(57)【要約】【課題】  車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納する構成に関し、このシートベルト格納制御を車両乗員に違和感を与えることなく行うのに有効な技術を提供する。【解決手段】  車両に搭載されるシートベルト装置１００のシートベルトリトラクタ１は、シートベルト格納制御においてスプールがシートベルト巻き取り動作するようにモータを駆動するとともに、当該駆動中にシートベルト３に作用するシートベルト負荷が予め設定された設定負荷に達したときには当該駆動を一時的に停止する制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了する構成であり、しかも当該シートベルト格納制御の終了に際し、スプールによるシートベルト３のシートベルト巻き取り動作によってシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成とされる。【選択図】      図１
2007145079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるシートベルトリトラクタであって、
電動モータと、
前記電動モータの駆動に伴って乗員拘束用のシートベルトのシートベルト巻き取り動作を行うスプールと、
前記電動モータの駆動に関する制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、シートベルト格納制御の開始条件の成立によって、前記スプールがシートベルト巻き取り動作するように電動モータを駆動するとともに、当該駆動中に前記シートベルトに作用するシートベルト負荷が予め設定された設定負荷に達したときには当該駆動を一時的に停止する制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了する構成であり、しかも当該シートベルト格納制御の終了に際し作動装置に対し駆動信号を出力し、この作動装置を駆動させることによって前記シートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成であることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のシートベルトリトラクタであって、
前記作動装置は、前記電動モータ、スプール及びシートベルトを用いて構成され、
前記制御手段は、前記電動モータに対し前記シートベルト格納制御時とは異なる駆動態様の制御信号を出力し、このときの前記スプールによる前記シートベルトのシートベルト巻き取り動作によって前記シートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成であることを特徴とするシートベルトリトラクタ。
【請求項３】
車両に搭載されるシートベルト装置であって、
車両乗員に対し装着される乗員拘束用のシートベルトと、電動モータと、前記電動モータの駆動に伴って前記シートベルトのシートベルト巻き取り動作を行うスプールと、前記電動モータの駆動に関する制御を行う制御手段と、車両に対し固定されたシートベルトバックルと、前記シートベルトに設けられシートベルト装着時に前記シートベルトバックルに係合するトングと、前記トングが前記シートベルトバックルに係合したことを検知するバックル検知センサと、前記電動モータの電流値を検知する電流検知センサと、作動装置と、
を備え、
前記制御手段は、前記バックル検知センサの検知情報に基づいて車両乗員に対する前記シートベルトの装着が解除されたことが検出された場合には、シートベルト格納制御の開始条件が成立したと判定して、前記スプールがシートベルト巻き取り動作するように電動モータを駆動するとともに、当該駆動中に前記電流検知センサにて検出された前記電動モータの電流値が予め設定された基準値に達したときには当該駆動を一時的に停止する制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了する構成であり、しかも当該シートベルト格納制御の終了に際し前記作動装置に対し駆動信号を出力する構成であり、
前記作動装置は、前記制御手段からの駆動信号に基づいて駆動され、これによって前記シートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成であることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシートベルト装置であって、
前記作動装置は、前記電動モータ、スプール及びシートベルトを用いて構成され、
前記制御手段は、前記電動モータに対しシートベルト格納制御時とは異なる駆動態様の制御信号を出力し、このときの前記スプールによる前記シートベルトのシートベルト巻き取り動作によって前記シートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成であることを特徴とするシートベルト装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のシートベルト装置が車両内に搭載されるとともに、車両乗員が着座する車両シートを有するシートベルト装置付車両であって、
前記シートベルト装置の制御手段は、前記車両シートに着座した車両乗員によって前記シートベルトバックルに対する前記トングの係合が解除されたときに前記シートベルトの装着が解除されたことを検出する構成であることを特徴とするシートベルト装置付車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両乗員を拘束するシートベルト（ウェビング）によって当該車両乗員の保護を図る構成のシートベルト装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、シートベルト装置において、電動モータによってスプール（巻き取り軸）を回転駆動させてシートベルトの巻き取り及び巻き出しを行うシートベルトリトラクタの構成が開示されている。
【特許文献１】特表２００３−５０７２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、車両用のシートベルトリトラクタの構造として、スプールによるシートベルト巻き取り動作を、電動モータによって行う可能性が提示されているが、本構成をシートベルトがスプールから巻き出されたままの状態が維持されるのを解消するべくシートベルトを巻き取るシートベルト格納制御に用いる場合には、スプールによるシートベルト格納巻き取り動作を電動モータの適正な制御によって円滑に行う要請がある。具体的には、このシートベルト格納制御の際には、シートベルトが車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルトが車両乗員によって引き出されたりすることが想定される。そこで、シートベルト格納巻き取り動作中にシートベルト負荷が上昇した場合には、当該負荷上昇の要因が取り除かれるまでの間、電動モータの駆動を一時的に停止してシートベルト格納巻き取り動作を中断した後、所定時間経過後にシートベルト格納巻き取り動作を再開するような制御を繰り返す対応が考えられる。
