JP2004010010A

JP2004010010A - エアバッグ装置

Info

Publication number: JP2004010010A
Application number: JP2002170458A
Authority: JP
Inventors: Osamu Fujita; 藤田　修
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合にのみＤＣ−ＤＣコンバータが動作するようにしてＤＣ−ＤＣコンバータの小型化および省電力化を図る。
【解決手段】定電圧電源Ｃの前段に電源回路Ａと並列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ４と、バッテリ１の電圧が所定値以下に低下した場合ＤＣ−ＤＣコンバータ４とバッテリ１間を導通させてＤＣ−ＤＣコンバータ４から定電圧電源６に電力を供給する電源切換回路Ｃとを備える。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、消費電流の低減および小型化を可能にしたエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の一般的なエアバッグ装置の回路を示している。
同図において、１はバッテリ（電源）、２はフィルタとしてのコンデンサ、３は電流の逆流を防止するダイオード、４は昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータ、５はバッテリ１からの電力供給が停止した場合でも一定時間エアバッグの動作を可能にするためのバックアップコンデンサ、６はマイコン７に電力を供給する５Ｖの定電圧電源である。これらの回路素子１〜６により電源回路Ａを構成している。
【０００３】
８はデジタルトランジスタ、９はＰ型ＦＥＴ、１０はデジタルトランジスタ８とＦＥＴ９間に接続された抵抗、１１はＦＥＴ９のゲート−ソース間の抵抗、１２はスクイブ、１３はＮ型ＦＥＴ、１４は衝突時の衝撃でオンするセーフィング加速度センサ、１５はセーフィング加速度センサ１４の断線を検出するモニタ抵抗、１６，１７は分圧抵抗である。これらの回路素子８〜１７によりエアバッグ起動回路Ｂを構成している。
【０００４】
次に、動作について説明する。
バッテリ１より供給される電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ４で昇圧され、定電圧電源６を介してマイコン７に供給されると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ４で昇圧された出力は配線１８を介してセーフィング加速度センサ１４にも供給される。車両の衝突によりセーフィング加速度センサ１４がオンすると共に、マイコン７のソフト手段で衝撃検出した信号に基づいて起動信号がデジタルトランジスタ８を介してＰ型ＦＥＴ９に入ってオンさせると共に、抵抗１６を介してＮ型ＦＥＴ１３もオンさせ、これによりスクイブ１２に電流が流れてエアバッグ（図示せず）が展開する。
【０００５】
なお、特開平８−１５０８９２号公報にも着火系バックアップ電源の余剰電力を制御系バックアップ電源に補給し、エアバッグの展開制御が完結できるようにした技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のエアバッグ装置は、次のような課題があった。すなわち、バッテリ１の電圧は種々の要因で低下することがよくあり、低下した場合でもスクイブ１２を動作させるに必要な電圧を供給する必要がある。そのためには電圧変動に対応できる程度の容量の大きいＤＣ−ＤＣコンバータ４を必要とする為、定電圧回路６も容量の大きいものが必要となり、その分大型化すると共にコスト高になる。また、電源回路ＡのＤＣ−ＤＣコンバータ４から定電圧電源６を介してマイコン７に電力を供給しているため、常時ＤＣ−ＤＣコンバータ４に電流が流れており、このため無駄な電力が消費されるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合にのみＤＣ−ＤＣコンバータが動作するようにしてＤＣ−ＤＣコンバータの小型化および省電力化を図ったエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエアバッグ装置は、定電圧電源の前段に前記電源回路と並列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記バッテリ間を導通させて前記ＤＣ−ＤＣコンバータから前記定電圧電源に電力を供給する電源切換回路と、を備えたものである。
【０００９】
