JP2004237914A - エアバッグ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スクイブ21a,21bに通電するためのハイサイド側のトランジスタ41a,41bは、トリガGSW22がONになって直流電源30の電源電圧VSが昇圧されないと、ONにならない。CPU25は、Gセンサ23からの衝撃の加速度Gの検出結果に応答して、衝撃の加速度Gが設定値を超えると制御信号S1,S2,S3をONにする。誤動作で制御信号S1がONになっても、トリガGSW22がOFFであれば、トランジスタ41a,41bをONにするゲート電圧Vtは与えられず、スクイブ21a,21bは非通電の状態を保つ。衝撃の加速度Gが大きいときは制御信号S2,S3を同時にONにしてエアバッグを急激に展開し、衝撃の加速度Gが比較的小さいときは、制御信号S2,S3のONに時間差を設けて、エアバッグの展開を遅れさせることもできる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の衝突時などに乗員を保護するためのエアバッグ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、自動車の衝突時などに乗員を保護するために、エアバッグシステムが用いられている。エアバッグシステムでは、大きな衝撃加速度を検出すると、たとえばステアリングホイルと運転者との間にエアバッグを急速に膨らませて展開し、衝撃を緩和させる。エアバッグを急速に膨らませるためには、スクイブと呼ばれる点火装置でガスを爆発的に発生させる。ただし、通常の運転時にエアバッグが膨らんでしまうと、運転に支障が生じるので、スクイブの点火は、機械的な衝撃検出と電子的な衝撃検出とを併用して、確実に行うようにしている(たとえば、特許文献1および特許文献2参照)。
【0003】
図5は、特許文献1に開示されているものと、基本的には同等なエアバッグ装置の概略的な電気的構成を示す。エアバッグを展開させるための点火は、スクイブ1に通電して行う。
【0004】
スクイブ1に通電するための機械的な条件は、トリガGSW2によって検出する。トリガGSW2は、衝撃を重力の加速度Gを単位として機械的に検出し、所定の加速度Gを超えている間、接点を導通させるスイッチ(SW)である。トリガGSW2は、内部に錘やばねを有し、衝撃の加速度に応じて錘が変位すると、電気的な接点が閉じて導通状態になる。Gは加速度を表す。
【0005】
電子的な条件検出は、Gセンサ3によって行う。Gセンサ3も内部に錘を有し、衝撃の加速度に応じて錘が変位すると、ひずみゲージ式、容量式、圧電式、動電式、サーボ式などの各種原理で電気信号に変換される(たとえば、非特許文献1参照)。
【0006】
スクイブ1の電気的な駆動は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit )4によって行われる。ただし、Gセンサ3による電子的な衝撃検出結果の判断は、CPU(処理回路)5によって行われる。CPU5は、予め設定されるプログラムに従って、Gセンサ3からの検出出力を処理し、所定の衝撃が検出されると、ASIC4に条件検出を示す制御信号を与える。ASIC4は特定用途向けの半導体集積回路であり、同様の構成を個別の半導体素子や電子部品を組合わせて実現することもできる。ただし、いったんASIC4として半導体集積回路化しておくと、小型化し、高信頼性化を図ることができる。また、量産効果も期待することができる。
【0007】
ASIC4内には、判定回路10、スクイブ1に対する通電を制御するトランジスタ11,12、およびトランジスタ13が含まれる。Q1として示すトランジスタ11は、たとえばNチャネルMOS(金属酸化膜電界効果)トランジスタであり、ドレインが点火電源の正側、ソースがスクイブ1の一端側にそれぞれ接続される。すなわち、トランジスタ11は、スクイブ1のハイサイド側に接続される。Q2として示すトランジスタ12も、NチャネルMOSトランジスタであり、ドレインがスクイブ1の他端側、ソースが点火電源にそれぞれ接続される。すなわち、トランジスタ12は、スクイブ1のローサイド側に接続される。ローサイド側のトランジスタ12には、CPU5からの出力が与えられる。ハイサイド側のトランジスタ11のゲートには、たとえばQ3として示すPNP型のバイポーラトランジスタであるトランジスタ13のコレクタが接続される。トランジスタ13のエミッタは、トランジスタ11のドレインとともに、点火電源の正側に接続される。トランジスタ13のベースには、判定回路10の判定結果が入力される。なお判定回路10内には、エアバッグの多段展開のために、トリガGSW2の検出状態を保持する時間保持回路が設けられている。
【0008】
【特許文献1】
特開平9−20205号公報
【特許文献2】
特開2001−239916号公報
【非特許文献1】
山崎弘郎著、「センサのはなし」、日刊工業新聞社、1991年1月10日、p.87−89
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示すようなエアバッグ装置では、Gセンサ3による電子的な衝撃検出と、トリガGSW2による機械的な衝撃検出とを併用して、誤動作の防止を図っている。しかしながら、図5に示すような従来の回路構成では、セーフィング機能として、次に示すように不充分な点がある。
【0010】
▲1▼ハイサイド側のトランジスタ11は、ASIC4内の判定回路10(時間保持回路も含む)などのロジック回路を介して駆動されるため、ASIC4の故障で、トリガGSW2のON/OFFに関わらず誤動作(誤点火)するおそれがある。
【0011】
▲2▼トリガGSW2のON検出はASIC4内の電子回路で行うために、外来ノイズ(電磁波など)で誤動作する心配がある。
【0012】
トリガGSW2は、単なる機械的なスイッチなので、本来の動作は外来ノイズなどの影響を受けない。しかし、判定回路10などの電子回路部分で、外来ノイズなどの影響を受けるおそれがある。外来ノイズの影響で誤動作のおそれがある場合、判定回路10やCPU5は、誤動作に対する対策を必要とし、エアバッグ装置としての製造コストを上昇させてしまう。
【0013】
本発明の目的は、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができるエアバッグ装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め定める条件で車両の乗員を保護するために、機械的な条件検出と電子的な条件検出とに基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電して点火させるエアバッグ装置において、
