JP3090037B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

車両用乗員保護装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に装備したエアバ
ッグやシートベルト用プリテンショナ等の車両用乗員保
護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車両用エアバッグ装置において
は、車両の加速度を加速度センサにより検出し、この検
出結果に基づき車両の衝突と判定したとき、スキブに起
動電流を流すことにより、エアバッグを展開させて乗員
を衝突による衝撃から保護するようになっている。
【０００３】この場合、スキブに起動電流を流す点火機
構及びこの点火機構の点火にあたり車両の衝突の有無を
判定する点火判定機構の双方は、基本的には、バッテリ
からの電力供給により作動状態におかれる。また、点火
機構及び点火判定機構が、車両の衝突により、バッテリ
との電気的接続を遮断されて電力供給を絶たれた場合で
も、これら点火機構や点火判定機構が作動できるよう
に、バックアップコンデンサが補助電源として装備され
る。ここで、この補助電源には、バッテリからの電力供
給を遮断されてから所定時間（例えば、１００ｍｓｅ
ｃ）経過後でも、スキブを起動するに十分な能力が必要
とされる。
【０００４】このため、昇圧回路を採用しない場合、乗
員保護装置の作動保証電圧範囲（例えば、６Ｖ乃至１６
Ｖ）内での起動を保証しようとすると、バックアップコ
ンデンサには、非常に大きな静電容量が必要となってし
まい、実用的でない。このため、従来は、バッテリ電圧
を昇圧する昇圧回路を採用し、この昇圧回路により、バ
ックアップコンデンサを所定の昇圧電圧（例えば、１４
Ｖ）まで充電して電力を蓄えることで、バックアップコ
ンデンサの静電容量を小さくしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
構成の場合、点火機構や点火判定機構が補助電源に直接
接続されている。従って、バッテリ電圧が、何らかの原
因により、本来の電圧より低くなった場合、昇圧回路に
は、バックアップコンデンサを所定の昇圧電圧まで充電
する能力に加え、その昇圧電圧を確保した上で点火機構
及び点火判定機構の双方を作動させ得るだけの出力能力
が必要とされる。
【０００６】このことは、昇圧回路に対し大容量（例え
ば、１４Ｖ、１００ｍＡ）の出力電流能力が要求される
ことを意味する。また、このような出力電流能力をもつ
昇圧回路を構成しようとすると、コイル等の大型部品を
必要とし、小型化やコストダウンの大きな障害となる。
これに対しては、特開平７−９６８１５号公報にて開示
されているようなものがある。これによれば、点火機構
と点火判定機構に対しそれぞれ独立に設けた各バックア
ップコンデンサが昇圧回路により充電される。また、こ
れら両バックアップコンデンサ間には、スイッチングト
ランジスタが接続されている。そして、両バックアップ
コンデンサは、通常時には、当該スイッチングトランジ
スタのオンにより、相互に接続され、車両の衝突事故に
伴い点火判定機構から点火信号が出た時、スイッチング
トランジスタのオフにより遮断されるる。このとき、昇
圧回路とバッテリとの接続が遮断されていれば、一方の
バックアップコンデンサの充電電圧に基づき点火機構が
エアバッグを展開させる。
【０００７】しかし、この公報のものでは、スイッチン
グトランジスタを採用しても、昇圧回路の出力能力を小
さくすることもできず、バックアップコンデンサの数が
二つと多いため、部品点数の増大を招くという不具合が
ある。そこで、本発明は、以上のようなことに対処すべ
く、バックアップコンデンサ、点火機構及び点火判定機
構の間の接続構成に工夫を凝らすことにより、単一のバ
ックアップコンデンサを点火機構及び点火判定機構の双
方に効率よく共用するようにし、昇圧回路をその小容量
化によって小型化するようにした車両用乗員保護装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至３に記載の発明によれば、切り換え手
段が、電源から判定手段への給電電圧がその作動可能電
