JP2018090002A

JP2018090002A - エアバッグ点火装置

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Publication number: JP2018090002A
Application number: JP2016232714A
Authority: JP
Inventors: 健太岩井; Kenta Iwai; 小松　和弘; Kazuhiro Komatsu; 和弘小松; 大舗榎本; Daisuke Enomoto; 考生齋藤; Takao Saito
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-14

Abstract

【課題】天絡した時でも、スイッチング素子が損傷せずに動作状態が確保されるエアバッグ点火装置を提供する。
【解決手段】エアバッグ点火装置は、スクイブ２０の下流に配置されるＬｏｗ側トランジスタ１４を備え、天絡状態の有無に応じて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が過熱されることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過熱保護機能及びＬｏｗ側トランジスタ１４に過電流が流れることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過電流保護機能の内の少なくとも１つの機能を動作させるか、又は少なくとも１つの機能の動作内容を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアバッグ点火装置に関する。

従来、車両の衝突時における乗員の保護を目的として、車両にはエアバッグが搭載されている。車両の衝突が検知されると、エアバッグ点火装置が、エアバッグ内に配置されたスクイブに電流を流して、スクイブにより発生した熱により隣接する起爆剤に点火させる。そして、起爆剤の爆発熱を使用した化学物質反応によって、エアバッグ内にガスを発生させてエアバッグが膨張する。

エアバッグは、人命に関わる装置なので、エアバッグ点火装置は、誤作動しないように設計されている。スクイブに電流を流す電流経路には、複数のスイッチング素子が配置されており、全てのスイッチング素子がオン状態になって、はじめてスクイブに電流が流れるようになされている。

例えば、車両に搭載されたバッテリの配線が、エアバッグ点火装置の配線と短絡する天絡に起因して、エアバッグ点火装置が誤作動することが考えられる（特許文献１〜５参照）。

エアバッグ点火装置のスイッチング素子の端子と、バッテリとが天絡しても、通常、スイッチング素子がオン状態にならなければ、スクイブに電流が流れないようになされている。

特開平７−１５６７４３号公報特開平８−３０１０６３号公報特開２０００−９７８１号公報特開２０００−２８０８５７号公報特開２００１−２０６１９０号公報

しかしながら、天絡した時にスイッチング素子がオン状態になった場合、スイッチング素子には、スクイブを点火するための電流に加えて、短絡しているバッテリからの電流が流れることにより、設計値よりも大きな電流が流れる。大きな電流が流れるスイッチング素子には、発熱により過熱されて損傷するおそれが生じる。

例えば、スイッチング素子の過熱を防止する過熱防止回路を配置して、スイッチング素子が過熱しないようにすることが考えられるが、過熱防止回路は、スイッチング素子の動作温度の上限を下げるので、スイッチング素子の動作温度範囲を狭めることになる。

本明細書では、天絡した時でも、スイッチング素子が損傷せずに動作状態が確保されるエアバッグ点火装置を提供することを課題とする。

本明細書に開示するエアバッグ点火装置によれば、スクイブの下流に配置されるロー側スイッチング素子を備え、天絡状態の有無に応じて、前記スイッチング素子が過熱されることから前記スイッチング素子を保護する過熱保護機能及び前記スイッチング素子に過電流が流れることから前記スイッチング素子を保護する過電流保護機能の内の少なくとも１つの機能を動作させるか、又は少なくとも１つの機能の動作内容を変更する。

上述した本明細書に開示するエアバッグ点火装置によれば、天絡した時でも、スイッチング素子が損傷せずに動作状態が確保される。

本明細書に開示する第１実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。エアバッグ点火装置の動作を説明する図である。本明細書に開示する第２実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。本明細書に開示する第３実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。

以下、本明細書で開示するエアバッグ点火装置線の好ましい第１実施形態を、図を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

図１は、本明細書に開示する第１実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。

エアバッグ点火装置１０は、車両に搭載されており、図示しない衝突センサからの信号を入力するマイクロコンピュータ３０により制御されて、車両の衝突時には、スクイブ２０に電流を流すことにより、スクイブ２０を発熱させて、スクイブ２０に隣接する起爆剤に点火させる。そして、起爆剤の爆発熱を使用した化学物質反応によって、図示しないエアバッグ内にガスを発生させてエアバッグを膨張させるものである。

