JP2004284452A - エアバッグシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】高信頼性を維持しつつ、小型化等を図れるエアバッグシステムを提供する。
【解決手段】本発明のエアバッグシステムＳは、バッグ９１と、インフレータ９２と、スクイブ９３と、高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２とこれらを切替えるスイッチ駆動手段とを有する点火回路２と、加速度センサ等を有する第１挙動検出回路７１と、加速度センサ等を有する第２挙動検出回路７２と、点火回路２のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路６１と、点火回路２のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路６２とを備えてなるエアバッグシステムにおいて、前記第１衝突判定回路６１は、前記第１挙動検出回路６１からの検出信号を基準値と比較するコンパレータからなることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】本発明のエアバッグシステムＳは、バッグ９１と、インフレータ９２と、スクイブ９３と、高圧側スイッチ２１と低圧側スイッチ２２とこれらを切替えるスイッチ駆動手段とを有する点火回路２と、加速度センサ等を有する第１挙動検出回路７１と、加速度センサ等を有する第２挙動検出回路７２と、点火回路２のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路６１と、点火回路２のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路６２とを備えてなるエアバッグシステムにおいて、前記第１衝突判定回路６１は、前記第１挙動検出回路６１からの検出信号を基準値と比較するコンパレータからなることを特徴とする。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突判定回路の簡素化または低コスト化を図れるエアバッグシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグシステムは、緊急時にエアバッグが展開して乗員を保護するものであるが、不用意なエアバッグの展開は逆に乗員への危険を伴う。このような誤ったエアバッグの展開を防止するために、従来から、エアバッグの展開されるべき車両衝突時を複数系統（具体的には２系統）で判定していた。つまり、メイン系統と、その補償（フェールセイフ）であるサブ（セーフィング）系統の２系統で、衝突判定を行っていた。
【０００３】
このセーフィング系統には、センシングから点火回路のスイッチイングまでを機械的に行うものもあったが、最近では、軽量小型化の要請からメイン系統と同様にセーフィング系統も電気的に処理するものが多い。このようなエアバッグシステムの回路構成の一例を図９および図１０に示す。両方とも、メイン系統およびセーフィング系統が電気的に処理されるものであって、図９は両系統の衝突判定回路６１、６２が完全に独立しているものであり、図１０はそれらを共通化した衝突判定回路６１’としたものである。ここで、図９に示したエアバッグシステムＳの回路構成について簡単に説明しておく。このエアバッグシステムＳは、加速度センサ７１、７２から得られた検出信号を、衝突判定回路６１、６２のＡ／Ｄ変換器６１１、６２１でデジタル信号に変換し、これをマイコン６１２、６２２で処理して車両衝突の有無を判定する。車両衝突の場合は信号出力回路６１３、６２３から点火信号を出力して、点火回路２中の高圧側スイッチ２１および低圧側スイッチ２２をＯＮして、スクイブ８に点火電流を流してインフレータを点火させてバッグ９を展開させる。図１０についても図９と同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示したものの場合、衝突判定回路が両系統で独立であるため、信頼性は高いものの、その分、回路の占有面積が増えてエアバッグシステムの電子制御装置（ＥＣＵ）が大型化し、また低コスト化も図り難くなっている。
図１０に示したものの場合、両系統中の衝突判定回路を共通化しているため、その分、小型化や低コスト化を図り易いが、衝突判定回路を独立な２系統とした場合に比べて両系統が同時にフェールする可能性もあり、信頼性が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、信頼性が高く、小型化や低コスト化を従来以上に図り易い衝突判定回路を備えたエアバッグシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明はこの課題を解決すべく、衝突判定回路を２系統としつつも、その一方を簡素化することで、エアバッグシステムの信頼性を確保しつつ、その小型化や低コスト化を図ったものである。
（１）すなわち、本発明のエアバッグシステムは、ガスの充填により展開するバッグと、該ガスを発生させるインフレータと、該インフレータを点火させるスクイブと、該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路からの検出信号を基準値と比較するコンパレータからなることを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
本発明では、２系統ある衝突判定回路の一方を、従来のようなＡ／Ｄ変換器、マイコン等から構成せずに、コンパレータからなる簡素な回路とした。このコンパレータからなる第１衝突判定回路は、挙動検出回路からの検出信号を基準値と比較して、車両衝突の有無を判定するものである。
