(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置であって、前記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両に対する事故の種類を検知する事故検知手段と、前記事故の種類に対応して、個別の適切なタイミングで前記シートベルトのロックを解除し、前記モータによるシートベルトの引出し方向への回転を可能とする制御手段と、を備えるシートベルト装置。
【請求項２】
前記事故検知手段は水没検知手段又は転倒検知手段であり、前記制御手段は、前記水没検知手段による水没の検知又は前記転倒検知手段による転倒検知に対応して、前記モータをシートベルトの引出し方向に回転可能とする請求項１に記載のシートベルト装置。
【請求項３】
車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置であって、前記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両に対する事故の種類を検知する事故検知手段と、前記事故の検知から所定時間を経過した後に上記モータによるシートベルトの引出しを可能とする制御手段であって、前記事故の種類に対応して、ほぼゼロを含む前記所定時間のうち、異なる前記所定時間が設定された制御手段と、を備えるシートベルト装置。
【請求項４】
車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置であって、前記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、少なくとも水没事故又は転倒事故かを検知する事故検知手段と、前記事故の検知に応じて上記モータによるシートベルトの引出しを可能とする制御手段であって、前記水没事故の場合は、第１のタイミングで、前記転倒事故の場合は、前記第１のタイミングより遅い第２のタイミングで前記シートベルトの引出しを可能とする制御手段と、を備えるシートベルト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乗員を座席に拘束して乗員の安全を図る乗物のシートベルト装置、より具体的には、車両のシートベルト装置に関し、特に、電動モータなどの動力源を使用するシートベルトの巻取り装置を用いるシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の事故の際には、乗員をシートベルトに拘束して乗員の安全を図るが、事故後はシートベルトを解除して、速やかに事故車両から離れることが望ましい。
【０００３】
従来、車両水没時は、避難のためにシートベルトをバックルから外し、ドアを開けてあるいは窓を開けて避難する。水没の場合、乗員は一種の混乱状態になり易く、シートベルトを外さずにドアを開けて逃げようとする場合がある。この場合には、シートベルトは、避難の妨げになる。車両が転倒した場合も、乗員は混乱し、シートベルトを外さずに脱出しようとする場合がある。
【０００４】
また、転倒した車両から乗員を救出する場合、シートベルトのバックルが車両室内のセンター側に取付けられているため、バックルを外し難い。このため、乗員を救出するためにベルトを切断するなどしている。
【０００５】
そこで、例えば、特開昭５９−４０９６４号においては、自動的にバックルを解除してシートベルトの拘束を解除するバックル解除装置を設けることを提案している。この構成によれば、緊急時にバックルを解除することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誤検知により、バックルが解除されると、乗員はシートベルトを挿通したタングプレートをバックルに再度接続しなければならず煩わしい。
【０００７】
よって、本発明は、車両事故後、速やかなる乗員脱出あるいは乗員救助を可能とするシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、車両事故の状態に応じたシートベルトの引出しを可能として安全確保とすばやい脱出を可能とするシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置において、上記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両の事故状態を検知する事故検知手段と、上記事故状態に対応して、上記モータによるシートベルトの引出し態様を変える制御手段と、を備える。
【００１０】
本発明のシートベルト装置は、車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置において、上記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両の事故を検知する事故検知手段と、上記事故の検知から所定時間を経過した後に上記モータによるシートベルトの引出しを行う制御手段と、を備える。
【００１１】
好ましくは、前記所定時間は、事故による車両への衝撃が収る時間である。
【００１２】
本発明のシートベルト装置は、車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置において、上記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両が水没したことを検知する水没検知手段と、上記水没の検知に対応して、上記モータをシートベルトの引出し方向に回転させる制御手段と、を備える。
