JP2008001265A - 車両のシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータとベルトリールの間の動力伝達の接続・解除を切り替えるクラッチを備えたリトラクタで、クラッチ解除時にベルト送出しを適切に制御してベルト張力を適切に調整し、ベルト張力の急激な変動を抑止できる車両のシートベルト装置を提供する。
【解決手段】シートベルト装置１０は、ベルト１３を巻回したベルトリール２２と、ベルトリール２２を駆動するモータ２３と、モータとベルトリールの間をモータの回転状態に応じて接続または解除するクラッチ２４Ａと、ベルトリールの回転角変化を検知する回転角検知手段（２５，１１０）と、回転角検知信号に基づいてモータへの通電を制御しベルトの送出し・巻取りを行わせる制御装置２６を備える。制御装置は、ベルトリールを巻取り方向に駆動する巻取りモードと、クラッチが解除されない程度にモータを駆動して所定量のベルト送出しを行った後、クラッチを解除するクラッチ解除モードを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は車両のシートベルト装置に関し、特に、モータとベルトリールの間の動力伝達の接続・解除を行うクラッチを有するものでクラッチ解除時にベルト張力の急激な変動を抑止するのに好適な車両のシートベルト装置に関する。

車両のシートベルト装置の先行技術文献１として特許文献１を挙げる。この文献１に開示される車両のシートベルト装置では、シートベルトの張力を適切に制御する構成を開示している。特に、ベルト張力の目標値が低くなる側に変化する場合に、乗員に不連続感を与えることがないようにベルト張力を適切に制御する。ベルト張力の目標値が低い方向に修正され、ベルトが再引出しされた際に、ベルトが引き出されない程度で、かつベルトの引出し方向となる低電流を前記モータに一定時間供給するように制御が行われる。
特開２００３−２４６２５７号公報

従来のシートベルト装置ではモータ駆動電流とベルト張力を等価として扱う考え方で制御を行っている。しかしながら、モータ駆動電流とベルト張力を等価として扱ってベルト張力を制御するのみでは、特にベルト張力がゼロ近傍のとき、あるいはベルト張力変化の落差が大きいときに、適切にモータが駆動されず、ベルト張力を適切に保持することができないという問題が生じる。

また座席に座った乗員の移動に応じてベルトが引き出されるため、弱い拘束を頻繁に行うカーブ走行時等においては、逆転方向へのモータ通電時に姿勢を適切に保持することができず、ベルトの弛みが発生するという問題が生じる。

さらに、緊急ロック機構が動作している場合には、ベルト張力を適切に減少させることができないという問題が生じる。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、モータとベルトリールの間の動力伝達の接続・解除を切り替えるクラッチを備えたリトラクタで、クラッチ解除時にベルト送出しを適切に制御してベルト張力を適切に調整し、ベルト張力の急激な変動を抑止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、ベルトを巻回したベルトリールと、ベルトリールを駆動するモータと、モータとベルトリールの間をモータの回転状態に応じて接続または解除するクラッチと、ベルトリールの回転角変化を検知する回転角検知手段と、回転角検知手段から出力される検知信号に基づいてモータへの通電を制御してモータの動作を制御し、ベルトの送出しまたは巻取りを行わせる制御手段とを備える。この制御手段は、ベルトリールを巻取り方向に所定量駆動する巻取りモードと、クラッチが解除されない程度にモータを駆動して所定量のベルト送出しを行った後、クラッチを解除するクラッチ解除モードを有している。

上記の構成では、クラッチの接続状態を解除するときにベルト張力を急激に変動させず、ゆっくりと変化させることにより、乗員にとって違和感なくベルト張力を解放することが可能となる。

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、制御手段は、所定量のベルト送出しの際に、回転角検知手段の検知信号に基づいてベルトリールの回転角速度が所定値を超えないようにすることを特徴とする。

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、制御手段は、所定量の前記ベルト送出しの際に送出し速度を漸増させることにより連続的にクラッチを解除することを特徴とする。