機械的な条件検出を行い、条件が満たされるときに導通する機械的検出手段と、
機械的検出手段の導通に従って電気的な駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
電子的な条件が満たされ、駆動信号生成手段によって駆動信号が生成されるときに、スクイブに点火のための通電を行うように駆動する点火駆動手段とを含み、
点火駆動手段は、
スクイブに直列に接続されるスイッチング素子を含み、
通常時、該スイッチング素子には、当該スイッチング素子を導通状態に遷移させることが可能なレベルより低い電圧が供給されており、
駆動信号生成手段は、該スイッチング素子を導通状態に遷移させることが可能なレベルの電圧の該駆動信号を生成することを特徴とするエアバッグ装置である。
【0015】
本発明に従えば、エアバッグ装置は、予め定める条件で車両の乗員を保護するために、機械的な条件検出と電子的な条件検出とに基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電して点火させるために、機械的検出手段と、駆動信号生成手段と、点火駆動手段とを含む。機械的検出手段は、機械的な条件検出を行い、条件が満たされるときに導通する。駆動信号生成手段は、機械的検出手段が導通することに従って、電気的な駆動信号を生成する。点火駆動手段は、電子的な条件が満たされ、駆動信号生成手段によって駆動信号が生成されるときに、スクイブに点火のための通電を行うように駆動する。スクイブは、点火駆動手段に、機械的検出手段が導通して生成される駆動信号が与えられているときに、電子的な条件が満たされれば、点火のための通電が行われるので、機械的検出手段が導通しないような外来ノイズなどで、電子的な条件が満たされていると誤判定しても、点火のための通電は行われず、誤動作を防ぐことができる。機械的検出手段が導通すると駆動信号生成手段で駆動信号が生成されるので、簡単な構成で、確実な点火を行わせることができる。
【0016】
また、点火駆動手段に含まれるスイッチング素子は、スクイブに直列に接続される。点火駆動手段には、通常時、スイッチング素子を導通状態に遷移させることが可能なレベルより低い電圧が供給されるので、機械的検出手段の導通によって駆動信号生成手段から駆動信号が生成されるとき以外、点火駆動手段のスイッチング素子が導通状態に遷移することが可能なレベルを超える電圧は与えられず、誤動作を防いで信頼性を高めることができる。
【0017】
また本発明で、前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号を、昇圧して生成することを特徴とする。
【0018】
本発明に従えば、駆動信号生成手段は、駆動信号を昇圧して生成するので、機械的検出手段が導通しなければ、駆動信号を生成する元の電圧レベルは低くなり、誤動作が生じる可能性を低減することができる。
【0019】
また本発明で、前記駆動信号生成手段は、前記機械的検出手段の遮断状態では並列に接続されて直流の電源電圧が充電され、該機械的検出手段の導通状態では直列に接続されて直流の電源電圧を昇圧し、昇圧した電圧を放電して前記点火駆動手段に前記駆動信号を与える少なくとも2つのコンデンサを含むことを特徴とする。
【0020】
本発明に従えば、機械的検出手段の遮断状態では、少なくとも2つのコンデンサに、たとえば並列に直流の電源電圧を印加し、それぞれその電源電圧まで充電せる。機械的検出手段が衝撃を検出して導通状態になると、2以上のコンデンサを直列に接続して、充電されている電圧の和を出力し、昇圧したレベルの電圧で駆動信号を生成することができる。
【0021】
また本発明で、前記駆動信号生成手段は、
一方の端子が前記直流の電源電圧の一方側に充電時順方向となるダイオードを介して接続され、他方の端子が該直流の電源電圧の他方側に第1の抵抗を介して接続される第1のコンデンサと、
一方の端子が該直流の電源電圧の一方側に第2の抵抗を介して接続され、他方の端子が該直流の電源電圧の他方側に接続される第2のコンデンサとを備え、
前記機械的検出手段は、前記導通状態で、第1のコンデンサと第1の抵抗との接続部と、第2のコンデンサと第2の抵抗との接続部とを導通させることを特徴とする。
【0022】
本発明に従えば、駆動信号生成手段は第1のコンデンサと第2のコンデンサとを備える。第1のコンデンサは、一方の端子が直流の電源電圧の一方側に充電時順方向となるダイオードを介して接続され、他方の端子が直流の電源電圧の他方側に第1の抵抗を介して接続されるので、直流の電源電圧が印加されれば、第1のコンデンサの容量値と第1の抵抗の抵抗値との積である時定数に従って充電され、時定数に比較して充分に長い時間が経過すれば、ほぼ電源電圧まで充電される。第2のコンデンサは、一方の端子が直流の電源電圧の一方側に第2の抵抗を介して接続され、他方の端子が直流の電源電圧の他方側に接続されるので、第2のコンデンサの容量値と第2の抵抗の抵抗値との積である時定数に従って、ほぼ電源電圧まで充電される。機械的検出手段は、衝撃の条件が満たされることを検出しての導通状態で、第1のコンデンサと第1の抵抗との接続部と、第2のコンデンサと第2の抵抗との接続部とを導通させるので、第1のコンデンサと第2のコンデンサとが直列に接続され、第1のコンデンサにダイオードを介して電源電圧が供給されていた部分には、第1のコンデンサの両端の電圧と第2のコンデンサの両端の電圧との和が印加され、ダイオードは逆方向にバイアスされて、第1のコンデンサと電源電圧とは遮断され、電源電圧を昇圧したレベルの電圧を取出すことができる。
【0023】
また本発明の前記駆動信号生成手段では、
前記ダイオードと前記第1のコンデンサとの接続部と、前記点火駆動手段の前記駆動信号の入力部との間に、前記放電時に順方向となるように接続される第2のダイオードと、
該点火駆動手段の入力部と前記直流の電源電圧の前記他方側との間に接続される第3のコンデンサとを含むことを特徴とする。
【0024】
本発明に従えば、駆動信号生成手段で昇圧されるレベルの電圧は、第2のダイオードを介して第3のコンデンサを充電する。機械的検出手段が遮断状態になっても、第3のコンデンサは昇圧されたレベルの電圧で充電され、第2のダイオードが逆方向にバイアスされて、第3のコンデンサから第1のコンデンサに電荷が戻るのを防いで、確実に駆動信号として必要なレベルの電圧を保持することができる。
【0025】
また本発明で、前記駆動信号生成手段は、前記機械的検出手段が非導通になるに従って前記第3のコンデンサに充電されている電荷を放電する放電手段を含むことを特徴とする。
【0026】
