(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の乗員をウェビングによって座席に拘束するシートベルト装置であって、
前記ウェビングを巻取るウェビング巻取り装置と、
前記ウェビング巻取装置から引出されたウェビングの装着を検出して装着信号を出力するウェビング装着検出手段と、
前記車両の制動を検出して制動検出信号を出力する制動検出手段と、
前記車両の減速度を検出して減速信号を出力する減速度検出手段と、
前記ウェビングの繰出し量を検出する繰出し量検出手段と、
少なくとも前記装着信号、前記制動検出信号、前記減速信号及び前記ウェビングの繰出し量に基づいて前記ウェビングの巻取りを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記装着信号、前記制動検出信号、及び前記減速信号の入力監視を行い、前記ウェビング装着信号に応じて巻取りが停止する原点繰出し量まで前記ウェビングを前記ウェビング巻取り手段に巻取らせる第１の過程と、
前記原点繰出し量から前記ウェビングを所定量繰出して前記乗員の拘束を緩和した初期繰出し量に設定する第２の過程と、
前記制動信号に応じて前記ウェビングを第１の繰出し量まで前記ウェビング巻取り手段に巻取らせて弛みを減ずる第３の過程と、
前記制動信号が検出されており且つ前記減速信号が所定値を越えるときに応じて前記ウェビングを第１の繰出し量よりも小さく前記原点繰出し量よりも大きい第２の繰出し量であって、前記乗員が拘束されつつも衝突回避操作をすることが可能な範囲まで前記ウェビング巻取り手段に巻取らせる第４の過程と、
を実行する、シートベルト装置。
【請求項２】
前記減速信号の所定値が衝突の衝撃に対応している、請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
更に、衝突検出器の出力によって作動して前記ウェビングを強制的に巻取るプリテンショナを備える、請求項１又は２に記載のシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェビング（ベルト）によって乗員を座席に拘束し車両衝突等の際の乗員保護を図るシートベルト装置に関し、特に、シートベルト装置の乗員拘束性の向上及びウェビング装着の快適性の改善を図ったシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシートベルト装置例として、実公平２−７０９４号がある。このシートベルト装置では、車両が低速状態でブレーキが踏まれるとき、また、高速状態でアクセルが閉じられるときに、モータでウェビングの巻取りを行い、乗員を拘束するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のシートベルト装置では、所定速度以上でブレーキが踏まれると、あるいはアクセルが閉じられるとウェビングが巻取られが、実際の必要の有無に拘らず乗員を拘束するため、乗員に違和感を引き起すことが考えられる。
【０００４】
よって、本発明は、自車両の制動を検出してウェビングの巻取りを行うに際して乗員の巻き締めによる違和感を減少するようにしたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は必要のないときは乗員を巻き締めする程ウェビングを巻取らず、圧迫感を与えない程度までウェビングを巻取り、必要なときには乗員を巻き締めするようにしたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のシートベルト装置は、車両の乗員をウェビングによって座席に拘束するシートベルト装置において、ウェビングを巻取るウェビング巻取り装置と、ウェビング巻取装置から引出されたウェビングの装着を検出して装着信号を出力するウェビング装着検出手段と、車両の制動を検出して制動検出信号を出力する制動検出手段と、車両の減速度を検出して減速信号を出力する減速度検出手段と、ウェビングの繰出し量を検出する繰出し量検出手段（エンコーダ）と、少なくとも、装着信号、制動検出信号、減速信号、ウェビングの繰出し量（エンコーダ出力）に基づいて前記ウェビングの巻取りを制御する制御部と、を備え、該制御部は、ウェビング装着信号に応じてウェビングの巻取りが停止する原点繰出し量（原点位置）までウェビング巻取り手段に巻取らせる第１の過程と、原点繰出し量（原点位置）からウェビングを所定量繰出して乗員の拘束を緩和する初期繰出し量（初期位置）に設定する第２の過程と、制動信号に応じてウェビングを第１の繰出し量（第１の位置）まで巻取らせる第３の過程と、減速信号に応じてウェビングを第１の繰出し量（第１の位置）よりも小さく原点繰出し量よりも大きい第２の繰出し量（第２の位置）まで巻取らせる第４の過程と、を実行する。