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、制御手段は、巻取りモードにおける駆動量が所定条件を満たしたときにのみクラッチ解除モードを実行す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、所定の加速度が作用したときにベルトリールの引出し方向への回転を阻止するロック機構と、ロック機構の動作状態を検知するロック状態検知手段とを備え、制御手段は、ロック状態検知手段からの検知信号に基づいてロック機構の動作の有無を判定し、クラッチの解除時にロック機構の動作有りの場合には、ロック機構を解除するためベルトリールを巻取り方向へ駆動するロック解除モードを有し、クラッチ解除モードを実行する前にロック解除モードを実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、車両のシートベルト装置で、クラッチを接続してベルト巻取り方向に動作させた後にクラッチの接続を解除するとき、所定量のベルト送出し動作を行うことで、ベルト張力の急激な変動を抑止し、所定量のベルト巻取りにより高まったベルト張力を違和感なく解放することができる。

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３Ａと図３Ｂは動力伝達機構内のクラッチに関する要部構造を示し、図４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で巻回され、必要に応じて巻き取られる。ベルトリール２２の軸２２ａ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。動力伝達機構２４は、機械的な構造を有したクラッチ２４Ａを内蔵している。

図２に示すごとく、上記クラッチ２４Ａは、モータ２３の駆動軸２３ａに結合されたモータ側ギヤ機構２４−２と、ベルトリール２２の軸２２ａに結合されたリール側ギヤ機構２４−１との間に介設されている。さらに図３Ａと図３Ｂに示すごとく、通常、クラッチ２４Ａは、リール側ギヤ機構２４−１で遊星歯車機構２０１を形成する内歯歯車２０２の外周面に形成されるラチェット２０３に対して、係合（クラッチ接続）または係合解除（クラッチ解除）されるように設けられたクラッチ爪２０４によって構成される。クラッチ爪２０４は中心２０４ａの周りに回転自在である。クラッチ爪２０４は、モータ側ギヤ機構２４−２のギヤ２０５とレバースプリング２０６と付勢バネ２０７の関係により、モータ２３が正転動作（巻取り動作）せずかつ外部からの引出し力がベルト１３に加わっていない通常状態では、付勢バネ２０７でラチェット２０３から離れるように付勢され、係合解除状態に保持されている。モータ２３が正転するとき（Ａ方向の回転）、レバースプリング２０６等によりクラッチ爪２０４は矢印２０８のごとく移動してラチェット２０３に係合し、モータ２３の回転駆動力が内歯歯車２０２を経由してベルトリール２２に伝達され、巻取り方向Ｂに回転し、ベルト１３（ベルト部分１３ａ）がベルトリール２２により巻き取られる。この状態を図３Ｂに示す。モータ２３の正転動作が停止しかつベルト１３のベルト部分１３ａに引出し力Ｆが加わっているとき（更なる巻取りが行われないとき）には、ラチェット２０３とクラッチ爪２０４との間に接触抵抗が作用するため、ラチェット２０３とクラッチ爪２０４の係合状態は保持される。このとき、上記の接触抵抗は、引出し力Ｆ（ベルト張力）が大きいほど大きくなる。

一方、またモータ２３の正転動作が停止しかつベルト１３の引出し力が加わっていない状態では、図示しない周知の巻取りばねの巻取り力によってベルトリール２２が図３Ｂのように回転することでラチェット２０３によってクラッチ爪２０４が図の下方側へ弾かれ（矢印２０９）、係合が外れる。すなわちラチェット２０３とクラッチ爪２０４との間で係合状態は解除される。

ここで、引出し力が作用してラチェット２０３とクラッチ爪２０４の係合が有効である状態において、モータ２３を逆転方向Ｃに回転させると、ギヤ２０５が図中で反時計周りに回転することにより、レバースプリング２０６を図の下方側へ摩擦力によって駆動する。このとき、駆動力はギヤ２０５の回転速度が大きいほど大きくなる。駆動力が接触抵抗よりも小さい場合にはラチェット２０３とクラッチ爪２０４との係合が保持されたままベルトリール２２が送出し方向Ｄに送り出され、この駆動力がラチェット２０３とクラッチ爪２０４との間に作用する接触抵抗に打ち勝つと、ラチェット２０３とクラッチ爪２０４の係合が外れてモータ２３とベルトリール２２との係合が解除される。