本発明に従えば、前記機械的検出手段が非導通になるに従って放電手段が第3のコンデンサに充電されている電荷を放電させることができるので、駆動信号を生成する必要がなくなれば、第3のコンデンサを充電している電圧を低下させて、点火駆動手段が誤動作するおそれを解消させることができる。
【0027】
さらに本発明は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
電源からの給電によって充電されるコンデンサと、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、前記コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号が供給され、かつ、前記電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段とを備え、
前記スイッチング手段が作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置である。
【0028】
本発明に従えば、エアバッグ装置は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うために、コンデンサと、駆動信号生成手段と、スイッチング手段とを備える。コンデンサが電源からの給電によって充電されと、駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成することができる。スイッチング手段は、駆動信号が供給され、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動し、スクイブへの通電が行われる。機械的検出によるコンデンサの放電と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブへの通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。また、コンデンサの放電によって駆動信号を生成するので、機械的検出手段の検出期間よりも長い間のエアバッグ展開も可能になる。
【0029】
さらに本発明は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段と、
電源からの給電によって充電されるコンデンサと、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、前記コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段とを備え、
前記第1のスイッチング手段と前記第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置である。
【0030】
本発明に従えば、エアバッグ装置は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うために、第1のスイッチング手段と、コンデンサと、駆動信号生成手段と、第2のスイッチング手段とを備える。第1のスイッチング手段は、電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する。コンデンサが電源からの給電によって充電されと、駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成することができる。第2のスイッチング手段は、駆動信号によって作動する。スクイブへの通電は、第1のスイッチング手段および第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に行われる。機械的検出に基づくコンデンサの放電による駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブへの通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。また、コンデンサの放電によって駆動信号を生成するので、機械的検出手段の検出期間よりも長い間のエアバッグ展開も可能になる。
【0031】
さらに本発明は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサの充電を行う第1の駆動信号生成手段と、
前記コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段と、
前記第1の駆動信号または第2の駆動信号が供給された状態で、かつ、前記電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段とを備え、
前記スイッチング手段が作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置である。
【0032】
本発明に従えば、エアバッグ装置は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うために、第1の駆動信号生成手段と、第2の駆動信号生成手段と、スイッチング手段とを備える。第1の駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成し、第1の駆動信号によってコンデンサの充電を行う。第2の駆動信号生成手段は、コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する。スイッチング手段は、第2の駆動信号が供給され、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動し、スクイブへの通電が行われる。機械的検出に基づくコンデンサの放電による第2の駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブへの通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。また、コンデンサの放電によって第2の駆動信号を生成するので、機械的検出手段の検出期間よりも長い間のエアバッグ展開も可能になる。
【0033】
さらに本発明は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段と、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサの充電を行う第1の駆動信号生成手段と、
前記コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段と、
