JP4244655B2 - 乗員拘束装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両乗員の頭部を保護する乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のロール角やロール角速度などの車両の状態に基づいて横転の可能性を判断し、横転するおそれがある場合に乗員頭部を保護するエアーバックを展開するようにした乗員拘束装置が知られている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平１１−３２１５３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０８０６号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０２００５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の横転現象においては、車両が横滑りする過程で車輪が縁石などに衝突すると、車輪を支点とするロールモーメントによりロール角速度が急激に増加して短時間で横転に至る場合がある。この種のトリップオーバーと呼ばれる横転に際しては、車両のロール方向に大きな角度や角速度が発生する前に、車輪が縁石に衝突して横滑り速度が減少したときの慣性によって、シートに着座している乗員の頭部が車体外側、すなわちドア側へ移動するため、カーテンエアーバックのスムーズな展開に障害となるという課題がある。
【０００５】
本発明は、車両の衝撃発生時に乗員頭部の移動を拘束する乗員拘束装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
( １ ) 本発明は、車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に、横移動抑制部と上下移動抑制部とを一体にして車両横方向に交互に設置し、膨張展開時に、横移動抑制部は、ヘッドライニングから車室内へ突出して車両前後軸方向に平行な複数の襞状の膨張体を形成するとともに、上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開する。
( ２ ) また、本発明は、車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、横移動抑制部と上下移動抑制部とを一体に形成して横移動抑制部の端部を車両のルーフサイドレールに固定し、横移動抑制部を車両のルーフサイドレールとルーフサイドレールガーニッシュとの間に配置するとともに、上下移動抑制部を車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に配置し、膨張展開時に、横移動抑制部は、ルーフサイドレールガーニッシュとヘッドライニングとの間からルーフサイドレール付近の車室内へ突出して車両横方向断面において環状に膨張展開するとともに、上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両横方向の大きな衝撃が発生したときに、乗員頭部の車室内における移動が抑制されるので、乗員頭部がカーテンエアーバックの膨張展開に際して障害とならず、車両が横転しも乗員頭部に与える衝撃を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す。横方向加速度センサー１は車両の横方向（左右方向）の加速度Ｇxを検出し、ロール角速度センサー２は車両前後軸回りのロール角速度ωを検出する。
【０００９】
インフレーター３は、ルーフサイドレール・ガーニッシュ内に設置されたカーテンエアーバック２１（詳細後述）を膨張展開させるためのインフレーターである。このカーテンエアーバック２１は車室内の側面と乗員の頭部との間で膨張展開し、車室内側面、特に車両ドアガラス部への接触による障害から乗員の頭部を保護する。
【００１０】
コンプレッサー４はエンジンの動力により圧搾空気を生成し、蓄圧タンク５に蓄える。これらのコンプレッサー４と蓄圧タンク５は、例えばエンジンルームに設置される。内圧コントロール弁６は、蓄圧タンク５から車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバック３１（詳細後述）までの配管の途中に設けられ、ルーフエアーバック３１の内圧を制御する制御弁である。このルーフエアーバック３１は車両ルーフと乗員の頭部との間で膨張展開し、車両ルーフへの接触による障害から乗員頭部を保護する。
【００１１】
バキュームポンプ７は、膨張展開しているルーフエアーバック３１の中から空気を吸い出してルーフエアーバック３１を収縮させる。このルーフエアーバック３１の収縮動作については後述する。
【００１２】
コントローラー８はＣＰＵ８ａ、ＲＡＭ８ｂ、ＲＯＭ８ｃなどを備え、横方向加速度センサー１から車両横方向加速度Ｇxを、ロール角速度センサー２から車両のロール角速度ωをそれぞれ入力し、後述する乗員拘束制御プログラムを実行してカーテンエアーバック・インフレーター３、内圧コントロール弁６、バキュームポンプ７を制御し、カーテンエアーバック２１とルーフエアーバック３１の膨張展開を制御する。イグニッションスイッチ９は、イグニッションキーがＯＮ位置に設定されるとオン（閉路）する。
【００１３】
図２は、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアバックおよび車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。また、図３は車外の助手席ドア側から車室内を見た図、図４は車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。これらの図により、カーテンエアーバックとルーフエアーバックについて説明する。
【００１４】
車両のルーフ部１１には、金属などで形成され車両の外装を構成するルーフパネル１２と、このルーフパネル１２の左右端部に車両の前後方向に配設され、車両の骨格を形成するルーフサイドレール１３と、ルーフパネル１２の前端部に車両の左右方向に配設され、車両の骨格を形成するフロントルーフレール１４と、同様にルーフパネル１２の後端部に車両の左右方向に配設され、車両の骨格を形成するリヤールーフレール１５が設置される。
【００１５】
また、車両ルーフ部１１の車室内側には、車室内の内装を構成するヘッドライニング１６とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７が設置され、ヘッドライニング１６の端部はルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７とで挟み込まれ、固定されている。
【００１６】
カーテンエアーバック２１は、車両のフロントピラー２２の下縁側からルーフサイドレール１３の下縁側を経てリヤーピラー２３の上方側までの間に、折り畳んで収納されている。このカーテンエアーバック２１は、主に前席シート２４側のドアガラス部２５と後席シート２６側のドアガラス部２７とを覆うように膨張展開し、乗員の頭部２８を保護する。
【００１７】
なお、以下の実施の形態では、車両の助手席と左側後部座席に着座する乗員の頭部保護を代表して説明するが、運転席と右側後部座席に着座する乗員の頭部保護も同様である。
【００１８】
ルーフエアーバック３１は、所定の折り畳み方で折り畳まれてシート状にされ、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のルーフ部１１の全体にわたって格納されている。ルーフエアーバック３１の車両左右方向の端部は、ヘッドライニング１６とルーフサイドレール１３との間に挟み込んで固定する。なお、図２および図３に示す符号２９は車両のセンターピラーである。
【００１９】
図５は、ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。ルーフエアーバック３１には、車両の前後方向とほぼ並行に配置される長いチャンバー３２が複数本、車両の左右方向に一定間隔で設けられており、これらのチャンバー３２により膨張展開したときに車両の前後方向に複数本の“ひだ”が形成される。
【００２０】
図２に示すように、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のヘッドライニング１６上には、車両の左右方向に一定間隔で複数本のリブ３３が設けられており、上述した複数本のチャンバー３２はリブ３３とリブ３３との間の溝に折り畳まれて収納されている。ルーフパネル１２とリブ３３との間には、ルーフエアーバック３１のシート状部３１ａが格納されている。
【００２１】
図６は、膨張展開したルーフエアーバック３１のチャンバー３２を示す。ルーフエアーバック３１のチャンバー３２は、二種類の帯状の布、すなわち伸びない布ａと伸びる布ｂを車両前後軸方向に沿って互い違いにつなぎ合わせて形成される。チャンバー３２をルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間に収納する際には、二種類の布の継ぎ目を折れ線として折り畳む。チャンバー３２が膨張展開したときは、ｂ部の伸びる布が伸びた状態になる。なお、伸びない布にはエアーバックの基布を用い、伸びる布には例えばビニール素材を用いる。
【００２２】
また、ヘッドライニング１６のリブ３３とリブ３３との間の溝の中央には、図３および図４に破線で示すように車両前後方向に強度脆弱部３４が設けられる。ルーフエアーバック３１が膨張展開すると、チャンバー３２がヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を開裂して車室内に展開する。チャンバー３２の膨張展開を容易にするために、ヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を、リブ３３とリブ３３との間の溝の中央線に沿って車両前後方向に設けることが望ましい。
【００２３】
特許請求の範囲の構成要素と第１の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、衝撃検出手段として一実施の形態では横方向加速度センサー１によって構成される例を示したが、例えばロール角速度センサー２によって構成してもよい。この場合には、車両前後軸回りのロール角速度ωが予め設定した値以上になったら車両横方向に衝撃が加わったと判断する。また、ルーフエアーバック３１が頭部移動抑制手段を、ルーフエアーバック３１のシート状部３１ａが上下移動抑制部を、ルーフエアーバック３１のチャンバー３２が横移動抑制部をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００２４】
図７は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第１の実施の形態の動作を説明する。コントローラー８のＣＰＵ８ａは、イグニッションスイッチ９がオンしている間、この乗員拘束制御プログラムを繰り返し実行する。
【００２５】
ステップ１において、まずすべての変数をリセットした後、ロール角速度センサー２によりロール角速度ωを検出し、続くステップ２でロール角速度ωの時間積分によりロール角θを演算する。なお、演算結果のロール角θは次のサイクルにおける累積角度計算のためにＲＡＭ８ｂに記憶しておく。ステップ３では、検出結果のロール角速度ωと演算結果のロール角度θに基づいて車両横転の可能性を判定する。
【００２６】
図８は、車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった場合の、車両後方から見た車両の挙動を表しており、第１象限ではロール角度θとロール角速度ωがともに右回転方向であるから横転の可能性があり、同様に第３象限ではロール角度θとロール角速度ωがともに左回転方向であるから横転の可能性がある。一方、第２象限ではロール角度θが左回転であるのに対しロール角速度ωは右回転であるから横転は発生せず、同様に第４象限ではロール角度θが右回転であるのに対しロール角速度ωが左回転であるから横転は発生しない。
【００２７】
