JP4758831B2 - 車両のシートベルト装置 - Google Patents

Description

本発明は車両のシートベルト装置に関し、特に、タングプレートとバックルの間の連結状態についてハーフラッチ状態を確実に判別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では、ベルトの一端にはタングプレートが設けられ、このタングプレートが座席の下部に設けたバックルと連結される。乗員が座席に座り、シートベルトを装着するとき、タングプレートをバックルの挿入口に挿入して連結が行われる。バックルにはバックルスイッチが設けられ、バックルにタングプレートが連結されたときにオン状態になり、当該連結に基づくラッチ（係止）状態を制御装置（ＥＣＵ）に通知する。バックルスイッチでは、固定接点と移動接点を有している。下記の特許文献１に開示されたバックルスイッチは、固定接点と移動接点の間にダスト等の異物が挟まっても、これらの２つの接点が確実に接触してオン状態を作るようにした部品構造、部品材料、および接触構造を有している。
特開２００５−１９０９０６号公報

従来のバックルスイッチのスイッチ構造によれば、タングプレートがバックルに挿入されたとき、係止状態が作られる前に確実にオン状態になるようにスイッチ部材が配置されているため、接点が接触している状態の領域にはハーフラッチ領域が含まれている。このため、タングプレートが完全に係止していない状態でオン判定することがある。このような状態を考慮して、制御装置側の制御では、オン信号が通知されても、所定の経過時間を置き、確実にラッチされたと推定するための処理を設ける必要があった。この結果、シートベルトを装着した後に直ぐにベルト巻取り等の動作を行うことができないという問題があった。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、シートベルトを装着した後に直ぐにベルト巻取り等の動作を行う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は、ベルトに取り付けられたタングプレートと、このタングプレートと係止することによりベルトを保持するバックルと、タングプレートとバックルとの係止関係を検知するバックルスイッチとを備え、さらに、タングプレートの移動を検知するベルト移動検知手段と、バックルスイッチがオン動作し、かつベルト移動検知手段が、タングプレートがバックルから遠ざかる方向へ移動することを検知したときに上記係止関係を有効と判断する判定手段とを備えるように構成される。

上記の構成では、バックルスイッチの検知信号のみを用いた従来の構成に比較して、従来発生するおそれのあったハーフラッチ状態（半係止状態）を有効と判断する事態を確実に避けることが可能となる。

第２の車両のシートベルト装置は、上記の構成において、好ましくは、ベルト移動検知手段は、ベルトを巻回したベルトリールの回転を検知する回転検知手段であることを特徴とする。この構成では、回転検知手段の分解能の高さに基づき、より微小な移動を検出することが可能となる。

第３の車両のシートベルト装置は、上記の構成において、好ましくは、さらにベルトリールを回転駆動するモータと、モータを駆動制御する制御手段とを備え、この制御手段は、判定手段が係止関係を有効と判断した際にモータをベルト巻取り方向に駆動させることを特徴とする。この構成では、ベルトの弛み除去をより素早く行うことが可能となる。

第４の車両のシートベルト装置は、上記の構成において、好ましくは、制御手段は、判定手段が係止関係を有効と判断してから所定時間の間ベルトリールの回転がない場合にのみモータをベルト巻取り方向に駆動させることを特徴とする。この構成では、ラッチ状態の維持を確実に判定することが可能となる。

本発明によれば、車両のシートベルト装置においてシートベルト装着時にタングプレートの移動を検知するベルト移動検知部を設け、バックルのラッチ状態を確実に検出することができるようにしたため、ハーフラッチ状態であるか否かを確実に判別でき、シートベルトを装着した後に直ぐにベルト巻取り等の動作を行うことができ、ベルトの弛みを速やかに解消することができる。

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はバックルとバックルスイッチの要部構成と動作状態を示し、図３はシートベルト用のリトラクタの構成を示す。

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。バックルスイッチ１９がオン状態になると、タングプレート１７がバックル１８に連結して係止され、ベルト１３が乗員１１に装着されたと判定される。