エアバッグ点火装置１０には、点火用電源４０から、点火用電源トランジスタ４１を介して、電力が供給される。点火用電源トランジスタ４１は、通常状態では、オフ状態に制御されているが、車両の衝突時には、オン状態になるように外部から制御される。

エアバッグ点火装置１０は、Ｈｉｇｈ（ハイ）側トランジスタ１１と、定電流制御回路１２と、ドライバ１３と、Ｌｏｗ（ロー）側トランジスタ１４と、過電流保護回路１５と、過熱保護回路１６と、ＡＮＤ回路１７と、ドライバ１８を備える。また、エアバッグ点火装置１０は、４つのコネクタ１９ａ〜１９ｄを備える。

エアバッグ点火装置１０は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）を用いて形成することができる。

Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１は、スクイブ２０の上流側に配置される。Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のドレイン端子Ｄは、コネクタ１９ａを介して、点火用電源トランジスタ４１と接続する。Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のソース端子Ｓは、コネクタ１９ｂを介して、スクイブ２０と接続する。

Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のゲート端子Ｇには、ドライバ１３から制御信号が入力される。Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のオン状態及びオフ状態は、ドライバ１３を介して、マイクロコンピュータ３０により制御される。

定電流制御回路１２は、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のソースドレイン間電流に応じて、ソースドレイン間に定電流が流れるように、ドライバ１３に対して制御信号を出力する。具体的には、定電流制御回路１２は、ソースドレイン間電流が所定の範囲に収まるように、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１の動作を制御する。

点火用電源４０の電力により、スクイブ２０及びＬｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される電流値は、定電流制御回路１２によって制御される。この定電流制御回路１２によって制御される電流値は、スクイブ２０を発熱させて起爆剤を起爆可能であることが好ましい。定電流制御回路１２によって制御される電流値として、例えば、１．２Ａとすることができる。

ドライバ１３は、マイクロコンピュータ３０からの信号を入力して、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のゲート端子Ｇに対して、制御信号を出力する。また、ドライバ１３は、定電流制御回路１２により制御されて、ゲート端子Ｇに出力する制御信号の電圧を変化させて、ソースドレイン間電流を制御する。定電流制御回路１２によるＨｉｇｈ側トランジスタ１１の制御は、マイクロコンピュータ３０によりＨｉｇｈ側トランジスタ１１がオン状態に制御されている時のみ有効である。

Ｌｏｗ側トランジスタ１４は、スクイブ２０の下流側に配置される。Ｌｏｗ側トランジスタ１４のドレイン端子Ｄは、コネクタ１９ｃを介して、スクイブ２０と接続する。Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソース端子Ｓは、コネクタ１９ｄを介して、接地される。

Ｌｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｇには、ドライバ１８から制御信号が入力される。Ｌｏｗ側トランジスタ１４のオン状態及びオフ状態は、ドライバ１８を介して、マイクロコンピュータ３０により制御される。

ドライバ１８は、マイクロコンピュータ３０からの信号を入力して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｇに対して、制御信号を出力する。

過電流保護回路１５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に過電流が流れることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過電流保護機能を有する。具体的には、過電流保護回路１５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間電流を測定し、ソースドレイン間電流が、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大電流値Ｉｍを超えた時（過電流を検知した時）に、Ｈ（ハイ）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。また、過電流保護回路１５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間に電流が流れる通電時間を測定し、通電時間が、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に電流が流れることが許容される最大通電時間Ｔｍを超えた時（過通電時間を検知した時）に、Ｈ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。過電流保護回路１５は、過電流又は過通電時間を検知していない時には、Ｌ（ロー）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。

Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大電流値Ｉｍは、スクイブ２０を十分に発熱させる電流値を確保すると共に、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が発熱により損傷しないように決定されることが好ましい。また、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に電流が流れることが許容される最大通電時間Ｔｍは、スクイブ２０を十分に発熱させる通電時間を確保すると共に、最大電流値Ｉｍの電流が流れたＬｏｗ側トランジスタ１４が発熱により損傷しないように決定されることが好ましい。

Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大電流値Ｉｍとして、例えば、２．４Ａになるように、Ｌｏｗ側トランジスタ１４は設計されている。また、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に電流が流れることが許容される最大通電時間Ｔｍとして、例えば、２ｍ秒とすることができる。

過熱保護回路１６は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が過熱されることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過熱保護機能を有する。具体的には、過熱保護回路２２は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の近傍の温度を測定して、測定された温度が、所定の温度閾値Ｃｍを超えた時（過熱を検知した時）に、Ｈ（ハイ）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。過熱保護回路１６は、測定された温度が所定の温度閾値Ｃｍ以下の時には、Ｌ（ロー）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。

所定の温度閾値Ｃｍは、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷せずに動作が保証される温度とすることが好ましい。例えば、所定の温度閾値Ｃｍとして、半導体の製造プロセス温度（恒久的に動作不能となる温度）である４００℃に対して十分なマージンを取って、たとえば２５０℃とすることができる。

エアバッグ点火装置１０が、ＡＳＩＣを用いて形成される場合には、過熱保護回路１６は、例えば、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の近傍に配置されたサーミスタ素子を流れる電流を測定して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の近傍の温度を測定してもよい。

ＡＮＤ回路１７は、過電流保護回路１５及び過熱保護回路１６それぞれから、Ｈ信号を入力すると、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にするように、ドライバ１８を制御する、オフ信号を出力する。

即ち、エアバッグ点火装置１０は、過熱保護回路１６によりＬｏｗ側トランジスタ１４が過熱されていると共に、過電流保護回路１５によりＬｏｗ側トランジスタ１４に過電流が流れていることを検知して、初めて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態とする。

ドライバ１８は、ＡＮＤ回路１７からオフ信号を入力すると、マイクロコンピュータ３０からの制御信号には関わらず、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にする制御信号をＬｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｇに出力する。図１に示す例では、Ｌｏｗ側トランジスタ１４はｎ型のＦＥＴであるので、ドライバ１８は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のゲート電圧が、閾値以下の電圧になる制御信号を出力する。

Ｌｏｗ側トランジスタ１４は、ドライバ１８からオフ状態にする制御信号をゲート端子Ｇに入力すると、オフ状態となる。

以下、上述したエアバッグ点火装置１０の動作を説明する。

まず、バッテリ５０の配線が、エアバッグ点火装置１０の配線と短絡していない通常状態におけるエアバッグ点火装置１０の動作を説明する。

車両が衝突した場合、図示しない衝突センサからの信号を入力したマイクロコンピュータ３０は、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１をオン状態にする制御信号をドライバ１３に出力し、且つＬｏｗ側トランジスタ１４をオン状態にする制御信号をドライバ１８に出力する。また、車両が衝突した場合、点火用電源トランジスタ４１も、オン状態になるように外部から制御される。

ドライバ１３は、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１のゲート端子Ｇに対して、制御信号を出力して、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１はオン状態となる。また、ドライバ１８は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｇに対して、制御信号を出力して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４もオン状態となる。

このようにして、点火用電源トランジスタ４１と、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１と、Ｌｏｗ側トランジスタ１４とがオン状態となることにより、点火用電源４０と接地との間にスクイブ２０が配置された直列経路に電流が流されて、スクイブ２０を発熱させる。

スクイブ２０により発生した熱により隣接する起爆剤を点火させて、起爆剤の爆発熱を使用した化学物質反応によって、図示しないエアバッグ内にガスを発生させてエアバッグが膨張する。

次に、バッテリ５０の配線が、エアバッグ点火装置１０の配線と短絡した状態におけるエアバッグ点火装置１０の動作を説明する。

図１において、バッテリ５０の配線と、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のドレイン端子Ｄとが短絡した状態を、鎖線で示す。車両が衝突していない状態では、点火用電源トランジスタ４１と、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１と、Ｌｏｗ側トランジスタ１４とは、オフ状態にあるので、スクイブ２０に電流は流れない。

そして、車両が衝突した場合、図示しない衝突センサからの信号を入力するマイクロコンピュータ３０は、Ｈｉｇｈ側トランジスタ１１をオン状態にする制御信号をドライバ１３に出力し、且つＬｏｗ側トランジスタ１４をオン状態にする制御信号をドライバ１８に出力する。また、車両が衝突した場合、点火用電源トランジスタ４１も、オン状態になるように外部から制御される。

