JP2005335470A - 乗員保護装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 昇圧回路の制御負荷を軽減し、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる乗員保護装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 乗員保護装置１は、車両に搭載されたバッテリー２と、バッテリー２からの供給電圧に基づく入力電圧Ｖｉｎを所定の出力電圧Ｖｏｕｔまで昇圧する昇圧回路３と、入力電圧Ｖｉｎを検出する入力電圧検出手段４と、入力電圧検出手段４からの検出信号に基づき出力電圧Ｖｏｕｔを変更可能な出力電圧変更手段５と、を備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばエアバッグやシートベルトプリテンショナーなどの乗員保護具を駆動するための乗員保護装置に関する。
図７に、従来の乗員保護装置のブロック図を示す（例えば、特許文献１、２参照）。図に示すように、乗員保護装置１００は、バッテリー１０１と第一電源回路１０２と第二電源回路１０３と点火回路１０４とサテライトセンサ通信回路１０５とマイコン１０６と加速度センサ１０７と不揮発性メモリ１０８とバックアップコンデンサ１０９とを備えている。
第一電源回路１０２は、バッテリー１０１の供給電圧に基づく入力電圧Ｖｉｎを、所定の出力電圧Ｖｏｕｔ（＝２４Ｖ）まで昇圧する。出力電圧Ｖｏｕｔは、点火回路１０４とサテライトセンサ通信回路１０５と第二電源回路１０３とに供給される。また、出力電圧Ｖｏｕｔにより、バックアップコンデンサ１０９が充電される。第二電源回路１０３は、出力電圧Ｖｏｕｔを所定の出力電圧（＝５Ｖ）まで降圧する。なお、第二電源回路１０３が５Ｖレギュレータとして安定動作可能な入力電圧は、５．５Ｖである。第二電源回路１０３の出力電圧は、マイコン１０６、加速度センサ１０７、不揮発性メモリ１０８の電源電圧として用いられる。
特開平１０−１２９４０２号公報 特開平８−３１０３３７号公報 特開平９−２９０７０４号公報
ところで、近年、乗員保護装置１００は、前方衝突や前席側方衝突のみならず、後席側方衝突や横転に対しても、乗員保護機能を備えるようになってきている。このため、サテライトセンサやエアバッグの配置数は、増加する傾向にある。また、これに伴いマイコン１０６の処理速度も高速化している。さらにまた、高機能の乗員保護装置１００の場合、マイコン１０６が複数個配置されることもある。このような状況から、ＥＣＵ（電子制御ユニット）における消費電流は、増加している。このため、第一電源回路１０２が大型化、高定格化してしまう。
また、第一電源回路１０２に対する負荷つまり昇圧制御負荷は、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの較差が大きい程、大きくなる。すなわち、昇圧制御負荷は、バッテリー１０１からの供給電圧が低い程、大きくなる。このように、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの較差の大小に依り、所望の出力電圧Ｖｏｕｔを安定確保するためには、第一電源回路１０２の大型化、高定格化が必要になる。
これらの点に鑑み、第一電源回路１０２が負担する消費電流を軽減する乗員保護装置が考案されている（例えば、特許文献３参照）。図８に、同乗員保護装置のブロック図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。
この乗員保護装置１００と前出図７の乗員保護装置との相違点は、入力電圧検出手段１１０およびスイッチ素子１１１が、新たに配置されている点である。入力電圧検出手段１１０においては、入力電圧Ｖｉｎと所定のしきい値（＝５．５Ｖ）とが比較される。入力電圧Ｖｉｎが５．５Ｖ以上の場合、入力電圧検出手段１１０からの信号により、スイッチ素子１１１が開成される。このため、第一電源回路１０２と第二電源回路１０３とが遮断される。一方、入力電圧Ｖｉｎが５．５Ｖ未満の場合、入力電圧検出手段１１０からの信号により、スイッチ素子１１１が閉成される。このため、第一電源回路１０２と第二電源回路１０３とが接続される。
図８の乗員保護装置１００によると、入力電圧Ｖｉｎが５．５Ｖ以上の場合（逆流防止ダイオード１１２における電圧降下分＝１Ｖを考慮して、バッテリー１０１からの供給電圧が６．５Ｖ以上の場合）、第一電源回路１０２において、第二電源回路１０３下流側の消費電流を確保する必要がない。このため、第一電源回路１０２の昇圧制御負荷を軽減することができる。したがって、第一電源回路１０２の大型化、高定格化を抑制することができる。
しかしながら、バッテリー１０１からの供給電圧が６．５Ｖ未満の場合、第二電源回路１０３の動作を確保するのが困難になる。例えば、バッテリー１０１からの供給電圧が６Ｖの場合まで、第二電源回路１０３を動作させることを考える。前述したように、第二電源回路１０３が５Ｖレギュレータとして安定動作可能な入力電圧は、５．５Ｖである。このため、図８の乗員保護装置１００によると、逆流防止ダイオード１１３における電圧降下分（＝１Ｖ）を考慮すると、バッテリー１０１からの供給電圧が６Ｖ以上６．５Ｖ未満の領域において、第二電源回路１０３を動かすことができない。
本発明の乗員保護装置は上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、より低いバッテリー電圧でも乗員保護機能を損ねず、昇圧回路の制御負荷を軽減し、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる乗員保護装置を提供することを目的とする。
（１）上記課題を解決するため、本発明の乗員保護装置は、車両に搭載されたバッテリーと、該バッテリーからの供給電圧に基づく入力電圧を所定の出力電圧まで昇圧する昇圧回路と、該入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、該入力電圧検出手段からの検出信号に基づき該出力電圧を変更可能な出力電圧変更手段と、を備えてなることを特徴とする。
つまり、本発明の乗員保護装置は、入力電圧検出手段により検出される入力電圧を基に、出力電圧を変更するものである。本発明の乗員保護装置によると、入力電圧の電圧レベルに応じて、出力電圧を変更することができる。このため、例えば、入力電圧が低い場合は、出力電圧を低く設定することができる。反対に、入力電圧が高い場合は、出力電圧を高く設定することができる。したがって、入力電圧と出力電圧との較差を小さくすることができる。このように、本発明の乗員保護装置によると、昇圧回路の制御負荷を軽減することができる。並びに、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる。
なお、前記特許文献１には、バックアップコンデンサの容量を診断するために、出力電圧を変更可能な乗員保護装置が紹介されている。また、前記特許文献２には、自己診断中は昇圧回路における昇圧を停止する乗員保護装置が紹介されている。これらの特許文献記載の乗員保護装置によると、診断の精度を向上させることができる。しかしながら、これらの特許文献記載の乗員保護装置は、入力電圧を指標として出力電圧を変更するものではない。このため、これらの特許文献記載の乗員保護装置と、本発明の乗員保護装置とは、構成も作用効果も異なっている。
（２）好ましくは、前記入力電圧検出手段は、前記入力電圧と所定のしきい値との比較結果を、前記出力電圧変更手段に伝送する構成とする方がよい。本構成によると、入力電圧としきい値との比較結果に基づき、出力電圧を変更することができる。つまり、所定のしきい値を基準に、出力電圧を変更することができる。
（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記入力電圧検出手段は、前記入力電圧の分圧値と前記しきい値の分圧換算値とを比較することにより、該入力電圧と該しきい値とを比較する構成とする方がよい。