【０００７】
好ましくは、上記第１の繰出し量は、初期繰出し量と原点位置との間に存在して乗員に圧迫感を与えない位置に設定される。上記第２の繰出し量は、第１の繰出し量と原点繰出し量との間に存在し、運転者の運転姿勢を変えない程度の拘束力であってそれにより衝突回避操作を可能とする。
【０００８】
制動検出手段は、ブレーキペダルが踏まれたことを検知して制動と判断する。減速度検出手段は、車両に設けられた加速度センサで検知し、減速度が所定値を越えたときに出力を発生する。
【０００９】
巻取装置は、モータの回転がウェビングを巻回するリールを回転駆動する構成を備え、リールを正逆に回転させることによってウェビングの巻取り及び繰出しを可能とする。
【００１０】
制御部は、ウェビングの巻取りをウェビングの初期繰出し量と原点位置との間で多（複数）段階に制御し、乗員の拘束による安全確保と拘束の緩和による回避操作の確保との両立を図る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、車両のシートベルト装置の例を示している。シートベルト装置のシステムは、乗員を座席３０１に拘束するウェビング３０２の一端側を電動モータで巻取る電動巻取装置１００、ウェビング３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、ウェビング３０２を挿通して腰部に配置されるバックル３０４と係合するタングプレート３０５、ウェビング３０２の他端部を車体に固定するアンカープレート３０６、バックル３０４に内蔵されてウェビング装着を検出するバックルスイッチ３０７、更に、図示しない、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ４０１、車両の加速度（及び減速度）を検出する加速度センサ４０２、巻取装置１００のモータ１１０を制御する制御部２００を含んで構成される。
【００１２】
図２は、電動巻取り装置１００の構成を概略的に説明する説明図である。同図において、電動巻取り装置１００は、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、ウェビング３０２を巻回するリール１０３、リール１０３の左端側で結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａはエネルギ吸収（ＥＡ）を目的としたねじれ軸であっても良い。リールシャフト１０３ａの右端部には、ウェビング３０２の引出しをロックするシートベルトロック機構１０２が設けられている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定の減速度が作用したときベルトの引出しをロックする動作と、ウェビング３０２が所定の加速度で引出されたときにウェビング３０２の引出しをロックする動作とを備えている。また、このロック機構１０２には、ロック機構１０２を指令信号に応答して強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２が更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２は後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。シートベルトロック機構１０２は、ウェビング３０２の引き出しのロック状態でも電動モータ１１０によるウェビング３０２の巻取りが可能に構成されている。
【００１３】
プリテンショナ１０４は、図示しない衝突検出器の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構等によって構成される。
【００１４】