前記第1の駆動信号または第2の駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段とを備え、
前記第1のスイッチング手段と前記第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置である。
【0034】
本発明に従えば、エアバッグ装置は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うために、第1のスイッチング手段と、第1の駆動信号生成手段と、第2の駆動信号生成手段と、第2のスイッチング手段とを備える。第1のスイッチング手段は、電子的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に作動する。第1の駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成し、第1の駆動信号によってコンデンサの充電を行う。第2の駆動信号生成手段は、コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する。第2のスイッチング手段は、第2の駆動信号が供給されると作動する。第1のスイッチング手段と第2のスイッチング手段とがともに作動状態にある場合に、スクイブへの通電が行われる。機械的検出に基づくコンデンサの放電による第2の駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブへの通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。また、コンデンサの放電によって第2の駆動信号を生成するので、機械的検出手段の検出期間よりも長い間のエアバッグ展開も可能になる。
【0035】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態であるエアバッグ装置20の概略的な電気的構成を示す。エアバッグ装置20は、予め定める条件で車両の乗員を保護するために、機械的な条件検出と電子的な条件検出とに基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電して点火させる。なお、エアバッグ自体の図示は省略しているけれども、本実施形態のエアバッグ装置20は、1つのエアバッグを多段展開させることができる。すなわち、複数、たとえば2つのスクイブ21a,21bが設けられ、急速なエアバッグの展開が必要な場合には、2つのスクイブ21a,21bに対して点火に必要な電流Ia,Ibを同時に流し、遅い展開の方がよい場合には、時間差をおいて2つのスクイブ21a,21bに通電を行う。以下、複数のスクイブ21a,21bについて総称するときは、参照番号「21」で示す。
【0036】
トリガGSW22は、たとえば内蔵する錘に作用する衝撃の加速度Gが大きいときに接点を閉じて、機械的な条件検出を行い、条件が満たされるときのみ導通する機械的検出手段として機能する。Gセンサ23は、内蔵する錘に作用する衝撃の加速度に応じて電気信号を出力する。ASIC24は、電子的な条件が満たされ、駆動信号が生成されるときのみ、スクイブ21に点火のための通電を行うように駆動する点火駆動手段として機能する。CPU25は、Gセンサ23からの出力に応答し、電子的な条件が満たされるか否かを判断し、満たされると判断するときに、ASIC24からスクイブ21を駆動することを可能にする制御を行う。
【0037】
機械的検出手段であるトリガGSW22の導通に従って電気的な駆動信号を生成する駆動信号生成手段としては、直流電源30から与えられる電源電圧VSを約2倍に昇圧する電圧ダブラ回路が設けられる。電圧ダブラ回路は、3つのコンデンサ31,32,33、2つの抵抗34,35、2つのダイオード36,37を含む。トリガGSW22が遮断状態であれば、C1として示す第1のコンデンサ31は、直流電源30から、D1で示す第1のダイオード36およびR1で示す第1の抵抗34を介して電源電圧VS付近まで充電され、C2として示す第2のコンデンサ32は、直流電源30からR2で示す第2の抵抗35を介して電源電圧V S付近まで充電される。衝撃の検出によって、トリガGSW22が導通状態になれば、第1のコンデンサ31と第2のコンデンサ32とは直列に接続され、第1のコンデンサ31と第1のダイオード36のカソードとの接続部には、電源電圧VSの約2倍の電圧が発生する。この電圧は、D2として示す第2のダイオード37を介して、C3として示す第3のコンデンサ33を充電する。なお、第1の抵抗34の抵抗値が小さいと、昇圧時間が短くなるので、比較的抵抗値が大きくなるようにしておく。第1の抵抗34の抵抗値が大きいと、第1のコンデンサ31が電源電圧VSまで充電するのに要する時間が長くなるけれども、エンジンの起動後に車両が走行を開始までの時間に充電が完了すればよい。
【0038】
トリガGSW22は、所定の衝撃が生じている間だけ導通状態となり、その後は遮断状態に戻る。トリガGSW22が遮断状態に戻ると、電圧ダブラ回路としての昇圧動作は停止し、第1のダイオード36のカソードと第1のコンデンサ31との接続部の電圧は、電源電圧VS以下に戻る。第2のダイオードでは、カソード側で第3のコンデンサ33の端子電圧の方がアノード側で第1のコンデンサ31の端子電圧よりも高くなり、第2のダイオードは逆方向にバイアスされ、第3のコンデンサ33の端子電圧は、ASIC24側ににのみ駆動信号として供給される。
【0039】
ASIC24内には、Q1で示され、第1のスクイブ21aのハイサイド側にソースおよびドレインが直列に接続されるスイッチング素子として、NチャネルMOS型のトランジスタ41aと、Q2で示され、スクイブ21aのローサイド側にソースおよびドレインが直列に接続されるスイッチング素子として、NチャネルMOS型のトランジスタ42aと、Q3で示され、トランジスタ41のゲートを駆動するためのPNPバイポーラ型のトランジスタ43とが含まれる。さらに第2のスクイブ21bのハイサイド側およびローサイド側には、Q4およびQ5で示されるスイッチング素子として、NチャネルMOS型のトランジスタ41bおよびトランジスタ42bがそれぞれ含まれる。トランジスタ43のコレクタはトランジスタ41a,41bのゲートに共通接続される。トランジスタ41a,41bのドレインは、点火電源の正側に共通接続される。トランジスタ41a,41bのソースは、スクイブ21a,21bの一端にそれぞれ接続される。スクイブ21a,21bの他端には、トランジスタ42a,42bのドレインがそれぞれ接続される。トランジスタ42a,42bのソースは、共通に接地される。点火電源の負側と、直流電源30の負側とは、共通に接地される。以下、スイッチング素子となるトランジスタ41a,41b;42a,42bを総称するときは、参照番号「41」,「42」で示す。