クラッチ２４Ａは、モータ２３の回転動力をベルトリール２２の軸２２ａに伝達する「接続状態」と、モータ２３の回転動力をベルトリール２２の軸２２ａに伝達しない「解除状態」の２つの状態を機械的な構造に基づいて作る。クラッチ２４Ａがオン状態にあって動力伝達機構２４が接続状態にあるとき、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。ベルトリール２２に巻回された上記のベルト１３は、動力伝達機構２４が接続状態にあるとき、モータ２３の正転動作で巻き取られ、モータ２３の逆転動作で送り出される。またベルトリール２２に巻回されたベルト１３は、ベルト１３が装着された乗員１１が身体を移動させるとき、外側から引出し力Ｆが加わって引き出されるようにする。

また上記のリトラクタ１５では、ベルトリール２２の軸２２ａに接続された回転検知部２５を備えている。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。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。この構成を有する回転検知部２５からは、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が出力される。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。なお回転検知部２５の代わりに、ベルト長センサを用いることもできる。

回転検知部２５から出力される位相のずれた２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２は制御装置２６に入力される。パルス信号Ｐ１，Ｐ２は、パルス発生の先後関係がベルトリール２２の回転方向に応じて変化する。回転検知部２５により、ベルトリール２２の回転角（回転量）および回転方向を検知することができる。また制御装置２６では、パルス信号Ｐ１，Ｐ２を利用してその信号処理に基づき、回転角の変化を検知し、さらにベルトリール２２によるベルト１３の巻取り量、送出し量、または引出し量を検知することが可能となる。

リトラクタ１６の動作は、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の動作を制御する。通電量調整部２８では、モータ２３への通電量をＰＷＭによるデューティー変更で制御する。制御装置２６は、クラッチ２４Ａが接続されベルトリール２２を巻取り方向に所定量駆動するという通常の巻取りモードと、クラッチ２４Ａが接続後にクラッチ２４Ａが解除されない程度にモータ２３を駆動して所定量のベルト送出しを行った後、当該クラッチ２４Ａを解除するというクラッチ解除モードとを備えている。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として構成されている。

さらにシートベルト用のリトラクタ１６において、上記ベルトリール２２の軸２２ａの他方の端部には、車両走行の緊急事態発生時にベルト１３のベルト部分１３ａの急激な引出しを防止するロック機構１００が付設されている。このロック機構１００は、通常、上記の電気式プリテンショナ機構とは独立して作動するように構成されている。

ロック機構１００は、機構本体部１０１とビークルセンサ（Ｖ／Ｓ）１０２とから構成される。機構本体部１０１は、ハウジングフレームの内部に、軸２２ａに結合されかつ軸２２ａと連動して回転自在に設けられたラチェットホイールと、ハウジングフレームに固定されているフレームギヤと、位置の変化に伴ってフレームギアと係合したりまたは係合解除されたりするロッキング要素とを内蔵している。またビークルセンサ１０２は、センサフレームにボール要素とレバー要素を備える。車体に加速度が生じたときに、ボール要素の位置が変化し、レバー要素を動作させ、レバー要素は上記ラチェットホイールの外周ツメと係合状態を作る機能を有している。

上記のロック機構１００は、電気式プリテンショナとは独立して作動するように構成されているので、電気式プリテンショナの作動が終了したとしても、ロック機構１００のロック状態において適切にベルト張力を低下させられないことがある。

上記のロック機構１００において、通常の状態ではロッキング要素とフレームギヤは係合しない状態になり、ロック状態では両者は係合する状態になる。また同様に、通常の状態ではラチェットホイールの外周ツメとビークルセンサ１０２のレバー要素とは係合しない状態になり、ロック状態では両者は係合する状態になる。

