JP2000211470A - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズによる誤動作を防ぎ、構成を簡略化す
る。 【解決手段】 バッテリ１およびエネルギ蓄積手段２２
からの出力は、複数の起動手段５，６に共通の第２事故
検出手段８を経て、さらに各第１事故検出手段７によっ
て順次的に導通する起動用スイッチング素子１６，１
７；１９，２０を介してそれぞれ与えられる。第２事故
検出手段８は、事故発生時に導通する機械的構成を有
し、耐ノイズ性能が向上され、しかも単一個設けられ
る。事故発生時、バッテリ１のライン１４が断線位置３
０で断線したとき、第１コンデンサＣ１の出力は第２事
故検出手段８から起動用スイッチング素子１６，１７を
経て起動手段５に与えられ、その後、コンデンサ用スイ
ッチング素子２４が導通し、第２コンデンサＣ２からの
出力が第２事故検出手段８から起動用スイッチング素子
１９，２０を経てもう１つの起動手段６に与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
に設けられるシートベルトおよびエアバッグなどのよう
に、車両の衝突などの事故発生時に、乗員を保護するた
めの車両の乗員保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術は、たとえば特許２５
５９８３０に開示される。この先行技術では、車両用バ
ッテリのほかに、車両用バッテリによって充電されるコ
ンデンサが設けられ、車両用バッテリの導線が事故発生
時に断線したとしても、コンデンサの出力が、エアバッ
グなどの複数の点火ピルに、個別的なスイッチング素子
を介して与えられ、このスイッチング素子は、加速度セ
ンサによって車両の衝突が発生されたときに、評価装置
によって時間的にずれて導通される。したがって容量が
限られた前記コンデンサからのエネルギによって複数の
点火ピルに電流を供給することができる。

【０００３】この先行技術の問題は、加速度センサにノ
イズが混入し、評価装置が誤って事故が発生したことを
検出するおそれがあることである。ノイズは、内燃機関
を搭載した自動車においては混入しやすい。

【０００４】この問題を解決するために、上述の複数の
各点火ピルに個別的に、機械的構成を有するもう１つの
加速度センサを直列にそれぞれ接続し、耐ノイズ性能を
向上することが容易に考えられるであろう。このような
構成では、複数の点火ピルと同一数の機械的構成を有す
る加速度センサが追加的に必要となり、構成が複雑、大
型化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ノイ
ズによる誤動作を防ぎ、しかも構成を簡略化することが
できるようにした車両の乗員保護装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両に設けら
れ、起動手段に電力が供給されて乗員保護動作をそれぞ
れ行う複数の乗員保護手段と、車両の事故の発生を検出
して検出信号を導出する第１の事故検出手段と、電源
と、車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源
に接続される第２の事故検出手段と、各起動手段に直列
にそれぞれ接続されて起動用直列回路を構成し、各起動
用直列回路は、第２事故検出手段の他端部に共通に接続
される起動用スイッチング素子と、第２事故検出手段の
前記一端部に接続され、１または複数のコンデンサを有
し、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出する
エネルギ蓄積手段と、第１事故検出手段からの検出信号
に応答し、起動用スイッチング素子を、時間をずらして
順次的に導通するスイッチング制御信号を導出し、エネ
ルギ蓄積手段の出力を、各起動手段にそれぞれ対応して
段階的に変化させて与える制御手段とを含むことを特徴
とする車両の乗員保護装置である。

【０００７】本発明に従えば、自動車などの車両に搭載
された２次電池などの電源と、コンデンサを含むエネル
ギ蓄積手段からの電力は、事故発生時に、第１事故検出
手段からの検出信号によって起動用スイッチング素子が
導通し、また第２事故検出手段が導通することによっ
て、乗員保護手段の起動手段に電流が供給され、乗員が
車両内で衝突することなく保護される。したがって電源
から第２事故検出手段までの導線が、事故の発生によっ
て断線したとしても、エネルギ蓄積手段からの電力によ
って起動手段を動作させることができ、乗員の安全性が
確保される。

【０００８】また本発明に従えば、第２事故検出手段と
起動用スイッチング素子とは、電源およびエネルギ蓄積
手段と直列に接続されており、第２事故検出手段は、事
故発生時に導通する機械的構成を有し、ノイズ混入によ
って誤動作を生じるおそれが少ない。したがってノイズ
混入によって第１事故検出手段の誤った検出信号によっ
て制御手段が起動用スイッチング素子を導通したとして
も、起動手段に電力が誤って供給されるおそれがなく、
誤動作が確実に防がれる。

【０００９】また本発明に従えば、第２事故検出手段
は、複数の乗員保護手段のための各起動用直列回路に共
通に設けられる。したがって本発明では、起動用スイッ
チング素子に個別的に第２事故検出手段が設けられる構
成ではないので、構成が簡略化され、小形化することが
できるようになる。

【００１０】さらに本発明に従えば、エネルギ蓄積手段
からの電力は、第１事故検出手段からの検出信号に応答
する制御手段によって時間をずらして、順次的に導通す
る起動用スイッチング素子を経て各起動手段に順次的に
与えられ、これによって複数の乗員保護手段による保護
動作が確実に行われる。