【0040】
トランジスタ43のエミッタには、第3のコンデンサ33の端子電圧が与えられる。トランジスタ43のベースは、R3で示す第3の抵抗44を介してエミッタに接続される。トランジスタ43のベースと第3の抵抗44との接続部には、R4で示す第4の抵抗45の一端が接続される。第4の抵抗45の他端には、CPU25から制御信号S1が与えられる。CPU25は、トランジスタ42a,42bのゲートに、制御信号S2,S3をそれぞれ与える。CPU25には、Gセンサ23から検出出力が与えられる。
【0041】
図2は、図1のエアバッグ装置20の正常動作の概要を示す。時刻t0で直流電源30を投入すると、トリガGSW22がOFFで遮断状態となり、コンデンサ31,32,33の端子電圧は、ほぼ電源電圧VS付近まで上昇する。車両が走行を開始し、時刻t1で事故などが生じて大きな衝撃加速度Gが発生すれば、衝撃加速度GがG1を超えるとトリガGSW22がONとなる。トリガGSW22がONとなれば、第1のコンデンサ31と第2のコンデンサ32とは直列に接続される。各コンデンサ31,32は電源電圧VSに充電されているので、第3のコンデンサ33には第2のダイオード37を介して電源電圧VSの2倍近い電圧が印加され、第3のコンデンサ33は、この電圧で充電される。時刻t4でトリガGSW22がOFFに戻っても、第2のダイオード37が逆方向にバイアスされ、第3のコンデンサ33に発生している高い電圧は、第1のコンデンサ31側には戻らない。
【0042】
時刻t3で、衝撃加速度GがCPU判定レベルであるG2を超えると、CPU25は、点火信号となる制御信号S1をOFFからONに遷移させる。制御信号S1がONになる時間は、スクイブ21を作動させるのに充分な時間である。制御信号S1がONになると、トランジスタ43のエミッタとコレクタとの間が導通状態となり、トランジスタ43のエミッタ・コレクタ間を介して、第3のコンデンサ33の端子電圧がトランジスタ41a,41b(Q1,Q4)のゲート電圧VGとして印加される。ゲート電圧VGがON可能電圧Vtよりも高くなり、スクイブ21a,21bに対してハイサイド側のトランジスタ41a,41bはONとなって導通状態となる。CPU25は、制御信号S1がONのときに制御信号S2をONとして、ローサイド側のトランジスタ42aをON状態に遷移させるので、スクイブ21aは通電状態となって電流Iaが流れる。
【0043】
本実施形態では、前述のように、時刻t4でトリガGSW22がOFFとなった後でも、第3のコンデンサ33の電荷が放電されるまで、たとえば時刻t5でCPU25が制御信号S1,S3をONにすれば、スクイブ21b側のトランジスタ41b,42b(Q4,Q5)をONにして、スクイブ21bに通電して点火することができる。このように、複数のスクイブ21a,21bの点火に時間差を持たせることによって、エアバッグを遅く展開させることができる。CPU25は、Gセンサ23が検知する衝撃加速度Gが大きいときは、両方のスクイブ21a,21bへ同時に通電してエアバッグを急激に展開させたり、衝撃加速度Gが小さいときは、一方のスクイブ21aへの通電のみに留めることもできる。
【0044】
本実施形態で、エアバッグ装置20は、予め定める条件で車両の乗員を保護するために、機械的な条件検出と電子的な条件検出とに基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電して点火させるために、機械的検出手段であるトリガGSW22と、駆動信号生成手段としての電圧ダブラ回路と、点火駆動手段であるASIC24とを含む。点火駆動手段は、電子的な条件が満たされ、駆動信号が生成されるときのみ、スクイブ21に点火のための通電を行うように駆動する。ASIC24は、電圧ダブラ回路から、トリガGSW22が導通して生成される駆動信号が与えられているときのみ、電子的な条件が満たされれば、点火のための通電が行われるので、トリガGSW22が導通しないような外来ノイズなどでは、電子的な条件が満たされていると誤判定しても、点火のための通電は行われず、誤動作を防ぐことができる。トリガGSW22が導通すると電圧ダブラ回路で駆動信号が生成されるので、簡単な構成で、確実な点火を行わせることができる。
【0045】
またトランジスタ41のドレインに与えられる点火電源の電源電圧や直流電源30の電源電圧は同一、すなわち点火電源と直流電源30とを共通化することもできる。なお、トランジスタ41,42,43に関する種類や回路構成は、同等の機能を果す範囲で他の種類に代えることもできる。
【0046】
図3は、仮にCPU25が故障するなどの事態で、スクイブ21のローサイド側のトランジスタ42(Q2,Q5)がONになる場合を示す。すなわち、時刻t10からt11までの間、CPU25は制御信号S1,S2をON状態にする。電圧ダブラ回路が動作しないので、第3のトランジスタ33(Q3)の端子電圧は電源電圧VSよりも高くはならず、トランジスタ41a(Q1)のゲート電圧VGは、トランジスタ41aが導通する電圧Vtのレベルに達しない。このため、スクイブ21aは、破線の楕円で示すように、時刻t10と時刻t11との間も非通電状態を保つ。時刻t20からt21までの間に、CPU25が制御信号S1,S3をON状態にするような場合、トランジスタ42b(Q5)がONになっても、トランジスタ41bはONにならない。トランジスタ43がONになるゲート電圧Vtを、電源電圧VSよりも高い電圧に設定し、通常時は電圧ダブラ回路が動作しないので、ハイサイド側のトランジスタ41a,41bがONにならないようにしておくことができる。衝撃の加速度Gが所定値を超え、トリガGSW22が導通して電圧Vtを超える電圧がトランジスタ43のベースに与えられるときのみ、CPU25からの制御信号S2,S3に応じて、スクイブ21a,21bに通電するか否かを確実に判定することができるようにしておけば、信頼性を向上させることができる。
【0047】
