、荷重検出部６１からの乗員１３の質量情報に係る信号、車体加速度検出部７１からの車体加速度に係る信号、接触検出部７２からの接触に係る信号が入力される。
【００４１】
次に図８と図９を参照して本発明に係る車両のシートベルト装置の第４の実施形態を説明する。本実施形態は第１の実施形態の変形例である。図８は、図１と同様な図であり、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の構成を示している。図９は制御内容を示すフローチャートである。図８において、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
第４の実施形態に係る車両のシートベルト装置では、車両１１の後部１１Ｂに、車両１１の後部衝突の可能性を検知する後部衝突予知装置８１が設けられる。後部衝突予知装置８１としては、検知機能部はレーダー装置やカメラ装置等である。後部衝突の予知を行うためには制御装置４０すなわちコンピュータでの演算処理が必要とされる。後部衝突予知装置８１によって後方の車両等との衝突の可能性が予知されたとき、制御指令信号が生成される。またベルト引き締め装置３０が、第１のアクチュエータ３２１と第２のアクチュエータ３２２を備えている。第１のアクチュエータ３２２は推力を用いてベルト２１の巻取りを行う火薬装置であり、第２のアクチュエータ３２１は可逆的にベルト２１の巻取りを行う電気モータである。第２のアクチュエータ３２１では、クラッチ機構等が内蔵されている。第２のアクチュエータ３２１によるベルト引き締め制御では、その引き締め力は運転操作に影響を与えない荷重に設定することが望ましい。
【００４３】
また制御装置４０では、第１ベルト引き締め制御部４０４Ａと第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂを備えている。第１ベルト引き締め制御部４０４Ａは、第１の実施形態で説明したベルト引き締め制御部４０４に対応するものである。従って、入力部４０１、信号遅延部４０３、第１ベルト引き締め制御部４０４Ａ、および出力部４０２の構成・作用は第１の実施形態の場合の構成と同じである。この場合、入力信号は衝突検出部５１からの検出信号であり、制御の対象は第１のアクチュエータ３２１である。また第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂについても入力部４２１と出力部４２２が設けられている。第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂは、後部衝突予知装置８１から出力される予知検出信号が入力され、当該予知検出信号に基づいて第２のアクチュエータ３２２を駆動し、ベルト引き締めを制御する。
【００４４】
図９に従って、第１ベルト引き締め制御４０４Ａと第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂに基づく制御の処理フローを説明する。第１ベルト引き締め制御４０４Ａによる制御内容は基本的に第１の実施形態の場合と実質的に同じであり、図９において、図２と同様にステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５が示されている。
【００４５】
第４の実施形態に係る車両のシートベルト装置による後突時のベルト制御によれば、初期の段階では第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂによる制御が実行される。まず後部衝突予知装置８１から出力される予知に係る検出信号に基づいて、第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂの制御動作により第２のアクチュエータ３２２を駆動してベルト２１を予備的拘束状態の駆動態様にする。すなわち、後部衝突予知装置８１から出力される信号を入力する（ステップＳ４１）。次に判定ステップＳ４２で、当該出力信号において予知検出信号があるか否かが判定され、ＮＯの場合にはステップＳ４１に戻り、ＹＥＳの場合には次のステップＳ４３を実行する。ステップＳ４３では、読み込まれた予知検出信号に基づいて電気モータ等のアクチュエータ３２２の動作を制御し、ベルト巻取り量を調整する。このベルト引き締めの制御では、引き締め力が運転操作に影響を与えないようにすることが望ましい。こうして第２ベルト引き締め制御部４０４Ｂによって予備的拘束状態の駆動態様が形成される。次のステップＳ４４では、予備的拘束状態において、例えば調整されたベルト巻取り量に応じて、設定された遅延時間Ｔ１を補正・調整し、変更する。この場合において、ベルト巻取り量が多いほど、遅延時間は長くなる。これは実質的に余裕時間が短縮されることになる。その後、衝突検出部５１による後突を検出を基礎にして第１ベルト引き締め制御部４０４Ａに基づくベルト引き締めのための制御、すなわち前述したステップＳ１１〜Ｓ１５が実行される。この際に、判定ステップＳ１２でＮＯの場合には、最初のステップＳ４１に戻る。また判定ステップＳ１４で用いられる基準となる設定遅延時間Ｔ１としては、ステップＳ４４で調整されたＴ１が用いられる。ステップＳ１５に基づいて、第１のアクチュエータ３２１の推力によりベルト２１を巻き取る。
【００４６】
上記の第４の実施形態において、第１のアクチュエータ３２１に火薬装置を用いる場合には、第２のアクチュエータ３２２に対しては独立に設けられる。なお、第１のアクチュエータ３２１に電気モータを用いる場合には、その出力状態の変化を調整し、火薬装置の場合と同様に変化させるものとする。
【００４７】
上記の第４の実施形態において、制御装置４０における制御の内容として、さらに第２のアクチュエータ３２２の作動時において後部衝突検出部５１が後部衝突を検出した際に、第２のアクチュエータ３２２の出力を増大させた状態に切り替え、遅延時間の後に第１のアクチュエータ３２１を駆動するように制御することも可能である。
【００４８】
さらに制御装置４０における制御の内容として、第２のアクチュエータ３２２の作動時のベルト巻取り量を検出する巻取り状態検出手段を利用して遅延時間を補正する構成を説明したが、巻取り状態検出手段の代わりにベルト張力検出手段を用いて、ベルト張力の状態に係る情報に基づき上記の遅延時間を補正する補正手段を備えるように構成することもできる。
【００４９】
なお本発明に係る車両のシートベルト装置は、上記の第１から第４の実施形態の特徴的構成を適宜に組み合わせることにより、必要に応じて任意に構成することができる。
【００５０】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る車両のシートベルト装置は、乗用自動車等で後部衝突の場合に最適なベルト締め付けを行いリバウンドによる二次衝突を防止するのに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る車両のシートベルト装置の第１の実施形態を示し、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御内容を示すフローチャートである。
【図３】余裕時間を説明するための時刻暦のグラフである。
【図４】本発明に係る車両のシートベルト装置の第２の実施形態を示し、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る制御内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る車両のシートベルト装置の第３の実施形態を示し、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る制御内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る車両のシートベルト装置の第４の実施形態を示し、側面から見た車両の概略全体図と制御装置の内部構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る制御内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１１          車両
１２          座席
１３          乗員
２０          シートベルト装置
２１          ベルト
３０          ベルト引き締め装置
３１          ベルトリール
３２          アクチュエータ
４０          制御装置
５１          衝突検出部
６１          荷重検出部
７１          車体加速度検出部
７２          接触検出部
８１          後部衝突予知装置
４０３        信号遅延部
４０４        ベルト引き締め制御部
４０４Ａ      第１ベルト引き締め制御部
４０４Ｂ      第２ベルト引き締め制御部
４１２        遅延時間調整部
【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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【図８】
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【図９】
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