圧にあるときバックアップコンデンサから判定手段への
給電を遮断し、当該給電電圧が作動可能電圧より低下し
た時に判定手段への電圧供給源を電源からバックアップ
コンデンサに切り換える。
【０００９】これにより、電源の電圧が判定手段の作動
可能電圧に低下したときにのみ、切り換え手段によりバ
ックアップコンデンサから判定手段に充電電圧を供給す
る。このため、昇圧手段は、起爆手段の故障を診断する
に要する微小電流及びバックアップコンデンサの充電に
要する電流を供給できればよい。従って、単一のバック
アップコンデンサを点火機構及び点火判定機構の双方に
効率よく共用しつつ、昇圧回路を、コイルを用いた大規
模の昇圧回路とすることなく、小容量化により小型化し
得る。
【００１０】ここで、請求項１に記載の発明では、さら
に、検出手段の検出電圧が作動可能電圧にあるとき制御
手段による制御のもと、半導体制御素子が遮断される。
また、上記検出電圧が作動可能電圧よりも低下すると制
御手段による制御のもと、半導体制御素子が、バックア
ップコンデンサの充電電圧を第１の所定電圧に制御して
出力する。
【００１１】これにより、検出電圧が作動可能電圧より
も低下して判定手段への電圧供給源がバックアップコン
デンサに切り換わったとき、判定手段への作動可能電圧
の維持を実現できる。また、請求項２に記載の発明で
は、さらに、半導体スイッチング素子の半導体制御素子
側端子電圧が判定手段への給電電圧よりも低いとき制御
手段による制御のもと、半導体制御素子が、バックアッ
プコンデンサの充電電圧を第２の所定電圧に制御する。
また、判定手段への給電電圧が半導体制御素子側端子電
圧よりも低下すると、制御手段による制御のもと、半導
体制御素子が、バックアップコンデンサの充電電圧を第
１の所定電圧に制御して出力する。そして、半導体スイ
ッチング素子が判定手段への第２の所定電圧の印加を遮
断し、判定手段への第１の所定電圧の印加を許容する。
【００１２】このように、判定手段への給電電圧が作動
可能電圧よりも低下するまでは、半導体制御素子の出力
が第２の所定電圧にある。このため、判定手段への給電
電圧が作動可能電圧よりも低下して判定手段への電圧供
給源がバックアップコンデンサに切り換わったとき、判
定手段への作動可能電圧の維持を迅速に実現できる。
【００１３】その結果、バックアップコンデンサからの
給電への切り換え時に、判定手段への印加電圧に生ずる
過渡的な変動を小さく抑制できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明に係る車
両用乗員保護装置の一例を示している。この乗員保護装
置は、当該車両の運転席に装備したエアバッグ（図示し
ない）を展開する点火機構１０と、この点火機構１０の
点火にあたり当該車両の衝突の有無を判定する点火判定
機構２０を備えている。
【００１５】点火機構１０は、図２にて示すごとく、ス
キブ１１を備えており、このスキブ１１は、その一端に
て、セーフィングセンサ１２及び抵抗１３からなる並列
回路、導線１０ａ、逆流阻止用ダイオードＤ１及びイグ
ニッションスイッチＩＧを通してバッテリＢａの正側端
子に接続されている。一方、スキブ１１の他端は、点火
トランジスタ１４及び抵抗１５からなる並列回路を通し
て接地されている。
【００１６】ここで、セーフィングセンサ１２は、当該
自動車の加速度が所定低減速度になるとオンする常開型
機械的スイッチにより構成されている。そして、このセ
ーフィングセンサ１２は、そのオン状態にてのみ、イグ
ニッションスイッチＩＧ及び逆流阻止用ダイオードＤ１
を介するバッテリＢａからの電圧をスキブ１１に付与す
る。点火トランジスタ１４は、点火判定機構２０から後
述のごとく生ずる衝突判定信号に応答してオンする。な
お、点火トランジスタ１４のドレイン及びソース間に、
抵抗１５が接続されている。
【００１７】このように構成した点火機構１０では、点
火トランジスタ１４及びセーフィングセンサ１２がオフ
のとき、バッテリＢａからの電流がダイオードＤ１、抵
抗１３、スキブ１１及び抵抗１５を通し微小電流（点火
機構１０の故障を診断するに要する電流）として流れ
る。また、点火トランジスタ１４及びセーフィングセン
サ１２がオンしたとき、バッテリＢａからの電流がダイ