図９は、車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった車両の横転判定マップを示す。図において、第１象限には横転判定線４１が設定されており、ロール角度θとロール角速度ωで決まる車両の挙動が、横転判定線４１を超えてロール角度θとロール角速度ωが大きくなる領域４２内にある場合には、横転の可能性が高いと判定する。一方、車両の挙動が横転判定線４１と横転判定マップの横軸および縦軸とで囲まれる領域内にある場合には、横転の可能性は低いと判定する。
【００２８】
同様に、第３象限には横転判定線４３が設定されており、ロール角度θとロール角速度ωで決まる車両の挙動が、横転判定線４３を超えてロール角度θとロール角速度ωが小さくなる領域４４内にある場合には、横転の可能性が高いと判定する。一方、車両の挙動が横転判定線４３と横転判定マップの横軸および縦軸とで囲まれる領域内にある場合には、横転の可能性は低いと判定する。なお、上述したように車両の挙動が第２象限と第４象限にある場合には、車両の横転は発生しない。図９に示す領域４５は横転が発生しない領域である。なお、図８および図９に示す横転判定マップはコントローラー８のＲＯＭ８ｃに記憶されている。
【００２９】
車両の挙動が図９に示す横転判定マップの領域４２または４４内にあって横転の可能性が高いと判定された場合はステップ４へ進み、インフレーター３を点火してカーテンエアーバック２１を膨張展開させる。これにより、乗員頭部２８と車両側面部との間にカーテンエアーバック２１が膨張展開し、乗員の頭部２８が車室外に突出するのを防止し、その後の車両横転に対して有効に乗員頭部２８を保護することができる。
【００３０】
ステップ３において車両の挙動が横転判定マップの領域４５内にあって横転の可能性は低いと判定された場合は、ステップ５へ進む。ステップ５では横方向加速度センサー１により車両横方向（左右方向）加速度Ｇxを検出し、続くステップ６でルーフエアーバック３１の展開判定を行う。車両横方向加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxopより小さいと判定された場合は、車両ドアガラス部２５，２７と乗員頭部２８との間に空間は十分に確保されていると判断し、ルーフエアーバック３１を展開する必要はないのでステップ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３１】
現在の車両横方向加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxop以上の場合はステップ７へ進み、乗員の頭部が車両側面のドアガラス部に接近していると予測されるため、内圧コントロール弁６を開放して蓄圧タンク５に蓄えられていた圧搾空気をルーフエアーバック３１へ注入し、ルーフエアーバック３１を膨張展開させる。
【００３２】
内圧コントロール弁６が開放されると、蓄圧タンク５内の圧搾空気がルーフエアーバック３１へ送られてルーフエアーバック３１が膨張展開し始める。展開初期には、図１０に示すように、ルーフパネル１２とリブ３３との間にシート状に折り畳まれて収納されているルーフエアーバック・シート状部３１ａの厚みが増し、その後、ヘッドライニング１６のリブ３３の間に折り畳まれて収納されているチャンバー３２の内圧が上昇し始める。
【００３３】
ルーフエアーバック・チャンバー３２の内圧の上昇によりチャンバー３２が膨張し、図１０に示すように、ヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を開裂してチャンバー３２が車室内に展開し始める。さらにルーフエアーバック３１が膨張すると、図１１に示すように、チャンバー３２が車室内に壁を形成しながら展開する。このとき、乗員の頭部２８がチャンバー３２の真下にあった場合には、頭部２８の上にチャンバー３２がスタックするように展開するが、その後の乗員頭部２８の移動にともなって、図１２に示すように最終的には２本のチャンバー３２が乗員頭部２８を挟み込むように展開する。
【００３４】
ルーフエアーバック３１の膨張展開によって、車両の過大な横方向加速度Ｇxが発生していても乗員頭部２８の車両横方向への移動を抑制することができ、車室内の側面、特に車両ドアガラス部２５，２７と乗員頭部２８との間に空間を確保することができるため、その後に車両の横転が予測されたときに、カーテンエアーバック２１が速やかに膨張展開する空間を確保することができる。
【００３５】
ルーフエアーバック３１を展開させた後、ふたたび車両の横転判定を行う。ステップ８でロール角速度センサー２によりロール角速度ωを検出し、続くステップ９でロール角速度ωの時間積分によりロール角θを演算する。ステップ１０では、上述したように、検出したロール角速度ωとロール角度θにより横転判定マップ（図８〜図９参照）を参照し、車両横転の可能性を判定する。
【００３６】
ロール角速度ωとロール角度θにより決まる車両の挙動が上述した横転の可能性が高い領域４２，４４内にある場合にはステップ１１へ進み、インフレーター３を点火してカーテンエアーバック２１を膨張展開させる。このとき、すでにルーフエアーバック３１の膨張展開が完了しており、膨張展開したルーフエアーバック３１のチャンバー３２によって乗員頭部２８の移動が規制されているから、乗員頭部２８と車室内の側面、特に車両ドアガラス部２５，２７との間に十分な空間が確保され、図１３に示すように、カーテンエアーバック２１の膨張展開が乗員頭部２８によって妨げられることはない。そのため、カーテンエアーバック２１が速やかに膨張展開を完了し、乗員頭部２８の衝撃吸収効果を最大限に発揮させることができる。
【００３７】
車両の横転がさらに進み、図１４に示すように、車両が地面５１に横倒しの状態になっても、乗員の頭部２８と車室内側面、特に車両ドアガラス部２５，２７との間にルーフエアーバック３１のチャンバー３２とカーテンエアーバック２１とが挟まった状態になり、乗員頭部２８が車室内側面、特に車両ドアガラス部２５，２７と接触するのを防止できる。
【００３８】
次に、図１５に示すように車両が完全に横転し、ルーフパネル１２が地面５１と接触して乗員頭部２８が車室内のルーフ部と干渉する場合にも、膨張展開しているルーフエアーバック・シート状部３１ａの内圧により乗員頭部２８への衝撃が十分に緩和され、頭部２８が保護される。
【００３９】
ステップ１０において、ロール角速度ωとロール角度θとにより決まる車両の挙動が、横転判定マップ（図８〜図９参照）の横転しない領域４５内に留まる場合にはステップ１２へ進む。ステップ１２では横加速度センサー１により車両の横加速度Ｇxを検出し、続くステップ１３で車両横加速度Ｇxに基づいてルーフエアーバック３１の収縮判定を行う。
【００４０】
すなわち、現在の車両横加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxcl以下である場合はステップ１４へ進み、すでに乗員頭部２８の移動規制が不要になったと判断してルーフエアーバック３１を収縮させる。一方、現在の車両横加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxclより大きい場合は、まだ乗員頭部２８の移動規制が必要であると判断し、ステップ８へ戻って上述した処理を繰り返す。なお、設定値Ｇxclは、ルーフエアーバック３１を収縮させるか否かを判定するための判定基準値であり、種々のシミュレーション結果や実験結果に基づいて最適な値を設定する。
【００４１】
ルーフエアーバック３１の収縮の判定がなされた場合には、ステップ１４で内圧コントロール弁６を閉鎖するとともに、バキュームポンプ７を作動させてルーフエアーバック３１内の圧搾空気を吸い出す。これにより、膨張展開しているルーフエアーバック３１が収縮する。このとき、チャンバー３２を構成する二種類の布の内の伸びる布が伸びない布を引き込むようにして収縮し、図１６に示すようにチャンバー３２が折り畳まれてヘッドライニング１６のリブ３３とリブ３３の間の溝に収納されていく。
【００４２】
また、ルーフエアーバック３１が膨張展開するときにヘッドライニング１６の強度脆弱部３４から開裂しているが、ヘッドライニング１６の開裂部分は膨張展開したチャンバー３２により押し広げられており、チャンバー３２の収縮にともなって自然に開裂部分が開裂前の状態に戻る。
【００４３】
このヘッドライニング１６には樹脂材料を用いるのが望ましい。特に、開裂したヘッドライニング１６の開裂部分が初期の状態に戻る際には、ルーフエアーバック・チャンバー３２が収縮してリブ３３とリブ３３との間の溝に完全に収まった後で開裂部分が閉じるように、適度な弾力性を持った樹脂材料を選択する必要がある。
【００４４】
この一実施の形態では、車両の横加速度Ｇxが判定基準横加速度Ｇxop以上になった場合にルーフエアーバック３１を膨張展開させているので、車両が実際に横転しないのにルーフエアーバック３１が展開することもあり得る。このような場合に、膨張展開したルーフエアーバック３１がヘッドライニング１６の中に自動的に収納されるので、その後の運転操作に支障を来すことがなく、かつルーフエアーバック３１の再利用が図れるから、乗員保護性能と経済性とを両立させることができる。
【００４５】
このように、第１の実施の形態によれば、車両横方向の大きな加速度が発生したときに、乗員頭部の車室内における移動が抑制されるので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横転してもカーテンエアーバック２１の機能を十分に発揮させることができ、乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００４６】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制するチャンバー３２と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するシート状部３１ａとを備えているので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横倒し状態になってもカーテンエアーバック２１とルーフエアーバック・チャンバー３２とで乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができ、さらに車両が横転しても膨張展開したルーフエアーバック・シート状部３１ａにより乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００４７】
第１の実施の形態において、乗員頭部の車両横方向（車両左右方向）への移動を抑制するルーフエアーバック・チャンバー３２と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａとはともに、乗員頭部の移動を抑制する移動抑制機構と、車両に衝撃が発生したときにその衝撃を吸収して乗員頭部に加わる衝撃を軽減する衝撃吸収機構とを合わせ持つ構成としており、特に、ルーフエアーバック・チャンバー３２は車両が横倒し状態になったときの乗員頭部への衝撃を軽減し、ルーフエアーバック・シート状部３１ａは車両が横転したときの乗員頭部への衝撃を軽減する。
【００４８】
第１の実施の形態では、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａを、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に設置したので、車両内装の品質を下げることなく、乗員頭部の上下移動抑制機構と衝撃吸収機構とを車室内に設置することができる。
【００４９】
第１の実施の形態では、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａと、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制するルーフエアーバック・チャンバー３２とを一体に形成したので、乗員頭部の左右上下移動抑制機構と衝撃吸収機構とを一つの拘束手段により実現することができ、小形で車両への搭載が容易になる。
【００５０】
第１の実施の形態では、ルーフエアーバック３１のチャンバー３２とシート状部３１ａとを一体にして車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に設置したので、車室内の前席左右および後席左右のすべての座席の乗員の頭部を効果的に保護することができる。