つまり、本構成は、前記入力電圧の分圧値と前記しきい値の分圧換算値とを比較することにより、言わば「間接的に」入力電圧としきい値とを比較するものである。本構成によると、検出したい入力電圧を、分圧値の調整でも変更できる。
（４）好ましくは、上記（２）の構成において、前記しきい値は、単一の第一しきい値からなり、前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は、前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、該入力電圧が該第一しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は、該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整する構成とする方がよい。
つまり、本構成は、第一しきい値を基準に、出力電圧を、高圧の第一出力電圧と低圧の第二出力電圧とに、切り替えるものである。本構成によると、出力電圧を二段階に切り替えることができる。
（５）好ましくは、上記（２）の構成において、前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は、前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は、該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は、前記昇圧回路の昇圧動作を停止する構成とする方がよい。
つまり、本構成は、第一しきい値を基準に、出力電圧を、高圧の第一出力電圧と低圧の第二出力電圧とに、切り替えるものである。また、第二しきい値を基準に、昇圧動作を停止するものである。本構成によると、出力電圧を三段階に切り替えることができる。
（６）好ましくは、上記（２）の構成において、さらに、前記バッテリーからの供給電圧に基づく入力電圧を所定の出力電圧まで降圧する降圧回路と、前記昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを断続可能に連結するスイッチ素子と、を備え、該バッテリーと該降圧回路との間には、該昇圧回路および該スイッチ素子が配置された第一経路と、該昇圧回路および該スイッチ素子が配置されない第二経路と、が並列に設定されており、前記入力電圧が前記しきい値未満の場合、該スイッチ素子は、該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続し、該バッテリーと該降圧回路とは、該第一経路を介して接続され、該入力電圧が該しきい値以上の場合、該スイッチ素子は、該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを遮断し、該バッテリーと該降圧回路とは、該第二経路を介して接続される構成とする方がよい。
つまり、本構成は、しきい値を基準に、昇圧回路と降圧回路との断続を行うものである。入力電圧がしきい値未満の場合、つまりバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合、昇圧回路と降圧回路とは接続される。このため、第一経路により、昇圧回路から降圧回路に電圧が供給される。一方、入力電圧がしきい値以上の場合、つまりバッテリーからの供給電圧が比較的高い場合、昇圧回路と降圧回路とは遮断される。このため、第二経路により、バッテリーから降圧回路に電圧が供給される。
本構成によると、バッテリーからの供給電圧が比較的低い場合に限り、昇圧回路から降圧回路に電圧が供給される。このため、さらに昇圧回路の制御負荷を軽減することができる。並びに、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる。
（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記しきい値は、単一の第一しきい値からなり、前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、該入力電圧が該第一しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する構成とする方がよい。
本構成によると、入力電圧が第一しきい値未満の場合、つまりバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合に限り、昇圧回路と降圧回路とが接続される。入力電圧が第一しきい値未満の場合、出力電圧は、第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整される。このため、降圧回路には、比較的低い電圧が供給される。
したがって、本構成によると、特にバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合、効果的に、昇圧回路の制御負荷を軽減することができる。並びに、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる。
（８）好ましくは、上記（６）の構成において、前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続し、該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該昇圧回路の昇圧動作を停止し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する構成とする方がよい。
本構成によると、入力電圧が第一しきい値未満の場合（第二しきい値未満の場合も含む）、つまりバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合に限り、昇圧回路と降圧回路とが接続される。入力電圧が第一しきい値未満の場合、出力電圧は、第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧、あるいは接地電圧に調整される。このため、降圧回路には、比較的低い電圧が供給される。
したがって、本構成によると、特にバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合、効果的に、昇圧回路の制御負荷を軽減することができる。並びに、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる。
（９）好ましくは、上記（６）の構成において、前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを遮断し、該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該昇圧回路の昇圧動作を停止し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する構成とする方がよい。
本構成によると、入力電圧が、第一しきい値よりも低圧の第二しきい値未満の場合に限り、昇圧回路と降圧回路とが接続される。このため、出力電圧が第一出力電圧や第二出力電圧に調整されている間、昇圧回路において、降圧回路の消費電流分を考慮する必要がない。
したがって、本構成によると、特にバッテリーからの供給電圧が比較的低い場合、効果的に、昇圧回路の制御負荷を軽減することができる。並びに、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる。
（１０）好ましくは、前記昇圧回路は、前記出力電圧が所定の分圧比で分圧されて得られる分圧値と、所定の基準電圧と、の比較結果に応じて、該出力電圧をフィードバック調整するフィードバック手段を備える構成とする方がよい。本構成によると、出力電圧の分圧値と基準値とを比較することにより、出力電圧を確認することができる。このため、出力電圧を目標電圧に到達させやすい。
