JP2005223988A

JP2005223988A - スクイブの充電方法

Info

Publication number: JP2005223988A
Application number: JP2004028090A
Authority: JP
Inventors: Etsuya Miyake; 越也三宅; Hiromi Aida; 弘巳相田; Kazuyoshi Saito; 和敬斎藤; Junichi Nishimura; 純一西村; Kazuo Matsuda; 一男松田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: EP1561648B1; US20050252404A1; JP4121968B2; DE602005000177T2; DE602005000177D1; US7352556B2; EP1561648A1

Abstract

【課題】スクイブ数の増減によらず、蓄電デバイスへの初期充電電流量を一定とすることができ、信頼性を高めることができるスクイブの充電方法を提供する。
【解決手段】点火制御装置１７に共通のバス１９を介して複数個のスクイブ１が接続され、前記点火制御装置１７から供給される電気エネルギーおよび電気信号によって選択的に作動可能な各スクイブ１に内蔵または付属される各蓄電デバイス１３に充電を行うスクイブの充電方法である。各蓄電デバイス１３の充電開始時に、各蓄電デバイス１３毎に点火制御装置１７から充電のための電力供給を連続的に行うことにより、全ての蓄電デバイス１３への充電を完了させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、点火制御装置に共通のバスを介して複数個が接続され、点火制御装置から供給される電気エネルギーおよび電気信号によって選択的に作動可能なスクイブに内蔵または付属される蓄電デバイスに充電を行うスクイブの充電方法に関するものである。

エアバック装置に代表される衝突時に使用される乗員拘束装置には、高圧ガスとして主に乗員拘束装置に内蔵される推薬の燃焼により生じるガスが用いられる。また、推薬に点火する役割を担う点火素子も、推薬と共に乗員拘束装置に内蔵されている。
各点火素子とこれを制御する点火制御装置とはハーネスを介して１対１で接続されている。しかし、自動車に搭載される推薬を用いる乗員拘束装置の数の増加により点火素子の数も増大してしまい、乗員拘束装置の増加に伴ってハーネス数や点火制御装置の作り替えが必要になるという不具合が生じうる。

これに対し、点火素子と点火素子を作動させる点火回路と点火制御装置と通信を行う場合に必要な通信回路を内蔵したスクイブを点火制御装置から伸びる共通のバスに複数接続し、点火制御装置から全てのスクイブに電力を供給するとともに、点火制御装置が所定のスクイブのみに電気信号を供給して点火素子を発火させる技術が提案されている（特許文献１および２参照）。
また、スクイブがバスに接続されて点火制御装置と通信を行う場合に必要な、通信回路と点火素子を作動させる点火回路を備えたスクイブが提案されている（特許文献２参照）。
さらに通信回路と点火回路、点火素子を一つのＩＣに収めたものを、外部形状を従来通りのスクイブに内蔵することで、既存の乗員拘束装置を変更を加えることなくバスに接続可能にする技術が検討されつつある。

さらに、特許文献２に準じる通信回路、点火回路が付属したスクイブのように、電力とデータ信号を伝送するバスに接続するための回路が内蔵または付属するスクイブにおいて、点火素子を発熱させスクイブを点火させるエネルギー源として、コンデンサ等の蓄電デバイスにバスを通して点火制御装置から得た電力を蓄積する手法が提案されている。このようにすると、蓄電デバイスに十分な電力が蓄積された状態のときに、バスから蓄電デバイスに供給すべき電力を、自然放電等で失われた電荷の補充に必要な程度に抑えることができる。
特開平１０−１５４９９２号公報特開２０００−２４１０９８号公報

