JP4439633B2 - シートベルトシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突の際に、乗員を座席に拘束して乗員の安全を図るシートベルト装置に関し、特に、同一車両内に複数のシートベルト装置を備える場合に、各座席の乗員を効果的に保護するようにしたシートベルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の衝突時、車両内の乗員を保護するシートベルト装置としては、衝突時に車両に発生する衝撃により、車両衝突を検出し、衝突が検出されると、各座席に取付けられたシートベルトは、当該シートベルトのプリテンショナ（主に、火薬式）により、シートベルトを瞬時に引込み、同時にシートベルト装置のリトラクタ内の引出しロック機構により、引込んだ後のシートベルト引出しをロックし、シートベルトを装着している乗員を確実に拘束し、保護せんとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、厚手（地厚）の衣服を着用している場合等には、シートベルトの引出し量が増える傾向にあるため、衝突の際に慣性力によって乗員が前方に移動した状態で、シートベルトの引出しロック状態となることが考えられる。後部座席の乗員が前方に移動すると、前方座席のシートバックにぶつかる虞がある。例えば、運転席後方の乗員が運転席のシートバックにぶつかると、運転席の乗員には、自身の慣性力に、更に、後部座席の乗員の慣性力の一部が加わる。この結果、シートベルトで拘束された運転者（前方座席の乗員）のダメージが増えることが考えられる。また、運転操作によって衝突を回避するために、シートベルトによる運転者の座席への拘束は、可及的に運転操作可能な状態でなされることが望ましい。また、乗員が衝突によって前方に移動すると、衝突によって展開するエアバッグによって乗員の頭部などが叩かれる虞がある。
【０００４】
従って、衝突の際にシートベルトの張力が制御されるようにしたシートベルト装置を、運転席と、助手席や後部座席にも複数設けるようにした場合、各シートベルト装置のシートベルト張力の制御を全て同じ態様で行うよりも、個別的に制御出来るようにすることが望ましい。例えば、衝突回避操作を行い得る運転者の座席のシートベルト装置とその他の者の座席のシートベルト装置とを別途の制御態様で分けて行う方が望ましいと考えられる。
【０００５】
よって、本発明は、運転者のシートベルト装置と運転者以外の者のシートベルト装置とを異なる態様で制御するようにしたシートベルト装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、乗員が衝突の際に展開するエアバッグによって叩かれないようにしたシートベルト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、本発明のシートベルトシステムは、車両の運転者を座席に拘束する、第１のシートベルトの張力を可変に調整する張力可変手段を有する第１のシートベルト装置と、上記運転者以外の乗員を座席に拘束する、第２のシートベルトの張力を可変に調整する張力可変手段を有する第２のシートベルト装置と、上記車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知部と、上記車両の衝突を検知し、衝突信号を出力する衝突検出部と、上記第１のシートベルト装置と対応する位置に設けられ、バッグを展開して乗員を保護する第１のエアバッグ装置と、上記第２のシートベルト装置と対応する位置に設けられ、バッグを展開して乗員を保護する第２のエアバッグ装置と、上記衝突信号に対応して上記第１及び上記第２のエアバッグ装置を作動させ、上記衝突予知信号に対応して上記第１及び上記第２のシートベルト装置の各張力可変手段を作動させると共に、少なくとも、上記第１及び上記第２のシートベルトの張力の制御を異なる態様で行う制御部と、を備える。
【０００８】
かかる構成とすることにより、衝突の可能性があると、運転者とそれ以外の乗員とを異なるシートベルトの引込み態様で座席に拘束することが出来るようになる。それにより、例えば、運転者のシートベルトの張力を加減して運転操作による衝突回避を衝突の直近まで可及的に可能とする。そして、衝突するとエアバッグの展開によって更に乗員の安全確保が図られる。
【０００９】
好ましくは、各張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、上記制御部が上記衝突予知信号によって衝突の回避が困難であることを判別したとき、上記第１及び上記第２のシートベルト装置の各第１の張力可変機構を動作させて各シートベルトの張力を上昇させ、かつ、上記第１のシートベルト装置の張力を上記第２のシートベルト装置の張力よりも相対的に小さくなるように制御する。
【００１０】
かかる構成とすることによって、衝突の可能性があると、予め第１の張力可変機構によってシートベルトの余分の弛みを除いておき、衝突の際に第２の張力可変機構によってシートベルトを更に引込んで乗員をしっかりと座席に拘束する。それにより、地厚の衣服を着ている場合などにも、確実な乗員拘束が行われる。後部座席の乗員が前方の座席に突き当る不具合も解消可能である。また、運転者席の第１のシートベルト装置の張力は第２のシートベルト装置の張力よりも相対的に小さいので、運転者の運転操作による衝突回避を衝突の直前まで可及的に可能とする。
【００１１】
好ましくは、各張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、上記制御部が上記衝突予知信号によって衝突の可能性があるが、衝突回避操作が可能であることを判別したとき、上記第１のシートベルト装置の上記第１の張力可変機構によって上記第１のシートベルトの張力を振動的に変化させ、上記第２のシートベルト装置の上記第１の張力可変機構によって上記第２のシートベルトの張力を増大させる。
【００１２】
かかる構成とすることによって、運転者のシートベルトの弛みを除くと共にベルトの振動によって衝突の可能性の注意を喚起することが可能となる。また、他の乗員のシートベルトの弛みは除去される。
【００１３】
好ましくは、上記第２のシートベルト装置の上記張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、上記第２のシートベルト装置によって拘束される乗員の着座位置を検出する位置検出手段を更に備え、上記制御部が上記衝突予知信号によって衝突の回避が困難であることを判別し、かつ、上記乗員の着座位置の検出により上記第２のエアバッグ装置の開口部への上記乗員の接近を判別したとき、上記第２のシートベルト装置の上記第１の張力可変機構を上記乗員を座席に引戻し得るベルト張力で作動させる。
【００１４】
かかる構成とすることによって、運転者以外の乗員がエアバッグの展開範囲外となるように引戻されるので、乗員の頭部がエアバッグの展開によって叩かれる不具合を回避可能である。
【００１５】
好ましくは、上記第１の張力可変機構は、モータによってシートベルトを引込み側あるいは送出し側に駆動する構成を含み、上記第２の張力可変機構は、膨張ガスの圧力、例えば、火薬の爆発力によってシートベルトを瞬時に引込む構成を含む。
【００１６】
かかる構成とすることにより、モータによってシートベルトの引出し及び引戻しを繰返し行うことを可能とすると共に、膨張ガスによって緊急時の素早いかつ高い張力による引き込みを確保することが可能となる。
【００１７】
好ましくは、上記第１及び第２の張力可変機構は、シートベルトの一端を巻取る、車体若しくは座席に取付けられるリトラクタに設けられる。
【００１８】
好ましくは、上記第１の張力可変機構は、上記シートベルトの一端を巻取る、車体若しくは座席に取付けられるリトラクタに設けられ、上記第２の張力可変機構は、上記シートベルトが挿通するタングプレートと係合するバックル部に設けられる。
【００１９】
好ましくは、上記第２の張力可変機構は上記リトラクタに設けられ、該リトラクタには、指令信号に応じてシートベルトの引出しをロック可能な強制ロック機構が設けられる。
【００２０】
好ましくは、上記第１の張力可変機構はリトラクタに、上記第２の張力可変機構にはシートベルト他端部を車体に固定するラップベルト固定部に設けられる。
【００２１】
好ましくは、上記第２の可変張力機構はリトラクタに設けられ、該リトラクタには、指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックする強制ロック機構が設けられ、上記第１の張力可変機構は、ラップベルト部に設けられる。
【００２２】
好ましくは、上記第１の張力可変機構はバックル部に設けられ、リトラクタには指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックする強制ロック機構が設けられ、上記第２の張力可変手段はラップベルト固定部に設けられる。
【００２３】
好ましくは、上記第２の張力可変機構はバックル部に設けられ、リトラクタには指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックする強制ロック機構が設けられ、第１の張力可変機構は、ラップベルト固定部に設けられる。
【００２４】
好ましくは、上記第１の張力可変機構及び上記第２の張力可変機構は、ラップベルト固定部に設けられ、リトラクタには指令信号に応じてシートベルトの引出しをロックする強制ロック機構が設けられる。
【００２５】
好ましくは、上記ラップ固定部は、座席に設けられる。
【００２６】