【００５１】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、膨張展開時にヘッドライニングから突出して複数の襞状の膨張体、すなわちチャンバー３２を形成するので、乗員の搭乗位置に拘わらず、複数のチャンバー３２の間に乗員の頭部を挟んで乗員頭部の車両横方向への移動を抑制することができる。
【００５２】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、襞状の膨張体すなわちチャンバー３２を車両前後軸方向に平行に設けたので、乗員頭部の車両横方向への移動をさらに効果的に抑制することができる。
【００５３】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、襞状の膨張体すなわちチャンバー３２を、二種類の帯状の伸びる布と伸びない布とを車両前後軸方向に沿って交互につなぎ合わせて形成するようにしたので、異種の布のつなぎ目が折り代となってチャンバー３２の膨張展開と収縮がスムーズに行われる。
【００５４】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、ヘッドライニングの襞状の膨張体すなわちチャンバー３２の突出位置に強度脆弱部３４を設けたので、膨張展開時にチャンバー３２を車室内へスムーズに突出させることができる。
【００５５】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、乗員頭部の上下移動を抑制するための上下移動抑制部、すなわちルーフエアーバック・シート状部３１ａをルーフパネル１２とヘッドライニング１６上のリブ３３との間にシート状にして格納し、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間で膨張展開させるようにしたので、シート状部３１ａが車両が横転したときの乗員頭部に加わる衝撃を吸収して衝撃を軽減することができる。
【００５６】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、ルーフエアーバック３１を膨張展開させるための気体を蓄える蓄圧タンク５と、ルーフエアーバック３１の膨張展開時の内圧を制御する内圧コントロール弁６と、ルールエアーバック３１の内部の気体を吸い出して収縮させるバキュームポンプ７と、蓄圧タンク５に圧縮気体を蓄えるコンプレッサー４とを備えているので、膨張展開と収縮とを可逆的に行うことができる上に、膨張展開時の内圧を任意に設定することができ、膨張展開時の乗員頭部に与える拘束感を適度に保持しながら、乗員頭部の移動を抑制することができる。
【００５７】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、膨張展開した後、ふたたび収縮させるためのバキュームポンプ７を設けたので、乗員頭部保護性能と経済性とを両立させることができる。
【００５８】
《発明の第２の実施の形態》
上述した第１の実施の形態では、車両の前後方向とほぼ並行に配置される長いチャンバー３２を複数本、車両の左右方向に一定間隔で設けた例を示したが、チャンバー３２を“く”の字形状に折り曲げた第２の実施の形態を説明する。
【００５９】
図１７は車外の助手席ドア側から車室内を見た図、図１８は車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。さらに、図１９はルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【００６０】
図１９に示すように、第２の実施の形態のルーフエアーバック・チャンバー３２は車両前後方向の中央に屈曲点を有し、“く”の字形に折れ曲がっている。このような“く”の字形状のチャンバー３２に対し、ヘッドライニング１６とルーフパネル１２との間に設けられるリブ３３（図２参照）、およびヘッドライニング１６の強度脆弱部３４も、チャンバー３２と同様に車両前後方向の中央に屈曲点を有し、“く”の字形に折れ曲がっている。
【００６１】
ルーフエアーバック・チャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の“く”の字形の屈曲点は、ルーフパネル１２上の車両前後方向軸の中心より前、すなわち前席乗員の頭部が位置する付近に配置するのが望ましい。また、チャンバー３２，リブ３３および強度脆弱部３４の車両前後方向軸に対する“く”の字の折れ曲がり角度は、それぞれの適用例に対して最適な角度を設定する必要があるが、例えば３０度から４５度程度にする。
【００６２】
第２の実施の形態の構成および動作については、ルーフエアーバック・チャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の形状以外は上述した第１の実施の形態の構成および動作と同様であり、説明を省略する。
【００６３】
ルーフエアーバック３１のチャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の形状を“く”の字形にしたことによる作用効果を説明する。図２０(ａ)は第１の実施の形態のまっすぐなチャンバー３２の上面図と前面図を示し、図２０(ｂ)は第２の実施の形態の“く”の字形のチャンバー３２の上面図と前面図を示す。
【００６４】
図２０(ａ)に示すまっすぐなチャンバー３２によれば、膨張展開したチャンバー３２を倒そうとしたときに発生するモーメントＭと、チャンバー３２の長さＬとにより決まる反力Ｆ１（＝Ｍ／Ｌ）のみで、乗員頭部２８の横方向移動を抑制する。
【００６５】
これに対し図２０(ｂ)に示す“く”の字形状のチャンバー３２によれば、膨張展開したチャンバー３２を倒そうとしたときに発生するモーメントＭと、チャンバー３２の長さＬとにより決まる反力に、チャンバー３２が長手方向に持っている伸びに対する張力Ｔの直角成分Ｔcosθが加わった力Ｆ２（＝Ｍ／Ｌ＋Ｔcosθ）で、乗員頭部２８の横方向移動を抑制する。
【００６６】
以上から明らかなように、“く”の字形状のチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ２は、まっすぐなチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ１よりも大きく、“く”の字形状のチャンバー３２の方が乗員頭部２８の移動を抑制することができる。
【００６７】
なお、“く”の字形状のチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ２を、まっすぐなチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ１と同程度にする場合には、“く”の字形状のチャンバー３２を用いる第２の実施の形態のルーフエアーバック３１の内圧を、まっすぐな形状のチャンバー３２を用いる第１の実施の形態のルーフエアーバック３１の内圧よりも低く設定することができる。ルーフエアーバック３１の内圧を低くすることによって、図１１に示すように乗員頭部２８の真上でチャンバー３２が膨張展開した場合に、乗員頭部２８を圧迫する力を弱くすることができる。
【００６８】
《発明の第３の実施の形態》
上述した第１および第２の実施の形態では、車両横方向加速度Ｇxが判定基準値Ｇxop以上になったらルーフエアーバック３１を膨張展開する例を示したが、車両横方向加速度Ｇxが判定基準値Ｇxopより小さい場合でも、横滑り防止装置（ＶＤＣ）などの車両挙動安定装置が作動した場合にはルーフエアーバック３１を膨張展開するようにした第３の実施の形態を説明する。
【００６９】
図２１は第３の実施の形態の構成を示す。この第３の実施の形態では、上述した図１に示す構成に加え、車両挙動安定装置１０を設置する。この車両挙動安定装置１０は、例えば横滑り防止装置（ＶＤＣ）などのように、車両の挙動が不安定になった場合に車両の制駆動力や操舵を制御して車両挙動を安定化するものである。したがって、この車両挙動安定装置１０が作動している間は車両の挙動が不安定な状態にあり、車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高く、ルーフエアーバック３１を膨張展開させて乗員頭部２８の移動を規制する必要がある。なお、車両挙動安定装置１０以外の構成は図１に示す第１の実施の形態の構成と同様であり、説明を省略する。
【００７０】
特許請求の範囲の構成要素と第３の実施の形態の構成要素との対応関係において、車両挙動安定装置１０が車両挙動安定装置を構成する。なお、他の特許請求の範囲の構成要素と第３の実施の形態の構成要素との対応関係は、上述した第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。
【００７１】
図２２は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第３の実施の形態の動作を説明する。なお、図７に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
【００７２】
ステップ６において車両に過大な横方向加速度Ｇxが働いていないと判定された場合はステップ６Ａへ進み、車両挙動安定装置１０が作動中であるか否かを確認する。車両挙動安定装置１０が作動中の場合は、車両の挙動が不安定であるから車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高く、ルーフエアーバック３１を膨張展開させて乗員頭部２８の移動を規制する必要があると判断する。そしてステップ７へ進み、ルーフエアーバック３１を膨張展開させる。しかし、車両挙動安定装置１０が作動中でない場合は、車両が安定に走行中であり、車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生するおそれはないと判断し、ステップ１へ戻る。
【００７３】
このように、車両の横方向加速度Ｇxが予め設定したＧxopより低い場合でも、車両挙動安定装置１０が作動している場合には、その後に過大な横方向加速度Ｇxが発生するおそれがあるとしてルーフエアーバック３１を膨張展開するようにしたので、設定値Ｇxop以上の過大な横方向加速度Ｇxが実際に発生した場合に、乗員頭部２８の移動を抑制することができ、カーテンエアーバック２１の膨張展開を妨げるようなことはない。
【００７４】
《発明の第４の実施の形態》
他の形式のルーフエアーバックを用いた第４の実施の形態を説明する。
【００７５】
図２３は、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアーバックおよび車両ルーフに設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。車両ルーフ部１１には、上述した第１〜第３の実施の形態のルーフエアーバック３１と異なる形式のルーフエアーバック５３が設置される。ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間には、ルーフエアーバック５３が折り畳まれずにシート状のままで格納されており、ルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７との間には、所定の折り畳み方で畳まれたルーフエアーバック５３の環状展開部５４が設置される。
【００７６】
図２４はルーフエアーバック５３の膨張展開状態を示す図である。環状展開部５４はルーフエアーバック５３と一体に形成され、環状展開部５４の端部はルーフサイドレール１３にクリップで固定される。なお、クリップの代わりに、ルーフエアーバック５３の基布にあけた穴をルーフサイドレール１３に設けたフックに引っかけてルーフエアーバック５３を固定するようにしてもよい。
【００７７】
図２５は第４の実施の形態の構成を示す。この第４の実施の形態のルーフエアーバック５３は、インフレーター５２により膨張展開する。なお、図２５に示す第４の実施の形態の構成において、インフレーター５２とルーフエアーバック５３以外の機器は上述した図１および図２１に示す機器と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
