JP2003523866A - 車両乗員保護システム等に対する緊急時の給電を制御する方法並びに緊急時給電システム - Google Patents

車両乗員保護システム等に対する緊急時の給電を制御する方法並びに緊急時給電システム

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JP2003523866A
JP2003523866A JP2001545125A JP2001545125A JP2003523866A JP 2003523866 A JP2003523866 A JP 2003523866A JP 2001545125 A JP2001545125 A JP 2001545125A JP 2001545125 A JP2001545125 A JP 2001545125A JP 2003523866 A JP2003523866 A JP 2003523866A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は車両乗員保護システムに対する緊急時給電システムに関する。点火装置（１２）に給電するエネルギー蓄積部（４２）が設けられており、この点火装置は前面衝突または側面衝突のあいだにトリガされ、所定の自給自足時間を有している。エネルギー蓄積部（４２）は、制御可能なスイッチ（５０）を介して別のエネルギー蓄積装置（５２，５４，５６）と接続されている。これらのエネルギー蓄積装置は、長い自給自足時間を有する制御ユニット（２，６）に緊急時給電するのに用いられる。スイッチ（５０）は、自給自足時間が経過した後に制御ユニット（２，６）によって閉成される。結果的に、制御ユニット（２，６）に必要な蓄積コンデンサをより小さく構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、少なくとも２つのエネルギー負荷（例えば乗員保護システムにおけ
る１つのエネルギー負荷と１つの点火装置）への緊急時の給電を制御する方法に
関する。本発明はさらに、車両乗員保護システムに対する緊急時給電システムに
関する。
【０００２】 最近の乗員保護システムでは一般に、車両乗員にとって危険な状況を識別し乗
員保護手段、例えばエアバッグ、シートベルトプリテンショナー等を所定のアル
ゴリズムに相応してトリガするセンサに１つまたは複数の制御装置が接続された
状態で作動している。これらの乗員保護手段は多くの場合、電気的に点火される
点火薬を有する点火装置によってトリガされる。点火薬が点火されることで圧縮
ガスが爆発的に発生し、これによってエアバッグが膨張する。またシートベルト
プリテンショナーが巻き取られる。
【０００３】 事故時には車両用バッテリが乗員保護システムと分断されてしまうことがある
ので、衝突後の少なくとも所定の期間の間は緊急時給電が保証されなければなら
ない。このような持続時間を通常は、自給自足時間（バックアップ時間)と称す
る。前面衝突時または側面衝突時の自給自足時間は、例えば１２５ｍｓｅｃであ
る。
【０００４】 最近の車両乗員保護システムはロールオーバー時にもアクティブであり、相応
の保護手段、例えば頭部領域にあるエアバッグや付加的なシートベルトプリテン
ショナーをトリガする。ロールオーバーは、前面衝突や側面衝突よりも緩慢に起
こる。そのため通常、保護手段は衝突につながる車両減速の開始時点よりも遅れ
れて活性化される。それ故、ロールオーバー用保護手段の自給自足時間は例えば
１ｓｅｃである。
【０００５】 緊急時給電に対するエネルギー貯蔵部ないしはエネルギー蓄積部として、通常
はコンデンサが用いられる。場合によってこのコンデンサには、電圧増幅器ない
しは逓昇変圧器を介して、バッテリより高い電圧まで充電される。それぞれの適
切な自給自足時間にわたって乗員保護システムへの給電を維持するこのようなエ
ネルギー蓄積部は、スペースもコストも必要とする。
【０００６】 本発明の課題は、緊急時の給電に必要なコストを削減することである。
【０００７】 上記の課題は本発明により、独立請求項に記載された方法によって解決される
。エネルギー蓄積部が自給自足時間にわたって、自身に割り当てられたエネルギ