これにより、エアバッグシステム用の電子制御装置（ＥＣＵ）の小型化や低コスト化を従来以上に進めることが可能となった。また、このような簡素な回路構成を採用しても、衝突判定回路として独立した２系統が設けられていることにかわりないため、信頼性が低下することもない。
なお、一方の衝突判定回路をコンパレータで構成した場合、その衝突判定回路におけるチューニング等の自由度は小さくなるが、車両毎に異なる高度な衝突判定等は一方の衝突判定回路で行えれば足る。
【０００７】
これを具体的にいえば、前記第２衝突判定回路を、前記第２挙動検出回路以外から受信した前記車両の挙動に関する外部信号とこの第２挙動検出回路の検出信号とを併せて前記車両衝突の有無を判定するメイン衝突判定回路とし、前記第１衝突判定回路を、前記第１挙動検出回路以外からは外部信号を受信せずこのメイン衝突判定回路を補償するセーフィング衝突判定回路とすれば良い（請求項２）。
ところで、このようなコンパレータからなる第１衝突判定回路は、簡素な回路であることから、それ自体を独立して設けるまでもなく、例えば、前記点火回路や前記第１挙動検出回路に融合させることができる（請求項３）。
【０００８】
これにより、エアバッグシステムの回路構成は一層簡素化でき、小型化や低コスト化を図り易い。さらに、コンパレータを点火回路等に融合させることで、配線が不要になっったり短くなったりするため、雑音等の外乱の混入が抑止される。従って、エアバッグシステムの信頼性がより向上する。なお、本明細書でいう「融合」とは、異なる機能を有する回路を組合わせたり一体的に形成したりすることであり、それらの回路を必ずしも同一ＩＣ化する必要はない。勿論、前記点火回路のスイッチ駆動手段が駆動ＩＣから構成される場合、その第１衝突判定回路をこの駆動ＩＣ中に内蔵させると一層好ましいことは言うまでもない（請求項４）。
【０００９】
（２）上記発明では、２系統ある一方の衝突判定回路をコンパレータから構成することで、エアバッグシステムの小型化や低コスト化を達成したが、次のようにしても良い。
すなわち、本発明は、ガスの充填により展開するバッグと、該ガスを発生させるインフレータと、該インフレータを点火させるスクイブと、該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段から得られたデジタル信号に基づき前記車両衝突の有無を判定する判定演算手段と、該車両衝突時に該判定演算手段から出力された衝突信号により前記点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する信号出力手段とからなり、該Ａ／Ｄ変換手段、該判定演算手段および該信号出力手段は、前記点火回路に融合されていることを特徴とするエアバッグシステムとしても良い（請求項５）。
【００１０】
本発明の場合、第１衝突判定回路を、第２衝突判定回路とは独立な系統としつつも、点火回路に融合させたので、エアバッグシステムの信頼性を確保しつつ、ＥＣＵ等の小型化や低コスト化を図れる。また、第１衝突判定回路は、従来と同様のＡ／Ｄ変換手段、判定演算手段および信号出力手段を備えるので、この第１衝突判定回路においても、車両毎のチューニング等が可能となり、その分設計自由度も大きくなる。
特に、その第１衝突判定回路のＡ／Ｄ変換手段、判定演算手段および信号出力手段と前記点火回路のスイッチ駆動手段とは、同一の駆動ＩＣ中に組込まれてなると、一層、ＥＣＵの小型化、低コスト化を図れる（請求項６）。
【００１１】
この場合、車両毎の調整等の設計自由度は小さくなるが、第１衝突判定回路を前述のセーフィング衝突判定回路とし、第２衝突判定回路を前述のメイン衝突判定回路として、車両毎の高度な調整等はそのメイン衝突判定回路で行えば問題はない。
【００１２】
なお、特に限定しない限り、本明細書でいう「第１」または「第２」は、便宜上の区別を表しているに過ぎないことを断っておく。また、本明細書でいうスイッチには、通常のトランジタス（Ｔｒ）の他、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等がある。挙動センサは、例えば、加速度センサであるが、これに限らず車両衝突時の慣性力等によって機械的に可動するスイッチからなっても良い。そして、例えばこのスイッチのＯＮによって電気的な信号がコンパレータ等へ出力されるようになっていても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態であるエアバッグシステムＳについて以下説明する。
エアバッグシステムＳは、図１に示すように、車両衝突時等にガスが充填されて展開するバッグ９１と、このバッグ９１を展開させるためのガスを発生させるインフレータ９２と、このインフレータ９２に着火するスクイブ９３と、スクイブ９３へ点火電流を供給する点火回路２と、この点火回路２へ印加する高電圧を生成する昇圧回路４と、昇圧回路４の電源であるバッテリ１と、点火回路２および昇圧回路４を制御する制御回路６とからなる。
【００１４】
バッグ９１、インフレータ９２およびスクイブ９３は、例えば、自動車のハンドル９に内蔵されてなる。また、点火回路２、昇圧回路４および制御回路６は、エアバッグシステムＳ用ＥＣＵ内に組込まれている。昇圧回路４等は既に周知であるので、以下では本発明の特徴部分である点火回路２の一部とこの点火回路２の制御部分（制御回路６中の一部）とについて詳述する。
【００１５】
点火回路２は、基本的に、図２に示すように、スクイブ９３に流す点火電流の切替えを行うハイサイドスイッチ２１（高圧側スイッチ）とローサイドスイッチ２２（低圧側スイッチ）からなる。また、図示していないがそれらのスイッチを駆動させるためのスイッチ駆動回路（スイッチ駆動手段）をも備える。
制御回路６中で、点火回路２を駆動制御する部分は、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とである。