特許請求の範囲の構成要素と第４の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。衝撃検出手段として一実施の形態では横方向加速度センサー１によって構成される例を示したが、例えばロール角速度センサー２によって構成してもよい。この場合には、車両前後軸回りのロール角速度ωが予め設定した値以上になったら車両横方向に衝撃が加わったと判断する。ルーフエアーバック５３が頭部移動抑制手段を、ルーフエアーバック５３のシート状部５３ａが上下移動抑制部を、ルーフエアーバック５３の環状展開部５４が横移動抑制部をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００７９】
図２６は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第４の実施の形態の動作を説明する。なお、図７および図２２に示す乗員拘束制御プログラムと同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
【００８０】
ステップ６において車両の横方向加速度Ｇxｓが展開判定基準値Ｇxop以上のときはステップ７Ａヘ進み、乗員頭部２８が車室内の側面、特にドアガラス部２５，２７へ近づいていると予測されるため、インフレーター５２を点火してルーフエアーバック５３を膨張展開させる。
【００８１】
一方、車両の横方向加速度Ｇxが展開判定基準値Ｇxopより小さいときはステップ６Ａへ進み、車両挙動安定装置１０が作動中か否かを確認する。車両挙動安定装置１０が作動中のときは車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高いと判断し、ステップ７Ａへ進む。ステップ７Ａでは、インフレーター５２を点火してルーフエアーバック５３を膨張展開させる。
【００８２】
インフレーター５２を点火すると、インフレーター５２で発生したガスがルーフエアーバック５３へ注入し、ルーフエアーバック５３が膨張展開を開始する。展開初期には、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のシート状の部分が厚みを増していく。その後、ルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７との間に折り畳まれて収納されている環状展開部５４の内圧が上昇し、図２７に示すように、環状展開部５４の体積が増加してルーフサイドレール・ガーニッシュ１７の上方側とヘッドライニング１６の端部との間の隙間をこじ開け、環状展開部５４が車室内へ膨張展開する。
【００８３】
環状展開部５４が車室内へ展開しても、ルーフエアーバック５３の端部、すなわち環状展開部５４の端部はルーフサイドレール１３に固定されているので、環状展開部５４の基布全体が車室内へ板状に展開せず、環境展開部５４はルーフサイドレール１３の付近の車室内へバック状に展開する。
【００８４】
ルーフエアーバック・環状展開部５４の展開によって、図２７に示すように、乗員頭部２８の移動が車両の左右方向と上下方向から抑制され、車両頭部２８の車両ドアガラス部２５，２７への接近が避けられる。ルーフエアーバック５３の膨張展開後に、車両の横転判定がなされてカーテンエアーバック２１が膨張展開するときに、乗員頭部２８と車両ドアガラス部２５，２７との間に十分な隙間が確保され、カーテンエアーバック２１が円滑に展開される。これにより、車両横転時のカーテンエアーバック２１による乗員頭部２８の保護効果を最大限に発揮させることができる。
【００８５】
さらに、図２８に示すように、車両が横転し、ルーフパネル１２と地面５１とが接触する状況においても、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のルーフエアーバック５３の厚みが増しており、乗員頭部２８にかかる衝撃を効果的に吸収することができる。
【００８６】
ルーフエアーバック５３の膨張展開後、ステップ８〜１０において上述したように車両の横転判定を行い、横転のおそれがないと判定されるとステップ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。
【００８７】
このように、第４の実施の形態のルーフエアーバック５３では、上下移動抑制部すなわちルーフエアーバック・シート状部５３ａを、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間にシート状にして格納し、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開させるとともに、横移動抑制部すなわちルーフエアーバック・環状展開部５４を、車両のルーフサイドレールとルーフサイドレール・ガーニッシュとの間に折り畳んで格納し、車室内へ環状に膨張展開させるようにしたので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横倒し状態になってもカーテンエアーバック２１とルーフエアーバック・環状展開部５４とで乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができ、さらに車両が横転しても膨張展開したルーフエアーバック・シート状部５３ａにより乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００８８】
なお、ルーフエアーバック・環状展開部５４は、図２７から明らかなように、さらに幅広く膨張展開させることによって、それ自体で乗員頭部の上下と左右の両方の移動抑制機能を持つことになり、このような乗員頭部の上下および左右の移動抑制機能を持ったルーフエアーバック・環状展開部５４のみを、車両のルーフサイドレールとルーフサイドレールガーニッシュとの間に設置することにより、簡単な構成で乗員頭部の上下左右移動抑制機構と衝撃吸収機構とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 助手席に着座した乗員と車室内側面に設置されたカーテンエアバックおよび車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。
【図３】 車外の助手席ドア側から車室内を見た図である。
【図４】 車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。
【図５】 ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【図６】 膨張展開したルーフエアーバックのチャンバーを示す図である。
【図７】 第１の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図８】 車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった場合の、車両後方から見た車両の挙動を表す図である。
【図９】 車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった車両の横転判定マップを示す図である。
【図１０】 ルールエアーバックの展開初期の状態を示す車両横断面図である。
【図１１】 ルーフエアーバック・チャンバーの膨張展開状態を示す車両横断面図である。
【図１２】 ルーフエアーバック・チャンバーの膨張展開状態を示す車両横断面図である。
【図１３】 ルーフエアーバックの膨張展開後にカーテンエアーバックが膨張展開した状態を示す車両横断面図である。
【図１４】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開後に車両が横倒しになった状態を示す車両横断面図である。
【図１５】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開後に車両が横転した状態を示す車両横断面図である。
【図１６】 ルーフエアーバックの収縮状態を示す図である。
【図１７】 車外の助手席ドア側から車室内を見た図である。
【図１８】 車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。
【図１９】 ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【図２０】 まっすぐなルーフエアーバック・チャンバーと“く”の字形状のルーフエアーバック・チャンバーの乗員頭部移動抑制力を比較検討するための図である。
【図２１】 第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図２２】 第３の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図２３】 第４の実施の形態の、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアーバックおよび車両ルーフに設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。
【図２４】 第４の実施の形態のルーフエアーバックの膨張展開状態を示す図である。
【図２５】 第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図２６】 第４の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図２７】 ルーフエアーバックの膨張展開後にカーテンエアーバックが膨張展開した状態を示す車両横断面図である。
【図２８】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開した後に車両が横転したときの車両横断面図である。
【符号の説明】
１ 横方向加速度センサー
２ ロール角速度センサー
３ インフレーター
４ コンプレッサー
５ 蓄圧タンク
６ 内圧コントロール弁
７ バキュームポンプ
８ コントローラー
８ａ ＣＰＵ
８ｂ ＲＡＭ
８ｃ ＲＯＭ
９ イグニッションスイッチ
１０ 車両挙動安定装置
１１ 車両ルーフ部
１２ ルーフパネル
１３ ルーフサイドレール
１４ フロントルーフレール
１５ リヤールーフレール
１６ ヘッドライニング
１７ ルーフサイドレール・ガーニッシュ
２１ カーテンエアーバック
２２ フロントピラー
２３ リヤーピラー
２４ 助手席シート
２５ 助手席ドアガラス部
２６ 後席左側シート
２７ 後席左ドアガラス部
２８ 乗員頭部
２９ センターピラー
３１ ルーフエアーバック
３１ａ ルーフエアーバック・シート状部
３２ フールエアーバック・チャンバー
３３ リブ
３４ 強度脆弱部
４１、４３ 横転判定線
４２、４４、４５ 領域
５１ 地面
５２ インフレーター
５３ ルーフエアーバック
５３ａ ルーフエアーバック・シート状部
５４ ルーフエアーバック・環状展開部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両乗員の頭部を保護する乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のロール角やロール角速度などの車両の状態に基づいて横転の可能性を判断し、横転するおそれがある場合に乗員頭部を保護するエアーバックを展開するようにした乗員拘束装置が知られている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平１１−３２１５３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２６０８０６号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０２００５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の横転現象においては、車両が横滑りする過程で車輪が縁石などに衝突すると、車輪を支点とするロールモーメントによりロール角速度が急激に増加して短時間で横転に至る場合がある。この種のトリップオーバーと呼ばれる横転に際しては、車両のロール方向に大きな角度や角速度が発生する前に、車輪が縁石に衝突して横滑り速度が減少したときの慣性によって、シートに着座している乗員の頭部が車体外側、すなわちドア側へ移動するため、カーテンエアーバックのスムーズな展開に障害となるという課題がある。
