(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動信号に応じて駆動されるモータと、前記モータとシートベルトを巻装するリールシャフトの動力を連結し、前記モータの駆動に応じてシートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタを駆動させる駆動手段と、前記シートベルトが引き出されたことを検知するシートベルト引き出し検知手段と、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの巻き取りが可能かを検知する巻き取り可能検知手段と、前記シートベルトの装着及び非装着を検出する検出手段とを備えている車両用乗員拘束保護装置において、
前記検出手段により前記シートベルトが非装着状態から装着状態に移行したことが検出された時に、前記駆動手段により前記電動リトラクタを駆動させて前記シートベルトを第１の巻き取り力で巻き取り限界まで巻き取り、その後第１所定時間前記シートベルトを引き出す制御を行い、
さらに、前記シートベルトが装着されており、且つ前記シートベルト引き出し検知手段により前記シートベルトの引き出しが検知された場合には、前記シートベルト引き出し検知手段により前記シートベルトの引き出しが検知されなくなったときに、前記駆動手段により前記電動リトラクタを駆動させて、前記第１の巻き取り力より小さい第２の巻き取り力で前記シートベルトの巻き取りを行う制御をする制御手段を備えることを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に装備される車両用乗員拘束保護装置に関し、特に、乗員を保護するためのシートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタを用いた車両用乗員拘束保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタを備えた車両用乗員拘束保護装置は、従来より知られており、この電動リトラクタはシートベルトの非装着を検知するとシートベルトの巻き取りを完了するまでシートベルトの巻き取りを行なっていた。
【０００３】
このため、一旦シートベルトのタングをバックルから解除し、シートベルトを非装着状態にした後に、すぐにシートベルトのタングをバックルに装着する場合には、電動リトラクタのシートベルトを巻き取る力に逆らって、シートベルトの引き出しを行わなければならないので、高齢者等の非力で運動能力の減衰した乗員にはシートベルトの装着が困難であった。
【０００４】
これに対処するため、本願出願人は、特願平１０−４９９９９号において、シートベルト装着検出部によりシートベルト非装着状態からシートベルト装着状態になったことが検出された時及びシートベルト引き出し検出部によりシートベルトの引き出しが検出された時に、所定の大きさのシートベルト巻き取り力でシートベルトを巻き取り限界まで巻き取り、その後、所定の大きさのシートベルト引き出し力で所定時間シートベルトを引き出し、シートベルトに所定の弛みを与えるようにした車両用乗員拘束保護装置を開示した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用乗員拘束保護装置では、シートベルトを巻き取り限界まで巻き取る場合に、乗員により故意にシートベルトが乗員の体から離れた位置で止められた状態で、巻き取り限界であると判断された時に、シートベルトが異常に弛んだ状態でセットされてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、シートベルトの余分な弛みを除去することにより乗員を適切に保護することができる車両用乗員拘束保護装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の車両用乗員拘束保護装置は、所定の駆動信号に応じて駆動されるモータと、前記モータとシートベルトを巻装するリールシャフトの動力を連結し、前記モータの駆動に応じてシートベルトの巻き取り及び引き出しを行う電動リトラクタと、前記電動リトラクタを駆動させる駆動手段と、前記シートベルトが引き出されたことを検知するシートベルト引き出し検知手段と、前記電動リトラクタによる前記シートベルトの巻き取りが可能かを検知する巻き取り可能検知手段と、前記シートベルトの装着及び非装着を検出する検出手段とを備えている車両用乗員拘束保護装置において、前記検出手段により前記シートベルトが非装着状態から装着状態に移行したことが検出された時に、前記駆動手段により前記電動リトラクタを駆動させて前記シートベルトを第１の巻き取り力で巻き取り限界まで巻き取り、その後第１所定時間前記シートベルトを引き出す制御を行い、さらに、前記シートベルトが装着されており、且つ前記シートベルト引き出し検知手段により前記シートベルトの引き出しが検知された場合には、前記シートベルト引き出し検知手段により前記シートベルトの引き出しが検知されなくなったときに、前記駆動手段により前記電動リトラクタを駆動させて、前記第１の巻き取り力より小さい第２の巻き取り力で前記シートベルトの巻き取りを行う制御をする制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ１００の構成を示す図である。
