JP2787993B2 - エア・バッグ点火回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の加速度応答スイ
ッチを冗長を目的として互いに並列に接続した少なくと
も２つの加速度センサを含む点火路を備えた、エア・バ
ッグのような乗員安全保護装置用の制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知のエア・バッグ乗員安全保護装置
は、爆発スクィブ（squib)と、常時開放の加速度応答ス
イッチを有する少なくとも２つの加速度センサとを直列
に含む点火路に電源が電圧を印加する制御回路を採用し
ている。各センサのスイッチは、スクィブの内部抵抗よ
りかなり大きな公称抵抗値を有する抵抗により側路され
ている。従って、センサのスイッチがその常時開放位置
にある間に、点火路に小電流が常時流れている。衝突即
ち車両の顕著な減速に応答してセンサのスイッチが閉成
すると、スクィブを介して流れる電流をかなり増大さ
せ、これによりスクィブを「点火」させてエア・バッグ
の作動をトリガさせる。例えば、この技術は１９８７年
９月２２日付でカミジ(Kamiji)ほかに与えられた米国特
許第４，６９５，０７５号に記載されている。

【０００３】１９８９年７月２５日発行された米国特許
第４，８５１，７０５号明細書において、ムセー（Ｍｕ
ｓｓｅｒ）他は、並列な２つの衝突センサと並列な２つ
の安全センサとを備え、それらセンサを、１以上の衝突
セン サ及び１以上の安全センサが同時閉成したときに
エア・バッグの展開をトリガさせるように、爆発スクィ
ブに接続したエア・バッグ点火回路を示している。従っ
て、このエア・バッグ点火回路は、一方の衝突センサ及
び／又は一方の安全センサが「開放」位置にあるような
故障があっても、あるいは、そのような一つの冗長セン
サが衝突状態の結果として回路から切断された場合に
も、冗長点火路が引き続きエア・バッグ点火回路を動作
可能にしている。更に、このような冗長な衝突センサ及
び安全センサを使用することにより、このようなセンサ
を車両の周りの異なる位置に配置することを可能にし、
これによって検知する種々の車両の加速条件を増加さ
せ、乗員には依然として大きなレベルの保護が与えられ
る。ムセー他は、更に完全な点火回路の診断能力を得る
ために一対のダイオード・ブリッジを使用することによ
り、衝突センサ及び安全センサを含む与えられた回路部
品の動作不良が容易に検出されることを示している。

【０００４】残念ながら、閉成位置にある、又は「閉成
する傾向」を有する冗長なセンサの故障を検出したとき
に、点火回路の実行可能性は、故障センサと並列に配置
されたまだ動作可能なセンサを短絡する結果により大き
く損なわれる。

【０００５】従来技術においては、いずれかのセンサの
スイッチがその閉成位置で故障したときは、又は閉成す
る傾向により、乗員安全保護装置に対して意図しない又
は速過ぎるトリガをさせて再び乗員を危険にさらすこと
を防止するために、全制御回路を動作不能にすることを
示している。例えば、対応する一方のセンサが閉成する
ことなく他方のセンサが閉成すると、制御回路が動作を
停止させるベル（Bell) に対して１９７５年６月１０日
に発行された米国特許第３，８８９，２３２号明細書を
参照すべきである。