ところが、上記シートベルト格納制御に関しシートベルト格納巻き取り動作（電動モータの駆動）を一時的に停止する回数が規定回数に達したときに、シートベルト格納制御自体を終了する設定においては、シートベルトが完全に格納されない状態が発生することが想定される。このような場合、シートベルトが完全に格納されていない現象を認識した車両乗員は、当該現象がシートベルト格納制御の終了に起因しているのか、或いはシートベルト装置の故障に起因しているのかを容易に判断することができず、違和感を抱くこととなる。なお、専用の検知センサを用いてシートベルトがどの程度格納されているかを検知し、この検知情報に基づいてシートベルトを完全に格納する構成を採用することも考えられるが、本構成を用いる場合には、新たな検知センサや制御システムの設置が必要となるためコスト面での合理化を図るのが難しい。
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納する構成に関し、このシートベルト格納制御を車両乗員に違和感を与えることなく行うのに有効な技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車の車両に搭載されるシートベルトリトラクタ或いはシートベルト装置に適用することができるが、自動車以外の車両、例えば飛行機、船舶、電車、バス等に搭載されるシートベルトリトラクタ或いはシートベルト装置の構築技術に対し本発明を応用し得る。
【０００５】
（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項１に記載のこのシートベルトリトラクタは、車両に搭載されるものであって、電動モータ、スプール、制御手段を少なくとも備える。
【０００６】
本発明のスプールは、本発明における電動式の電動モータの駆動に伴って作動し、乗員拘束用のシートベルトの少なくとも巻き取り動作を行う部材として構成される。このスプールに対し巻き取り及び巻き出しされるシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員が、車両衝突などの乗員拘束時にこのシートベルトにより拘束されることとなる。なお、本発明では、電動モータとスプールとの間に、モータとスプールとが接続された接続状態、及び当該接続状態が解除された接続解除状態を形成する機構としての動力伝達機構を、必要に応じて適宜介在させることができる。また、本発明において、スプールによるシートベルト巻き取り動作は、電動モータの駆動力のみで行われてもよいし、或いはスプールに作用するリターンスプリング等の弾性部材による巻き取り力に加え、電動モータの駆動力が補助的に用いられることで行われてもよい。
【０００７】
本発明の制御手段は、少なくとも電動モータの駆動に関する制御を行う手段として構成される。この制御手段は、典型的にはＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成される。ここでいう「電動モータの駆動に関する制御」に関しては、電動モータの駆動や停止の時間、電動モータに供給される電圧や電流の値や供給時間など、種々の制御項目が包含される。これにより、電動モータの駆動方向、駆動時間、駆動力等を調節される。この制御手段は、本発明のシートベルトリトラクタに専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタのみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段と兼用されてもよい。
【０００８】
また、本発明の制御手段は、シートベルト格納制御の開始条件の成立によって、スプールがシートベルト巻き取り動作するように電動モータを駆動する構成とされる。当該駆動は、シートベルトが巻き出されたままの状態が発生するのを防止するべくシートベルトをスプールによって巻き取る動作、いわゆる「シートベルト格納巻き取り動作」を可能とする。なお、ここでいう「シートベルト格納制御の開始条件の成立」に関し、具体的には、シートベルトの状態が車両乗員に対し装着状態から装着解除状態へと切り換った場合や、シートベルトの状態が車両乗員に対し装着解除状態であることが検出された場合に、シートベルト格納制御の開始条件が成立したとされる。この場合、シートベルトの状態に、更に当該シートベルトに対応する車両ドアの開閉状態を加えて、シートベルト格納制御の開始条件の成立を判定することもできる。
【０００９】
ところで、このシートベルト格納制御を行う際には、シートベルトが車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルトが車両乗員によって引き出されたりすることが想定される。そこで、本発明の制御手段は、シートベルト格納巻き取り動作に際し、電動モータの駆動中にシートベルトが車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルトが車両乗員によって引き出されたりして、当該シートベルトに作用するシートベルト負荷が予め設定された設定負荷に達したときに当該駆動を一時的に停止する（「中断」ともいう）制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了する構成とされる。ここでいうシートベルト負荷は、電動モータの電流値を検出することによって把握することが可能となる。このときのシートベルト巻き取り動作の回数、すなわち電動モータを駆動してから停止するまでの制御の回数は、典型的にはシートベルト負荷が設定負荷に達する回数と、予め設定された最大停止回数との関係において定まる。具体的には、シートベルト巻き取り動作を最大で３回行うような設定（最大停止回数が３回の場合）においては、シートベルト負荷が設定負荷に達する回数が１回〜３回の場合には当該回数のシートベルト巻き取り動作が遂行され、３回目のシートベルト巻き取り動作が遂行された時点でシートベルト格納制御自体を終了する。なお、シートベルト負荷が設定負荷に一度も達しない場合には１回のシートベルト巻き取り動作が遂行されるのみでシートベルト格納制御を終了する。
【００１０】