図２の（Ａ），（Ｂ）に、バックル１８とバックルスイッチ１９の要部構成と動作状態を概略的に示す。バックルスイッチ１９は、バックル１８のハウジング内部に固定されている。バックルスイッチ１９は、コイルスプリングでオフ状態に付勢されている可動接点１９ａと、一端が固定され、撓み変形特性を有し、かつ先部が可動接点１９ａの頭部に接触している押えバネ部材１９ｂとを備えている。

バックル１８の挿入口にタングプレート１７を挿入すると、タングプレート１７の先端部１７ａが、ガイド部材に案内されて矢印ＡＬ１のごとく挿入されてくる。タングプレート１７の先端部１７ａは、最初に、押えバネ部材１９ｂの突部に当たり、可動接点１９ａを少し押し込む（図２の（Ａ））。この初期段階で、バックルスイッチ１９は、タングプレート１７とバックル１８との間で係止（ラッチ）状態が開始されたことを意味する信号を発生する。その後、タングプレート１７は、押えバネ部材１９ｂとの間の接触状態を維持したままさらに矢印ＡＬ１の方向に移動し、最終的に図示された位置で停止する（図２の（Ｂ））。この最終段階で、バックルスイッチ１９の可動接点１９ａは押えバネ部材１９ｂにより十分にスイッチ内部に押し込まれ、かつタングプレート側のラッチリング（図示せず）とバックル側のラッチ突起（図示せず）とが係止した状態になる。これによりタングプレート１７とバックル１８との間の係止が完了し、係止状態が確保される。またバックルスイッチ１９は、タングプレート１７とバックル１８の係止が完了したことを知らせるオン検知信号ＳＧ１を発生する。図２の（Ｂ）に示す距離Ｌ１は例えば４ｍｍ程度である。距離Ｌ１で示される範囲では、タングプレート１７とバックル１８との間の係止が不完全な状態（ハーフラッチ状態）にある。バックル１８におけるバックルスイッチ１９の動作では、その構造および配置関係に基づき、係止状態が確保された最終段階で確実なオン信号ＳＧ１を後述する制御装置（ＥＣＵ）に送信する。タングプレート１７とバックル１８との間の係止が不完全な状態でバックルスイッチ１９からオン信号ＳＧ１が継続的に出力されることはない。

図３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とを備えている。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に巻回され、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。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。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。

回転検知部２５からは、磁気センサの構造・作用に基づいて位相的に所定量だけずれた２つの相のパルス信号（Ｐ１，Ｐ２）を出力する。２つのパルス信号は、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。さらに２つのパルス信号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（回転量）を検知することが可能となる。

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３に示されるごとく制御装置２６に入力される。制御装置２６では、２つのパルス信号Ｐ１，Ｐ２を利用してベルトリール２２によるベルト巻取り位置等を検知する。制御装置２６は、回転角検知手段や回転角変化検出手段等の機能手段を有する。回転角変化検知手段から得られる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、およびベルト１３の移動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の位置および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、図３において、制御装置２６に対しては前述したバックルスイッチ１９から出力される検知信号ＳＧ１が入力される。検知信号ＳＧ１は、前述のごとく、タングプレート１７とバックル１８との間で係止状態が確実に実現された最終段階のときに生じるオン信号である。制御装置２６では、バックルスイッチ１９から供給される検知信号ＳＧ１に基づいて、バックル１８にタングプレート１７が確実に係止された状態の情報を得る。

上記のシートベルト装置１０およびこれに含まれるリトラクタ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。

さらにブロック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ている。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１９から出力される検知信号である。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。

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概念的構成を示すと、図５に示すようになる。この制御システムは、主要素として、前述した回転検出部２５と、バックルスイッチ１９と、シートベルト装置制御部６１と、ベルト駆動部６２とから構成されている。

シートベルト装置制御部６１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６に示すフローチャートを参照して、シートベルト装置制御部６１に基づくシートベルト装置１０の制御動作を説明する。

最初の判定ステップＳ１１では、バックルスイッチ１９から出力されたオン信号ＳＧ１が制御装置２６に入力されたか否かが判定される。バックルスイッチ１８からの与えられるオン信号が入力されない限り（ＮＯの場合）、シートベルト装置１０の動作を制御する必要はないので、制御プロセスは終了する。

