説明

シートベルトの制御装置

【課題】シートベルトの装着の解除時に、違和感を与えることなく円滑にウェビングを収納できるとともに、その収納動作を、シートの位置にかかわらず、適切なタイミングで終了させることができるシートベルトの制御装置を提供する。
【解決手段】シートベルト3は、電流の供給により作動するモータ9を有しており、シートベルト3の装着が解除されたときに、モータ9を駆動することによって、リール8を回転させ、ウェビング5をリール8に巻き取り、収納する収納動作を行う。また、その際のモータ9への供給電流ECMを、検出された運転席SEの位置が後ろ側にあるほど、より大きな値に制御する。それにより、ウェビングの巻取速度が摩擦抵抗で大きく低下することがなくなり、例えば、乗員が降車する際のウェビングのドア挟みを防止できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータを用いてウェビングを収納するシートベルトの制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のこの種のシートベルトの制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。シートベルトは、ウェビングを巻き取るリールと、リールを回転駆動するモータを有している。ウェビングの一端部は、アウタアンカを介して、シートの下部に固定されている。モータの回転速度は、モータに供給される電流のデューティ比によって制御され、デューティ比が大きいほど、より高くなる。
【0003】
この制御装置では、シートベルトのタングプレートがバックルから外され、シートベルトの装着が解除されたときに、モータを作動させ、ウェビングを収納する収納制御を開始する。この収納制御では、モータの作動の開始後、デューティ比を所定値に設定し、ウェビングを巻き取る。その後、ウェビングの引出量が第1所定値以下になったときに、デューティ比を減少させることによって、ウェビングの巻取速度をより小さくするとともに、ウェビングの引出量がより小さな第2所定値以下になったときに、デューティ比をさらに減少させ、ウェビングの巻取速度をさらに小さくする。そして、モータの電流が増大したときに、ウェビングの収納が完了したとして、モータを停止させ、収納制御を終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−126978号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したように、この従来の制御装置では、ウェビングの収納動作中、モータに供給される電流のデューティ比の減少により、モータの回転速度を段階的に変更するので、ウェビングの巻取速度が段階的に急激に変化し、それにより、乗員に違和感を与えるおそれがある。また、モータの回転速度を、デューティ比によってフィードフォワード的に制御するので、ウェビングの引っ掛かりなどによりモータの負荷が増加した場合には、ウェビングの実際の巻取速度が想定していた速度よりも小さくなる。例えば、この従来のシートベルトでは、ウェビングの一端部がシートに固定されているので、シートの位置によっては、ウェビングの収納動作中にタングプレートがドアの開口部の縁ゴムに接触し続けることがあり、その場合には、接触による摩擦抵抗によって巻取速度が低下する。このため、乗員が降車するまでにウェビングの収納が完了しないことがあり、車両の外にはみ出たウェビングが、ドアに挟まれるおそれがある。
【0006】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、シートベルトの装着の解除時に、違和感を与えることなく円滑にウェビングを収納できるとともに、その収納動作を、シートの位置にかかわらず、適切なタイミングで終了させることができるシートベルトの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、ウェビング5の一端部がシート(実施形態における(以下、本項において同じ)運転席SE)に固定されるとともに、リール8を回転させることによってリール8にウェビング5を巻き取るためのモータ9を有するシートベルトの制御装置1であって、シートベルト3が装着状態にあるか否かを検出する装着状態検出手段(バックルスイッチ23)と、車両Vの前後方向におけるシートの位置(シートポジション値SP)を検出するシート位置検出手段(シート位置センサ22)と、シートベルト3が装着状態から非装着状態に切り換わったときに、モータ9を駆動するモータ駆動手段(ECU2、図5のステップ25)と、モータ9の駆動力(供給電流ECM)を、検出されたシートの位置が車両Vの後ろ側にあるほど、より大きくなるように制御する駆動力制御手段(ECU2、図5のステップ22〜25)と、を備えることを特徴とする。