ところが、上記シートベルト格納制御において、シートベルト巻き取り動作、すなわち電動モータの駆動を一時的に停止する動作を最大停止回数（３回）まで行っても、シートベルトが完全には格納されない状態が発生することが想定される。このような場合、シートベルトが完全に格納されていない現象を認識した車両乗員は、当該現象がシートベルト格納制御の終了に起因しているのか、或いはシートベルト装置の故障に起因しているのかを容易に判断することができず、違和感や不安感を抱くこととなる。
【００１１】
そこで、本発明の制御手段は、シートベルト格納制御の終了に際し作動装置に対し駆動信号を出力し、この作動装置を駆動させることによってこのシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成とされる。ここでいう「作動装置」には、車両乗員に対し報知出力を行うべく作動する装置が広く包含される。また、この作動装置の「駆動」に関する態様としては、制御手段からの駆動信号によって作動装置が駆動されて当該作動装置にて音出力や表示出力がなされる態様、制御手段からの駆動信号によって作動装置が駆動されて当該作動装置にて機械的な出力動作がなされる態様などが挙げられる。具体的には、音声やブザー等の音出力機能を有する装置、文字や数字や図柄などの表示出力機能を有する装置、車両乗員に対し可動部材の動作を認識させるための装置、車両乗員に対し押圧力や引っ張り力、振動等を付与する機能を有する装置、またこれらのうちの複数を組み合わせた装置などを、本発明の作動装置として採用することができる。また、作動装置によってシートベルト格納制御の終了を報知するタイミングは、最終回のシートベルト巻き取り動作が終了した後であってもよいし、或いは最終回のシートベルト巻き取り動作中やシートベルト巻き取り動作直前であってもよい。なお、本発明の電動モータ、スプール及び制御手段に、更にこの作動装置を含めて本発明のシートベルトリトラクタとすることもできる。
【００１２】
本発明のシートベルトリトラクタのこのような構成によれば、シートベルトがスプールに完全に巻き取られた状態で格納が終了しているか、或いはシートベルトがスプールに完全には巻き取られていない状態で格納が終了しているかにかかわらず、シートベルト格納制御自体が終了したことが作動装置を介して報知される。これにより、たとえシートベルトがスプールに完全には巻き取られずに電動モータが停止したとしても、車両乗員はあくまでシートベルト格納制御が終了したのであって、故障ではないということを認識することができる。
【００１３】
従って、請求項１に記載のシートベルトリトラクタを用いれば、車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納する構成に関し、このシートベルト格納制御を車両乗員に違和感や不安感を与えることなく行うことが可能となる。また、本発明によれば、シートベルトがどの程度格納されているかを検知するような新たな検知センサを用いる必要がないため、シートベルトリトラクタにおけるコスト面での合理化を図るのに有効である。
【００１４】
（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのシートベルトリトラクタである。
請求項２に記載のこのシートベルトリトラクタでは、請求項１に記載の作動装置は、電動モータ、スプール及びシートベルトを用いて構成されている。そして、請求項１に記載の制御手段は、電動モータに対しシートベルト格納制御時とは異なる駆動態様の制御信号を出力し、このときのスプールによるシートベルトのシートベルト巻き取り動作によってシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成とされる。すなわち、本発明では、シートベルト格納制御終了の報知を、乗員拘束用のシートベルトの巻き取り動作を用いて行うものである。本構成においては、電動モータの制御態様を通常のシートベルト格納制御時とは異なるように制御することで、このシートベルト格納制御時とは異なる態様にてシートベルトの巻き取り動作が行われることとなる。このシートベルト格納制御終了の報知を、例えば、短時間の間に断続的に複数回のシートベルト巻き取り動作を繰り返したり、通常のシートベルト格納制御時とは異なる電圧や電流、また当該電圧や電流の供給時間にて電動モータを制御する方法によって行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載のシートベルトリトラクタのこのような構成によれば、車両乗員は、通常のシートベルト格納制御時とは異なる引っ張り態様がシートベルトに付与されていることを認識することとなり、シートベルト格納制御が終了したことを違和感なく確実に把握することができる。特に、シートベルトの巻き取り動作をシートベルト格納制御終了の報知に用いることによって、シートベルトリトラクタの構成上の合理化が図られる。
【００１６】
（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項３に記載のこのシートベルト装置では、車両に搭載される装置であって、乗員拘束用のシートベルト、電動モータ、スプール、制御手段、シートベルトバックル、トング、バックル検知センサ、電流検知センサ、作動装置を少なくとも備える。
本発明のシートベルトは、シートに着座した車両乗員に装着される長尺状のベルトであり、「ウェビング」とも称呼される。典型的には、車両シートに着座した車両乗員が、車両衝突などの乗員拘束時にシートベルトにより拘束される。本発明のシートベルトバックルは、車両に対し固定される部材として構成される。本発明のトング（「タング」ともいう）は、シートベルトに設けられシートベルト装着時に、本発明のシートベルトバックルに挿入係合する部材として構成される。本発明のバックル検知センサは、トングがシートベルトバックルに挿入係合したことを検知する手段として構成される。本発明の電流検知センサは、電動モータの電流値を検知する手段として構成される。本発明の電動モータ、スプールは、請求項１に記載のシートベルトリトラクタの構成要素と実質的に同様の機能を有する。
【００１７】
本発明の制御手段は、バックル検知センサの検知情報に基づいて車両乗員に対するシートベルトの装着が解除されたことが検出された場合には、シートベルト格納制御の開始条件が成立したと判定して、スプールがシートベルトのシートベルト巻き取り動作を行うように電動モータを駆動するとともに、電動モータの駆動中に電流検知センサにて検出された電流値が予め設定された基準電流値に達したことが検出されたときに当該駆動を一時的に停止する制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了する構成とされる。すなわち、電動モータの電流値が基準電流値に達した場合には、シートベルトが車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルトが車両乗員によって引き出されたりして当該シートベルトに作用するシートベルト負荷が上昇したと判定される。しかも、本発明の制御手段は、このシートベルト格納制御の終了に際し作動装置に対し駆動信号を出力する構成とされる。また、本発明の作動装置は、これに伴い制御手段からの駆動信号に基づいて作動し、これによって車両乗員にシートベルト格納制御の終了を報知する構成とされる。このように、本発明の制御手段及び作動装置は、請求項１に記載の制御手段及び作動装置と実質的に同様の作用効果を奏するものである。
