JP6631442B2 - 車両用乗員拘束装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用乗員拘束装置に関する。

車両衝突前及び車両衝突時においてウエビング（シートベルト）の張力を高めることにより乗員の身体を拘束して、当該乗員の安全を図る車両用乗員拘束装置が近年の車両には装備されている。乗員を拘束する方式には種々の態様が存在するが、一例として、車両衝突時に火薬を用いたプリテンショナを作動させて乗員の身体をシートに拘束する方式が知られている。

車両衝突時に乗員の身体は慣性により前方に投げ出されるが、火薬式プリテンショナでウエビングをスプールに巻き取って乗員の身体を拘束することにより、乗員の身体をシートに保持することが可能になる。しかしながら、ウエビングによる拘束で慣性により投げ出される乗員の身体を固定すると、ウエビングにより乗員の胸部が強い圧迫（胸たわみ圧迫）を受けるおそれがある。かかる胸たわみ圧迫が強すぎると、乗員を負傷させるおそれがあるので、車両用乗員拘束装置には、ウエビングによる乗員の拘束を適宜緩和するフォースリミッタ機構が設けられる場合がある。

フォースリミッタ機構は、胸たわみ圧迫が過大になった場合に、スプールに巻き取ったウエビングを引き出すことによりウエビングによる乗員の拘束を緩和する。

また、交通事故では、最初の車両衝突である１次衝突後、後続する車両に追突される等による２次衝突が発生するおそれがある。前述のフォースリミッタ機構が作動した後は、ウエビングは緩んだ状態となるので、そのままの状態では２次衝突で乗員の身体をシートに保持することが困難である。特許文献１には、１次衝突時に火薬式プリテンショナを作動させた後の２次衝突対策として、モータでウエビングを巻き取ることにより乗員の身体をシートに再度拘束するシートベルト制御システムの発明が開示されている。

特開２０１５−０９６４００号公報

しかしながら、１次衝突の衝撃が強くなかった場合には、火薬式プリテンショナは作動しない場合がある。特許文献１に開示されているシートベル制御システムの発明は、１次衝突で火薬式プリテンショナが作動したことを前提に、２次衝突対策としてモータによりウエビングを巻き取る。従って、特許文献１に開示されている発明は、１次衝突で火薬式プリテンショナが作動しなかった場合に、２次衝突で乗員の身体をシートに保持することが困難になるおそれがあった。

本発明は、上記事実を考慮し、２次衝突のおそれがある場合にウエビング（シートベルト）を確実に巻き取る車両用乗員拘束装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両用乗員拘束装置は、モータの回転によりシートベルトの巻き取りが可能なモータリトラクタと、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、前記モータを高速で回転させて前記シートベルトを巻き取る第１の巻き取り制御と、前記モータを前記第１の巻き取り制御よりも低速で回転させて前記シートベルトを巻き取る第２の巻き取り制御と、を切り替えて実行可能な制御部と、を備える車両用乗員拘束装置であって、前記制御部は、前記センサ群の検知結果に基づき、前記車両衝突が検知された際に前記第１の巻き取り制御が実行されず、かつ車両２次衝突の恐れがある場合に、前記第２の巻き取り制御を実行する。

請求項１に記載の車両用乗員拘束装置は、車両衝突後になおも車両２次衝突のおそれがある場合に、シートベルトを巻き取るようにモータを回転させる電圧を駆動回路に生成させる。

請求項１に記載の車両用乗員拘束装置は、かかるモータの回転によって２次衝突のおそれがある場合にシートベルトを確実に巻き取る。

請求項２に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項１に記載の発明において、前記モータを回転させる電圧を生成する駆動回路と、乗員の意識の有無を検知するための意識検知部と、車両のドアが開いたことを検知する開検知部と、を備え、前記モータリトラクタは、前記シートベルトの巻き取り時とは逆方向の前記モータの回転により前記シートベルトの引き出しが可能で、前記駆動回路は、前記モータを前記逆方向に回転させる電圧を生成し、前記制御部は、車両衝突後、前記意識検知部の検知結果に基づき前記乗員の意識がないと判定した場合で、かつ前記開検知部により車両のドアが開いたことを検知した場合に、前記モータを前記逆方向に回転させる電圧を前記駆動回路に生成させる制御をする。