【００１１】このような複数の乗員保護手段は、たとえ
ば（ａ）乗員の身体を座席に拘束するシートベルトを牽
引して身体をシートに強く拘束した状態とするシートベ
ルト手段と、（ｂ）座席の前方に配置され、エアバッグ
を展開するエアバッグ手段などを含む。本発明の実施の
一形態では、シートベルト手段に対応する起動用スイッ
チング素子が先ず導通される。これによって事故発生時
に乗員の身体がシートベルトに強く拘束され、その後、
エアバッグ手段に対応する起動用スイッチング素子が導
通される。これによって身体が車両内の物体に衝突する
ことを防ぐ。乗員保護手段は、複数、たとえば３以上設
けられてもよい。

【００１２】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、制御
手段からのスイッチング制御信号に応答してコンデンサ
からの出力を段階的に変化して導出することを特徴とす
る。

【００１３】本発明に従えば、図１〜図８に関連して後
述されるように、コンデンサからの出力を段階的に変化
して導出する。したがって電源の断線時に、複数の起動
手段を、時間をずらして順次的に起動動作させることが
確実になり、コンデンサの静電容量を小さくし、しかも
複数の起動手段に電力を確実に供給することが可能にな
る。

【００１４】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、起動
手段毎に対応して設けられる複数のコンデンサであっ
て、第１のコンデンサは、第２事故検出手段の前記一端
部に接続されるコンデンサと、第２コンデンサに直列に
接続されてコンデンサ直列回路を構成し、スイッチング
制御信号が与えられて導通するコンデンサ用スイッチン
グ素子とを含むことを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、図１〜図３に関連して後
述されるように、エネルギ蓄積手段の複数の各コンデン
サは、電源によって充電されており、事故発生時には、
第２事故検出手段が導通し、かつ起動用スイッチング素
子が導通することによって第１のコンデンサの出力がま
ず、前記導通した起動用スイッチング素子に対応する起
動手段に与えられ、その後、コンデンサ用スイッチング
素子が導通するとともに、他の起動用スイッチング素子
が導通することによって、次の起動手段に電力が供給さ
れる。第２コンデンサとその第２コンデンサに直列接続
されるコンデンサ用スイッチング素子とを含む直列回路
は、後述の図１〜図３の実施の形態では１つであるけれ
ども、複数、設けられてもよい。

【００１６】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、第２
事故検出手段の前記一端部に逆極性に接続されるダイオ
ードと、ダイオードに直列に接続される第１コンデンサ
と、ダイオードに並列に接続される充電用第１抵抗と、
第２事故検出手段の前記一端部に接続される第２コンデ
ンサと、第２コンデンサに直列に接続される充電用第２
抵抗と、ダイオードと第１コンデンサとの接続点と、第
２コンデンサと充電用第２抵抗との接続点との間に接続
され、スイッチング制御信号が与えられて導通するコン
デンサ用スイッチング素子とを含むことを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、図４に関連して後述され
るように、エネルギ蓄積手段において、電源からの電力
によって第１コンデンサは、ダイオードに並列に接続さ
れる充電用第１抵抗を介して充電され、また第２コンデ
ンサは、その第２コンデンサに直列に接続される充電用
第２抵抗を介して充電される。事故発生時に、第２事故
検出手段が導通し、かつ複数の起動用スイッチング素子
のうち、最初に導通される起動用スイッチング素子を介
して第１コンデンサからの電力はダイオードを経て、最
初に導通された起動用スイッチング素子に対応する起動
手段に供給される。その後、制御手段は、コンデンサ用
スイッチング素子を導通し、したがって第１および第２
コンデンサならびにコンデンサ用スイッチング素子とを
含む直列回路を経て第１および第２コンデンサの電力
が、第２番目以降に導通される起動用スイッチング素子
に、第２事故検出手段を経て電力が供給される。したが
って事故発生時に最初に電力が供給される第１コンデン
サに残存している電荷による電圧が、その後に他の起動
手段に、第２コンデンサの電圧に加算されて印加される
ことになり、第１コンデンサの残存した電力を有効に利
用することができる。

【００１８】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、コン
デンサ直列回路であって、第２事故検出手段の前記一端
部に逆極性に接続されるダイオードと、このダイオード
に直列に接続されるコンデンサとを有するコンデンサ直
列回路と、ダイオードに並列に接続され、スイッチング
制御信号が与えられて導通するダイオード用スイッチン
グ素子とを含むことを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、図６〜図８に関連して後
述されるように、コンデンサ直列回路は、１または複数
のダイオードとコンデンサとが直列に接続されて構成さ
れ、ダイオードに並列に接続されたダイオード用スイッ
チング素子が事故発生時に、まずダイオード用スイッチ
ング素子は遮断したままで、最初に動作させるべき起動
手段にコンデンサから電力を供給し、このとき供給され
る電力は、ダイオードの順方向電圧降下によって、コン
デンサの出力電圧が低下された電圧である。その後、ダ
イオード用スイッチング素子を導通し、これによってコ
ンデンサの出力電圧が、導通されたダイオード用スイッ
チング素子を介して、次に動作すべき起動手段に与えら
れる。ダイオード用スイッチング素子は複数個直列に接
続され、それらのダイオード用スイッチング素子のう
ち、１または複数のダイオード用スイッチング素子のグ
ループ毎に、ダイオード用スイッチング素子が並列に接
続され、これによって事故発生後、時間経過に伴い、導
通するダイオード用スイッチング素子の数を増やしてコ
ンデンサ出力を導出するようにしてもよい。