【００１３】
本発明のシートベルト装置は、車両の乗員を座席に拘束して安全を図るシートベルト装置において、上記シートベルトの巻取り・引出しをモータによって行う電動巻取り装置と、車両が転倒したことを検知する転倒検知手段と、上記転倒の検知に対応して、所定時間を経過した後に上記モータをシートベルトの引出し方向に回転させる制御手段と、を備える。
【００１４】
好ましくは、上記所定時間は、転倒による車両への衝撃が収る時間に設定される。それにより、乗員が逆さまになり、乗員が東部を車両の天井にぶつける虞を減少しつつ、乗員のシートベルトからの開放を容易にする。
【００１５】
【実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、シートベルト装置を示している。シートベルト装置は、乗員を座席３０１に拘束するベルト３０２を電動モータで巻取る電動式巻取装置１００、ベルト３０２を乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３、ベルト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、ベルト３０２の端部を車体に固定するアンカー３０６、タングプレートとバックルとの係合を検出するバックルに内蔵されたスイッチ（シートベルト検出装置）３０７、制御部２００（図示せず）等によって構成される。
【００１６】
図２は、電動式巻取り装置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、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、図示しないベルトを巻回するリール１０３、リール１０３と結合し、リール回転の中心軸となるリール軸１０３ａが回転自在に設けられる。リール軸１０３ａの右端部には、車両に所定の減速度が作用したとき又はベルトが所定の加速度で引出されたときにシートベルトの引出しをロックする公知のシートベルトロック機構１０２が固定されている。シートベルトロック機構１０２には、強制ロック解除機構１０２ａが追加されている。
【００１７】
図７は、強制ロック解除機構１０２ａの例を示している。シートベルトロック機構１０２の一部を構成するラッチプレート７１はリール軸１０３ａに取付けられている。ラッチプレート７１の外周には歯山が形成されており、中央がフレーム（図示せず）に回動自在に軸支されたポール７２の先端が該歯山に係合することによってロックが確保される。通常は、図示しない、ベルト３０２の所定以上の引出し加速度を検知して作動する緊急ロック機構、車両に作用する所定以上の加速度を検知して作動する緊急ロック機構、あるいは自動ロック機構によってロック動作が適切に制御される。
【００１８】
強制ロック解除機構１０２ａには、ポールアクチェータ７３が設けられており、制御部２００からの駆動信号によって作動する。ポールアクチェータ７３が動作すると、図８に示すように、ロッドを伸張してポール７２を強制的に回動させ、ポール７２のロックを外す。これにより、リール軸１０３ａはフリーとなり、ベルト引出しを可能とする。
【００１９】
図９及び図１０は、ポールアクチェータ７３の構成例を示している。筒状のシリンダ７３ａの内部にラチェット（歯山）の設けられたロッド７３ｂが組込まれ、シリンダ７３ａの底部には、ガス発生器７３ｃが設けられている。シリンダ７３ａの出口部には、ラチェットに係止してロッド７３ｂの戻りを防止するストッパ７３ｄが設けられている。制御部２００からの駆動（点火）信号がガス発生器７３ｃに供給されると、図１０に示されるように、火薬が燃焼して膨張ガスが発生し、シリンダ７３ａ内のロッド７３ｂが押出される。ロッド７３ｂは、図８に示すように、ポールを回動してロックを強制的に解除する。
【００２０】
リール軸１０３ａの左端部には、プリテンショナ１０４、プーリ１０５、ポテンショメータ１１１が設けられる。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、リール軸１０３ａをベルトの巻取り方向に回転し、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などによって構成される。リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０の軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リール軸用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０の回転は、リール軸１０３ａに伝達される。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。
【００２１】
リール軸１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、公知のものであり、両端に定電圧が印加される抵抗体と、リール軸１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リール軸１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。
【００２２】