【０００５】
本発明は、車両の衝撃発生時に乗員頭部の移動を拘束する乗員拘束装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
( １ ) 本発明は、車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に、横移動抑制部と上下移動抑制部とを一体にして車両横方向に交互に設置し、膨張展開時に、横移動抑制部は、ヘッドライニングから車室内へ突出して車両前後軸方向に平行な複数の襞状の膨張体を形成するとともに、上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開する。
( ２ ) また、本発明は、車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、横移動抑制部と上下移動抑制部とを一体に形成して横移動抑制部の端部を車両のルーフサイドレールに固定し、横移動抑制部を車両のルーフサイドレールとルーフサイドレールガーニッシュとの間に配置するとともに、上下移動抑制部を車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に配置し、膨張展開時に、横移動抑制部は、ルーフサイドレールガーニッシュとヘッドライニングとの間からルーフサイドレール付近の車室内へ突出して車両横方向断面において環状に膨張展開するとともに、上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、車両横方向の大きな衝撃が発生したときに、乗員頭部の車室内における移動が抑制されるので、乗員頭部がカーテンエアーバックの膨張展開に際して障害とならず、車両が横転しも乗員頭部に与える衝撃を低減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す。横方向加速度センサー１は車両の横方向（左右方向）の加速度Ｇxを検出し、ロール角速度センサー２は車両前後軸回りのロール角速度ωを検出する。
【０００９】
インフレーター３は、ルーフサイドレール・ガーニッシュ内に設置されたカーテンエアーバック２１（詳細後述）を膨張展開させるためのインフレーターである。このカーテンエアーバック２１は車室内の側面と乗員の頭部との間で膨張展開し、車室内側面、特に車両ドアガラス部への接触による障害から乗員の頭部を保護する。
【００１０】
コンプレッサー４はエンジンの動力により圧搾空気を生成し、蓄圧タンク５に蓄える。これらのコンプレッサー４と蓄圧タンク５は、例えばエンジンルームに設置される。内圧コントロール弁６は、蓄圧タンク５から車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバック３１（詳細後述）までの配管の途中に設けられ、ルーフエアーバック３１の内圧を制御する制御弁である。このルーフエアーバック３１は車両ルーフと乗員の頭部との間で膨張展開し、車両ルーフへの接触による障害から乗員頭部を保護する。
【００１１】
バキュームポンプ７は、膨張展開しているルーフエアーバック３１の中から空気を吸い出してルーフエアーバック３１を収縮させる。このルーフエアーバック３１の収縮動作については後述する。
【００１２】
コントローラー８はＣＰＵ８ａ、ＲＡＭ８ｂ、ＲＯＭ８ｃなどを備え、横方向加速度センサー１から車両横方向加速度Ｇxを、ロール角速度センサー２から車両のロール角速度ωをそれぞれ入力し、後述する乗員拘束制御プログラムを実行してカーテンエアーバック・インフレーター３、内圧コントロール弁６、バキュームポンプ７を制御し、カーテンエアーバック２１とルーフエアーバック３１の膨張展開を制御する。イグニッションスイッチ９は、イグニッションキーがＯＮ位置に設定されるとオン（閉路）する。
【００１３】
図２は、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアバックおよび車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。また、図３は車外の助手席ドア側から車室内を見た図、図４は車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。これらの図により、カーテンエアーバックとルーフエアーバックについて説明する。
【００１４】
車両のルーフ部１１には、金属などで形成され車両の外装を構成するルーフパネル１２と、このルーフパネル１２の左右端部に車両の前後方向に配設され、車両の骨格を形成するルーフサイドレール１３と、ルーフパネル１２の前端部に車両の左右方向に配設され、車両の骨格を形成するフロントルーフレール１４と、同様にルーフパネル１２の後端部に車両の左右方向に配設され、車両の骨格を形成するリヤールーフレール１５が設置される。
【００１５】
また、車両ルーフ部１１の車室内側には、車室内の内装を構成するヘッドライニング１６とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７が設置され、ヘッドライニング１６の端部はルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７とで挟み込まれ、固定されている。
【００１６】
カーテンエアーバック２１は、車両のフロントピラー２２の下縁側からルーフサイドレール１３の下縁側を経てリヤーピラー２３の上方側までの間に、折り畳んで収納されている。このカーテンエアーバック２１は、主に前席シート２４側のドアガラス部２５と後席シート２６側のドアガラス部２７とを覆うように膨張展開し、乗員の頭部２８を保護する。
【００１７】
なお、以下の実施の形態では、車両の助手席と左側後部座席に着座する乗員の頭部保護を代表して説明するが、運転席と右側後部座席に着座する乗員の頭部保護も同様である。
【００１８】
ルーフエアーバック３１は、所定の折り畳み方で折り畳まれてシート状にされ、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のルーフ部１１の全体にわたって格納されている。ルーフエアーバック３１の車両左右方向の端部は、ヘッドライニング１６とルーフサイドレール１３との間に挟み込んで固定する。なお、図２および図３に示す符号２９は車両のセンターピラーである。
【００１９】
図５は、ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。ルーフエアーバック３１には、車両の前後方向とほぼ並行に配置される長いチャンバー３２が複数本、車両の左右方向に一定間隔で設けられており、これらのチャンバー３２により膨張展開したときに車両の前後方向に複数本の“ひだ”が形成される。
【００２０】
図２に示すように、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のヘッドライニング１６上には、車両の左右方向に一定間隔で複数本のリブ３３が設けられており、上述した複数本のチャンバー３２はリブ３３とリブ３３との間の溝に折り畳まれて収納されている。ルーフパネル１２とリブ３３との間には、ルーフエアーバック３１のシート状部３１ａが格納されている。
【００２１】
図６は、膨張展開したルーフエアーバック３１のチャンバー３２を示す。ルーフエアーバック３１のチャンバー３２は、二種類の帯状の布、すなわち伸びない布ａと伸びる布ｂを車両前後軸方向に沿って互い違いにつなぎ合わせて形成される。チャンバー３２をルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間に収納する際には、二種類の布の継ぎ目を折れ線として折り畳む。チャンバー３２が膨張展開したときは、ｂ部の伸びる布が伸びた状態になる。なお、伸びない布にはエアーバックの基布を用い、伸びる布には例えばビニール素材を用いる。
【００２２】
また、ヘッドライニング１６のリブ３３とリブ３３との間の溝の中央には、図３および図４に破線で示すように車両前後方向に強度脆弱部３４が設けられる。ルーフエアーバック３１が膨張展開すると、チャンバー３２がヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を開裂して車室内に展開する。チャンバー３２の膨張展開を容易にするために、ヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を、リブ３３とリブ３３との間の溝の中央線に沿って車両前後方向に設けることが望ましい。
【００２３】
特許請求の範囲の構成要素と第１の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、衝撃検出手段として一実施の形態では横方向加速度センサー１によって構成される例を示したが、例えばロール角速度センサー２によって構成してもよい。この場合には、車両前後軸回りのロール角速度ωが予め設定した値以上になったら車両横方向に衝撃が加わったと判断する。また、ルーフエアーバック３１が頭部移動抑制手段を、ルーフエアーバック３１のシート状部３１ａが上下移動抑制部を、ルーフエアーバック３１のチャンバー３２が横移動抑制部をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００２４】
図７は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第１の実施の形態の動作を説明する。コントローラー８のＣＰＵ８ａは、イグニッションスイッチ９がオンしている間、この乗員拘束制御プログラムを繰り返し実行する。
【００２５】
ステップ１において、まずすべての変数をリセットした後、ロール角速度センサー２によりロール角速度ωを検出し、続くステップ２でロール角速度ωの時間積分によりロール角θを演算する。なお、演算結果のロール角θは次のサイクルにおける累積角度計算のためにＲＡＭ８ｂに記憶しておく。ステップ３では、検出結果のロール角速度ωと演算結果のロール角度θに基づいて車両横転の可能性を判定する。
【００２６】
図８は、車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった場合の、車両後方から見た車両の挙動を表しており、第１象限ではロール角度θとロール角速度ωがともに右回転方向であるから横転の可能性があり、同様に第３象限ではロール角度θとロール角速度ωがともに左回転方向であるから横転の可能性がある。一方、第２象限ではロール角度θが左回転であるのに対しロール角速度ωは右回転であるから横転は発生せず、同様に第４象限ではロール角度θが右回転であるのに対しロール角速度ωが左回転であるから横転は発生しない。
【００２７】
図９は、車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった車両の横転判定マップを示す。図において、第１象限には横転判定線４１が設定されており、ロール角度θとロール角速度ωで決まる車両の挙動が、横転判定線４１を超えてロール角度θとロール角速度ωが大きくなる領域４２内にある場合には、横転の可能性が高いと判定する。一方、車両の挙動が横転判定線４１と横転判定マップの横軸および縦軸とで囲まれる領域内にある場合には、横転の可能性は低いと判定する。
【００２８】
同様に、第３象限には横転判定線４３が設定されており、ロール角度θとロール角速度ωで決まる車両の挙動が、横転判定線４３を超えてロール角度θとロール角速度ωが小さくなる領域４４内にある場合には、横転の可能性が高いと判定する。一方、車両の挙動が横転判定線４３と横転判定マップの横軸および縦軸とで囲まれる領域内にある場合には、横転の可能性は低いと判定する。なお、上述したように車両の挙動が第２象限と第４象限にある場合には、車両の横転は発生しない。図９に示す領域４５は横転が発生しない領域である。なお、図８および図９に示す横転判定マップはコントローラー８のＲＯＭ８ｃに記憶されている。
【００２９】