リール１０３は動力伝達手段を介してモータ１１０によって回転駆動される。この動力伝達手段は、例えば、リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５、電動モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６、両プーリ間に配置された動力伝達用ベルト１０７等によって構成される。モータ１１０は、例えば、直流モータであり、レベル信号やＰＷＭ信号によって駆動制御される。モータ１１０は、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。モータ１１０にはエンコーダ１１１が設けられており、モータ１１０の回転軸の回転を検出して回転方向及び回転数（回転角度量）を示す信号φ1、φ2を制御部２００に伝える。
【００１５】
図３は、シートベルト装置の制御系のうち本発明に関係する部分を示すブロック図である。前述したように、バックルスイッチ３０７はバックル３０４に内蔵され、ウェビング３０２の装着の有無を検知し、装着の有無に応じた信号を制御部２００に供給する。ブレーキペダルスイッチ４０１は、乗員によるブレーキペダルの踏込みを検知して制動信号を制御部２００に出力する。また、加速度センサは４０２は、自車両の減速度を検出して減速度信号を制御部２００に供給する。
【００１６】
制御部２００は、例えば、マイクロコントローラによって構成され、制御プログラムを実行するＣＰＵ、処理データを記憶するＲＡＭ、プログラム等を記憶したＲＯＭ、内蔵タイマ、カウンタやＡ／Ｄ変換器を備えて信号変換等を行う入出力インタフェース等を備える。制御部２００は、供給される信号の処理（読取り等）を入出力インタフェースのＤＭＡ動作によって、あるいは後述するＣＰＵの割込み処理等によって行う。
【００１７】
駆動回路２１０は、制御部２００から供給されるレベル信号（あるいはＰＷＭ信号）をパワー増幅してモータ１１０を駆動する。エンコーダ１１１は、例えば、モータ１１０の回転軸に設けられた外周にＮ極及びＳ極の磁気マーカが交互に形成された磁化ディスクと、互いに１／４周期ずれた出力を発生するように配置された２つのホールセンサによってモータ１１０の回転軸の回転を検出して２相のパルス列φ1及びφ2を発生し、回転方向及び回転量（回転角度）の情報を制御部２００に伝える。モータ１１０の回転軸はリール１０３と連動するので回転角度は、ウェビングの巻取り量や引出し量に対応する。上記パルス列φ1及びφ2は制御部２００の入出力インタフェース内のアップダウンカウンタによってデジタル値化される。アップダウンカウンタの値はウェビング３０２の引出しに対応して増加し、巻取りに対応して減少する。従って、ウェビング３０２を巻取装置１００に完全に格納した状態からカウントを開始するものとすれば、エンコーダ出力はウェビング３０２の引出し量を表すものとなる（後述の図９参照）。
【００１８】
図４は、制御部２００のメインルーチンを概略的に示したフローチャートである。まず、電源が供給等されると初期化処理を行う（Ｓ１０）。これには、フラグレジスタ（あるいはＲＡＭのフラグエリア）の各フラグをリセットし、所定値を設定することが含まれる。次に、ＣＰＵのタイマ割込み動作を有効にし、所定時間毎に制御部２００への入力を監視するプログラムを実行するようにする（Ｓ２０）。
【００１９】
図５は、割込み処理（Ｓ２０）による入力監視の例を示している。まず、バックルスイッチ３０７の出力を読取り（Ｓ２０２）、ウェビング３０２を装着しているかどうかを判断する（Ｓ２０４）。装着しているときは（Ｓ２０４；Ｙｅｓ）、フラグレジスタのウェビング装着フラグをセット（フラグオン）する（Ｓ２０６）。装着していないときは（Ｓ２０４；Ｎｏ）、ウェビング装着フラグをリセット（フラグオフ）する（Ｓ２０８）。次に、ブレーキペダルスイッチ４０１の出力を読取り（Ｓ２１０）、制動が行われたかどうかを判断する（Ｓ２１２）。制動が行われたときは（Ｓ２１２；Ｙｅｓ）、制動フラグをセットする（Ｓ２１４）。制動が行われないときは（Ｓ２１２；Ｎｏ）、制動フラグをリセットする（Ｓ２１６）。次に、加速度センサの出力を読取り（Ｓ２１８）、この出力が減速度を示すものであって、例えば、衝突の衝撃等に対応した所定値を越えるかどうかを判断する（Ｓ２２０）。所定値を越えるときは（Ｓ２２０；Ｙｅｓ）、減速度超過フラグをセットする（Ｓ２２２）。所定値を越えないときは（Ｓ２２０；Ｎｏ）、減速度超過フラグをリセットする（Ｓ２２４）。その後、タイマ割込み処理を終え、割込み処理直前の処理に戻る。この割込み処理は所定周期で繰返される。