ー負荷に機能実施のために給電を行った場合、このエネルギー蓄積部は通常は完
全には放電されず、エネルギー負荷の電圧需要や線路抵抗等の結果、まだ残留エ
ネルギーを有している。この残留エネルギーは、別のエネルギー負荷の給電に使
用することができる。割り当てられたエネルギー負荷を介して放電が行われなか
った場合に、自給自足時間が終わった時点で蓄積されたエネルギーの大部分が残
っている。
【０００８】 この残留エネルギーを使用に導く所定の前提条件には様々な種類が考えられる
。例えば、割り当てられたエネルギー負荷が既に活動化したこと、または単に自
給自足時間が終了したこと等によって、割り当てられたエネルギー負荷の不要な
ことが極めて迅速に判断されることである。
【０００９】 本発明の方法は次のような緊急時給電システムならば、どれにでも使用できる
。すなわち車両乗員保護システムのように、自給自足時間および／または要求さ
れる電圧が異なる複数のエネルギー負荷が、緊急時給電に用いられる複数のエネ
ルギー蓄積部によって給電される緊急時給電システムに使用できる。他方のエネ
ルギー負荷に割り当てられたエネルギー蓄積部の残留エネルギーが供給されるエ
ネルギー負荷は、その残留エネルギーが使用される前記エネルギー蓄積部によっ
て給電されるエネルギー負荷よりも、長い自給自足時間を有し、要求電圧も低い
と考えられる。しかし適切な変圧器を介すことによって、より高い電圧を要求す
るエネルギー負荷にも残留エネルギーを供給することができる。
【００１０】 請求項２には、上述の課題を解決する、車両乗員保護システムに対する緊急時
給電システムの基本的な構成が記載されている。
【００１１】 残っている残留エネルギーを使用することで、付加的に給電される１つまたは
複数のエネルギー蓄積部をより小さく構成することができる。さらに緊急時給電
のために、それほど多くのエネルギーを蓄積する必要はない。
【００１２】 従属請求項には、本発明による緊急時給電システムの有利な発展形態が記載さ
れている。
【００１３】 次に本発明を図面に基づき以下の明細書でより詳細に説明する。
【００１４】 図１は車両乗員保護システムのブロック回路図であり、 図２は点火装置の回路であり、 図３は緊急時給電システムのブロック回路図であり、 図４は緊急時給電システムの別の実施形態のブロック回路図である。
【００１５】 図１では制御装置２が線路４を介してセンサユニット６と、線路８を介して点
火装置１２と、線路１０を介して点火装置１４と接続されている。
【００１６】 制御装置２はマイクロプロセッサ１６を有しており、このマイクロプロセッサ
はインターフェース１８を介して線路４と接続されている。この制御装置はさら
に、マイクロプロセッサ１６の入力側と接続されているリニアな加速度センサ２
０を有している。
【００１７】 センサユニット６はロールオーバセンサ２２を有しており、このロールオーバ
センサはマイクロプロセッサ２４とインターフェース２６とを介して、線路４に
よって制御装置２と接続されている。
【００１８】 このシステムに給電するために、例えば車両用バッテリであるバッテリ２８が
用いられる。ここでこのバッテリは、制御装置２および点火装置１２、１４に接
続されている。センサユニット６は、線路４を介して給電される。この線路４は
有利には多心構造を有している。
【００１９】 図２には、点火装置１２または点火装置１４に含まれている回路の一部が示さ
れている。点火薬３０は第１の電子制御式スイッチ３２を介して、バッテリ２８
から供給されるエネルギー源３４と接続されている。また第２の電子制御式スイ
ッチ３６を介して接地されている。このスイッチ３６は例えばセーフィングスイ
ッチであり、これは車両の所定の最低減速がセーフィングセンサによって検出さ
れると閉成される。スイッチ３２は、マイクロプロセッサ１６内で走行している
アルゴリズムが１つまたは複数のセンサ２０からの信号を処理し、線路８を介し
て点火信号を生成した場合に閉成される。２つのスイッチ３２および３６が閉成
されており、電圧源ないしはエネルギー源３４が十分に充電されている場合に点
火薬３０が点火される。
【００２０】 上述した乗員保護システムの構成および機能自体は公知であるので、詳細に説
明しない。この構成を多様に変更することができる。例えばより多くの点火装置