オードＤ１、セーフィングセンサ１２、スキブ１１並び
に点火トランジスタ１４のドレイン及びソースを通し起
動電流（上記エアバッグを展開するに要する電流）とし
て流れる。
【００１８】点火判定機構２０は、図２にて示すごと
く、安定化電源２１、加速度センサ２２（以下、Ｇセン
サ２２という）及び衝突判定回路２３を備えている。安
定化電源２１は、バッテリＢａからイグニッションスイ
ッチＩＧ、逆流阻止用ダイオードＤ２及び導線２０ａを
通し電圧を受けて安定化させ定電圧（例えば、４．４
Ｖ）としてＧセンサ２２及び衝突判定回路２３に供給す
る。
【００１９】Ｇセンサ２２は、安定化電源２１から定電
圧を受けて作動し、当該車両の加速度を検出する。衝突
判定回路２３は、安定化電源２１から定電圧を受けて作
動し、Ｇセンサ２２の検出加速度に基づき当該車両の衝
突と判定したとき、衝突判定信号を導線２０ｂを通し点
火トランジスタ１４のゲートにこの点火トランジスタを
オンさせるべく出力する。なお、導線２０ａに生ずる電
圧が４．８Ｖ以上では、点火判定機構２０は、バックア
ップコンデンサ４０からの充電電圧、つまり、昇圧回路
３０による昇圧電圧なくして動作するように、構成され
ている。
【００２０】昇圧回路３０は、図１にて示すごとく、バ
ッテリＢａの補助電源であるバックアップコンデンサ４
０を所定の昇圧電圧に充電する役割を果たすもので、こ
の昇圧回路３０は、バッテリＢａからイグニッションス
イッチＩＧ、逆流阻止用ダイオードＤ３及び導線３０ａ
を通し電圧を受けてバックアップコンデンサ４０を充電
するように構成されている。
【００２１】以下、この昇圧回路３０の構成につき図３
を参照して詳細に説明する。昇圧回路３０は、発振回路
３１を備えており、この発振回路３１は、後述する出力
電圧検出回路３２による制御のもと、両昇圧駆動回路３
３、３４を発振作動させる。昇圧駆動回路３３は、その
発振作動に伴い、両昇圧ポンピング用コンデンサ３５
ａ、３５ｃを駆動する。一方、昇圧駆動回路３４は、そ
の発振作動に伴い、昇圧ポンピング用コンデンサ３５ｂ
を駆動する。なお、これら両昇圧駆動回路３３、３４の
作動論理は互いに逆になっている。
【００２２】ここで、コンデンサ３５ａは、ダイオード
３６ａのカソード及びダイオード３６ｂのアノードと昇
圧駆動回路３３の出力端子との間に接続されている。ま
た、コンデンサ３５ｂは、ダイオード３６ｂのカソード
及びダイオード３６ｃのアノードと昇圧駆動回路３４の
出力端子との間に接続されており、コンデンサ３５ｃ
は、ダイオード３６ｃのカソード及びダイオード３６ｄ
のアノードと昇圧駆動回路３３の出力端子との間に接続
されている。
【００２３】また、各ダイオード３６ａ乃至３６ｄは、
共に同一極性にて、互いに直列接続されており、ダイオ
ード３６ａのアノードは、導線３０ａを介しダイオード
Ｄ３のカソードに接続されている（図１、図３参照）。
また、ダイオード３６ｄのカソードは、導線３０ｂを介
し、バックアップコンデンサ４０及びスイッチ回路５０
に接続されている（図１、図３参照）。
【００２４】しかして、このような構成では、ダイオー
ド３６ｄのカソードに接続される負荷がなく発振回路３
１の発振作動が停止していない状態で、両ダイオード３
６ｂ、３６ｃ間に生ずる電圧Ｖ１、両ダイオード３６
ｃ、３６ｄ間に生ずる電圧Ｖ２及びダイオード３６ｄの
カソードに生ずる電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ、次の数１
乃至数３の各式により特定される値として生ずる。
【００２５】
【数１】 Ｖ１＝Ｖｉｎ＋（Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ）−２Ｖｆ
【００２６】
【数２】Ｖ２＝Ｖ１＋（Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ）−Ｖｆ
【００２７】
【数３】 Ｖｏｕｔ＝Ｖ２＋（Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ）−Ｖｆ ここで、Ｖｆは各ダイオード３６ａ乃至３６ｄの順方向
電圧降下を表す。また、Ｖｉｎは、バッテリＢａからイ
グニッションスイッチＩＧ、逆流阻止用ダイオードＤ３