【００１１】
電動リトラクタ１００はフレーム１を備えている。このフレーム１にはシートベルトを巻き取るリールシャフト３が回転自在に設置され、車両に所定の減速度が作用したとき又はシートベルトが所定の加速度で引き出されたときにシートベルトの引き出しをロックする公知のシートベルトロック機構２が固定されている。
【００１２】
次いで、リールシャフト３の中心軸３ａはリールシャフト用プーリ５の中心軸に連結されており、このリールシャフト用プーリ５は動力伝達ベルト７を介して直流モータ用プーリ６に接続されている。
【００１３】
リールシャフト用プーリ５及び直流モータ用プーリ６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また動力伝達ベルト７の内周にも所定数の内歯が形成されており、リールシャフト用プーリ５及び直流モータ用プーリ６の外歯と動力伝達ベルト７の内歯とはそれぞれ過不足なくかみ合っている。
【００１４】
直流モータ用プーリ６の中心軸は直流モータ１０に連結されている。従って、直流モータ１０の回転は直流モーター用プーリ６を介してリールシャフト３に伝達される。
【００１５】
直流モータ１０は、フレーム１に少なくとも２点以上で固定されており、また直流モータ駆動部１１を介してＭＰＵ（Micro Processing Unit）１４に接続されている。直流モータ駆動部１１はＭＰＵ１４からの制御信号に基づいて直流モータ１０の回転を制御する。
【００１６】
図２は直流モータ駆動部１１の回路図である。図２中の端子Ｐ１及び端子Ｐ２はＭＰＵ１４から出力されるＰＷＭ（パルス幅変調）信号の入力端子であり、端子Ｐ１及び端子Ｐ２には、例えば、２０ｋＨｚのＰＷＭ信号が入力される。端子Ｐ３及び端子Ｐ４は電流検出用の出力端子であり、端子Ｐ５及び端子Ｐ６は電圧検出用の出力端子であり、端子Ｐ１〜端子Ｐ６はそれぞれＭＰＵ１４に接続されている。また、図２中の電圧Ｖｂは直流モータ１０に供給され、図２中の複数のトランジスタ及びＦＥＴ等は、ＭＰＵ１４からのＰＷＭ信号により直流モータ１０の回転を正転又は反転駆動させるためのものである。
【００１７】
図２中の回路Ｃ１は、抵抗ｒ１に流れる電流から直流モータ１０に流れる電流ｉを検出する電流検出回路であり、ＰＷＭ信号の影響による電流の変動を取り除くためのインターフェイス回路（以下、ＩＦという）１及びＩＦ２を備えている。ＭＰＵ１４は、ＩＦ１及びＩＦ２からそれぞれ電圧信号を受信し、この電圧信号に基づいて直流モータ１０に流れる電流ｉを検出する。
【００１８】
回路Ｃ２は直流モータ１０にかかる端子間電圧を測定する電圧測定回路であり、ＰＷＭ信号の影響による端子間電圧の変動を取り除くため、ＩＦ３及びＩＦ４を備えている。ＭＰＵ１４は、ＩＦ３及びＩＦ４からそれぞれ電圧信号を受信し、この電圧信号に基づいて直流モータ１０にかかる端子間電圧を測定する。
【００１９】
ＩＦ１〜ＩＦ４は、例えば抵抗ｒ２、抵抗ｒ２より小さい抵抗値の抵抗ｒ３及びコンデンサｃ３からなるローパスフィルタ構成となっており、カットオフ周波数を、例えば、２０Ｈｚに設定している。これにより、電流検出回路Ｃ１及び電圧測定回路Ｃ２でＭＰＵ１４に出力されるＰＷＭ信号の影響は、−６０ｄＢに低減され、本来電流検出回路Ｃ１で検出しようとしている電流や電圧測定回路Ｃ２で測定しようとしている端子間電圧にほとんど影響を与えなくなる。
【００２０】
図１に戻り、ＭＰＵ１４は、時間を計るタイマー１５を備えており、シートベルトのタングがバックルに装着されたか否かを検出する及びシートベルトのタングがバックルから着脱されたか否かを検出するバックル接続有無検出部１６に接続されている。バックル接続有無検出部１６はシートベルトのタングがバックルに装着されたか否かを検出し、それに対応した制御信号をＭＰＵ１４に出力する。
【００２１】
尚、ＭＰＵ１４は、直流モータ１０の端子間電圧によりシートベルトが引き出されたか否かを判断し、直流モータ１０に流れる電流ｉからシートベルトの巻き取りが終了したか否かを判断する。
【００２２】
図３は車両内部の座席の一例を示す図である。尚、この座席は運転席（車両前進方向の右側座席）とするが、助手席（車両前進方向の左側座席）又は後部座席であってもよい。
【００２３】
車両には、座席１０４が取り付けられており、座席の一端には、シートベルトのタング１０５を装着するためのバックル１０６が固定されている。座席の他端側には、工具を介してシートベルトの一端が車体に固定されている。シートベルトはタング１０５をバックル１０６に装着することによりショルダ部１０２及びラップ部１０３で乗員を拘束し保護する。また、シートベルトはタング１０５及びスルー部１０１を介して電動リトラクタ１００で巻き取られる。
【００２４】
尚、電動リトラクタ１００のシートベルト巻き取り力の制御は、ＭＰＵ１４による直流モータ１０の駆動力の制御により行われる。ここで、電動リトラクタ１００のシートベルト巻き取り力が大きい場合には、ショルダ部１０２及びラップ部１０３で発生しているシートベルトの弛みを取ることができ、電動リトラクタ１００のシートベルト巻き取り力が小さい場合には、ショルダ部１０２で発生しているシートベルトの弛みを取ることができる。