判定ステップＳ１１でＹＥＳの場合には、次の判定ステップＳ１２に移行する。判定ステップＳ１２では、リトラクタ１６のベルトリール２２によってベルト１３（ベルト部分１３ａ）の巻取り方向の動作が行われた否かが判定される。ここで、ベルト１３の巻取り方向の動作は、バックル１８に確実に係止されたタングプレート１７が当該バックル１８から遠ざかる方向への移動動作に相当する。乗員１１が、ベルト１３を持って引出し、当該ベルト１３を自分の体に取付け、そのタングプレート１７をバックル１８に連結する行為を行ってその作業を終了すると、通常、ベルト１３は解放され、巻取りバネ等でリトラクタ１６のベルトリール２２に巻き取られる。判定ステップＳ１２でＹＥＳの場合に次の判定ステップＳ１３を実行する。判定ステップＳ１３では、バックルスイッチ１９からのオン信号を入力した時点から所定時間（Δｔ）だけ経過したか否かを判定する。この所定時間としては例えば２２５ミリ秒（ｍｓ）である。判定ステップＳ１３で所定時間が経過したと判断された場合には、処理ステップＳ１４で弛み取り制御が実行される。なお、弛み取り制御開始後にバックルスイッチがオフになった場合には、直ちに弛み取りを停止し、モータ２３およびベルトリール２２の間の動力伝達を解除する。

上記のシートベルト制御によれば、バックルスイッチ１９から与えられるオン信号ＳＧ１の入力と判定ステップＳ１２の移動判定に基づきタングプレート１７とバックル１８の係止を有効と判断してから所定時間経過後にベルト１３を巻き取る方向にモータを駆動するため、弛み除去を素早く行うことができる。特に、判定ステップＳ１２によるベルト移動判定を行うことによりバックルの係止を有効と判断したため、ハーフラッチ状態を有効と判断する事態の発生を防止することができる。これによって、シートベルト１３を装着したとき、その装着直後にベルトの巻取り動作を行うことができる。

なお同様に、シートベルトの装着解除後においても、直ぐにベルト巻取り等の動作を行うことができるように構成することもできる。

前述の実施形態において、ベルトの巻取り方向の移動を検知する手段としては、上記の回転検出部２５の代わりに、タングプレート１７それ自体をカメラで測定する構成等を用いることもできる。

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においてバックルのハーフラッチ状態を確実に判別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。 バックルスイッチの動作を説明するためのバックル要部の側面図である。 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動作を示す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
１２ 座席
１３ ベルト
１６ リトラクタ
１７ タングプレート
１８ バックル
１９ バックルスイッチ
２２ ベルトリール
２３ モータ
２５ 回転検知部
２６ 制御装置（ＣＰＵ）

Claims (2)

1. ベルトに取り付けられたタングプレートと、このタングプレートと係止することにより前記ベルトを保持するバックルと、前記タングプレートが前記バックルへ挿入されたときにオンと検知するバックルスイッチとを備えた車両のシートベルト装置において、
   前記ベルトを巻回したベルトリールの回転を検知するベルト移動検知手段と、
   前記バックルスイッチがオンと検出し、かつ前記ベルト移動検知手段が、巻取りバネによる前記ベルトリールの回転を検知した後であって、前記バックルスイッチがオンの検出を継続し、且つ前記ベルトリールの回転がない場合にのみ、モータをベルト巻取り方向に駆動させることを開始する制御手段と、
   を備え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、前記バックルスイッチがオンと検出し、かつ前記ベルト移動検知手段が、前記巻取りバネによる前記ベルトリールの回転を検知した後、所定時間の間、前記バックルスイッチがオンの検出を継続し、且つ前記ベルトリールの回転がない場合にのみ、前記モータを前記ベルト巻取り方向に駆動させることを開始し、
   前記モータの駆動後に前記バックルスイッチがオフを検出する時、前記制御手段は、前記モータを前記ベルト巻取り方向に駆動させることを停止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。

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