【００１６】
セーフィング衝突判定回路６１は、詳細を図示していないがコンパレータ、分圧抵抗、基準電圧等からなる。そして、加速度センサ（第１挙動センサ）からなる第１挙動検出回路７１のアナログ信号と前記基準電圧とをコンパレータで比較して、Ｌｏｗ／Ｈｉｇｈの電圧を出力する。この出力に応じて、点火回路２中のスイッチ駆動回路は、ハイサイドスイッチ２１をＯＮさせる。なお、このセーフィング衝突判定回路６１は、次のメイン衝突判定回路６２の補償（フェールセイフ）用である。
【００１７】
メイン衝突判定回路６２は、セーフィング衝突判定回路６１とは独立した系統で設けられ、Ａ／Ｄ変換器６２１、マイコン６２２および信号出力回路６２３とからなる。加速度センサからなる第２挙動検出回路７２より出力されたアナログ信号（検出信号）は、Ａ／Ｄ変換器６２１でデジタル信号に変換させ、マイコン６２２へ入力される。マイコン６２２は、このデジタル信号等に基づいて、バッグ９１を展開させるべきか否かを判定する。そして、バッグ９１を展開させるべき車両衝突と判定すると、信号出力回路６２３から点火回路２中のスイッチ駆動回路へ点火信号を送り、ローサイドスイッチ２２がＯＮさせる。
【００１８】
なお、図示していないが、この判定に際して、マイコン６２２は、第２挙動検出回路７２以外の（つまり、エアバッグシステムＳのＥＣＵ以外からの）外部信号をも考慮している。より高度で的確な判定を行うためである。また、このメイン衝突判定回路６２は、マイコン６２２内のプログラムに沿って車両衝突判定を行うため、そのプログラムを変更することで、容易に車両毎の設定変更もできる。
【００１９】
セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２によって、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２が共にＯＮされると、点火回路２のスクイブ９３に点火電流が流れて、インフレータ９２が着火してバッグ９１が展開する。
【００２０】
（第２実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第２実施形態を図３に示す。第１実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とをＥＣＵ内にそれぞれ単独に設けた。第２実施形態では、このセーフィング衝突判定回路６１を点火回路２内に組入れたものである。セーフィング衝突判定回路６１は、コンパレータ等の簡素な回路からなるため、点火回路２中に組入れることは容易である。また、このようにすることで、セーフィング衝突判定回路６１から点火回路２に至る通信路上で、雑音等の混入する機会が激減し、エアバッグシステムＳの信頼性が一層高まる。さらに、点火回路２内のスイッチ駆動回路とセーフィング衝突判定回路６１とを同一の駆動ＩＣ中に組込めば、ＥＣＵの小型化や低コスト化を一層図ることができる。
なお、図３中では、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２１】
（第３実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第３実施形態を図４に示す。この第３実施形態では、第２実施形態とは逆に、このセーフィング衝突判定回路６１を第１挙動検出回路７１と一体化したものである。この場合も、セーフィング衝突判定回路６１は、コンパレータ等の簡素な回路からなるため、第１挙動検出回路７１中に組入れることは容易である。また、このようにすることで、第１挙動検出回路７１からセーフィング衝突判定回路６１に至る通信路上で、雑音等の混入する機会が激減し、エアバッグシステムＳの信頼性が一層高まる。
なお、図４中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２２】
（第４実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第４実施形態を図５に示す。第４実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２と、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２との対応関係を逆にしたものである。
【００２３】
点火回路２等が短絡（ショート）によってフェールする場合、天絡よりも地絡の方が生じる可能性が高い。一方、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とでは、一般的にセーフィング衝突判定回路６１の方がメイン衝突判定回路６２よりも低い衝撃にて判定条件が成立するように設計されている。そこで、図５のように、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２とハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２との対応関係を交差させることで、地絡の場合において、バッグ９１の不要な展開を抑止することができる。
なお、図５中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２４】
（第５実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第５実施形態を図６に示す。第１実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２と、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２とを、それぞれ１対１で対応関係付けていた。これに対し、第５実施形態では、点火回路２のスイッチ駆動回路中にＡＮＤ回路２３、２４を介在させて、その直接的な対応関係を解消したものである。この場合、図６からも明らかなように、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２が同時にＨｉｇｈ出力でないと、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２はいずれもＯＮされず、バッグ９１は展開されない。