（１１）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記出力電圧変更手段は、前記入力電圧検出手段からの検出信号に基づき、前記分圧比を変更する構成とする方がよい。本構成によると、基準電圧を変えることなく、フィードバック調整を行うことができる。
（１２）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記出力電圧変更手段は、前記入力電圧検出手段からの検出信号に基づき、前記基準電圧を変更する構成とする方がよい。本構成によると、分圧比つまり分圧値を変えることなく、フィードバック調整を行うことができる。
（１３）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記フィードバック手段は、前記分圧値と前記基準電圧とを比較するコンパレータと、前記出力電圧を調整可能な出力電圧用スイッチ素子と、該コンパレータの比較結果に応じて該出力電圧用スイッチ素子を駆動制御する制御回路と、を備える構成とする方がよい。本構成によると、比較的簡単にフィードバック手段を作成することができる。
本発明によると、昇圧回路の制御負荷を軽減し、昇圧回路の大型化、高定格化を抑制することができる乗員保護装置を提供することができる。
以下、本発明の乗員保護装置の実施の形態について説明する。
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の乗員保護装置の構成について説明する。図１に、本実施形態の乗員保護装置のブロック図を示す。なお、図において、衝突判定経路や、衝突判定結果に基づきエアバッグを作動させるための指令経路など、一般的な信号線は省略している。
図に示すように、本実施形態の乗員保護装置１は、バッテリー２と第一電源回路３と入力電圧検出手段４と出力電圧変更手段５と第二電源回路６とスイッチ素子７と逆流防止ダイオード８０、８１とバックアップコンデンサ８２と点火回路８３とサテライトセンサ通信回路８４とマイコン８５と加速度センサ８６と不揮発性メモリ８７とイグニッションスイッチ８８とを備えている。このうち、第一電源回路３は、本発明の昇圧回路に含まれる。また、第二電源回路６は、本発明の降圧回路に含まれる。
バッテリー２は、車両のエンジンルーム（図略）に搭載されている。バッテリー２の高電位側には、イグニッションスイッチ８８を介して、逆流防止ダイオード８０、８１が分岐接続されている。逆流防止ダイオード８０、８１は、カソード側からアノード側に電流が流れるのを防止している。第一電源回路３は、入力電圧Ｖｉｎ（逆流防止ダイオード８０カソード側電圧）を所定の出力電圧Ｖｏｕｔまで昇圧制御している。入力電圧検出手段４は、入力電圧Ｖｉｎをモニタしている。並びに、入力電圧検出手段４は、後述するように、入力電圧Ｖｉｎと第一しきい値Ｖｔｈ１とを比較している。そして、比較結果を検出信号として、出力電圧変更手段５に伝送している。出力電圧変更手段５は、入力電圧検出手段４からの検出信号に基づき、第一電源回路３の出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルを変更している。
第一電源回路３の出力側には、バックアップコンデンサ８２と点火回路８３とサテライトセンサ通信回路８４とスイッチ素子７とが分岐接続されている。バックアップコンデンサ８２は、例えば、バッテリー２からの電力供給が断たれた場合に、代替電源として用いられる。点火回路８３には、エアバッグのインフレータ（図略）に点火するためのスクイブ（図略）が配置されている。サテライトセンサ通信回路８４には、例えば、車両前端やＢピラーなどに配置されたサテライトセンサ（図略）から、加速度信号が入力される。スイッチ素子７には、前記入力電圧検出手段４からの検出信号が入力される。すなわち、スイッチ素子７は、当該検出信号により、開閉駆動される。
スイッチ素子７の出力側には、第二電源回路６が接続されている。なお、第二電源回路６の入力側は、逆流防止ダイオード８１、イグニッションスイッチ８８を介して、バッテリー２にも接続されている。第二電源回路６は、５Ｖの定電圧を出力している。なお、第二電源回路６が５Ｖレギュレータとして安定動作可能な入力電圧（第二電源回路６入力側の電圧）は、５．５Ｖである。
第二電源回路６の出力側には、マイコン８５、加速度センサ８６、不揮発性メモリ８７が分岐接続されている。マイコン８５は、サテライトセンサおよび加速度センサ８６からの加速度信号に基づき、衝突判定を行う。不揮発性メモリ８７には、ＥＣＵの自己診断結果などが記憶される。
次に、本実施形態の乗員保護装置の車両衝突時の動きについて簡単に説明する。サテライトセンサからの加速度信号は、サテライトセンサ通信回路８４を介して、マイコン８５に入力される。マイコン８５には、加速度センサ８６からの加速度信号も入力される。マイコン８５のＲＯＭ（図略）には、予め加速度しきい値が格納されている。入力された加速度信号の区間積分の移動平均値と、格納されている加速度しきい値とを、比較することにより、マイコン８５は衝突判定を行う。判定結果が「衝突」の場合、点火回路８３が導通し、スクイブが加熱される。そして、インフレータ（図略）に点火され、エアバッグが車室内に膨出する。
次に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えに関する部分の構成について説明する。図２に、本実施形態の乗員保護装置の部分回路図を示す。図に示すように、入力電圧検出手段４は、抵抗４０、４１と基準電圧源４２とコンパレータ４３とを備えている。抵抗４０と抵抗４１とは直列に接続されている。コンパレータ４３のプラス端子は、抵抗４０と抵抗４１との中間点に接続されている。一方、コンパレータ４３のマイナス端子は、基準電圧源４２に接続されている。
出力電圧変更手段５は、抵抗５０、５２、５３と切替スイッチ５１とを備えている。抵抗５０は、第一電源回路３の出力側と切替スイッチ５１のコモン端子Ｃとを繋いでいる。切替スイッチ５１のＨ接点には、抵抗５２が接続されている。切替スイッチ５１のＬ接点には、抵抗５３が接続されている。切替スイッチ５１には、前記コンパレータ４３からのＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号が入力される。切替スイッチ５１の切り替えにより、抵抗５０と抵抗５２、あるいは抵抗５０と抵抗５３が接続される。すなわち、出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗５０と抵抗５２、あるいは抵抗５０と抵抗５３により抵抗分圧される。なお、抵抗５０、５２の分圧比と、抵抗５０、５３の分圧比とは異なる。
第一電源回路３は、フィードバック手段３０とコイル３１とダイオード３２とコンデンサ３３と基準電圧源３４とを備えている。フィードバック手段３０は、コンパレータ３００と制御回路３０１とトランジスタ３０２とを備えている。トランジスタ３０２は、本発明の出力電圧用スイッチ素子に含まれる。第一電源回路３は、いわゆる公知のチョッパ式昇圧回路である。したがって、ここでは出力電圧制御に関する部分だけ説明する。コンパレータ３００のマイナス端子は、抵抗５０と切替スイッチ５１との中間点に接続されている。一方、コンパレータ３００のプラス端子は、基準電圧源３４に接続されている。制御回路３０１には、コンパレータ３００からのＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号が入力される。制御回路３０１は、トランジスタ３０２をスイッチング制御している。