【００２０】
制御部２００は、メインルーチンにおいてウェビング３０２の使用状態を監視しており、該当する場合には、装着前制御処理（Ｓ３０）、格納制御処理（Ｓ４０）、装着時原点セット処理（Ｓ５０）、初期位置セット処理（Ｓ６０）、…、及び制動制御処理（Ｓ７０）等を適宜に行う。
【００２１】
装着前制御（Ｓ３０）は、乗員がウェビング３０２を装着しやすいように、例えば、モータ１１０にウェビング引出し方向に自転しない程度の弱い力を生ぜしめて、乗員がウェビング引出しに力を要しないようにする。格納制御（Ｓ４０）はウェビング装着が解除されたウェビング３０２の巻取りを行う。
【００２２】
図６に示すように、装着時の原点セット処理（Ｓ５０）は、乗員がウェビングを装着したときに乗員を座席に拘束する状態のウェビング引出し量を判断する処理である。図９に示すように、乗員がウェビング３０２を引出してバックル３０４とタングプレート３０５とを係合してウェビングを装着すると、バックルスイッチ３０７によってウェビングの装着が検出され、ウェビング装着フラグが設定される（Ｓ２０６）。制御部２００はメインルーチンにおいてウェビング装着フラグがセットされたことを検出すると（Ｓ５０２；Ｙｅｓ）、モータ１１０を巻取り方向に回転させてウェビング３０２を巻取る（Ｓ５０４）。巻取りの力は、例えば、巻取装置出口部で３０〜６０Ｎの引込み力である。制御部２００はエンコーダ出力を監視してウェビング３０２が巻取られなくなるかどうかを判別する（Ｓ５０６）。エンコーダ出力が減少する場合には（Ｓ５０６；Ｎｏ）、巻取りが停止するまで巻取りを継続する（Ｓ５０４）。エンコーダ出力が停止した場合には（Ｓ５０６；Ｙｅｓ）、ウェビング３０２の巻締によって乗員が座席に拘束された状態である。このウェビング引出し位置（引出し量）を原点位置としてレジスタ（あるいはＲＡＭ）に記憶する。原点位置が設定されたことを示す装着原点設定フラグをセットする（Ｓ５０８）。モータ１１０の巻取りを停止する（Ｓ５１０）。この装着原点フラグは、ウェビング装着の解除の場合等にリセットされる。その後、元の処理に戻る。
【００２３】
次に、図７に示すように、メインルーチンで装着原点設定フラグがセットされたことを判別すると（Ｓ６０２；Ｙｅｓ）、ウェビング３０２に適度な弛みを与える初期位置セット処理を行う。制御部２００は、モータ１１０をウェビング３０２の引出し方向に回転してウェビング３０２を巻締状態から弛ませる（Ｓ６０４）。制御部２００は、エンコーダ出力を監視し（Ｓ６０６）、装着原点位置から所定量、例えば、ウェビングの長さで２０〜５０ｍｍ程度引出されると（Ｓ６０６；Ｙｅｓ）、そのときのエンコーダ出力を初期位置としてレジスタ（あるいはＲＡＭ）に記憶する。ウェビングを初期位置に維持すべきことを表す初期位置維持フラグをセットする（Ｓ６０８）。制御部２００はモータ１１０を停止し、ウェビングの引出しを停止する（Ｓ６１０）。その後、メインルーチンに処理を戻す。図示しないが、モータ１１０の停止状態では、緊急時等を除いてウェビングの引出しは可能である。このため、乗員の姿勢の変化等によってウェビング３０２の引出し量に変化が生ずる。このとき、上記初期位置維持フラグがセットされていると、ウェビングの引出し量を初期位置に維持するようにウェビングの引出し／巻取り制御がなされる。
【００２４】
メインルーチンにおいて、運転者がブレーキペダル４０１を踏むと所定条件下に、ウェビングの制動時制御が行われる（Ｓ７０）。
【００２５】
まず、乗員のウェビング装着をウェビング装着フラグのセットによって判断する（Ｓ７０２）。該フラグがセットされていない場合には、本ルーチンの処理は必要がないのでを終了し（Ｓ７０２；Ｎｏ）、既述格納処理（Ｓ４０）にてウェビングの巻取り等が行われる。
【００２６】
ウェビングが装着され（Ｓ７０２；Ｙｅｓ）、制動フラグセットによってブレーキが作動している判別されると（Ｓ７０４；Ｙｅｓ）、初期位置維持フラグをリセットして、ウェビング位置を初期位置から変更可能とする（Ｓ７０６）。次に、制御部２００は、図９に示すように、モータ１１０を巻取り駆動して第１の位置までウェビング３０２を巻取り、乗員に圧迫感を与えないで可及的に余分な弛みを除いた状態とする（Ｓ７０８）。制動フラグがセットされていない場合には（Ｓ７０４；Ｎｏ）、上記巻取り（Ｓ７０６、Ｓ７０８）は行わない。