この発明に係るエアバッグ装置は、前記電源切換回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと電源との間に直列接続されたスイッチング素子と、前記バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合前記スイッチング素子をオンさせる駆動回路とを備えているものである。
【００１０】
この発明に係るエアバッグ装置は、前記スイッチング素子は第１トランジスタであり、前記駆動回路は、前記第１トランジスタのべースに接続された第２トランジスタと、該第２トランジスタのべースと前記バッテリ間に接続された第３トランジスタとで構成され、前記バッテリ電位が所定値より低下すると前記第３トランジスタはオフ、第２トランジスタのべース電位は上昇して前記第１トランジスタをオンさせて前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させるものである。
【００１１】
この発明に係るエアバッグ装置は、前記第２トランジスタのべースと前記マイコン間にデジタルトランジスタが接続され、前記マイコンにより前記バッテリの電圧をモニタし、前記バッテリ電位が所定値より低下すると前記マイコンから前記デジタルトランジスタへの駆動信号が停止し、前記第２トランジスタのべース電位は上昇して前記第１トランジスタがオンして前記ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させるものである。
【００１２】
この発明に係るエアバッグ装置は、前記マイコンでモニタするバッテリ電位の所定値は大小２つの値を持ち、前回モニタ電圧が大の所定値以下のとき前記ＤＣ−ＤＣコンバータをオン、今回モニタ電圧が小の所定値以上のとき前記ＤＣ−ＤＣコンバータをオフとし、前回モニタ電圧＞今回モニタ電圧のとき前記ＤＣ−ＤＣコンバータをオフとするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のエアバッグ装置を示している。なお、図５と同一部材または同一機能のものは同一符号で示している。
同図において、電源回路Ａは、バッテリ（電源）１、コンデンサ２、ダイオード３、バックアップコンデンサ５および定電圧電源６で構成されている。
Ｃは電源回路Ａと並列に接続された電源切換回路であって、以下の構成からなる。
【００１４】
２１は第１トランジスタ、２２は第２トランジスタ、２３は第３トランジスタ、２４はマイコン７に接続されたデジタルトランジスタ、２５は逆流阻止用のダイオードである。第１トランジスタ２１、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、およびダイオード２５の直列回路がダイオード３の両端に並列接続されている。
【００１５】
２６は第１トランジスタのべース−コレクタ間に接続された抵抗、２７は第１トランジスタ２１のベースと第２トランジスタ２２のコレクタ間に接続された抵抗、２８は第２トランジスタ２２のべースおよび第３トランジス２３のコレクタに接続されたプルアップ抵抗、２９は第３トランジスタ２３のベースとバッテリ１間に接続された抵抗、３０は第３トランジスタ２３のべースをアースに接続する抵抗、３１，３２はバッテリの電圧を分圧するための抵抗、３３はマイコン７に入るノイズを除去するためのコンデンサである。
【００１６】
次に、動作について説明する。バッテリ１より供給される電圧は直接定電圧電源６に入力され、定電圧がマイコン７に供給されると共に、この電圧は抵抗２９、３０で分圧されて第３トランジスタ２３のべースに入力される。
バッテリの電圧が正常な場合は、第３トランジスタ２３はオンしており、これにより第２トランジスタ２２のべース電位はほぼ０Ｖとなり、第２トランジスタ２２はオフとなる。したがって、第１トランジスタ２１のコレクタとべースは同電位となるため、第１トランジスタ２１はオフとなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ４に電圧が入力されず、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は動作しない。
【００１７】
種々の要因でバッテリ１の電圧が低下し、抵抗２９，３０で設定した閾値を超えた場合、第３トランジスタ２３はオフとなり、第２トランジスタ２２のべース電位は上昇し、第１トランジスタ２１はオンするためＤＣ−ＤＣコンバータ４にバッテリ１の電圧が入力され、ダイオード２５から定電圧電源６へ電力が供給されると共に、エアバッグ起動回路Ｂにも供給される。
【００１８】
次に、図２に示すフローチャートによりマイコン７でのソフトウエアによる電源切換回路Ｃの動作について説明する。
バッテリ１の電圧は、抵抗３１、３２で分圧されてマイコン７に入り、ここで常時モニタしている（ステップＳＴ１）。マイコン７では抵抗３１，３２で設定した閾値を判定し（ステップＳＴ２）、この閾値より高い場合、マイコン７からデジタルトランジスタ２４に駆動信号を送り（ステップＳＴ３）、第２トランジスタ２２により第１トランジスタを停止させるためＤＣ−ＤＣコンバータ４は動作しない。