【００２５】
図４，５はＭＰＵ１４が実行するシートベルト装着制御の詳細を説明するフローチャートであり、このシートベルト装着制御はＭＰＵ１４が実行するメイン制御の一部を成すものである。
【００２６】
まず、シートベルトのタングがバックルに装着されたことをバックル接続有無検出部１６により検出されたか否かを判別し（ステップＳ３１）、バックル接続有無検出部１６により検出されていない場合には、該判別を繰り返す一方、バックル接続有無検出部１６により検出された場合には、直流モータ１０をシートベルトの巻き取り側に回転させるため、直流モータ１０に電流ｉを流すようにＭＰＵ１４よりＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ３２）。これにより、シートベルトが巻き取られ、ショルダ部１０２及びラップ部１０３で発生しているシートベルトの弛みを取ることができる。尚、この時のシートベルトの巻き取り力は後述するステップＳ４４のシートベルトの巻き取り力と同じ大きさである。
【００２７】
次に、直流モータ１０に流れる電流ｉからシートベルトの巻き取りが限界に到達しているか否かを判別し（ステップＳ３３）、シートベルトの巻き取りが限界に到達していない場合には、シートベルトの巻き取りを継続させるためにステップＳ３２に戻る一方、シートベルトの巻き取りが限界に到達している場合には、乗員にシートベルトがフィットしており、所定の弛みを与えるべく直流モータ１０をシートベルトの引き出し側に回転させるため、直流モータ１０に電流ｉを流すようにＭＰＵ１４よりＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ３４）。これにより、シートベルトが引き出される。尚、この時のシートベルトの引き出し力は後述するステップＳ４６のシートベルトの引き出し力と同じ大きさである。
【００２８】
次いで、タイマー１５によりステップＳ３４でＰＷＭ信号を出力してから所定時間ｔ1、例えば１ｓ経過したか否かを判別させ（ステップＳ３５）、所定時間ｔ1経過していない場合には、所定の弛みが与えられていないため、ステップＳ３４に戻る一方、所定時間ｔ1経過している場合には、シートベルトの余分な弛みを除去する処理（後述するステップＳ４４のシートベルトの巻き取り処理及び後述するステップＳ４６のシートベルトの引き出し処理）が何回おこなわれたかをカウントするカウンタのカウント値Ｎが所定値Ｎ1、例えば２回より小さいか否かを判別し（ステップＳ３６）、カウント値Ｎが所定値Ｎ1より小さい場合には、タイマー１５により予めセットされているセット時間ｔsを経過しているか否かを判別する（ステップＳ３７）。このセット時間ｔsは、正規の弛み量にセットするためのシートベルトの巻き取りを乗員が阻止している時間であり、後述するステップＳ５０でセットするが、この時常に一定の長さの時間をセットしてもよく又はセット毎にランダムな長さの時間をセットしてもよい。
【００２９】
上記ステップＳ３６で、カウント値Ｎが所定値Ｎ1以上の場合又は上記ステップＳ３７で、セット時間ｔsを経過していない場合には、直流モータ１０の端子間電圧により乗員によるシートベルトの引き出しが行われたか否かを判別する（ステップＳ３８）。これにより、シートベルト装着状態での乗員の移動によるシートベルトの引き出し、例えば、車両を一旦停止させ、乗員が前かがみになり、道路の左右の確認を行う時に生じるシートベルトの引き出しがあったか否かを判別できる。
【００３０】
シートベルトの引き出しが行われていない場合には、後述するステップＳ４８に進む一方、シートベルトの引き出しが行われた場合には、直流モータ１０の端子間電圧により乗員によるシートベルトの引き出しが停止したか否かを判別する（ステップＳ３９）。乗員によるシートベルトの引き出しが停止していない場合には、該判別を繰り返す一方、乗員によるシートベルトの引き出しが停止した場合には、直流モータ１０をシートベルトの巻き取り側に回転させるため、直流モータ１０に電流ｉを流すようにＭＰＵ１４よりＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ４０）。これにより、シートベルトは巻き取られ、ショルダ部１０２で発生しているシートベルトの弛みを取ることができる。尚、この時のシートベルトの巻き取り力は上記ステップＳ３２のシートベルトの巻き取り力よりも小さくなるようにＭＰＵ１４が制御する。これは、ステップＳ４０のシートベルトの巻き取りが、例えば、乗員が前かがみになり、道路の左右の確認を行う時に生じるシートベルトの引き出しに対応するものであり、この時に、上記ステップＳ３２のシートベルトの巻き取り力と同じ強い巻き取り力でシートベルトが巻き取られると、乗員に違和感をもたらすためである。
【００３１】