次に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えマップについて説明する。図３に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えマップを示す。図に示すように、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）以上の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）に調整される。一方、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に調整される。このように、出力電圧Ｖｏｕｔは、第一しきい値Ｖｔｈ１を境に、二段階のステップ状に切り替えられる。なお、図３において、実線は、目標電圧を示している。実際の制御結果は、例えば図中点線のように推移する。なお、この点線は、入力電圧Ｖｉｎが過度に低くなり第一電源回路３にて昇圧するために必要な制御電流が充分流せなくなることにより起こる出力電圧降下現象を示す。
次に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えの動きについて説明する。前出図２に示すように、入力電圧Ｖｉｎは、抵抗４０、４１により、分圧される。入力電圧Ｖｉｎの分圧値は、コンパレータ４３のプラス端子に入力される。基準電圧源４２の電圧は、前記第一しきい値Ｖｔｈ１を抵抗４０、４１の分圧比で分圧した分圧換算値に設定されている。分圧換算値は、コンパレータ４３のマイナス端子に入力される。このように、コンパレータ４３においては、入力電圧Ｖｉｎの分圧値と第一しきい値Ｖｔｈ１の分圧換算値とを比較することにより、入力電圧Ｖｉｎと第一しきい値Ｖｔｈ１とを比較している。Ｖｉｎ≧Ｖｔｈ１の場合、コンパレータ４３はＨｉｇｈ信号を出力する。Ｖｉｎ＜Ｖｔｈ１の場合、コンパレータ４３はＬｏｗ信号を出力する。
コンパレータ４３がＨｉｇｈ信号を出力すると、切替スイッチ５１のコモン端子ＣとＨ接点とが導通する。このため、抵抗５０と抵抗５２とが直列に接続される。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗５０、５２により、分圧される。出力電圧Ｖｏｕｔの分圧値は、第一電源回路３のコンパレータ３００のマイナス端子に入力される。
一方、コンパレータ４３がＬｏｗ信号を出力すると、切替スイッチ５１のコモン端子ＣとＬ接点とが導通する。このため、抵抗５０と抵抗５３とが直列に接続される。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、抵抗５０、５３により、分圧される。出力電圧Ｖｏｕｔの分圧値は、第一電源回路３のコンパレータ３００のマイナス端子に入力される。
また、コンパレータ４３の信号は、スイッチ素子７にも入力される。コンパレータ４３がＨｉｇｈ信号を出力すると、スイッチ素子７が開成する。このため、前出図１の第一電源回路３出力側と第二電源回路６入力側とが遮断される。一方、コンパレータ４３がＬｏｗ信号を出力すると、スイッチ素子７が閉成する。このため、前出図１の第一電源回路３出力側と第二電源回路６入力側とが接続される。
コンパレータ３００のプラス端子には、基準電圧源３４の所定の基準電圧が入力される。コンパレータ３００は、マイナス端子に入力された出力電圧Ｖｏｕｔの分圧値と、プラス端子に入力された基準電圧とを比較する。比較の結果、分圧値＜基準電圧の場合、コンパレータ３００はＨｉｇｈ信号を出力する。この場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧に到達していないことを意味する。
なお、ここで目標電圧とは、前記コンパレータ４３がＨｉｇｈ信号を出力する場合は、第一出力電圧Ｖｔｈ１をいう。一方、前記コンパレータ４３がＬｏｗ信号を出力する場合は、第二出力電圧Ｖｔｈ２をいう。
コンパレータ３００のＨｉｇｈ信号は、制御回路３０１に入力される。制御回路３０１は、Ｈｉｇｈ信号を受け、周期性のある矩形波信号を生成する。そして、制御回路３０１は、トランジスタ３０２に、矩形波信号に基づくオン／オフ指令信号を伝送する。
一方、コンパレータ３００における比較の結果、分圧値≧基準電圧の場合、コンパレータ３００はＬｏｗ信号を出力する。この場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧に到達していることを意味する。コンパレータ３００のＬｏｗ信号は、制御回路３０１に入力される。制御回路３０１は、Ｌｏｗ信号を受け、矩形波信号の生成を停止する。したがって、トランジスタ３０２は、オフに固定される。
以上説明したように、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１以上の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは第一出力電圧Ｖｏｕｔ１にフィードバック調整される。また、スイッチ素子７が開成する。このため、第一電源回路３と第二電源回路６との導通が遮断される。したがって、第一電源回路３は、点火回路８３、サテライトセンサ通信回路８４の消費電流ｉ１のみ負担すればよい。なお、第二電源回路６の消費電流ｉ２は、バッテリー２から、逆流防止ダイオード８１を介して、第二電源回路６に供給される。
これに対して、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは第二出力電圧Ｖｏｕｔ２にフィードバック調整される。また、スイッチ素子７が閉成する。このため、第一電源回路３と第二電源回路６との導通が確保される。したがって、第一電源回路３は、消費電流ｉ１、ｉ２を負担することになる。
次に、本実施形態の乗員保護装置の作用効果について説明する。本実施形態の乗員保護装置１によると、入力電圧Ｖｉｎの電圧レベルに応じて、出力電圧Ｖｏｕｔを変更することができる。具体的には、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１以上の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第一出力電圧Ｖｏｕｔ１に調整される。反対に、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第二出力電圧Ｖｏｕｔ２に調整される。すなわち、入力電圧Ｖｉｎが高い場合は、出力電圧Ｖｏｕｔも高くなる。また、入力電圧Ｖｉｎが低い場合は、出力電圧Ｖｏｕｔも低くなる。このため、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとの較差が小さくなる。したがって、本実施形態の乗員保護装置１によると、第一電源回路３の昇圧制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
また、本実施形態の乗員保護装置１の入力電圧検出手段４は、入力電圧Ｖｉｎの分圧値と第一しきい値Ｖｔｈ１の分圧換算値とを比較することにより、入力電圧Ｖｉｎと第一しきい値Ｖｔｈ１とを比較している。このため、第一しきい値Ｖｔｈ１の設定を、分圧値の調整でも変更でき、設定自由度が広がる。
また、本実施形態の乗員保護装置１によると、第一しきい値Ｖｔｈ１を基準に、第一電源回路３と第二電源回路６との断続が行われる。具体的には、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）以上の場合、言い換えると逆流防止ダイオード８０の電圧降下分（＝１Ｖ）を加味して、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ以上の場合、スイッチ素子７が開成し、第一電源回路３と第二電源回路６とが遮断される。
このため、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ以上の場合は、第一電源回路３が第二電源回路６の消費電流ｉ２を負担する必要が無い。したがって、第一電源回路３の昇圧制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
一方、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満の場合、言い換えると逆流防止ダイオード８０の電圧降下分を加味して、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満の場合、スイッチ素子７が閉成し、第一電源回路３と第二電源回路６とが接続される。