【０００６】これに代わり、１９９０年９月２５日発行
の本出願人の米国特許第４，９５８，８５１号明細書に
おいて、本出願人は点火路が爆発スクィブと直列に接続
された少なくとも２つのセンサを備えたエア・バッグ点
火回路を示している。更に、点火回路は動作不良センサ
を閉成又は分路することにより、点火路から前記動作不
良センサを機能的に除去する手段を備え、これによりま
だ動作可能な残りのセンサ（複数のセンサ）の制御によ
り乗員を引き続き保護する。しかし、このような故障セ
ンサの閉成又は分路は、動作可能な冗長センサ、即ち故
障センサと並列に接続されているセンサを点火路から必
然的に除去してしまうことになり、安全保護装置により
乗員に与えられている保護を付随的に減少させることに
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
の冗長加速度センサ、即ちその加速度応答スイッチをそ
の点火路に並列に接続し、かつ冗長な加速度センサのう
ちの一つの動作不良又は「故障」によって影響されるこ
となく、回路実行可能性を継続することを特徴とする少
なくとも２つのセンサを備えた乗員安定保護装置用の制
御回路を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、故障のモード、即ち
センサが閉成する傾向による閉成したままとなる故障
や、開放したままとなる故障にかかわりなく、複数の冗
長なセンサのうちの一つが動作不良になったときに、実
行可能性を保持する複数の冗長な加速度センサを備えた
乗員安全保護装置用の制御回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の乗員安全保護装
置用の制御回路は、第１の加速度センサのように、与え
られたしきい値を超える加速度入力に応答して出力信号
を発生する第１の手段と、第２の加速度センサのよう
に、同一のしきい値をほぼ超える加速度入力に応答して
ほぼ同一の出力信号を発生する第２の手段と、前記第１
及び第２の加速度センサとの通信により前記第１の加速
度センサか、又は前記第２の加速度センサから出力信号
を受け取ったときに前記乗員安全保護装置を作動させる
トリガ手段とを備えている。更に、本発明の乗員安全保
護装置用の制御回路は、加速度に正しく応答するように
センサの動作不良、即ちいずれかのセンサの故障を検出
する故障検出手段と、前記故障検出手段に応答して故障
センサによる出力信号の発生を阻止する、さもなければ
前記故障センサと前記トリガ手段との間の通信を禁止す
る信号禁止手段とを備え、当該制御回路、従って乗員安
全保護装置の動作可能性が前記センサの故障にも影響さ
れることなく保持される。

【００１０】エア・バッグを展開する本発明の制御回路
の好ましい実施例において、前記第１及び第２の信号発
生手段は、常時開放、加速度応答スイッチがバッテリの
ような電源と、爆発スクィブのようなエア・バッグ・ト
リガ手段との間に並列に接続された一対の加速度センサ
を備えている。更に、各センサの前記スイッチ手段は前
記スクィブの公称抵抗よりかなり高い公称抵抗値を有す
る抵抗によって側路されており、小電流が前記点火路に
常時流れている。各センサはそのスイッチ手段をその開
放位置に常時バイアスする第１の手段を備えている。い
ずれかのセンサがそのスイッチ手段上で公称バイアスを
超える加速度入力を検知すると、前記スイッチ手段は閉
成して前記スクィブに流れる電流を増大させ、前記スク
ィブが爆発して前記エア・バッグの展開をトリガさせ
る。好ましくは、少なくとも一つの低しきい値「安全」
センサは、早すぎる又は偶発的なトリガを防止するため
にスクィブからバッテリへの帰路の一部分を形成してい
る。

【００１１】好ましい実施例の故障検出手段は、加速度
に影響されることなく、各センサを検査する手段、例え
ばそのスイッチ手段を閉成させるように動作する手段
と、前記センサ検査手段が動作したときに各センサの出
力における変化を検出する手段とを備えている。好まし
い実施例において、各センサは、前記スイッチ手段をそ
の開放位置に常時バイアスする第１のバイアス手段を備
え、前記故障検出手段は、加速度に影響されることな
く、前記センサの前記スイッチ手段をその閉成位置にバ
イアスするように動作可能な第２のバイアス手段を備え
ている。各センサの前記スイッチ手段は既知の電圧を印
加する点火路の一部分を形成しているので、各スイッチ
手段の動作可能性は、前記第２のバイアス手段の動作前
及びその動作中に、前記点火路周辺の点で発生した電圧
を検出し、かつ比較することにより確認される。これに
代り、各センサの前記スイッチ手段の現在位置、従って
センサの動作可能性に関する上方が、ムセー他に対して
１９８９年７月２５日に発行された米国特許第４，８５
１，７０５号明細書に示されているように、前記点火路
周辺の種々の点で発生する電圧を検出し、比較すること
により確認される。

【００１２】好ましい実施例において、前記故障検出手
段に応答する前記信号禁止手段は、加速度に影響される
ことなく、前記故障センサのスイッチをその開放位置に
保持する。これに関連して、好ましい実施例においてセ
ンサ機能を試験するために用いた第２のバイアス手段
は、最も好ましくは、電磁的に動作し、従って更に前記
動作不良センサの前記スイッチ手段をバイアスするよう
に、かつその後はその開放位置に保持するように用いら
れてもよいことに注意すべきである。従って、前記動作
不良センサは、前記点火路から機能的に除去されてまだ
動作可能な残りのセンサの制御により引き続き回路の実
行可能性を確保させる。