ロック機構１００において、ビークルセンサ１０２によるロック条件（法規上）は、例えば０．４５Ｇでは「５０ｍｍ以下、または任意の２方向２７°の傾きでロックすること」であり、０．７Ｇでは「２５ｍｍ以下でロックすること」である。また機構のバラツキにより、ビークルセンサ１０２のロック解除可能な条件には、ベルト巻取り量に換算して±５ｍｍ程度の個体差がある。

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。

図４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４において、前述した制御装置２６はＣＰＵで構成されている。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の位置・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、前述した回転検知部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走行状態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１０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１０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。

また制御装置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の回転状態を検知する回転状態検知部である。ここで「回転状態」は、上記の回転方向と回転角を含む概念であるが、これに限定されるものではない。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等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等は、ベルト巻取り位置等の検知情報に基づいて、制御装置２６によって制御される。

図６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構成を概念的に示した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、前述した回転検知部２５と、車両走行状態検知部６１と、車両走行状態判定部６２と、クラッチ解除検知部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。

車両走行状態検知部６１としては、車体前後方向加速度センサ、車体左右方向（横方向）加速度センサ、車速センサ、舵角センサ、車輪速センサ、ロール角センサ、旋回方向センサなどの複数の各種センサのうちの少なくともいずれか１つが用いられる。

車両走行状態判定部６２は、前述の制御装置（ＣＰＵ）２６の演算処理機能により実現され、車両走行状態検知部６１から供給される検知信号を、予め用意された基準値と比較することにより自車の走行状態についての判定処理を行う。

クラッチ解除検知部６３は、回転検知部２５から供給される検知信号に基づいて得られる回転角の変化によってクラッチ２４Ａが解除されたか否かを検知する手段であり、制御装置（ＣＰＵ）２６の演算処理機能により実現される。

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７に示したフローチャートを参照して、図４等に示された制御システムの構成に基づき、基本的な制御動作を説明する。図５のフローチャートは、乗員１１が座席１２に座り、ベルト１３を自身の体に装着してタングプレート１７をバックル１８に接続し、バックルスイッチ１９がオンした後であって、緊急事情（車両状態の不安定情報有り）でベルト１３を巻取り方向に動作させた後で、クラッチ２４Ａを解除する場合の制御動作の流れを示している。なおこの例では、Ｒ側モータ５１の例で説明する。

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。

図７に示したフローチャートで、ステップＳ１１では、車両状態が安定であるか否かが判断される。車両状態が安定であるか否かの判定は、車両走行状態検知部６１と車両走行状態判定部６２によって実行される。判定ステップＳ１１でＮＯ（不安定である）である場合には、この制御の流れは終了し、現状が維持される。判定ステップＳ１１でＹＥＳ（不安定が解消され、安定になった状態）である場合には、ステップＳ１２では、モータ２３の動作を制御するため制御電流を停止する。すなわちモータ２３の回転動作は一旦停止状態にされる。次には判定ステップＳ１３が実行される。

判定ステップＳ１３では、車両の車体に加わる横加速度が０．３５Ｇよりも小さいか否かが判定される。この判定ステップＳ１３の判定処理では、ロック機構１００のロック動作が解除されたか否かの条件が判定される。ロック機構１００の動作状態に関する情報は、車体にかかる横加速度に基づいて検知するので、上記の車両走行状態検知部６１と車両走行状態判定部６２で得られる。この意味で、車両走行状態検知部６１と車両走行状態判定部６２はロック状態検知手段としての機能を有している。なお、同様にして横加速度の代わりに前後加速度や、所定方向の加速度ベクトルを算出してその絶対値を用いる構成とすることもできる。

判定ステップＳ１３でＮＯである場合には、当該判定ステップＳ１３による判定処理が継続される。判定ステップＳ１３でＹＥＳである場合には、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、モータへ供給される駆動電流の量を所定式に基づいて積算し、かつモータ駆動電流の値を制御する。ステップＳ１４では、モータ２３（５１）へ供給される電流の積算値が計算されると共に、その電流値が下記のごとく制御される。