を通して入力される導線３０ａの電圧を表す。Ｖａは昇
圧駆動回路のローレベル出力電圧降下を表し、Ｖｂは昇
圧駆動回路のハイレベル出力電圧降下を表す。
【００２８】従って、数３の式に数２のＶ２を代入すれ
ば、次の数４の式が得られる。
【００２９】
【数４】 Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ＋３（Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ）−４Ｖｆ ＝４Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ−４Ｖｆ また、ダイオード３６ｄのカソードから負荷電流Ｉｏｕ
ｔをとる場合、出力電圧Ｖｏｕｔは、次の数５の式によ
り特定される。
【００３０】
【数５】Ｖｏｕｔ＝４Ｖｉｎ−Ｖｂ−Ｖａ−４Ｖｆ−
｛３Ｉｏｕｔ／（Ｃｆ0 ）｝ ここで、Ｃは、各コンデンサ３５ａ乃至３５ｃの静電容
量を表し、また、ｆ0 は発振回路３１の発振周波数を表
す。例えば、Ｖｉｎ＝６Ｖ、Ｖａ＝Ｖｂ＝０．５Ｖ、Ｖ
ｆ＝１Ｖ、Ｉｏｕｔ＝５ｍＡ、Ｃ＝１０×１０4 （ｐ
Ｆ）、ｆ0 ＝５０ＫＨｚとすれば、Ｖｏｕｔ＝１６Ｖと
なる。
【００３１】出力電圧検出回路３２は、出力電圧検出用
分圧抵抗３２ａ、３２ｂを備えており、これら分圧抵抗
３２ａ、３２ｂは、その各抵抗値Ｒａ、Ｒｂにより、ダ
イオード３６ｄのカソードに生ずる昇圧電圧を分圧し、
その共通端子から分圧電圧Ｖｄｉｖを発生する。コンパ
レータ３２ｃは、分圧抵抗３２ａ、３２ｂからの分圧電
圧Ｖｄｉｖを、基準電源３２ｄからの基準電圧Ｖｒｅｆ
と比較する。そして、分圧電圧Ｖｄｉｖが基準電圧Ｖｒ
ｅｆより高いとき、コンパレータ３２ｃは発振回路３１
の発振作動を停止させる。なお、上記基準電圧Ｖｒｅｆ
は、昇圧回路３０の出力として要請される所定の昇圧電
圧に対応する。
【００３２】ちなみに、出力電圧Ｖｏｕｔを、例えば、
所定の昇圧電圧１０Ｖに制御したい場合、基準電圧Ｖｒ
ｅｆ＝１Ｖ、分圧抵抗３２ａの抵抗値Ｒａ＝４５ＫΩ、
分圧抵抗３２ａの抵抗値Ｒａ＝５ＫΩとし、コンパレー
タ３２ｃの出力がローレベルになったときに発振回路３
１の発振作動を停止させるようにすればよい。なお、昇
圧回路３０によりバックアップコンデンサ４０に充電さ
れる所定の充電電圧、つまり、昇圧回路３０の所定の昇
圧電圧は、当該車両の衝突時に本発明装置へのバッテリ
Ｂａからの給電が遮断されても、本発明装置が或る所定
時間（例えば、１００ｍｓｅｃ）の間作動し続けるとと
もにスキブ１１を確実に点火させるに要する電力に基づ
き、バックアップコンデンサ４０の静電容量との兼ね合
いで決定されている。本実施の形態では、昇圧回路３０
の所定の昇圧電圧は１１Ｖである。この昇圧電圧は必要
に応じ適宜変更して実施してもよい。
【００３３】以上のような構成とすれば、昇圧回路の出
力電流能力は、バックアップコンデンサ４０への充電電
流、後述するスイッチ回路５０の作動に要する電流及び
点火機構１０のその故障を診断するに要する微小電流を
供給できればよく、５ｍＡでまかなうことができる。バ
ックアップコンデンサ４０は、バッテリＢａによりイグ
ニッションスイッチＩＧ、ダイオードＤ１を介し充電さ
れ、また、昇圧回路３０により充電されるようになって
いる。このバックアップコンデンサ４０は、当該車両の
衝突による急減速時にバッテリＢａがイグニッションス
イッチＩＧから遮断されたとき、一定時間の間、点火機
構１０に充電電圧を供給するとともに、後述するスイッ
チ回路５０を介し点火判定機構２０にも充電電圧を供給
する。なお、このバックアップコンデンサ４０の一端は
接地されている。また、バックアップコンデンサ４０の
静電容量は６８００μＦである。この静電容量は必要に
応じ適宜変更して実施してもよい。
【００３４】スイッチ回路５０は、図４にて示す構成を
有するもので、このスイッチ回路５０は、バッテリＢａ
からダイオードＤ２及び導線２０ａを通し点火判定機構
２０に正常に電圧が印加されているときには、昇圧回路
３０及びバックアップコンデンサ４０を点火判定機構２
０から遮断し、ダイオードＤ２を介するバッテリＢａか
ら点火判定機構２０への電圧の印加が何らかの原因で遮