【００２０】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、各起
動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサが直列接続
されて第２事故検出手段の前記一端部に接続され、各コ
ンデンサの接続点は、各起動用直列回路の第２の事故検
出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴とす
る。

【００２１】本発明に従えば、図９に関連して後述され
るように、直列接続された各コンデンサからの出力が、
それらの各コンデンサに対応した起動手段にそれぞれ与
えられる。さらに第２事故検出手段の前記一端部に、そ
の一端部に接続されるコンデンサに並列に、逆極性のダ
イオードを接続し、これによってそのダイオードに直列
接続されることになるコンデンサからの出力を第２番目
以降の起動手段に確実に与えることができる。

【００２２】また本発明は、エネルギ蓄積手段は、各起
動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサの一端部
が、第２事故検出手段の前記一端部に共通に接続され、
各コンデンサの他端部は、各起動用直列回路の第２の事
故検出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴と
する。

【００２３】本発明に従えば、各コンデンサの出力が、
それらのコンデンサにそれぞれ対応した起動手段に、与
えられる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の構成を示す電気回路図である。自動車などの車両
には２次電池などのバッテリ１が搭載され、車両を駆動
する内燃機関のための電力が供給されるとともに、本発
明による乗員保護装置２に電力が供給される。この乗員
保護装置２は、複数（この実施の形態では２）の乗員保
護手段３，４を有する。乗員保護手段３，４の起動手段
５，６に電力が供給されることによって、乗員保護動作
がそれぞれ行われる。一方の乗員保護手段３は、運転者
などの乗員の身体を座席に拘束するシートベルトを牽引
して身体をシートに強く拘束した状態とするシートベル
ト手段である。もう１つの乗員保護手段４は、運転者な
どの乗員の座席の前方に配置され、エアバッグを展開す
るエアバッグ手段である。起動手段５，６は、点火ピル
またはスクイブであって、電流が供給されることによっ
て加熱し、花火式の連続発火による点火が生じ、これに
よってシートベルトを短時間で牽引し、またエアバッグ
を短時間で膨らませて展開するためのガスを発生する。
乗員保護装置２はまた、第１の事故検出手段である加速
度センサ７と、第２の事故検出手段である加速度センサ
８とを有する。これらの加速度センサ７，８は、車両の
車体に固定され、たとえば車両の走行方向前後の加速度
を検出する。加速度センサ７は、このような車両の事故
の発生時に、検出信号をライン９から導出して制御手段
１０に与える。加速度センサ８の一端部１１は、バッテ
リ１の電圧を昇圧する昇圧手段１２からの電力が供給さ
れるライン１４に接続される。加速度センサ８は、車両
の事故の発生時に導通するスイッチ１３を有し、機械的
構成を有し、したがってノイズによる誤動作を生じにく
い。これに対して加速度センサ７は、電気的構成を含
み、ノイズによる誤動作を生じるおそれがある。本発明
では、加速度センサ７による車両の事故の誤検出が生じ
たとしても、もう１つの加速度センサ８の働きによっ
て、起動手段５，６に誤って電力が供給されることを防
ぐ。

【００２５】起動手段５の両側には起動用スイッチング
素子１６，１７が接続されて起動用直列回路１８を構成
する。この起動用直列回路１８は、加速度センサ８のス
イッチ１３の他端部１５に接続される。また同様にして
もう１つの起動手段６には起動用スイッチング素子１
９，２０が直列に接続されて起動用直列回路２１を構成
する。起動用直列回路２１は、加速度センサ８のスイッ
チ１３の前記他端部１５に共通に接続される。これらの
起動用スイッチング素子１６，１７；１９，２０は、た
とえばＭＯＳ（金属酸化膜半導体）形などのトランジス
タから成ってもよい。

【００２６】加速度センサ８の前記基端部には、ライン
１４にエネルギ蓄積手段２２が接続される。このエネル
ギ蓄積手段２２は、起動手段５，６毎にそれぞれ対応し
て設けられる複数（この実施の形態では２）の第１コン
デンサＣ１と第２コンデンサＣ２とを有する。第１コン
デンサＣ１は、ダイオードＤ１を介して加速度センサ８
の前記一端部１１に接続される。このダイオードＤ１
は、バッテリ１の逆極性であり、コンデンサＣ１の出力
を加速度センサ８の前記一端部１１に順方向に与える。
ライン１４および加速度センサ８の前記一端部１１に
は、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１が接続され、この
抵抗Ｒ１を流れる充電電流によって、コンデンサＣ１が
充電される。抵抗Ｒ１は、ダイオードＤ１が有する逆方
向の抵抗を利用することによって、省略することができ
る。

【００２７】第２コンデンサＣ２にはコンデンサ用スイ
ッチング素子２４が直列に接続されてコンデンサ直列回
路２４が構成される。コンデンサ用スイッチング素子２
４は、たとえばＭＯＳ形などのトランジスタによって実
現される。コンデンサ用スイッチング素子２４の制御端
子であるゲートには、ライン１４および加速度センサ８
の前記一端部１１が抵抗Ｒ２を介して接続され、ライン
１４からの電圧によってコンデンサ用スイッチング素子
２４は遮断状態にされる。第２コンデンサＣ２はまた、
抵抗Ｒ２を経て、さらにコンデンサ用スイッチング素子
２４のゲートおよびドレン間の抵抗を経て、充電電流が
流れて、第２コンデンサＣ２が充電される。コンデンサ
用スイッチング素子２４のゲートに、ローレベルである
スイッチング制御信号が、反転回路２６から与えられる
ことによって、コンデンサ用スイッチング素子２４が導
通する。このコンデンサ用スイッチング素子２４が導通
することによって、第２コンデンサＣ２の電流は、コン
デンサ用スイッチング素子２４を介して加速度センサ８
の前記一端部１１に流れる。