このように、第１の張力可変機構と、第２の張力可変機構とを別々に構成することによって、リトラクタを小型化することが可能となる。また、強制的にリトラクタからの引出しを阻止することによってベルト張力を急速に増加させることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、シートベルト装置は、運転席以外に、助手席、後部座席、あるいは補助座席などに設けられる。
【００２８】
図１は、車両のシートベルトシステムの例を概略的に示している。図示しない車両内の、運転席、助手席、後席には、それぞれシートベルト装置及びエアバッグ装置が配置されている。各シートベルト装置及び各エアバック装置は、制御部によって作動が制御される。制御部は、後述の、前方車両等を探知して衝突の可能性を判断する衝突予知装置からの衝突予知情報（衝突予知信号）、衝突の衝撃を検出する衝突検出器からの衝突情報（衝突検出信号）、乗員の位置を検出する位置情報（位置信号）に基づいて、各シートベルト装置及び各エアバッグ装置を個別に、あるいは共通に制御する。個別の制御は、別途の制御態様で行うもので、運転席とそれ以外の席、運転席と助手席、運転席と後席、の組合わせが含まれる。共通の制御は同じ制御態様で行うもので、助手席と後席、後席同士、の組合わせが含まれる。
【００２９】
図２は、車両内のシートベルト装置などを説明するものであるが、説明の便宜のため、運転席のシートベルト装置と、運転席以外の座席の例示として、助手席のシートベルト装置が示されている。
【００３０】
運転席のシートベルト装置は、運転者を座席３０１ａに拘束するシートベルト３０２ａを巻取る電動巻取装置（リトラクタ）１００ａ、シートベルト３０２ａを乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３ａ、シートベルト３０２ａを挿通して腰部近傍に配置されるバックル３０４ａと係合するタングプレート３０５ａ、シートベルト３０２ａの端部を車体に固定するアンカー３０６ａ、バックル３０４ａに内蔵されてベルト装着を検出するスイッチ３０７ａ、等によって構成される。また、ハンドルの中央部にはエアバッグ装置５００ａが設けられている。座席の背もたれ背面の肩部に、後席の乗員保護のためのエアバッグ装置５００ｃが設けられている。
【００３１】
助手席のシートベルト装置は、乗員を座席３０１ｂに拘束するシートベルト３０２ｂを巻取る電動巻取装置（リトラクタ）１００ｂ、シートベルト３０２ｂを乗員の肩近傍で折返すスルーアンカ３０３ｂ、シートベルト３０２ｂを挿通して腰部近傍に配置されるバックル３０４ｂと係合するタングプレート３０５ｂ、シートベルト３０２ｂの端部を車体に固定するアンカー３０６ｂ、バックル３０４ｂに内蔵されてベルト装着を検出するスイッチ３０７ｂ、等によって構成される。また、乗員と対向する位置のダッシュボード６００には助手席用のエアバッグ装置５００ｂが設けられている。助手席の乗員位置を検出する位置検出センサ６０１もダッシュボード部に設けられている。位置検出センサ６０１は、例えば、超音波探知機であり、音波を発射し、音波の反射時間を計測することによって乗員の位置を検出する。
【００３２】
図３は、車両のシートベルトシステムの他の例を示しており、説明の便宜のため、運転席のシートベルト装置と、運転席以外の座席の例示として、後席のシートベルト装置が示されている。同図において、図２と対応する部分には、同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００３３】
後席のシートベルト装置は、助手席のシートベルト装置と同様に構成されるが、エアバッグ装置５００ｃは運転席３０１ａの背もたれ背面の肩部に設けられている。また、乗員位置検センサ６０２が該背もたれ部内に設けられて、後部座席乗員の位置を検出する。前述した助手席３０１ｂの背もたれについても同様である。
【００３４】
後席のシートベルト装置は、乗員を座席３０１ｃに拘束するシートベルト３０２ｃを巻取る、座席の背もたれ内に設けられた電動巻取装置１００ｃ、シートベルト３０２ｃを挿通して腰部に配置されるバックル３０４ｃと係合するタングプレート３０５ｃ、シートベルト３０２ｃの端部を車体に固定するアンカー３０６ｃ、バックル３０５ｃに内蔵されてベルト装着を検出するスイッチ３０７ｃ、等によって構成されている。
【００３５】
車両の前方には、車両の衝突を予知する衝突予知装置４０１（図示せず）、車両の衝突を検出する衝突検出器４０２（図示せず）等が配置されている。
【００３６】
図４は、電動巻取り装置１００ａの構成を概略的に説明する説明図である。電動巻取り装置１００ｂ、１００ｃも同様に構成することが可能である。
【００３７】
同図において、電動巻取り装置１００ａは、フレーム１０１を備えている。このフレーム１０１には、シートベルト３０２ａを巻回するリール１０３、リール１０３と結合し、リール回転の中心軸となるリールシャフト１０３ａが回転自在に設けられる。リールシャフト１０３ａの右端部には、シートベルト３０２ａの引出しをロックする後述のシートベルトロック機構１０２が設けられている。シートベルトロック機構１０２は、車両に所定の減速度が作用したときベルトの引出しをロックするＶＳＩ動作と、シートベルト３０２が所定の加速度で引出されたときにシートベルト３０２の引出しをロックするＷＳＩ動作とを備えている。また、このロック機構１０２には、ロック機構１０２を指令信号に応答して強制的に作動させる後述の電磁的アクチュエータ１１２ａが更に設けられている。電磁的アクチュエータ１１２ａは後述の制御部２００の出力によって作動が制御される。シートベルトロック機構１０２は、シートベルト３０２ａの引き出しのロック状態でも電動モータ１１０ａによるシートベルト３０２ａの巻取りが可能に構成されている。
【００３８】
プリテンショナ１０４ａは、衝突検出器４０２の出力に基づく制御部２００の出力によって作動し、リールシャフト１０３ａをシートベルトの巻取り方向に回転し、シートベルトを強制的に巻取って乗員を座席に拘束する。プリテンショナ１０４は、例えば、火薬式プリテンショナであり、ガス発生器、ガス発生器から発生したガスを封止するシリンダ、シリンダ内をガス圧によって移動するピストン、ピストンの移動を、クラッチ機構を介してリール軸１０３ａの回転運動に変換する伝達機構等によって構成される。
【００３９】
リール軸１０３ａに固定されたプーリ１０５は、動力伝達用ベルト１０７を介して直流モータ１１０ａの軸に固定されたプーリ１０６と連結している。プーリ１０５、１０６の外周にはそれぞれ所定数の外歯が形成され、また、ベルト１０７の内周にも所定数の内歯が形成されている。リールシャフト用のプーリ１０５、モータ用のプーリ１０６、ベルト１０７の各歯山は過不足なく噛合っており、モータ１１０ｂの回転は、リールシャフト１０３ａに伝達される。モータ１１０ａは、フレーム１０１に少なくとも２点以上で固定されており、制御部２００の出力によって動作する。
【００４０】
リールシャフト１０３ａの最左端に設けられたポテンショメータ１１１は、図５に示すように、両端に電圧が印加される抵抗体と、リールシャフト１０３ａの回転に連動する摺動子とによって構成される。そして、リールシャフト１０３ａ基準位置からの回転量に対応した電圧値を制御部２００に出力する。これにより、例えば、ベルトの引出し量を推定することが出来る。また、ベルトの弛みのない状態の電圧値と、ベルトの引出された状態の電圧値とを比較することによってベルトの弛み量を推定することができる。
【００４１】
図６は、制御部２００の概略構成を説明する機能ブロック図である。なお、この例では、説明の便宜上、運転席のシートベルト装置と、運転席以外のシートベルト装置の代表例としての、助手席のシートベルト装置の制御系のみが示されている。図示されていない後席のシートベルト装置の制御系も助手席のシートベルト装置の制御系と同様に構成されるものであり、後席のシートベルト装置の制御系も助手席のシートベルト装置の制御系と同様に動作する。
【００４２】
同図に示されるように、制御部２００は、マイクロコンピュータシステムによって構成される。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に保持される制御プログラムやデータをＲＡＭ２０３のワークエリアにロードして各シートベルト装置のモータ、シートベルトロック機構を強制的に作動させる電磁的アクチュエータ（例えば、ソレノイド）及びプリテンショナの各動作を制御する。
【００４３】
衝突予知部（衝突予知装置）４０１は、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別する。例えば、レーザレーダ、超音波センサ、等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間Ｔ2以上Ｔ1以下（但し、Ｔ2＜Ｔ1）なら、衝突の可能性（回避可能）があるとして衝突可能性信号を出力する。また、該衝突時間が所定時間Ｔ2以下であるなら、衝突が不可避的であるとして、衝突不可避信号を出力する。これ等の衝突の予測信号は、制御部２００の入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域（フラグレジスタ）の「衝突可能性フラグ」、「衝突不可避フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００４４】
衝突検出部（衝突検出器）４０２は、衝突時に車体に発生する衝撃を加速度センサによって検出し、加速度信号を信号処理して大きさや立上がり波形に基づいて衝突検出を行う。この検出信号は、入力インタフェース２０４に供給され、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「衝突検出フラグ」をオンに設定する。これにより、ＣＰＵ２０１に後述の割込み処理を開始させる。
