JP2008230263A - 車両用シートベルトの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、シートベルトの装着状態の判定時に発生する巻き取りによる違和感が運転者に作用しても、運転操作に影響を与えることがなく、これにより、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置を実現することを目的とする。
【解決手段】この発明は、車両用シートベルトの制御装置において、シートベルトが装着されているかどうかを検出するシートベルト装着状態検出手段を備え、シートベルトの装着状態が正常な装着状態であるかどうかを判定する装着状態判定手段を備え、車両停止時に、シートベルト装着状態検出手段により、シートベルトが装着されていると検出された場合に、装着状態判定手段により装着状態が正常な装着状態ではないと判定されたときには、警告する警告手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

この発明は車両用シートベルトの制御装置に係り、特に、シートベルトの装着状態の判定時に発生する巻き取りによる違和感が運転者に作用しても、運転操作に影響を与えることがなく、これにより、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置に関する。

車両においては、シートに着座した乗員を保護する装置として、車両用シートベルトの制御装置を搭載している。車両用シートベルトの制御装置は、車両のシートベルトを巻き取るモータを備え、レーダ装置のような障害物検知手段で車両の進行方向前方の障害物を検知し、その検知結果から判定手段で障害物との接触が避けられないと判定された場合には、ブレーキを自動的に作動させるとともに、ベルト巻取り指令手段でモータを駆動してシートベルトを巻き取り、シートベルトの緩みを取り除いて乗員をシートに拘束し、ブレーキの作動で発生する減速度により体が前方へ移動することを防止する。

従来の車両用シートベルトの制御装置には、シートベルトを巻き取るためのモータからシートベルト巻取装置側へ伝達される駆動力を断続する駆動力伝達手段を備え、この駆動力伝達手段がシートベルト巻取装置への駆動力を遮断した状態で、モータを駆動したときに生じた電流波形で、モータの故障を判定するものがある。
特開２００３−１６００２４号公報

従来の車両用シートベルトの制御装置には、シートベルトのバックルセンサ及びガイドセンサからの信号によりシートベルトが適正に装着されていない状態を検出した場合は、サイドバッグを展開させないようにしたものがある。
特開２００４−３２２７０３号公報

ところで、車両用シートベルトの制御装置による前記自動的なブレーキの作動、及びモータによるシートベルトの緩みの取り除きの後に、車両が障害物との接触に至った場合には、シートベルトプリテンショナが作動する。シートベルトプリテンショナは、車両が障害物と接触した際に、シートベルトを瞬間的に巻き取ることで体が前方へ移動することを防止し、二次衝撃を防止する。
シートベルトプリテンショナによるシートベルトの瞬間的に巻き取りは、モータの作動によってシートベルトの緩みが取られ、乗員がシートに拘束されている状態にあれば、ブリテンショナの効果も上がる。しかし、シートベルトが不適切な状態で装着されている場合は、モータで巻き取り動作を行っても、ベルトの緩みを完全に取り去ることができず、乗員を拘束状態にできない場合があった。この場合は、プリテンショナの効果が低減されることになる。
また、シートベルトが装着されているか否かは、バックルが係合されているかを検出するバックルスイッチの信号を監視することで判定することができる。しかし、バックルスイッチは、バックルの結合・離脱を検知するものであるため、シートベルトの装着状態が適切か不適切かを判定することができず、シートベルトが装着されているにも関わらず、適切な装着状態でないことを検知することはできなかった。
さらに、シートベルトは、車両運転中に装着することから、装着状態の判定は車両運転中に行われることになる。しかし、車両運転中にモータを駆動してシートベルトを巻き取り、装着状態の判定を行った場合には、運転操作中の運転者にシートベルトの巻き取りによる違和感が作用し、運転操作に影響を与えるおそれがある。

この発明は、シートベルトの装着状態の判定時に発生する巻き取りによる違和感が運転者に作用しても、運転操作に影響を与えることがなく、これにより、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置を実現することを目的とする。