断されたときに、点火判定機構２０への印加電圧がその
動作電圧範囲（４．８Ｖ以上）を下回る前に、バックア
ップコンデンサ４０から点火判定機構２０へ電圧を印加
させる。
【００３５】以下、このスイッチ回路５０の構成につ
き、図４乃至図６を参照して詳細に説明する。スイッチ
回路５０は、図４にて示すごく、制御トランジスタ５０
Ａを備えており、この制御トランジスタ５０Ａは、後述
する演算増幅器５０Ｂによる制御を受けて導通作動する
ことにより、バックアップコンデンサ４０の充電電圧を
逆流阻止用ダイオード５０Ｃを介し点火判定機構２０に
印加する。また、この制御トランジスタ５０Ａは、その
オフ作動により、バックアップコンデンサ４０から点火
判定機構２０への電圧の印加を遮断する。
【００３６】演算増幅器５０Ｂは、一つの正側入力端子
５１、二つの負側入力端子５２ａ、５２ｂ及び出力端子
５３を備え、両入力端子５２ａ、５２ｂへの各入力電圧
のうち低い方の電圧が印加されている入力端子を有効に
して差動増幅作用を発揮するように、図５に示すごとく
構成されている。ここで、図５に示す回路構成は、図６
に示す回路構成と実質的に等価であるから、図６の等価
回路に基づき演算増幅器５０Ｂの構成として説明する。
【００３７】この演算増幅器５０Ｂは、負側入力段を構
成する一対のトランジスタ５４、５５と、正側入力段を
構成するトランジスタＴＲ１と、出力段を構成するトラ
ンジスタＴＲ２と、両定電流源５６、Ｉｓとにより構成
されている。両入力端子５２ａ、５２ｂのうち有効な入
力端子を入力端子５２ａとすれば、トランジスタ５４
が、この入力端子５２ａに生ずる電圧によりバイアスさ
れて定電流源５６から定電流を受け増幅機能を発揮す
る。また、トランジスタＴＲ１は、基準電源５０Ｄから
入力端子５１を介し入力される基準電圧によりバイアス
されて定電流源５６から定電流を受け増幅機能を発揮す
る。但し、基準電源５０Ｄの基準電圧は、バッテリＢａ
から電圧が正常に印加されているとき、制御トランジス
タ５０Ａのエミッタ電圧を所定電圧にするように設定さ
れている。
【００３８】しかして、両トランジスタ５４、ＴＲ１
は、その各増幅機能により、両入力端子５２ａ、５１に
生ずる電圧を差動増幅して出力端子５３を介し制御トラ
ンジスタ５０Ａのベースに出力する。このことは、制御
トランジスタ５０Ａの導通度は、両トランジスタ５４、
ＴＲ１の差動増幅出力に対応することを意味する。一
方、入力端子５２ｂが有効となる場合には、両トランジ
スタ５５、ＴＲ１が、その各増幅機能により、両入力端
子５２ｂ、５１に生ずる電圧を差動増幅して出力端子５
３を介し制御トランジスタ５０Ａのベースに出力する。
【００３９】ここで、演算増幅器５０Ｂに二つの負側入
力端子５２ａ、５２ｂを設けた理由について説明する。
上述のごとく、スイッチ回路５０は、バッテリＢａの電
力供給が遮断されたとき、点火判定機構２０への印加電
圧が４．８Ｖ以下にならないように、バックアップコン
デンサ４０から点火判定機構２０に電圧を印加する役割
を果たす。従って、入力端子５２ａの電圧、即ち、ダイ
オードＤ２のカソード側電圧（即ち、点火判定機構２０
への印加電圧）を監視することにより、制御トランジス
タ５０Ａの作動を制御してやればよい。
【００４０】しかし、ダイオードＤ２のカソード側電圧
のみの監視では、以下のような不都合を生ずる。バッテ
リＢａからの電圧供給が正常になされている場合、演算
増幅器５０Ｂの負側の入力電圧が、正側の入力電圧（基
準電源５０Ｄの基準電圧）よりも高く維持される。この
ため、演算増幅器５０Ｂが制御トランジスタ５０Ａを完
全なオフ状態にする。
【００４１】この状態で、バッテリＢａからの電圧供給
が遮断されると、演算増幅器５０Ｂが、ダイオードＤ２
のカソード側電圧の低下を検出し、制御トランジスタ５
０Ａをオン動作させるまでには時間がかかる。このた
め、ダイオードＤ２のカソード側電圧が変動し、点火判
定機構２０が誤作動するおそれがある。従って、これを
防止するには、ダイオードＤ２のカソード側電圧の変動
を吸収するだけの比較的大きな静電容量の電圧変動吸収
用コンデンサが、後述するコンデンサ５０Ｉとして必要
とされる。
【００４２】そこで、点火判定機構２０と制御トランジ
スタ５０Ａとをダイオード５０Ｃにより分離するととも