車両の挙動が図９に示す横転判定マップの領域４２または４４内にあって横転の可能性が高いと判定された場合はステップ４へ進み、インフレーター３を点火してカーテンエアーバック２１を膨張展開させる。これにより、乗員頭部２８と車両側面部との間にカーテンエアーバック２１が膨張展開し、乗員の頭部２８が車室外に突出するのを防止し、その後の車両横転に対して有効に乗員頭部２８を保護することができる。
【００３０】
ステップ３において車両の挙動が横転判定マップの領域４５内にあって横転の可能性は低いと判定された場合は、ステップ５へ進む。ステップ５では横方向加速度センサー１により車両横方向（左右方向）加速度Ｇxを検出し、続くステップ６でルーフエアーバック３１の展開判定を行う。車両横方向加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxopより小さいと判定された場合は、車両ドアガラス部２５，２７と乗員頭部２８との間に空間は十分に確保されていると判断し、ルーフエアーバック３１を展開する必要はないのでステップ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。
【００３１】
現在の車両横方向加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxop以上の場合はステップ７へ進み、乗員の頭部が車両側面のドアガラス部に接近していると予測されるため、内圧コントロール弁６を開放して蓄圧タンク５に蓄えられていた圧搾空気をルーフエアーバック３１へ注入し、ルーフエアーバック３１を膨張展開させる。
【００３２】
内圧コントロール弁６が開放されると、蓄圧タンク５内の圧搾空気がルーフエアーバック３１へ送られてルーフエアーバック３１が膨張展開し始める。展開初期には、図１０に示すように、ルーフパネル１２とリブ３３との間にシート状に折り畳まれて収納されているルーフエアーバック・シート状部３１ａの厚みが増し、その後、ヘッドライニング１６のリブ３３の間に折り畳まれて収納されているチャンバー３２の内圧が上昇し始める。
【００３３】
ルーフエアーバック・チャンバー３２の内圧の上昇によりチャンバー３２が膨張し、図１０に示すように、ヘッドライニング１６の強度脆弱部３４を開裂してチャンバー３２が車室内に展開し始める。さらにルーフエアーバック３１が膨張すると、図１１に示すように、チャンバー３２が車室内に壁を形成しながら展開する。このとき、乗員の頭部２８がチャンバー３２の真下にあった場合には、頭部２８の上にチャンバー３２がスタックするように展開するが、その後の乗員頭部２８の移動にともなって、図１２に示すように最終的には２本のチャンバー３２が乗員頭部２８を挟み込むように展開する。
【００３４】
ルーフエアーバック３１の膨張展開によって、車両の過大な横方向加速度Ｇxが発生していても乗員頭部２８の車両横方向への移動を抑制することができ、車室内の側面、特に車両ドアガラス部２５，２７と乗員頭部２８との間に空間を確保することができるため、その後に車両の横転が予測されたときに、カーテンエアーバック２１が速やかに膨張展開する空間を確保することができる。
【００３５】
ルーフエアーバック３１を展開させた後、ふたたび車両の横転判定を行う。ステップ８でロール角速度センサー２によりロール角速度ωを検出し、続くステップ９でロール角速度ωの時間積分によりロール角θを演算する。ステップ１０では、上述したように、検出したロール角速度ωとロール角度θにより横転判定マップ（図８〜図９参照）を参照し、車両横転の可能性を判定する。
【００３６】
ロール角速度ωとロール角度θにより決まる車両の挙動が上述した横転の可能性が高い領域４２，４４内にある場合にはステップ１１へ進み、インフレーター３を点火してカーテンエアーバック２１を膨張展開させる。このとき、すでにルーフエアーバック３１の膨張展開が完了しており、膨張展開したルーフエアーバック３１のチャンバー３２によって乗員頭部２８の移動が規制されているから、乗員頭部２８と車室内の側面、特に車両ドアガラス部２５，２７との間に十分な空間が確保され、図１３に示すように、カーテンエアーバック２１の膨張展開が乗員頭部２８によって妨げられることはない。そのため、カーテンエアーバック２１が速やかに膨張展開を完了し、乗員頭部２８の衝撃吸収効果を最大限に発揮させることができる。
【００３７】
車両の横転がさらに進み、図１４に示すように、車両が地面５１に横倒しの状態になっても、乗員の頭部２８と車室内側面、特に車両ドアガラス部２５，２７との間にルーフエアーバック３１のチャンバー３２とカーテンエアーバック２１とが挟まった状態になり、乗員頭部２８が車室内側面、特に車両ドアガラス部２５，２７と接触するのを防止できる。
【００３８】
次に、図１５に示すように車両が完全に横転し、ルーフパネル１２が地面５１と接触して乗員頭部２８が車室内のルーフ部と干渉する場合にも、膨張展開しているルーフエアーバック・シート状部３１ａの内圧により乗員頭部２８への衝撃が十分に緩和され、頭部２８が保護される。
【００３９】
ステップ１０において、ロール角速度ωとロール角度θとにより決まる車両の挙動が、横転判定マップ（図８〜図９参照）の横転しない領域４５内に留まる場合にはステップ１２へ進む。ステップ１２では横加速度センサー１により車両の横加速度Ｇxを検出し、続くステップ１３で車両横加速度Ｇxに基づいてルーフエアーバック３１の収縮判定を行う。
【００４０】
すなわち、現在の車両横加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxcl以下である場合はステップ１４へ進み、すでに乗員頭部２８の移動規制が不要になったと判断してルーフエアーバック３１を収縮させる。一方、現在の車両横加速度Ｇxが予め設定した値Ｇxclより大きい場合は、まだ乗員頭部２８の移動規制が必要であると判断し、ステップ８へ戻って上述した処理を繰り返す。なお、設定値Ｇxclは、ルーフエアーバック３１を収縮させるか否かを判定するための判定基準値であり、種々のシミュレーション結果や実験結果に基づいて最適な値を設定する。
【００４１】
ルーフエアーバック３１の収縮の判定がなされた場合には、ステップ１４で内圧コントロール弁６を閉鎖するとともに、バキュームポンプ７を作動させてルーフエアーバック３１内の圧搾空気を吸い出す。これにより、膨張展開しているルーフエアーバック３１が収縮する。このとき、チャンバー３２を構成する二種類の布の内の伸びる布が伸びない布を引き込むようにして収縮し、図１６に示すようにチャンバー３２が折り畳まれてヘッドライニング１６のリブ３３とリブ３３の間の溝に収納されていく。
【００４２】
また、ルーフエアーバック３１が膨張展開するときにヘッドライニング１６の強度脆弱部３４から開裂しているが、ヘッドライニング１６の開裂部分は膨張展開したチャンバー３２により押し広げられており、チャンバー３２の収縮にともなって自然に開裂部分が開裂前の状態に戻る。
【００４３】
このヘッドライニング１６には樹脂材料を用いるのが望ましい。特に、開裂したヘッドライニング１６の開裂部分が初期の状態に戻る際には、ルーフエアーバック・チャンバー３２が収縮してリブ３３とリブ３３との間の溝に完全に収まった後で開裂部分が閉じるように、適度な弾力性を持った樹脂材料を選択する必要がある。
【００４４】
この一実施の形態では、車両の横加速度Ｇxが判定基準横加速度Ｇxop以上になった場合にルーフエアーバック３１を膨張展開させているので、車両が実際に横転しないのにルーフエアーバック３１が展開することもあり得る。このような場合に、膨張展開したルーフエアーバック３１がヘッドライニング１６の中に自動的に収納されるので、その後の運転操作に支障を来すことがなく、かつルーフエアーバック３１の再利用が図れるから、乗員保護性能と経済性とを両立させることができる。
【００４５】
このように、第１の実施の形態によれば、車両横方向の大きな加速度が発生したときに、乗員頭部の車室内における移動が抑制されるので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横転してもカーテンエアーバック２１の機能を十分に発揮させることができ、乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００４６】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制するチャンバー３２と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するシート状部３１ａとを備えているので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横倒し状態になってもカーテンエアーバック２１とルーフエアーバック・チャンバー３２とで乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができ、さらに車両が横転しても膨張展開したルーフエアーバック・シート状部３１ａにより乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００４７】
第１の実施の形態において、乗員頭部の車両横方向（車両左右方向）への移動を抑制するルーフエアーバック・チャンバー３２と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａとはともに、乗員頭部の移動を抑制する移動抑制機構と、車両に衝撃が発生したときにその衝撃を吸収して乗員頭部に加わる衝撃を軽減する衝撃吸収機構とを合わせ持つ構成としており、特に、ルーフエアーバック・チャンバー３２は車両が横倒し状態になったときの乗員頭部への衝撃を軽減し、ルーフエアーバック・シート状部３１ａは車両が横転したときの乗員頭部への衝撃を軽減する。
【００４８】
第１の実施の形態では、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａを、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に設置したので、車両内装の品質を下げることなく、乗員頭部の上下移動抑制機構と衝撃吸収機構とを車室内に設置することができる。
【００４９】
第１の実施の形態では、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制するルーフエアーバック・シート状部３１ａと、乗員頭部の車両横方向への移動を抑制するルーフエアーバック・チャンバー３２とを一体に形成したので、乗員頭部の左右上下移動抑制機構と衝撃吸収機構とを一つの拘束手段により実現することができ、小形で車両への搭載が容易になる。
【００５０】
第１の実施の形態では、ルーフエアーバック３１のチャンバー３２とシート状部３１ａとを一体にして車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に設置したので、車室内の前席左右および後席左右のすべての座席の乗員の頭部を効果的に保護することができる。
【００５１】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、膨張展開時にヘッドライニングから突出して複数の襞状の膨張体、すなわちチャンバー３２を形成するので、乗員の搭乗位置に拘わらず、複数のチャンバー３２の間に乗員の頭部を挟んで乗員頭部の車両横方向への移動を抑制することができる。
【００５２】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、襞状の膨張体すなわちチャンバー３２を車両前後軸方向に平行に設けたので、乗員頭部の車両横方向への移動をさらに効果的に抑制することができる。
【００５３】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、襞状の膨張体すなわちチャンバー３２を、二種類の帯状の伸びる布と伸びない布とを車両前後軸方向に沿って交互につなぎ合わせて形成するようにしたので、異種の布のつなぎ目が折り代となってチャンバー３２の膨張展開と収縮がスムーズに行われる。
【００５４】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、ヘッドライニングの襞状の膨張体すなわちチャンバー３２の突出位置に強度脆弱部３４を設けたので、膨張展開時にチャンバー３２を車室内へスムーズに突出させることができる。