この時、Ｌｏｗ側トランジスタ１４には、点火用電源トランジスタ４１からの電流に加えて、バッテリ５０からの電流が流れるので、通常状態（天絡していない時）よりも大きな電流が流れる。また、通常状態よりも大きな電流が流れることにより、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の発熱が、通常状態よりも大きくなるので、温度の上昇が大きくなる。

以下、過電流及び過熱の検知状態の組み合わせとして、以下の４つのケースについて、エアバッグ点火装置１０の動作を説明する。

図２は、以下に説明するケース１〜３におけるエアバッグ点火装置の動作を説明する図である。

（ケース１）
ケース１は、過電流及び過熱が検知されない場合である。過電流保護回路１５は、過電流を検知していない場合には、Ｌ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。ここで、過熱保護回路１６も過熱を検知していないので、Ｌ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力している。

ＡＮＤ回路１７は、過電流保護回路１５及び過熱保護回路１６それぞれから、Ｈ信号を入力してはいないので、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にするように、ドライバ１８を制御するオフ信号を出力しない。そのため、スクイブ２０の発熱が続行される。即ち、エアバッグ点火装置１０は、エアバッグの点火動作を続行可能である。

（ケース２）
ケース２は、天絡したことによる過電流が検知されるが、過熱はまだ検知されない場合である。過電流保護回路１５は、天絡したことによる過電流を検知すると、Ｈ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。ここで、過熱保護回路１６が過熱を検知していない場合には、Ｌ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力している。

（ケース３）
ケース３は、天絡したことによる過電流が検知され且つ過熱も検知される場合である。過電流保護回路１５が、天絡による過電流を検知すると、Ｈ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。ここで、過熱保護回路１６も天絡による過熱を検知すると、Ｈ信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。即ち、天絡状態に有ると判断されて、過熱保護機能及び過電流保護機能の動作が許容される。

ＡＮＤ回路１７は、過電流保護回路１５及び過熱保護回路１６それぞれから、Ｈ信号を入力したので、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にするように、ドライバ１８を制御するオフ信号を出力する。そのため、Ｌｏｗ側トランジスタ１４は、オフ状態となり、ソースドレイン間を電流が流れることが停止して、スクイブ２０への電流を止めて、エアバッグの点火動作を不可能にする。即ち、エアバッグ点火装置１０は、天絡状態に有ると判断されると、過熱保護機能及び過電流保護機能を動作させて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が過熱されないようにして損傷することを防止する。

上述したケース１〜３の説明は、過電流保護回路１５が過通電時間を検知した時の説明にも適用される。

上述した本実施形態のエアバッグ点火装置１０によれば、天絡によりＬｏｗ側トランジスタ１４において過電流を検知した時でも、Ｌｏｗ側トランジスタ１４において、過熱が検知されるまでは、エアバッグの点火動作を可能にすることにより、天絡した時でも、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷せずに動作状態が確保され、可能な限りスクイブへの通電を行い点火を試みることができる。また、Ｌｏｗ側トランジスタ１４における過電流又は過通電及び過熱の両方が検知された時には、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にして、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷することを防止できる。

上述したように、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の過熱を防止する過熱防止回路を配置して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が過熱しないようにする場合には、過熱防止回路は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の動作温度の上限を下げることがあった。例えば、動作温度の上限として２５０℃が用いられており、半導体の製造プロセス温度である４００℃より低い温度に設定される場合があり天絡の発生していない通常の通電時においても、過熱保護回路の動作温度を越えないように、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の寸法を大きくすることにより、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の動作温度の上昇を抑制する必要があった。しかし、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の寸法を大きくすることは、エアバッグ点火装置１０の製造コストを増大させる問題を有していた。