請求項２に記載の車両用乗員拘束装置は、乗員の意識がない場合には、車両のドアが開いた場合にモータを回転させてシートベルトの拘束を緩めることができる。

請求項３に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項２に記載の発明において、前記意識検知部は、前記モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部を含み、前記制御部は、前記シートベルトの巻き取り及び引き出しをするように前記モータを回転させる電圧を前記駆動回路に生成させた際、前記回転角度検出部により検出された前記出力軸の回転角度が線形的に変化した場合に前記乗員の意識がないと判定する。

請求項３に記載の車両用乗員拘束装置は、モータを回転させてシートベルトの拘束力を変化させた場合に、乗員が身じろぎしてモータの出力軸の回転角度が非線形的に変化した場合に乗員の意識があると判定し、モータの出力軸の回転角度が線形的に変化した場合に乗員の意識がないと判定することができる。なお、線形的な場合は、狭義には１次関数のような直線的な変化が認められる場合であるが、本願では、回転角度の時系列での変化が極大値又は極小値を有しない一様なものであれば線形的であると判定する。その逆に、回転角度の時系列での変化が極大値又は極小値を有する一様なものでない場合は非線形的であると判定する。

請求項４に記載の車両用乗員拘束装置は、請求項２に記載の発明において、前記意識検知部は、前記乗員の顔の画像データを取得する車室内カメラを含み、前記制御部は、前記車室内カメラが取得した画像データに基づいて前記乗員の意識の有無を判定する。

請求項４に記載の車両用乗員拘束装置は、車室内カメラが取得した乗員の顔の画像データを既知の方法により画像処理することにより、乗員の意識の有無を判定することができる。

請求項１に記載の車両用乗員拘束装置によれば、両衝突後になおも車両２次衝突のおそれがある場合に、シートベルトを巻き取るようにモータを回転させる電圧を駆動回路に生成させることにより、２次衝突のおそれがある場合にシートベルトを確実に巻き取ることが可能になるという効果を奏する。

請求項２に記載の車両用乗員拘束装置によれば、乗員の意識がない場合には、車両のドアが開いた場合にモータを回転させてシートベルトの拘束を緩めることにより、乗員の救出が容易になるという効果を奏する。

請求項３に記載の車両用乗員拘束装置によれば、モータの出力軸の回転角度の変化の態様から、乗員の意識の有無を判定できるという効果を奏する。

請求項４に記載の車両用乗員拘束装置によれば、乗員の顔の画像データから、乗員の意識の有無を判定できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の概略構成の一例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置の回路の一例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置のシートベルトリトラクタ制御回路の処理の一例を示したフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両用乗員拘束装置における２次衝突対応処理の一例を示したフローチャートである。

以下、図１、図２を用いて、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０について説明する。図１において実線は電力が通電される電力線であり、破線は制御信号が通電される信号線である。図１に示されるように、車両用乗員拘束装置１０は、シートベルト（ウエビング３０）で乗員１２を拘束する装置である。

車両用乗員拘束装置１０は、シートベルトリトラクタ（モータリトラクタ）２０ 、ウエビング３０、シートベルトリトラクタ駆動回路５０（以下、「駆動回路５０」と略記）、シートベルトリトラクタ制御回路６０（以下、「制御回路６０」と略記）、車載のバッテリ８０、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８２及びセンサ群９０を含む。

図１に示される如く、ウエビング３０の一端部３０Ａ側は、車室床部又はシートクッションフレームに固定されたロワアンカー３２に連結されている。ウエビング３０の他端部３０Ｂ側はシートベルトリトラクタ２０により巻き取り可能に構成され、シートベルトリトラクタ２０から引き出されたウエビング３０は、ショルダアンカー３４に挿通される。