【００１３】本発明の乗員安全保護装置用の制御回路
は、一対の冗長加速度センサ、即ちそれぞれ乗員安全保
護装置の展開をトリガするための出力信号を発生するこ
とができるセンサと、前記第２のセンサの故障を検出し
てその加速度入力に適正に応答させる手段と、その故障
を検出したときに前記点火路から前記第２の加速度セン
サを機能的に除去する信号禁止手段とを備えている。

【００１４】エア・バッグ点火回路の点火路は、それぞ
れいずれかのスイッチに対する加速度入力がその公称バ
イアスを超えるときに爆発スクィブを点火するように、
閉成する並列な常時開放の加速度応答スイッチ手段と、
前記第２のスイッチ手段の点火を検出してその加速度入
力に適正に応答させる手段と、センサ検査手段に応答し
てその故障を検出したときに前記点火路から前記第２の
加速度センサを機能的に除去する信号禁止手段とを備え
ている。

【００１５】

【実施例】図１において、乗員安全保護装置１２を作動
させる制御回路１０は、それぞれその加速度しきい値を
超える加速度入力に応答して通信により保護トリガ手段
１８を作動させるのに十分な出力信号を発生する第１の
加速度センサ１４及び第２の加速度センサ１６を有す
る。更に、前記制御回路１０は第２の加速度センサ１６
の故障を検出して加速度に適正に応答させる故障検出手
段２０と、前記故障検出手段２０に応答してその故障の
検出に続いて前記第２の加速度センサ１６が発生したか
も知れない信号を禁止する信号禁止手段２２とを備え、
動作不良の前記第２の加速度センサ１６が制御回路１０
から機能的に除去される。

【００１６】説明を簡単にするために、図１は、故障検
出手段２０と、第２の加速度センサ１６のみを試験し
て、制御回路１０から機能的に除去することが可能な信
号禁止手段２２とを示していることが注意される。しか
し、第１の加速度センサ１４は、図３に示され以下で詳
細に説明する例示的なエア・バッグ点火回路５０のよう
に、故障検出手段及び信号禁止手段を備えてもよいこと
が容易に理解されるであろう。

【００１７】図２は本発明によるエア・バッグ点火回路
３０の電気的なブロック図であり、その点火路３２に
は、並列に接続された常時開放かつ高しきい値の第１の
加速度応答スイッチ３４及び第２の加速度応答スイッチ
３６と、エア・バッグ（図示なし）の展開をトリガする
爆発スクィブ３８と、常時開放かつ低しきい値の第３の
加速度応答スイッチ４０とが直列に含まれている。バッ
テリ４２は点火路３２に電圧を印加し、第３の加速度応
答スイッチ４０と、第１及び第２の加速度応答スイッチ
３４及び３６のうちのいずれかとが同時に閉成したとき
に、電圧「信号」を爆発スクィブ３８に送出して、爆発
スクィブ３８は爆発してエア・バッグの展開をトリガさ
せる。

【００１８】図２のエア・バッグ点火回路３０は、更
に、加速度に応答して適正に閉成する第２の加速度応答
スイッチ３６の故障を検出する試験手段４４と、第２の
加速度応答スイッチ３６と直列に接続され、故障した第
２の加速度応答スイッチ３６によってその後に発生した
電圧「信号」が爆発スクィブ３８に到達するのを阻止す
る信号禁止手段４６とを備えている。このようにして、
第２の加速度応答スイッチ３６がその故障の検出により
エア・バッグ点火回路３０の点火路３２から機能的に除
去される。

【００１９】本発明は、図１を参照して述べたように、
図２に示した試験手段４４及び信号禁止手段４６の他に
も必要ならば、加速度応答スイッチ３４の試験に続く切
離しも同様に意図している。

【００２０】図３は例示的なエア・バッグ点火回路５０
を示す。エア・バッグ点火回路５０は、２つの衝突セン
サ５２と、一対の爆発スクィブ５６に接続された２つの
安全センサ５４とを備えて、衝突センサ５２のうちの一
つ、及び安全センサ５４のうちの一つが同時に閉成する
と、一対のエア・バッグ（図示なし）の展開をトリガさ
せるようにしている。従って、エア・バッグ点火回路５
０は、一つの衝突センサ５２及び／又は一つの安全セン
サ５４が故障しても引き続き点火回路を実行可能にする
冗長な点火路５８を備えている。