このため、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満の場合は、第一電源回路３が、点火回路８３およびサテライトセンサ８４の消費電流ｉ１と、第二電源回路６の消費電流ｉ２とを、共に負担する必要がある。しかしながら、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが、低圧の第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に調整されている。このため、出力電圧Ｖｏｕｔが第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）一定のまま固定される場合と比較して、第一電源回路３の昇圧制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
加えて、例えば衝突により、バッテリー２からの電源供給が断たれた場合も、入力電圧ＶｉｎはＶｔｈ１未満になる。このため、スイッチ素子７が閉成し、第一電源回路３と第二電源回路６とが接続される。したがって、バックアップコンデンサ８２から第二電源回路６に、電源電圧を供給することができる。
また、バッテリー２からの供給電圧が過剰に低下した場合、入力電圧Ｖｉｎの電圧レベルを介して、入力電圧検出手段４により当該バッテリー異常を検出することができる。このため、入力電圧検出手段４からの信号により、例えばメータクラスタ（図略）内のバッテリー警告灯やＳＲＳ警告灯を点灯させることができる。
また、本実施形態の乗員保護装置１は、フィードバック手段３０を備えている。このため、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧（第一出力電圧Ｖｏｕｔ１、第二出力電圧Ｖｏｕｔ２）に到達させやすい。
また、本実施形態の乗員保護装置１の出力電圧変更手段５は、入力電圧検出手段４からの検出信号に基づき、抵抗接続つまり分圧比を切り替えている。具体的には、コンパレータ４３からＨｉｇｈ信号が出力された場合は、切替スイッチ５１を介して、抵抗５０と抵抗５２とが接続される。一方、コンパレータ４３からＬｏｗ信号が出力された場合は、切替スイッチ５１を介して、抵抗５０と抵抗５３とが接続される。このため、基準電圧源３４の基準電圧を変更せずに、出力電圧Ｖｏｕｔのフィードバック調整を行うことができる。
また、本実施形態の乗員保護装置１のフィードバック手段３０は、コンパレータ３００と制御回路３０１とトランジスタ３０２とを備えている。したがって、構成が簡単である。
また、本実施形態の乗員保護装置１によると、第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）は、エンジン始動可能な電圧よりも低く設定されている。このため、走行中の第一電源回路３の出力電圧Ｖｏｕｔは、第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）に調整される。したがって、バックアップコンデンサ８２には、走行中に衝突が発生し、バッテリー２からの電源供給が断たれた場合であっても、所定時間バックアップできるだけの充分な電荷が蓄えられる。
また、例えば車両発電系の故障などにより、走行中にもかかわらずバッテリー２からの供給電圧が低下する場合がある。これに対し、エンジン制御ＥＣＵが動作可能なバッテリー２からの供給電圧までは、乗員保護装置１も動作させたいという要望がある。
この点、本実施形態の乗員保護装置１によると、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）を下回っても、言い換えるとバッテリー２からの供給電圧が９Ｖを下回っても、出力電圧Ｖｏｕｔを第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に維持することができる。したがって、第二電源回路６延いては乗員保護装置１を動作させることができる。
また、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１を下回っても、出力電圧Ｖｏｕｔによりバックアップコンデンサ８２を充電することができる。このため、バックアップコンデンサ８２の貯留電荷により、第二電源回路６を動かすことができる。
＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、出力電圧の切り替えが二段階ではなく三段階に行われる点である。また、フィードバック調整において、分圧比ではなく基準電圧が変更される点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
図４に、本実施形態の乗員保護装置の部分回路図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。図に示すように、入力電圧検出手段４は、抵抗４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂと、基準電圧源４６ａ、４６ｂと、コンパレータ４７ａ、４７ｂとを備えている。抵抗４４ａ入力側は、入力電圧Ｖｉｎの検出点に接続されている。抵抗４４ａと抵抗４５ａとは、直列に接続されている。コンパレータ４７ａのプラス端子は、抵抗４４ａと抵抗４５ａとの中間点に接続されている。一方、コンパレータ４７ａのマイナス端子は、基準電圧源４６ａに接続されている。
抵抗４４ｂ入力側は、入力電圧Ｖｉｎの検出点に接続されている。抵抗４４ｂと抵抗４５ｂとは、直列に接続されている。コンパレータ４７ｂのプラス端子は、抵抗４４ｂと抵抗４５ｂとの中間点に接続されている。一方、コンパレータ４７ｂのマイナス端子は、基準電圧源４６ｂに接続されている。
出力電圧変更手段５は、切替スイッチ５４、５６と基準電圧源５５、５７とを備えている。切替スイッチ５４には、前記コンパレータ４７ａからのＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号が入力される。切替スイッチ５４のコモン端子Ｃは、後述する第一電源回路３のコンパレータ３００のプラス端子に接続されている。切替スイッチ５４のＨ接点は、基準電圧源５５に接続されている。切替スイッチ５４のＬ接点は、切替スイッチ５６のコモン端子Ｃに接続されている。
切替スイッチ５６には、前記コンパレータ４７ｂからのＨｉｇｈ信号、Ｌｏｗ信号が入力される。切替スイッチ５６のＨ接点は、基準電圧源５７に接続されている。切替スイッチ５６のＬ接点は、接地されている。なお、基準電圧源５５の基準電圧と、基準電圧源５７の基準電圧とは異なる。
第一電源回路３は、フィードバック手段３０とコイル３１とダイオード３２とコンデンサ３３と抵抗３５、３６とを備えている。フィードバック手段３０のコンパレータ３００のマイナス端子は、抵抗３５と抵抗３６との中間点に接続されている。一方、コンパレータ３００のプラス端子は、前記切替スイッチ５４のコモン端子Ｃに接続されている。したがって、切替スイッチ５４のコモン端子ＣとＨ接点とが繋がっている場合、コンパレータ３００のプラス端子には、基準電圧源５５の基準電圧が入力される。また、切替スイッチ５４のコモン端子ＣとＬ接点とが繋がっており、かつ切替スイッチ５６のコモン端子ＣとＨ接点とが繋がっている場合、コンパレータ３００のプラス端子には、基準電圧源５７の基準電圧が入力される。また、切替スイッチ５４のコモン端子ＣとＬ接点とが繋がっており、かつ切替スイッチ５６のコモン端子ＣとＬ接点とが繋がっている場合、コンパレータ３００のプラス端子には、接地電圧が入力される。
