JP4881788B2

JP4881788B2 - 車両のシートベルト装置

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Publication number: JP4881788B2
Application number: JP2007129617A
Authority: JP
Inventors: 正太郎大舘; 義孝鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: JP2008100666A

Description

本発明は車両のシートベルト装置に関し、特に、ベルト収納制御時でのベルト収納動作の中断を軽減するのに好適な車両のシートベルト装置に関する。

車両の座席に座った乗員を保護するために装備されたシートベルト装置について、近年、緊急時や走行状態の不安定時（挙動の異常時）に、ベルトまたはウェビングによる乗員の拘束を行うことにより、乗員の座乗姿勢の変化を抑止する技術が実用に供されている。

シートベルト装置を開示する先行技術としては、下記の特許文献１に記載されたウェビング巻取り装置がある。ウェビング巻取り装置では、ウェビングの装着解除後にウェビングを巻き取る際に、弾性体による巻取り方向の付勢力に加えて、電気モータによる巻取り力をクラッチを介してウェビング巻取り軸に付与する。これにより、ウェビングを完巻状態にして完全収納位置にセットする。かかるウェビング巻取り装置によれば、ウェビング巻取り時において、何かの引掛り原因により巻取りを行うモータの動作でロック状態が生じ、ウェビングを完巻状態にすることができない場合がある。

そこで、特許文献１に記載されたウェビング巻取り装置では、ウェビング巻取り状態の途中でモータがロックした場合でもウェビングを完巻状態にできる考え方を提案している。このウェビング巻取り装置によれば、解決手段として、モータのロック状態を検知するロック状態検知手段と、ロック状態検知手段によりモータのロック状態が検知されたときにモータをオフさせた後にオンさせるモータ駆動制御手段とを設けるようにしている。この構成によって、モータのロック状態が生じたとき、モータをオフ・オン動作をさせることによりモータロックの原因を解消する。
実公平３−２３４０３号公報

特許文献１に記載されたウェビング巻取り装置によれば、モータのオフ・オン動作によってモータのロック原因が解消できる場合にのみ、モータのロック状態を解消することができる。従って、ウェビングの装着解除にウェビングを巻き取る際、モータのロック状態が生じた場合に、常にロック状態を解消できるとは限らない。

また装着状態が解除されたベルト（ウェビング）が、収納制御機能に基づいて格納位置（全量収納位置）に巻き取られる場合、巻取り動作中、様々な原因で引掛り状態が生じ、収納動作が阻害されることがある。そこで、ベルトの収納動作中に収納動作が阻害されるときには、これを解消し、収納の中断を軽減し、滑らかに確実な収納により確実に全量収納が行えることが要望されている。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、シートベルトの装着解除時等に電気式プリテンショナを利用してベルト収納制御を行っている時、引掛り判定に基づくベルト収納動作の中断を軽減し、収納が阻害された際にも滑らかかつ確実な収納が実現され、確実にベルトの全量を収納することができる車両のシートベルト装置を提供することにある。

本発明に係る車両のシートベルト装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。

第１の車両のシートベルト装置（請求項１に対応）は、ベルトを巻回するベルトリールと、モータの駆動力に利用してベルトリールを回転させベルトを引き込むプリテンショナ機構と、モータへの通電量を制御する制御手段と、ベルトリールの回転動作状態を検知する回転検知手段を備え、さらに制御手段はプリテンショナ機構を用いてベルトを収納する収納制御機能を有している。車両のシートベルト装置では、さらに、上記制御手段は、ベルトが収納動作状態にあるとき、回転検知手段で検知された回転動作状態に係る情報とベルトが引掛り状態であるか否かを判定するための判定条件とに基づいて、ベルトの引掛り状態を検知する引掛り検知手段と、回転検知手段によって得られるベルトの巻取り位置情報に応じて、引掛り検知手段で設定された判定条件を変化させる判定条件調整手段とを備える。

上記の車両のシートベルト装置では、収納制御に基づくベルトの収納動作時に、回転検知手段で検知されたベルトの巻取り位置に応じて、収納動作中のベルトの引掛り状態を判定するための条件を設定するようにしている。これにより、引掛り状態が起きやすいベルト巻取り位置では判定条件を緩和し、引掛り状態が起きにくいベルト巻取り位置では判定条件を厳しくし、収納制御に基づくベルト収納動作の中断を軽減し、全量収納を可能にしている。

第１の車両のシートベルト装置（請求項１に対応）は、さらに、引掛り検知手段は、判定条件で、回転検知手段で得られるベルトの巻取り位置の所定の変化量に要する時間が所定の基準値を超えたとき引掛り状態であると検知し、かつ判定条件調整手段は、巻取り位置がベルト完全収納位置（原点位置）に近いほど値が小さくなるように基準値を設定することで特徴づけられる。これによって、引掛り状態が起きやすい原点位置から遠いベルト巻取り位置では判定条件を緩和し、引掛り状態が起きにくい原点位置に近いベルト巻取り位置では判定条件を厳しくして、収納制御に基づくベルト収納動作の中断を軽減する。

第２の車両のシートベルト装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、判定条件調整手段は、巻取り位置が引掛り状態が生じやすい範囲に含まれるときには基準値を相対的に大きい値に設定し、範囲に含まれないときには基準値を相対的に小さい値に設定する。

第３の車両のシートベルト装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、所定の基準値は、回転検知手段から出力されるパルス信号のパルス変化間隔に対応する値であることで特徴づけられる。

第４の車両のシートベルト装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、制御手段の収納制御機能に基づくベルト収納動作は、ベルトの非装着時に実行されることを特徴とする。

第５の車両のシートベルト装置（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、制御手段の収納制御機能に基づくベルト収納動作は、弛み取り制御に関連して実行されることを特徴とする。