一方、上述した本実施形態のエアバッグ点火装置１０によれば、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の寸法を大きくすることなく、広い動作温度範囲を得ることが可能となる。具体的には天絡の発生していない通常の通電時においては過電流保護回路が動作しないため（通常通電時はＬｏｗ側トランジスタに流れる電流はＨｉｇｈ側トランジスタによって制限されているため）、過熱保護回路の過熱保護機能はＡＮＤ回路によってマスクされ、Ｌｏｗ側トランジスタの動作温度は半導体の製造プロセス温度である４００℃までは許容されるので、通常の通電時の動作を保障するためにＬｏｗ側トランジスタ１４の寸法を大きくする必要がない。このため、天絡時においても可能な限りスクイブへの通電を行い点火を試みることができると同時に、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の寸法を小さくできエアバッグ点火装置１０の製造コストを抑制することが可能となる。

次に、上述したエアバッグ点火装置の第２実施形態及び第３実施形態を、図３及び図４を参照しながら以下に説明する。他の実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。

図３は、本明細書に開示する第２実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。

本実施形態のエアバッグ点火装置１０は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のドレイン端子Ｄの端子電圧を監視する電圧監視回路２１を備え、電圧監視回路２１によって、ドレイン端子Ｄの端子電圧が、所定の電圧閾値を超えることにより天絡状態に有ると判断されると、過熱保護機能を動作させる点が、上述した第１実施形態とは異なる。

電圧監視回路２１は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４におけるスクイブ２０を流れる電流が流入するドレイン端子Ｄの端子電圧を測定する。電圧監視回路２１は、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧が、所定の電圧閾値を超えた時（天絡状態に有ると判断された時）に、Ｈ（ハイ）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。電圧監視回路２１は、通常は、Ｌ（ロー）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。

所定の電圧閾値としては、バッテリの電圧（例えば１６Ｖ）を用いることができる。また、所定の電圧閾値として、バッテリの電圧よりも低い値を設定してもよい。

過熱保護回路２２は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が過熱されることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過熱保護機能を有する。具体的には、過熱保護回路２２は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の近傍の温度を測定して、測定された温度が、所定の温度閾値Ｃｍを超えた時（過熱を検知した時）に、Ｈ（ハイ）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。過熱保護回路１６は、測定された温度が所定の温度閾値Ｃｍ以下の時には、Ｌ（ロー）信号を、ＡＮＤ回路１７に出力する。過熱保護回路２２の動作は、上述した第１実施形態と同様である。

ＡＮＤ回路１７は、電圧監視回路２１及び過熱保護回路１６それぞれから、Ｈ信号を入力すると、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にするように、ドライバ１８を制御する、オフ信号を出力する。

ドライバ１８は、ＡＮＤ回路１７からオフ信号を入力すると、マイクロコンピュータ３０からの制御信号には関わらず、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にする制御信号をＬｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｇに出力する。

過電流保護回路２３は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間電流を測定して、ソースドレイン間に過電流が流れないように、ドライバ１８に対して制御信号を出力する。具体的には、過電流保護回路２３は、ソースドレイン間電流が所定の範囲に収まるように、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の動作を制御する。

ドライバ１８は、過電流保護回路２３により制御されて、ゲート端子Ｇに出力する制御信号の電圧を変化させて、ソースドレイン間電流を制御する。過電流保護回路２３によるＬｏｗ側トランジスタ１４の制御は、マイクロコンピュータ３０によりＬｏｗ側トランジスタ１４がオン状態に制御されている時のみ有効である。

上述した本実施形態のエアバッグ点火装置１０によれば、電圧監視回路２１により天絡状態に有ると判断された場合でも、Ｌｏｗ側トランジスタ１４において、過熱が検知されるまでは、エアバッグの点火動作を可能にすることにより、広い動作温度範囲を得ることができる。従って、本実施形態のエアバッグ点火装置１０は、天絡した時でも、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷せずに動作状態が確保される。また、電圧監視回路２１により天絡状態に有ると判断された状態において、Ｌｏｗ側トランジスタ１４における過熱が検知された時には、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にして、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷することを防止できる。また天絡の発生していない通常の通電時においては過熱保護回路の過熱保護機能は動作しないので、Ｌｏｗ側トランジスタの動作温度は半導体の製造プロセス温度である４００℃までは許容されるため、通常の通電時の動作を保障するためにＬｏｗ側トランジスタ１４の寸法を大きくする必要がなく、エアバッグ点火装置１０の製造コストを増大させることがない。このため、天絡時においても可能な限りスクイブへの通電を行い点火を試みることができると同時に、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の寸法を小さくできエアバッグ点火装置１０の製造コストを抑制することが可能となる。