【００２１】特に、バッテリ６０は点火路５８上に既知
電圧を印加する。バッテリ６０は、少なくとも一つの衝
突センサ５２及び少なくとも一つの安全センサ５４が同
時に閉成したときに、点火路５８を介して両方の爆発ス
クィブ５６を爆発させるのに十分な電流を供給すること
ができる。コンデンサ６２及びチャージ・ポンプ６４を
含む逆電源は、車両の衝突時にバッテリ６０が動作不良
となった場合に、又はエア・バッグ点火回路５０から切
離された場合に、印加電圧を保持するものである。

【００２２】例示的なセンサ６２′の概要構成は図４に
示されており、構築されたその実施例はベール（Behr)
に対して１９８９年５月２日に発行された米国特許第
４，８２７，０９１号に示されている。各センサ６２′
は常時開放のスイッチ６４′を備えており、スイッチ６
４′は加速度応答マス６６により作動される。加速度応
答マス６６は、公称バイアスがセンサ６２′に対する加
速度入力に負けて加速度応答マス６６が移動し、スイッ
チ６４′を閉成させるまで、スイッチ６４′を常時開放
位置に保持させるように、図４にバネ６８によって概要
的に表わす第１のバイアス手段により常時バイアスされ
ている。従って、このような加速度応答マス６６の移動
は図４にダシュポット７０として概要的に表わした適当
なダンピング手段によりダンピングされる。

【００２３】更に、各センサ６２′は、加速度に影響さ
れることなく、スイッチ６４′を閉成するように、加速
度応答マス６６をバイアスすることが可能な第２のバイ
アス手段７２を備えている。好ましい実施例では、加速
度応答マス６６は磁気材料からなり、第２のバイアス手
段はコイル７４を備えている。コイル７４は、制御スイ
ッチ７８を介してバッテリ７６とコイル７４とを接続す
ることにより、コイル７４を介して直流が流れたとき
に、加速度応答マス６６と磁気的に相互作用する電磁界
が発生する。従って、好ましい実施例の電磁的な第２の
バイアス手段７２は、加速度に影響されることなく、ス
イッチ６４′を閉成することにより、また、以下で更に
詳細に説明されるように、コイル７４を介して適当な方
向に適当な電流を導くことによって、その故障を検出し
たときは、その開放位置にセンサ６２′のスイッチ６
４′を保持する動作をすることにより、センサ６２′の
試験も可能である。

【００２４】図３に戻ると、各衝突センサ５２及び安全
センサ５４の常時開放スイッチ手段８０（以下、「スイ
ッチ８０」）は、同様の公称抵抗値の抵抗８２により側
路される。好ましくは、側路抵抗８２の公称抵抗値は爆
発スクィブ５６の公称内部抵抗値より数倍程度大きくな
っている。通常の動作において、側路抵抗８２は点火路
５８を介して、従って爆発スクィブ６５に比較的に小電
流が流れ続ける。そのしきい値を超える加速度のため
に、衝突センサ５２のいずれか、及び安全センサ５４の
いずれかが同時に閉成すると、側路抵抗８２が短絡さ
れ、これにより各爆発スクィブ５６に流れる電流をその
点火しきい値を超える値に増大させてこれを爆発させる
と共に、各エア・バッグの展開をトリガさせる。

【００２５】衝突センサ５２又は安全センサ５４の動作
不良は、エア・バッグ点火回路５０の点火路５８をブリ
ッジさせる一対のダイオード・ブリッジ８４により検出
される。特に、マイクロプロセッサ８６は、適当な入力
ポート“Ａ”〜“Ｂ”を介して点火路５８周辺の複数の
点８８で発生する電圧をそれぞれ読み込み、比較をし
て、その部品のいずれかが動作不良となった、即ち「故
障した」か否か、例えば衝突センサ５２又は安全センサ
５４のうちのいずれかのスイッチ８０がその閉成位置に
なったままであるか否かを判断する。特に、衝突センサ
５２及び安全センサ５４のうちの１以上が故障したとき
に、点火路５８に流れる通常の電流が遮断され、これに
よりその１以上の点８８での電圧を変化させる。各動作
不良は異なった形で点火路に発生する電圧に影響するの
で、このように電圧を調べ、比較したときに動作不良の
部品の一致が判断される。