制御部２００には、シートベルトの着脱を検知するシートベルト装置検出器３０７、車両の水没を検知する水没検知装置４０１、車両の転倒を検知する転倒検知装置４０２、自車両と障害物との衝突の可能性を予知する衝突予知装置４０３の各出力が供給される。水没検知装置４０１は、例えば、対向電極間に水や海水が侵入することによる両電極間のキャパシタンス変化を水没センサとして利用することが出来る。このセンサのインピーダンスをインピーダンス測定装置によって測定し、所定のインピーダンス以下となるときに、水没と判断する。水没検知装置４０１は、例えば、車両の車室内下部、センターコンソール等に配置される。転倒検知装置４０２は、例えば、ロール角センサと判断部とによって構成することが出来る。ロール角センサは、例えば、上下方向の加速度を検出する、ひずみゲージ式加速度センサを利用して構成することが可能である。判断部はロール角が所定値以上になると転倒（ロールオーバ）と判別する。例えば、通常走行時は、検知加速度は１Ｇであるが、車両がその前後方向を軸方向として回転した場合には、４５度回転で０．５Ｇとなる。従って、重力値変化によって転倒を判別可能である。衝突予知装置４０３は、赤外線レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等により、障害物までの距離を測定し、その距離の時間的変化量（速度）で当該距離を除して、衝突までの時間を計算する。衝突までの時間が、所定値、例えば、０．１秒以下であると、衝突不可避と判断し、衝突信号を出力する。
【００２３】
図３は、制御部２００の概略構成を説明するブロック図である。同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムとモータ駆動回路２１０によって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードして、後述する各種のプログラムを実行し、シートベルトロック機構の強制解除、モータ１１０の正転、逆転、停止等の動作を制御する。上述したポテンショメータ１１１の回転量に対応した出力電圧は、入力インタフェース２０４のＡ／Ｄ変換器によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データをＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３の軸１０３ａの回転量領域に書込む。また、該入力ＣＰＵは出力電圧データ監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とを比較し、軸１０３ａの正転、逆転、停止等の状態を判別し、対応するフラグをＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のフラグ領域（フラグレジスタ）に設定する。
【００２４】
入力インタフェース２０４のＣＰＵは、シートベルトのバックルに内蔵されて、ベルトの装着の有無に対応した出力を発生するシートベルト装着検出装置３０７の出力を受けてＲＡＭ２０３のフラグ領域にベルト装着の有無を表すフラグ設定を行う。
【００２５】
入力インタフェース２０４のＣＰＵは、水没検知装置４０２からの車両が水没したことを表す信号を受けると、ＲＡＭ２０３のフラグ領域に水没フラグを設定する。
【００２６】
入力インタフェース２０４のＣＰＵは、転倒検知装置４０２からの車両が転倒した（ロールオーバー）ことを示す信号を受けると、ＲＡＭ２０３のフラグ領域に転倒フラグを設定する。
【００２７】
通信インタフェース２０５は、マイクロコンピュータシステムによって構成され、衝突予知装置が衝突信号を出力すると、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のフラグ領域に衝突フラグを設定する。
【００２８】
ＣＰＵ２０１は、後述する制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、ロック解除指令、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０６に与える。出力インタフェース２０５は、ロック解除指令に対応して駆動信号（点火信号）を強制ロック解除機構１０２ａのガス発生装置７３ｃに供給する。また、出力インタフェース２０６は、正転指令、逆転指令、駆動停止指令に対応したゲート制御信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６のパワートランジスタブリッジ回路を制御する。モータ駆動回路２０６は、モータ１１０に正方向あるいは逆方向の駆動電流を供給し、あるいは供給を停止する。
【００２９】
図４乃至図６は、制御部２００のＣＰＵ２０１の動作を説明するフローチャートである。ＣＰＵ２０１は、周期的にあるいは割込み命令の発生などによって、フラグ領域を監視している。フラグ領域に衝突フラグが設定されたどうかを判別する（Ｓ１２）。衝突フラグが設定された場合には（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、所定時間、例えば、５秒間、シートベルトを巻取るように出力インタフェース２０６に指令する。それにより、モータ１１０が軸１０３ａをシートベルトを巻取る方向に回転させ、ベルトの弛みをとって乗員を座席に拘束し、衝突の際の安全を図る（Ｓ１４）。衝突フラグが設定されていない場合は、本ルーチンを終了し（Ｓ１２；Ｎｏ）、他のフラグチェックを行う。
