(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員を保護するシートベルトと、前記乗員による前記シートベルトの装着の有無を検出する第１の検出手段と、必要に応じて前記シートベルトを巻き取り且つ引き出す電動リトラクタとを備え、前記電動リトラクタは、前記シートベルトに巻き取り力及び引き出し力を付与するモータと、前記モータの駆動を制御する制御手段とを有する車両用乗員拘束保護装置であって、
前記シートベルトが前記乗員の手によって握られているか否かを検出する第２の検出手段を備え、
前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、前記第２の検出手段によって前記シートベルトが前記乗員の手によって握られていることを検出した場合、前記シートベルトに引き出し力を付与するように前記モータの駆動を制御することを特徴とする車両用乗員拘束保護装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、前記第２の検出手段によって前記シートベルトが前記乗員の手によって握られていないことを検出した場合、前記シートベルトに巻き取り力を付与するように前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の車両用乗員拘束保護装置。
【請求項３】
前記シートベルトは、その表面に導電性の検出部材を有し、前記第２の検出手段は、前記乗員の皮膚が前記検出部材に接触したときに前記検出部材に発生する電気的変動により、前記シートベルトが前記乗員によって握られているか否かを検出することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用乗員拘束保護装置。
【請求項４】
さらに、車両室内に前記乗員の手及び前記シートベルトを撮像する撮像手段を備え、前記第２の検出手段は、前記撮像手段によって撮像された前記乗員の手及び前記シートベルトに基づいて前記シートベルトが前記乗員の手によって握られているか否かを検出することを特徴とする請求項１又は２記載の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、シートベルトの装着を容易に行えるようにするため、乗員がシートベルトを引き出したときにモータを空転させるもの（巻き取りばねによるシートベルトの巻き取りを行っていないもの）及びシートベルトの引き出しが検出されるとモータを引き出し側に回転駆動し引き出しの補助を行うもの（巻き取りばねによるシートベルトの巻き取りを行っているもの）等がある。
【０００３】
また、従来はシートベルトの引き出しが停止してから所定時間経過後、シートベルトの巻き取り動作を行うようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記所定時間によってはシートベルトを早く巻き取ることを望むのに、現実にはシートベルトをなかなか巻き取らないため乗員に違和感を与える場合があった。また、シートベルトをなかなか装着できなくてその途中で巻き取り状態になりシートベルトを装着しにくくなる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記点に着目してなされたものであり、快適なシートベルト装着環境を提供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。
【０００６】
【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記載の車両用乗員拘束保護装置は、乗員を保護するシートベルトと、前記乗員による前記シートベルトの装着の有無を検出する第１の検出手段と、必要に応じて前記シートベルトを巻き取り且つ引き出す電動リトラクタとを備え、前記電動リトラクタは、前記シートベルトに巻き取り力及び引き出し力を付与するモータと、前記モータの駆動を制御する制御手段とを有する車両用乗員拘束保護装置であって、前記シートベルトが前記乗員の手によって握られているか否かを検出する第２の検出手段を備え、前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、前記第２の検出手段によって前記シートベルトが前記乗員の手によって握られていることを検出した場合、前記シートベルトに引き出し力を付与するように前記モータの駆動を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明の構成によれば、シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、シートベルトが乗員の手によって握られていることを検出した場合、シートベルトに引き出し力を付与するようにモータの駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルトに引き出し力を付与することができ、さらに、シートベルトの引き出し操作の初期からシートベルトに引き出し力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項２記載の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１記載の車両用乗員拘束保護装置において、前記制御手段は、前記第１の検出手段によって前記シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、前記第２の検出手段によって前記シートベルトが前記乗員の手によって握られていないことを検出した場合、前記シートベルトに巻き取り力を付与するように前記モータの駆動を制御することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、シートベルトが乗員の手によって握られていないことを検出した場合、シートベルトに巻き取り力を付与するようにモータの駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルトに巻き取り力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項３記載の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１又は２記載の車両用乗員拘束保護装置において、前記シートベルトは、その表面に導電性の検出部材を有し、前記第２の検出手段は、前記乗員の皮膚が前記検出部材に接触したときに前記検出部材に発生する電気的変動により、前記シートベルトが前記乗員によって握られているか否かを検出することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、シートベルトが乗員によって握られているか否かを正確に検出することができ、モータの駆動の制御を確実に行うことができる。
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項４記載の車両用乗員拘束保護装置は、請求項１又は２記載の車両用乗員拘束保護装置において、さらに、車両室内に前記乗員の手及び前記シートベルトを撮像する撮像手段を備え、前記第２の検出手段は、前記撮像手段によって撮像された前記乗員の手及び前記シートベルトに基づいて前記シートベルトが前記乗員の手によって握られているか否かを検出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、シートベルトが乗員によって握られているか否かを正確に検出することができ、モータの駆動の制御を確実に行うことができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１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。
【００１６】
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４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４が所定の加速度で引き出されたときにシートベルト４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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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用プーリ６を介してリールシャフト３に伝達される。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