【００５５】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、乗員頭部の上下移動を抑制するための上下移動抑制部、すなわちルーフエアーバック・シート状部３１ａをルーフパネル１２とヘッドライニング１６上のリブ３３との間にシート状にして格納し、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間で膨張展開させるようにしたので、シート状部３１ａが車両が横転したときの乗員頭部に加わる衝撃を吸収して衝撃を軽減することができる。
【００５６】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、ルーフエアーバック３１を膨張展開させるための気体を蓄える蓄圧タンク５と、ルーフエアーバック３１の膨張展開時の内圧を制御する内圧コントロール弁６と、ルールエアーバック３１の内部の気体を吸い出して収縮させるバキュームポンプ７と、蓄圧タンク５に圧縮気体を蓄えるコンプレッサー４とを備えているので、膨張展開と収縮とを可逆的に行うことができる上に、膨張展開時の内圧を任意に設定することができ、膨張展開時の乗員頭部に与える拘束感を適度に保持しながら、乗員頭部の移動を抑制することができる。
【００５７】
第１の実施の形態のルーフエアーバック３１では、膨張展開した後、ふたたび収縮させるためのバキュームポンプ７を設けたので、乗員頭部保護性能と経済性とを両立させることができる。
【００５８】
《発明の第２の実施の形態》
上述した第１の実施の形態では、車両の前後方向とほぼ並行に配置される長いチャンバー３２を複数本、車両の左右方向に一定間隔で設けた例を示したが、チャンバー３２を“く”の字形状に折り曲げた第２の実施の形態を説明する。
【００５９】
図１７は車外の助手席ドア側から車室内を見た図、図１８は車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。さらに、図１９はルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【００６０】
図１９に示すように、第２の実施の形態のルーフエアーバック・チャンバー３２は車両前後方向の中央に屈曲点を有し、“く”の字形に折れ曲がっている。このような“く”の字形状のチャンバー３２に対し、ヘッドライニング１６とルーフパネル１２との間に設けられるリブ３３（図２参照）、およびヘッドライニング１６の強度脆弱部３４も、チャンバー３２と同様に車両前後方向の中央に屈曲点を有し、“く”の字形に折れ曲がっている。
【００６１】
ルーフエアーバック・チャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の“く”の字形の屈曲点は、ルーフパネル１２上の車両前後方向軸の中心より前、すなわち前席乗員の頭部が位置する付近に配置するのが望ましい。また、チャンバー３２，リブ３３および強度脆弱部３４の車両前後方向軸に対する“く”の字の折れ曲がり角度は、それぞれの適用例に対して最適な角度を設定する必要があるが、例えば３０度から４５度程度にする。
【００６２】
第２の実施の形態の構成および動作については、ルーフエアーバック・チャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の形状以外は上述した第１の実施の形態の構成および動作と同様であり、説明を省略する。
【００６３】
ルーフエアーバック３１のチャンバー３２と、ヘッドライニング１６のリブ３３および強度脆弱部３４の形状を“く”の字形にしたことによる作用効果を説明する。図２０(ａ)は第１の実施の形態のまっすぐなチャンバー３２の上面図と前面図を示し、図２０(ｂ)は第２の実施の形態の“く”の字形のチャンバー３２の上面図と前面図を示す。
【００６４】
図２０(ａ)に示すまっすぐなチャンバー３２によれば、膨張展開したチャンバー３２を倒そうとしたときに発生するモーメントＭと、チャンバー３２の長さＬとにより決まる反力Ｆ１（＝Ｍ／Ｌ）のみで、乗員頭部２８の横方向移動を抑制する。
【００６５】
これに対し図２０(ｂ)に示す“く”の字形状のチャンバー３２によれば、膨張展開したチャンバー３２を倒そうとしたときに発生するモーメントＭと、チャンバー３２の長さＬとにより決まる反力に、チャンバー３２が長手方向に持っている伸びに対する張力Ｔの直角成分Ｔcosθが加わった力Ｆ２（＝Ｍ／Ｌ＋Ｔcosθ）で、乗員頭部２８の横方向移動を抑制する。
【００６６】
以上から明らかなように、“く”の字形状のチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ２は、まっすぐなチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ１よりも大きく、“く”の字形状のチャンバー３２の方が乗員頭部２８の移動を抑制することができる。
【００６７】
なお、“く”の字形状のチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ２を、まっすぐなチャンバー３２の頭部移動抑制力Ｆ１と同程度にする場合には、“く”の字形状のチャンバー３２を用いる第２の実施の形態のルーフエアーバック３１の内圧を、まっすぐな形状のチャンバー３２を用いる第１の実施の形態のルーフエアーバック３１の内圧よりも低く設定することができる。ルーフエアーバック３１の内圧を低くすることによって、図１１に示すように乗員頭部２８の真上でチャンバー３２が膨張展開した場合に、乗員頭部２８を圧迫する力を弱くすることができる。
【００６８】
《発明の第３の実施の形態》
上述した第１および第２の実施の形態では、車両横方向加速度Ｇxが判定基準値Ｇxop以上になったらルーフエアーバック３１を膨張展開する例を示したが、車両横方向加速度Ｇxが判定基準値Ｇxopより小さい場合でも、横滑り防止装置（ＶＤＣ）などの車両挙動安定装置が作動した場合にはルーフエアーバック３１を膨張展開するようにした第３の実施の形態を説明する。
【００６９】
図２１は第３の実施の形態の構成を示す。この第３の実施の形態では、上述した図１に示す構成に加え、車両挙動安定装置１０を設置する。この車両挙動安定装置１０は、例えば横滑り防止装置（ＶＤＣ）などのように、車両の挙動が不安定になった場合に車両の制駆動力や操舵を制御して車両挙動を安定化するものである。したがって、この車両挙動安定装置１０が作動している間は車両の挙動が不安定な状態にあり、車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高く、ルーフエアーバック３１を膨張展開させて乗員頭部２８の移動を規制する必要がある。なお、車両挙動安定装置１０以外の構成は図１に示す第１の実施の形態の構成と同様であり、説明を省略する。
【００７０】
特許請求の範囲の構成要素と第３の実施の形態の構成要素との対応関係において、車両挙動安定装置１０が車両挙動安定装置を構成する。なお、他の特許請求の範囲の構成要素と第３の実施の形態の構成要素との対応関係は、上述した第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。
【００７１】
図２２は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第３の実施の形態の動作を説明する。なお、図７に示す処理と同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
【００７２】
ステップ６において車両に過大な横方向加速度Ｇxが働いていないと判定された場合はステップ６Ａへ進み、車両挙動安定装置１０が作動中であるか否かを確認する。車両挙動安定装置１０が作動中の場合は、車両の挙動が不安定であるから車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高く、ルーフエアーバック３１を膨張展開させて乗員頭部２８の移動を規制する必要があると判断する。そしてステップ７へ進み、ルーフエアーバック３１を膨張展開させる。しかし、車両挙動安定装置１０が作動中でない場合は、車両が安定に走行中であり、車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生するおそれはないと判断し、ステップ１へ戻る。
【００７３】
このように、車両の横方向加速度Ｇxが予め設定したＧxopより低い場合でも、車両挙動安定装置１０が作動している場合には、その後に過大な横方向加速度Ｇxが発生するおそれがあるとしてルーフエアーバック３１を膨張展開するようにしたので、設定値Ｇxop以上の過大な横方向加速度Ｇxが実際に発生した場合に、乗員頭部２８の移動を抑制することができ、カーテンエアーバック２１の膨張展開を妨げるようなことはない。
【００７４】
《発明の第４の実施の形態》
他の形式のルーフエアーバックを用いた第４の実施の形態を説明する。
【００７５】
図２３は、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアーバックおよび車両ルーフに設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。車両ルーフ部１１には、上述した第１〜第３の実施の形態のルーフエアーバック３１と異なる形式のルーフエアーバック５３が設置される。ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間には、ルーフエアーバック５３が折り畳まれずにシート状のままで格納されており、ルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７との間には、所定の折り畳み方で畳まれたルーフエアーバック５３の環状展開部５４が設置される。
【００７６】
図２４はルーフエアーバック５３の膨張展開状態を示す図である。環状展開部５４はルーフエアーバック５３と一体に形成され、環状展開部５４の端部はルーフサイドレール１３にクリップで固定される。なお、クリップの代わりに、ルーフエアーバック５３の基布にあけた穴をルーフサイドレール１３に設けたフックに引っかけてルーフエアーバック５３を固定するようにしてもよい。
【００７７】
図２５は第４の実施の形態の構成を示す。この第４の実施の形態のルーフエアーバック５３は、インフレーター５２により膨張展開する。なお、図２５に示す第４の実施の形態の構成において、インフレーター５２とルーフエアーバック５３以外の機器は上述した図１および図２１に示す機器と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７８】
特許請求の範囲の構成要素と第４の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。衝撃検出手段として一実施の形態では横方向加速度センサー１によって構成される例を示したが、例えばロール角速度センサー２によって構成してもよい。この場合には、車両前後軸回りのロール角速度ωが予め設定した値以上になったら車両横方向に衝撃が加わったと判断する。ルーフエアーバック５３が頭部移動抑制手段を、ルーフエアーバック５３のシート状部５３ａが上下移動抑制部を、ルーフエアーバック５３の環状展開部５４が横移動抑制部をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００７９】
図２６は乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、第４の実施の形態の動作を説明する。なお、図７および図２２に示す乗員拘束制御プログラムと同様な処理を行うステップに対しては同一のステップ番号を付して相違点を中心に説明する。
【００８０】
ステップ６において車両の横方向加速度Ｇxｓが展開判定基準値Ｇxop以上のときはステップ７Ａヘ進み、乗員頭部２８が車室内の側面、特にドアガラス部２５，２７へ近づいていると予測されるため、インフレーター５２を点火してルーフエアーバック５３を膨張展開させる。
【００８１】
一方、車両の横方向加速度Ｇxが展開判定基準値Ｇxopより小さいときはステップ６Ａへ進み、車両挙動安定装置１０が作動中か否かを確認する。車両挙動安定装置１０が作動中のときは車両に過大な横方向加速度Ｇxが発生する可能性が高いと判断し、ステップ７Ａへ進む。ステップ７Ａでは、インフレーター５２を点火してルーフエアーバック５３を膨張展開させる。