を設けてもよい。制御装置２と場合によっては、さらなる既存ののセンサユニッ
ト６を種々異なる方法で統合し、車両内に分散配置してもよい。点火薬３０の点
火を、より少ないまたはより多いスイッチによってトリガすることもできる。
【００２１】 制御装置２またはセンサユニット６の給電に必要な電圧は、点火装置１２およ
び１４の点火に必要な電圧を下回るのが一般的である。センサユニットを、場合
によっては点火装置と直接的に接続してもよい。
【００２２】 図１では、１つまたは複数の点火装置１２は前面衝突時または側面衝突時に点
火され、これに対して１つまたは複数の点火装置１４はセンサユニット６でロー
ルオーバが検出された場合に点火されると想定する。冒頭に記載したようにバッ
テリ２８が故障した場合に、従属関係にある１つまたは複数の制御装置を含めて
１つまたは複数の点火装置１２が機能できる状態になければならない期間である
自給自足時間は、制御ユニット（この実施例では制御装置２およびセンサユニッ
ト６）を必要とする１つまたは複数の点火装置１４の自給自足時間より顕著に短
い。バッテリ２８からの給電は、例えば車両が突然減速した場合にバッテリ２８
がその取付け部から引き離され、接続ケーブルが分断されることによって中断さ
れてしまう恐れがある。
【００２３】 図３には、図１の乗員保護システムに対する緊急時給電システムの基本的な構
成が示されている。バッテリ２８は電圧増幅器４０を介してコンデンサとして構
成されているエネルギー蓄積部４２と接続されている。またこのエネルギー蓄積
部４２に並列に位置する電圧逓降器４４と接続されている。電圧増幅器はその構
成自体が公知である逓昇調整器を有しており、また電圧逓降器はその構成自体が
公知である逓降調整器を有している。電圧逓降器４４の出力側はコンデンサとし
て構成されている別のエネルギー蓄積部４６と接続されている。このエネルギー
蓄積部は、制御装置２（図１）およびセンサユニット６の緊急時給電に用いられ
る。エネルギー蓄積コンデンサ４２は１つまたは複数の点火装置１２に電圧を供
給するために用いられる。逓昇調整器および逓降調整器はそれ自体が公知な様式
で、例えばコイルや電界効果トランジスタまたはダイオードを有している。
【００２４】 エネルギー蓄積部４２の自給自足時間は、前面衝突時または側面衝突時に点火
されるべき１つまたは複数の点火装置１２の自給自足時間に相当しており、例え
ば１２５ｍｓｅｃである。
【００２５】 制御装置２およびセンサユニット６に対して保証されなければならない自給自
足時間は、例えば１ｓｅｃである。ここで挙げた自給自足時間は単なる例である
。このような長い自給自足時間に対するエネルギー蓄積部４６をできるだけ小さ
く構成することができるように、エネルギー蓄積部４２の後方に制御可能なスイ
ッチ５０が接続されている。このスイッチは別の電圧増幅器５２および電圧逓降
器５４を介して、コンデンサとして構成されているエネルギー蓄積部５６と接続
されている。このエネルギー蓄積部５６は図示の例では、同じように制御装置２
およびセンサユニット６の緊急時給電に用いられる。
【００２６】 上述の緊急時給電部は以下のように機能する。
【００２７】 衝突時にバッテリ２８はシステムから分断され、スイッチ５０は開成されてい
てエネルギー蓄積部４２と４６が充電されていると想定する。さらに点火装置１
２が、制御装置２によってトリガされた点火パルスを介して点火されて、エネル
ギー蓄積部４２（図２に示されているコンデンサ３４に相応する）が閉成されて
いるスイッチ３２、３６および点火薬３０を介して放電し、点火薬３０が点火さ
れると想定する。スイッチ３２、３６並びに点火薬３０の抵抗によって、エネル
ギー蓄積部４２は例えば２５Ｖの必要な点火電圧から０Ｖまでは放電せず、７〜
８Ｖの残留電圧が残る。スイッチ５０は、１つまたは複数の点火装置１２が点火
された後で制御パルスによって閉成される。これによってエネルギー蓄積部４２
の残留エネルギーが電圧増幅器５２に供給されて、電圧逓降器５４を通過した後
に、エネルギー蓄積部５６で制御装置２およびセンサユニット６の付加的な給電
に使用される。制御パルスは点火電流によってトリガされてスイッチの制御入力