【００１８】
本発明のシートベルト装置のこのような構成によれば、シートベルトがスプールに完全に巻き取られた状態で格納が終了しているか、或いはシートベルトがスプールに完全には巻き取られていない状態で格納が終了しているかにかかわらず、シートベルト格納制御自体が終了したことが作動装置を介して報知される。これにより、たとえシートベルトがスプールに完全には巻き取られずに電動モータが停止したとしても、車両乗員はあくまでシートベルト格納制御が終了したのであって、故障ではないということを認識することができる。
【００１９】
従って、請求項３に記載のシートベルト装置を用いれば、車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納する構成に関し、このシートベルト格納巻き取り動作を車両乗員に違和感や不安感を与えることなく行うことが可能となる。また、本発明によれば、シートベルトがどの程度格納されているかを検知するような新たな検知センサを用いる必要がないため、シートベルト装置におけるコスト面での合理化を図るのに有効である。
【００２０】
（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのシートベルト装置である。
請求項４に記載のこのシートベルト装置では、請求項３に記載の作動装置は、電動モータ、スプール及びシートベルトを用いて構成される。また、請求項３に記載の制御装置は、電動モータに対しシートベルト格納制御時とは異なる駆動態様の制御信号を出力し、このときのスプールによるシートベルトのシートベルト巻き取り動作によってシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成とされる。このように、本発明の制御手段及び作動装置は、請求項４に記載の制御手段及び作動装置と実質的に同様の作用効果を奏するものである。
【００２１】
請求項４に記載のシートベルト装置のこのような構成によれば、車両乗員は、通常のシートベルト格納制御時とは異なる引っ張り態様がシートベルトに付与されていることを認識することとなり、シートベルト格納巻き取り動作が終了したことを確実に把握することができる。特に、シートベルトの巻き取り動作をシートベルト格納制御終了の報知に用いることによって、シートベルト装置の構成上の合理化が図られる。
【００２２】
（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのシートベルト装置付車両である。
請求項５に記載のこのシートベルト装置付車両は、車両内に請求項３または請求項４に記載のシートベルト装置を少なくとも搭載するとともに、車両乗員が着座する車両シートを有する車両として構成される。ここでいう「車両シート」には、運転者が着座する運転席シートをはじめ、助手席シート、運転席シート及び助手席シートの車両後方に配置される後部席シート等が包含される。そして、シートベルト装置の制御手段は、車両シートに着座した車両乗員によってシートベルトバックルに対するトングの係合が解除されたときにシートベルトの装着が解除されたことを検出する構成とされる。本発明の車両では、当該シートベルト装置の構成要素の全部または一部が、車両内の収容空間、例えばピラー内の収容空間、シート内の収容空間、あるいは車両内のその他の部位の収容空間に収容された構成とされる。
請求項５に記載の発明によれば、電動モータを用いて行うシートベルト格納巻き取り動作を車両乗員に違和感や不安感を与えることなく行うことが可能なシートベルト装置が搭載された車両が提供される。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、車両に搭載される乗員拘束用シートベルトを電動モータの駆動によって格納するシートベルト格納制御に関し、特にシートベルト格納制御の終了に際し作動装置に対し駆動信号を出力し、この作動装置を駆動させることによってシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知する構成を採用することによって、シートベルト格納巻き取り動作を車両乗員に違和感を与えることなく行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１及び図２を参照しながら、本発明の「シートベルト装置」の一実施の形態であるシートベルト装置１００の構成を説明する。ここで、図１は、本実施の形態のシートベルト装置１００の概略構成を示す図である。また、図２は、図１中のシートベルトリトラクタ１まわりの構成を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態のシートベルト装置１００は、本発明の「シートベルト装置付車両」である自動車車両に搭載される車両用のシートベルト装置であり、シートベルトリトラクタ１、シートベルト３、ショルダーガイドアンカー１０、トング（「タング」ともいう）１２、アウトアンカー１４、シートベルトバックル１６、ＥＣＵ２０等を主体に構成されている。また、この車両には、当該車両の衝突予知や衝突発生に関する情報、当該車両の運転状態に関する情報、シートに着座している車両乗員の着座位置や体格に関する情報、周辺の交通状況に関する情報、天候や時間帯に関する情報などの各種の情報を検出して、その検出情報をＥＣＵ２０に対し入力する入力要素３０が搭載されている。この入力要素３０の検出情報が、常時又は所定時間毎にＥＣＵ２０に伝達され、シートベルト装置１００などの動作制御に用いられる。
【００２６】
本実施の形態の入力要素３０には、車両の衝突予知や実際の衝突発生といった、車両衝突に関する情報を検知する車両衝突情報検知センサ３２が含まれている。この車両衝突情報検知センサ３２は、自車両に対する衝突対象物（別車両、障害物、歩行者など）との間の距離、相対速度、相対加速度や、自車両に作用する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度等の検出情報（検出信号）を検出（計測）可能なセンサとして構成される。この車両衝突情報検知センサ３２は、単一の検出センサとして構成されてもよいし、或いは単一の検出センサを複数組み合わせて構成されてもよい。具体的には、ミリ波レーダ、レーザーレーダ、加速度センサ、カメラセンサ等を用いて車両衝突情報検知センサ３２を構成することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、特に図示しないものの、車両ドアの開閉状態、すなわち車両ドアが開放状態であるか閉止状態であるかを検出する車両ドア開閉センサを備えている。この車両ドア開閉センサによって検出された検出情報はＥＣＵ２０に伝達されるように構成されている。