【００８２】
インフレーター５２を点火すると、インフレーター５２で発生したガスがルーフエアーバック５３へ注入し、ルーフエアーバック５３が膨張展開を開始する。展開初期には、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のシート状の部分が厚みを増していく。その後、ルーフサイドレール１３とルーフサイドレール・ガーニッシュ１７との間に折り畳まれて収納されている環状展開部５４の内圧が上昇し、図２７に示すように、環状展開部５４の体積が増加してルーフサイドレール・ガーニッシュ１７の上方側とヘッドライニング１６の端部との間の隙間をこじ開け、環状展開部５４が車室内へ膨張展開する。
【００８３】
環状展開部５４が車室内へ展開しても、ルーフエアーバック５３の端部、すなわち環状展開部５４の端部はルーフサイドレール１３に固定されているので、環状展開部５４の基布全体が車室内へ板状に展開せず、環境展開部５４はルーフサイドレール１３の付近の車室内へバック状に展開する。
【００８４】
ルーフエアーバック・環状展開部５４の展開によって、図２７に示すように、乗員頭部２８の移動が車両の左右方向と上下方向から抑制され、車両頭部２８の車両ドアガラス部２５，２７への接近が避けられる。ルーフエアーバック５３の膨張展開後に、車両の横転判定がなされてカーテンエアーバック２１が膨張展開するときに、乗員頭部２８と車両ドアガラス部２５，２７との間に十分な隙間が確保され、カーテンエアーバック２１が円滑に展開される。これにより、車両横転時のカーテンエアーバック２１による乗員頭部２８の保護効果を最大限に発揮させることができる。
【００８５】
さらに、図２８に示すように、車両が横転し、ルーフパネル１２と地面５１とが接触する状況においても、ルーフパネル１２とヘッドライニング１６との間のルーフエアーバック５３の厚みが増しており、乗員頭部２８にかかる衝撃を効果的に吸収することができる。
【００８６】
ルーフエアーバック５３の膨張展開後、ステップ８〜１０において上述したように車両の横転判定を行い、横転のおそれがないと判定されるとステップ１へ戻り、上述した処理を繰り返す。
【００８７】
このように、第４の実施の形態のルーフエアーバック５３では、上下移動抑制部すなわちルーフエアーバック・シート状部５３ａを、車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間にシート状にして格納し、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開させるとともに、横移動抑制部すなわちルーフエアーバック・環状展開部５４を、車両のルーフサイドレールとルーフサイドレール・ガーニッシュとの間に折り畳んで格納し、車室内へ環状に膨張展開させるようにしたので、乗員頭部がカーテンエアーバック２１の膨張展開に際して障害とならず、車両が横倒し状態になってもカーテンエアーバック２１とルーフエアーバック・環状展開部５４とで乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができ、さらに車両が横転しても膨張展開したルーフエアーバック・シート状部５３ａにより乗員頭部に加わる衝撃を軽減することができる。
【００８８】
なお、ルーフエアーバック・環状展開部５４は、図２７から明らかなように、さらに幅広く膨張展開させることによって、それ自体で乗員頭部の上下と左右の両方の移動抑制機能を持つことになり、このような乗員頭部の上下および左右の移動抑制機能を持ったルーフエアーバック・環状展開部５４のみを、車両のルーフサイドレールとルーフサイドレールガーニッシュとの間に設置することにより、簡単な構成で乗員頭部の上下左右移動抑制機構と衝撃吸収機構とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 助手席に着座した乗員と車室内側面に設置されたカーテンエアバックおよび車両ルーフ部に設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。
【図３】 車外の助手席ドア側から車室内を見た図である。
【図４】 車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。
【図５】 ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【図６】 膨張展開したルーフエアーバックのチャンバーを示す図である。
【図７】 第１の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図８】 車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった場合の、車両後方から見た車両の挙動を表す図である。
【図９】 車両前後方向軸回りのロール角度θを横軸に取り、車両前後方向軸回りのロール角速度ωを縦軸にとった車両の横転判定マップを示す図である。
【図１０】 ルールエアーバックの展開初期の状態を示す車両横断面図である。
【図１１】 ルーフエアーバック・チャンバーの膨張展開状態を示す車両横断面図である。
【図１２】 ルーフエアーバック・チャンバーの膨張展開状態を示す車両横断面図である。
【図１３】 ルーフエアーバックの膨張展開後にカーテンエアーバックが膨張展開した状態を示す車両横断面図である。
【図１４】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開後に車両が横倒しになった状態を示す車両横断面図である。
【図１５】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開後に車両が横転した状態を示す車両横断面図である。
【図１６】 ルーフエアーバックの収縮状態を示す図である。
【図１７】 車外の助手席ドア側から車室内を見た図である。
【図１８】 車両のルーフパネルを取り外した状態で車両を真上から見た図である。
【図１９】 ルーフエアーバックが膨張展開した状態を車室外から見た図である。
【図２０】 まっすぐなルーフエアーバック・チャンバーと“く”の字形状のルーフエアーバック・チャンバーの乗員頭部移動抑制力を比較検討するための図である。
【図２１】 第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図２２】 第３の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図２３】 第４の実施の形態の、助手席に着座した乗員と車両側面に設置されたカーテンエアーバックおよび車両ルーフに設置されたルーフエアーバックとの関係を示す車両の横断面図である。
【図２４】 第４の実施の形態のルーフエアーバックの膨張展開状態を示す図である。
【図２５】 第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図２６】 第４の実施の形態の乗員拘束制御プログラムを示すフローチャートである。
【図２７】 ルーフエアーバックの膨張展開後にカーテンエアーバックが膨張展開した状態を示す車両横断面図である。
【図２８】 ルーフエアーバックとカーテンエアーバックが膨張展開した後に車両が横転したときの車両横断面図である。
【符号の説明】
１ 横方向加速度センサー
２ ロール角速度センサー
３ インフレーター
４ コンプレッサー
５ 蓄圧タンク
６ 内圧コントロール弁
７ バキュームポンプ
８ コントローラー
８ａ ＣＰＵ
８ｂ ＲＡＭ
８ｃ ＲＯＭ
９ イグニッションスイッチ
１０ 車両挙動安定装置
１１ 車両ルーフ部
１２ ルーフパネル
１３ ルーフサイドレール
１４ フロントルーフレール
１５ リヤールーフレール
１６ ヘッドライニング
１７ ルーフサイドレール・ガーニッシュ
２１ カーテンエアーバック
２２ フロントピラー
２３ リヤーピラー
２４ 助手席シート
２５ 助手席ドアガラス部
２６ 後席左側シート
２７ 後席左ドアガラス部
２８ 乗員頭部
２９ センターピラー
３１ ルーフエアーバック
３１ａ ルーフエアーバック・シート状部
３２ フールエアーバック・チャンバー
３３ リブ
３４ 強度脆弱部
４１、４３ 横転判定線
４２、４４、４５ 領域
５１ 地面
５２ インフレーター
５３ ルーフエアーバック
５３ａ ルーフエアーバック・シート状部
５４ ルーフエアーバック・環状展開部
Claims (8)
- 車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、
乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、
車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に、前記横移動抑制部と前記上下移動抑制部とを一体にして車両横方向に交互に設置し、
膨張展開時に、前記横移動抑制部は、ヘッドライニングから車室内へ突出して車両前後軸方向に平行な複数の襞状の膨張体を形成するとともに、前記上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開することを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１に記載の乗員拘束装置において、
前記襞状の膨張体を車両前席乗員の頭上位置で屈曲させて“く”の字形状としたことを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１または請求項２に記載の乗員拘束装置において、
前記襞状の膨張体を、二種類の帯状の伸びる布と伸びない布とを車両前後軸方向に沿って交互につなぎ合わせて形成することを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の乗員拘束装置において、
ヘッドライニングの前記襞状の膨張体の突出位置に強度脆弱部を設けたことを特徴とする乗員拘束装置。 - 車両の横方向の衝撃を検出する衝撃検出手段と、
乗員頭部の車両横方向への移動を抑制する横移動抑制部と、乗員頭部の車両上下方向への移動を抑制する上下移動抑制部とを有し、車両横方向の衝撃が検出されたときに、膨張展開して乗員頭部の車室内における移動を抑制する頭部移動抑制手段とを備えた乗員拘束装置であって、
前記横移動抑制部と前記上下移動抑制部とを一体に形成して前記横移動抑制部の端部を車両のルーフサイドレールに固定し、前記横移動抑制部を車両のルーフサイドレールとルーフサイドレールガーニッシュとの間に配置するとともに、前記上下移動抑制部を車両のルーフパネルとヘッドライニングとの間に配置し、
膨張展開時に、前記横移動抑制部は、ルーフサイドレールガーニッシュとヘッドライニングとの間からルーフサイドレール付近の車室内へ突出して車両横方向断面において環状に膨張展開するとともに、前記上下移動抑制部は、ルーフパネルとヘッドライニングとの間で膨張展開することを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１〜５のいずれか一項に記載の乗員拘束装置において、
前記頭部移動抑制手段を膨張展開させるための気体を蓄える蓄圧タンクと、前記頭部移動抑制手段の膨張展開時の内圧を制御する内圧コントロール弁と、前記頭部移動抑制手段の内部の気体を吸い出して収縮させるバキュームポンプと、前記蓄圧タンクに圧縮気体を蓄えるコンプレッサーとを備えることを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１〜６のいずれか一項に記載の乗員拘束装置において、
前記衝撃検出手段は、車両横方向の加速度を検出する横加速度検出手段を有し、車両横方向の加速度により衝撃を検出することを特徴とする乗員拘束装置。 - 請求項１〜７のいずれか一項に記載の乗員拘束装置において、
車両の挙動を安定にする車両挙動安定装置を備え、
前記頭部移動抑制手段は、前記衝撃検出手段により車両横方向の衝撃が検出されなくても、前記車両挙動安定装置が作動しているときは膨張展開して乗員頭部の移動を抑制することを特徴とする乗員拘束装置。
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