【００２５】
この第５実施形態を第１実施形態と比較すると、各回路が正常状態である限り、エアバッグシステムＳとしての動作に変りはない。しかし、仮に、ローサイドスイッチ２２がフェールして地絡している状態を考えれば、第１実施形態の場合では、第２挙動検出回路７２やメイン衝突判定回路６２の出力には関係なく、バッグ９１の展開が第１挙動検出回路７１およびセーフィング衝突判定回路６１の出力によって決定されてしまう。これに対し、第５実施形態の場合、このようなときであっても、バッグ９１の展開に直結するハイサイドスイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦに、第１挙動検出回路７１、セーフィング衝突判定回路６１、第２挙動検出回路７２およびメイン衝突判定回路６２の出力が反映される。従って、エアバッグシステムＳの信頼性がより向上する。
なお、図６中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２６】
（第６実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第６実施形態を図７に示す。
第６実施形態は、セーフィング衝突判定回路６１をメイン衝突判定回路６２と同様に、Ａ／Ｄ変換器６１１（Ａ／Ｄ変換手段）、マイコン６１２（判定演算手段）および信号出力回路６１３（信号出力手段）とで構成した。本実施形態でも、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とは別系統となっているが、さらに、本実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１を点火回路２に一体化した。これにより、セーフィング衝突判定回路６１におけるチューニング自由度をメイン衝突判定回路６２の自由度と同等にすることが可能となる。
【００２７】
さらに、点火回路２のスイッチ駆動回路と、上記Ａ／Ｄ変換器６１１、マイコン６１２および信号出力回路６１３とを同一の駆動ＩＣ中に内蔵させることで、通信経路途中における雑音等の混入が抑止され、エアバッグシステムＳの信頼性がさらに向上する。
なお、図７中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２８】
（第７実施形態）
上記の各実施形態では、加速度センサを使用した挙動検出回路７１、７２を示した。この場合、車両の挙動（加速度）に応じて、電気信号（電圧）が随時コンパレータ等へ出力される。
【００２９】
しかし、挙動検出回路は、本来、バッグ９１を展開すべき衝突が生じたか否かを検出できれば十分である。このため、挙動検出回路は、そのようなときのみにコンパレータ等へ信号が出力されるものとすることもできる。このような挙動検出回路７３の概略を図８に示した。この挙動検出回路７３は、車両の加速度が設定値を超えるとＯＮする機械的スイッチ７３ａと、この機械的スイッチ７３ａの一端側に直列に接続された抵抗７３ｂと、この機械的スイッチ７３ａの他端側に接続された電源７３ｃとからなる。そして、抵抗７３ｂの上端側が、例えば、セーフィング衝突判定回路６１に接続されている。そして、機械的スイッチ７３ａがＯＮすると、抵抗７３ｂの端子電圧がセーフィング衝突判定回路６１に出力される。
【００３０】
前述した挙動検出回路７１、７２の全部または一部をこの挙動検出回路７３で置換しても良い。例えば、セーフィング衝突判定回路６１の方を挙動検出回路７３とし、メイン衝突判定回路６２の方を挙動検出回路７２としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアバッグシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の主要部の回路図である。
【図３】第２実施形態の主要部の回路図である。
【図４】第３実施形態の主要部の回路図である。
【図５】第４実施形態の主要部の回路図である。
【図６】第５実施形態の主要部の回路図である。
【図７】第６実施形態の主要部の回路図である。
【図８】第７実施形態の主要部の回路図である。
【図９】従来のエアバッグシステムの部分回路図である。
【図１０】従来のエアバッグシステムの部分回路図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ 点火回路
２１ ハイサイドスイッチ（高圧側スイッチ）
２２ ローサイドスイッチ（低圧側スイッチ）
４ 昇圧回路
６ 制御回路
６１ セーフィング衝突判定回路
６２ メイン衝突判定回路
７１ 第１挙動検出回路
７２ 第２挙動検出回路
Ｓ エアバッグシステム
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突判定回路の簡素化または低コスト化を図れるエアバッグシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグシステムは、緊急時にエアバッグが展開して乗員を保護するものであるが、不用意なエアバッグの展開は逆に乗員への危険を伴う。このような誤ったエアバッグの展開を防止するために、従来から、エアバッグの展開されるべき車両衝突時を複数系統（具体的には２系統）で判定していた。つまり、メイン系統と、その補償（フェールセイフ）であるサブ（セーフィング）系統の２系統で、衝突判定を行っていた。