【００２７】
次に、制御部２００は、衝突等の衝撃の発生に対応する減速度所定値以上フラグのセットの有無を判別する（Ｓ７１０）。該フラグがセットされていると（Ｓ７１０；Ｙｅｓ）、初期位置維持フラグをリセットして、ウェビング３０２を巻締可能とする（Ｓ７１２）。制御部２００は、モータ１１０を巻取り駆動して第２の位置までウェビング３０２を巻取る。この巻取りは、モータの出力を最大限発揮して弛みを取除いて乗員をしっかりと座席に拘束する。この巻取りは、減速度が所定値以下になったとしても所定時間継続して行われる（Ｓ７１４）。減速度所定値以上フラグがセットされない場合には（Ｓ７１０；Ｎｏ）、巻取り処理（Ｓ７１２、Ｓ７１４）は行わない。
【００２８】
上述したウェビング引出し量の第１の位置は、図９に示すように、上記初期位置と原点位置の間にあり、乗員に圧迫感を与えない位置に設定される。第２の位置は第１の位置と原点位置との間に設定され、運転者が拘束されつつも衝突回避操作をすることが可能な範囲に設定される。
【００２９】
次に、制動有りフラグ、減速度所定値以上フラグの両方がリセットされたかどうかを判別する（Ｓ７１６）。両フラグがリセットされ、ウェビングの第２の位置までのウェビングの巻取り継続時間を経過していると（Ｓ７１６；Ｙｅｓ）、初期位置維持フラグをセットする。それにより、ウェビングの引出し位置は、弛みのある初期位置に戻される（Ｓ７１８）。制動有りフラグ及び減速度所定値以上フラグの両方がリセットされない場合（Ｓ７１６；Ｎｏ）、本ルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。
【００３０】
このように、メインルーチンを繰返し実行することによってシートベルト装置のウェビング巻取り制御が行われる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルト装置によれば、必要のない時には、乗員を巻き締する程ウェビングを巻取らず、圧迫感を与えない程度まで巻取り、緊急の場合にのみ乗員を巻き締るので、衝突などの緊急の際に乗員拘束性を向上でき、非緊急（非衝突）時には違和感のない快適な装着状態が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、シートベルト装置の構成を説明する説明図である。
【図２】図２は、ウェビング巻取装置の構成例を説明する説明図である。
【図３】図３は、シートベルト装置の制御系を説明するブロック図である。
【図４】図４は、シートベルト装置の全体的に制御例を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、タイマ割込み処理による入力監視を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、ウェビング装着時の原点位置設定を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、ウェビング装着の初期位置設定を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、ブレーキ操作時のウェビング制御を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、本発明のウェビング巻取り制御におけるウェビング引出し／巻取り制御のプロファィルを説明するグラフである。
【符号の説明】
１００      ウェビング巻取り装置
２００      制御部
３０７      バックルスイッチ
４０１      ブレーキペダルスイッチ
４０２      加速度センサ
【図１】
0004416276.tif 000002
【図２】
0004416276.tif 000003
【図３】
0004416276.tif 000004
【図４】
0004416276.tif 000005
【図５】
0004416276.tif 000006
【図６】
0004416276.tif 000007
【図７】
0004416276.tif 000008
【図８】
0004416276.tif 000009
【図９】
0004416276.tif 000010