【００１９】
種々の要因でバッテリの電圧が低下し、抵抗３１，３２で設定した閾値を超えて低下した場合、マイコン７からデジタルトランジスタ２４への駆動信号は停止し（ステップＳＴ４）、第２トランジスタ２２のべース電位は上昇して第１トランジスタ２１が動作し、これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ４に電圧が供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４から昇圧された電圧が定電圧電源６およびエアバッグ起動回路Ｂへ電力が供給される。
【００２０】
以上のように、本実施の形態ではＤＣ−ＤＣコンバータ４をマイコン７の電源回路Ａとは別回路とし、バッテリ１の電圧が正常なときはバッテリ１から電力を供給し、バッテリ１の電圧が所定値以下に低下したときのみ電源切換回路ＣでＤＣ−ＤＣコンバータ４を導通させてＤＣ−ＤＣコンバータ４から電力を供給するようにしたので、ＤＣ−ＤＣコンバータ４での無駄な消費電力がなく、エアバッグ装置全体の消費電力を低減できると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の負荷が軽減されるためＤＣ−ＤＣコンバータ４の動作が安定し、耐久性も向上する。
【００２１】
また、バッテリ１の電圧の正常時は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４からの電力でマイコン制御用の定電圧電源を動作させないので、定電圧電源６のトランジスタのスペックダウンが可能となり、これによりエアバッグ装置の小型化およびコストダウンが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
図３に示すフローチャートは、モニタ電圧の閾値を２つ設定し、前回モニタ電圧と今回モニタ電圧を比較することによりヒステリシスを持たせるようにした例である。
本実施の形態では、エアバッグ起動回路Ｂにおいてバッテリ電圧の２つの閾値ＰおよびＱを設定する（図４参照）。この２つの閾値を設定する手段は、例えば抵抗３１，３２による分圧回路を２つ設けることで簡単に実現できる。
【００２３】
バッテリの電圧は、分圧されてマイコン７に入り、ここで常時モニタしている（ステップＳＴ１）。ステップＳＴ５ではモニタ電圧が高い方の閾値Ｐ以下であるか否かを判定し、閾値Ｐ以下であればデジタルトランジスタ２４を停止（ＤＣ−ＤＣコンバータ４オン）とし、閾値Ｐ以上であればステップＳＴ６で低い方の閾値Ｑ以上であるか否かを判定する。
【００２４】
ステップＳＴ６で閾値Ｑ以上であればステップＳＴ８に進み、デジタルトランジスタ２４を駆動（ＤＣ−ＤＣコンバータ４オフ）とし、閾値Ｑ以下であれば、ステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、ステップＳＴ５での前回モニタ電圧とステップＳＴ６での今回モニタ電圧とを比較し、前回モニタ電圧Ｐ＞今回モニタ電圧ＱであればステップＳＴ８に進んでデジタルトランジスタ２４を駆動し、前回モニタ電圧Ｐ＞今回モニタ電圧ＱでなければステップＳＴ１０に進んでデジタルトランジスタ２４を停止する。ステップＳＴ９では、このモニタ電圧を記録した後、ステップＳＴ１に戻る。
【００２５】
以上のように、この実施の形態２では、モニタ電圧の閾値をＰ，Ｑの２つ設定し、前回モニタ電圧Ｐと今回モニタ電圧Ｑを比較することによりＤＣ−ＤＣコンバータ４のオンとオフとの間にヒステリシスを持たせることができ、これにより、サージ等によるバッテリの電圧の急激な変動による誤動作が防止できる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータをマイコンの電源回路とは別回路とし、バッテリの電圧が正常なときはバッテリから電力を供給し、バッテリの電圧が所定値以下に低下したときのみ電源切換回路でＤＣ−ＤＣコンバータを導通させてＤＣ−ＤＣコンバータから電力を供給するようにしたので、ＤＣ−ＤＣコンバータでの無駄な消費電力がなく、エアバッグ装置全体の消費電力を低減できると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータの負荷が軽減されるためＤＣ−ＤＣコンバータの動作が安定し、耐久性も向上するという効果がある。
【００２７】
また、バッテリの電圧の正常時は、ＤＣ−ＤＣコンバータからの電力でマイコン制御用の定電圧電源を動作させないので、定電圧電源のトランジスタのスペックダウンが可能となり、これによりエアバッグ装置の小型化およびコストダウンが可能となるという効果がある。