【0008】
本発明のシートベルトの制御装置によれば、シートベルトが装着状態から非装着状態に切り換わったときに、すなわち、シートベルトの装着が解除されたときに、モータを駆動することによってリールを回転させ、ウェビングをリールに巻き取り、収納する収納動作を行う。
【0009】
また、本発明では、シートベルトのウェビングの一端部がシートに固定されているので、シートの位置が車両の後ろ側にあるほど、収納動作中、ウェビングが車両の側方から見てより鉛直に近い角度で延びた状態になる。このため、ドアの開口部に設けられた縁ゴムなどへのウェビングの接触度合がより大きくなり、この接触によりウェビングに作用する摩擦抵抗が増大しやすい。
【0010】
本発明によれば、シートの位置が車両の後ろ側にあるほど、モータの駆動力をより大きくなるように制御するので、ウェビングに生じ得るより大きな摩擦抵抗を打ち消すようなより大きな張力でウェビングを巻き取ることができる。それにより、ウェビングの巻取速度が摩擦抵抗で大きく低下することがなくなり、例えば、乗員が降車する際のウェビングのドア挟みを防止できる。以上のように、ウェビングの収納動作を、シートの位置にかかわらず、適切なタイミングで終了させることができる。
【0011】
また、前述した従来の制御装置と異なり、ウェビングの巻取速度が段階的に変化することがないので、乗員に違和感を与えることなく円滑にウェビングを収納することができる。
【0012】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のシートベルトの制御装置1において、リール8をウェビング5の巻き取り方向に付勢する付勢手段(復帰ばね4)と、シートの位置が車両Vの前側にあるほど、モータ駆動手段によるモータ9の駆動をより遅いタイミングで開始する遅延手段(ECU2、図4のステップ4,8,10、図5のステップ21)と、をさらに備えることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、シートベルトの装着が解除された後、モータを駆動するまでの間は、付勢手段によってリールを巻き取り方向に回転させ、ウェビングを収納する。また、このときのモータの駆動を、シートの位置が車両の前側にあるほど、より遅いタイミングで開始する。これにより、シートの位置が車両の前側にあることで、ウェビングの摩擦抵抗がより小さいと推定されるときには、付勢手段によるウェビングの巻取時間を長くすることによって、付勢手段の付勢力を十分に活用するとともに、モータの駆動をより遅く開始することによって、モータの消費電力を抑制することができる。一方、シートの位置が車両の後ろ側にあることで、ウェビングの摩擦抵抗がより大きいと推定されるときには、モータの駆動をより早く開始することによって、ウェビングの収納動作を遅れなく確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】車両の運転席が最後部位置にある状態の側面図である。
【図2】車両の運転席が最前部位置にある状態の側面図である。
【図3】シートベルトやECUを概略的に示す図である。
【図4】ECUによって実行される、ウェビングの収納制御処理を示すフローチャートである。
【図5】モータの制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す車両Vは、例えば4ドアのセダンタイプのものであり、各ドアの開口部には縁ゴムERが取り付けられている。縁ゴムERは、車外からの雨や風などの侵入を防止するとともに、ドアを閉じる際の衝撃を吸収するなどの機能を有する。運転席SEは、スライドレール(図示せず)を介して、フロントフロアFFに取り付けられており、車両Vの前後方向に、図1に示す最後部位置と図2に示す最前部位置との間で、移動可能である。
【0016】