この発明は、車両のシートベルトを巻き取るモータと、車両の進行方向前方の障害物を検知する障害物検知手段と、この障害物検知手段により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する判定手段と、この判定手段により接触が避けられないと判定された場合には、前記モータを駆動してシートベルトを巻き取るベルト巻取り指令手段を備えた車両用シートベルトの制御装置において、シートベルトが装着されているかどうかを検出するシートベルト装着状態検出手段を備え、シートベルトの装着状態が正常な装着状態であるかどうかを判定する装着状態判定手段を備え、車両停止時に、前記シートベルト装着状態検出手段により、シートベルトが装着されていると検出された場合に、前記装着状態判定手段により装着状態が正常な装着状態ではないと判定されたときには、警告する警告手段を備えていることを特徴とする。

この車両用シートベルトの制御装置は、車両停止中において、シートベルトの装着状態が正常かどうかの判定をすることができるので、シートベルトの装着状態の判定時に発生する巻き取りによる違和感が運転者に作用しても、車両が停止中で運転操作に影響を与えることがなく、これにより、車両運転中に運転操作に対する運転者の思考を削ぐことが無く、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置を実現することができる。

この発明の車両用シートベルトの制御装置は、車両停止中において、シートベルトの装着状態が正常かどうかの判定をすることで、運転操作に影響を与えることがなく、これにより、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置を実現するものである。
以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。図１は、車両用シートベルトの制御装置のシステム構成図、図２は車両用シートベルトの制御装置のフローチャート、図３はシートベルトが正常な装着状態のシートの側面図、図４はシートベルトが不適切な装着状態のシートの側面図、図５はシートベルトが正常な装着状態の電圧・電流波形図、図６はシートベルトが不適切な装着状態の電圧・電流波形図、図７はシートベルトが不適切な装着状態の別の電圧・電流波形図である。
図３・図４において、１は車両のシートである。シート１は、座面部２と背当て部３とからなり、車両用シートベルト（以下「シートベルト」と記す。）４を備えている。シートベルト４は、一端側をシート１の幅方向一側において車体に固定するとともに他端側をシート１の幅方向一側においてベルト巻取り機構５（図１参照）に連絡し、中間に係合片６を摺動可能に装着している。シートベルト４は、シート１の幅方向一側から他側に中間を掛け渡し、シート１の幅方向他側において車体に固定されたバックル７に係合片６を係合することで装着し、運転者等の乗員８を拘束する。
図１において、９はシートベルト４の制御装置である。制御装置９は、シートベルト４の装着状態を判定して警告を発するベルト制御部１０を備えている。ベルト制御部１０には、車両に搭載したエンジンのイグニションスイッチ１１と、車両の速度を検出する車速センサ１２と、ベルト巻取り機構５を駆動して車両のシートベルト４を巻き取るモータ１３と、車両の進行方向前方の障害物を検知する障害物検知手段１４とを接続している。障害物検知手段１４は、障害物までの距離及び相対速度を測定するためのレーザやミリ波を利用したレーダ装置からなる。
前記ベルト制御部１０は、前記障害物検知手段１４により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する判定手段１５と、この判定手段１５により障害物との接触が避けられないと判定された場合に、モータ１３にモータ駆動電圧を印加し、モータ１３を駆動してシートベルト４を巻き取るベルト巻取り指令手段１６とを備えている。また、ベルト制御部１０には、ブレーキ制御部１７を接続している。ベルト制御部１０は、判定手段１５により障害物との接触が避けられないと判定された場合に、ブレーキ制御部１７に自動ブレーキ指令を出力してブレーキアクチュエータ１８を作動させ、同時にベルト巻取り指令手段１６によりモータ１３にモータ駆動電圧を印加する。
これにより、シートベルト４の制御装置９は、障害物との接触が避けられないと判定された場合に、ブレーキを自動的に作動させるとともに、シートベルト４を巻き取り、シートベルト４の緩みを取り除いて乗員８をシート１に拘束し、ブレーキの作動で発生する減速度により体が前方へ移動することを防止する。