次に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えマップについて説明する。図５に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えマップを示す。図に示すように、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）以上の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）に調整される。入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満かつ第二しきい値Ｖｔｈ２（＝５Ｖ）以上の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に調整される。入力電圧Ｖｉｎが第二しきい値Ｖｔｈ２未満の場合、出力電圧Ｖｏｕｔは接地電圧ＶＧＮＤ（＝０Ｖ）に調整される。このように、出力電圧Ｖｏｕｔは、第一しきい値Ｖｔｈ１、第二しきい値Ｖｔｈ２を境に、三段階のステップ状に切り替えられる。
次に、本実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えの動きについて説明する。前出図４に示すように、入力電圧Ｖｉｎは、並列接続された抵抗４４ａおよび抵抗４４ｂに入力される。
抵抗４４ａ、４５ａ、基準電圧源４６ａ、コンパレータ４７ａにより、図５の第一しきい値Ｖｔｈ１が設定される。すなわち、入力電圧Ｖｉｎは、抵抗４４ａ、４５ａにより、分圧される。入力電圧Ｖｉｎの分圧値は、コンパレータ４７ａのプラス端子に入力される。基準電圧源４６ａの電圧は、第一しきい値Ｖｔｈ１を抵抗４４ａ、４５ａの分圧比で分圧した分圧換算値に設定されている。分圧換算値は、コンパレータ４７ａのマイナス端子に入力される。このように、コンパレータ４７ａにおいては、入力電圧Ｖｉｎの分圧値と第一しきい値Ｖｔｈ１の分圧換算値とを比較することにより、入力電圧Ｖｉｎと第一しきい値Ｖｔｈ１とを比較している。Ｖｉｎ≧Ｖｔｈ１の場合、コンパレータ４７ａはＨｉｇｈ信号を出力する。Ｖｉｎ＜Ｖｔｈ１の場合、コンパレータ４７ａはＬｏｗ信号を出力する。
また、コンパレータ４７ａの信号は、スイッチ素子７にも入力される。コンパレータ４７ａがＨｉｇｈ信号を出力すると、スイッチ素子７が開成する。このため、前出図１の第一電源回路３出力側と第二電源回路６入力側とが遮断される。一方、コンパレータ４７ａがＬｏｗ信号を出力すると、スイッチ素子７が閉成する。このため、前出図１の第一電源回路３出力側と第二電源回路６入力側とが接続される。
抵抗４４ｂ、４５ｂ、基準電圧源４６ｂ、コンパレータ４７ｂにより、図５の第二しきい値Ｖｔｈ２が設定される。すなわち、入力電圧Ｖｉｎは、抵抗４４ｂ、４５ｂにより、分圧される。入力電圧Ｖｉｎの分圧値は、コンパレータ４７ｂのプラス端子に入力される。基準電圧源４６ｂの電圧は、第二しきい値Ｖｔｈ２を抵抗４４ｂ、４５ｂの分圧比で分圧した分圧換算値に設定されている。分圧換算値は、コンパレータ４７ｂのマイナス端子に入力される。このように、コンパレータ４７ｂにおいては、入力電圧Ｖｉｎの分圧値と第二しきい値Ｖｔｈ２の分圧換算値とを比較することにより、入力電圧Ｖｉｎと第二しきい値Ｖｔｈ２とを比較している。Ｖｉｎ≧Ｖｔｈ２の場合、コンパレータ４７ｂはＨｉｇｈ信号を出力する。Ｖｉｎ＜Ｖｔｈ２の場合、コンパレータ４７ｂはＬｏｗ信号を出力する。
切替スイッチ５４により、図５の第一出力電圧Ｖｏｕｔ１が設定される。すなわち、コンパレータ４７ａがＨｉｇｈ信号を出力すると、切替スイッチ５４のコモン端子ＣとＨ接点とが導通する。このため、コンパレータ３００のプラス端子に、基準電圧源５５の基準電圧が入力される。なお、基準電圧源５５の電圧は、第一出力電圧Ｖｏｕｔ１を抵抗３５、３６の分圧比で分圧した分圧換算値に設定されている。
切替スイッチ５６により、図５の第二出力電圧Ｖｏｕｔ２、接地電圧ＶＧＮＤが設定される。すなわち、コンパレータ４７ａがＬｏｗ信号を出力すると、切替スイッチ５４のコモン端子ＣとＬ接点とが導通する。この状態で、コンパレータ４７ｂがＨｉｇｈ信号を出力すると、切替スイッチ５６のコモン端子ＣとＨ接点とが導通する。このため、コンパレータ３００のプラス端子に、基準電圧源５７の基準電圧が入力される。なお、基準電圧源５７の電圧は、第二出力電圧Ｖｏｕｔ２を抵抗３５、３６の分圧比で分圧した分圧換算値に設定されている。
並びに、コンパレータ４７ａがＬｏｗ信号を出力し、かつコンパレータ４７ｂがＨｉｇｈ信号を出力すると、切替スイッチ５６のコモン端子ＣとＬ接点とが導通する。このため、コンパレータ３００のプラス端子に、接地電圧ＶＧＮＤが入力される。
このように、コンパレータ３００のプラス端子には、第一出力電圧Ｖｏｕｔ１に対応する基準電圧源５５の基準電圧、または第二出力電圧Ｖｏｕｔ２に対応する基準電圧源５７の基準電圧、または接地電圧ＶＧＮＤが入力される。一方、コンパレータ３００のマイナス端子には、出力電圧Ｖｏｕｔを、抵抗３５、３６により分圧した分圧値が入力される。コンパレータ３００は、マイナス端子に入力された出力電圧Ｖｏｕｔの分圧値と、プラス端子に入力された電圧とを比較する。比較の結果、分圧値＜電圧の場合、コンパレータ３００はＨｉｇｈ信号を出力する。この場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧に到達していないことを意味する。なお、ここで目標電圧とは、第一出力電圧Ｖｔｈ１、第二出力電圧Ｖｔｈ２、接地電圧ＶＧＮＤのいずれかをいう。
コンパレータ３００のＨｉｇｈ信号は、制御回路３０１に入力される。制御回路３０１は、Ｈｉｇｈ信号を受け、周期性のある矩形波信号を生成する。そして、制御回路３０１は、トランジスタ３０２に、矩形波信号に基づくオン／オフ指令信号を伝送する。
一方、コンパレータ３００における比較の結果、分圧値≧電圧の場合、コンパレータ３００はＬｏｗ信号を出力する。この場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが目標電圧に到達していることを意味する。コンパレータ３００のＬｏｗ信号は、制御回路３０１に入力される。制御回路３０１は、Ｌｏｗ信号を受け、矩形波信号の生成を停止する。したがって、トランジスタ３０２は、オフに固定される。
以上説明したように、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１以上の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは第一出力電圧Ｖｏｕｔ１にフィードバック調整される。また、スイッチ素子７が開成する。このため、前出図１の第一電源回路３と第二電源回路６との導通が遮断される。したがって、第一電源回路３は、点火回路８３、サテライトセンサ通信回路８４の消費電流ｉ１のみ負担すればよい。なお、第二電源回路６の消費電流ｉ２は、バッテリー２から、逆流防止ダイオード８１を介して、第二電源回路６に供給される。
また、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満かつ第二しきい値Ｖｔｈ２以上の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは第二出力電圧Ｖｏｕｔ２にフィードバック調整される。また、スイッチ素子７が閉成する。このため、第一電源回路３と第二電源回路６との導通が確保される。したがって、第一電源回路３は、消費電流ｉ１、ｉ２を負担することになる。
また、入力電圧Ｖｉｎが第二しきい値Ｖｔｈ２未満の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔは接地電圧ＶＧＮＤにフィードバック調整される。また、スイッチ素子７が閉成する。このため、第一電源回路３と第二電源回路６との導通が確保される。この場合、第一電源回路３は停止状態であるため、バックアップコンデンサ８２の貯留電荷により、消費電流ｉ１、ｉ２を負担することになる。
次に、本実施形態の乗員保護装置の作用効果について説明する。本実施形態の乗員保護装置１は、第一実施形態の乗員保護装置と同様の作用効果を有する。また、本実施形態の乗員保護装置１によると、第一しきい値Ｖｔｈ１を基準に、第一電源回路３と第二電源回路６との断続が行われる（前出図１参照）。具体的には、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）以上の場合、言い換えると逆流防止ダイオード８０の電圧降下分（＝１Ｖ）を加味して、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ以上の場合、スイッチ素子７が開成し、第一電源回路３と第二電源回路６とが遮断される。