シートベルト3は、いわゆる3点式のものであり、運転者DRを運転席SEに拘束するためのウェビング5と、ウェビング5を巻き取るためのリトラクタ6を有している。リトラクタ6は、車両Vの右側のセンタピラーCPの下部に取り付けられている。ウェビング5は、リトラクタ6から上方に延びるとともに、センタピラーCPの上部に取り付けられたスルーアンカTAに通されており、ウェビング5の一端部は、運転席SEの右下部に、アウタアンカOAを介して固定されている。
【0017】
また、ウェビング5には、スルーアンカTAとアウタアンカOAの間に、タングプレートTPが設けられている。このタングプレートTPは、ウェビング5の長さ方向にスライド自在であるとともに、バックル(図示せず)に着脱可能になっている。バックルは、運転席SEの左下部に固定されている。以上の構成のシートベルト3では、運転席SEに着座した運転者DRが、ウェビング5をリトラクタ6から引き出し、タングプレートTPをバックルに係合させることによって、ウェビング5が運転者DRに掛けられる。この装着状態では、運転者DRは、ウェビング5によって運転席SEに拘束される。
【0018】
図3に示すように、リトラクタ6は、センタピラーCPに固定されたフレーム7と、ウェビング5の他端部が巻き回されたリール8と、リール8を回転駆動するためのモータ9などで構成されている。リール8は、フレーム7に回転自在に支持されており、復帰ばね4によって、ウェビング5の巻取方向に付勢されている。この復帰ばね4による付勢によって、ウェビング5は、シートベルト3の装着の解除後に、リール8に巻き取られ、センタピラーCP内に収納される。
【0019】
また、リール8の軸部8aは、動力伝達機構10を介してモータ9の出力軸9aに連結されている。モータ9は、例えばDCモータで構成されており、供給された電流を動力に変換して出力軸9aから出力するものであり、動力伝達機構10とともに、車両Vの衝突時にウェビング5を巻き取るための電動式プリテンショナを構成している。
【0020】
さらに、動力伝達機構10は、機械式のクラッチや遊星歯車装置(いずれも図示せず)などで構成されている。モータ9が正転したときには、このクラッチによって、モータ9の出力軸9aがリール8の軸部8aに接続されるとともに、遊星歯車装置によって、モータ9の動力が減速した状態でリール8に伝達される。これにより、リール8は、ウェビング5の巻取方向に回転駆動される。一方、モータ9が逆転したときには、クラッチによって、出力軸9aと軸部8aの間が遮断される。
【0021】
以上の構成のシートベルト3では、車両Vの衝突時には、ECU2による制御によって、モータ9が正転することにより、モータ9とリール8の間がクラッチで接続されるとともに、リール8が巻取方向に回転駆動される。これにより、車両Vの衝突時、運転者DRが前方に移動し、ウェビング5が引き出されるのに対し、モータ9の動力がウェビング5に負荷(制動力)として作用することにより、衝突時の衝撃がウェビング5によって吸収される。また、後述するように、モータ9は、シートベルト3の装着の解除時に、復帰ばね4によるウェビング5の巻取・収納をアシストするために、正転方向に駆動される。
【0022】
また、前述したように、ウェビング5の一端部が運転席SEに固定されているので、シートベルト3の装着が解除された後、スルーアンカTAとアウタアンカOAとの間に延びるウェビング5の角度(車両Vの側方から見た角度)は、運転席SEの位置に応じて異なる。例えば、図2に示すように、運転席SEが最前部位置にあるときには、ウェビング5は、車両Vの側方から見て、鉛直に対してより大きな角度で、縁ゴムERと交差するように延びている。このため、ウェビング5の収納動作中に、タングプレートTPが縁ゴムERに接触する度合がより小さくなり、それにより、ウェビング5に作用する摩擦抵抗はより小さくなる。
【0023】
これに対し、図1に示すように、運転席SEが最後部位置にあるときには、ウェビング5は、鉛直に対してより小さな角度で、縁ゴムERに沿うように延びている。このため、ウェビング5の収納動作中に、タングプレートTPが縁ゴムERに接触する度合がより大きくなり、それにより、ウェビング5に作用する摩擦抵抗はより大きくなる。以上のように、運転席SEが後ろ側に位置するほど、ウェビング5に作用する摩擦抵抗はより大きくなる。
【0024】