【００２８】
シートベルト３は、運転席である車両シート４０に着座した車両乗員Ｃ（「運転者」ともいう）の拘束または拘束解除に用いられる長尺状のベルト（ウェビング）である。このシートベルト３が、本発明における「乗員拘束用のシートベルト」に対応しており、車両シート４０が、本発明における「車両乗員が着座する車両シート」に対応している。シートベルト３は、車両に対し固定されたシートベルトリトラクタ１から引き出され、車両乗員Ｃの乗員肩部領域に設けられたショルダーガイドアンカー１０を経由し、トング１２を通ってアウトアンカー１４に連結されている。ショルダーガイドアンカー１０は、車両乗員Ｃの乗員肩部領域においてシートベルト３を係止しガイド（誘導）する機能を有する。そして、車体に対し固定されたシートベルトバックル１６にトング１２が挿入係合されることによって、当該シートベルト３が車両乗員Ｃに対し装着状態となる。このトング１２が、本発明における「トング」に相当し、このトング１２が挿入係合されるシートベルトバックル１６が、本発明における「シートベルトバックル」に相当する。
【００２９】
なお、シートベルトバックル１６にはバックルスイッチ１６ａが内蔵されており、シートベルトバックル１６にトング１２が挿入されたことがこのバックルスイッチ１６ａによって検知されるように構成されている。このバックルスイッチ１６ａが検知した情報はＥＣＵ２０に伝達され、シートベルト装着状態であるか、或いはシートベルト装着解除状態であるかが判定されるようになっている。具体的には、このバックルスイッチ１６ａによるバックルＯＮ動作を検出した場合に、シートベルト装着状態になったと判定される一方、このバックルスイッチ１６ａによるバックルＯＦＦ動作を検出した場合に、シートベルト装着解除状態になったと判定される。このバックルスイッチ１６ａが、本発明における「トングがシートベルトバックルに係合したことを検知するバックル検知センサ」に相当する。
【００３０】
シートベルトリトラクタ１は、後述するスプール５及びモータ７を介してシートベルト３の巻き取り動作及び巻き出し動作を可能とする装置として構成される。このシートベルトリトラクタ１が、本発明における「シートベルトリトラクタ」に対応している。このシートベルトリトラクタ１は、図１に示す例では、車両のＢピラー４２内の収容空間に装着されている。このシートベルトリトラクタ１を、必要に応じてシート、サイドルーフレール等、他の収容空間に収容するように構成することもできる。
【００３１】
ＥＣＵ２０は、入力要素３０からの入力信号に基づいて、シートベルトリトラクタ１をはじめ、各種の動作機構に関する制御を行う機能を有し、ＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、周辺装置等によって構成されている。特に本実施の形態の説明では、このＥＣＵ２０が、シートベルトリトラクタ１の後述するモータ７に関する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０が、モータ７の電磁コイルに供給される電圧値や電流値、また電流供給方向を制御することによって、モータ７のモータシャフトの回転速度、回転方向、回転時間、回転トルク（出力）などが可変とされる。このＥＣＵ２０は、モータ７の駆動制御を行う手段として構成されるとともに、後述する動力伝達機構９を制御してスプール５にモータ７の動力が伝達される状態を切り換える手段として構成される。このＥＣＵ２０が、本発明における「制御手段」に対応している。なお、このＥＣＵ２０は、シートベルトリトラクタ１に専用の制御手段として設けられてもよいし、或いは当該シートベルトリトラクタ１のみならず、車両の駆動系や電装系を制御する制御手段として兼用とされてもよい。
【００３２】
図２に示すように、シートベルトリトラクタ１は、スプール５、モータ７、動力伝達機構９を主体として構成される。前記のＥＣＵ２０を、このシートベルトリトラクタ１の構成要素とすることもできる。
【００３３】
スプール５は、円柱状ないし円筒状に形成され、そのスプール外周面（シートベルト当接面）がシートベルト３のシートベルト巻き取り面５ａを構成する。このスプール５は、モータ７の駆動に伴ってシートベルト巻き取り方向に回転することによって、シートベルト巻き取り面５ａにシートベルト３を巻き取る動作を行う一方、シートベルト巻き出し方向に回転することによってシートベルト巻き取り面５ａに巻き取られているシートベルト３を巻き出す動作を行う。このスプール５が、本発明における「スプール」に相当する。
【００３４】
モータ７は、電動駆動式のモータとして構成され、動力伝達機構９を介してスプール５に動力を伝達するように構成されている。このモータ７が、シートベルト巻き取り方向に駆動制御されることによってスプール５がシートベルト３の巻き取り動作を行う方向へと回転動作する一方、シートベルト巻き出し方向に駆動制御されることによってスプール５がシートベルト３の巻き出し動作を行う方向へと回転動作することとなる。このモータ７が、本発明における「電動モータ」に相当する。また、本実施の形態では、このモータ７の電流値を検出するモータ電流検出計２２が設けられている。このモータ電流検出計２２が、本発明における「電動モータの電流値を検知する電流検知センサ」に相当する。このモータ電流検出計２２によって検出された電流値に関する情報は、ＥＣＵ２０へと伝送され、後述する「シートベルト格納制御処理」における電流値の判定に用いられる。
【００３５】
動力伝達機構９は、スプール５とモータ７との間に介在して、スプール５とモータ７とが接続された接続状態（動力伝達モード）、及び当該接続状態が解除された接続解除状態（動力伝達遮断モード）を形成する機構として構成される。この動力伝達機構９は、複数のギア部材等を組み合わせて形成されるいわゆる「クラッチ」とも称呼される。この動力伝達機構９の接続状態は、モータ７の動力を当該動力伝達機構９を介してスプールに伝達可能な状態である。従って、この接続状態においてモータ７が駆動制御されることによって、当該モータ７の動力が動力伝達機構９を介してスプール５に伝達される。このとき、モータ７の回転は、動力伝達機構９によって減速されることとなる。これに対し、動力伝達機構９の接続解除状態においては、スプール５とモータ７との物理的な接続が解除され、スプール５からシートベルト３を容易に巻き出す（引き出す）操作が可能となる。なお、必要に応じては、スプール５とモータ７との間に動力伝達機構９を介在させないで、スプール５とモータ７とを直接的に接続する構成を採用することもできる。