【００４５】
バックルスイッチ３０７ａ及び３０７ｂの各出力は、入力インタフェース２０４を介して、ＲＡＭ２０３内に設けられたフラグ領域に各シートベルト装置のベルトの装着の有無に対応した「シートベルト装着フラグ」の設定を行う。
【００４６】
助手席の乗員検出部（乗員検出器）６０１は、助手席の乗員位置を検出して入力インタフェース２０４に出力する。入力インタフェース２０４は、乗員位置と助手席エアバック展開距離とを比較し、乗員位置がエアバッグの展開範囲内であると、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「助手席乗員展開範囲内フラグ」をオンに設定する。後席の乗員検出部６０２は、後席の乗員位置を検出して入力インタフェース２０４に出力する。入力インタフェース２０４は、乗員位置と後席エアバック展開距離とを比較し、乗員位置がエアバッグの展開範囲内であると、ＲＡＭ２０３内のフラグ領域の「後席乗員展開範囲内フラグ」をオンに設定する。
【００４７】
なお、本発明に直接関係しないので図示しないが、前述したポテンショメータ１１１の出力電圧は、入力インタフェース２０４によって所定周期でＡ／Ｄ変換される。入力インタフェース２０４はＣＰＵを内蔵しており、変換された出力電圧データを監視している。例えば、出力電圧データの前回値と今回値とが相違することによって、軸１０３ａの回転状態を判別し、出力電圧データの前回値と今回値との差の正あるいは負によって、シートベルトの「引出し」フラグ、あるいは「巻取り」フラグをＲＡＭ２０３のフラグ領域に設定する。また、ＤＭＡ動作によって出力電圧データをＲＡＭ２０３の回転量エリアに書込む。ベルトを巻取った状態の出力電圧データからの引き出し方向への変化分はベルトの弛み量に相当する。この弛み量は、ＲＡＭ２０３のベルト弛み量エリア１に書込まれるので、これを乗員位置情報の代りに使用することも可能である。
【００４８】
運転席シートベルト装置のモータ１１０ａに流れる電流値は後述のモータ駆動回路２０６ａに設けられた電流検出器ＣＴによって電流に対応した電圧値として検出される。この電圧値は、入力インタフェース２０４において、所定周期でＡ／Ｄ変換され、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のモータａ電流領域に書込まれる。モータ１１０ａの電流はモータの回転トルクに関係することから負荷電流値によって回転トルクを推定することが出来る。モータ１１０ａの回転トルクは、シートベルト３０２ａの引込み力（張力）となる。
【００４９】
同様に、助手席シートベルト装置のモータ１１０ｂに流れる電流値はモータ駆動回路２０６ｂに設けられた電流検出器ＣＴによって電流に対応した電圧値として検出される。この電圧値は、入力インタフェース２０４において、所定周期でＡ／Ｄ変換され、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３内のモータｂ電流領域に書込まれる。モータ１１０ｂの電流はモータの回転トルクに関係することから負荷電流値によって回転トルクを推定することが出来る。モータ１１０ｂの回転トルクは、シートベルト３０２ｂの引込み力となる
ＣＰＵ２０１は、制御プログラムに設定された所定の条件が満たされると、モータ１１０の正転指令、逆転指令、駆動停止指令を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５は、これ等命令に対応したゲート信号Ｇ１、Ｇ２を発生し、モータ駆動回路２０６に供給する。正転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｈ」、「Ｌ」に、逆転指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｈ」に、駆動停止指令に対しては、Ｇ１、Ｇ２をそれぞれ「Ｌ」、「Ｌ」に設定する。
【００５０】
図７は、モータの駆動回路２０６ａ，２０６ｂの構成例を示す回路図である。ＰＮＰトランジスタＱ1、Ｑ2、ＮＰＮトランジスタＱ3、Ｑ4の、４つのトランジスタによってトランジスタブリッジ回路が構成される。トランジスタＱ1、Ｑ2のエミッタ同士は接続され、該接続点に電源Ｖcが供給される。トランジスタＱ3、Ｑ4のエミッタ同士も接続され、該接続点に接地電位が供給される。
【００５１】
既述のように、トランジスタＱ3、Ｑ4の各エミッタ出力電流は電流検出器ＣＴによってレベル検出され、レベル検出信号が入力インタフェース２０４に送られる。入力インタフェース２０４は、レベル検出信号をＡ／Ｄ変換し、ＤＭＡ動作によってＲＡＭ２０３のベルト張力エリアに書込む。モータを流れる負荷電流値はトルクに関連するので、これよりシートベルト張力Ｆを推定することが可能である。
【００５２】
トランジスタＱ1のコレクタとトランジスタＱ3のコレクタとはダイオードＤ1を介して接続される。トランジスタＱ2のコレクタとトランジスタＱ4のコレクタとはダイオードＤ2を介して接続される。トランジスタＱ1のベースとトランジスタＱ4のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ1を介して接続される。トランジスタＱ2のベースとトランジスタＱ3のコレクタとはバイアス抵抗Ｒ2を介して接続される。トランジスタＱ1及びＱ2の各コレクタ相互間に直流電動モータＭが接続される。
【００５３】
かかる構成において、トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに正転指令信号（Ｇ1＝「Ｈ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は導通、トランジスタＱ4は非導通となる。トランジスタＱ3のコレクタは導通によって接地レベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを低レベル（略接地レベル）にバイアスし、トランジスタＱ2を導通させる。トランジスタＱ4のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ2、モータＭ、ダイオードＤ1、トランジスタＱ3、接地の経路で順方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを巻取る方向に回転する。
【００５４】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに逆転指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｈ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、トランジスタＱ3は非導通、トランジスタＱ4は導通となる。トランジスタＱ4のコレクタは接地レベルとなり、抵抗Ｒ1を介してトランジスタＱ1のベースを低レベルにバイアスし、トランジスタＱ1を導通させる。トランジスタＱ3のコレクタは略電源Ｖcレベルとなり、抵抗Ｒ2を介してトランジスタＱ2のベースを高レベルにバイアスし、トランジスタＱ2を非導通にさせる。この結果、電源Ｖc、トランジスタＱ1、モータＭ、ダイオードＤ2、トランジスタＱ3、接地の経路で逆方向の電流路が形成され、モータＭはシートベルトを引出す方向に回転する。
【００５５】
トランジスタＱ3、Ｑ4の各ゲートに駆動停止指令信号（Ｇ1＝「Ｌ」、Ｇ2＝「Ｌ」）が出力インタフェース２０５から供給されると、ＮＰＮタイプのトランジスタＱ3、Ｑ4は共に非導通となる。トランジスタＱ3が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ3のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ2のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ2をも遮断する。同様に、トランジスタＱ4が導通状態から非導通となった場合、トランジスタＱ4のコレクタは、接地レベルから略電源レベルに上昇し、トランジスタＱ1のベースを高電位にバイアスしてトランジスタＱ1をも遮断する。このようにして、駆動停止指令が発令されると、ブリッジを構成する各トランジスタが非導通となる。
【００５６】
図６に戻り、ＣＰＵ２０１は、運転席のシートベルト装置のシートベルトロック機構１０２に対して強制ロックを作動させる条件が満たされると、ロック指令信号（ソレノイドの作動指令）を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のフラグレジスタに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７ａによって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２ａに与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００ａのロック機構１０２を強制的に動作させる。なお、シートベルトロック機構１０２は、作動すると、巻取ったシートベルトの引出しを阻止してベルトの弛みを防止するが、シートベルトの巻取りは許容する構造となっている。
【００５７】
同様に、ＣＰＵ２０１は、助手席のシートベルト装置のシートベルトロック機構１０２に対して強制ロックを作動させる条件が満たされると、ロック指令信号（ソレノイドの作動指令）を出力インタフェース２０５に与える。出力インタフェース２０５のフラグレジスタに設定された作動指令は、パワー増幅器２０７ｂによって論理レベルの信号からソレノイドを駆動できるレベルにパワー増幅され、ソレノイド１１２ｂに与えられる。ソレノイドが動作することによって、アクチュエータが移動し、巻取装置１００ｂのロック機構１０２を動作させる。