側５８に供給される。または制御装置２によって生成されてスイッチの制御入力
側５８に供給される。このような付加的に使用できるエネルギーによって、エネ
ルギー蓄積部４６をより小容量なものに構成することができる。なぜなら必要な
自給自足時間が得られ、２つのエネルギー蓄積部４６および５６を使用すること
ができるはずだからである。
【００２８】 回路を次のように構成してもよい。すなわち制御装置２がスイッチ５０を、１
つまたは複数の点火装置１２の自給自足時間が経過した後に閉成することができ
るように構成してもよい。これによって、点火装置１２が点火されない場合は、
エネルギー蓄積部４２内にまだ完全に残っているエネルギーを、制御装置２およ
びセンサユニット６の給電に、これらの装置のより長い自給自足時間にわたって
使用することができる。
【００２９】 ロールオーバー時にのみトリガされ、１つまたは複数の点火装置１２よりも相
応に長い自給自足時間を有する１つまたは複数の点火装置１４に対して、エネル
ギー蓄積部４２に依存しないさらなる別のエネルギー蓄積部を設けることもでき
る。ロールオーバー時には常に１つまたは複数の点火装置１２が点火されるべき
場合、長い自給自足時間を有するこのようなさらなるエネルギー蓄積部は１つま
たは複数の点火装置１２とも接続される。
【００３０】 図４には、図３に対して変更されている緊急時給電システムの実施形態が示さ
れている。変更されたのは、図３の構成グループ５２、５４、５６がなくなり、
スイッチ５０が線路６０を介して電圧増幅器４０の入力側に接続されている点で
ある。蓄積コンデンサないしはエネルギー蓄積部４２へのリード線には、制御部
入力側６４を有する別のスイッチ６２が設けられている。
【００３１】 図４に示されたシステムの機能は図３のシステムに相応するが、ここではスイ
ッチ５０が閉成されるのと同時にスイッチ６２が開放される。このことによって
エネルギー蓄積部４２に残っている残留エネルギーが電圧増幅器４０の入力側に
供給され、そこから電圧逓降器４４を介してエネルギー蓄積部４６に対して使用
され、制御装置２ないしはセンサユニット６の使用可能なエネルギーが高められ
る。図４ではバッテリ２８と電圧増幅器４０との間の二重線によって、バッテリ
２８がクラッシュ時に、所定の自給自足時間の間はバッテリに依存しない給電を
保証するシステムの残りの部分から分断されることが示されている。
【００３２】 図示の実施例では、エネルギー蓄積部４２、４６および５６にはそれぞれ調整
された電圧が供給されているが、これは必ずしも必要ではない。
【００３３】 上述の回路を多様に変更することも可能である。重要なのは、一方のエネルギ
ー負荷のエネルギー蓄積部に残っている残留エネルギーを、他方のエネルギー負
荷の給電に付加的に使用することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両乗員保護システムのブロック回路図
【図２】 点火装置の回路
【図３】 緊急時給電システムのブロック回路図
【図４】 緊急時給電システムの別の実施形態のブロック回路図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴール ヴァイクル ドイツ連邦共和国 シュヌーフェンホーフ ェン ヴィーゲンヴェーク ３ Ｆターム(参考） 3D018 MA00 3D054 EE09 EE55

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両乗員保護システムのエネルギー負荷および点火装置等で
    ある少なくとも２つのエネルギー負荷への緊急時の給電を制御する方法であって
    、 少なくとも一方のエネルギー負荷に、エネルギー源が故障した後に所定の自給
    自足時間にわたって給電を保証するエネルギー蓄積部が割り当てられている形式
    の方法において、 所定の条件が生じた後に、一方のエネルギー負荷に割り当てられた前記エネル
    ギー蓄積部に存在する残留エネルギーを他方のエネルギー負荷の給電に使用する
    ことを特徴とした、少なくとも２つのエネルギー負荷への緊急時の給電を制御す