以上が、第２実施形態のエアバッグ点火装置の説明である。

次に、第３実施形態のエアバッグ点火装置について、以下に説明する。

図４は、本明細書に開示する第３実施形態のエアバッグ点火装置を示す図である。

本実施形態のエアバッグ点火装置１０は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のゲート端子Ｄの端子電圧を監視する電圧監視回路２４を備え、電圧監視回路２４によって、ゲート端子Ｄの端子電圧が所定の電圧閾値を超えることにより天絡状態に有ると判断されると、過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大電流値Ｉｍを低減するか、又は／及び、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に電流が流れることが許容される最大通電時間Ｔｍを低減する点が、上述した第１実施形態とは異なる。

過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に過電流が流れることからＬｏｗ側トランジスタ１４を保護する過電流保護機能を有する。具体的には、過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間電流を測定し、ソースドレイン間電流が、最大電流値Ｉｍを超えないように、ドライバ１８を介して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４を制御する。

具体的には、過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間電流が、最大電流値Ｉｍを超えないように、ドライバ１８に対して制御信号を出力する。ドライバ１８は、過電流保護回路２５により制御されて、ゲート端子Ｇに出力する制御信号の電圧を変化させて、ソースドレイン間電流が、最大電流値Ｉｍを超えないように制御する。

また、過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間に電流が流れる通電時間を測定し、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に電流が流れることが許容される通電時間が、最大通電時間Ｔｍを超えないように、ドライバ１８を介して、Ｌｏｗ側トランジスタ１４を制御する。

具体的には、過電流保護回路２５は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間に電流が流れる通電時間が、最大通電時間Ｔｍを超えないように、ドライバ１８に対して制御信号を出力する。ドライバ１８は、過電流保護回路２５により制御されて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４のソースドレイン間に電流が流れる通電時間が、最大通電時間Ｔｍを超えると、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態にする制御信号を出力する。

電圧監視回路２４は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４におけるスクイブ２０を流れる電流が流入するドレイン端子Ｄの端子電圧を測定する。電圧監視回路２４は、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧が、所定の電圧閾値を超えた時（天絡状態に有ると判断された時）に、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍの値を低減するように変更する。例えば、電圧監視回路２４は、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍを、２．４Ａから１．２Ａに低減してもよい。

また、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断された時に、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値に応じて、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍの値を、複数の値の内から選択して低減するように変更してもよい。これにより、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値に応じて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大電流値Ｉｍを設定することが容易となる。

例えば、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値が２０Ｖの場合には、最大電流値Ｉｍの値を、２．４Ａから、２．０Ａ及び１．０Ａの内の１つを選択し、端子電圧の値が１６Ｖの場合には、最大電流値Ｉｍの値を、２．６Ａから、２．４Ａ及び１．２Ａの内の１つを選択するようにしてもよい。

また、電圧監視回路２４は、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧が、所定の電圧閾値を超えた時（天絡状態に有ると判断された時）に、過電流保護回路２５に設定された最大通電時間Ｔｍを低減するように変更する。例えば、電圧監視回路２４は、過電流保護回路２５に設定された最大通電時間Ｔｍを、２ｍ秒から１ｍ秒に低減してもよい。

また、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断された時に、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値に応じて、過電流保護回路２５に設定された最大通電時間Ｔｍの値を、複数の値の内から選択して低減するように変更してもよい。これにより、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値に応じて、Ｌｏｗ側トランジスタ１４に流れることが許容される最大通電時間Ｔｍを設定することが容易となる。

例えば、測定されたドレイン端子Ｄの端子電圧の値が２０Ｖの場合には、最大通電時間Ｔｍの値を、２．４ｍ秒から、１．８ｍ秒及び０．８ｍ秒の内の１つを選択し、端子電圧の値が１６Ｖの場合には、最大通電時間Ｔｍの値を、２ｍ秒から、２ｍ秒及び１ｍ秒の内の１つを選択するようにしてもよい。