このシートベルト４の制御装置９は、シートベルト４が装着されているかどうかを検出するシートベルト装着状態検出手段としてバックルスイッチ１９を備え、シートベルト４の装着状態が正常な装着状態であるかどうかを判定する装着状態判定手段２０を備え、車両停止時に、バックルスイッチ１９により、シートベルト４が装着されていると検出された場合に、装着状態判定手段２０により装着状態が正常な装着状態ではないと判定されたときには、警告する警告手段２１を備えている。
前記バックルスイッチ１９は、前記バックル７に係合片６が係合（シートベルト４が装着状態：ＯＮ）・離脱（シートベルト４が非装着状態：ＯＦＦ）されたことを検出し、バックルスイッチ信号をベルト制御部１０に出力する。
前記装着状態判定手段２０は、判定用電圧をモータ１３に印加し、印加後のモータ電流の変化をベルト制御部１０内の電流検出部２２により監視する。装着状態判定手段２０は、図５・図６に示すように、モータ電流Ａが印加し始めから任意のある値ａ１に飽和するまでの飽和時間ｔ１を監視し、飽和時間ｔ１が設定時間Ｔ１ｔｈより長い場合には、シートベルト４の装着状態が正常な装着状態ではないと判定する。
前記警告手段２１は、メータ２３やブザー２４からなり、車両停止時に、シートベルト４が装着されていると検出された場合に、シートベルト４の装着状態が正常な装着状態ではないと判定されたときに、メータ２３に警報画像を表示し、ブザー２４を駆動して警報音を発生する。

次に、作用を説明する。
このシートベルト４の制御装置９は、シートベルト４の装着状態を判定し、不適切な状態である場合、警告を発する。
シートベルト４の制御装置９は、図２に示すよう、プログラムがスタートすると（Ｓ０１）、イグニションスイッチ１１の信号によりエンジンがＯＮしているかを判断する（Ｓ０２）。
この判断（Ｓ０２）がＮＯの場合は、エンジンがＯＮするまで待つ。この判断（Ｓ０２）がＹＥＳの場合は、バックルスイッチ１９がＯＮしているかを判断する（Ｓ０３）。
この判断（Ｓ０３）がＮＯの場合は、バックルスイッチ１９がＯＮするまで待つ。この判断（Ｓ０３）がＹＥＳの場合は、車速センサ１２の信号により車両停止中であるかを判断する（Ｓ０４）。
この判断（Ｓ０４）がＮＯの場合は、プログラムをエンドにする（Ｓ１０）。この判断（Ｓ０４）がＹＥＳの場合は、シートベルト４を巻き取るモータ１３にベルト装着状態の判定用電圧を印加する（Ｓ０５）。判定用電圧のパターンは、本来の目的であるシートベルト４の緩みを取り、乗員８を拘束する時に印加する拘束用電圧のパターンに比べて短時間で、終了時にはシートベルト４が拘束状態にならず初期状態となるパターンとする。
前記モータ１３に印加された判定用電圧のモータ電流を電流検出部２２により監視し（Ｓ０６）、モータ電流の波形からシートベルト４の装着状態を判定し（Ｓ０７）、判定した結果からシートベルト４が不適切な装着状態であるかを判断する（Ｓ０８）。
この判断（Ｓ０８）がＮＯの場合は、プログラムをエンドにする（Ｓ１０）。この判断（Ｓ０８）がＹＥＳの場合は、メータ２３に警報画像を表示し、ブザー２４を駆動して警報音を発生し（Ｓ０９）、シートベルト４の装着状態が正常でないことを警告し、プログラムをエンドにする（Ｓ１０）。