ウエビング３０のショルダアンカー３４とロワアンカー３２との間には、タングプレート３６が設けられている。タングプレート３６は、シート１４のシートクッション１４Ａの車幅方向内側に設けられたバックル３８に着脱可能となっている。

図１に示したように、シートベルトリトラクタ２０から引き出されたウエビング３０がショルダアンカー３４を介して乗員１２の左肩から左胸部、右腹部及び右前腰部上に配設され、かつタングプレート３６がバックル３８に係合されることにより、ウエビング３０は乗員１２の身体をシート１４に保持する。

バッテリ８０は、車両のエンジン始動及び車両の電装品の電源として用いられる二次電池であり、一例として公称電圧が１２Ｖの鉛蓄電池である。

車両ＥＣＵ８２は、車両のエンジン、電装品、その他の装備品を制御する制御装置であり、演算処理装置であるプロセッサ及び記憶装置等によって構成されている。本実施の形態の説明では、車両ＥＣＵ８２には車両衝突を検知する等のためのセンサ群９０が接続され、センサ群９０によって車両衝突のおそれが検知された場合にはシートベルトリトラクタ２０のモータを駆動させてスプール２４にウエビング３０を巻き取ることによりウエビング３０のたるみを除去する。さらに、車両衝突時には、シートベルトリトラクタ２０のモータを高速で回転させてウエビング３０を迅速に巻き取るようにする。本実施の形態では、モータによって駆動されるプリテンショナを用いることにより、一例としてモータの正回転によってスプール２４に巻き取ったウエビング３０を、モータを逆回転させることによってスプール２４から引き出し、乗員１２の身体の拘束を解くことを可能にする。火薬式プリテンショナは一度作動すると再作動が不可能だが、モータで駆動されるプリテンショナは、モータの正回転と逆回転とにより、乗員の身体の拘束と当該拘束の解除とを可逆的に行うことが可能になる。

本実施の形態における、モータの「正回転」及び「逆回転」の記載は便宜上のものである。本実施の形態では、一例として、ウエビング３０を巻き取るためのモータの回転方向を「正回転」、ウエビング３０を引き出すためのモータの回転方向を「逆回転」として、以下、モータの回転方向の説明を簡略化している。

スプール２４の内側にはフォースリミッタ機構４０が設けられている。フォースリミッタ機構４０は、荷重吸収部材の役割を果たすトーションバー４０Ａを有し、ウエビング３０に付与された引張荷重が所定値を超えると、トーションバー４０Ａを捩じり変形させつつウエビング３０を引き出すようにスプール２４を回転させる構成である。

車両ＥＣＵ８２に接続されているセンサ群９０は、一例として、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ、加速度センサ９０Ｃ、車載カメラ９０Ｄ、車室内カメラ９０Ｅ、ドアセンサ９０Ｆ及び回転角度センサ９０Ｇである。センサ群９０のうち、車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知するのは、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ、加速度センサ９０Ｃ及び車載カメラ９０Ｄである。本実施の形態では、センサ群９０のうち車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知するセンサは、ミリ波レーダー、レーザーレーダー及び車載カメラ９０Ｄの少なくともいずれか１以上と、加速度センサと、を含んで構成される。

ミリ波レーダー９０Ａは、前方の障害物までの距離を検出する前方ミリ波レーダー、前側方の障害物までの距離を検出する前側方ミリ波レーダー、後方の障害物までの距離を検出する後方ミリ波レーダー、後側方の障害物までの距離を検出する後側方ミリ波レーダーを含む。

前方ミリ波レーダーは、例えば、車両のフロントグリル中央付近に設けられ、前側方ミリ波レーダーは、バンパ内の車幅方向両端付近等に設けられ、それぞれ車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。また、後方ミリ波レーダー及び後側方ミリ波レーダーは、車両のリアバンパー等に設けられ、それぞれ車両後方や後側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定する。