【００２８】
この発明によれば、バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合スイッチング素子を駆動回路でオンさせるように電源切換回路を構成したので、簡単な回路構成でバッテリの電圧が所定値以下に低下した場合の切換え操作が可能となる。また、バッテリ電位が所定値より低下するとバッテリに接続された第３トランジスタがオフとなってスイッチング素子である第１トランジスタをオンさせ、ＤＣ−ＤＣコンバータを動作させるようにしたので、トランジスタによるハード手段で電源切換え動作が可能となるという効果がある。
【００２９】
この発明によれば、マイコンによりバッテリの電圧をモニタし、バッテリ電位が所定値より低下するとマイコンからの指令でＤＣ−ＤＣコンバータを動作させるようにしたので、マイコンによるソフト手段で電源切換え動作が可能となる。
【００３０】
この発明によれば、モニタ電圧の閾値を２つ設定し、前回モニタ電圧と今回モニタ電圧を比較することによりＤＣ−ＤＣコンバータのオンとオフとの間にヒステリシスを持たせることができ、これにより、サージ等によるバッテリの電圧の急激な変動による誤動作が防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のエアバッグ装置の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２の動作説明図である。
【図５】従来のエアバッグ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１　バッテリ（電源）、２　コンデンサ、３　ダイオード、４　ＤＣ−ＤＣコンバータ、５　バックアップコンデンサ、６　定電圧電源、７　マイコン、８　デジタルトランジスタ、９　Ｐ型ＦＥＴ、１０　抵抗、１１　抵抗、１２　スクイブ、１３　Ｎ型ＦＥＴ、１４　セーフィング加速度センサ、１５　モニタ抵抗、１６，１７　抵抗、２１　第１トランジスタ、２２　第２トランジスタ、２３第３トランジスタ、２４　デジタルトランジスタ、２５　ダイオード、２６，２７　抵抗、２８　プルアップ抵抗、２９　抵抗、３０　抵抗、３１，３２　抵抗、３３　コンデンサ、Ａ　電源回路、Ｂ　エアバッグ起動回路、Ｃ　電源切換回路。

Claims

バッテリから定電圧電源を介してマイコンに電力を供給する電源回路と、前記バッテリの電圧を昇圧して供給されるエアバッグ起動回路とを備えたエアバッグ装置において、
前記定電圧電源の前段に前記電源回路と並列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記バッテリ間を導通させて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータから前記定電圧電源に電力を供給する電源切換回路と、を備えたことを特徴とするエアバッグ装置。
電源切換回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータと電源との間に直列接続されたスイッチング素子と、バッテリの電圧が所定値以下に低下した場合前記スイッチング素子をオンさせる駆動回路とを備えていることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ装置。
スイッチング素子は第１トランジスタであり、駆動回路は、前記第１トランジスタのべースに接続された第２トランジスタと、該第２トランジスタのべースとバッテリ間に接続された第３トランジスタとで構成され、前記バッテリ電位が所定値より低下すると前記第３トランジスタはオフ、前記第２トランジスタのべース電位は上昇して前記第１トランジスタをオンさせてＤＣ−ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエアバッグ装置。
第２トランジスタのべースとマイコン間にデジタルトランジスタが接続され、前記マイコンによりバッテリの電圧をモニタし、前記バッテリ電位が所定値より低下すると前記マイコンから前記デジタルトランジスタへの駆動信号が停止し、前記第２トランジスタのべース電位は上昇して第１トランジスタがオンしてＤＣ−ＤＣコンバータを動作させることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のエアバッグ装置。
マイコンでモニタするバッテリ電位の所定値は大小２つの値を持ち、前回モニタ電圧が大の所定値以下のときＤＣ−ＤＣコンバータをオン、今回モニタ電圧が小の所定値以上のとき前記ＤＣ−ＤＣコンバータをオフとし、前回モニタ電圧＞今回モニタ電圧のとき前記ＤＣ−ＤＣコンバータをオフとすることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のエアバッグ装置。