また、リトラクタ6には、回転角センサ21が設けられている。回転角センサ21は、円周方向に沿って等間隔に複数の磁極が形成され、リール8と一体に回転する磁性円板(図示せず)と、磁性円板の外周縁部の付近に配置された一対のホール素子(図示せず)とを有しており、リール8の回転に伴い、所定の角度ごとに、パルス信号をECU2に出力する。
【0025】
また、車両Vには、シート位置センサ22およびバックルスイッチ23が設けられている。シート位置センサ22は、ホール素子などで構成されており、運転席SEの前後方向の位置をシートポジション値SPとして検出し、その検出信号をECU2に出力する。このシートポジション値SPは、運転席SEの最後部位置を基準とし、最後部位置のときに値0であるとともに、最後部位置からの距離で表され、運転席SEが前側に位置するほど、より大きな値になる。
【0026】
また、バックルスイッチ23は、前述したウェビング5のタングプレートTPがバックルに係合しているとき、すなわちウェビング5が装着状態のときに、ON信号をECU2に出力する一方、タングプレートTPがバックルに係合していないとき、すなわちウェビング5が非装着状態のときに、OFF信号をECU2に出力する。
【0027】
ECU2は、CPU、RAM、ROMおよびI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、上述した回転角センサ21およびシート位置センサ22の検出信号およびバックルスイッチ23の出力信号などに応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに基づいて、各種の演算処理を実行する。
【0028】
なお、本実施形態では、ECU2は、モータ駆動手段、駆動力制御手段および遅延手段に相当する。
【0029】
次に、図4を参照しながら、本発明の実施形態によるウェビング5の収納制御について説明する。この制御処理は、シートベルト3の装着の解除時に、復帰ばね4によってウェビング5を巻き取り、収納するとともに、その巻取・収納をアシストするためにモータ9を駆動するモータ制御を行うものである。本処理は、所定時間ごとに実行される。
【0030】
本処理ではまず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、前回から今回までの間にバックルスイッチ(BU・SW)23の出力信号がONからOFFに切り換わったか否かを判別する。この答がYESで、シートベルト3の装着が解除された直後のときには、ウェビング5の巻取・収納をアシストするために、モータ制御を実行するものとし、ステップ2において、モータ制御フラグF_MOTを「1」にセットする。
【0031】
次に、ステップ3において、シートポジション値SPが第1所定値SP1以上であるか否かを判別する。この答がYESのときには、運転席SEが前部位置にあるとして、シートベルト3の装着が解除されてからモータ制御においてモータ9の駆動を開始するまでの待機時間TREFを前部位置用の所定時間TF(例えば3s)に設定し(ステップ4)、モータ9の駆動を終了する際の目標となる目標電流ECMHを前部位置用の所定値EF(例えば2A)に設定した(ステップ5)後、ステップ11に進み、モータ制御を開始する。
【0032】
一方、前記ステップ3の答がNOのときには、ステップ6において、シートポジション値SPが第1所定値SP1よりも小さな第2所定値SP2よりも小さいか否かを判別する。この答がYESのときには、運転席SEが後部位置にあるとして、待機時間TREFを前部位置用の所定時間TFよりも小さな後部位置用の所定時間TR(例えば1s)に設定し(ステップ9)、目標電流ECMHを前部位置用の所定値EFよりも大きな後部位置用の所定値ER(例えば4A)に設定した(ステップ10)後、上記ステップ11に進み、モータ制御を開始する。
【0033】
一方、前記ステップ6の答がNOで、SP2≦SP<SP1のときには、運転席SEが前部位置と後部位置との間の中間位置にあるとして、待機時間TREFを上記の2つの所定時間TF,TRの間の中間位置用の所定時間TM(例えば2s)に設定し(ステップ7)、目標電流ECMHを上記の2つの所定値EF,ERの間の中間位置用の所定値EM(例えば3A)に設定した(ステップ8)後、上記ステップ11に進み、モータ制御を開始する。
【0034】
一方、前記ステップ1の答がNOで、シートベルト3の装着が解除された直後でないときには、ステップ12において、モータ制御フラグF_MOTが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、モータ制御の実行中のときには、上記ステップ11に進み、モータ制御を継続する。