第６の車両のシートベルト装置（請求項６に対応）は、ベルトを巻回するベルトリールと、モータの駆動力に利用してベルトリールを回転させベルトを引き込むプリテンショナ機構と、ベルトリールの回転位置を検知する回転位置検知手段と、回転位置検出手段が検知する回転位置に基づいてモータを駆動制御する制御手段とを備え、制御手段はベルトの装着解除時にモータを駆動することによりベルトを格納位置に収納するための巻取り制御を行う装置であって、制御手段は、ベルトが収納動作状態にあるとき、回転位置検出手段が検知する回転位置とベルトが引掛り状態であるか否かを判定するための判定条件とに基づいて、ベルトの引掛り状態を検知する引掛り検知手段と、引掛り検知手段がベルトの引掛り状態を検知したとき、巻取り制御を再度行う再開手段と、回転位置検知手段が検知する回転位置に応じて、再開手段で設定された巻取り制御の再開回数を変更する再開回数変更手段とを備えるように構成される。

第６の車両のシートベルト装置（請求項６に対応）は、さらに、引掛り検知手段は、判定条件で、回転位置検知手段で得られるベルトリールの回転位置の所定の変化量に要する時間が所定の基準値を超えたとき引掛り状態であると検知し、かつ再開回数は、回転位置がベルトの装着位置近傍で多数回となり、回転位置がベルトの格納位置近傍で少数回となるように設定することを特徴とする。

本発明によれば、シートベルトの非装着時等に電気式プリテンショナ機構部を用いてベルトの収納動作を行わせるようにした構成において、ベルトの収納動作時にリトラクタにおけるベルトの巻取り位置に応じてベルトの引掛り状態を判定する判定基準を設定するようにしたため、特にベルトが原点位置から遠い状態にあるときに収納動作の中断を軽減し、確実にベルトの全量を原点位置に収納することができる。
また本発明によれば、シートベルトの装着解除時にベルト収納制御を行っている時、ベルトの引掛り状態を検知したとき、巻取り制御を再度行うと共に、ベルト巻取り位置に応じて巻取り制御の再開回数を変更するようにしたため、引掛り判定に基づくベルト収納動作の中断を軽減し、収納が阻害された際にも滑らかであって確実な収納が実現され、確実にベルトの全量を収納することができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１は運転席等におけるシートベルト装置の装備状態を示し、図２はシートベルト用のリトラクタの要部構成を示し、図３〜図５は回転検知部に関する構成を示し、図６は車両のシートベルト装置の制御システムの全体的な構成を示す。

図１において、シートベルト装置１０は、乗員１１の身体を座席１２に拘束するベルト（ウェビング）１３を備える。ベルト１３は、乗員１１の上体を拘束するベルト部分１３ａと、乗員１１の腰部を拘束するベルト部分１３ｂとから成る。ベルト部分１３ｂの一端はアンカープレート１４により車室下部の車体部分に固定されている。ベルト部分１３ａは、乗員１１の肩近傍の箇所に設けられたスルーアンカー１５で折り返され、その端部はリトラクタ１６のベルトリールに連結されている。ベルト１３の他方の共通端部（折返し部）にはタングプレート１７が取り付けられている。このタングプレート１７は、座席１２の下側縁部に固定されたバックル１８に着脱自在である。バックル１８には、タングプレート１７の連結を検出するバックルスイッチ１９が設けられている。

図２に、シートベルト用のリトラクタ１６の要部構成を模式的に示す。リトラクタ１６は、ハウジング２１内に回転自在に設けられたベルトリール（スピンドル）２２と、ベルトリール２２を回転駆動する電気モータ２３とを備える。ベルトリール２２にはベルト１３の上記ベルト部分１３ａの端部が結合され、ベルト部分１３ａはベルトリール２２で巻き取られる。ベルトリール２２の軸２２ａには、動力伝達機構（ギヤ機構）２４を介してモータ２３の駆動軸２３ａに接続される。ベルトリール２２は、動力伝達機構２４を経由してモータ２３で回転駆動される。またリトラクタ１６は、ベルトリール２２の軸２２ａに接続された回転検知部２５を備える。

回転検知部２５は、好ましくは、回転角センサを利用して構成される。当該回転角センサには、例えば、磁気ディスクと２個のホールＩＣとを組み合わせて成る磁気センサが利用される。この回転角センサの最小分解角度は例えば４°であり、ベルトの長さに換算すると１．３〜１．６ｍｍ程度である。

図３〜図５を参照して、回転検知部２５の一例として回転角センサを利用した構成を説明する。

回転角センサとして磁気センサが利用されている。この磁気センサにおいて、円板形状の磁気ディスク１０１は、その中心部はベルトリール２２の軸２２ａに連結され、ベルトリール２２の軸２２ａの回転動作と連動して回転する。磁気ディスク１０１の円周縁部に沿った環状領域には、微小なＮ極領域１０２ａとＳ極領域１０２ｂを交互に配列した磁極配列部１０２が形成されている。磁気ディスク１０１における環状の磁極配列部１０２は、通常、磁化作用で作られる。磁極配列部１０２におけるＮ極領域とＳ極領域の各々の大きさは、上記のごとき所定の最小分解角度を実現するために必要な程度に設定される。磁気ディスク１０１の磁極配列部１０２に対応して、磁極配列部１０２のＮ極領域１０２ａとＳ極領域１０２ｂの各々に対して磁気的に感応する２つのホールＩＣ１０３，１０４が適宜な位置に配置される。磁気ディスク１０１に近接して配置された２つのホールＩＣ１０３，１０４は、それぞれ、ホールＩＣ同士の位置関係と、感応する磁気ディスク１０１の磁極配列部１０２の各磁極との関係に基づいて、位相的に所定量だけずれた２つの相の異なるパルス信号Ｐ１，Ｐ２を出力する。２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２は、そのパルスの生じる位相的関係に基づいてベルトリール２２の軸２２ａの回転方向（巻取り方向かまたは引出し方向か）を検知することが可能となる。換言すれば、２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２は、ベルトリール２２の軸２２ａの回転方向に応じて先後関係が反転するという特性を有している。さらに、２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２のいずれかを用いて、発生したパルス数を計数することによりベルトリール２２の軸２２ａの回転動作で生じた回転角（回転位置、回転量）を検知することが可能となる。