【００２８】制御手段１０は、加速度センサ７からの事
故の発生を検出する検出信号に応答し、ライン２７から
パルスｐ１を起動用スイッチング素子１６，１７に与え
て導通させ、次に、ライン２８からスイッチング制御信
号ｐ２を導出して起動用スイッチング素子１９，２０を
導通するとともに、ライン２９から反転回路２６を経て
コンデンサ用スイッチング素子２４に与え、このコンデ
ンサ用スイッチング素子２４を導通する。

【００２９】図２は図１の制御回路１０の動作を説明す
るためのフローチャートであり、図３は図１に示される
実施の形態の動作を説明するための波形図である。ステ
ップａ１からステップａ２に移り、車両の車体の加速度
αが、予め定める加速度α１以上（α≧α１）であるか
が判断される。車両が衝突して事故が発生したとき、加
速度センサ７はライン９に図３（１）で示される検出信
号を導出する。制御回路１０は、この加速度センサ７の
検出信号をレベル弁別し、検出された加速度αが、予め
定める値α１以上であるとき、ステップａ２からステッ
プａ３に移る。制御回路１０は、検出信号が検出した車
体の加速度が、前述の予め定める値α１以上である時刻
ｔ１から、予め定める時間Ｗ１だけ経過したかどうかを
判断し、経過していれば、時刻ｔ２においてライン２７
に、図３（２）に示されるスイッチング制御信号ｐ１を
ステップａ４で導出する。時間Ｗ１は、たとえば３ｍｓ
ｅｃであってもよい。

【００３０】さらにステップａ５では、時刻ｔ１から予
め定める時間Ｗ２（ただしＷ１＜Ｗ２）が経過したかど
うかが判断され、経過していれば、ステップａ６におい
てライン２８にはスイッチング制御信号ｐ２を、図３
（３）に示されるように時刻ｔ３において導出する。こ
の時間Ｗ２は、たとえば６ｍｓｅｃであってもよい。パ
ルスであるスイッチング制御信号ｐ１，ｐ２は、図３
（２）および図３（３）にそれぞれ示されるように、時
刻ｔ１から予め定める時間Ｗ３経過した時刻ｔ４で、遮
断され、これによって起動用スイッチング素子１６，１
７；１９，２０が遮断して元の状態に戻り、またコンデ
ンサ用スイッチング素子２４が遮断して元の状態に戻
る。この時間Ｗ３は、たとえば３０ｍｓｅｃであっても
よい（Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３）。

【００３１】加速度センサ８は、車体に作用した加速度
が予め定めるレベル以上であって、車両の事故の発生が
検出されることによって、図３（４）に示されるよう
に、時刻ｔ５〜ｔ６の期間Ｗ４において導通する。時刻
ｔ５は、スイッチング制御信号ｐ１が発生される時刻ｔ
１に近似した時刻である。時刻ｔ６は、もう１つのスイ
ッチング制御信号ｐ２が発生された時刻ｔ３以降の時点
である。時間Ｗ４は、たとえば２０ｍｓｅｃである。

【００３２】車両の事故の発生によって、ライン１４が
参照符３０で示される位置で断線した場合を想定する。
これによってバッテリ１からの電力は、事故発生時に、
エネルギ蓄積手段２２には供給されない。前述の図２の
ステップａ４において、スイッチング制御信号ｐ１が発
生されることによって、起動用スイッチング素子１６，
１７が導通する。この事故の発生時に、加速度センサ８
のスイッチ１３が導通すると、第１コンデンサＣ１から
の電流は、ダイオードＤ１から加速度センサ８のスイッ
チ１３を経て、起動用スイッチング素子１６、起動手段
５および起動用スイッチング素子１７を経て流れる。こ
れによって起動手段５が加熱され、花火技術による連鎖
発火が引起され、さらに花火技術によって生じたガス
は、シートベルトを引込み、乗員を座席に保持する。こ
うして起動手段５には、コンデンサＣ１からの電力が供
給される。コンデンサＣ１の電圧は、図３（５）に示さ
れるように、時刻ｔ２から減少する。

【００３３】ステップａ５において、時刻ｔ１から時間
Ｗ２が経過したかどうかが判断され、時間Ｗ２が経過し
ていれば、もう１つのスイッチング制御信号ｐ２がステ
ップａ６で発生される。これによって起動用スイッチン
グ素子１９，２０が導通するとともに、コンデンサ用ス
イッチング素子２４が導通する。したがって第２コンデ
ンサＣ２からの電流は、コンデンサ用スイッチング素子
２４を経て、さらに加速度センサ８のスイッチ１３を経
て、起動用スイッチング素子１９、起動手段６および起
動用スイッチング素子２０に流れる。コンデンサＣ２の
電圧は、図３（６）に示されるように、時刻ｔ３から低
下する。起動手段６に電流が流れることによって加熱
し、前述と同様に花火技術による発火が引起こされ、ガ
スが発生されて、エアバッグが膨張される。