しかしながら、バスに接続されるスクイブの数が多い場合には、これに内蔵または付属される点火エネルギー供給用の蓄電デバイスも前記スクイブの数に比して多くなるが、通常時にバスから補充される電力は少量である。このため、点火制御装置の動作開始後は、衝突に備えて短時間で充電を終えることができるように、専用の充電手法を設けておき、予めある程度の電荷を各蓄電デバイスに充電しておく必要がある。しかし、複数のスクイブをバスに接続した状況で、各蓄電デバイスが充電電流をバスから同時に引き込んで充電を行う構成にすると、バス自体や電流を供給する点火制御装置に過大な突入電流により故障が生じる可能性がある。従って、これを防止するために、新たな電流制限素子や回路を導入せざるを得ず、部品点数が増大するとともにコスト高になるという問題がある。

また、充電開始時の総突入電流を抑えるために、点火制御装置または各スクイブ側で抵抗により電流制限を行う構成とすると、その後に個々のスクイブに大きな（各スクイブの全てが同時に引き込めば問題が生じる程度の）電流を引き込むことができなくなる。その対策として、初期の充電時のみ高い抵抗値で電流制限を行うという手法も考えられるが、このような手法を用いても蓄電デバイスの総数（総容量）の増減により、点火制御装置がバスに供給する初期の充電電流量を変更せざるを得ない場合も生じ得る。このような場合、点火制御装置の回路変更を必要としない、というバス化の利点が損なわれてしまうという問題がある。

一方、蓄電デバイスがスクイブにおける点火エネルギー供給源としての役割を果たす上で、その初期充電が完了したこと、容量が必要十分であることを何らかの手段で診断することが欠かせない。これに対して、バスに接続された各スクイブに内蔵、または付属される個々の蓄電デバイスに診断回路を設ける構成とすることが考えられる。しかしながら、点火制御装置が診断結果を最終的に把握できることが重要かつ必要である。このため、個々の診断自体に複雑な回路や手法を必要としない場合にも、通信によって診断結果を点火制御装置に電送するための回路や通信プロトコルが必要となり、通信仕様やコストの増大を招いてしまうという問題がある。
本発明は、スクイブ数の増減によらず、蓄電デバイスへの初期充電電流量を一定とすることができ、信頼性を高めることができるスクイブの充電方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、点火制御装置（例えば、実施の形態における点火制御装置１７）に共通のバス（例えば、実施の形態におけるバス１９）を介して複数個のスクイブ（例えば、実施の形態におけるスクイブ１）が接続され、前記点火制御装置（例えば、実施の形態における点火制御装置１７）から供給される電気エネルギーおよび電気信号によって選択的に作動可能な各スクイブに内蔵または付属される各蓄電デバイス（例えば、実施の形態におけるコンデンサ１３）に充電を行うスクイブの充電方法であって、前記各蓄電デバイスの充電時において、各蓄電デバイス毎に点火制御装置からの充電開始の指示、充電停止の指示、および充電のための電力供給を連続的に行うことにより、全ての蓄電デバイスへの充電を完了させることを特徴とする。