図4は、本発明の実施の他の形態であるエアバッグ装置50の概略的な電気的構成を示す。本実施形態で、図1の実施形態に対応する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態では、ASIC54内に、Q4で示す第4のトランジスタ56として、NPN型のバイポーラトランジスタと、R5で示す第5の抵抗57とをさらに含むようにしている。CPU55は、制御信号S3でトランジスタ56のコレクタ・エミッタ間をONにして導通状態にすれば、第3のコンデンサ33の端子電圧は、第5の抵抗57およびトランジスタ56のコレクタ・エミッタ間を介して放電し、急速に低下する。たとえば、図2で衝突等によって発生する衝撃の加速度GがG1のレベルを超えてもG2のレベルを超えないようなときに、第3のコンデンサ33の端子電圧を放電によって低下させることができる。また、Gセンサ23が検出する衝撃の加速度Gの大きさに応じて、エアバッグを膨らませる態様を変化させ、あまり大きな衝撃の加速度Gがかからないときは、図1に示すような複数のスクイブ21a,21bのうちの1つのスクイブ21aのみ通電して点火させ、エアバッグを最大限には膨らませないような制御を行う際にも、放電を利用することができる。
【0048】
以上の実施形態では、2つのコンデンサ31,32によって直流電源30から供給される電源電圧VSを昇圧しているけれども、コンデンサ31,32に代えて蓄電池などを用いることもできる。また、たとえば車両のエンジンの点火プラグを点火するためのイグニッションコイルと同様の原理で、トランスやコイルを用いて昇圧を行うこともできる。
【0049】
さらに、スクイブ21の駆動をASIC24,54で行い、CPU25,55を別に設けているけれども、ASIC24,54には、CPU25,55を含めることもできる。また、第2のダイオード37や第3のコンデンサ33を設けないでも、トリガGSW22が導通状態となっている期間は昇圧を行うことができるので、この時間でスクイブ21を充分に点火させることができれば、ダイオード37やコンデンサ33を省略することもできる。第2の抵抗35も省略して、第2のコンデンサ32を直流電源30の正側と負側との間に直接接続することもできる。
【0050】
さらにまた、CPU25からの点火指示の制御信号S1とS2、もしくはS1とS3は、必ずしも同期して出力する必要はなく、異なる判定条件での出力や、タイミングをずらしての出力を行ってもよい。エアバッグ展開の信頼性をより向上させるためにトランジスタ43を設けているが、このトランジスタ43を省略し、CPU25からの制御信号S1がなくてもエアバッグが展開するような構成にしてもよい。
【0051】
なお、以上で説明した実施の形態の構成は、トリガGSW22である機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、Gセンサ23である電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行うエアバッグ装置20,50において、電源からの給電によって充電されるコンデンサ31,32,33と、トリガGSW22が所定以上の加速度を検出した場合に、コンデンサ31,32,33を放電させることによって駆動信号が供給され、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段としてのトランジスタ43とを備えており、スイッチング手段であるトランジスタ43が作動状態にある場合に、スクイブへ21の通電を行うと考えることもできる。
【0052】
すなわちエアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行うために、コンデンサ31,32,33と、駆動信号生成手段と、スイッチング手段とを備える。コンデンサが電源からの給電によって充電されると、駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、コンデンサ31,32,33を放電させることによって駆動信号を生成することができる。スイッチング手段は、駆動信号が供給され、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動し、スクイブ21への通電が行われる。機械的検出によるコンデンサ31,32,33の放電と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブ21への通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。
【0053】
さらにエアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段であるトリガGSW22と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段であるGセンサ23との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行い、電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段であるトランジスタ42と、電源からの給電によって充電されるコンデンサ31,32,33と、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、コンデンサ31,32,33を放電させることによって生成される駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段であるトランジスタ41とを備える。第1のスイッチング手段と第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、スクイブ21への通電を行うと考えることもできる。
【0054】
すなわち、エアバッグ装置20,50で、スクイブ21への通電は、第1のスイッチング手段および第2のスイッチング手段であるトランジスタ41,42がともに作動状態にある場合に行われる。機械的検出に基づくコンデンサ31,32,33の放電による駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブ21への通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。
【0055】
さらにエアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段であるトリガGSW22と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段であるGセンサ23との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行い、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサ33の充電が行われ、コンデンサ33を放電させることによって第2の駆動信号が生成され、第1の駆動信号または第2の駆動信号が供給された状態で、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段であるトランジスタ41,42とを備え、スイッチング手段が作動状態にある場合に、スクイブ21への通電を行うと考えることもできる。