【０００３】
このセーフィング系統には、センシングから点火回路のスイッチイングまでを機械的に行うものもあったが、最近では、軽量小型化の要請からメイン系統と同様にセーフィング系統も電気的に処理するものが多い。このようなエアバッグシステムの回路構成の一例を図９および図１０に示す。両方とも、メイン系統およびセーフィング系統が電気的に処理されるものであって、図９は両系統の衝突判定回路６１、６２が完全に独立しているものであり、図１０はそれらを共通化した衝突判定回路６１’としたものである。ここで、図９に示したエアバッグシステムＳの回路構成について簡単に説明しておく。このエアバッグシステムＳは、加速度センサ７１、７２から得られた検出信号を、衝突判定回路６１、６２のＡ／Ｄ変換器６１１、６２１でデジタル信号に変換し、これをマイコン６１２、６２２で処理して車両衝突の有無を判定する。車両衝突の場合は信号出力回路６１３、６２３から点火信号を出力して、点火回路２中の高圧側スイッチ２１および低圧側スイッチ２２をＯＮして、スクイブ８に点火電流を流してインフレータを点火させてバッグ９を展開させる。図１０についても図９と同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示したものの場合、衝突判定回路が両系統で独立であるため、信頼性は高いものの、その分、回路の占有面積が増えてエアバッグシステムの電子制御装置（ＥＣＵ）が大型化し、また低コスト化も図り難くなっている。
図１０に示したものの場合、両系統中の衝突判定回路を共通化しているため、その分、小型化や低コスト化を図り易いが、衝突判定回路を独立な２系統とした場合に比べて両系統が同時にフェールする可能性もあり、信頼性が低下する。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、信頼性が高く、小型化や低コスト化を従来以上に図り易い衝突判定回路を備えたエアバッグシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明はこの課題を解決すべく、衝突判定回路を２系統としつつも、その一方を簡素化することで、エアバッグシステムの信頼性を確保しつつ、その小型化や低コスト化を図ったものである。
（１）すなわち、本発明のエアバッグシステムは、ガスの充填により展開するバッグと、該ガスを発生させるインフレータと、該インフレータを点火させるスクイブと、該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路からの検出信号を基準値と比較するコンパレータからなることを特徴とする（請求項１）。
【０００６】
本発明では、２系統ある衝突判定回路の一方を、従来のようなＡ／Ｄ変換器、マイコン等から構成せずに、コンパレータからなる簡素な回路とした。このコンパレータからなる第１衝突判定回路は、挙動検出回路からの検出信号を基準値と比較して、車両衝突の有無を判定するものである。
これにより、エアバッグシステム用の電子制御装置（ＥＣＵ）の小型化や低コスト化を従来以上に進めることが可能となった。また、このような簡素な回路構成を採用しても、衝突判定回路として独立した２系統が設けられていることにかわりないため、信頼性が低下することもない。
なお、一方の衝突判定回路をコンパレータで構成した場合、その衝突判定回路におけるチューニング等の自由度は小さくなるが、車両毎に異なる高度な衝突判定等は一方の衝突判定回路で行えれば足る。
【０００７】
これを具体的にいえば、前記第２衝突判定回路を、前記第２挙動検出回路以外から受信した前記車両の挙動に関する外部信号とこの第２挙動検出回路の検出信号とを併せて前記車両衝突の有無を判定するメイン衝突判定回路とし、前記第１衝突判定回路を、前記第１挙動検出回路以外からは外部信号を受信せずこのメイン衝突判定回路を補償するセーフィング衝突判定回路とすれば良い（請求項２）。
ところで、このようなコンパレータからなる第１衝突判定回路は、簡素な回路であることから、それ自体を独立して設けるまでもなく、例えば、前記点火回路や前記第１挙動検出回路に融合させることができる（請求項３）。
【０００８】
これにより、エアバッグシステムの回路構成は一層簡素化でき、小型化や低コスト化を図り易い。さらに、コンパレータを点火回路等に融合させることで、配線が不要になっったり短くなったりするため、雑音等の外乱の混入が抑止される。従って、エアバッグシステムの信頼性がより向上する。なお、本明細書でいう「融合」とは、異なる機能を有する回路を組合わせたり一体的に形成したりすることであり、それらの回路を必ずしも同一ＩＣ化する必要はない。勿論、前記点火回路のスイッチ駆動手段が駆動ＩＣから構成される場合、その第１衝突判定回路をこの駆動ＩＣ中に内蔵させると一層好ましいことは言うまでもない（請求項４）。
【０００９】
（２）上記発明では、２系統ある一方の衝突判定回路をコンパレータから構成することで、エアバッグシステムの小型化や低コスト化を達成したが、次のようにしても良い。
すなわち、本発明は、ガスの充填により展開するバッグと、該ガスを発生させるインフレータと、該インフレータを点火させるスクイブと、該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段から得られたデジタル信号に基づき前記車両衝突の有無を判定する判定演算手段と、該車両衝突時に該判定演算手段から出力された衝突信号により前記点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する信号出力手段とからなり、該Ａ／Ｄ変換手段、該判定演算手段および該信号出力手段は、前記点火回路に融合されていることを特徴とするエアバッグシステムとしても良い（請求項５）。
【００１０】