レーザーレーダー９０Ｂは、ミリ波よりも波長が短いレーザー光を車両前方に照射して障害物を検出する装置であり、ミリ波レーダーでは検出しにくい非金属の物体を比較的容易に検出できる。レーザーレーダーから発信されたレーザー光は、障害物で反射されると、波長及び位相が変化するので、車両ＥＣＵ８２は、かかる変化に基づいて障害物の有無及び障害物までの距離を算出する。

車載カメラ（ステレオカメラ）９０Ｄは、例えば、フロントウインドシールドガラス上方の中央付近車室内に設けられ、車両前方を撮影して、周辺障害物を検出すると共に、障害物までの距離を測定する。

加速度センサは、左右のフロントサイドメンバ又はラジエータサポートの予め定めた位置に設けられ、衝突対象の車両用バンパへの衝突によって発生する加速度を検出するセンサである。

車室内カメラ９０Ｅは、車両室内の乗員の様子を撮影するためのカメラであり、特に運転席の乗員の顔の画像データを取得する。取得された画像データは車両ＥＣＵ８２又は画像処理専用プロセッサ（図示せず）に出力され、車両ＥＣＵ８２又は画像処理専用プロセッサにおいて既知の画像処理により乗員の意識の有無を判定する。

ドアセンサ９０Ｆは、車両のドアの開閉状態を検出するセンサであり、例えば、ドア側に設けられたセンサマグネット（図示せず）の磁界を検出するホールセンサ又はＭＲセンサ等の磁気センサが用いられる。

一例として、ドアセンサ９０Ｆは、ドアが閉じた状態でドア側に設けられたセンサマグネットと所定の間隙で隔てられて対向するように配置される。ドアが開かれてセンサマグネットとドアセンサ９０Ｆとの距離が拡大すると、ドアセンサ９０Ｆによって検出される磁界の強度が低下する。また、ドアが閉じられて、センサマグネットとドアセンサ９０Ｆとが、前述の所定の間隙で隔てられた状態で対向すると、ドアセンサ９０Ｆによって検出される磁界の強度は極大となる。車両ＥＣＵ８２は、かかる磁界の変化からドアの開閉状態を判定する。

回転角度センサ９０Ｇは、スプール２４を回転させるモータの出力軸の端部に設けられたセンサマグネットの磁界を検出する磁気センサであり、一例として、ＭＲセンサ等が用いられる。モータの出力軸が回転すると、センサマグネットの磁界は当該回転に従って変化する。車両ＥＣＵ８２は、回転角度センサ９０Ｇによって検出された磁界の変化からモータの出力軸の回転角度を算出する。なお、回転角度センサ９０Ｇは、本来は、シートベルトリトラクタ２０内に設けられるが、図１では便宜上、車両ＥＣＵ８２の近くに記載している。回転角度センサ９０Ｇの配置の一例は、図２を用いて説明する。

車両ＥＣＵ８２は、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ、加速度センサ９０Ｃ及び車載カメラ９０Ｄの検出結果を取得して衝突予測を行う。衝突予測については既知の各種技術を適用することができるので、詳細な説明を省略する。

駆動回路５０は、シートベルトリトラクタ２０のモータに印加する電圧を生成する回路であり、後述するように、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子で構成されたＨブリッジ回路を含んでいる。駆動回路５０のＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子は、制御回路６０によって制御される。

制御回路６０は、いわゆるマイクロコンピュータであり、前述の駆動回路５０のスイッチング素子を制御する。

図２は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０の回路の一例を示したブロック図である。制御回路６０は、車両ＥＣＵ８２からの指令に基づいて、駆動回路５０を制御する。駆動回路５０は、各々がＮ型ＦＥＴであるＦＥＴ５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄで構成されたＨブリッジ回路であり、ＦＥＴ５２Ａのソース（Ｓ）とＦＥＴ５２Ｃのドレイン（Ｄ）とが接続されると共に、ＦＥＴ５２ＢのソースとＦＥＴ５２Ｄのドレインとが接続されている。また、ＦＥＴ５２Ａ、５２Ｂの各々のドレインは車載のバッテリ８０の正極に接続され、ＦＥＴ５２Ｃ、５２Ｄの各々のソースは、後述する電流検出部７０を介して接地されている。