【００３６】
本実施の形態において、この動力伝達機構９は、特に図示しないものの、いわゆる「単段式クラッチ」として構成される。従って、動力伝達機構９の動力伝達モードにおいて、モータ７が所定のモータ出力で駆動されるとき、モータ７の回転が減速されてスプール５に伝達され、当該スプール５は所定の回転トルク、所定の回転数で回転駆動されることとなる。なお、この動力伝達機構９にかえて、スプールの回転トルク及び回転数を複数段階に可変とするような構成の動力伝達機構を用いることもできる。例えば、スプールの回転トルク及び回転数を２段階に可変とする２段クラッチを用いる場合において、シートベルトを強いベルト張力でスプールに巻き取る動作を行いたいときには、動力伝達機構を、相対的に回転トルクが高く、且つ相対的に回転速度が低い高減速比モードに設定することができる。これに対し、シートベルトをスプールに巻き取る動作を迅速に行いたいときには、当該動力伝達機構を、相対的に回転トルクが低く、且つ相対的に回転速度が高い低減速比モードに設定することができる。
【００３７】
本実施の形態では、上記シートベルト３の状態に関し次の７つのシートベルト制御モードが設定されており、これらのシートベルト制御モードに基づいてＥＣＵ２０によるモータ７及び動力伝達機構９の制御が行われるようになっている。これらのシートベルト制御モードに、更に別のシートベルト制御モードを追加するようにしてもよい。
【００３８】
（１）ベルト格納モード
ベルト格納モードは、シートベルト３が使用されずスプール５に完全に巻き取られている状態の制御モードである。このベルト格納モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が駆動されず、かつ動力伝達機構９が動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じているだけであり、また消費電力がゼロである。
【００３９】
（２）ベルト引出しモード
ベルト引出しモードは、シートベルト３を装着するためにスプール５から引き出す状態の制御モードである。同様にこのベルト引出しモードでも、シートベルトリトラクタ１は動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３を弱い力で引き出すことが可能となっている。このときにも、モータ７が駆動されず、消費電力がゼロである。
【００４０】
（３）フィッティング用ベルト巻取りモード
フィッティング用ベルト巻取りモードは、シートベルト３を引き出してトング（図１中のトング１２）をシートベルトバックルに挿入係合してバックルスイッチ（図１中のバックルスイッチ１６ａ）がＯＮした後、シートベルト３を車両乗員にフィットさせるために、余分に引き出されたシートベルト３を巻き取る状態、およびシートベルト３の通常装着状態（このとき、バックルスイッチはＯＮ状態となっている）で、車両乗員が動いてシートベルト３が所定量引き出された後、車両乗員が再び正規位置に着座したとき、引き出されたシートベルト３を巻き取る状態の制御モードである。このフィッティング用ベルト巻取りモードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つモータ７がベルト巻取り方向に高回転で回転駆動されるように制御される。従って、シートベルト３は迅速にスプール５に巻き取られ、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときモータ７が停止することで、シートベルト３は車両乗員にフィットした状態で装着される。
【００４１】
（４）通常装着モード（コンフォートモード）
通常装着モード（コンフォートモード）は、フィッティング用ベルト巻取りモード終了後に設定される、シートベルト３の通常装着状態の制御モードである。この通常装着モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が駆動されず、かつ動力伝達機構９が動力伝達遮断モードに設定される。したがって、シートベルト３にごく弱いベルト張力が生じているだけであるので、車両乗員はシートベルト３が装着されても圧迫感を抱くことはない。また、消費電力がゼロである。
【００４２】
（５）警報モード
警報モードは、通常装着モードで車両走行中に運転者の居眠りや自車両周辺の障害物を検知して、シートベルト３の巻取りを所定回数繰り返すことで、運転者に警報を発する状態の制御モードである。この警報モードでは、シートベルトリトラクタ１は、モータ７が繰り返し駆動されるように設定される。したがって、シートベルト３に比較的強いベルト張力（後述する緊急モードのベルト張力より弱い）と、ごく弱いベルト張力とが車両乗員に繰り返し加えられるので、運転者は居眠りや自車両周辺の障害物に対して注意を促される。
【００４３】
（６）緊急モード
緊急モードは、通常装着モードで車両走行中に、或いは上記警報モードに引き続いて、自車両が障害物等に衝突するおそれがきわめて高い場合に設定されるベルトモードである。この緊急モードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つモータ７がベルト巻取り方向に高回転、高トルクで回転駆動されように制御される。従って、シートベルト３は迅速にスプール５に巻き取られた後、最終的にシートベルト３にきわめて強い所定のベルト張力が生じたときモータ７が停止することで、このシートベルト３によって車両乗員が確実に拘束される。
【００４４】
（７）格納用ベルト巻取りモード
格納用ベルト巻取りモードは、シートベルト３を格納状態にするために当該シートベルト３をスプール５に完全に巻き取るべく制御する制御モードである。この格納用ベルト巻取りモードでは、シートベルトリトラクタ１は、動力伝達機構９が動力伝達モードに設定され、且つスプール５がシートベルト巻き取り動作するようにモータ７がベルト巻取り方向へと回転駆動されるように制御される。これにより、引き出されたシートベルト３をスプール５に迅速に巻き取る動作、いわゆる「シートベルト格納巻き取り動作」が行われ、シートベルト３がスプール５から巻き出されたままの状態が発生するのが防止されることとなる。そして、シートベルト３が完全に巻き取られて、ごく弱い所定のベルト張力が生じたときにモータ７が停止することで、シートベルト３は前述のごく弱いベルト張力が生じているベルト格納モードとなる。
【００４５】