本発明の場合、第１衝突判定回路を、第２衝突判定回路とは独立な系統としつつも、点火回路に融合させたので、エアバッグシステムの信頼性を確保しつつ、ＥＣＵ等の小型化や低コスト化を図れる。また、第１衝突判定回路は、従来と同様のＡ／Ｄ変換手段、判定演算手段および信号出力手段を備えるので、この第１衝突判定回路においても、車両毎のチューニング等が可能となり、その分設計自由度も大きくなる。
特に、その第１衝突判定回路のＡ／Ｄ変換手段、判定演算手段および信号出力手段と前記点火回路のスイッチ駆動手段とは、同一の駆動ＩＣ中に組込まれてなると、一層、ＥＣＵの小型化、低コスト化を図れる（請求項６）。
【００１１】
この場合、車両毎の調整等の設計自由度は小さくなるが、第１衝突判定回路を前述のセーフィング衝突判定回路とし、第２衝突判定回路を前述のメイン衝突判定回路として、車両毎の高度な調整等はそのメイン衝突判定回路で行えば問題はない。
【００１２】
なお、特に限定しない限り、本明細書でいう「第１」または「第２」は、便宜上の区別を表しているに過ぎないことを断っておく。また、本明細書でいうスイッチには、通常のトランジタス（Ｔｒ）の他、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等がある。挙動センサは、例えば、加速度センサであるが、これに限らず車両衝突時の慣性力等によって機械的に可動するスイッチからなっても良い。そして、例えばこのスイッチのＯＮによって電気的な信号がコンパレータ等へ出力されるようになっていても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態であるエアバッグシステムＳについて以下説明する。
エアバッグシステムＳは、図１に示すように、車両衝突時等にガスが充填されて展開するバッグ９１と、このバッグ９１を展開させるためのガスを発生させるインフレータ９２と、このインフレータ９２に着火するスクイブ９３と、スクイブ９３へ点火電流を供給する点火回路２と、この点火回路２へ印加する高電圧を生成する昇圧回路４と、昇圧回路４の電源であるバッテリ１と、点火回路２および昇圧回路４を制御する制御回路６とからなる。
【００１４】
バッグ９１、インフレータ９２およびスクイブ９３は、例えば、自動車のハンドル９に内蔵されてなる。また、点火回路２、昇圧回路４および制御回路６は、エアバッグシステムＳ用ＥＣＵ内に組込まれている。昇圧回路４等は既に周知であるので、以下では本発明の特徴部分である点火回路２の一部とこの点火回路２の制御部分（制御回路６中の一部）とについて詳述する。
【００１５】
点火回路２は、基本的に、図２に示すように、スクイブ９３に流す点火電流の切替えを行うハイサイドスイッチ２１（高圧側スイッチ）とローサイドスイッチ２２（低圧側スイッチ）からなる。また、図示していないがそれらのスイッチを駆動させるためのスイッチ駆動回路（スイッチ駆動手段）をも備える。
制御回路６中で、点火回路２を駆動制御する部分は、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とである。
【００１６】
セーフィング衝突判定回路６１は、詳細を図示していないがコンパレータ、分圧抵抗、基準電圧等からなる。そして、加速度センサ（第１挙動センサ）からなる第１挙動検出回路７１のアナログ信号と前記基準電圧とをコンパレータで比較して、Ｌｏｗ／Ｈｉｇｈの電圧を出力する。この出力に応じて、点火回路２中のスイッチ駆動回路は、ハイサイドスイッチ２１をＯＮさせる。なお、このセーフィング衝突判定回路６１は、次のメイン衝突判定回路６２の補償（フェールセイフ）用である。
【００１７】
メイン衝突判定回路６２は、セーフィング衝突判定回路６１とは独立した系統で設けられ、Ａ／Ｄ変換器６２１、マイコン６２２および信号出力回路６２３とからなる。加速度センサからなる第２挙動検出回路７２より出力されたアナログ信号（検出信号）は、Ａ／Ｄ変換器６２１でデジタル信号に変換させ、マイコン６２２へ入力される。マイコン６２２は、このデジタル信号等に基づいて、バッグ９１を展開させるべきか否かを判定する。そして、バッグ９１を展開させるべき車両衝突と判定すると、信号出力回路６２３から点火回路２中のスイッチ駆動回路へ点火信号を送り、ローサイドスイッチ２２がＯＮさせる。
【００１８】
なお、図示していないが、この判定に際して、マイコン６２２は、第２挙動検出回路７２以外の（つまり、エアバッグシステムＳのＥＣＵ以外からの）外部信号をも考慮している。より高度で的確な判定を行うためである。また、このメイン衝突判定回路６２は、マイコン６２２内のプログラムに沿って車両衝突判定を行うため、そのプログラムを変更することで、容易に車両毎の設定変更もできる。
【００１９】
セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２によって、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２が共にＯＮされると、点火回路２のスクイブ９３に点火電流が流れて、インフレータ９２が着火してバッグ９１が展開する。
【００２０】
（第２実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第２実施形態を図３に示す。第１実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とをＥＣＵ内にそれぞれ単独に設けた。第２実施形態では、このセーフィング衝突判定回路６１を点火回路２内に組入れたものである。セーフィング衝突判定回路６１は、コンパレータ等の簡素な回路からなるため、点火回路２中に組入れることは容易である。また、このようにすることで、セーフィング衝突判定回路６１から点火回路２に至る通信路上で、雑音等の混入する機会が激減し、エアバッグシステムＳの信頼性が一層高まる。さらに、点火回路２内のスイッチ駆動回路とセーフィング衝突判定回路６１とを同一の駆動ＩＣ中に組込めば、ＥＣＵの小型化や低コスト化を一層図ることができる。