その後のステップＳ１５では、クラッチ解除検知部６３からの情報に基づいて、クラッチ２４Ａの動作状態に関してクラッチ接続の解除が行われたか否かが判定される。判定ステップＳ１５でＮＯのときには、ステップＳ１４に戻り、この電流積算値を算出する演算を再度行う。判定ステップＳ１５でＹＥＳのときには、制御の流れを終了する。

上記の制御の流れにおいて、クラッチ２４Ａの解除が行われる前の段階での電流積算値を算出する処理ステップＳ１４では、リトラクタ１６のベルトリール２２でのベルト１３の引出し動作に係る回転状態を監視すると共に、モータ駆動電流値が制御される。モータ駆動電流の電流値制御の特性は図８に示される。

図８では、一例として、モータ駆動電流に係る電流値制御の特性３０１と、ベルト１３（ベルト部分１３ａ）のベルト張力の特性３０２とが示されている。電流値制御の特性３０１は、ベルト１３の巻取りを行った動作制御の後において、クラッチ２４Ａを解除するときの動作制御を示している。特性３０１から明らかなように、クラッチ２４Ａはできる限りゆっくり解除するように電流値を徐々に増加させる。これに応じて特性３０２で明らかなように、ベルト張力は徐々に低下する。クラッチ２４Ａが接続された時刻ｔ１ではベルト張力は２２Ｎであるのに対して、時刻ｔ２ではベルト張力は４Ｎになり、通常装着時のベルト張力になっている。このベルト張力が所定以下になった状態で、通電量が所定の値を超えると、送出し速度が増加し、レバースプリング２０６からクラッチ爪２０４に加わる力が増大する。この力が所定以上となり、クラッチ爪２０４とラチェット２０３との接触抵抗に打ち勝つことによって連続的にクラッチがオフ状態となる。この実施形態においては、通電量の増加量を制御することで、張力を減少させた後に所定のタイミングでクラッチをオフ状態にすることができる。また、連続的にクラッチが解除されることで各ギヤに生じる負担を軽減することもできる。

また別の態様として、第１段階で初期張力を上記の接触抵抗がわずかに有効となる程度まで低下させる（送出しを行う）ようにし、その後、所定のタイミングで第２段階として比較的大きな通電を行い、この第２段階の通電開始とほぼ同等にクラッチがオフ状態となるように構成することもできる。この場合には、第１段階の通電時間および第２段階の通電タイミングを設定することができ、張力を減少させた後に所定のタイミングでクラッチをオフ状態にすることができる。

以上により、シートベルト装置制御部６４は、その制御モードにおいて、クラッチ２４Ａを接続してベルトリール２２を巻取り方向に所定量駆動する通常の巻取りモードと、巻取りモード実行後にてクラッチ２４Ａが解除されない程度にモータ２３（５１）を駆動して所定量のベルト送出しを行った後、クラッチ２４Ａを解除するクラッチ解除モードを有している。

上記によって、シートベルト装置１０の駆動制御で、クラッチ２４Ａを解除するときにベルト張力の急激な変動を抑止することができる。すなわち、回転検知部２５と回転状態検知部１１０等を用いて所定量のベルト送出しを行うことで、所定量の巻取りによって高まったベルト張力を違和感なく解放させることができる。

上記の制御では、所定量のベルト送出しの際に、回転角検知部１１２の検知信号に基づいてベルトリール２２の回転角速度が所定値を超えないようにすることが好ましい。これによると、ギヤ２０５によるレバースプリング２０６の駆動力を所定値に制限することができ、不用意なクラッチの解除を発生させることなく、任意量の送出しが可能となり、発生している張力に応じて適切に張力を減少させることができる。

さらに、巻取りモードにおける駆動量が所定条件を満たしたときにのみクラッチ解除モードを実行するようにすることもできる。例えばベルトの強い巻取りを行わず、ベルトに作用する力が弱い場合には、前述のクラッチ解除方法によって送出しを行うと即座にクラッチが解除状態となるため、張力の緩和効果が低い上、再度巻取りを行う際には不要なたるみが生じることがある。従って、このような場合にはクラッチ解除を行わないようにする。これにより、連続して拘束作動する際にも影響がなく、ベルトの不要な弛みを防止することができる。従って、姿勢を適切に保持することができ、連続カーブ等により断続的に拘束作動が行われる場合にも確実に乗員の姿勢を保持することができる。