ところで、この格納用ベルト巻取りモードに関し、シートベルト格納巻き取り動作を行う際には、シートベルト３が車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルト３が車両乗員によって引き出されたりすることが想定される。そこで、本実施の形態では、シートベルト格納巻き取り動作中にシートベルト負荷が上昇した場合には、当該負荷上昇の要因が取り除かれるまでの間、シートベルト格納巻き取り動作を所定時間停止（「中断」ともいう）した後、シートベルト格納巻き取り動作を再開するような制御を繰り返すように構成している。すなわち、本実施の形態では、シートベルト格納巻き取り動作中にシートベルト負荷が上昇した場合に、シートベルト格納巻き取り動作を所定時間停止するインターバルを設けることとしている。このときのシートベルト負荷上昇は、図２中のモータ電流検出計２２によって検出されたモータ７の電流値に基づき、ＥＣＵ２０にて判定される。具体的には、シートベルト格納巻き取り動作中においてモータ７の電流値が基準電流値を超えた場合に、シートベルト３が車両乗員や車両シート等に引っ掛かったり、シートベルトが車両乗員によって引き出された「シートベルト負荷上昇状態」であると判定される。
【００４６】
また、本実施の形態では、シートベルト巻き取り動作を最大で３回行うような設定（最大停止回数が３回）とされており、シートベルト負荷が設定負荷に達する回数が１回〜３回の場合には当該回数のシートベルト巻き取り動作が遂行され、３回目のシートベルト巻き取り動作が遂行された時点でシートベルト格納制御自体を終了する。なお、シートベルト負荷が設定負荷に一度も達しない場合には１回のシートベルト巻き取り動作が遂行されるのみでシートベルト格納制御を終了するように構成されている。このように、本実施の形態では、この格納用ベルト巻取りモードにおいて、モータ７を駆動するとともに、当該駆動中にシートベルト３に作用するシートベルト負荷が予め設定された設定負荷に達したときには当該駆動を一時的に停止する制御を１または複数回行ったのちに当該シートベルト格納制御を終了するようになっている。
【００４７】
ところが、上記シートベルト格納制御において、シートベルト巻き取り動作、すなわちモータ７の駆動を一時的に停止する動作を最大停止回数（３回）まで行っても、シートベルト３が完全には格納されない状態が発生することが想定される。このような場合、シートベルト３が完全に格納されていない現象を認識した車両乗員は、当該現象がシートベルト格納制御の終了に起因しているのか、或いはシートベルト装置の故障に起因しているのかを容易に判断することができず、違和感や不安感を抱くこととなる。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、シートベルト格納制御（単に「格納制御」ともいう）の終了に際しこのシートベルト格納制御の終了を報知する報知制御を行う構成を備える。具体的には、シートベルト格納制御中において、シートベルト負荷が上昇した場合には、シートベルト格納巻き取り動作を一時的に（一旦）停止するとともに、シートベルト格納制御を終了するときには、シートベルト３の巻き取り動作を用いて車両乗員にシートベルト格納制御の終了を報知するように構成している。本構成に関しては、以下、図３及び図４を参照しつつ更に詳細に説明する。
【００４９】
図３には、本実施の形態の「シートベルト格納制御処理」のフローチャートが示され、図４には、本実施の形態の「シートベルト格納制御処理」におけるシートベルト格納巻き取り動作のタイムチャートが示される。
【００５０】
図３に示すように、本実施の形態のシートベルト格納制御処理では、まずステップＳ１０によって、格納制御開始条件が成立したか否かを判定する。この格納制御開始条件の成立に関しては、図１中のシートベルトバックル１６に対するトング１２の挿入係合が解除されたことをバックルスイッチ１６ａが検知したとき、シートベルトバックルがＯＮ状態からＯＦＦ状態になった、すなわちシートベルト３の状態が車両乗員に対する装着状態から装着解除状態へと切り換ったときに、格納制御開始条件が成立したと判定することができる。当該判定は、バックルスイッチ１６ａによる検出情報をＥＣＵ２０が検出することによって可能となる。このシートベルトバックルの状態に関する情報に、更に車両ドアの開閉状態に関する情報を加えて、格納制御開始条件の成立を判定することもできる。このステップＳ１０では、シートベルトバックルがＯＮ状態からＯＦＦ状態へと切り換えられるまで当該判定処理を継続し、シートベルトバックルがＯＮ状態からＯＦＦ状態へと切り換えられたと判定した場合に、格納制御開始条件が成立した（ステップＳ１０のＹＥＳである）として、ステップＳ１１にすすむ。
【００５１】
ステップＳ１１では、シートベルトリトラクタ１の動力伝達機構９を動力伝達モードに設定し、且つスプール５がシートベルト巻き取り動作するようにモータ７を駆動制御（図４に示す一定の印加電圧Ｖ１を供給）して、シートベルト格納巻き取り動作（１回目）を開始する。なお、このシートベルト格納巻き取り動作は、モータ７の駆動力のみで行われてもよいし、或いはスプール５に作用するリターンスプリング等の弾性部材による巻き取り力に加え、モータ７の駆動力が補助的に用いられることで行われてもよい。
【００５２】
ステップＳ１２では、このシートベルト格納巻き取り動作中においてモータ電流検出計２２によるモータ電流値の検出を行い、ステップＳ１３では、検出されたモータ電流値が基準電流値に達したか否かを判定する。検出されるモータ電流値が基準電流値に達するまでステップＳ１２及びステップＳ１３の処理を継続し、モータ電流値が基準電流値に達した場合（ステップＳ１３のＹＥＳの場合）には、シートベルト負荷が上昇したと判定してステップＳ１４にすすみ、シートベルト格納巻き取り動作を一旦停止する。なお、シートベルト負荷が上昇する要因としては、シートベルト３が車両乗員や車両シート４０等に引っ掛かったり、シートベルト３が車両乗員によって引き出されたりした場合が挙げられる。
【００５３】
また、ステップＳ１５によって、シートベルト格納巻き取り動作（２回目）を繰り返すか否かを判定する。ステップＳ１５においてシートベルト格納巻き取り動作を繰り返すと判定した場合（ステップＳ１５のＹＥＳの場合）には、ステップＳ１６及びステップＳ１７によってシートベルト格納巻き取り動作の停止時間が所定時間（図４中の停止インターバルΔｔ）に達したか否かを判定する。シートベルト格納巻き取り動作の停止時間が所定時間に達したと判定した場合（ステップＳ１７のＹＥＳの場合）には、ステップＳ１１に戻り１回目のシートベルト格納巻き取り動作と同様にステップＳ１４に至るまでのシートベルト格納巻き取り動作（２回目）を再開する。このステップＳ１１からステップＳ１４に至るまでのシートベルト格納巻き取り動作は、予め設定された最大繰り返し回数に基づいて行われる。図４に示すタイムチャートでは、この最大繰り返し回数の設定が３回であり、シートベルト格納巻き取り動作の計３回繰り返された場合について記載している。