に、演算増幅器５０Ｂにもう一つの負側入力端子５２ｂ
を設けて両分圧抵抗５０Ｇ、５０Ｈ（後述する）を介し
ダイオード５０Ｃのアノードに接続した。そして、両入
力端子５２ａ、５２ｂの各入力電圧のうち低い方の電圧
が印加される入力端子を演算増幅器５０Ｂの負側入力端
子として有効に機能するようにこの演算増幅器５０Ｂを
構成した。
【００４３】このように構成することで、バッテリＢａ
から適正に電圧が印加されることによりダイオードＤ２
のカソード側電圧が高いときでも、制御トランジスタ５
０Ａのエミッタ電圧は入力端子５２ｂへの入力電圧に基
づき演算増幅器５０Ｂでもって５．６Ｖに制御される。
この場合、ダイオード５０Ｃの順方向電圧降下が０．７
Ｖあるため、制御トランジスタ５０Ａの出力がダイオー
ド５０Ｃを介して点火判定機構２０へ加わることがな
い。
【００４４】この状態で、バッテリＢａからの電圧印加
が遮断されても、制御トランジスタ５０Ａは演算増幅器
５０Ｂの差動増幅出力によりオン作動状態に制御されて
いるため、バックアップコンデンサ４０からダイオード
５０Ｃへの電圧印加が迅速になされる。これにより、ダ
イオード５０Ｃのカソード電圧は、殆どなく変動するこ
となく、５Ｖに制御される。従って、バッテリＢａから
の電圧が遮断されたことによる点火判定機構２０への印
加電圧の変動を応答性よく迅速に抑制でき、その結果、
上記電圧変動吸収用コンデンサの静電容量を小さくでき
る。
【００４５】以上のようなことを考慮して演算増幅器５
０Ｂの負側の入力端子を二つとした上でスイッチ回路５
０を上述のように構成した。スイッチ回路５０は、一対
の分圧抵抗５０Ｅ、５０Ｆを備えており、これら両分圧
抵抗５０Ｅ、５０Ｆは、ダイオード５０Ｃのカソードに
生ずる電圧を分圧し、その共通端子から分圧電圧として
演算増幅器５０Ｂの入力端子５２ａに出力する。但し、
ダイオード５０Ｃのカソード電圧が５Ｖ（点火判定機構
２０の最低作動電圧以上の値）のときに入力端子５２ａ
の電圧が基準電源５０Ｄの基準電圧に等しくなるよう
に、両分圧抵抗５０Ｅ、５０Ｆの各抵抗値が設定されて
いる。
【００４６】また、スイッチ回路５０は、他の一対の分
圧抵抗５０Ｇ、５０Ｈを備えており、これら両分圧抵抗
５０Ｇ、５０Ｈは、制御トランジスタ５０Ａのエミッタ
に生ずる電圧を分圧し、その共通端子から分圧電圧とし
て演算増幅器５０Ｂの入力端子５２ｂに出力する。ここ
で、制御トランジスタ５０Ａのエミッタ電圧が５．６Ｖ
のとき入力端子５２ｂの電圧が基準電源５０Ｄの基準電
圧に等しくなるように、両分圧抵抗５０Ｇ、５０Ｈの各
抵抗値が設定されている。
【００４７】また、電圧変動防止用フィルタ５０Ｉは、
両分圧抵抗５０Ｅ、５０Ｆに並列接続されており、この
フィルタ５０Ｉは、ダイオード５０Ｃのカソードに生ず
る電圧変動の周波数成分を吸収して、スイッチ回路５０
の出力電圧変動を防止する役割を果たす。以上のように
構成した本実施の形態において、当該車両をイグニッシ
ョンスイッチＩＧのオン操作により走行状態におく。ま
た、イグニッションスイッチＩＧのオン操作により、バ
ッテリＢａの電圧が、ダイオードＤ２を通し点火判定機
構２０に印加されるとともに、ダイオードＤ３を通し昇
圧回路３０に印加される。さらに、バッテリＢａの電圧
が、ダイオードＤ１を通し、バックアップコンデンサ４
０、点火機構１０及びスイッチ回路５０にも印加され
る。
【００４８】すると、バックアップコンデンサ４０が、
バッテリＢａの電圧を受けて充電されるとともに、昇圧
回路３０がバッテリＢａの電圧を昇圧してバックアップ
コンデンサ４０を充電する。なお、バッテリＢａの電圧
は、通常、１２Ｖであるが、電圧範囲６Ｖ乃至１６Ｖま
で動作保証するため、ここでは、６Ｖとすると、点火判
定機構２０への入力電圧は、ダイオードＤ２の順方向電
圧降下分だけ低下した５．３Ｖとなる。
【００４９】従って、スイッチ回路５０のおける演算増
幅器５０Ｂの入力端子５２ｂへの入力電圧が演算増幅器
５０Ｂの入力端子５１への入力電圧よりも高くなる。こ
れに伴い、演算増幅器５０Ｂが制御トランジスタ５０Ａ
をオフさせようとするが、ダイオード５０Ｃの作用のも
と入力端子５２ａへの入力電圧が入力端子５２ｂよりも
低下するため、制御トランジスタ５０Ａは、そのエミッ