【００５８】
ＣＰＵ２０１は、車両衝突によって運転席のベルト巻取装置のプリテンショナ１０４ａを作動させる条件が整うと、スクイブ回路２０８ａを作動させ、プリテンショナ１０４ａの点火スクイブに点火電流を供給して、膨張剤（火薬）を燃焼させ、膨張ガスによって運転席のシートベルトを急速に巻取る。同様に、ＣＰＵ２０１は、車両衝突によって助手席のベルト巻取装置のプリテンショナ１０４ｂを作動させる条件が整うと、スクイブ回路２０８ｂを作動させ、プリテンショナ１０４ｂの点火スクイブに点火電流を供給して、膨張剤（火薬）を燃焼させ、膨張ガスによって助手席のシートベルトを急速に巻取る。
【００５９】
ＣＰＵ２０１は、車両衝突によって運転席のエアバッグ装置５００ａを作動させる条件が整うと、スクイブ回路２０８ａを作動させ、エアバッグ装置５００ａの点火スクイブに点火電流を供給して、膨張剤（火薬）を燃焼させ、膨張ガスによって運転席のエアバッグを展開させる。同様に、ＣＰＵ２０１は、車両衝突によって助手席のエアバッグ装置５００ｂを作動させる条件が整うと、スクイブ回路２０８ｂを作動させ、エアバッグ装置５００ｂの点火スクイブに点火電流を供給して、膨張剤（火薬）を燃焼させ、膨張ガスによって助手席のエアバッグを展開させる。
【００６０】
図８は、制御部２００の制御態様を説明するフローチャートである。この例では、運転席シートベルト装置の第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する。
【００６１】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、あるいは割込み処理により、運転席のシートベルトの装着フラグを周期的に監視する（Ｓ１２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突可能性フラグの設定の有無により判別する（Ｓ１４）。同フラグがオンであると（Ｓ１４；Ｙｅｓ）、更に、衝突不可避フラグにより、衝突回避操作が可能かどうかを判別する（Ｓ１６）。
【００６２】
可能衝突不可避フラグのオンにより、衝突回避操作の余裕がないと判別された場合（Ｓ１６；Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ａを作動させて、ベルト巻取り装置１００ａのシートベルトロック機構１０２を強制的に動作させ、ベルトの引出しを防止する。前述したように、シートベルトロック機構１０２は、動作してもシートベルトの巻取り方向へのリール回転を許容し、ベルトの巻取りを妨げない（Ｓ１７）。
【００６３】
次に、ＣＰＵ２０１はモータ駆動回路２０６ａを作動させ、弛み除去あるいは可変張力手段としての、モータ１１０ａをベルトの巻取り方向に回転駆動させてシートベルト３０２ａの巻取りを行う。それにより、シートベルトの弛みを除去する。好ましくは、運転者が運転操作可能なベルト張力である所定張力Ｆ１になるまでベルト巻取りを行う。張力の調整は、モータに供給する電流の大きさにより、あるいは供給ＰＷＭ電流のデューティ比を適当に設定することにより、行うことが出来る。リールに巻取られたシートベルトは作動したシートベルトロック機構１０２によって引出しが阻止される。ベルト張力は、ＣＰＵ２０１がＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である（Ｓ１８）。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００６４】
衝突不可避フラグのオフにより、衝突回避操作の余裕があると判別された場合（Ｓ１６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ａを作動させて、ベルト巻取り装置１００ａのシートベルトロック機構１０２を動作させ、ベルトの引出しを防止する（Ｓ１９）。
【００６５】
次に、ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路２０６ａを作動させ、シートベルトの引込み方向にモータ１１０ａを回転させてシートベルトの弛みを除き、更に、モータ１１０ａを断続的に作動させる。シートベルト張力が振動的になるように制御されることによって、運転者の体にベルト張力の変化が伝達される。運転者に注意が喚起され、運転操作による危険回避が促される（Ｓ２０）。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００６６】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトが未装着である場合（Ｓ１２；Ｎｏ）、あるいは衝突可能性フラグがオフで衝突の可能性がない場合（Ｓ１４；Ｎｏ）、シートベルトの弛みを除く必要はない。ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ａの作動停止を指令する。電磁アクチュエータ１１２ａが作動していれば、動作が解除され、シートベルトロック機構の動作が解除される。それにより、シートベルトの引出しは可能となる（Ｓ２１）。ＣＰＵ２０１は、更に、シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する（Ｓ２２）。それにより、モータ駆動回路２０６ａからモータ１１０ａへ電流供給が行われている場合には、供給が停止し、モータ１１０ａは動作を停止する。その後、本ルーチンを終了し、メインプログラムに戻る。
【００６７】
なお、シートベルトは巻取りばね１１４の力によって、非装着の場合にはベルト巻取装置１００内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される。
【００６８】
図９は、運転席以外の座席としての、助手席のシートベルト装置の第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する例を説明するフローチャートである。後席のシートベルト装置の場合も同様に制御される。
【００６９】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、あるいは割込み処理により、後席のシートベルトの装着フラグを周期的に監視する（Ｓ３２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、衝突の可能性があるかどうかを衝突可能性フラグの設定の有無により判別する（Ｓ３４）。同フラグがオンであると（Ｓ３４；Ｙｅｓ）、更に、衝突不可避フラグにより、衝突回避操作が可能かどうかを判別する（Ｓ３６）。
【００７０】
可能衝突不可避フラグのオンにより、衝突回避操作の余裕がないと判別された場合（Ｓ３６；Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ｂを作動させて、ベルト巻取り装置１００ｂのシートベルトロック機構１０２を動作させ、ベルトの引出しを防止する（Ｓ３７）。シートベルトロック機構１０２は、動作してもベルトの巻取り方向へのリール回転を許容する。
【００７１】
次に、モータ駆動回路２０６ｂを作動させ、弛み除去手段あるいは可変張力手段としての、モータ１１０ｂをベルトの巻取り方向に回転駆動させてシートベルト３０２ｂの巻取りを行う。それにより、シートベルトの弛みを除去する。例えば、助手席の乗員が運転操作を行うことはないので前述した所定張力Ｆ１よりも大きい張力Ｆ２になるまでベルト巻取りを行い、十分にベルトの弛みを取除く。ベルト張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である（Ｓ３８）。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００７２】
可能衝突不可避フラグのオフにより、衝突回避操作の余裕があると判別された場合（Ｓ３６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ｂを作動させて、ベルト巻取り装置１００ａのシートベルトロック機構１０２を動作させ、ベルトの引出しを防止する（Ｓ３９）。次に、ＣＰＵ２０１は、モータ駆動回路２０６ｂを作動させ、シートベルト張力がＦ３になるように制御する。張力Ｆ３＜張力Ｆ２に設定して、乗員を締めすぎないようにする（Ｓ４０）。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００７３】
ＣＰＵ２０１は、シートベルトが未装着である場合（Ｓ３２；Ｎｏ）、あるいは衝突可能性フラグがオフで衝突の可能性がない場合（Ｓ３４；Ｎｏ）、シートベルトの弛みを除く必要はない。ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ｂの作動の停止を指令し、シートベルトロック機構が動作している場合に、この動作を解除する。それにより、シートベルトの引出しを可能とする（Ｓ４１）。また、ＣＰＵ２０１は、シートベルトを巻取るモータ１１０の回転駆動の停止を出力インタフェース２０５に指令する。それにより、モータ駆動回路２０６ｂからモータ１１０ｂへ電流供給が行われている場合には、供給が停止し、モータ１１０ｂは動作を停止する（Ｓ４２）。シートベルトは巻取りばね１１４の力によって引戻され、ベルト非装着の場合にはベルト巻取装置１００ｂ内に格納される。シートベルト装着の際には、最低限の弛みが除去される。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００７４】