【００５４】
一方、ステップＳ１５においてシートベルト格納巻き取り動作を終了すると判定した場合（ステップＳ１５のＮＯの場合）、すなわちシートベルト格納制御を終了する場合には、ステップＳ１８にすすみ格納制御終了の報知を行う。この格納制御終了の報知に関し、本実施の形態では、シートベルト３の巻き取り動作を用いて格納制御終了の報知を行うように構成している。具体的には、格納制御時におけるシートベルト格納巻き取り動作とは異なる態様、例えば図４中に示すようにシートベルト３を断続的（図４では計３回）に巻き取る（引っ張る）ようにモータ７を駆動制御（図４に示す印加電圧Ｖ２を断続的に供給）する。この場合のモータ７は、ＥＣＵ２０からの駆動信号に基づいて駆動され、これによってシートベルト格納制御の終了を車両乗員に報知するべくシートベルト３の巻き取り動作を行う手段であり、本発明における「作動装置」を構成している。
なお、この報知に用いるシートベルト３の巻き取り動作に関しては、当該動作が通常のシートベルト格納巻き取り動作との区別が可能であって、且つ当該動作が車両乗員に対し不快感を与えることのないように、モータ７に供給される電圧や電流を制御するのが好ましい。
【００５５】
以上のように、上記シートベルト格納制御処理によれば、シートベルト３がスプール５に完全に巻き取られた状態で格納が終了しているか、或いはシートベルト３がスプール５に完全には巻き取られていない状態で格納が終了しているかにかかわらず、格納制御自体が終了したことがシートベルト３の巻き取り動作によって報知される。これにより、たとえシートベルト３がスプール５に完全には巻き取られずにモータ７が停止したとしても、車両乗員はあくまで格納制御が終了したのであって、故障ではないということを認識することができる。従って、この格納制御を車両乗員に違和感や不安感を与えることなく行うことが可能となる。
また、本実施の形態によれば、シートベルト３の巻き取り動作を格納制御終了の報知に用いることによって、シートベルトリトラクタ１やシートベルト装置１００の構成上の合理化が図られる。
また、本実施の形態によれば、シートベルト３がどの程度格納されているかを検知するような新たな検知センサを用いる必要がないため、シートベルトリトラクタ１やシートベルト装置１００におけるコスト面での合理化を図るのに有効である。
かくして、本実施の形態によれば、モータ７を用いて行うシートベルト３のシートベルト格納制御を車両乗員に違和感や不安感を与えることなく行うことが可能なシートベルトリトラクタ１、シートベルト装置１００及び当該シートベルト装置１００を備えたシートベルト装置付車両が提供される。
【００５６】
（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００５７】
上記実施の形態では、シートベルト格納制御の終了を報知するための手段として、モータ７の駆動によるシートベルト３の巻き取り動作を用いる場合について記載したが、本発明では他の構成の手段を用いることもできる。例えば、音声やブザー等の音出力機能を有する装置、文字や数字や図柄などの表示出力機能を有する装置、シートベルト３以外で車両乗員に対し可動部材の動作を認識させるための装置、車両乗員に対し押圧力や引っ張り力、振動等を付与する機能を有する装置、またこれらのうちの複数を組み合わせた装置などを、シートベルト格納制御の終了を報知するための手段として用いることができる。
なお、シートベルト格納制御の終了を報知するタイミングは、最終回のシートベルト巻き取り動作が終了した後であってもよいし、或いは最終回のシートベルト巻き取り動作中やシートベルト巻き取り動作直前であってもよい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、シートベルト格納制御の終了を報知するに際し、シートベルト３を断続的に巻き取るようにモータ７を駆動制御する場合について記載したが、本発明においては、シートベルト格納制御の終了を報知するに際し、通常のシートベルト格納巻き取り動作時と異なる態様にてシートベルト巻き取り動作を行うことができればよく、本発明では、シートベルト巻き取り動作の態様として断続的以外の態様を用いることもできる。例えば、巻き取り速さや巻き取り加速度が通常のシートベルト格納巻き取り動作時と異なるようにモータ７を駆動制御して、報知のためのシートベルト巻き取り動作を行うようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、運転席に着座した車両乗員に対し装着されるシートベルト装置１００について記載したが、運転席に着座した車両乗員以外に、助手席シートや、運転席シート及び助手席シートの車両後方に配置される後部席シート等に着座した車両乗員に対し装着されるシートベルト装置に関し、本発明を適用することもできる。
【００６０】
また、上記実施の形態では、自動車に装着されるシートベルトリトラクタ１及びシートベルト装置１００の構成について記載したが、本発明のシートベルトリトラクタの構成は、例えば自動車、飛行機、船舶、電車、バス等、車両乗員を乗せて移動する各種の車両に装着されるシートベルトリトラクタやシートベルト装置の構成に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態のシートベルト装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】図１中のシートベルトリトラクタ１まわりの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態の「シートベルト格納制御処理」のフローチャートである。
【図４】本実施の形態の「シートベルト格納制御処理」におけるシートベルト格納巻き取り動作のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  シートベルトリトラクタ
３  シートベルト
５  スプール
５ａ  シートベルト巻き取り面
７  モータ
９  動力伝達機構
１０  ショルダーガイドアンカー
１２  トング
１４  アウトアンカー
１６  シートベルトバックル
１６ａ  バックルスイッチ
２０  ＥＣＵ
２２  モータ電流検出計
３０  入力要素
３２  車両衝突情報検知センサ
４０  車両シート
４２  Ｂピラー
１００  シートベルト装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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