このように、シートベルト４の制御装置９は、シートベルト４の装着状態をシートベルト４を巻き取るモータ１３のモータ電流により判定し、シートベルト４の装着状態が不適切な状態である場合、警報を出し、乗員８である運転者に知らせている。
シートベルト４が正常な装着状態の場合は、図３に示すように、乗員８の背中とシート１の背当て部３との隙間Ｄ１が少ない。従って、モータ１３にモータ駆動電圧を印加した場合は、巻き取られるベルト長さＬ１が短い。
これに対し、シートベルト４が不適切な装着状態の場合は、図４に示すように、乗員８の背中とシート１の背当て部３との隙間Ｄ２が大きい状態（Ｄ１＜Ｄ２）であり、シート１の座面部２に浅く着座した場合等が該当する。この状態でシートベルト４を装着した場合は、図３の正常な装着状態の場合に比べて、ベルト引出し量が多い状態となるので、モータ１３にモータ駆動電圧を印加した場合に、巻き取られるベルト長さＬ２が長くなる（Ｌ１＜Ｌ２）。
シートベルト４が正常な装着状態では、図５に示すように、ｐ１においてベルト装着状態判定用電圧パターンであるパルス状のモータ駆動電圧（ベルト装着状態の判定用電圧）を印加すると、少し遅れてｐ２においてモータ電流Ａが立ち上がり、ｐ３においてある値ａ１に飽和する。これは、モータ駆動力とシートベルト負荷が釣り合い、シートベルト４の巻き取りがこれ以上進まない状態であることを示す。この状態では、シートベルト４の緩みが取れ、乗員８が十分に拘束状態になり、これ以上巻き取ることができない状態となったことを示している。判定用電圧の印加（ｐ１）からモータ電流Ａがある値ａ１に飽和する（ｐ３）までの飽和時間ｔ１を監視すると、シートベルト４が正常な装着状態であれば、飽和時間ｔ１は設定時間（Ｔ１ｔｈ）以内となる。
一方、シートベルト４が不適切な装着状態では、図６に示すように、ｐ１においてベルト装着状態判定用電圧パターンであるパルス状のモータ駆動電圧（ベルト装着状態の判定用電圧）を印加すると、少し遅れてｐ２において電流Ａが立ち上がり、ｐ３においてある値ａ１に飽和する。シートベルト４が不適切な装着状態で印加するベルト装着状態判定用電圧パターンは、図５のシートベルト４が正常な装着状態でのパターンと同じである。この判定用電圧を印加した場合のモータ電流Ａの波形は、図５のシートベルト４が正常な装着状態でのモータ電流Ａの波形に比べて、判定用電圧の印加（ｐ１）からモータ電流Ａがある値ａ１に飽和する（ｐ３）までの飽和時間ｔ１が長く掛かっている。これは、ベルト引き出し量が多いため、モータ１３によって巻き取られる量も多くなり、モータ駆動力とシートベルト負荷が釣り合うまでに時間がかかることから、モータ電流Ａがある値ａ１に飽和するまでの遅れが長くなっている。この遅れた飽和時間ｔ１は、設定時間（Ｔ１ｔｈ）より大きくなので、シートベルト４が不適切な装着状態と判定することができる。
なお、シートベルト４の装着状態が適切でない例は、図４に示す以外にも多くのケースがある。その状態に基づいて、適切な装着状態であるか否かを判定する指標は複数考えられる。
また、図７は、シートベルト４の不適切な装着状態での電流波形の別の例で、モータ電流Ａがある値ａ１に飽和しない状態の値ａ２で終了してしまっている。これは、図４に示すシートベルト４が不適切な装着状態よりも、さらにシートベルト４の引き出し量が多い状態となっているため、巻き取りに時間が掛かり、印加した判定用電圧パターンではシートベルト４の緩みを巻き取ることができずに、モータ電流Ａがある値ａ１に飽和しないまま終了した例である。