上記の回転検知部２５から出力される２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２は、図２に示されるごとく制御装置２６に入力される。制御装置２６は、図５に示すごとく、回転検知部２５から供給される２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２を利用して、下記に説明する所要の信号処理を行う機能部を有している。

図５において、符号１１０は、２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて、ベルトリール２２の回転状態（または回転動作状態）を検知する回転状態検知部である。ここで「回転状態（または回転動作状態）」は、上記の回転方向と回転角（回転位置、回転量）を含む概念であり、さらにはベルトリール２２のベルト巻取り位置、ベルト巻取り位置の変化等を含む概念である。

上記回転状態検知部１１０は、ベルト１３が巻回されたベルトリール２２の軸２２の回転状態を検知し処理する機能部分である。回転状態検知部１１０は、回転方向検知部１１１と回転角検知部１１２を含んでいるが、これらに限定するものではない。また回転状態検知部１１０の次段には、回転角変化検知１１３が設けられている。回転角変化検知部１１３は、回転状態検知部１１０に含まれる回転角検知部１１２が出力する回転角検知信号を入力し、当該回転角検知信号の変化状態を検知して回転角変化に係る信号を出力する。回転角変化検知部１１３から出力された回転角変化に係る信号は、ベルトリール２２によるベルト巻取り位置を検知する情報として用いられる。リトラクタ１６のベルト巻取り動作は、ベルト巻取り位置の検知情報に基づいて、制御装置２６によって制御される。

制御装置２６は、電源２７からモータ２３へ供給される駆動電流Ｉ１の通電量を通電量調整部２８で制御することにより、リトラクタ１６のベルト巻取り動作等を制御する。制御装置２６により制御されるリトラクタ１６は、乗員１１の姿勢を保持するための電気式プリテンショナ機構部として構成されている。

上記のごとく、回転検知部２５から出力される位相の異なる２つの検知信号（パルス信号）Ｐ１，Ｐ２は制御装置２６に入力され、これらの検知情報を用いて最終的に巻取り位置等のデータを取り出すために、制御装置２６内では所要の上記演算処理が実行される。

リトラクタ１６の動作は、制御装置２６の各種の制御機能によって制御される。制御装置２６は、電源２７からモータ２３へ供給される駆動電流Ｉ１の通電量を通電量調整部２８で制御することにより、リトラクタ１６のベルト引き込みまたは送り出し等の動作を制御する。

座席１２に乗車した乗員１１は、車両の緊急時や走行状態の不安定時に、ベルト１３による保護・拘束を受け、姿勢や位置の変化を抑止され、望ましい安全状態に保持される。

以上の構成を有する上記のシートベルト装置１０およびリトラクタ１６等は運転席側の装置であったが、助手席側にも同様なシートベルト装置およびリトラクタ等が装備されている。以下において「Ｒ側」は運転席側、「Ｌ側」は助手席側とする。

次に、図６のブロック図を参照して、シートベルト装置１０等の制御システムをハードウェアの観点から説明する。

図６において、制御装置２６はＣＰＵで構成される。制御装置２６を含むブロック３０は、シートベルトによって乗員１１の姿勢を保持するための電気式プリテンショナユニットを示している。ブロック３０では、制御装置（ＣＰＵ）２６の入力側に電源部３１、車内ネットワーク（ＣＡＮ）通信部３２、回転角インターフェース（回転角Ｉ／Ｆ）部３３、通信部３４を備え、その出力側にＲ側モータ駆動制御部３５、Ｌ側モータ駆動制御部３６、記録部３７を備えている。記録部３７は、データや制御プログラムを格納するメモリである。

ブロック３０の入力側には、シートベルト用リトラクタの一例として上記のリトラクタ１６を示すブロックが設けられる。リトラクタ１６は、前述した巻取り位置検知部２５から出力される検知信号を制御装置２６に送信するための回転角インターフェース（回転角Ｉ／Ｆ）部４１を含む。回転角インターフェース部４１は、ブロック３０内の上記回転角インターフェース部３３に接続され、回転角インターフェース部３３に対して検知信号を送る。上記のリトラクタ１６は運転席側および助手席側等のそれぞれについて設けられている。

ブロック３０の入力側には、さらに、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）ユニット（障害物検知装置等の制御ユニット）４２、ＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）ユニット（車両挙動安定化制御ユニット）４３、ＦＩ／ＡＴ（Fuel Injection / Automatic Transmission）ユニット４４、ＳＲＳ（Supplement Restraint System）ユニット（補助拘束装置ユニット）４５等が設けられている。これらの入力側要素の中には、車速センサ等の車両の走行状態または挙動状態を検出する検出ユニットも含まれる。ＡＣＣユニット４２、ＶＳＡユニット４３、ＦＩ／ＡＴユニット４４等は車内ネットワーク４６を介してそれらの出力信号を車内ネットワーク通信部３２に供給する。ＳＲＳユニット４５は、Ｒ側バックル４７ＲおよびＬ側バックル４７Ｌからの各信号を受けるＳＲＳ制御部４５ａと、通信部４５ｂとを有している。ここでＲ側バックル４７Ｒは運転席側の上記バックル１７に相当し、Ｌ側バックル４７Ｌは助手席側に装備されたシートベルト装置のバックルである。Ｒ側バックル４７ＲおよびＬ側バックル４７Ｌから出力される各信号は、内蔵されるバックルスイッチの検知信号である。ＳＲＳ制御部４５ａは、Ｒ側バックル４７ＲまたはＬ側バックル４７Ｌからの信号を受けると、通信部４５ｂを介してその信号をブロック３０の通信部３２に送信する。またＳＲＳユニット４５は、車両走行時にシートベルトが正規に使用されていない場合には、警告灯４８に対して警告信号を供給する。