回路Ｃ２は直流モータ１０にかかる端子間電圧Ｖ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Ｖ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Ｖを測定する。
【００２４】
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。
【００２５】
図１に戻り、ＭＰＵ１４は、時間を計るタイマ１５を備えており、シートベルト４の装着の有無を検出するシートベルト装着有無検出部（第１の検出手段）１６及びシートベルト４の装着動作を検出するシートベルト装着動作検出部（第２の検出手段）２０に接続されている。
【００２６】
図３は、シートベルト４の構成を示す図である。図３（Ａ）はシートベルト４の断面図であり、（Ｂ）はシートベルト４の上面図である。このシートベルト４は導電性繊維（検出部材）８が繊り込まれており、所定の間隔でシートベルト４の表面に導電性繊維８を露出させている。
【００２７】
図４はシートベルト装着動作検出部２０の構成を示すブロック図である。シートベルト装着動作検出部２０は増幅器４１、バンドパスフィルタ４２及び比較器４３を備えている。
【００２８】
導電性繊維８の一端は電気的に開放され、他端が増幅器４１に接続されている。導電性繊維８から入力された信号は高入力抵抗の増幅器４１で増幅され、バンドパスフィルタ４２により所定の周波数成分の電気信号以外は減衰され、比較器４３により所定周波数の電気信号の電圧レベルが所定値と比較され、所定値以上ならばシートベルト４を手で握っていると判断し、この判断結果を示す電気信号がＭＰＵ１４に入力される。一方、前記電気信号が所定値以下ならばシートベルト４を手で握っていないと判断し、この判断結果を示す電気信号がＭＰＵ１４に入力される。
【００２９】
ＭＰＵ１４は、シートベルトの非装着状態のときに、シートベルト４を手で握っていることを示す電気信号が入力された場合には、乗員はシートベルト４を装着しようとしていると判断し、シートベルトの引き出し補助を行うため、直流モータ１０をシートベルト引き出し側に回転させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する。一方、シートベルト４を手で握っていないことを示す電気信号が入力された場合には、シートベルト４の格納を行うため、直流モータ１０をシートベルト巻き取り側に回転させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する。
【００３０】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルト装着動作検出部２０によりシートベルト４が乗員の手によって握られていることを検出した場合、シートベルト４に引き出し力を付与するように直流モータ１０の駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルト４に引き出し力を付与することができ、さらに、シートベルト４の引き出し操作の初期からシートベルト４に引き出し力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
さらに、シートベルト装着動作検出部２０によりシートベルト４が乗員の手によって握られていないことを検出した場合、シートベルト４に巻き取り力を付与するように直流モータ１０の駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルト４に巻き取り力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００３１】
（２）第２の実施の形態
本発明の第２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２００の構成は上述した電動リトラクタ１００の構成とほぼ同じであるが、シートベルト装着動作検出部２０に変えてシートベルト装着動作検出部６０を備えている点が異なる。
【００３２】
図５は車両の室内の構成を示した図である。図５に示すように運転席側のフロントガラス上部に撮像装置５１が取り付けられており、運転席の乗員の手及びシートベルト４を撮像する。
【００３３】
図６は、シートベルト装着動作検出部６０の構成を示すブロック図である。シートベルト装着動作検出部６０はエッジ検出部６１、手・シートベルト抽出部６２及び装着判断部６３を備えている。
【００３４】
撮像装置５１で撮像された映像データはエッジ検出部６１によりエッジ検出される。そして、手・シートベルト抽出部６２がエッジ検出された映像データから背景に対する手をまず抽出し、次に手近傍のシートベルト４を抽出する。次いで、装着判断部６３がこれらの抽出されたデータから手でシートベルト４を握っているか否かを判断し、この判断結果を示す電気信号をＭＰＵ１４に出力する。
【００３５】
ＭＰＵ１４は、シートベルトの非装着状態のときに、シートベルト４を手で握っていることを示す電気信号が入力された場合には、乗員はシートベルト４を装着しようとしていると判断し、シートベルト４の引き出し補助を行うため、直流モータ１０をシートベルト引き出し側に回転させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する。一方、シートベルト４を手で握っていないことを示す電気信号が入力された場合には、シートベルト４の格納を行うため、直流モータ１０をシートベルト巻き取り側に回転させる制御信号を直流モータ駆動部１１に出力する。
【００３６】
上述したように、本実施の形態によれば、シートベルト装着動作検出部６０によりシートベルト４が乗員の手によって握られていることを検出した場合、シートベルト４に引き出し力を付与するように直流モータ１０の駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルト４に引き出し力を付与することができ、さらに、シートベルト４の引き出し操作の初期からシートベルト４に引き出し力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
さらに、シートベルト装着動作検出部６０によりシートベルト４が乗員の手によって握られていないことを検出した場合、シートベルト４に巻き取り力を付与するように直流モータ１０の駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルト４に巻き取り力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の車両用乗員拘束保護装置によれば、シートベルトの装着が無いことを検出した状態において、シートベルトが乗員の手によって握られていることを検出した場合、シートベルトに引き出し力を付与するようにモータの駆動を制御するので、乗員の意志に基づいてシートベルトに引き出し力を付与することができ、さらに、シートベルトの引き出し操作の初期からシートベルトに引き出し力を付与することができるので、快適なシートベルト装着環境を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１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】  シートベルト４の構成を示す図である。
【図４】  シートベルト装着動作検出部２０の構成を示すブロック図である。
【図５】  車両の室内の構成を示した図である。
【図６】  シートベルト装着動作検出部６０の構成を示すブロック図である。
【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
４  シートベルト
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
１１  直流モータ駆動部
１４  ＭＰＵ（制御手段）
１６  シートベルト装着有無検出部（第１の検出手段）
２０，６０  シートベルト装着動作検出部（第２の検出手段）
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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【図６】
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