このように、このシートベルト４の制御装置９は、車両停止中にモータ１３のモータ電流の波形をチェックし、シートベルト４が正常な装着状態の波形と比較し、装着状態が正常であるか否かを判定する。不適切な装着状態であると判定した場合は、運転者に警報する。
これにより、このシートベルト４の制御装置９は、不適切な装着状態でシートベルト４を巻き取るモータ１３を駆動させ、シートベルト４の緩みを取り、乗員８を拘束する効果が得られない結果となってしまうことを防止できる。また、このシートベルト４の制御装置９は、モータ電流の波形よりシートベルト４の装着状態を判定しており、ベルト制御部１０内に設けた電流検出部２２により電流検出するだけで実現可能なため、安価で実現できる。
また、このシートベルト４の制御装置９は、車両停止中において、シートベルト４の装着状態が正常かどうかの判定をすることができるので、シートベルト４の装着状態の判定時に発生する巻き取りによる違和感が運転者に作用しても、車両が停止中で運転操作に影響を与えることがなく、これにより、車両運転中に運転操作に対する運転者の思考を削ぐことが無く、運転操作に対して安定性の高いシートベルト４の制御装置９を実現することができる。
さらに、装着状態判定手段２０は、モータ１３に判定用電圧Ｖを印加してモータ電流Ａの変化を監視し、モータ電流Ａがある値ａ１に飽和するまでの飽和時間ｔ１が設定時間Ｔ１ｔｈよりも長い場合には、装着状態が正常な装着状態ではないと判定しているので、モータ電流の変化の仕方を監視するだけで、装着状態が正常かどうかを判定することができるので、特別な構造を追加する必要がない。

この発明の車両用シートベルトの制御装置は、運転操作に影響を与えることがなく、これにより、運転操作に対して安定性の高い車両用シートベルトの制御装置を実現するものであり、各種車両のシートベルトに適用することができる。

実施例を示す車両用シートベルトの制御装置のシステム構成図である。 車両用シートベルトの制御装置のフローチャートである。 シートベルトが正常な装着状態のシートの側面図である。 シートベルトが不適切な装着状態のシートの側面図である。 シートベルトが正常な装着状態の電圧・電流波形図である。 シートベルトが不適切な装着状態の電圧・電流波形図である。 シートベルトが不適切な装着状態の別の電圧・電流波形図である。

符号の説明

１ シート
４ シートベルト（車両用シートベルト）
７ バックル
８ 乗員
９ 制御装置
１０ ベルト制御部
１１ イグニションスイッチ
１２ 車速センサ
１３ モータ
１４ 障害物検知手段
１５ 判定手段
１６ ベルト巻取り指令手段
１７ ブレーキ制御部
１８ ブレーキアクチュエータ
１９ バックルスイッチ
２０ 装着状態判定手段
２１ 警告手段
２２ 電流検出部
２３ メータ
２４ ブザー

Claims (2)

1. 車両のシートベルトを巻き取るモータと、
   車両の進行方向前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   この障害物検知手段により検知された検知結果から障害物との接触が避けられるかどうかを判定する判定手段と、
   この判定手段により接触が避けられないと判定された場合には、前記モータを駆動してシートベルトを巻き取るベルト巻取り指令手段を備えた車両用シートベルトの制御装置において、
   シートベルトが装着されているかどうかを検出するシートベルト装着状態検出手段を備え、
   シートベルトの装着状態が正常な装着状態であるかどうかを判定する装着状態判定手段を備え、
   車両停止時に、前記シートベルト装着状態検出手段により、シートベルトが装着されていると検出された場合に、前記装着状態判定手段により装着状態が正常な装着状態ではないと判定されたときには、警告する警告手段を備えていることを特徴とする車両用シートベルトの制御装置。
2. 前記装着状態判定手段は、判定用電圧を前記モータに印加し、印加後のモータ電流の変化を監視し、
   モータ電流が印加し始めから任意のある値に飽和するまでの飽和時間を監視し、
   飽和時間が設定時間より長い場合には、装着状態が正常な装着状態ではないと判定していることを特徴とする請求項１に記載の車両用シートベルトの制御装置。

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