ブロック３０の出力側には、Ｒ側モータ５１とＬ側モータ５２が設けられる。Ｒ側モータ５１は、運転席側のシートベルト装置の駆動用モータであり、Ｒ側モータ駆動制御部３５に対応して配置されている。Ｒ側モータ駆動制御部３５は、制御装置２６からの制御指令信号に基づいて上記の電源（＋Ｖ）２７からの通電量を制御してＲ側モータ５１に対して駆動電流を供給する。なおブロック５３は接地部である。またＬ側モータ５２は、助手席のシートベルト装置の駆動用モータであり、Ｌ側モータ駆動制御部３６に対応して配置されている。Ｌ側モータ駆動制御部３６は、制御装置２６からの制御指令信号に基づいて電源（＋Ｖ）５４からの通電量を制御してＬ側モータ５２に対して駆動電流を供給する。またブロック５５は接地部である。上記の接地部５３，５５は、車体の一部をなす接地端子である。

図７は、本実施形態に係るシートベルト装置１０の制御システムの基本的な機能部の構成を概念的に示す機能ブロック図である。この制御システムは、主要素として、ベルト装着・非装着判定部６１と、原点位置記憶部６２と、ベルト変位検知部６３と、シートベルト装置制御部６４と、ベルト駆動部６５とから構成されている。

ベルト装着・非装着判定部６１は、座席１２においてベルト１３が乗員１１に装着されているか否かを判定する手段である。本実施形態の場合、ベルト装着・非装着は、バックルスイッチ１９のオン・オフ状態に基づいて判定される。原点位置記憶部６２は、ベルト１３の装着状態が解除された後ベルト１３がリトラクタ１６によって巻き取られる場合において、原点位置（ベルトの完全収納位置または格納位置）に収納させるための当該原点位置に係るデータを記憶する手段である。ベルト変位検知部６３は、リトラクタ１６によってベルト１３が巻き取られる時、当該ベルト１３の位置変化（巻取り状態）を検出する手段である。ベルト変位検知部６３は、前述した回転検知部２５と回転状態検知部１１０等で構成されている。

シートベルト装置制御部６４は、電気式プリテンショナとしての通常の乗員保護のための拘束制御の機能と、ベルト装着解除後にベルトを原点位置（ベルト完全収納位置）に収納するための収納制御の機能と、収納制御を行う際の引掛り状態の検知機能と、本実施形態での特徴的な引掛り状態を検知するための判定条件を変更するための制御機能とを有している。シートベルト装置制御部６４は、前述した制御装置（ＣＰＵ）２６の演算処理機能と、Ｒ側モータ駆動制御部３５およびＬ側モータ駆動制御部３６とから構成されるものである。

またベルト駆動部６５は、前述のリトラクタ１６に相当するものであり、より詳しくは前述のＲ側モータ５１とＬ側モータ５２である。

次に、図６および図７に示された上記構成と、図８および図９に示すフローチャートとに基づき、シートベルト装置制御部６４等によって実施されるシートベルト装置１０の特徴的な動作制御例を説明する。この例ではＲ側モータ５１の例で説明する。図８は特徴的な動作制御を示すフローチャートを示し、図９は「収納制御」ついての詳細なフローチャートを示している。

通常、車両を走行させるべく、乗員１１が座席１２に座り、ベルト１３を体に巻き付け、タングプレート１７をバックル１８（Ｒ側バックル４７Ｒ）に結合すると、ベルト１３が乗員１１の体に装着される。このとき、バックルスイッチ１９がオンする。反対に、車両の走行が終了し、座席１２に座乗中の乗員１１がバックル１８からタングプレート１７を取り外すと、バックルスイッチ１９はオフする。通常、ベルト１３の装着を解除し、ベルト１３が自由な状態にされると、ベルト１３はリトラクタ１６の電気式プリテンショナユニット３０の「収納制御」の機能に基づいて原点位置に引き込まれ、リトラクタ１６の中に収納される。

図８に示されたフローチャートで最初の判定ステップＳ１１ではバックルスイッチ１９の動作状態がオンであるかまたはオフであるかが判定される。バックルスイッチ１９がオンであるとき（ステップＳ１１でＹＥＳ）には「弛み取り制御」のプロセスが実行される。バックルスイッチ１９がオフであるとき（ステップＳ１１でＮＯ）には「収納制御」のプロセスが実行される。

最初に、判定ステップＳ１１でバックルスイッチ１９がオンであるときの「弛み取り制御」のプロセスを説明する。

通常、乗員１１の体にベルトが装着されたシートベルト装置１０では、基本的な動作として、乗員１１の個人的な情報と設定情報が取得される。乗員情報と設定情報は事前に用意されており、図６に示した記録部３７に保存されているものとする。乗員情報としては、性別情報、体格情報等である。設定情報としては、乗員１１の意思により好みとして設定された情報である。乗員１１の乗員情報と設定情報、および座席１２に乗員１１が実際に座ってベルト１３を装着し回転検出部２５でベルト１３が変位した時のベルト変位情報に基づいて、座席１２における乗員１１の位置が決定される。乗員情報や設定情報、または回転検知部２５によるベルト変位情報が得られないときには、乗員１１の位置を決定することはできなくなる。

次の判定ステップＳ１２では、乗員１１の位置が決定されたか否かが判定される。判定ステップＳ１２でＮＯであるときにはリターン端子に移行し、ＹＥＳであるときには「弛み取り制御」のステップＳ１３に移行する。「弛み取り制御」のプロセスはよく知られるものであり、前述の電気式プリテンショナユニット３０の機能に基づいて、座席１２に座った乗員１１に装着されたベルト１３の弛みが最適になるように、ベルト１３がリトラクタ１６によって巻き取られる。

所定の「弛み取り制御」の後、判定ステップＳ１４で、ベルト１３が最適テンションにあるか否か、または弛みがなしであるか否かが判定される。判定ステップＳ１４での判定には、回転検知部２５から得られるベルト変位情報が用いられる。判定ステップＳ１４でＹＥＳである場合には制御停止の処理が実行される（ステップＳ１５）。この制御停止処理では、「弛み取り制御」が停止される。また判定ステップＳ１４でＮＯである場合にはリターン端子に移行し、「弛み取り制御」を所定条件下で繰り返す。

次に「収納制御」のプロセスを説明する。「収納制御」は、判定ステップＳ１１でバックルスイッチ１９がオフであるときに、次の段階として実行される。なおバックルスイッチ１９がオフであるということは、ベルト１３が非装着の状態になったことを意味している。