さらに、所定の加速度が作用したときにベルトリール２２の引出し方向への回転を阻止するロック機構１００との関係において、記ロック機構の動作状態を検知するロック状態検知手段を備えることにより、ロック機構１００の動作の有無を判定し、クラッチ２４Ａの解除時にロック機構１００の動作有りの場合には、ロック機構１００を解除するためベルトリール２２を巻取り方向へ駆動するロック解除モードを有し、クラッチ解除モードを実行する前にロック解除モードを実行するようにする制御することができる。

加速度に応動する緊急ロック機構は、通常、プリテンショナ機構と独立に作動する。従ってプリテンショナ機構の動作が終了したとしても、緊急ロック機構のロック状態においては適切に張力を低下させられないことがある。このような場合には、まずロック機構１００が解除可能な位置までベルトの引込み方向へ駆動してロック状態を解除し、その後にクラッチ２４Ａの接続状態を解除する。ロック状態の解除後は、正転状態から瞬間的に電流を立ち上げて逆方向の微弱電流へ移行する。

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ベルト巻取り動作の後にベルト張力の急激な変動を抑止してクラッチを解除することに利用される。

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。 動力伝達機構におけるクラッチの構造を示す概略正面図である。 図３Ａのクラッチ構造でクラッチが接続した状態を示す図である。 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。 制御装置の内部に機能的に実現される回転状態検知部等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要部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クラッチ解除時の動作手順を示すフローチャートである。 クラッチ解除時のモータ駆動電流に係る電流値制御の特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ シートベルト装置
１１ 乗員
１６ リトラクタ
２２ ベルトリール
２３ モータ
２４ 動力伝達機構
２４−１ リール側ギヤ機構
２４−２ モータ側ギヤ機構
２４Ａ クラッチ
２５ 位置検知部
２６ 制御装置
６１ ロック状態判定部
６２ 車両走行状態判定部
６３ シートベルト判定部
６４ シートベルト装置制御部
１００ ロック機構
１０１ 機構本体部
１０２ ビークルセンサ

Claims (5)

1. ベルトを巻回したベルトリールと、
   前記ベルトリールを駆動するモータと、
   前記モータと前記ベルトリールの間を前記モータの回転状態に応じて接続または解除するクラッチと、
   前記ベルトリールの回転角変化を検知する回転角検知手段と、
   前記回転角検知手段から出力される検知信号に基づいて前記モータへの通電を制御して前記モータの動作を制御し、前記ベルトの送出しまたは巻取りを行わせる制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記ベルトリールを巻取り方向に所定量駆動する巻取りモードと、前記クラッチが解除されない程度に前記モータを駆動して所定量のベルト送出しを行った後、前記クラッチを解除するクラッチ解除モードを有する、
   ことを特徴とする車両のシートベルト装置。
2. 前記制御手段は、所定量の前記ベルト送出しの際に、前記回転角検知手段の検知信号に基づいて前記ベルトリールの回転角速度が所定値を超えないように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。
3. 前記制御手段は、所定量の前記ベルト送出しの際に送出し速度を漸増させることにより連続的に前記クラッチを解除す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。
4. 前記制御手段は、前記巻取りモードにおける駆動量が所定条件を満たしたときにのみ前記クラッチ解除モードを実行す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。
5. 所定の加速度が作用したときに前記ベルトリールの引出し方向への回転を阻止するロック機構と、
   前記ロック機構の動作状態を検知するロック状態検知手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記ロック状態検知手段からの検知信号に基づいて前記ロック機構の動作の有無を判定し、
   前記クラッチの解除時に前記ロック機構の動作有りの場合には、前記ロック機構を解除するため前記ベルトリールを巻取り方向へ駆動するロック解除モードを有し、
   前記クラッチ解除モードを実行する前に前記ロック解除モードを実行する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のシートベルト装置。

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