図１０は、運転席以外の座席としての、助手席のシートベルト装置の第１の張力可変手段たるシートベルトを巻取るモータの作動を制御する他の例を説明するフローチャートである。同図において、図９と対応する部分には、同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００７５】
この例は、乗員がエアバッグの展開範囲内に存在する場合に、エアバック展開により、頭部を叩かれないようにするためのものである。衝突回避が困難と判断されると（Ｓ３６；Ｎｏ）、助手席乗員展開範囲内フラグにより、乗員がエアバッグ開口部から所定距離の範囲内（バッグの展開範囲）に存在するかどうかを判別する（Ｓ５２）。存在しない場合には（Ｓ５２；Ｎｏ）、既述のステップＳ３８を行い、ベルト張力Ｆ２によってベルトの巻取りを行う。展開範囲に存在する場合には（Ｓ５２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、まず、電磁アクチュエータ１１２ｂを作動させて、ベルト巻取り装置１００ｂのシートベルトロック機構１０２を動作させ、ベルトの引出しを防止する。シートベルトロック機構１０２は、動作してもベルトの巻取り方向へのリール回転を許容する（Ｓ５３）。
【００７６】
次に、モータ駆動回路２０６ｂを作動させ、弛み除去手段あるいは可変張力手段としての、モータ１１０ｂをベルトの巻取り方向に回転駆動させてシートベルト３０２ｂの巻取りを行う。例えば、前述した所定張力Ｆ２よりも大きい張力Ｆ４の張力でベルト巻取りを行い、乗員をエアバッグの展開範囲内から座席のシートバックに引戻す。ベルト張力はＲＡＭ２０３の電流値エリアに書込まれたサンプル値を読取ることによって判別可能である（Ｓ５４）。その後メインプログラムに戻る。
【００７７】
図１１は、各座席のシートベルト装置の第２の張力可変手段たるシートベルトを急速に巻取る火薬式プリテンショナの作動を制御する例を説明するフローチャートである。各シートベルト装置のプリテンショナ毎に点火制御は行われるが、同様の制御であるので、同図には１の装置についてのみ示されている。
【００７８】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、あるいは割込み処理により、各シートベルトの装着フラグを周期的に監視する（Ｓ６２）。ＣＰＵ２０１は、シートベルト着用フラグがオンになっていると（Ｓ６２；Ｙｅｓ）、衝突検出フラグによって衝突が検出されたかどうかを判別する（Ｓ６４）。衝突を検出すると（Ｓ６４；Ｙｅｓ）、プリテンショナの点火スクイブに点火電流を送り、点火薬を発火させる。この状態では、既に、シートベルトロック機構は作動している。ガス膨張力によってリールをベルトの引込み方向に回転させ、ベルトを急速に引込んで乗員を座席に拘束する。その後メインプログラムに戻る。
【００７９】
シートベルトが装着されていない場合（Ｓ６２）、衝突検出信号が発生していない場合には、メインプログラムに戻る。
【００８０】
図１２は、各座席に対応して配置されたエアバッグの動作を制御するフローチャートである。各エアバッグ装置毎に点火制御は行われるが、同様の制御であるので、同図には１の装置についてのみ示されている。
【００８１】
ＣＰＵ２０１は、メインプログラムを実行することにより、あるいは割込み処理により、衝突検出フラグを周期的に監視し、衝突の有無を判別する（Ｓ７２）。ＣＰＵ２０１は、衝突を判別すると（Ｓ７４；Ｙｅｓ）、各席のエアバッグを作動させるべく、全スクイブ回路に動作指令信号を送る。それにより、全エアバッグの点火スクイブに点火電流が送られ、点火薬が発火し、エアバッグが展開する。エアバッグの展開によって乗員の車室内への二次衝突が防止される。前述のように、乗員は衝突直前にシートベルトの巻取りによって座席に引戻されているので、エアバッグの展開による乗員の頭部が叩かれることを防止可能である（Ｓ７４）。その後、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００８２】
衝突を検出しない場合には（Ｓ７２；Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１の処理はメインプログラムに戻る。
【００８３】
図１３乃至図２４は、巻取り部１００の、主に、シートベルトロック機構（リールの機械的ロック機構、シートベルト加速度感知手段（ＷＳＩ）、車両減速度感知手段（ＶＳＩ））１２０と電磁的アクチュエータ１１２を説明する分解斜視図及び要部縦断面図である。なお、図１３には、プリテンショナは示されていない。図４に示したように、図１３のリトラクタベース１と動力伝達ユニット１５との間にプリテンショナ１０４が設置される。後述するように、車両特性上必要ならば、プリテンショナは、ベルト巻取装置と一体に又は別体に設けられる。
【００８４】
図１３乃至図１８において、リトラクタベース１はその大部分がコの字状断面を有しており、対向する側板１ａ，１ｂには対向してそれぞれ巻取軸貫通穴が穿設され、シートベルト３０２（図示せず）を巻装する巻取軸であるリール３がこれら巻取軸貫通穴を挿通した状態で回動自在に軸架されている。
【００８５】
側板１ａに設けられた巻取軸貫通穴の内周縁には係合内歯２が形成されており、該巻取軸貫通穴の外側にはリング部材４が並設されている。リング部材４には内周縁に沿って絞り加工が施されており、リング部材４が側板１ａの外側面にリベット４０によって固着された際に、係合内歯２とリング部材４の内周縁との間に軸方向の隙間が生じるように構成されている。
【００８６】
そして、ベース１の側板１ａ側には、緊急時にシートベルトの引き出しを阻止するための緊急ロック機構が配置されている。又、ベース１の側板１ｂ側には、図示しない、タイミングベルト１０７を介して電動モータ１１０によって駆動される軸１５ｃ（リール軸１０３ａに相当する）に連結したプーリ１０５、巻取りばね１１４、ポテンショメータ１１１などを含む動力伝達ユニット１５が配置されている。リール３は、アルミニウム合金等で一体成形された略円筒形の巻取軸であり、シートベルトが巻回される胴部２８には、シートベルト端部を挿通させて保持するため直径方向に貫通するスリット開口２８ａが設けられている。又、リール３の外周部には別体で形成されたフランジ部材１３が装着され、シートベルトの巻乱れを防止する。又、リトラクタベース１に組み付けたリール３の外周に巻装されたシートベルトは、リトラクタベース１の背板側の上部に取り付けられたシートベルトガイド４１を挿通させることによって、出入り位置が規制される。
【００８７】
リール３の両端面にはリール３を回転自在に支持する為の回転支軸が突設されるが、リール３のセンサー側端面には別体に構成された支軸ピン６が回転支軸として圧入されている。又、リール３のセンサー側端面には、側板１ａに構成された係合内歯２に係合可能なロック部材であるポール１６を揺動回動可能に軸支する支軸７が突設されている。また、ポール１６が係合内歯２と係合する方向へ揺動回転した時に、ポール１６の揺動側端部と反対側のポール後端部１６ｅを位置決めし、係合内歯２との間でポール１６に大きな荷重が加わった場合にはその荷重を受ける受圧面４５が、リール３のセンサー側端面に設けられている。
【００８８】
更に、リール３のセンサー側端面には、後述するロック作動手段のラッチ部材であるラチェットホイール１８に揺動可能に軸支された揺動レバー部材２０の反時計回り方向の回転を規制する為の係止突起８が設けられている。凹部９は、ラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（図１４中、矢印Ｘ2 方向）に回転付勢する引張りコイルバネ３６と、後述するセンサースプリング２５を押圧するロックアーム２６のアーム部２６ｃとがリール３に干渉するのを防ぐ逃げである。
【００８９】
ポール１６の揺動端部には、側板１ａに構成された係合内歯２に対応して係合可能な係合歯１６ｃが一体形成されている。又、ポール１６の中央部には、支軸７に遊嵌する軸穴１６ａが貫設されており、ポール１６のセンサー側面には、揺動端側に位置する係合突起１６ｂとポール後端部１６ｅ側に位置する押圧突起１６ｄとが突設されている。
【００９０】
即ち、軸穴１６ａは支軸７に対して遊嵌状態なので、ポール１６が支軸７に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されている。又、リール３に圧入された支軸ピン６により貫通孔１７ａを嵌通された保持プレート１７の係止孔１７ｂには、ポール１６の軸穴１６ａを貫通した支軸７の先端が加締められており、保持プレート１７はリール３の端面からポール１６が浮き上がるのを防止している。
【００９１】
そして、ポール１６の係合突起１６ｂの端部は、保持プレート１７の外側に配設されて支軸ピン６に回動自在に軸支されたラチェットホイール１８に形成されているカム穴１８ａに挿入されている。そこで、ラチェットホイール１８がリール３に対してシートベルト巻取方向（図１４中矢印Ｘ1 方向）に相対回転すると、カム穴１８ａが係合突起１６ｂの端部をリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させるように作用するので、ポール１６は側板１ａに構成された係合内歯２との係合方向（図１３中矢印Ｙ1 方向）へ支軸７を中心に揺動回転させられる。
【００９２】