処理ステップＳ２１は「収納制御」のプロセスを実行するステップである。「収納制御」のプロセスを実行するステップＳ２１の詳細な内容は図９に示される。まず図９を参照して収納制御のプロセスの全体を概説する。

収納制御は、バックルスイッチ１９がオフであるという条件の下で（判定ステップＳ２０１でＮＯ）で実行される。収納制御では、最初に予め設定された所定時間が経過した後に（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、モータ２３に対してベルト巻取り動作を行わせるための通電を開始する（ステップＳ２０３）。モータ２３への巻取り動作のための通電を開始すると、次のステップＳ２０４でタイマをｔ＝ｔ_０として設定してスタートする。

次に、予め用意された変数ｉを０に設定する（ステップＳ２０５）。変数ｉはカウンタとして設定され、収納制御に基づくベルト１３の収納動作において生じる引掛り状態を判定するために使用されるカウンタである。引掛り判定は、変数ｉが、予め設定された値Ｎ以上になっても引掛りであるという判定状態が維持されるときに確定する。

次の判定ステップＳ２０６では変数ｉがＮよりも小さいか否かが判定される。変数ｉがＮよりも小さいときには、ステップＳ２０７に移行して回転角変化があるか否かが判定される。回転角の変化に係る情報は、前述した回転検知部２５、回転状態検知部１１０、回転角検知部１１３等を経由して取り出される信号に基づいて得られる。

判定ステップＳ２０６で変数ｉがＮ以上であるときには、ベルト１３の収納制御の動作状態において引掛りが生じ、リトラクタ１６による巻取り動作で何かの原因でロック状態が生じたものとして、ステップＳ２１７に移行しモータ２３への通電を停止して、ベルト巻取りの収納制御を停止させる。

判定ステップＳ２０７で判定される回転角変化の有無は、実質的に回転検知部２５から出力される位相の異なる２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２に基づいて得られる情報である。

判定ステップＳ２０７で回転角の変化がない場合（ＮＯである場合）において、この状態が所定時間経過する場合（判定ステップＳ２１８でＹＥＳ）には引掛り判定の処理（ステップＳ２１９）を実行される。その後、変数ｉはカウント値を１だけ増して（ステップＳ２２０）、判定ステップＳ２０６に戻る。なお判定ステップＳ２０６でＮＯである場合には即座に判定ステップＳ２１７に戻る。引掛り判定の処理ステップＳ２１９とカウント値増加ステップＳ２２０で、「収納制御」での引掛り状態の発生が検知・監視される。

上記の判定ステップＳ２０７で回転角の変化がある場合（ＹＥＳの場合）、次の判定ステップＳ２０８ではベルト１３のベルトリール２２による巻取り位置（ｘ）が所定の範囲（ｘ_０＜ｘ＜ｘ_１）に含まれているか否かが判定される。判定ステップＳ２０８でＹＥＳである場合には時間差閾値ｄｔ_ｔｈがｄｔ_２に設定され（ステップＳ２０９）、ＮＯである場合には時間差閾値ｄｔ_ｔｈがｄｔ_１に設定される（ステップＳ２１０）。ステップＳ２０９またはステップＳ２１０の処理の後には、次の判定ステップＳ２１１に移行する。

次の判定ステップＳ２１１では、モータ２３への通電によって回転動作するベルトリール２２の回転が巻取り方向の回転であるか否かが判定される。判定ステップＳ２１１でＮＯである場合には、正常な巻取り動作ではないので、引掛り判定の処理ステップＳ２１９に移行し、ステップＳ２２０を経由して判定ステップＳ２０６に戻る。判定ステップＳ２１１でＹＥＳの場合には、変化間隔に係る時間（ｄｔ＝ｔ_ｌ−ｔ_ｌ−１）の測定が行われる（ステップＳ２１２）。ここで「ｄｔ」は前回変化の際の時間と今回変化の際の時間との差分を意味している。

次の判定ステップＳ２１６では、測定された変化間隔に係る時間ｄｔを、引掛り判定のための第１の基準値ｄｔ_０と比較し、その大小関係を判断する。ｄｔがｄｔ_０よりも小さい場合には、次の判定ステップＳ２１６でベルト１３が本来的な収納位置すなわち原点位置（完全収納位置）に収納されたか否かを判定する。判定ステップＳ２１６でＹＥＳである場合には、ステップＳ２１７に移行し、収納制御が完了したものとして終了する。判定ステップＳ２１６でＮＯである場合には、判定ステップＳ２０６に戻る。

上記の判定ステップＳ２１３でＮＯである場合には判定ステップＳ２１４に移行する。判定ステップＳ２１４は、上記のｄｔと引掛り判定のための第２の基準値ｄｔ_ｔｈとを比較し、その大小関係を判断する。判定ステップＳ２１４でｄｔがｄｔ_ｔｈよりも小さい場合には、引掛り状態に達していないとし、巻取り力を増大すべくモータ２３への通電量を増加する（ステップＳ２１５）。その後、上記の判定ステップＳ２１６に移行する。また判定ステップＳ２１４でｄｔがｄｔ_ｔｈ以上である場合には、引掛り状態に達しているとして上記のステップＳ２１９に移行して引掛り判定処理を実行する。

ここで、再び図８に示した「収納制御」のステップＳ２１の説明に戻る。収納制御の処理ステップＳ２１では、前述の通りバックルスイッチ１９がオフの状態になったときに上記の収納制御が実行される。収納制御によれば、バックルスイッチ１９がオフになる、すなわちベルト１３が非装着の状態になることを条件に当該ベルト１９を原点位置にまで変位させるための巻取り動作がリトラクタ１６すなわち電気式プリテンショナ機構部によって行われる。しかし、処理ステップＳ２１による収納制御では、実際には、上記した「収納制御」の途中の適宜な段階において判定ステップＳ２２が実行されるようにしている。判定ステップＳ２２は、収納制御に基づいて収納動作状態にあるベルト１３に関して上記原点位置からの位置（または距離）について、すなわち近い位置（「近」）にあるかまたは遠い位置（「遠」）にあるかについて判定される。ここで「近い位置」および「遠い位置」は厳密に定義されるものではなく、判定の基準として、引掛り状態の生じやすさまたは生じにくさに応じて適宜に設定されるものである。