【0056】
すなわち、エアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行うために、第1の駆動信号生成手段と、第2の駆動信号生成手段と、スイッチング手段とを備える。第1の駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成し、第1の駆動信号によってコンデンサ33の充電を行う。第2の駆動信号生成手段は、コンデンサ33を放電させることによって第2の駆動信号を生成する。スイッチング手段は、第1の駆動信号または第2の駆動信号が供給された状態で、かつ、電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動し、スクイブ21への通電が行われる。機械的検出に基づくコンデンサ33の放電による第2の駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブ21への通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。
【0057】
さらにエアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段であるトリガGSW22と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段であるGセンサ23との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行い、電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段であるトランジスタ42と、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサ33の充電が行われ、またこのコンデンサ33を放電させることによって生成される第2の駆動信号、または第1の駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段であるトランジスタ41とを備え、第1のスイッチング手段と前記第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、スクイブ21への通電を行うと考えることもできる。
【0058】
すなわち、エアバッグ装置20,50は、機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブ21に通電を行うために、第1のスイッチング手段と、第1の駆動信号生成手段と、第2の駆動信号生成手段と、第2のスイッチング手段とを備える。第1のスイッチング手段は、電子的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に作動する。第1の駆動信号生成手段は、機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成し、第1の駆動信号によってコンデンサの充電を行う。第2の駆動信号生成手段は、コンデンサ33を放電させることによって第2の駆動信号を生成する。第2のスイッチング手段は、第1の駆動信号または第2の駆動信号が供給されると作動する。第1のスイッチング手段と第2のスイッチング手段とがともに作動状態にある場合に、スクイブ21への通電が行われる。機械的検出に基づくコンデンサ33の放電による第2の駆動信号の生成と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブ21への通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。
【0059】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スクイブは、点火駆動手段に、機械的検出手段が導通して生成される駆動信号が与えられているときのみ、電子的な条件が満たされれば、点火のための通電が行われるので、機械的検出手段が導通しないような外来ノイズなどで、電子的な条件が満たされていると誤判定しても、点火のための通電は行われず、誤動作を防ぐことができる。機械的検出手段が導通すると駆動信号生成手段で駆動信号が生成されるので、簡単な構成で、確実な点火を行わせることができる。また、通常時、点火駆動手段のスイッチング素子が導通状態に遷移することが可能なレベルの電圧は与えられず、誤動作を防いで信頼性を高めることができる。
【0060】
また本発明によれば、駆動信号は昇圧して生成されるので、機械的検出手段が導通しなければ、駆動信号を生成する元の電圧レベルは低くなり、誤動作が生じる可能性を低減することができる。
【0061】
また本発明によれば、機械的検出手段の遮断状態では、2つのコンデンサに並列に直流の電源電圧が印加されて、それぞれその電源電圧まで充電され、機械的検出手段が衝撃を検出して導通状態になると、2つのコンデンサは直列に接続されて、昇圧したレベルの電圧で駆動信号を生成することができる。
【0062】
また本発明によれば、直流の電源電圧で第1および第2のコンデンサがそれぞれ充電され、機械的検出手段が衝撃の条件が満たされることを検出して導通状態となると、2つのコンデンサの両端の電圧が和となって、電源電圧を昇圧したレベルの電圧を取出すことができる。
【0063】
また本発明によれば、機械的検出手段が導通状態になった後で遮断状態になっても、第3のコンデンサに、駆動信号として必要なレベルの電圧を保持することができる。
【0064】
また本発明よれば、第3のコンデンサに充電されている電荷を放電手段で放電させることができるので、駆動信号を生成する必要がなくなれば、第3のコンデンサを充電している電圧を低下させて、点火駆動手段が誤動作するおそれを解消させることができる。
【0065】
さらに本発明によれば、機械的検出によるコンデンサの放電と、電子的検出とが同時に行われるときにスクイブへの通電が行われるので、簡単な構成で誤動作の防止を図り、判定機能の向上を図ることができる。また、コンデンサの放電によって機械的検出が行われている状態を保持するので、誤動作なく、機械的検出状態の保持が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態であるエアバッグ装置20の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1のエアバッグ装置20の正常状態での動作を示す波形図である。