    る方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの制御ユニット（２，６）と少なくとも１つ
    の点火装置（１２）とを有する車両乗員保護システムに対する緊急時給電システ
    ムであって、 前記制御ユニット（２，６）に給電するエネルギー蓄積部（５６）と、前記点
    火装置（１２）に給電する別のエネルギー蓄積部（４２）とが設けられており、 これらのエネルギー蓄積部はエネルギー源（２８）から充電され、当該エネル
    ギー源が故障した場合に、所定の自給自足時間にわたって前記制御ユニットおよ
    び点火装置への給電を維持し、 ここで前記制御ユニットの自給自足時間は、前記点火装置の自給自足時間より
    も長く、 前記点火装置（１２）に割り当てられたエネルギー蓄積部（４２）は、制御可
    能なスイッチ（５０）を介してさらなる別のエネルギー蓄積部（５６）と接続可
    能であり、これによって点火装置（１２）のエネルギー蓄積部（４２）内に残っ
    ている残留エネルギーを前記制御ユニット（２，６）の給電に使用することがで
    きるように構成されていることを特徴とする、車両乗員保護システムに対する緊
    急時給電システム。
  3. 【請求項３】 前記点火装置（１２）の自給自足時間が経過した後で、前記
    スイッチ（５０）が閉成される、請求項２記載の緊急時給電システム。
  4. 【請求項４】 前記点火装置（１２）が点火された後に、前記スイッチ（５
    ０）が閉成される、請求項２記載の緊急時給電システム。
  5. 【請求項５】 前記点火装置（１２）を制御する制御ユニット（２）によっ
    て前記スイッチ（５０）が制御される、請求項２から４までのいずれか１項記載
    の緊急時給電システム。
  6. 【請求項６】 前記点火装置（１２）は前面衝突時にトリガされるべき保護
    手段をトリガし、前記制御装置（２，６）はロールオーバ時にトリガされるべき
    保護手段のトリガを制御する、請求項２または３記載の緊急時給電システム。
  7. 【請求項７】 前記点火装置は点火薬（３０）を有しており、 前記点火薬は、当該点火薬を点火するために導通接続される２つの電子式スイ
    ッチ（３２、３６）と直列に接続されている、請求項２から６までのいずれか１
    項記載の緊急時給電システム。
  8. 【請求項８】 車両用バッテリ（２８）の後方に電圧増幅器（４０）が接続
    されており、 該電圧増幅器の出力側は、点火装置（１２）に割り当てられているエネルギー
    蓄積部（４２）と電圧逓降器（４４）の入力側とに接続されており、 該電圧逓降器の出力側は、制御ユニット（２，６）のエネルギー蓄積部（４６
    ）と接続されており、 ここで前記点火装置に割り当てられているエネルギー蓄積部（４２）が、前記
    スイッチ（５０）を介してさらなる別のエネルギー蓄積部（５６）と接続されて
    いる、請求項２から７までのいずれか１項記載の緊急時給電システム。
  9. 【請求項９】 さらなる別のエネルギー蓄積部（５６）が電圧逓降器（５４
    ）および電圧増幅器（５２）を介してスイッチ（５０）と接続されている、請求
    項８記載の緊急時給電システム。
  10. 【請求項１０】 車両用バッテリ（２８）の後方に電圧増幅器（４０）が接
    続されており、 該電圧増幅器の出力側は、点火装置（１２）に割り当てられているエネルギー
    蓄積部（４２）と電圧逓降器（４４）の入力側とに接続されており、 該電圧逓降器の出力側は、制御ユニット（２，６）のエネルギー蓄積部（４６
    ）と接続されており、 ここで前記点火装置に割り当てられているエネルギー蓄積部（４２）は、前記
    スイッチ（５０）を介して電圧増幅器（４０）の入力側と接続されている、請求
    項２から７までのいずれか１項記載の緊急時給電システム。
JP2001545125A 1999-12-16 1999-12-16 車両乗員保護システム等に対する緊急時の給電を制御する方法並びに緊急時給電システム Pending JP2003523866A (ja)

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