上記の判定ステップＳ２２での原点位置からの位置（距離）の情報は、前述した回転検知部２５、制御装置２６内に設けられる回転状態検知部１１０等によって得られる。

判定ステップＳ２２において「近い」と判定された場合には、回転検知部２５から出力される２相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２にパルス変化間隔（Ｐａ）と対比して引掛り状態であるか否かを判定するための基準値が小さくなるように調整制御され（ステップＳ２３）、「遠い」と判定された場合には当該基準値が大きくなるように調整制御される（ステップＳ２４）。この基準値は、収納制御でのベルト１３の巻取り動作で引掛り状態（ロック状態）が生じて収納制御を停止するか否かを判定するための閾値条件である。当該基準値は、図９に示された判定ステップＳ２１４において引掛り状態であるか否かの判定に用いた閾値「ｄｔ_ｔｈ」に対応するものである。

ステップＳ２３，Ｓ２４のそれぞれで基準値の調整が行われた後、リターン端子に移行する。従って、その後の「収納制御（ステップＳ２１）」では新たに設定された基準値に基づいて収納制御中の引掛り状態が判断されることになる。

ここで、原点位置から「近い」場合には上記基準値を小さくし、「遠い」場合には基準値を大きくした理由は、原点位置から遠い位置にはバックル１８の近辺位置にベルト１３が存在して引掛り状態が生じやすいので基準値を大きくして引掛り状態発生の判定条件を緩くし、他方、原点位置に近い位置には引掛り状態が生じにくいので判定条件を厳しくしたということにある。

以上の理由から、基本的にベルト１３の巻取り位置が当該ベルト１３の原点位置（完全収納位置）に近いほど値が小さくなるように基準値を設定することが望ましい。さらには、ベルト１３の収納制御においてベルト１３の巻取り位置が引掛り状態が生じやすい範囲に含まれるときには上記基準値を相対的に大きい値に設定し、当該範囲に含まれないときには上記基準値を相対的に小さい値に設定することが望ましい。

図１０に、回転検知部２５から出力される２つの位相のパルス信号Ｐ１，Ｐ２を示し、さらにパルス変化間隔Ｐａの例を示している。図１０では、２つのタイプのパルス変化間隔Ｐａが示されている。パルス変化間隔Ｐａは、一方のパルス信号で変化が生じた後、他方のパルス信号で変化が生じるまでの時間としてカウントされる。

次に「弛み取り制御」について説明を加える。図８で説明した「弛み取り制御」のプロセスは、乗員１１が座席に着座し、ベルト１３を装着し、タングプレート１７をバックル１８に結合してバックルスイッチ１９がオンになったときの弛み取り制御であった。この場合において、イグニッションスイッチの状態は問題にしていなかった。実際には、イグニッションスイッチがオンである場合と、オフである場合とに応じた弛み取り制御が行われる。イグニッションスイッチがオンである場合とはエンジン等を駆動させた後にシートベルトを装着する場合であり、イグニッションスイッチがオフである場合とはエンジン等を駆動させる前にシートベルトを装着する場合である。

図１１を参照して、シートベルト装着時における「弛み取り制御」の流れを説明する。最初の判定ステップＳ３１ではイグニッションスイッチ（ＩＧ）がオフであるか否かが判定される。判定ステップＳ３１でＹＥＳであるときにはリトラクタ側の制御が実行され（ステップＳ３２）、ＮＯであるときにはバックル側の制御が実行される（ステップＳ３３）。バックル側の制御については図８で既に説明した通りである。

ステップＳ３２によるリトラクタ側の制御では、上記リトラクタ１６が作動状態にセットされる。次の判定ステップＳ３４では、ベルト１３の引出しがあるか否かが判定される。判定ステップＳ３４で引出しがない場合（ＮＯの場合）には一定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ４０）、一定時間が経過した場合には収納制御が実行される（ステップＳ４１）。一定時間が経過しない場合にはリターン端子に移行する。ステップＳ４１による収納制御は、図８で説明したステップＳ２１での収納制御と実質的に同じである。ステップＳ４１の後には、判定ステップＳ３８に移行し、ベルト１３が一定のテンション（張力）の状態にあるか否かが判定される。

他方、ステップＳ３４で引出しがある場合（ＹＥＳの場合）には、ベルト１３の長さが空席装着の状態における長さ以上であるか否かが判定される（ステップＳ３５）。判定ステップＳ３５でＮＯの場合にはリターン端子に移行し、ＹＥＳの場合には次の判定ステップＳ３６に進む。次の判定ステップＳ３６でＮＯである場合には上記収納制御（ステップＳ４１）を実行し、ＹＥＳの場合には弛み取り制御（ステップＳ３７）を実行する。弛み取り制御（ステップＳ３７）が終了した場合に、次の判定ステップＳ３８でテンションが一定であるか否かが判定される。判定ステップＳ３８でＮＯである場合にはリターン端子に移行し、ＹＥＳである場合には制御（弛み取り制御または収納制御）が停止される（ステップＳ３８）。その後、リターン端子を経由してリターン処理が行われる。

なお上記の２つのステップＳ３５，Ｓ３６から成る部分３００は、シートベルトの状態が装着状態であるか否かを判定する機能部分である。

上記の弛み取り制御において、上記の収納制御（ステップＳ４１）における引掛り状態の判定では、図８を参照して説明した考え方と同様な手法で、引掛り状態の判定条件をベルト１３の位置に応じて変化させるようにしている。このように調整制御された引掛り状態の判定条件を用いて、判定ステップＳ３８で示されたテンションの判断すなわち引掛り状態の判断が行われることになる。

次に図１２を参照して、シートベルト非装着時における「弛み取り制御」の流れを説明する。シートベルト非装着時の「弛み取り制御」は実質的に「収納制御」の内容となる。図１２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３は前述した通りであるので、説明を省略する。