駆動回路５０を構成するＮ型ＦＥＴの各々は、ゲート（Ｇ）に正電荷の電圧が印加されるとドレインとソースとの間が通電可能な状態（オン状態）になるスイッチとして機能する。本実施の形態では、シートベルトリトラクタ２０のモータ２２がウエビング３０をスプール２４に巻き取る際には、制御回路６０から正電荷の制御信号をＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄの各々のゲートに出力することにより、ＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄをオン状態にして、モータ２２を正回転させる。また、制御回路６０から正電荷の制御信号をＦＥＴ５２Ｂ及びＦＥＴ５２Ｃの各々のゲートに出力することにより、ＦＥＴ５２Ｂ及びＦＥＴ５２Ｃをオン状態にして、モータ２２を逆回転させることができる。

モータ２２を正回転させる際に、駆動回路５０のＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄのいずれか一方を断続的にオンオフさせることにより、パルス状の電圧を生成してモータ２２に印加するＰＷＭ（パルス幅変調）を行う。同様に、モータ２２を逆回転させる際に、駆動回路５０のＦＥＴ５２Ｂ及びＦＥＴ５２Ｃのいずれか一方を断続的にオンオフさせることにより、パルス状の電圧を生成してモータ２２に印加するＰＷＭを行う。前述のように、Ｎ型ＦＥＴは、ゲートに正電荷の制御信号が印加されるとオン状態になるので、制御回路６０は、断続的にオンオフを繰り返すパルス状の制御信号をＦＥＴ５２Ａ及びＦＥＴ５２Ｄのいずれか一方のゲート又はＦＥＴ５２Ｂ及びＦＥＴ５２Ｃのいずれか一方のゲートに出力することにより、上述のＰＷＭによる電圧生成を駆動回路５０に実行させる。

モータ２２に印加する電圧をパルス状にすることにより、モータ２２に印加する電圧の実効電圧値を制御する。モータ２２に印加する電圧を制御しない場合、モータ２２のコイルの電流値（以下、「モータ電流」と略記）が定格電流値を超えてしまい、モータ２２が焼損するおそれがあるが、モータ２２に印加する電圧をＰＷＭで生成することにより、実効電圧値を抑制してモータ２２が焼損することを防止しつつ、モータ２２を高速で回転させることが可能となる。

電流検出部７０は、抵抗値が０．２ｍΩ〜数Ω程度のシャント抵抗７０Ａの両端の電位差をアンプ７０Ｂで増幅してシャント抵抗７０Ａの電流に比例する電圧値を信号として出力する。制御回路６０は、電流検出部７０から出力された信号に基づいてモータ電流を算出する。算出したモータ電流がモータ２２の定格電流値を超えるおそれがある場合に、制御回路６０は、駆動回路５０のスイッチング素子が断続的にオン状態になる時間を短くする制御信号を出力する。かかる制御信号により、駆動回路５０は、ＰＷＭで生成する電圧のパルス幅を小さくして、実効電圧値を低下させるので、モータ電流が定格電流値を超えることを防止できる。

モータ２２は、直流で駆動されるブラシ付きＤＣモータであり、コイルの一端は駆動回路５０を構成するＦＥＴ５２ＡのソースとＦＥＴ５２Ｃのドレインとに各々接続され、コイルの他端は駆動回路５０を構成するＦＥＴ５２ＢのソースとＦＥＴ５２Ｄのドレインとに各々接続されている。

モータ２２の出力軸９２はシートベルトリトラクタ２０のスプール２４に接続されており、モータ２２が正回転すると、ウエビング３０がスプール２４に巻き取られる。また、モータ２２が逆回転すると、ウエビング３０がスプール２４から引き出されるようになる。