その後、直流モータ１０に流れる電流ｉからシートベルトの巻き取りをまだ行うことができるか否かを判別し（ステップＳ４１）、シートベルトの巻き取りをまだ行うことができる場合には、カウント値Ｎをクリアする（Ｎ←０）（ステップＳ４３）一方、シートベルトの巻き取りを行うことができない場合、即ち、乗員が前かがみの状態からまだ戻っていない場合には、タイマー１５によりステップＳ４１の判別から所定時間ｔ2、例えば５ｓ経過したか否かを判別させ（ステップＳ４２）、所定時間ｔ2経過していない場合には、ステップＳ４０に戻る一方、所定時間ｔ2経過している場合には、ステップＳ４３に進む。
【００３２】
次に、前かがみ等により発生したショルダ部１０２及びラップ部１０３のシートベルトの弛みを取り去るべく、直流モータ１０をシートベルトの巻き取り側に回転させるため、直流モータ１０に電流ｉを流すようにＭＰＵ１４よりＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ４４）。これにより、シートベルトが巻き取られる。
【００３３】
次いで、直流モータ１０に流れる電流ｉからシートベルトの巻き取りが限界に到達しているか否かを判別し（ステップＳ４５）、シートベルトの巻き取りが限界に到達していない場合には、シートベルトの巻き取りを継続させるためにステップＳ４４に戻る一方、シートベルトの巻き取りが限界に到達している場合には、乗員にシートベルトがフィットしており、所定の弛みを与えるべく直流モータ１０をシートベルトの引き出し側に回転させるため、直流モータ１０に電流ｉを流すようにＭＰＵ１４よりＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ４６）。これにより、シートベルトが引き出される。
【００３４】
次いで、タイマー１５によりステップＳ４６でＰＷＭ信号を出力してから所定時間ｔ1、例えば１ｓ経過したか否かを判別させ（ステップＳ４７）、所定時間ｔ1経過していない場合には、所定の弛みが与えられていないため、ステップＳ４６に戻る一方、所定時間ｔ1経過している場合には、シートベルトのタングがバックルに装着されたことをバックル接続有無検出部１６により検出されたか否かを判別し（ステップＳ４８）、バックル接続有無検出部１６により検出された場合には、ステップＳ３６に戻る一方、バックル接続有無検出部１６により検出されていない場合、即ち、シートベルト非装着状態の場合には、シートベルトを格納するように直流モータ１０を制御するシートベルト格納制御を行い（ステップＳ４９）、ステップＳ３１に戻る。尚、シートベルト格納制御は公知であるため、その説明は省略する。
【００３５】
上記ステップＳ３７で、セット時間ｔsを経過している場合には、次のセット時間ｔsをセットし（ステップＳ５０）、カウント値Ｎを１インクリメントし（ステップＳ３９）、ステップＳ４４に進む。
【００３６】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルト装着後（ステップＳ３１でＹＥＳ）、シートベルトを巻き取り限界まで巻き取り、所定時間シートベルトを引き出すことにより（ステップＳ３２〜ステップＳ３５）、乗員に所定の弛みを与え、乗員によるシートベルトの引き出しの有無に拘わらず（ステップＳ３７でＹＥＳ及びＮＯ）、再びシートベルトを巻き取り限界まで巻き取り、所定時間シートベルトを引き出すことにより（ステップＳ４４〜ステップＳ４７）、乗員に所定の弛みを与えるので、シートベルトの余分な弛みを除去することにより乗員を適切に保護することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の車両用乗員拘束保護装置によれば、シートベルトの余分な弛みを除去し、乗員に適度な弛みが与えられた後、乗員が前かがみになり、道路の左右の確認を行う時に生じるシートベルトの引き出しに対応して、第１の巻き取り力より小さい第２の巻き取り力でシートベルトの巻き取りを行うので、乗員に違和感をもたらすことなく、シートベルトの余分な弛みを除去することにより乗員を適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束保護装置が備えている電動リトラクタ１００の構成を示す図である。
【図２】直流モータ駆動部１１の回路図である。
【図３】車両内部の座席の一例を示す図である。
【図４】ＭＰＵ１４が実行するシートベルト装着制御の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】ＭＰＵ１４が実行するシートベルト装着制御の詳細を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  フレーム
２  シートベルトロック機構
３  リールシャフト
５  リールシャフト用プーリ
６  直流モータ用プーリ
７  動力伝達ベルト
１０  直流モータ（駆動手段）
１１  直流モータ駆動部（シートベルト引き出し検出手段）
１４  ＭＰＵ（制御手段）
１６  バックル接続有無検出部（シートベルト装着検出手段）
１００  電動リトラクタ
【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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