リトラクタ側の制御（ステップＳ３２）では、次の判定ステップＳ５１で、ベルト１３が巻取り状態にあるか否かが判定される。判定ステップＳ５１でＮＯである場合には、巻取り動作、すなわち収納制御は不要であるので即座にリターン端子に移行する。

他方、判定ステップＳ５１でベルトの巻取りがある場合（ＹＥＳの場合）には、ベルト１３の長さが空席装着の状態における長さ以下であるか否かが判定される（ステップＳ５２）。判定ステップＳ５２でＮＯの場合にはリターン端子に移行し、ＹＥＳの場合には次の上記収納制御（ステップＳ５３）を実行する。

ステップＳ５３による収納制御は、図８で説明したステップＳ２１での収納制御と実質的に同じである。ステップＳ５３の後には、判定ステップＳ５４に移行し、ベルト１３が一定のテンション（張力）の状態にあるか否かが判定される。判定ステップＳ５４でＮＯである場合にはリターンされ、ＹＥＳの場合には次の判定ステップＳ５５に移行する。次の判定ステップＳ５５では、巻取られたベルト１３が収納位置にあるか否かが判定される。判定ステップＳ５５でＮＯである場合にはリターンされ、ＹＥＳの場合には制御停止の処理が実行される（ステップＳ５６）。制御停止の処理ステップＳ５６が実行された後には、収納制御は終了する。

上記において判定ステップＳ５５でＮＯである場合にはリターンされて収納制御（ステップＳ５３）が繰り返される。この制御の流れが数回繰り返されると、通常、制御停止へ遷移するように制御は構成される。

上記の２つのステップＳ５１，Ｓ５２から成る部分５００は、シートベルトの状態が非装着状態であるか否かを判定する機能部分である。

上記の制御において、上記の収納制御（ステップＳ５３）における引掛り状態の判定では、図８を参照して説明した考え方と同様な手法で、引掛り状態の判定条件をベルト１３の位置に応じて変化させるようにしている。このように調整制御された引掛り状態の判定条件を用いて、判定ステップＳ５４で示されたテンションの判断すなわち引掛り状態の判断が行われることになる。

次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の他の実施形態に係るシートベルト装置の収納制御について説明する。この実施形態では、収納制御に基づきシートベルトを収納する場合において、ベルト引掛りが生じて収納動作が中断したとき、ベルト巻取り位置に関する区間に応じてベルト巻取り再開動作（リトライ）の回数を適宜に決め、収納動作の中断を防止しかつベルト収納に要する時間を短縮する。

図１３に、シートベルト収納制御時のベルト巻取り位置に関する区間を示す。図１３は、運転席の座席１２に座る乗員１１を正面から見た図である。シートベルト装置１０においてタングプレート１７がバックル１８から外され、ベルト１３の装着状態が解除されると、収納制御が開始される。図１３ではベルト１３を原点位置まで収納する収納動作の途中の状態を示している。図１３に示された状態図において、２つの区間２０１，２０２が示されている。区間２０１は「手当たり区間」であり、区間２０１はそれ以外のその他の区間である。ここで、「手当たり区間」２０１とは、バックル・オフから乗員１１の右肩近傍の適宜な位置までの区間であって、ベルト引掛り（手当たり）が生じた場合に比較的に多数回のベルト巻取り再開動作を試みる区間である。またこの際、ベルト収納の作動速度は高い速度に設定されている。こうして、手当たり区間２０１では「手当たり制御」が実行される。他方、その他の区間２０２は、手当たり区間２０１以後のあまりベルト引掛りは生じない区間であり、全格納判定制御が実行され、ベルト引掛り（手当たり）が生じた場合には比較的に少数回のベルト巻取り再開動作を試みる区間である。「全格納判定制御」とは、全量収納を行う制御であり、その後にベルト引き出しがあっても手当たり制御には戻らず全格納制御が継続される。またこの際、ベルト収納の作動速度は低い速度に設定されている。こうして、その他の区間２０２では「全格納判定制御」が実行される。

本実施形態に係るシートベルト装置１０のベルト収納制御を実行する装置構成について、基本的構成は図１４に示し、基本的な制御フローを図１５に示す。図１４において、前述した図７で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付している。

本実施形態の構成では、前述の通り、ベルト１３が収納動作の状態にある場合に、手当たり区間２０１とその他の区間２０２が設定され、それぞれ、手当たり制御と全格納判定制御が実行される。手当たり制御と全格納制御のそれぞれでは、ベルト１３の巻取り再開動作が異なっている。そこで、シートベルト装置制御部６４では、機能要素として、ベルト１３の引掛り状態を検知する引掛り検知手段６４ａと、引掛り検知手段６４ａがベルト１３の引掛り状態を検知したとき、ベルト巻取り動作の制御を再度行う再開手段６４ｂと、ベルト変位検知部６３（回転位置検知手段）が検知する回転位置に応じて再開手段６４ｂで設定されたベルト巻取り動作の制御の再開回数を変更する再開回数変更手段６４ｃとを有している。

図１５に示した本実施形態の基本的な制御フローによれば、バックルスイッチ１９がオフか否かが判定され（ステップＳ３０１）、オフであるときには、手当たり区間２０１であるか否かが判定される（ステップＳ３０２）。判定ステップＳ３０２で、手当たり区間と判定された場合には手当たり制御が実行され（ステップＳ３０３）、そうでない場合には全格納判定制御が実行される（ステップＳ３０４）。ステップＳ３０４の後には、全格納フラグが立てられる（ステップＳ３０５）、それ以後においては全格納判定制御が継続される。

図１６に本実施形態に係るシートベルト装置の収納制御を説明するための詳細なフローチャートを示す。図１６に示した制御フローは、ベルト１３の装着が解除されたときの原点位置への「収納制御」のプロセスを示し、かつ図１３〜図１５で説明した手当たり制御または全格納判定制御が実行されるプロセスである。図１６において、前述した図９のフローチャートで説明したステップと同一のステップには同一の符号を付し、説明を省略する。このフローチャートでは、最初の判定ステップＳ４０１においてバックルスイッチ１９がオフであるか否かを判定し、オフである場合にステップＳ２０２以降の処理が実行される。