【００３０】
次に、ＣＰＵ２０１は、フラグ領域に水没フラグが設定されたかどうかを判別する（Ｓ２２）。フラグ領域に水没フラグが設定されると（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、乗員がシートベルトを装着していても避難できる程度の弛み（例えば、３０ｃｍ）を与えるべく、巻取り装置１００のシートベルトの強制ロック解除機構１０２ａに駆動信号を与えてアクチェータ７３を作動させ、シートベルトロックを強制的に解除し、リール軸１０３ａを回転可能とする（Ｓ２４）。出力インタフェース２０６にモータの逆転（シートベルトの引出し方向）を指令する。モータ１１０が回転すると、ＣＰＵ２０１は、ポテンショメータの出力によって回転量を検知し、所定量になったときにモータの停止を出力インタフェース２０６に指令する（Ｓ２６）。フラグ領域に水没フラグが設定されていない場合（Ｓ２２；Ｎｏ）、他のフラグのチエックに移行する。
【００３１】
次に、ＣＰＵ２０１は、フラグ領域に転倒フラグが設定されたかどうかを判別する（Ｓ３２）。フラグ領域に転倒フラグが設定されると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、転倒により乗員が逆さまになり、転倒の衝撃で頭部が車両の天井にあたる虞があるため、転倒が検知されてから衝撃が収る程度の所定時間を経過するまではシートベルトの引出しを行わない（Ｓ３４）。転倒による衝撃がなくなってから、ＣＰＵ２０１は、ロックの強制解除機構１０２ａに駆動信号を与え、アクチェータ７３を作動させてリール軸１０３ａのロックを解除する（Ｓ３６）。次いで、ベルトの引出し側にモータ回転を行う。乗員がシートベルトを装着していても避難できる程度の弛み（例えば、３０ｃｍ）を与えるべく、ＣＰＵ２０１は、出力インタフェース２０６にモータの逆転（シートベルトの引出し方向）を指令する。モータ１１０が回転すると、ＣＰＵ２０１は、ポテンショメータの出力によって回転量を検知し、所定量になったときにモータの停止を出力インタフェース２０６に指令する（Ｓ３８）。フラグ領域に転倒フラグが設定されていない場合（Ｓ３２；Ｎｏ）、他のフラグのチエックに移行する。
【００３２】
このようにして、実施例のシートベルト装置によれば、車両が衝突する前にシートベルトの弛みが除かれ、水没した場合には、シートベルトが弛められて脱出の容易化が図られる。また、車両が転倒した場合には、転倒による車両の揺れや衝撃が収ってからシートベルトが弛められ、乗員の安全と危険からの脱出の容易化が図られる。
【００３３】
このように、本発明の実施例によれば、事故を検知すると、事故の衝撃が収った後に、シートベルトが弛められて、乗員の脱出が容易となるようになされる。また、事故の状態（あるいは事故の種類）に対応してシートベルトを弛める制御態様が決定される。例えば、水没事故や横転事故では、別個の適切なタイミングでシートベルが弛められので具合がよい。
【００３４】
なお、本発明の実施例では、車両の事故状態として、水没、転倒の例を示したが、これに限定されず、他の事故状態であっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明シートベルト装置は、事故の直前には、シートベルトの弛みを除去して乗員を座席に拘束し、事故後は、車両の事故状態に対応した適宜なタイミングでシートベルトを弛めるようにしたので、乗員の安全及び避難の容易が図られて好ましい。
【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、電動式ベルト巻取り装置の例を説明する説明図である。
【図３】図３は、制御部の構成を説明するブロック図である。
【図４】図４は、衝突予知に対するＣＰＵ２０１のベルト巻取り処理を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、車両の水没に対するＣＰＵ２０１のベルト引出し処理を説明するフローチャートである。
【図６】図７は、車両の転倒に対するＣＰＵ２０１のベルト引出し処理を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、ロック解除機構の例（ロック作動状態）を説明する説明図である。
【図８】図８は、ロック解除機構の例（ロック解除状態）を説明する説明図である。
【図９】図９は、ポールアクチェータの非作動状態を説明する断面図である。
【図１０】図１０は、ポールアクチェータの作動状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
１００  電動式ベルト巻取装置
１１０  電動モータ
２００  制御部
４０１  水没検知装置
４０２  転倒検知装置
４０３  衝突予知装置
【図１】
0004237879.tif 000002
【図２】
0004237879.tif 000003
【図３】
0004237879.tif 000004
【図４】
0004237879.tif 000005
【図５】
0004237879.tif 000006
【図６】
0004237879.tif 000007
【図７】
0004237879.tif 000008
【図８】
0004237879.tif 000009
【図９】
0004237879.tif 000010
【図１０】
0004237879.tif 000011