本実施の形態では、車両衝突時に、モータ２２を高速で正回転させてウエビング３０を迅速に巻き取る場合には、ＰＷＭで生成する電圧のパルス幅を大きくすることにより、モータ２２に印加される電圧の実効電圧値を高める。しかしながら、電源であるバッテリ８０の電圧では、モータ２２を高速回転させることが困難な場合には、車両衝突時にバッテリ８０よりも高電圧の電力を供給可能な構成を適宜用いる。

例えば、車両衝突のおそれがある場合に、バッテリ８０を蓄えるコンデンサを備え、車両衝突時にはコンデンサを放電させて得た電力を絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのような昇圧回路で昇圧する構成を用いる。又は、複数のコンデンサを含むチャージポンプを用いてもよい。チャージポンプは、複数のコンデンサを並列に接続した状態で当該複数のコンデンサを充電し、当該複数のコンデンサの接続を直列に切り替えて放電することにより高電圧を生成する。ただし、上記の構成を用いて電力を昇圧した場合には、モータ電流が定格電流を超えるリスクが高まるので、前述の電流検出部７０の検知結果に基づいて駆動回路５０を制御することが望ましい。

回転角度センサ９０Ｇは、スプール２４の端部でもある出力軸９２の端部に設けられたセンサマグネット９４と対向して設けられている。スプール２４及び出力軸９２が回転すると、センサマグネット９４も回転し、当該回転により回転角度センサ９０Ｇによって検出される磁界が変化する。車両ＥＣＵ８２は、当該磁界の変化から出力軸９２の回転角度を算出する。

次に本実施の形態の作用について説明する。図３は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０の制御回路６０の処理の一例を示したフローチャートである。ステップ３００では、車両衝突のおそれがあるか否かを判定する。本実施の形態では、一例として、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ及び車載カメラ９０Ｄの検知結果に基づいて車両ＥＣＵ８２が車両の自動ブレーキを作動させた場合を車両衝突のおそれがある場合として、ステップ３００で肯定判定をする。ステップ３００で否定判定の場合には、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ、加速度センサ９０Ｃ及び車載カメラ９０Ｄによる検知を継続する。

ステップ３００で肯定判定の場合には、ステップ３０２でモータ２２を低速で正回転させるように駆動回路５０を制御する。制御回路６０は、モータ２２をウエビング３０のたるみを取るのに至適な回転速度で正回転させるための電圧を駆動回路５０が生成するように、ＰＷＭの制御信号を駆動回路５０に出力する。

ステップ３０４では、加速度センサ９０Ｃの検知結果に基づいて車両ＥＣＵ８２が車両衝突を検知したか否かを判定する。ステップ３０４で肯定判定の場合には、ステップ３０６でモータ２２を高速で正回転させるように駆動回路５０を制御する。制御回路６０は、モータ２２を高速回転させるための電圧を駆動回路５０が生成するように、ＰＷＭの制御信号を駆動回路５０に出力する。ステップ３０６でモータ２２を高速で回転させた後は、処理を終了する。

ステップ３０４で否定判定の場合、例えば、車両衝突を検知せず、かつミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ及び車載カメラ９０Ｄが障害物を検知しなくなった場合には、ステップ３０８でバッテリ８０からモータ２２への電力供給を停止する。具体的には、駆動回路５０へのＰＷＭの制御信号の出力を停止する。ステップ３０８でバッテリ８０からモータ２２への電力供給を停止した後は、手順をステップ３００に戻し、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ、加速度センサ９０Ｃ及び車載カメラ９０Ｄによる検知を継続する。

図４は、本実施の形態に係る車両用乗員拘束装置１０における２次衝突対応処理の一例を示したフローチャートである。ステップ４００では、加速度センサ９０Ｃの検知結果に基づいて車両ＥＣＵ８２が車両衝突の発生を検知したか否かが判定され、肯定判定の場合には手順をステップ４０２に移行させる。ステップ４００で否定判定の場合には、手順をステップ４１０に移行させる。