この発明によれば、蓄電デバイスに内蔵または付属されるスクイブ数の増減によらず、蓄電デバイスへの初期充電電流量を一定とすることができ、初期充電電流が突入電流として作用することを防止するための安全設計を容易に行うことができる。また、スクイブの数の増減に関わらず、点火制御装置において電流制限回路の仕様変更を行う必要が無くなる結果、バス化による本来のメリットを引き出すことができ、無用な仕様増加によるコストの増大を抑えることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のものであって、前記点火制御装置が各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路へ、充電開始を意味する電気信号を前記バスを介して伝送することにより、前記スクイブの前記蓄電デバイスに前記バスから電流を引き込む経路が構成され、前記点火制御装置より供給される電力により前記蓄電デバイスの初期充電が開始されることを特徴とする。
この発明によれば、充電開始を検知するときに、急速充電が可能な経路が形成されるので、迅速かつ確実に充電を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記点火制御装置が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知してそのスクイブへの電力供給を終了し、該充電完了に要した時間を求め、前記蓄電デバイスの時定数を用いて前記充電時間から容量を算出することで、前記点火制御装置が各蓄電デバイスの容量を判断することを特徴とする。
この発明によれば、各蓄電デバイスの容量を精度よく判定することができ、通信仕様やコストの増大を招くことなく、点火制御装置が診断結果を最終的に把握することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知して点火制御装置に通知し、該充電完了に要した時間を求め、前記蓄電デバイスの時定数を用いて前記充電時間から容量を算出することで、前記各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路が各蓄電デバイスの容量を判断することを特徴とする。
この発明によれば、各蓄電デバイスの容量を精度よく判定することができ、通信仕様やコストの増大を招くことなく、点火制御装置が診断結果を最終的に把握することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のものであって、前記各蓄電デバイスの充電終了を意味する各電気信号が前記バスを介して前記点火制御装置に伝送されることにより、各蓄電デバイスの充電の完了を前記点火制御装置に検知させるとともに、前記点火制御装置が各蓄電デバイスの充電完了を検知したときに、前記バスから前記充電の完了が検知された蓄電デバイスに電流を引き込む経路が閉塞されることにより初期充電を終了させて、前記バスからの補充充電に移行することを特徴とする。

この発明によれば、点火制御装置が個々の蓄電デバイスについてその容量診断を直接行うことができるため、蓄電デバイス側に容量診断回路を設けることや通信による診断結果の伝送必要性の発生などによるコストを不要とすることができる。また、容量診断に併せて、ショート故障の診断も行うことができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のものであって、前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記点火制御装置が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知したときに、前記バスから前記充電の完了が検知された蓄電デバイスに電流を引き込む経路が閉塞されることにより初期充電を終了させて、前記バスからの補充充電に移行することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、スクイブ数の増減によらず、蓄電デバイスへの初期充電電流量を一定とすることができ、初期充電電流が突入電流として作用することを防止するための安全設計を容易に行うことができる。また、バス化による本来のメリットを引き出すことができ、無用な仕様増加によるコストの増大を抑えることができる。

また、請求項２に係る発明によれば、充電開始を検知するときに、急速充電が可能な経路が形成されるので、迅速かつ確実に充電を行うことが可能となる。
また、請求項３、請求項４に係る発明によれば、各蓄電デバイスの容量を精度よく判定することができ、通信仕様やコストの増大を招くことなく、点火制御装置が診断結果を最終的に把握することができる。

また、請求項５、請求項６に係る発明によれば、蓄電デバイス側に容量診断回路を設けることや通信による診断結果の伝送必要性の発生などによるコストを不要とすることができる。また、容量診断に併せて、ショート故障の診断も行うことができる。

本発明の実施の形態におけるスクイブについて図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態におけるエアバック装置が有するスクイブの展開制御系の模式図である。
図１に示すように、点火制御装置１７と、複数のスクイブ１…１とは、バス１９を介して接続されている。点火制御装置１７は、車両に加わった衝撃から乗員を保護する乗員保護装置の中心をなす制御装置である。各スクイブ１は、乗員を保護するために車両の適所に設けられた複数の補助拘束装置（図示せず）に１対１で備えられる該補助拘束装置に一対一に設けられ、例えば２対の線材の一方が接地された不平衡型のバス１９を用いて並列に接続されている。

また、各スクイブ１は、外部信号線である２線式のバス線との接続のために設けられた接続端子であるピン７，８を備えたヘッダ４の上部に、通信制御回路１０や蓄電デバイスであるコンデンサ１３、着火素子である発熱部、点火剤を内蔵した構成となっている。

各スクイブ１の回路構成について図２を用いて説明する。同図に示すように、各スクイブ１は、前記コンデンサ１３に加え、初期充電回路２０と、定常充電回路２１とを備えており、これらの充電回路２０、２１はスイッチ手段２４を介してバス１９に接続されている。