なお、図３中では、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２１】
（第３実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第３実施形態を図４に示す。この第３実施形態では、第２実施形態とは逆に、このセーフィング衝突判定回路６１を第１挙動検出回路７１と一体化したものである。この場合も、セーフィング衝突判定回路６１は、コンパレータ等の簡素な回路からなるため、第１挙動検出回路７１中に組入れることは容易である。また、このようにすることで、第１挙動検出回路７１からセーフィング衝突判定回路６１に至る通信路上で、雑音等の混入する機会が激減し、エアバッグシステムＳの信頼性が一層高まる。
なお、図４中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２２】
（第４実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第４実施形態を図５に示す。第４実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２と、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２との対応関係を逆にしたものである。
【００２３】
点火回路２等が短絡（ショート）によってフェールする場合、天絡よりも地絡の方が生じる可能性が高い。一方、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とでは、一般的にセーフィング衝突判定回路６１の方がメイン衝突判定回路６２よりも低い衝撃にて判定条件が成立するように設計されている。そこで、図５のように、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２とハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２との対応関係を交差させることで、地絡の場合において、バッグ９１の不要な展開を抑止することができる。
なお、図５中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２４】
（第５実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第５実施形態を図６に示す。第１実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２と、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２とを、それぞれ１対１で対応関係付けていた。これに対し、第５実施形態では、点火回路２のスイッチ駆動回路中にＡＮＤ回路２３、２４を介在させて、その直接的な対応関係を解消したものである。この場合、図６からも明らかなように、セーフィング衝突判定回路６１およびメイン衝突判定回路６２が同時にＨｉｇｈ出力でないと、ハイサイドスイッチ２１およびローサイドスイッチ２２はいずれもＯＮされず、バッグ９１は展開されない。
【００２５】
この第５実施形態を第１実施形態と比較すると、各回路が正常状態である限り、エアバッグシステムＳとしての動作に変りはない。しかし、仮に、ローサイドスイッチ２２がフェールして地絡している状態を考えれば、第１実施形態の場合では、第２挙動検出回路７２やメイン衝突判定回路６２の出力には関係なく、バッグ９１の展開が第１挙動検出回路７１およびセーフィング衝突判定回路６１の出力によって決定されてしまう。これに対し、第５実施形態の場合、このようなときであっても、バッグ９１の展開に直結するハイサイドスイッチ２１のＯＮ／ＯＦＦに、第１挙動検出回路７１、セーフィング衝突判定回路６１、第２挙動検出回路７２およびメイン衝突判定回路６２の出力が反映される。従って、エアバッグシステムＳの信頼性がより向上する。
なお、図６中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２６】
（第６実施形態）
上記第１実施形態の一部を変更した第６実施形態を図７に示す。
第６実施形態は、セーフィング衝突判定回路６１をメイン衝突判定回路６２と同様に、Ａ／Ｄ変換器６１１（Ａ／Ｄ変換手段）、マイコン６１２（判定演算手段）および信号出力回路６１３（信号出力手段）とで構成した。本実施形態でも、セーフィング衝突判定回路６１とメイン衝突判定回路６２とは別系統となっているが、さらに、本実施形態では、セーフィング衝突判定回路６１を点火回路２に一体化した。これにより、セーフィング衝突判定回路６１におけるチューニング自由度をメイン衝突判定回路６２の自由度と同等にすることが可能となる。
【００２７】
さらに、点火回路２のスイッチ駆動回路と、上記Ａ／Ｄ変換器６１１、マイコン６１２および信号出力回路６１３とを同一の駆動ＩＣ中に内蔵させることで、通信経路途中における雑音等の混入が抑止され、エアバッグシステムＳの信頼性がさらに向上する。
なお、図７中でも、第１実施形態と同様の回路構成については同じ符号を付して示した。
【００２８】
（第７実施形態）
上記の各実施形態では、加速度センサを使用した挙動検出回路７１、７２を示した。この場合、車両の挙動（加速度）に応じて、電気信号（電圧）が随時コンパレータ等へ出力される。
【００２９】