即ち、ポール１６が、係合内歯２と係合する方向に揺動回転させられ、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に係合することによってリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック手段を構成している。ラチェットホイール１８は、中心穴が支軸ピン６に回動自在に軸支された爪車であり、その外周部には車体加速度感知手段５１のセンサーアーム５３と係合するためのラチェット歯１８ｂが形成されている。更に、支軸ピン６のフランジ部６ａは、シートベルトの引出し加速度を感知する慣性感知手段であるシートベルト加速度感知手段を構成する為の円盤状の慣性部材であるイナーシャプレート３０の中心穴３０ａを軸支している。ラチェットホイール１８の中心穴周縁で巻取装置外側に向かって突設された係止爪部２３は、係合穴３０ｂに係合してイナーシャプレート３０のスラスト方向の位置決めを行っている。ラチェットホイール１８に形成された長穴２４にはイナーシャプレート３０の係合突出部３１が係合しており、長穴２４の一端縁２４ａが緊急ロック機構非作動時のイナーシャプレート３０の回転方向の位置決めを行っている（図１６参照）。
【００９３】
ラチェットホイール１８の外側面には、図１６に示すように、ロックアーム２６を回動自在に軸支する軸部２２と、ばねフック部５５とが突設されている。そして、図２０に示すように、イナーシャプレート３０には、ばねフック部５５を挿通させる開口５６が形成されている。この開口５６は、ばねフック部５５を挿通した状態でイナーシャプレート３０がラチェットホイール１８に対して相対回転可能な長穴状に形成されており、その一端には、ばねフック部５５に対応するばねフック部５７が装備されている。
【００９４】
そして、これらの一対のばねフック部５５，５７間には、圧縮コイルばね５８が嵌挿される。この圧縮コイルばね５８は、図１９に示すように、イナーシャプレート３０上の係合突出部３１が、ラチェットホイール１８に形成された長穴２４の他端縁２４ｂに当接した状態（即ち、非ロック状態）に保たれるように、付勢している。
【００９５】
ラチェットホイール１８の内側面には、一端が保持プレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルバネ３６の他端を掛止するばね掛止部２１が設けられており、引張りコイルバネ３６はリール３に対してラチェットホイール１８をシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転付勢している。図１７に示したように、ロックアーム２６には、ギアケース３４の内歯ギア３４ａと噛み合い可能な係合爪２６ｂと、ラチェットホイール１８の外側面に設けられた一対のフック部１８ｄに両端を支持された線状のセンサースプリング２５の長手方向中央部を押圧するアーム部２６ｃとが設けられている。
【００９６】
そこで、ロックアーム２６は、係合爪２６ｂが被係合部である内歯ギア３４ａと噛み合ってラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止部材を構成している。そして、係合爪２６ｂは、センサースプリング２５の付勢力により、イナーシャプレート３０の当接部３２に押圧付勢されている。尚、アーム部２６ｃの揺動範囲に対応するラチェットホイール１８には開口が形成され、アーム部２６ｃが開口を貫通するが、これはセンサースプリング２５に対するアーム部２６ｃの係合状態を保証するためのものである。
【００９７】
当接部３２は、ロックアーム２６の係合爪２６ｂの背部２６ｄが摺接するカム面として、イナーシャプレート３０の回転がロックアーム２６に影響を与えない第１のカム面３２ａと、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れに応じて係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａに噛合するようにロックアーム２６を揺動させる第２のカム面３２ｂとを具備した構成とされている。
【００９８】
緊急ロック機構の非ロック状態では、第１のカム面３２ａがロックアーム２６の背部２６ｄに当接しており、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが一定量を超えるまでは、背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接しないようになっている。第１のカム面３２ａの長さ（即ち、第１のカム面３２ａに背部２６ｄが摺接した状態でイナーシャプレート３０が回転する量）は、シートベルトの全量格納時にイナーシャプレート３０に作用する慣性力で、イナーシャプレート３０がリール３に対して回転遅れを生じても、その程度の回転遅れでは、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂには到達しない程度に、第１のカム面３２ａの長さが設定されている。
【００９９】
また、本実施形態におけるロックアーム２６は、係合爪２６ｂとは反対側の揺動端に当接爪２６ｅが形成されている。そして、この当接爪２６ｅに対応するように、イナーシャプレート３０には、当接爪２６ｅが当接可能な段差部３３が設けられている。段差部３３は、非ロック状態でイナーシャプレート３０が初期位置にある時、当接爪２６ｅが当接することで、ロックアーム２６のロック方向への回動を規制するものである。図２０及び図２１に示すように、イナーシャプレート３０が所定量以上回転遅れを生じ、ロックアーム２６の背部２６ｄが第２のカム面３２ｂに当接する時には、第２のカム面３２ｂによる押圧作用によってロックアーム２６がロック方向へ揺動可能になる。
【０１００】
更に、ラチェットホイール１８の内側面に突設された支軸１９には、軸孔２０ａを軸支された揺動レバー部材２０が揺動可能に配設されている。揺動レバー部材２０は、リール３のセンサー側端面に突設された係止突起８により反時計回り方向の回転が適宜規制されると共に、ポール１６のセンサー側面に突設された押圧突起１６ｄが支軸１９と係止突起８との間に当接することによって時計回り方向の回転が適宜規制されるように、リール３とラチェットホイール１８との間に組付けられている。
【０１０１】
そして、イナーシャプレート３０の外側に配設されたギヤケース３４の中心部には、支軸ピン６を介してリール３を回転自在に軸支する軸支部３４ｂが設けられており、軸支部３４ｂの底面には支軸ピン６の鍔部６ａが当接し、リール３の軸線方向の位置決め面となっている。更に、ギヤケース３４の下部には、車体の加速度を感知する慣性感知手段である車体加速度感知手段５１を格納する箱形の格納部５０が設けられている。
【０１０２】
そして、ギヤケース３４を覆う側板１ａの外側には、センサーカバー３５が配設される。
【０１０３】
次に、上記シートベルト用巻取装置の作動について説明する。まず、通常使用状態は、図１９に示すように、ラチットホイール１８は、ばね掛止部２１とプレート１７の掛止部１７ｃに掛止された引張りコイルばね３６の付勢力によって、リール３に対してシートベルト引出し方向（図中の矢印Ｘ2方向）に付勢されており、カム穴１８ａに係合突起１６ｂが係合するポール１６を係合内歯２と非係合な方向に付勢している。そのため、リール３は回転可能であり、シートベルトの引出しは自在である。
【０１０４】
しかして、衝突等の緊急時にイナーシャプレート３０を含むシートベルト加速度感知手段又は車体加速度感知手段５１が作動すると、上記ロック作動手段のシートベルト引出し方向の回転を阻止する係止手段であるロックアーム２６又はセンサーアーム５３がラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転を阻止して、巻取装置のロック手段を作動させる。
【０１０５】
そして、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向の回転が阻止された後、更にシートベルトが巻取装置から引出されると、ラチェットホイール１８はリール３に対して回転遅れを生じ、シートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に相対回転するので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸から半径方向外方に移動させていく。そこで、ポール１６は支軸７を中心に係合内歯２との係合方向（図１３中、矢印Ｙ1 方向）へ揺動回転させられる。
【０１０６】
更に、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール１６の係合歯１６ｃが係合内歯２に噛み合い完了となる。そしてこの状態では、ポール１６のポール後端部１６ｅとリール３の受圧面４５との間には隙間があり、揺動レバー部材２０はリール３の係止突起８とポール１６の押圧突起１６ｄとによってほぼ遊び無く回転が規制されている。
【０１０７】
ここで、ポール１６の軸穴１６ａは、リール３の支軸７に対して遊嵌状態であり、リール３に対して揺動回動可能及び所定量相対移動可能に軸支されているので、その上さらに、シートベルトが巻取装置から引出されると、ポール後端部１６ｅが受圧面４５と当接するまで、ポール１６はリール３の回転中心軸を中心にリール３に対して相対回転する。
【０１０８】
この時、ポール１６の押圧突起１６ｄは側板１ａに対して不動の位置関係だが、リール３の係止突起８はシートベルト引出し方向（矢印Ｘ2 方向）に回転していく。この動きにより、揺動レバー部材２０は、押圧突起１６ｄとの接点を回動支点として係止突起８により揺動端部が押され、図１４中時計回り方向へ揺動回転させられる。揺動レバー部材２０が押圧突起１６ｄとの接点を回動中心として図１４中時計回り方向へ揺動回転すると、ラチェットホイール１８の支軸１９に軸支されている軸孔２０ａがリール３の回転中心軸に対しシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転することになる。その結果、ラチェットホイール１８は、リール３に対してシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1方向）に逆回転させられる。