スイッチ手段２４は、バス１９に接続された端子２３ａと、前記充電回路２０、２１以外の素子に接続された端子２３ｂと、初期充電回路２０に接続された端子２３ｃと、定常充電回路２１に接続された端子２３ｄと、前記端子２３ａに回動可能に連結され、前記端子２３ｂ〜２３ｄに選択的に接続可能なスイッチ２２とを備えている。
初期充電回路２０の抵抗成分は、定常充電回路２１の抵抗成分よりも低く設定されており、初期充電回路２０は定常充電回路２１よりもより短時間での充電を行うことが可能な回路となっている。

そして、端子２３ａに連結されたスイッチ２２が端子２３ｂと接続することで、コンデンサ１３への充電を行わない経路（経路Ａ）が形成される。また、スイッチ２２が端子２３ｃと接続することで、コンデンサ１３への初期充電を行う経路（経路Ｂ）が形成される。そして、スイッチ２２が端子２３ｄと接続することで、コンデンサ１３への定常充電を行う経路（経路Ｃ）が形成される。

このように構成された各スクイブ１の充電工程について説明する。初期状態においては、各スクイブ１のスイッチ２２は端子２３ｂに接続しており、これにより充電に無関係な経路Ａが形成されている。そして、点火制御装置１７により各スクイブ１毎に、連続的に充電処理を行っていく。以下、各スクイブ１のうち一つのスクイブ１を例にとり説明する。
まず、点火制御装置１７が充電処理対象のスクイブ１の前記制御回路１０に、充電開始を意味する電気信号を前記バス１９を介して伝送する。これにより、このスクイブ１のスイッチ２２が、端子２３ｂから２３ｃに接続を切り換えられて、初期充電を行う経路Ｂが形成される。そして、このスクイブ１のコンデンサ１３に初期充電が開始される。

このとき、点火制御装置１７が前記バス１９で消費される電流を監視して、コンデンサ１３の容量診断を行う。これについて図３、図４を用いて具体的に説明する。コンデンサ１３の容量をＣ、コンデンサ１３への充電経路と、コンデンサ１３の内部抵抗の和をＲ、充電電圧をＶとしたときにコンデンサ１３の充電電位Ｖｃが約０．９９３Ｖとなる時間が５ＣＲで表されるが、この時点での電流差とＲを予め測定しておくことで点火制御装置１７が５ＣＲ時間からＣの値を算出できるようにする。換言すれば、コンデンサ１３に流れる電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知して該充電完了に要した時間を求め、前記コンデンサ１３の時定数を用いて前記充電時間から容量を算出することで、前記点火制御装置１７が各コンデンサ１３の容量を判断する。
これにより、各コンデンサ１３の容量を精度よく判定することができ、通信仕様やコストの増大を招くことなく、点火制御装置１７が診断結果を最終的に把握することができる。

このようにコンデンサ１３の容量診断を行った点火制御装置１７がコンデンサ１３の充電完了と判断すると、電気信号によりスイッチ２２の接続を端子２３ｃから端子２３ｄに切り換えて、経路Ｃを形成させる。これにより、初期充電の完了したコンデンサ１３には、定常充電回路２１にバス１９から少量の一定電流が引き込まれる。
そして、上述した工程を各スクイブ１のコンデンサ１３毎に連続的に行っていく。これにより、最終的には、全てのスクイブ１に、定常充電を行う経路Ｃが形成されることになる。

以上説明したように、各コンデンサ１３の充電開始時に、各コンデンサ１３毎に点火制御装置１７から充電のための電力供給を連続的に行うことにより、全てのコンデンサ１３への充電を完了させるので、スクイブ１の数の増減によらず、コンデンサ１３への初期充電電流量を一定とすることができる、また、初期充電電流が突入電流として作用することを防止するための安全設計を容易に行うことができる。また、スクイブ１の数の増減に関わらず、点火制御装置１７において電流制限回路の仕様変更を行う必要が無くなる結果、バス化による本来のメリットを引き出すことができ、無用な仕様増加によるコストの増大を抑えることができる。