しかし、挙動検出回路は、本来、バッグ９１を展開すべき衝突が生じたか否かを検出できれば十分である。このため、挙動検出回路は、そのようなときのみにコンパレータ等へ信号が出力されるものとすることもできる。このような挙動検出回路７３の概略を図８に示した。この挙動検出回路７３は、車両の加速度が設定値を超えるとＯＮする機械的スイッチ７３ａと、この機械的スイッチ７３ａの一端側に直列に接続された抵抗７３ｂと、この機械的スイッチ７３ａの他端側に接続された電源７３ｃとからなる。そして、抵抗７３ｂの上端側が、例えば、セーフィング衝突判定回路６１に接続されている。そして、機械的スイッチ７３ａがＯＮすると、抵抗７３ｂの端子電圧がセーフィング衝突判定回路６１に出力される。
【００３０】
前述した挙動検出回路７１、７２の全部または一部をこの挙動検出回路７３で置換しても良い。例えば、セーフィング衝突判定回路６１の方を挙動検出回路７３とし、メイン衝突判定回路６２の方を挙動検出回路７２としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアバッグシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の主要部の回路図である。
【図３】第２実施形態の主要部の回路図である。
【図４】第３実施形態の主要部の回路図である。
【図５】第４実施形態の主要部の回路図である。
【図６】第５実施形態の主要部の回路図である。
【図７】第６実施形態の主要部の回路図である。
【図８】第７実施形態の主要部の回路図である。
【図９】従来のエアバッグシステムの部分回路図である。
【図１０】従来のエアバッグシステムの部分回路図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ 点火回路
２１ ハイサイドスイッチ（高圧側スイッチ）
２２ ローサイドスイッチ（低圧側スイッチ）
４ 昇圧回路
６ 制御回路
６１ セーフィング衝突判定回路
６２ メイン衝突判定回路
７１ 第１挙動検出回路
７２ 第２挙動検出回路
Ｓ エアバッグシステム
Claims (6)
- ガスの充填により展開するバッグと、
該ガスを発生させるインフレータと、
該インフレータを点火させるスクイブと、
該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、
車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、
車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、
該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、
第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、
前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路からの検出信号を基準値と比較するコンパレータからなることを特徴とするエアバッグシステム。 - 前記第２衝突判定回路は、前記第２挙動検出回路以外から受信した前記車両の挙動に関する外部信号と該第２挙動検出回路の検出信号とを併せて前記車両衝突の有無を判定するメイン衝突判定回路であり、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路以外からは外部信号を受信せず該メイン衝突判定回路を補償するセーフィング衝突判定回路である請求項１に記載のエアバッグシステム。 - 前記第１衝突判定回路は、前記点火回路または前記第１挙動検出回路に融合している請求項１または２に記載のエアバッグシステム。
- 前記点火回路のスイッチ駆動手段は、駆動ＩＣから構成され、
前記第１衝突判定回路は、該駆動ＩＣ中に内蔵されている請求項３に記載のエアバッグシステム。 - ガスの充填により展開するバッグと、
該ガスを発生させるインフレータと、
該インフレータを点火させるスクイブと、
該スクイブに点火電流を流すか否かを、該スクイブの高電圧側で切替える高圧側スイッチと該スクイブの低電圧側で切替える低圧側スイッチとを有すると共に該高圧側スイッチおよび該低圧側スイッチを個別にまたは一緒に切替えるスイッチ駆動手段を有する点火回路と、
車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第１挙動センサを有する第１挙動検出回路と、
車両の挙動に応じた電気的な検出信号を出力する第２挙動センサを有する第２挙動検出回路と、
該第１挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第１衝突判定回路と、
第１衝突判定回路とは別系統で設けられ、該第２挙動検出回路からの検出信号に基づいて車両衝突の有無を判定し該車両衝突時に該点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する第２衝突判定回路とを備えてなり、
前記車両衝突時に前記バッグを展開させるエアバッグシステムにおいて、
前記第１衝突判定回路は、前記第１挙動検出回路から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段から得られたデジタル信号に基づき前記車両衝突の有無を判定する判定演算手段と、該車両衝突時に該判定演算手段から出力された衝突信号により前記点火回路のスイッチ駆動手段に点火信号を出力する信号出力手段とからなり、
該Ａ／Ｄ変換手段、該判定演算手段および該信号出力手段は、前記点火回路に融合されていることを特徴とするエアバッグシステム。 - 前記第１衝突判定回路のＡ／Ｄ変換手段、判定演算手段および信号出力手段と前記点火回路のスイッチ駆動手段とは、同一の駆動ＩＣ中に組込まれてなる請求項５に記載のエアバッグシステム。
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