【0035】
一方、上記ステップ12の答がNOで、モータ制御が実行されていないときには、ステップ13において、アップカウント式の遅延タイマの値(以下「遅延タイマ値」という)TMOTを0にリセットし、本処理を終了する。
【0036】
次に、前記ステップ11で実行されるモータ制御について説明する。図5はそのサブルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ21において、遅延タイマ値TMOTが前記ステップ4,8または10で設定された待機時間TREF以上であるか否かを判別する。この答がNOのときには、本処理を終了する。このように、シートベルト3の装着が解除されてから待機時間TREFが経過するまでは、モータ9は駆動されず、復帰ばね4によるウェビング5の巻取・収納が行われる。
【0037】
一方、上記ステップ21の答がYESで、シートベルト3の装着が解除されてから待機時間TREFが経過したときには、ウェビング5の巻取速度WSを算出する。この算出は、前回と今回の間に回転角センサ21から出力されたパルス信号の数に所定の換算係数を乗算することによって行われる。
【0038】
次に、ステップ23において、ウェビング5の所定の目標速度WSCMD(例えば100mm/s)と、算出された巻取速度WSとの差(=WSCMD−WS)を、偏差DWSとして算出する。次に、ステップ24において、算出した偏差DWSに基づき、所定のフィードバック制御によって、フィードバック補正項EFBを算出する。
【0039】
次に、ステップ25において、モータ9への供給電流の所定の基本値ECMbaseにフィードバック補正項EFBを加算することによって、供給電流ECMを算出する。この基本値ECMbaseは、ウェビング5が通常の摩擦状態にあるときに目標速度WSCMDが得られるような供給電流ECMに相当し、実験などによりあらかじめ求められる。
【0040】
運転席SEが後ろ側に位置するほど、タングプレートTPと縁ゴムERの接触によりウェビング5に作用する摩擦抵抗が大きくなり、ウェビング5の巻取速度WSが低下する。これに対し、上述したように、供給電流ECMは、低下した巻取速度WSを回復するように増大され、それに応じてモータ9の駆動力も増大する。以上のように、運転席SEが後ろ側に位置するほど、モータ9の駆動力は、より大きくなるように制御される。
【0041】
上記ステップ25に続くステップ26では、供給電流ECMが前記ステップ5,9または11で設定された目標電流ECMH以上であるか否かを判別する。この答がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
【0042】
一方、上記ステップ26の答がYESで、供給電流ECMが目標電流ECMHに達したときには、ウェビング5の収納が完了したとして、ステップ27において、供給電流ECMを0に設定し、モータ9を停止させ、モータ制御を終了する。そして、そのことを表すために、ステップ28において、モータ制御フラグF_MOTを「0」にリセットし、本処理を終了する。
【0043】
以上のように、本実施形態によれば、モータ9への供給電流ECMを、シートポジション値SPが小さいほど、すなわち、運転席SEが後ろ側に位置するほど、より大きな値に設定する(図5のステップ22〜25)ので、ウェビング5の摩擦抵抗を適切に打ち消しながら、ウェビング5の巻取速度WSを目標速度WSCMDに制御でき、ウェビング5の収納動作を、運転席SEの位置にかかわらず、適切なタイミングで終了させることができる。それにより、例えば、運転席SEが後ろ側に位置するときのウェビング5のドア挟みを防止することができる。
【0044】
さらに、ウェビング5の巻取速度WSが目標速度WSCMDになるようにモータ9の供給電流ECMを制御するので、巻取速度WSが段階的に変化することがなく、運転者DRに違和感を与えることなく円滑にウェビング5を収納することができる。
【0045】
さらに、シートベルト3の装着が解除された後、待機時間TREFが経過するまでの間は、モータ9を停止状態に維持し、復帰ばね4のみによってウェビング5を巻き取る。したがって、乗員によるシートベルト3の装着が解除操作が確実に終了した後に、モータ9によるウェビング5の収納動作を開始できるとともに、この装着の解除直後にウェビング5に大きな張力が作用することが回避され、運転者DRに唐突感を与えることなく、ウェビング5の収納動作を円滑に開始することができる。