さらに、充電開始を検知するときに、急速充電が可能な経路が形成されるので、迅速かつ確実に充電を行うことが可能となる。加えて、点火制御装置１７が個々のコンデンサ１３についてその容量診断を直接行うことができるため、コンデンサ１３に容量診断回路を設けることや通信による診断結果の伝送必要性の発生などによるコストを不要とすることができる。また、コンデンサ１３の容量診断に併せて、ショート故障の診断も行うことができる。

なお、本発明の内容は、上述した実施の形態のみに限られるものではないことはもちろんである。例えば、蓄電デバイスとしてコンデンサ１３を用い無くてもよく、バッテリ等の他の蓄電デバイスを用いてもよい。また、コンデンサ１３は、スクイブ１に内蔵されていなくてもよく、図５に示すように、コネクタ２８を介して付属されたものであってもよい。

本発明の実施の形態における複数のスクイブを有する展開制御系の模式図である。図１に示したスクイブの回路構成を示すブロック図である。各スクイブの初期充電時における時間と電圧の関係を示すグラフ図である。各スクイブの初期充電時における時間と電流の関係を示すグラフ図である。スクイブの変形例を示す説明図である。

符号の説明

１スクイブ
１３コンデンサ（蓄電デバイス）
１７点火制御装置
１９バス
２０初期充電回路
２１定常充電回路
２２切換スイッチ
２３ａ〜２３ｄ端子

Claims

点火制御装置に共通のバスを介して複数個のスクイブが接続され、前記点火制御装置から供給される電気エネルギーおよび電気信号によって選択的に作動可能な各スクイブに内蔵または付属される各蓄電デバイスに充電を行うスクイブの充電方法であって、
前記各蓄電デバイスの充電時において、各蓄電デバイス毎に点火制御装置からの充電開始の指示、充電停止の指示、および充電のための電力供給を連続的に行うことにより、全ての蓄電デバイスへの充電を完了させることを特徴とするスクイブの充電方法。
前記点火制御装置が各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路へ、充電開始を意味する電気信号を前記バスを介して伝送することにより、前記スクイブの前記蓄電デバイスに前記バスから電流を引き込む経路が構成され、前記点火制御装置より供給される電力により前記蓄電デバイスの初期充電が開始されることを特徴とする請求項１に記載のスクイブの充電方法。
前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記点火制御装置が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知してそのスクイブへの電力供給を終了し、該充電完了に要した時間を求め、前記蓄電デバイスの時定数を用いて前記充電時間から容量を算出することで、前記点火制御装置が各蓄電デバイスの容量を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクイブの充電方法。
前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知して点火制御装置に通知し、該充電完了に要した時間を求め、前記蓄電デバイスの時定数を用いて前記充電時間から容量を算出することで、前記各スクイブ内の蓄電デバイス用充電制御回路が各蓄電デバイスの容量を判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクイブの充電方法。
前記各蓄電デバイスの充電終了を意味する各電気信号が前記バスを介して前記点火制御装置に伝送されることにより、各蓄電デバイスの充電の完了を前記点火制御装置に検知させるとともに、前記点火制御装置が各蓄電デバイスの充電完了を検知したときに、前記バスから前記充電の完了が検知された蓄電デバイスに電流を引き込む経路が閉塞されることにより初期充電を終了させて、前記バスからの補充充電に移行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクイブの充電方法。
前記各蓄電デバイス毎の初期充電のための電力供給を行う際に、前記点火制御装置が前記バスで消費される電流を監視し、その電流値が充電開始前の電流値と同等となることで充電完了を検知したときに、前記バスから前記充電の完了が検知された蓄電デバイスに電流を引き込む経路が閉塞されることにより初期充電を終了させて、前記バスからの補充充電に移行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクイブの充電方法。