【図3】図1のエアバッグ装置20で、CPU25の故障状態での動作を示す波形図である。
【図4】本発明の実施の他の形態であるエアバッグ装置50の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図5】従来からのエアバッグ装置の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
20,50 エアバッグ装置
21,21a,21b スクイブ
22 トリガGSW
23 Gセンサ
24,54 ASIC
25,55 CPU
30 直流電源
31,32,33 コンデンサ
34,35,44,45,57 抵抗
36,37 ダイオード
41,41a,41b,42,42a,42b,43,56 トランジスタ
Claims (10)
- 予め定める条件で車両の乗員を保護するために、機械的な条件検出と電子的な条件検出とに基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電して点火させるエアバッグ装置において、
機械的な条件検出を行い、条件が満たされるときに導通する機械的検出手段と、
機械的検出手段の導通に従って電気的な駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
電子的な条件が満たされ、駆動信号生成手段によって駆動信号が生成されるときに、スクイブに点火のための通電を行うように駆動する点火駆動手段とを含み、
点火駆動手段は、
スクイブに直列に接続されるスイッチング素子を含み、
通常時、該スイッチング素子には、当該スイッチング素子を導通状態に遷移させることが可能なレベルより低い電圧が供給されており、
駆動信号生成手段は、該スイッチング素子を導通状態に遷移させることが可能なレベルの電圧の該駆動信号を生成することを特徴とするエアバッグ装置。 - 前記駆動信号生成手段は、前記駆動信号を、昇圧して生成することを特徴とする請求項1記載のエアバッグ装置。
- 前記駆動信号生成手段は、前記機械的検出手段の遮断状態では並列に接続されて直流の電源電圧が充電され、該機械的検出手段の導通状態では直列に接続されて直流の電源電圧を昇圧し、昇圧した電圧を放電して前記点火駆動手段に前記駆動信号を与える少なくとも2つのコンデンサを含むことを特徴とする請求項2記載のエアバッグ装置。
- 前記駆動信号生成手段は、
一方の端子が前記直流の電源電圧の一方側に充電時順方向となるダイオードを介して接続され、他方の端子が該直流の電源電圧の他方側に第1の抵抗を介して接続される第1のコンデンサと、
一方の端子が該直流の電源電圧の一方側に第2の抵抗を介して接続され、他方の端子が該直流の電源電圧の他方側に接続される第2のコンデンサとを備え、
前記機械的検出手段は、前記導通状態で、第1のコンデンサと第1の抵抗との接続部と、第2のコンデンサと第2の抵抗との接続部とを導通させることを特徴とする請求項3記載のエアバッグ装置。 - 前記駆動信号生成手段では、
前記ダイオードと前記第1のコンデンサとの接続部と、前記点火駆動手段の前記駆動信号の入力部との間に、前記放電時に順方向となるように接続される第2のダイオードと、
該点火駆動手段の入力部と前記直流の電源電圧の前記他方側との間に接続される第3のコンデンサとを含むことを特徴とする請求項4記載のエアバッグ装置。 - 前記駆動信号生成手段は、前記機械的検出手段が非導通になるに従って前記第3のコンデンサに充電されている電荷を放電する放電手段を含むことを特徴とする請求項5記載のエアバッグ装置。
- 機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
電源からの給電によって充電されるコンデンサと、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、前記コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号が供給され、かつ、前記電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段とを備え、
前記スイッチング手段が作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置。 - 機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段と、
電源からの給電によって充電されるコンデンサと、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、前記コンデンサを放電させることによって駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段とを備え、
前記第1のスイッチング手段と前記第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置。 - 機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサの充電を行う第1の駆動信号生成手段と、
前記コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段と、
前記第1の駆動信号または第2の駆動信号が供給された状態で、かつ、前記電子的検出手段の検出結果に基づいて衝突状態にあると判断された場合に作動するスイッチング手段とを備え、
前記スイッチング手段が作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置。 - 機械的に加速度を検出する機械的検出手段と、電子的に加速度を検出する電子的検出手段との検出結果に基づいて、エアバッグを展開させるためのスクイブに通電を行うエアバッグ装置において、
前記電子的検出手段の検出結果に基づいて作動する第1のスイッチング手段と、
前記機械的検出手段が所定以上の加速度を検出した場合に、第1の駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号によってコンデンサの充電を行う第1の駆動信号生成手段と、
前記コンデンサを放電させることによって第2の駆動信号を生成する第2の駆動信号生成手段と、
前記第1の駆動信号または第2の駆動信号によって作動する第2のスイッチング手段とを備え、
前記第1のスイッチング手段と前記第2のスイッチング手段がともに作動状態にある場合に、前記スクイブへの通電を行うことを特徴とするエアバッグ装置。
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