【０１０９】
従って、車体加速度感知手段５１又はシートベルト加速度感知手段が作動して巻取装置のロック手段がリール３のシートベルト引出し方向の回転を阻止するロック状態でも、シートベルト引出し方向の回転が阻止されたラチェットホイール１８は、車体加速度感知手段５１におけるセンサーアーム５３又はシートベルト加速度感知手段におけるロックアーム２６をギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合から解除可能なフリー状態とすることができる。
【０１１０】
ポール１６のロック状態において、さらにシートベルトに大きな張力が作用すると、ギヤケース３４の軸支部３４ｂ及び動力伝達ユニット１５の軸１５ｃを支持している部分が変形し、リール３は上方に移動しようとする。この移動は、リールに形成された当接面３ａ及び溝３ｂがそれぞれ係合内歯２および側板１ｂ上の係合内歯６２（図１３参照）と当接することで阻止され、シートベルトに作用する張力をこれらの面で受け止める。
【０１１１】
車両が停止してシートベルトに作用されたテンションが解除された時には、既にラチェットホイール１８とセンサーアーム５３又はロックアーム２６のギヤケース３４の内歯ギア３４ａとの係合が解除されているので、ラチェットホイール１８は引張りコイルばね３６の付勢力によりリール３に対して矢印Ｘ2 方向に回動されるので、ラチェットホイール１８のカム穴１８ａがポール１６の係合突起１６ｂをリール３の回転中心軸側に移動させていく。この時、シートベルトに作用する引出し方向のテンションは上述の通り解除され、リール３はシートベルト巻取方向（矢印Ｘ1 方向）に回転できるようになっているので、ポール１６の係合歯１６ｃの先端が係合内歯２の先端と干渉しない状態までリール３が矢印Ｘ1 方向に回転すると、ポール１６は、係合内歯２との係合を解除する方向に支軸７を中心に揺動回転させられ、リール３のロックが解除されてシートベルトの引き出しが自在とされる。
【０１１２】
次に、シートベルト引き出し状態から電動モータ１１０による巻取りが行われ、動力伝達機構１５の回転力に従って急激にシートベルトが全量巻き取られた場合には、急停止したリール３に対して、シートベルト加速度感知手段の慣性部材であるイナーシャプレート３０は、そのまま巻取り方向に回転するので、リール３に対し巻取り方向に進み回転し、リール３の引出し方向で見たときにリール３に対して回転遅れが発生する。しかし、ロックアーム２６の係合爪２６ｂをギヤケース３４の内歯ギア３４ａに係合させる方向へ揺動させるイナーシャプレート３０の当接部３２には、イナーシャプレート３０のリール３に対する回転遅れが所定量に達した後に係合爪２６ｂを内歯ギア３４ａ方向へ揺動させる為の２つのカム面３２ａ，３２ｂによって構成されており、リール３に対するイナーシャプレート３０の回転遅れが所定量に達するまでは、係合爪２６ｂが内歯ギア３４ａの係合方向に揺動することがない。
【０１１３】
本発明の実施の形態では、上述したように構成され、作動するロック機構に図１４の下部に示すように、更に、電磁的アクチュエータ１１２が設けられる。電磁的アクチュエータ１１２は、図２２及び図２３に示すように、ソレノイド（励磁コイル）１１２ａ、コイルスプリング（弾性部材）１１２ｂ、つば付のプランジャ（磁心）１１２ｃ等によって構成され、車体加速度感知手段５１の下部に配置される。
【０１１４】
通常状態では、ソレノイド１１２ａは励磁されている。この状態では、図に示すように、プランジャ１１２ｃはボールウェイト５４と接触せず、ロック機構５１に影響を与えない。制御部２００がシートベルトをロックするべく、ソレノイド１１２ａの励磁を解除すると（Ｓ３０等）、スプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃは持上げられる。プランジャ１１２ｃの先端は、センサカバー５２底部の開口を通ってボールウェイト５４を突上げる。ボールウェイト５４が押上げられると、センサーアーム５３を図中上方に移動し、その係止突起５３ａがラチェットホイール１８のラチェット歯１８ｂに噛合する。これにより、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向（図１４の矢印Ｘ2方向）の回動が阻止される。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止される。
【０１１５】
この例では、ソレノイド１１２ａに励磁電流を供給しているときに、ロック動作を行わず、励磁電流を遮断すると、ロック動作を行うようにしている。すなわち、低レベルの作動信号を供給することによってロック機構を作動させる。従って、シートベルト装置への電源が遮断された場合に、シートベルトのロックが行わるようにすることが出来る。
【０１１６】
図２４は、電磁的アクチュエータ１１２の他の構成例を示している。この例では、電磁的アクチュエータは、フレームに取付けられたソレノイド１１２ａ、プランジャ１１２ｃ、一端部でプランジャ１１２ｃと係合し、中央部を回転可能に軸支されたくの字型のレバー１１２ｄ、レバー１１２ｄに図中時計方向の付勢力を与えるコイルスプリング１１２ｂによって構成される。レバー１１２ｄの爪部が移動してラチェットホイール１８の歯面１８ｂに接すると、ラチェットホイール１８の回転を阻止してポール１６とフレームの内歯２によるロック機構を作動させる。
【０１１７】
制御部２００からソレノイド１１２ａに励磁電流が供給されている通常状態では、ソレノイド１１２ａがコイルスプリング１１２ｂに抗してプランジャ１１２ｃを引寄せ、プランジャ１１２ｃと一端部で回動自在に軸支されているレバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイール１８から離間している。従って、ロック機構は作動しない。
【０１１８】
次に、ＣＰＵが、シートベルトをロックするべく制御部２００からの励磁電流の供給が断たれる（Ｓ１７等）。コイルスプリング１１２ｂの付勢力によってプランジャ１１２ｃが図の下方に引出され、レバー１１２ｄを回動する。これにより、レバー１１２ｄの他端の爪部はラチェットホイールの歯１８ｂと噛合（係合）し、ラチェットホイール１８のシートベルト引出し方向への回転を阻止する。シートベルトが引出されてリール３を引出し方向に回転すると、係止されたラチェットホイール１８とリール３との回転差によってポール１６がリール３の半径方向外側に移動し、フレーム１ａの内歯２に噛合する。これにより、リール３の引出し方向への回転が阻止され、ロックが完了する。
【０１１９】
図２５乃至図２９は、本発明が適用されるシートベルト装置のバリエーションを示している。各図において、図２と対応する部分には、同一符号を付しており、かかる部分の説明は省略する。
【０１２０】
図２５に示す例では、バックル３０４側に、ベルトを引込みあるいは引出す張力可変装置として、モータ３１１、バックル３０４に連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２、を備えた電動ウインチ３１０を備えている。モータ３１１が正逆に回転することによってワイヤの引出し及び引き込みが出来る。制御部２００は、モータ１１０を駆動する代りにウインチ３１０のモータ３１１を駆動してシートベルト３０２の弛みを除去する。この場合も、モータ３１１の電流値を検出することによってベルトの張力を推定することが可能である。なお、この構成では、ベルト巻取装置１００ａは、強制ロック機構及びプリテンショナを持つものが望ましいが、電動式巻取装置でなくとも良い。また、シートベルト３０２ａの端部を固定するアンカー３０６ａを座席３０１ａに固定しても良い。こうすると、車体にシートベルト端部を固定した場合に比べてシートベルト３０２ａの引出されている部分の長さが短くなるのでベルトの弛みをより早く除去可能となる。
【０１２１】
図２６に示す例では、シートベルト３０２ａの弛みを除去する張力可変装置をシートベルト３０２ａの端部を固定するアンカー３０６ａ側（ラップベルト固定部）に設けている。張力可変装置としは、同様に、モータ３１１、バックルに連結したワイヤ３１３を巻取るリール３１２を備えた電動ウインチ３１０を使用することが出来る。他の張力可変装置の例として、例えば、モータで回転駆動されるねじ棒と、このねじ棒上を往復移動するナットによりワイヤを引込む構成等を使用することが可能である。
【０１２２】
図２７に示す例では、ベルト巻取装置１００ａは、車体のセンターピラー下部ではなく、座席３０１ａに取付けられている。このような構成は、図３に示すように、折畳まれることのある後部座席やリクライニングシートに好適である。
【０１２３】
図２８に示す例では、電動式ベルト巻取り装置とバックル３０４ａ側に設けられた火薬式プリテンショナ１０４ａとにより構成している。プリテンショナ１０４ａは、シリンダとピストンロッドとを含む。ロッドは一方向にのみ移動可能になされる。シリンダ内で火薬が点火されると、膨張ガスによってロッドが移動する。このロッドに連結したバックルワイヤがベルト３０２ａを締付ける方向に移動する。
【０１２４】
図２９に示す例では、電動式ベルト巻取装置と、シートベルト３０２の端部を固定するアンカー３０６側に設けた火薬式プリテンショナ１０４ｂとにより構成している。
【０１２５】
なお、図２５及び図２６に示した電動ウインチ３１０に（火薬式の）プリテンショナを組込むことが出来る。
【０１２６】