【００３４】本発明によれば、前述のように起動手段５
には第１コンデンサＣ１の電力が与えられ、さらに起動
手段６には、第１コンデンサＣ１の残りの電力ととも
に、第２コンデンサＣ２の電力が供給される。したがっ
て２つの起動手段５，６を、確実に動作させることがで
きる。

【００３５】ライン１４が参照符３０の位置で断線して
いない場合、バッテリ１からの電力は、昇圧手段１２か
らライン１４を経て、さらに加速度センサ８のスイッチ
１３から、起動手段５，６に、スイッチング制御信号ｐ
１，ｐ２の導通によって供給される。

【００３６】コンデンサＣ１，Ｃ２は、たとえば４７０
０μＦであってもよく、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、たとえば１
ｋΩであってもよく、昇圧手段１２はライン１４に電圧
２２Ｖを出力する。パルスｐ１は、図３（２）の波形に
代えて、時刻ｔ２〜ｔ３のみ、ハイレベルで導出されて
もよい。

【００３７】図４は本発明の実施の他の形態におけるエ
ネルギ蓄積手段３１の電気回路図である。この実施の形
態は、前述の実施の形態に類似する。エネルギ蓄積手段
３１は、加速度センサ８の一端部１１に逆極性に接続さ
れるダイオードＤ２と、このダイオードＤ２に直列に接
続される第１コンデンサＣ１とを有する。ダイオードＤ
２には、並列に充電用第１抵抗Ｒ３が並列接続される。
第２コンデンサＣ２は、加速度センサ８の一端部１１に
接続される。この第２コンデンサＣ２には直列に、充電
用第２抵抗Ｒ４が接続される。ダイオードＤ２と第１コ
ンデンサＣ１との接続点３２と、第２コンデンサＣ２と
充電用第２抵抗Ｒ４との接続点３３との間には、ＭＯＳ
トランジスタなどによって実現されるコンデンサ用スイ
ッチング素子３４が接続される。このコンデンサ用スイ
ッチング素子３４のゲートなどの制御端子には、ライン
２９を介して、スイッチング制御信号ｐ２が与えられ、
これによってコンデンサ用スイッチング素子３４が導通
する。

【００３８】事故発生時に、ライン１４が断線してバッ
テリ１からの電力が供給されないとき、第１コンデンサ
Ｃ１からの電流はダイオードＤ２を経て加速度センサ８
のスイッチ１３から起動用スイッチング素子１６，１７
を経て起動手段５に参照符３４で示されるように電流が
流れる。

【００３９】図５は、図４に示される実施の形態の動作
を説明するための波形図である。図５（１）〜図５
（４）は、前述の図３（１）〜図３（４）の各波形に対
応する。事故発生時に加速度センサ７からライン９には
図５（１）に示される検出信号が導出され、スイッチン
グ制御信号ｐ１は図５（２）に示され、もう１つのスイ
ッチング制御信号ｐ２は図５（３）に示され、加速度セ
ンサ８のスイッチ１３は図５（４）に示されるように導
通する。起動手段５に流れる図４の参照符３６で示され
る電流によって、加速度センサ８の前記一端部１１の電
圧は、図５（５）に示されるように、参照符３５のよう
に経過してゆく。時刻ｔ３においてスイッチング制御信
号ｐ２が発生され、コンデンサ用スイッチング素子３４
が導通することによって、第１コンデンサＣ１の電圧Ｖ
１に、第２コンデンサＣ２の出力電圧が加算されて、加
速度センサ８のスイッチ１３から起動用スイッチング素
子１９，２０を経て起動手段６に与えられ、このとき起
動手段５にもまた与えられる。この時刻ｔ３以降の電流
は、図４の参照符３７で示される。こうして時刻ｔ３に
おいてコンデンサＣ２からの電力が供給され、起動手段
５だけでなくもう１つの起動手段６に確実に電力が供給
されることになる。抵抗Ｒ３，Ｒ４は、たとえば１ｋΩ
であってもよい。本発明の実施の他の形態では、抵抗Ｒ
４に並列にダイオードＤ３が接続されてもよい。このダ
イオードＤ３は、第２コンデンサＣ２から流れる電流の
順方向に結合される。

【００４０】時刻ｔ３における第１コンデンサＣ１の出
力電圧Ｖ１は、時刻ｔ２〜ｔ３において導通している起
動用スイッチング素子１６，１７と起動手段５とによる
電圧降下ΔＶ以上であっもよく、またはほぼ等しく（Ｖ
１≧ΔＶ）、これによって第２コンデンサＣ２の出力電
圧を、前述の電圧Ｖ１だけ、いわば底上げして、起動用
スイッチング素子１９，２０と起動手段６との直列回路
に与えることができる。

【００４１】図６は、本発明の実施のさらに他の形態の
エネルぎ蓄積手段３９の電気回路図である。コンデンサ
直列回路４０は、加速度センサ８の一端部１１に逆極性
に接続される１または複数（この実施の形態では複数）
のダイオードＤ３と、このダイオードＤ３に直列に接続
されるコンデンサＣ３とを有する。ダイオード用スイッ
チング素子４１は、たとえばＭＯＳ形などのトランジス
タによって実現され、ダイオードＤ３に並列に接続され
る。ライン２９を介してスイッチング制御信号がゲート
などの制御端子に与えられることによって、ダイオード
用スイッチング素子４１は導通する。その他の構成は、
前述の実施の形態と同様である。