ステップ４０２では、図３のステップ３０６に示したように、モータ２２が高速回転してプリテンショナが作動したか否かを判定する。加速度センサ９０Ｃ等で検知された車両衝突の衝撃が弱い場合にはプリテンショナが作動しない場合もあるからである。プリテンショナが作動したか否かは、回転角度センサ９０Ｇによって検出された出力軸９２の回転角度の変化によって判定する。一例として、回転角度センサ９０Ｇによって検出された出力軸９２の回転角度が正回転方向に急激に所定値以上変化した場合、プリテンショナが作動したと判定することができる。ステップ４０２で否定判定の場合には、ステップ４０４で２次衝突のおそれがあるか否かを判定する。ステップ４０４では、ミリ波レーダー９０Ａ、レーザーレーダー９０Ｂ及び車載カメラ９０Ｄにより車両周囲の障害物を検知し、障害物が検知された場合には、肯定判定をする。

ステップ４０４で肯定判定の場合には、ステップ４０６でモータ２２を正回転させてウエビング３０を巻き取った後、手順をステップ４１０に移行させる。ステップ４０４で否定判定の場合には、ウエビング３０を巻き取らずに手順をステップ４１０に移行させる。

ステップ４０２で否定判定の場合には、ステップ４０８でフォースリミッタ機構４０によるウエビング３０の引き出し量が閾値以下か否かを判定する。ウエビング３０の引き出し量は、回転角度センサ９０Ｇによって検出した出力軸９２（スプール２４）の逆回転方向の回転角度から算出される。ステップ４０８で肯定判定の場合には、ステップ４０６でウエビング３０を巻き取ることを要しないので、手順をステップ４１０に移行させる。ステップ４０８で否定判定の場合には、手順をステップ４０４に移行させて、２次衝突のおそれがあるか否かを判定する。

ステップ４１０では乗員１２の意識の有無を判定する。乗員１２の意識の有無は、車室内カメラ９０Ｅによって取得した乗員１２の顔の画像データをエッジ抽出等の既知の画像処理技術により要素を抽出し、抽出した要素に基づいて、乗員１２の意識の有無を判定する。例えば、エッジ抽出された要素の位置が所定時間が経過しても不動の場合は、乗員１２の意識がないと判定する。

または、モータ２２の回転と回転角度センサ９０Ｇの検知結果とによって乗員１２の意識の有無を判定する。具体的には、モータ２２を正回転及び逆回転させてウエビング３０による拘束力を変化させ、その際に回転角度センサ９０Ｇによって検出された回転角度の変化から乗員１２の意識の有無を判定する。乗員１２に意識があれば、ウエビング３０の締め付けに対して身じろぎする等の抵抗を示すので、回転角度センサ９０Ｇによって検出された出力軸９２の回転角度は非線形的に変化する。乗員１２に意識がない場合には、ウエビング３０の締め付けに抵抗しないので、回転角度センサ９０Ｇによって検出された出力軸９２の回転角度は線形的に変化する。なお、線形的な場合は、狭義には１次関数のような直線的な変化が認められる場合であるが、本実施の形態では、回転角度の時系列での変化が極大値又は極小値を有しない一様なものであれば線形的であると判定する。その逆に、回転角度の時系列での変化が極大値又は極小値を有する一様なものでない場合は非線形的であると判定する。

ステップ４１０では、上記の車室内カメラ９０Ｅを用いた判定と、回転角度センサ９０Ｇを用いた判定との何れかを用いてもよいが、本実施の形態では、判定の精度を高めるために、車室内カメラ９０Ｅを用いた判定と、回転角度センサ９０Ｇを用いた判定とを併用する。なお、ステップ４１０で否定判定の場合には、処理をリターンする。