実施例のシートベルト装置では、第１の張力可変手段として電動モータを使用し、第２の張力可変手段として火薬式のプリテンショナを使用しているが、共にモータであっても良い。また、スプリングを動力源としても良い。第１及び第２の張力可変手段を実施例のように共にベルト巻取装置に設けることが出来るほか、いずれか一方又は両方の張力可変装置をベルト巻取装置以外に取付けることが出来る。この場合、取付場所は、例えば、バックル側やラップベルト固定部にすることが出来る。
【０１２７】
また、上述したシートベルト装置のバリエーションは、運転席の例で説明したが、助手席、後部座席、補助座席等にも適用できるものである。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシートベルトシステムにおいては、複数のシートベルト装置を備える車両において、運転席のシートベルト装置の張力可変機構の制御態様と、運転席以外のシートベルト装置の張力可変機構の制御態様とを、別途の態様で制御可能としている。このため、衝突の際に画一的な乗員拘束動作ではなく、運転者による運転操作による衝突の危険回避や他の乗員の安全確保などを別個に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のシートベルトシステムの概略を説明するための説明図である。
【図２】図２は、シートベルトシステムを構成する運転席及び後席のシートベルト装置の例を説明する説明図である。
【図３】図３は、シートベルトシステムを構成する運転席及び助手席のシートベルト装置の例を説明する説明図である。
【図４】図４は、電動ベルト巻取装置の構成例を説明する説明図である。
【図５】図５は、ポテンショメータ１１１を説明する説明図である。
【図６】図６は、制御部２００の構成を説明する機能ブロック図である。
【図７】図７は、モータの駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図８】図８は、制御部による、運転席のシートベルト装置の第１の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、制御部による、助手席（あるいは後席）の第２の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、制御部による、乗員の位置を考慮した、助手席（あるいは後席）の第２の張力可変手段の制御例を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、制御部による、シートベルト装置の第２の張力可変手段としてのプリテンショナの制御例を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、制御部による、エアバック装置の制御例を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、シートベルト巻取装置の一部分の例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、シートベルト巻取装置の他の部分の例を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４に示すロック機構のラチェットホィール１８の回転軸方向における断面図である。
【図１６】図１６は、シートベルトの急な引出し（シートベルト加速度）によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図１７】図１７は、ロックアーム２６を説明する説明図である。
【図１８】図１８は、イナーシャプレート３０を説明する説明図である。
【図１９】図１９は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図２０】図２０は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明する説明図である。
【図２１】図２１は、シートベルト加速度によるロック機構の作動を説明す説明図である。
【図２２】図２２は、電磁的アクチュエータの動作（非ロック状態）を説明する説明図である。
【図２３】図２３は、電磁的アクチュエータの動作（ロック状態）を説明する説明図である。
【図２４】図２４は、他の電磁的アクチュエータの例を説明する説明図である。
【図２５】図２５は、バックル側にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられ、ベルト端部が座席に固定される例を示す説明図である。
【図２６】図２６は、ベルトの端部にベルト張力可変手段としての電動ウインチが取付けられている例を示す説明図である。
【図２７】図２７は、座席にベルト巻取り装置が設けられる例を示す説明図である。
【図２８】図２８は、バックル側にプリテンショナが設けられる例を示す説明図である。
【図２９】図２９は、シートベルト端部にプリテンショナが設けられる例を説明する説明図である。
【符合の説明】
１００ａ〜１００ｃ シートベルト巻取装置（リトラクタ）
１０４，１０４ａ，１０４ｂ 火薬式プリテンショナ
２００ 制御部
３０２ａ〜３０２ｃ シートベルト
３０４ａ〜３０４ｃ バックル
３０５ａ〜３０５ｃ タングプレート
３１０ 電動ウインチ
５００ａ〜５００ｃ エアバッグ装置

Claims (9)

1. 車両の運転者を座席に拘束する、第１のシートベルトの張力を可変に調整する張力可変手段を有する第１のシートベルト装置と、
   前記運転者以外の乗員を座席に拘束する、第２のシートベルトの張力を可変に調整する張力可変手段を有する第２のシートベルト装置と、
   前記車両の衝突を予知し、衝突の可能性に応じた衝突予知信号を出力する衝突予知部と、
   前記車両の衝突を検知し、衝突信号を出力する衝突検出部と、
   前記第１のシートベルト装置と対応する位置に設けられ、バッグを展開して乗員を保護する第１のエアバッグ装置と、
   前記第２のシートベルト装置と対応する位置に設けられ、バッグを展開して乗員を保護する第２のエアバッグ装置と、
   前記衝突信号に対応して前記第１及び前記第２のエアバッグ装置を作動させ、前記衝突予知信号に対応して前記第１及び前記第２のシートベルト装置の各張力可変手段を作動させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記衝突予知信号によって衝突の回避が困難であると判別したとき、前記第１のシートベルトの張力を前記運転者が運転操作可能な第１の張力に設定し、前記第２のシートベルトの張力を前記第１のベルト張力よりも大きい第２の張力に設定する、ことを特徴とするシートベルトシステム。
2. 前記制御部は、更に、前記衝突予知信号によって衝突の可能性があるが、衝突回避操作が可能であると判別したとき、前記第１のシートベルトの張力を振動的に変化させる、請求項１に記載のシートベルトシステム。
3. 前記制御部は、更に、前記衝突予知信号によって衝突の可能性があるが、衝突回避操作が可能であると判別したとき、前記第２のシートベルトの張力を前記第２の張力よりも小さい第３の張力に設定する、請求項１に記載のシートベルトシステム。
4. 前記制御部は、更に、前記衝突予知信号によって衝突の可能性があるが、衝突回避操作が可能であると判別したとき、前記第１のシートベルトの張力を振動的に変化させ、前記第２のシートベルトの張力を前記第２の張力よりも小さい第３の張力に設定する、請求項１に記載のシートベルトシステム。
5. 各張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、
   前記制御部が前記衝突予知信号によって衝突の回避が困難であると判別したとき、前記第１及び前記第２のシートベルト装置の各第１の張力可変機構を動作させて各シートベルトの張力を設定するように制御する、請求項１乃至４のいずれかに記載のシートベルトシステム。
6. 各張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、
   前記制御部が、更に、前記衝突予知信号によって衝突の可能性があるが、衝突回避操作が可能であると判別したとき、前記第１のシートベルト装置の前記第１の張力可変機構によって前記第１のシートベルトの張力を振動的に変化させ、前記第２のシートベルト装置の前記第１の張力可変機構によって前記第２のシートベルトの張力を増大させる、請求項１に記載のシートベルトシステム。
7. 前記第２のシートベルト装置の前記張力可変手段はシートベルトの張力を可変に調整する第１及び第２の張力可変機構からなり、
   前記第２のシートベルト装置によって拘束される乗員の着座位置を検出する位置検出手段を更に備え、
   前記制御部が、更に、前記衝突予知信号によって衝突の回避が困難であると判別し、かつ、前記乗員の着座位置の検出により前記第２のエアバッグ装置の開口部への前記乗員の接近を判別したとき、前記第２のシートベルト装置の前記第１の張力可変機構を前記乗員を座席に引戻し得るベルト張力で作動させる、請求項１に記載のシートベルトシステム。
8. 前記第１の張力可変機構はモータによって前記シートベルトを引込み側あるいは送出し側に駆動する構成を含み、前記第２の張力可変機構は前記衝突信号に対応して膨張ガスを発生しその圧力によって前記シートベルトを瞬時に引込む構成を含む、請求項５乃至７のいずれかに記載のシートベルトシステム。
9. 前記第１及び第２の張力可変機構は前記シートベルトの一端を巻取る、車体若しくは座席に取付けられるリトラクタに設けられる、請求項５乃至７のいずれかに記載のシートベルトシステム。

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