【００４２】図７は、図６に示される実施の形態の動作
を説明するための波形図である。図７（１）〜図７
（４）は、前述の図３（１）〜図３（４）に示される各
信号の波形と同様である。特にこの実施の形態では、時
刻ｔ２〜ｔ３では、ダイオード用スイッチング素子４１
は遮断した状態であり、したがってコンデンサＣ３の電
圧は、ダイオードＤ３の順方向電圧降下分だけ低下した
電圧が、加速度センサ８の一端部１１に与えられ、この
電圧は図７（５）に示されるとおりである。時刻ｔ２〜
ｔ３において、起動用スイッチング素子１６，１７が導
通し、起動手段５に電流が流れることによって、加速度
センサ８の前記一端部１１の電圧は、参照符４２で示さ
れるように低下してゆく。このダイオード用スイッチン
グ素子４１が遮断している状態におけるダイオードＤ３
の電圧降下分は、図７（５）において参照符ＶＤ１で示
されている。

【００４３】時刻ｔ３において、ダイオード用スイッチ
ング素子４１が導通することによって、コンデンサＣ３
から加速度センサ８の前記一端部１１に与えられる電圧
は、参照符４４で示されるように、ダイオードＤ３の電
圧降下分だけ上昇する。参照符４３は、ダイオードＤ３
が設けられておらず、コンデンサＣ３の出力が起動用ス
イッチング素子１６，１７を経て起動手段５だけに与え
られていると仮定したときにおける電圧降下の時間経過
を示す。時刻ｔ３において起動用スイッチング素子１
９，２０が導通することによって、起動手段６には、図
７（５）の斜線を施して示す面積４５に対応する電力
が、起動手段６に与えられることになる。ライン４６
は、ライン４４と平行である。コンデンサＣ３の出力電
圧は、時刻ｔ２〜ｔ３では、参照符４３で示されるよう
に変化し、時刻ｔ３〜ｔ６では、参照符４６で示される
ように変化する。コンデンサＣ３の容量は、前述の図１
〜図５に示される実施の各形態におけるコンデンサＣ
１，Ｃ２の静電容量の和の値を有していてもよい。

【００４４】図８は、本発明の実施のさらに他の形態の
一部の電気回路図である。このエネルギ蓄積手段４８
は、図６および図７に示される実施の形態に類似し、対
応する部分には同一の参照符を付す。直列回路４０を構
成するコンデンサＣ３は、ライン１４および加速度セン
サ８の前記一端部１１に接続され、１または複数（たと
えばこの実施の形態では複数）のダイオードＤ３は、こ
のコンデンサＣ３に直列に接続される。その他の構成と
動作は、前述の実施の形態と同様である。

【００４５】図９は、本発明の実施の他の形態の車両の
乗員保護装置の一部の構成を示す電気回路図である。こ
の実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、対応する
部分には同一の参照符を付す。特にこの実施の形態で
は、エネルギ蓄積手段４９では、起動手段５，６にそれ
ぞれ対応した複数（この実施の形態では２）のコンデン
サＣ４，Ｃ５が直列接続されて、加速度センサ８の一端
部１１に接続される。各コンデンサＣ４，Ｃ５の接続点
５０は、起動用直列回路１８の加速度センサ８とは反対
側の端部５１に接続され、また起動用直列回路２１の加
速度センサ８とは反対側の端部５２が、コンデンサＣ５
の前記接続点５０とは反対側の端部に接続される。図９
において、コンデンサＣ５には直列に、このコンデンサ
Ｃ５の放電電流が流れるようにダイオードＤ４が、残余
のコンデンサＣ４に並列に接続される。

【００４６】事故発生時、ライン１４が断線した場合、
時刻ｔ２〜ｔ３において、起動用スイッチング素子１
６，１７が導通し、コンデンサＣ４から電流が参照符５
３で示されるように、加速度センサ８を介して起動手段
５に流れる。時刻ｔ３以降において、起動用スイッチン
グ素子１９，２０が導通することによって、起動手段６
には、コンデンサＣ５から電流が参照符５４で示される
ようにダイオードＤ４を介して流れる。その他の構成と
動作は、前述の実施の形態と同様である。

【００４７】図１０は、本発明の実施のさらに他の形態
の車両の乗員保護装置の全体の構成を示す電気回路図で
ある。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、
対応する部分には同一の参照符を付す。エネルギ蓄積手
段５６において、各起動手段５，６にそれぞれ対応した
複数（この実施の形態では２）のコンデンサＣ１，Ｃ２
の一端部が、加速度センサ８の一端部１１に共通に接続
される。各コンデンサＣ１，Ｃ２の他端部は、起動用直
列回路１８，２１の加速度センサ８とは反対側の端部５
１，５２に接続される。コンデンサＣ１のライン１４と
は反対側の端部は抵抗Ｒ５を介してバッテリ１の端部に
接続され、これによってコンデンサＣ１は、抵抗Ｒ５を
介して充電される。起動用直列回路２１の前記端部５２
は、バッテリ１に接続される。図１０に示される実施の
形態の動作は、前述の図１〜図３の実施の形態に類似す
る。時刻ｔ２〜ｔ３では、コンデンサＣ１の電流が参照
符５７で示されるように流れて起動手段５に供給され
る。時刻ｔ３以降では、コンデンサＣ２の電流が参照符
５８で示されるように流れて起動手段６に与えられる。