ステップ４１０で肯定判定の場合には、ステップ４１２でドアセンサ９０Ｆにより車両のドアが開けられたか否かを判定する。本実施の形態では、乗員１２の意識がないのにドアが開けられた場合を、救助のために車両のドアが開けられた場合とみなす。ステップ４１２で否定判定の場合には、処理をリターンする。

ステップ４１２で肯定判定の場合には、ステップ４１４でモータ２２を逆回転させて処理をリターンする。乗員１２の意識がない場合は、モータ２２を逆回転させることでウエビング３０を緩め、乗員１２の救出を容易にするためである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、車両衝突後に、車両衝突のおそれがある場合に、モータ２２を正回転させることにより、ウエビング３０を確実に巻き取り、乗員１２の身体をシート１４に保持することが可能になる。

また、本実施の形態によれば、車両衝突後に乗員１２の意識がない場合で、かつ車両のドアが開けられた場合には、モータ２２を逆回転させて、ウエビング３０を緩めることにより、乗員１２の救出を容易にする。

１０ 車両用乗員拘束装置
１２ 乗員
１４ シート
１４Ａ シートクッション
２０ シートベルトリトラクタ（モータリトラクタ）
２２ モータ
２４ スプール
３０ ウエビング（シートベルト）
５０ シートベルトリトラクタ駆動回路
６０ シートベルトリトラクタ制御回路
８０ バッテリ
８２ 車両ＥＣＵ（制御部）
９０ センサ群
９０Ａ ミリ波レーダー
９０Ｂ レーザーレーダー
９０Ｃ 加速度センサ
９０Ｄ 車載カメラ
９０Ｅ 車室内カメラ（意識検知部）
９０Ｆ ドアセンサ（開検知部）
９０Ｇ 回転角度センサ（意識検知部、回転角度検知部）

Claims (4)

1. モータの回転によりシートベルトの巻き取りが可能なモータリトラクタと、
   車両衝突のおそれ及び車両衝突を検知可能なセンサ群と、
   前記モータを高速で回転させて前記シートベルトを巻き取る第１の巻き取り制御と、前記モータを前記第１の巻き取り制御よりも低速で回転させて前記シートベルトを巻き取る第２の巻き取り制御と、を切り替えて実行可能な制御部と、を備える車両用乗員拘束装置であって、
   前記制御部は、前記センサ群の検知結果に基づき、前記車両衝突が検知された際に前記第１の巻き取り制御が実行されず、かつ車両２次衝突の恐れがある場合に、前記第２の巻き取り制御を実行する車両用乗員拘束装置。
2. 前記モータを回転させる電圧を生成する駆動回路と、
   乗員の意識の有無を検知するための意識検知部と、
   車両のドアが開いたことを検知する開検知部と、
   を備え、
   前記モータリトラクタは、前記シートベルトの巻き取り時とは逆方向の前記モータの回転により前記シートベルトの引き出しが可能で、
   前記駆動回路は、前記モータを前記逆方向に回転させる電圧を生成し、
   前記制御部は、車両衝突後、前記意識検知部の検知結果に基づき前記乗員の意識がないと判定した場合で、かつ前記開検知部により車両のドアが開いたことを検知した場合に、前記モータを前記逆方向に回転させる電圧を前記駆動回路に生成させる制御をする請求項１に記載の車両用乗員拘束装置。
3. 前記意識検知部は、前記モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部を含み、
   前記制御部は、前記シートベルトの巻き取り及び引き出しをするように前記モータを回転させる電圧を前記駆動回路に生成させた際、前記回転角度検出部により検出された前記出力軸の回転角度が線形的に変化した場合に前記乗員の意識がないと判定する請求項２に記載の車両用乗員拘束装置。
4. 前記意識検知部は、前記乗員の顔の画像データを取得する車室内カメラを含み、
   前記制御部は、前記車室内カメラが取得した画像データに基づいて前記乗員の意識の有無を判定する請求項２に記載の車両用乗員拘束装置。
   

Images