【0046】
また、運転席SEが前側に位置するほど、待機時間TREFをより大きな値に設定する(図4のステップ4,7,9)ので、ウェビング5に作用する摩擦抵抗がより小さいと推定されるときには、復帰ばね4の付勢力を十分に活用するともに、モータ9の駆動をより遅く開始することによって、モータ9の消費電力を抑制することができる。一方、運転席SEが後ろ側に位置することで、ウェビング5に作用する摩擦抵抗がより大きいと推定されるときには、モータ9の駆動をより早く開始することによって、ウェビング5の収納動作を遅れなく確実に行うことができる。
【0047】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、モータ9への供給電流ECMを、ウェビング5の巻取速度WSに応じてフィードバック制御しているが、これに限らず、例えば、シートポジション値SPに応じてフィードフォワード制御してもよい。その場合には、供給電流ECMは、シートポジション値SPが小さいほど、すなわち、運転席SEが後ろ側に位置するほど、より大きな値に設定される。
【0048】
また、実施形態では、シートベルト3の装着の解除後の待機時間TREF、および供給電流ECMの目標電流ECMHをいずれも、シートポジション値SPに応じて判別された運転席SEの位置(前部位置、中間位置および後部位置)に応じて、段階的に設定しているが、待機時間TREFおよび/または目標電流ECMHを、シートポジション値SPに応じて連続的に設定してもよい。
【0049】
また、実施形態では、シートベルト3が装着状態にあるか否かの検出を、バックルスイッチ23の出力信号に基づいて行っているが、これに限らず、例えば、ウェビング5の張力や引出量の変化を監視し、その結果に基づいて行ってもよい。
【0050】
また、実施形態は、運転席用のシートベルトの例であるが、本発明を、助手席用のシートベルトに適用してもよいことはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【0051】
V 車両
SE 運転席(シート)
1 制御装置
2 ECU(モータ駆動手段、駆動力制御手段、遅延手段)
3 シートベルト
4 復帰ばね(付勢手段)
5 ウェビング
8 リール
9 モータ
22 シート位置センサ(シート位置検出手段)
23 バックルスイッチ(装着状態検出手段)
SP シートポジション値(車両の前後方向におけるシートの位置)
ECM 供給電流(モータの駆動力)


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェビングの一端部がシートに固定されるとともに、リールを回転させることによって当該リールに前記ウェビングを巻き取るためのモータを有するシートベルトの制御装置であって、
前記シートベルトが装着状態にあるか否かを検出する装着状態検出手段と、
車両の前後方向における前記シートの位置を検出するシート位置検出手段と、
前記シートベルトが装着状態から非装着状態に切り換わったときに、前記モータを駆動するモータ駆動手段と、
前記モータの駆動力を、前記検出されたシートの位置が前記車両の後ろ側にあるほど、より大きくなるように制御する駆動力制御手段と、
を備えることを特徴とするシートベルトの制御装置。
【請求項2】
前記リールを前記ウェビングの巻き取り方向に付勢する付勢手段と、
前記シートの位置が前記車両の前側にあるほど、前記モータ駆動手段による前記モータの駆動をより遅いタイミングで開始する遅延手段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のシートベルトの制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−95285(P2013−95285A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−240222(P2011−240222)
【出願日】平成23年11月1日(2011.11.1)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】