【００４８】図１１は、図１〜図１０に示される実施の
各形態における加速度センサ７の一部の構成を示す断面
図である。加速度センサ７において車両の車体５９に
は、弾発的な可撓性を有するたとえばゴムなどの材料か
ら成る支持片６０に、歪ゲージ６１が固定される。車両
が矢符６２の方向に前進している状態で、衝突して事故
を発生すると、その加速度によって支持片６０は、仮想
線６３で示されるように変形し、これによって歪ゲージ
６１はその抵抗が変化する。

【００４９】図１２は、図１１に示される歪ゲージ６１
を備える加速度センサ７の全体の構成を示す電気回路図
である。歪ゲージ６１は、抵抗６４〜６６とともにブリ
ッジ６７の１辺を構成する。このブリッジ６７には、バ
ッテリ１の電圧＋Ｖが与えられる。ブリッジ６７の出力
は、バッファ７４を経てレベル弁別回路７５の一方の入
力に与えられる。レベル弁別回路６５の他方の入力に
は、前述の弁別レベルである加速度α１に対応する基準
レベル発生回路７６からの基準レベルを表す信号が与え
られる。レベル弁別手段７５は、歪ゲージ６１の加速度
α１以上の加速度に対応する抵抗値が得られたとき、ラ
イン９に検出信号を導出し、制御回路１０に与える。こ
のような加速度センサ７は、歪ゲージ６１と抵抗６４〜
６６とを含むブリッジ６７と、バッファ６４と、レベル
弁別回路７５と、基準レベル発生回路７６とを含み、し
たがってノイズの混入による誤動作を生じるおそれがあ
る。本発明の実施の形態では、機械的構成を有する加速
度センサ８をさらに用いることによって、乗員保護手段
３，４の誤動作を防いでいる。

【００５０】図１３は、加速度センサ８の断面図であ
る。車両の車体５９には、たとえば筒状である案内部材
６８が固定される。この案内部材６８内には、質量体６
９が収納され、車体の前後方向（図１３の左右方向、図
１１の左右方向）に加速度によって変位可能に設けられ
る。ばね７０は、質量体６９と車体５９とを連結し、車
体５９の前後方向のばね力を発揮する。案内部材６８、
したがって車体５９には、リードスイッチなどによって
実現されるスイッチ１３が固定される。質量体６９は、
磁化された永久磁石片によって実現される。車両が矢符
６２の方向に走行中、衝突によって事故が発生したと
き、質量体６９は、ばね７０のばね力に抗して図１３の
右方に変位する。これによってスイッチ１３は、質量体
６９の磁界によって導通状態となる。事故が発生しない
とき、ばね７０の働きによって質量体６９は図１３に示
すようにスイッチ１３を包含しており、スイッチ１３は
遮断している。

【００５１】本発明の実施の他の形態では、加速度セン
サ７，８は、その他の構成を有していてもよい。

【００５２】バッテリ１は、２次電池であってもよいけ
れども、その他の電源であってもよい。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、事故発生時
にその事故に起因して電源が断線しても、コンデンサを
含むエネルギ蓄積手段からの電力が複数の各乗員保護手
段の起動手段に供給されることができ、安全性が確保さ
れる。

【００５４】また本発明によれば、第１事故検出手段に
ノイズが混入し、誤って検出信号が導出されたとして
も、このようなノイズによる誤動作が第２事故検出手段
によって生じないので、起動手段に、誤って電力が供給
されるおそれはない。

【００５５】第２事故検出手段は、複数の起動手段に共
通に設けられ、これによって構成を簡略化することがで
き、小形化が可能である。

【００５６】さらに本発明によれば、エネルギ蓄積手段
の出力は、複数の各起動手段に、時間経過に伴って段階
的に変化されて与えられ、したがってコンデンサの容量
をできるだけ小さくして小形化を図り、しかも各起動手
段を確実に動作させることができ、安全性を高めること
ができる。

【００５７】請求項２の本発明によれば、コンデンサか
らの出力を段階的に変化して導出し、したがって複数の
起動手段に電力をそれぞれ確実に与えることができ、複
数の各乗員保護手段の動作を確実に達成することができ
る。

【００５８】請求項３の本発明によれば、複数の各起動
手段に対応してコンデンサがそれぞれ設けられ、事故発
生時に、第１のコンデンサからの電力が、第１のコンデ
ンサに対応する起動手段に与えられ、その後、コンデン
サ用スイッチング素子が導通されることによって第２コ
ンデンサに対応する起動手段に電力が供給され、こうし
て各コンデンサの出力を、それらのコンデンサに個別的
に対応した起動手段に確実に与えることができるように
なる。

【００５９】請求項４の本発明によれば、事故発生時に
まず、第１コンデンサからの電力が、第１コンデンサに
対応した起動手段に与えられ、その後、コンデンサ用ス
イッチング素子が導通することによって第１コンデンサ
の出力に、第２コンデンサの出力が加算されて、第２コ
ンデンサに対応した起動手段に電力が与えられる。こう
して複数の各起動手段を確実に動作させることができ、
第２番目以降に電力が供給される起動手段には、第１コ
ンデンサの出力が加算され、電力を有効に利用すること
ができるようになる。

【００６０】請求項５の本発明によれば、１または複数
の直列接続されるダイオードの順方向電圧降下を利用
し、コンデンサの出力を複数の各起動手段に段階的に与
えることができ、コンデンサは、たとえば１個でよく、
構成の簡略化を図ることができる。