エアバッグ点火装置１０は、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断された時に、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍ及び最大通電時間Ｔｍの内の少なくとも１つを低減するように変更すればよい。また、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断された時に、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍ及び最大通電時間Ｔｍの両方を低減するように変更してもよい。

上述した本実施形態のエアバッグ点火装置１０によれば、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断された場合には、過電流保護回路２５に設定された最大電流値Ｉｍ及び最大通電時間Ｔｍの内の少なくとも１つを低減するように変更することにより、Ｌｏｗ側トランジスタ１４における発熱を抑制して、過熱によりＬｏｗ側トランジスタ１４が損傷することを防止できる。従って、本実施形態のエアバッグ点火装置１０は、天絡した時でも、Ｌｏｗ側トランジスタ１４が損傷せずに動作状態が確保される。

本発明では、上述した実施形態のエアバッグ点火装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。

例えば、上述した第３実施形態では、電圧監視回路２４により天絡状態に有ると判断されると、過電流保護機能の動作内容が変更されていたが、過熱保護機能の動作内容を変更するようにしてもよい。例えば、第３実施形態における過電流保護回路を過熱保護回路に置き換えて、天絡状態に有ると判断されると、所定の温度閾値Ｃｍを低減するように変更してもよい。過熱保護回路は、Ｌｏｗ側トランジスタ１４の近傍の温度が、温度閾値Ｃｍを超えると、Ｌｏｗ側トランジスタ１４をオフ状態に制御する。

また、上述した各実施形態では、スイッチング素子として、ＦＥＴが用いられていたが、スイッチング素子は、過電流保護機能又は過熱保護機能に対応可能であればよく、ＦＥＴに限定されるものではない。

１０エアバッグ点火装置
１１Ｈｉｇｈ側トランジスタ
１２定電流制御回路
１３ドライバ
１４Ｌｏｗ側トランジスタ（スイッチング素子）
１５過電流保護回路
１６過熱保護回路
１７ＡＮＤ回路
１８ドライバ
１９ａ〜１８ｄコネクタ
２０スクイブ
２１電圧監視回路（電圧監視部）
２２過熱保護回路
２３過電流保護回路
２４電圧監視回路（電圧監視部）
２５過電流保護回路
３０マイクロコンピュータ
４０点火用電源
４１点火用電源トランジスタ
５０バッテリ

Claims

スクイブの下流に配置されるロー側スイッチング素子を備え、
天絡状態の有無に応じて、前記スイッチング素子が過熱されることから前記スイッチング素子を保護する過熱保護機能及び前記スイッチング素子に過電流が流れることから前記スイッチング素子を保護する過電流保護機能の内の少なくとも１つの機能を動作させるか、又は少なくとも１つの機能の動作内容を変更する、エアバッグ点火装置。
前記スイッチング素子に過電流が流れることを検知して、天絡状態に有ると判断されると、前記過熱保護機能を動作させる、請求項１に記載のエアバッグ点火装置。
前記スイッチング素子における前記スクイブを流れる電流が流入する端子電圧を監視する電圧監視部を備え、
前記電圧監視部によって前記端子電圧が第１閾値を超えることにより天絡状態に有ると判断されると、前記過熱保護機能を動作させる、請求項１に記載のエアバッグ点火装置。
前記スイッチング素子における前記スクイブを流れる電流が流入する端子電圧を監視する電圧監視部を備え、
前記電圧監視部によって、前記端子電圧が第２閾値を超えることにより天絡状態に有ると判断されると、
前記過電流保護機能は、前記スイッチング素子に流れることが許容される最大電流値を低減するか、又は、前記スイッチング素子に電流が流れることが許容される最大通電時間を低減する、請求項１に記載のエアバッグ点火装置。
前記電圧監視部によって、前記端子電圧が前記第２閾値を超えることにより天絡状態に有ると判断されると、
前記過電流保護機能は、前記スイッチング素子に流れることが許容される最大電流値を、前記端子電圧に応じて複数の値の内から１つを選択するか、又は、前記スイッチング素子に電流が流れることが許容される最大通電時間を、前記端子電圧に応じて複数の値の内から１つを選択する、請求項４に記載のエアバッグ点火装置。