特に、この制御フローにおける特徴的なステップは、判定ステップＳ２０７で回転角の変化がある場合（ＹＥＳの場合）において、次の判定ステップＳ４０２ではベルト１３のベルトリール２２による巻取り位置（ｘ）が所定範囲（ｘ_０＜ｘ＜ｘ_１）に含まれているか否かが判定される。本実施形態の収納制御においては、当該所定範囲（ｘ_０＜ｘ＜ｘ_１）は前述した「手当たり区間２０１」として設定される範囲である。判定ステップＳ４０２でＹＥＳである場合にはリトライ回数Ｎが手当たり制御（Ｓ３０３）の場合の「Ｎ１」に設定され（ステップＳ４０３）、ＮＯである場合にはリトライ回数Ｎが全格納判定制御の場合の「Ｎ２」に設定される（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０３またはステップＳ４０４の処理の後には、次の判定ステップＳ２１１に移行する。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、車両のシートベルト装置で、収納制御に基づくベルトの収納動作での中断を軽減しベルトを確実に全量収納するのに利用される。

車両におけるシートベルト装置の装着状態を示す側面図である。本発明の実施形態に係るシートベルト装置のリトラクタの要部構成を示す図である。本実施形態における回転検知部の要部構成を示す側面図である。本実施形態における回転検知部の要部構成の正面図である。制御装置の内部に設けられる回転状態検知部の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るシートベルト装置の制御システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係るシートベルト装置の制御システムの要部の機能構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係るシートベルト装置の特徴的な制御フローを示すフローチャートである。本実施形態に係るシートベルト装置の収納制御を説明するためのフローチャートである。回転検知部から出力される２つのパルス信号の間における信号の変化間隔を示す波形図である。本実施形態に係るシートベルト装置の他の制御フローを示すフローチャートである。本実施形態に係るシートベルト装置の他の制御フローを示すフローチャートである。本発明の他の実施形態による収納動作時でのシートベルトの変位区間を説明するための図である。本発明の他の実施形態に係るシートベルト装置の制御システムの要部の機能構成を示す機能ブロック図である。他の実施形態に係るシートベルト装置の特徴的な制御フローを示すフローチャートである。他の実施形態に係るシートベルト装置の収納制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０シートベルト装置
１１乗員
１３ベルト
１６リトラクタ
２２ベルトリール
２３モータ
２５回転検知部
２６制御装置
３０電気式プリテンショナユニット
６４シートベルト装置制御部

Claims

ベルトを巻回するベルトリールと、モータの駆動力に利用して前記ベルトリールを回転させ前記ベルトを引き込むプリテンショナ機構と、前記モータへの通電量を制御する制御手段と、前記ベルトリールの回転動作状態を検知する回転検知手段を備え、前記制御手段は前記プリテンショナ機構を用いて前記ベルトを収納する収納制御機能を有する車両のシートベルト装置において、
前記制御手段は、
前記ベルトが収納動作状態にあるとき、前記回転検知手段で検知された前記回転動作状態に係る情報と前記ベルトが引掛り状態であるか否かを判定するための判定条件とに基づいて、前記ベルトの引掛り状態を検知する引掛り検知手段と、
前記回転検知手段によって得られる前記ベルトの巻取り位置情報に応じて、前記引掛り検知手段で設定された前記判定条件を変化させる判定条件調整手段と、
を備え、
前記引掛り検知手段は、前記判定条件で、前記回転検知手段で得られる前記ベルトの巻取り位置の所定の変化量に要する時間が所定の基準値を超えたとき引掛り状態であると検知し、かつ前記判定条件調整手段は、前記巻取り位置がベルト完全収納位置に近いほど値が小さくなるように前記基準値を設定することを特徴とする車両のシートベルト装置。
前記判定条件調整手段は、前記巻取り位置が前記引掛り状態が生じやすい範囲に含まれるときには前記基準値を相対的に大きい値に設定し、前記範囲に含まれないときには前記基準値を相対的に小さい値に設定することを特徴とする請求項１記載の車両のシートベルト装置。
前記所定の基準値は、前記回転検知手段から出力されるパルス信号のパルス変化間隔に対応する値であることを特徴とする請求項１または２記載の車両のシートベルト装置。
前記制御手段の前記収納制御機能に基づくベルト収納動作は、前記ベルトの非装着時に実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。
前記制御手段の前記収納制御機能に基づくベルト収納動作は、弛み取り制御に関連して実行されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。
ベルトを巻回するベルトリールと、モータの駆動力に利用して前記ベルトリールを回転させ前記ベルトを引き込むプリテンショナ機構と、前記ベルトリールの回転位置を検知する回転位置検知手段と、前記回転位置検出手段が検知する回転位置に基づいて前記モータを駆動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は前記ベルトの装着解除時に前記モータを駆動することにより前記ベルトを格納位置に収納するための巻取り制御を行う車両のシートベルト装置において、
前記制御手段は、
前記ベルトが収納動作状態にあるとき、前記回転位置検出手段が検知する回転位置と前記ベルトが引掛り状態であるか否かを判定するための判定条件とに基づいて、前記ベルトの引掛り状態を検知する引掛り検知手段と、
前記引掛り検知手段が前記ベルトの引掛り状態を検知したとき、前記巻取り制御を再度行う再開手段と、
前記回転位置検知手段が検知する回転位置に応じて、前記再開手段で設定された前記巻取り制御の再開回数を変更する再開回数変更手段と、
を備え、
前記引掛り検知手段は、前記判定条件で、前記回転位置検知手段で得られる前記ベルトリールの回転位置の所定の変化量に要する時間が所定の基準値を超えたとき引掛り状態であると検知し、かつ前記再開回数は、前記回転位置が前記ベルトの装着位置近傍で多数回となり、前記回転位置が前記ベルトの格納位置近傍で少数回となるように設定することを特徴とする車両のシートベルト装置。