【００６１】請求項６，７の本発明によれば、複数の各
起動手段に個別的に対応してコンデンサが設けられ、各
コンデンサからの電力が、対応する起動手段に与えられ
るので、各起動手段を確実に時間経過に伴って順次的に
動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気
回路図である。

【図２】図１の制御回路１０の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３】図１に示される実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。

【図４】本発明の実施の他の形態におけるエネルギ蓄積
手段３１の電気回路図である。

【図５】図４に示される実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。

【図６】本発明の実施のさらに他の形態のエネルぎ蓄積
手段３９の電気回路図である。

【図７】図６に示される実施の形態の動作を説明するた
めの波形図である。

【図８】本発明の実施のさらに他の形態の一部の電気回
路図である。

【図９】本発明の実施の他の形態の車両の乗員保護装置
の一部の構成を示す電気回路図である。

【図１０】本発明の実施のさらに他の形態の車両の乗員
保護装置の全体の構成を示す電気回路図である。

【図１１】図１〜図１０に示される実施の各形態におけ
る加速度センサ７の一部の構成を示す断面図である。

【図１２】図１１に示される歪ゲージ６１を備える加速
度センサ７の全体の構成を示す電気回路図である。

【図１３】加速度センサ８の断面図である。

【符号の説明】

１ バッテリ ２ 乗員保護装置 ３，４ 乗員保護手段 ５，６ 起動手段 ７，８ 加速度センサ １０ 制御手段 １２ 昇圧手段 １３ スイッチ １６，１７；１９，２０ 起動用スイッチング素子 １８，２１ 起動用直列回路 ２２，３１，３９，４８，４９，５６ エネルギ蓄積手
段 ２４，３４ コンデンサ用スイッチング素子 ２４ コンデンサ直列回路 ２６ 反転回路 ４０ コンデンサ直列回路 ４１ ダイオード用スイッチング素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に設けられ、起動手段に電力が供給
   されて乗員保護動作をそれぞれ行う複数の乗員保護手段
   と、 車両の事故の発生を検出して検出信号を導出する第１の
   事故検出手段と、 電源と、 車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源に接
   続される第２の事故検出手段と、 各起動手段に直列にそれぞれ接続されて起動用直列回路
   を構成し、各起動用直列回路は、第２事故検出手段の他
   端部に共通に接続される起動用スイッチング素子と、 第２事故検出手段の前記一端部に接続され、１または複
   数のコンデンサを有し、コンデンサからの出力を段階的
   に変化して導出するエネルギ蓄積手段と、 第１事故検出手段からの検出信号に応答し、起動用スイ
   ッチング素子を、時間をずらして順次的に導通するスイ
   ッチング制御信号を導出し、エネルギ蓄積手段の出力
   を、各起動手段にそれぞれ対応して段階的に変化させて
   与える制御手段とを含むことを特徴とする車両の乗員保
   護装置。
2. 【請求項２】 エネルギ蓄積手段は、制御手段からのス
   イッチング制御信号に応答してコンデンサからの出力を
   段階的に変化して導出することを特徴とする請求項１記
   載の車両の乗員保護装置。
3. 【請求項３】 エネルギ蓄積手段は、 起動手段毎に対応して設けられる複数のコンデンサであ
   って、第１のコンデンサは、第２事故検出手段の前記一
   端部に接続されるコンデンサと、 第２コンデンサに直列に接続されてコンデンサ直列回路
   を構成し、スイッチング制御信号が与えられて導通する
   コンデンサ用スイッチング素子とを含むことを特徴とす
   る請求項２記載の車両の乗員保護装置。
4. 【請求項４】 エネルギ蓄積手段は、 第２事故検出手段の前記一端部に逆極性に接続されるダ
   イオードと、 ダイオードに直列に接続される第１コンデンサと、 ダイオードに並列に接続される充電用第１抵抗と、 第２事故検出手段の前記一端部に接続される第２コンデ
   ンサと、 第２コンデンサに直列に接続される充電用第２抵抗と、 ダイオードと第１コンデンサとの接続点と、第２コンデ
   ンサと充電用第２抵抗との接続点との間に接続され、ス
   イッチング制御信号が与えられて導通するコンデンサ用
   スイッチング素子とを含むことを特徴とする請求項２記
   載の車両の乗員保護装置。
5. 【請求項５】 エネルギ蓄積手段は、 コンデンサ直列回路であって、第２事故検出手段の前記
   一端部に逆極性に接続されるダイオードと、このダイオ
   ードに直列に接続されるコンデンサとを有するコンデン
   サ直列回路と、 ダイオードに並列に接続され、スイッチング制御信号が
   与えられて導通するダイオード用スイッチング素子とを
   含むことを特徴とする請求項２記載の車両の乗員保護装
   置。
6. 【請求項６】 エネルギ蓄積手段は、 各起動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサが直列
   接続されて第２事故検出手段の前記一端部に接続され、 各コンデンサの接続点は、各起動用直列回路の第２の事
   故検出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴と
   する請求項１記載の車両の乗員保護装置。
7. 【請求項７】 エネルギ蓄積手段は、 各起動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサの一端
   部が、第２事故検出手段の前記一端部に共通に接続さ
   れ、 各コンデンサの他端部は、各起動用直列回路の第２の事
   故検出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴と
   する請求項１記載の車両の乗員保護装置。