【００２６】マイクロプロセッサ８６は、更に、エア・
バッグ点火回路５０における点８８から読み取った電圧
が動作可能なセンサと矛盾しない場合は、エア・バッグ
点火回路５０の種々の点８８で発生する電圧を監視して
いる間に、センサ試験手段９０を逐次動作させ（図４に
示すセンサ６２′のコイル７４を付勢させ）て、そのス
イッチ８０を閉成させることにより、個々の衝突センサ
５２又は安全センサ５４の動作可能性を確認する。

【００２７】更に、各衝突センサ５２及び安全センサ５
４の正しいダイナミックな動作、即ちその第１のバイア
ス手段（図４に示すセンサ６２′のバネ６８）と、その
ダンピング手段（図４のダッシュポット７０）との正し
い機能は、センサのスイッチ８０がセンサ試験手段９０
の動作に続いて閉成するために必要な時間間隔を（図４
のコイル７４を付勢することにより）測定して確認され
る。センサのスイッチ８０が閉成する故障、応答が遅い
スイッチ閉成、又は早すぎるスイッチ８０の閉成は、臨
界的に潜在するセンサの動作不良を表わしている。

【００２８】本発明によれば、衝突センサ５２又は安全
センサ５４のうちの一つの動作不良が検出されると、衝
突センサ５２又は安全センサ５４のスイッチ８０が開放
され、その後はその第２のバイアス手段の動作（そのコ
イル７４を付勢すること）によりその開放位置に保持さ
れる。従って、衝突センサ５２又は安全センサ５４は点
火路５８から機能的に除去される。前述のように、故障
している衝突センサ５２又は安全センサ５４と並列に接
続されている他の衝突センサ５２又は安全センサ５４
は、乗員に対する保護を継続する。

【００２９】本発明の好ましい実施例を開示したが、本
発明は、その精神又は付記する特許請求の範囲から逸脱
することなく、変更が可能なことを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の乗員安全保護装置用の制御回路
のブロック図。

【図２】図２はエア・バッグ点火回路の電気的なブロッ
ク図。

【図３】図３は本発明より構築されたエア・バッグ点火
回路の回路図。

【図４】図４は図３のエア・バッグ点火回路に用いた加
速度センサの概要図である。

【符号の説明】

１４ 第１の加速度センサ １６ 第２の加速度センサ １８ 保護トリガ手段 ２０ 故障検出手段 ２２，４６ 信号禁止手段 ３２ 点火路 ３４，３６ 加速度応答スイッチ ３８ 爆発スクィブ ４０ 加速度応答スイッチ ４４ 試験手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレイグ ダブリュ．ホワイト アメリカ合衆国ミシガン州グロッセ ポ インテ，リンカーン 735 (56)参考文献 特開 平２−88344（ＪＰ，Ａ) 米国特許4958851（ＵＳ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗員安定保護装置用の制御回路におい
   て、 第１のしきい値を超える加速度入力に応答して出力信号
   を発生するように動作する第１の信号発生手段と、 第２のしきい値を超える加速度入力に応答して出力信号
   を発生するように動作する第２の信号発生手段と、 前記第１及び第２の信号発生手段とに連通され、前記出
   力信号を受け取った際に前記乗員安全保護装置を作動さ
   せるトリガ手段と、 前記第２の信号発生手段の動作不良を検出する故障検出
   手段と、 前記故障検出手段に応答して前記第２の信号発生手段の
   前記出力信号の発生を禁止する手段とを備えていること
   を特徴とする乗員安全保護装置用の制御回路。
2. 【請求項２】 前記第２の信号発生手段は開放位置及び
   閉成位置を有するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手
   段が前記閉成位置にあるときに前記出力信号を発生し、 前記信号禁止手段は前記開放位置に前記スイッチ手段を
   バイアスする手段を備えていることを特徴とする請求項
   １記載の乗員安全保護装置用の制御回路。
3. 【請求項３】 第１のしきい値を超える加速度入力に応
   答して閉成する第１の常時開放スイッチ手段、 前記第１のスイッチ手段と並列に接続され、前記第１の
   しきい値とほぼ同一の第２のしきい値を超える加速度入
   力に応答して閉成する第２の常時開放スイッチ手段、及
   びそれらスイッチ手段に直列に接続された公称電気抵抗
   を有するスクィブ、 を含む点火路と、 前記点火路に電圧を印加する手段と、 前記第２のスイッチ手段の動作不良を検出する故障検出
   手段と、 前記故障検出手段に応答して加速度入力に無関係に、そ
   の開放位置に前記第２のスイッチ手段を保持する手段と
   を備えているエア・バッグ点火回路。