タ電圧を５．６Ｖにするように演算増幅器５０Ｂの差動
増幅出力により制御される。
【００５０】このような状態では、昇圧回路３０の昇圧
電圧が１１Ｖとなっておれば、この昇圧回路３０は、出
力電圧検出回路３２による昇圧電圧が正常であるとの検
出に基づく発振回路３１の発振停止により、作動を停止
している。なお、バックアップコンデンサ４０の充電電
圧は１１Ｖに維持される。このとき、スイッチ回路５０
がダイオード５０Ｃの逆バイアス作動によりバックアッ
プコンデンサ４０と点火判定機構２０との間の接続を遮
断している。このため、昇圧回路３０の能力としては、
バックアップコンデンサ４０への充電電流、スイッチ回
路５０の作動に要する電流及び点火機構１０の診断のた
めの微小電流を供給できればよく、点火判定機構２０の
作動に要する電流を供給する必要はない。なお制御トラ
ンジスタ５０Ａは、完全なオフ状態でなく、そのエミッ
タ電圧を所定電圧（ダイオード５０Ｃのカソード電圧よ
りも低い電圧）に維持してスタンバイ作動にある。
【００５１】当該車両の衝突によりバッテリＢａの電圧
供給が遮断されると、この遮断前までは、バックアップ
コンデンサ４０が上述のごとく１１Ｖに充電されてい
る。従って、バッテリＢａの電圧供給の遮断に伴い、ダ
イオードＤ２を介するバッテリＢａから点火判定機構２
０への電圧供給が遮断されると、スイッチ回路５０の差
動増幅器５０Ｂが、両分圧抵抗５０Ｅ、５０Ｆの分圧電
圧（入力端子５２ａの電圧）に基づき制御トランジスタ
５０Ａの導通度を増大させて、ダイオード５０Ｃを通し
てバックアップコンデンサ４０から点火判定機構２０へ
充電電圧を印加させる。これにより、点火判定機構２０
への印加電圧がバックアップコンデンサ４０の充電電圧
により４．８Ｖ以下とならないように維持される。
【００５２】このため、上記衝突に伴うＧセンサ２２の
検出加速度に基づき衝突判定回路２３が衝突判定信号を
点火トランジスタ１４に出力すると、この点火トランジ
スタ１４がオンし、スキブ１１には、バックアップコン
デンサ４０の充電電圧がセーフィングセンサ１２を介し
印加される。従って、スキブ１１には起動電流が流れて
エアバッグが開く。
【００５３】以上説明したように、本実施の形態では、
点火機構１０、昇圧回路３０及びバックアップコンデン
サ４０と点火判定機構２０との間に上記構成及び機能を
有するスイッチ回路５０を接続し、バッテリＢａの電圧
が点火判定機構２０が作動不能となるような電圧に低下
したときにのみ、スイッチ回路５０によりバックアップ
コンデンサ４０から点火判定機構２０への電圧印加を行
うようにし、エアバッグ装置の作動保証電圧範囲内で
は、バックアップコンデンサ４０から点火判定機構２０
への給電を行わないようにした。
【００５４】このため、昇圧回路３０は、点火機構１０
においてその故障を診断するに要する微小電流及びバッ
クアップコンデンサ４０の充電に要する電流を供給でき
ればよい。従って、単一のバックアップコンデンサを点
火機構及び点火判定機構の双方に効率よく共用しつつ、
昇圧回路３０を、コイルを用いた大規模の昇圧回路とす
ることなく、上述のようなコンデンサによるチャージポ
ンプ式昇圧回路とすることができる。このことは、この
種の乗員保護装置に採用される昇圧回路の小容量化によ
る小型化を確保し得ることを意味する。また、乗員保護
装置は、このような効果を確保しつつ、その本来の機能
を有効に発揮し得る。
【００５５】また、上述のごとく、当該車両の衝突直前
までは、制御トランジスタ５０Ａがスタンバイ作動にあ
ったことから、バッテリＢａからの給電が遮断されて
も、制御トランジスタ５０Ａのスタンバイ作動のもと、
バッテリＢａからダイオード５０Ｃへの給電がバックア
ップコンデンサ４０からダイオード５０Ｃへの給電に高
速で切り換えられる。
【００５６】このため、バッテリＢａの給電からバック
アップコンデンサ４０の給電への切り換え時に、点火判
定機構２０への印加電圧に生ずる過渡的な変動を小さく
抑制できる。従って、電圧変動防止用フィルタ５０Ｉを
小型化できる。また、上述のごとく、点火機構１０をバ
ックアップコンデンサ４０に直接接続し、点火判定機構
２０をスイッチ回路５０を介しバックアップコンデンサ
４０に接続することにより、点火機構１０と点火判定機