このため、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ以上の場合は、第一電源回路３が第二電源回路６の消費電流ｉ２を負担する必要が無い。したがって、第一電源回路３の昇圧制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
また、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１未満かつ第二しきい値Ｖｔｈ２以上の場合、言い換えると逆流防止ダイオード８０の電圧降下分を加味して、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満かつ６Ｖ以上の場合、スイッチ素子７が閉成し、第一電源回路３と第二電源回路６とが接続される。
このため、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満６Ｖ以上の場合は、第一電源回路３が、点火回路８３およびサテライトセンサ８４の消費電流ｉ１と、第二電源回路６の消費電流ｉ２とを、共に負担する必要がある。しかしながら、バッテリー２の供給電圧が９Ｖ未満６Ｖ以上の場合は、出力電圧Ｖｏｕｔが、第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に調整されている。このため、出力電圧Ｖｏｕｔが第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）一定のまま固定される場合と比較して、第一電源回路３の昇圧制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
また、入力電圧Ｖｉｎが第二しきい値Ｖｔｈ２未満の場合、言い換えるとバッテリー２の供給電圧が６Ｖ未満の場合、出力電圧Ｖｏｕｔが、接地電圧ＶＧＮＤ（＝０Ｖ）に調整されている。ここでは、ＥＣＵをバッテリー２の供給電圧６Ｖ以上で動作保証させることを想定している。したがって、バッテリー２の供給電圧が６Ｖ未満では、第一電源回路３の昇圧制御を確実に停止させている。これは、前出図３において点線で示すように、入力電圧が第二出力電圧Ｖｏｕｔ２を下回り接地電圧ＶＧＮＤに近づくと、出力電圧Ｖｏｕｔが第二出力電圧Ｖｏｕｔ２まで昇圧されず中途半端な値になることを回避している。すなわち、ＥＣＵが正常ではない状態で動作することを防止している。
また、本実施形態の乗員保護装置１の出力電圧変更手段５は、入力電圧検出手段４からの検出信号に基づき、切替スイッチ５４、５６を切り替えている。そして、コンパレータ３００のプラス端子に入力される電圧を、基準電圧源５５の基準電圧、基準電圧源５７の基準電圧、接地電圧の三段階に切り替えている。このため、コンパレータ３００のマイナス端子に入力される出力電圧Ｖｏｕｔの分圧比を変える必要がない。
また、例えば車両発電系の故障などにより、走行中にもかかわらずバッテリー２からの供給電圧が低下する場合がある。これに対し、エンジン制御ＥＣＵが動作可能なバッテリー２からの供給電圧までは、乗員保護装置１も動作させたいという要望がある。
この点、本実施形態の乗員保護装置１によると、入力電圧Ｖｉｎが第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）を下回っても、言い換えるとバッテリー２からの供給電圧が９Ｖを下回っても、バッテリー２からの供給電圧が６Ｖ以上であれば、出力電圧Ｖｏｕｔを第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）に維持することができる。したがって、第二電源回路６延いては乗員保護装置１を動作させることができる。
＜その他＞
以上、本発明の乗員保護装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
例えば、上記第二実施形態においては、第一しきい値Ｖｔｈ１を基準に、スイッチ素子７の開閉を行った。しかしながら、第二しきい値Ｖｔｈ２を基準にスイッチ素子７の開閉を行ってもよい。こうすると、入力電圧Ｖｉｎが、第一しきい値Ｖｔｈ１よりも低圧の第二しきい値Ｖｔｈ２未満の場合に限り、第一電源回路３と第二電源回路６とが接続される。このため、出力電圧Ｖｏｕｔが第一出力電圧Ｖｏｕｔ１や第二出力電圧Ｖｏｕｔ２に調整されている間、第一電源回路３において、第二電源回路６の消費電流ｉ２を考慮する必要がない。したがって、特にバッテリー２からの供給電圧が６．５Ｖ以上で動作保証する場合、すなわち、第二電源回路６が第一電源回路３からの電圧供給無しで動作可能な動作保証条件の場合、効果的に、第一電源回路３の制御負荷を軽減することができる。並びに、第一電源回路３の大型化、高定格化を抑制することができる。
また、上記実施形態においては、コンパレータや基準電圧源などを用いて、ハード的に出力電圧の切り替えを行ったが、ソフト的に出力電圧の切り替えを行ってもよい。例えば、まず入力電圧をＡ／Ｄコンバータを介してマイコンに取り込み、次いでＲＯＭに格納された第一しきい値および第二しきい値と入力電圧とを比較し、比較結果に応じて出力電圧を切り替えてもよい。また、入力電圧のしきい値には、図６（前出図３に対応）に示すようなヒステリシスを設定してもよい。すなわち、出力電圧ＶｏｕｔをＶｏｕｔ２からＶｏｕｔ１に切り替える場合は第一しきい値Ｖｔｈ１ａを基準とし、出力電圧ＶｏｕｔをＶｏｕｔ１からＶｏｕｔ２に切り替える場合は第一しきい値Ｖｔｈ１ｂを基準としてもよい。なお、しきい値にヒステリシスを設ける手段としては、例えばコンパレータにヒステリシスを設定すればよい。
また、上記実施形態におけるマイコン８５、加速度センサ８６、サテライトセンサの配置数は特に限定するものではない。例えば、加速度センサ８６として、前面衝突を検出可能な前後方向加速度センサ、側面衝突を検出可能な横方向加速度センサ、車両横転を検出可能なロールセンサなどを配置してもよい。また、サテライトセンサとして、前面衝突を検出可能なフロントセンサ、側面衝突を検出可能なサイドセンサなどを配置してもよい。
また、第一実施形態においては、抵抗分圧比を切り替えることにより、出力電圧を二段階制御した（前出図３参照）。また、第二実施形態においては、基準電圧を切り替えることにより、出力電圧を三段階制御した（前出図５参照）。しかしながら、第一実施形態において、基準電圧を切り替えることにより、出力電圧を二段階制御してもよい。同様に、第二実施形態において、抵抗分圧比を切り替えることにより、出力電圧を三段階制御してもよい。
また、上記実施形態における第一しきい値Ｖｔｈ１（＝８Ｖ）、第二しきい値Ｖｔｈ２（＝５Ｖ）、第一出力電圧Ｖｏｕｔ１（＝２４Ｖ）、第二出力電圧Ｖｏｕｔ２（＝１２Ｖ）、第二電源回路６の安定動作可能な入力電圧（＝５．５Ｖ）、第二電源回路６の出力電圧（＝５Ｖ）の設定値は、いずれも単なる例示であり、特に限定するものではない。
また、上記実施形態においては、入力電圧検出手段４で入力電圧Ｖｉｎと所定のしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２との比較を行ったが、出力電圧変更手段５で入力電圧Ｖｉｎと所定のしきい値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２との比較を行ってもよい。すなわち、入力電圧検出手段４から出力電圧変更手段５に入力電圧Ｖｉｎの生データを伝送し、出力電圧変更手段５でその後の演算処理を行ってもよい。
また、第一実施形態においては出力電圧Ｖｏｕｔを二段階に、第二実施形態においては出力電圧Ｖｏｕｔを三段階に、各々切り替えたが、出力電圧Ｖｏｕｔの切り替え段数は特に限定しない。さらにまた、上記実施形態においては、入力電圧Ｖｉｎに応じて出力電圧Ｖｏｕｔをステップ状（段階的）に変化させたが（前出図３、図５参照）、スロープ状に変化させてもよい。また、上記実施形態においては乗員保護具としてエアバッグを駆動したが、シートベルトプリテンショナーなど他の乗員保護具を駆動してもよい。
第一実施形態の乗員保護装置のブロック図である。 同乗員保護装置の部分回路図である。 同乗員保護装置の出力電圧切り替えマップである。 第二実施形態の乗員保護装置の部分回路図である。 同乗員保護装置の出力電圧切り替えマップである。 その他の実施形態の乗員保護装置の出力電圧切り替えマップである。 第一の従来の乗員保護装置のブロック図である。 第二の従来の乗員保護装置のブロック図である。
符号の説明
１：乗員保護装置、２：バッテリー、３：第一電源回路（昇圧回路）、３０：フィードバック手段、３００：コンパレータ、３０１：制御回路、３０２：トランジスタ（出力電圧用スイッチ素子）、３１：コイル、３２：ダイオード、３３：コンデンサ、３４：基準電圧源、３５：抵抗、３６：抵抗、４：入力電圧検出手段、４０：抵抗、４１：抵抗、４２：基準電圧源、４３：コンパレータ、４４ａ：抵抗、４４ｂ：抵抗、４５ａ：抵抗、４５ｂ：抵抗、４６ａ：基準電圧源、４６ｂ：基準電圧源、４７ａ：コンパレータ、４７ｂ：コンパレータ、５：出力電圧変更手段、５０：抵抗、５１：切替スイッチ、５２：抵抗、５３：抵抗、５４：切替スイッチ、５５：基準電圧源、５６：切替スイッチ、５７：基準電圧源、６：第二電源回路（降圧回路）、７：スイッチ素子、８０：逆流防止ダイオード、８１：逆流防止ダイオード、８２：バックアップコンデンサ、８３：点火回路、８４：サテライトセンサ通信回路、８５：マイコン、８６：加速度センサ、８７：不揮発性メモリ、８８：イグニッションスイッチ。

Claims (13)

  1. 車両に搭載されたバッテリーと、該バッテリーからの供給電圧に基づく入力電圧を所定の出力電圧まで昇圧する昇圧回路と、該入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、該入力電圧検出手段からの検出信号に基づき該出力電圧を変更可能な出力電圧変更手段と、を備えてなる乗員保護装置。
  2. 前記入力電圧検出手段は、前記入力電圧と所定のしきい値との比較結果を、前記出力電圧変更手段に伝送する請求項１に記載の乗員保護装置。
  3. 前記入力電圧検出手段は、前記入力電圧の分圧値と前記しきい値の分圧換算値とを比較することにより、該入力電圧と該しきい値とを比較する請求項２に記載の乗員保護装置。
  4. 前記しきい値は、単一の第一しきい値からなり、
    前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は、前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、
    該入力電圧が該第一しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は、該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整する請求項２に記載の乗員保護装置。
  5. 前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、
    前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は、前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、
    該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は、該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、
    該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は、前記昇圧回路の昇圧動作を停止する請求項２に記載の乗員保護装置。
  6. さらに、前記バッテリーからの供給電圧に基づく入力電圧を所定の出力電圧まで降圧する降圧回路と、前記昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを断続可能に連結するスイッチ素子と、を備え、
    該バッテリーと該降圧回路との間には、該昇圧回路および該スイッチ素子が配置された第一経路と、該昇圧回路および該スイッチ素子が配置されない第二経路と、が並列に設定されており、
    前記入力電圧が前記しきい値未満の場合、該スイッチ素子は、該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続し、該バッテリーと該降圧回路とは、該第一経路を介して接続され、
    該入力電圧が該しきい値以上の場合、該スイッチ素子は、該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを遮断し、該バッテリーと該降圧回路とは、該第二経路を介して接続される請求項２に記載の乗員保護装置。
  7. 前記しきい値は、単一の第一しきい値からなり、
    前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、
    該入力電圧が該第一しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する請求項６に記載の乗員保護装置。
  8. 前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、
    前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、
    該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続し、
    該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該昇圧回路の昇圧動作を停止し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する請求項６に記載の乗員保護装置。
  9. 前記しきい値は、第一しきい値と、該第一しきい値よりも低圧の第二しきい値と、からなり、
    前記入力電圧が該第一しきい値以上の場合、前記出力電圧変更手段は前記出力電圧を第一出力電圧に調整し、前記スイッチ素子は前記昇圧回路の出力側と前記降圧回路の入力側とを遮断し、
    該入力電圧が該第一しきい値未満かつ該第二しきい値以上の場合、該出力電圧変更手段は該出力電圧を該第一出力電圧よりも低圧の第二出力電圧に調整し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを遮断し、
    該入力電圧が該第二しきい値未満の場合、該出力電圧変更手段は該昇圧回路の昇圧動作を停止し、該スイッチ素子は該昇圧回路の出力側と該降圧回路の入力側とを接続する請求項６に記載の乗員保護装置。
  10. 前記昇圧回路は、前記出力電圧が所定の分圧比で分圧されて得られる分圧値と、所定の基準電圧と、の比較結果に応じて、該出力電圧をフィードバック調整するフィードバック手段を備える請求項１に記載の乗員保護装置。
  11. 前記出力電圧変更手段は、前記入力電圧検出手段からの検出信号に基づき、前記分圧比を変更する請求項１０に記載の乗員保護装置。
  12. 前記出力電圧変更手段は、前記入力電圧検出手段からの検出信号に基づき、前記基準電圧を変更する請求項１０に記載の乗員保護装置。
  13. 前記フィードバック手段は、前記分圧値と前記基準電圧とを比較するコンパレータと、前記出力電圧を調整可能な出力電圧用スイッチ素子と、該コンパレータの比較結果に応じて該出力電圧用スイッチ素子を駆動制御する制御回路と、を備える請求項１０に記載の乗員保護装置。
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