構２０とをスイッチ回路５０により相互に分離したの
で、点火機構１０に起動電流が流れても、この起動電流
はスイッチ回路５０には流れない。このため、スイッチ
回路５０の小容量化による小型化も可能となる。
【００５７】なお、本発明に実施にあたっては、バッテ
リＢａから点火判定機構２０に適正に電圧が供給されて
いる場合には、スイッチ回路５０の制御トランジスタ５
０Ａを完全にオフするように実施してもよい。かかる場
合、制御トランジスタ５０Ａはスイッチングトランジス
タであればよく、ダイオード５０Ｃは不要である。ま
た、上記実施の形態では、コンデンサ５０Ｉの静電容量
を小さくできる旨説明したが、ダイオード５０Ｃのカソ
ード電圧の変動が、バッテリＢａの遮断時に殆どないよ
うに制御トランジスタ５０Ａのエミッタ電圧を制御すれ
ば、コンデンサ５０Ｉを廃止することも可能である。
【００５８】また、本発明の実施にあたっては、差動増
幅器５０Ｂの負側入力端子を二つにした例について説明
したが、これに代えて、負側入力端子５２ｂを廃止して
実施してもよい。また、本発明の実施にあたっては、乗
員保護装置の乗員保護機構の種類は、上記実施の形態に
て述べたものに限ることなく、プリテンショナ等その他
各種の乗員保護機構であってもよい。
【００５９】また、本発明の実施にあたっては、上記実
施の形態における回路構成を、ソフトウェアにより実現
するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック回路図で
ある。
【図２】図１の点火機構及び点火判定機構の詳細回路図
である。
【図３】図１の昇圧回路の詳細回路図である。
【図４】図１のスイッチ回路の詳細回路図である。
【図５】図４のスイッチ回路における演算増幅器の詳細
回路図である。
【図６】図５の演算増幅器の等価回路図である。
【符号の説明】
１０…点火機構、２０…点火判定機構、３０…昇圧回
路、４０…バックアップコンデンサ、５０…スイッチ回
路、５０Ａ…制御トランジスタ、５０Ｂ…差動増幅器、
５０Ｃ…ダイオード、５０Ｄ…基準電圧発生器、５０Ｅ
乃至５０Ｈ…分圧抵抗、Ｂａ…バッテリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に装備されてその衝突時に作動する
    乗員保護機構と、 車両に搭載した電源（Ｂａ）の給電電圧を昇圧する昇圧
    手段（３０）と、 前記電源又は昇圧手段により所定の電圧に充電されるバ
    ックアップコンデンサ（４０）と、 前記電源又はバックアップコンデンサにより給電されて
    作動し車両の加速度に基づき車両の衝突か否かにつき判
    定する判定手段（２０）と、 前記電源又はバックアップコンデンサにより給電されて
    作動し前記判定手段による衝突との判定に基づき前記乗
    員保護機構を作動させるように起爆する起爆手段（１
    ０）と、 前記電源から前記判定手段への給電電圧がその作動可能
    電圧にあるとき前記バックアップコンデンサから前記判
    定手段への給電を遮断し、前記給電電圧が低下したこと
    を検出しこの電圧が前記作動可能電圧を下回る前に前記
    判定手段への電圧供給源を前記電源から前記バックアッ
    プコンデンサに切り換える切り換え手段（５０）とを備
    えた車両用乗員保護装置において、 前記切り換え手段が、 前記給電電圧を検出する検出手段（５０Ｅ、５０Ｆ）
    と、 前記バックアップコンデンサから前記判定手段への給電
    を制御する半導体制御素子（５０Ａ）と、 前記検出手段の検出電圧が前記作動可能電圧にあるとき
    は前記半導体制御素子を遮断制御し、また、前記検出電
    圧が低下したことを検出しこの電圧が前記作動可能電圧
    を下回る前に前記半導体制御素子を、前記充電電圧に基
    づき前記作動可能電圧を上回る第１の所定電圧を出力す
    るように、制御する制御手段（５０Ｂ、５０Ｄ）とを備
    えることを特徴とする車両用乗員保護装置。
  2. 【請求項２】 車両に装備されてその衝突時に作動する
    乗員保護機構と、 車両に搭載した電源（Ｂａ）の給電電圧を昇圧する昇圧
    手段（３０）と、 前記電源又は昇圧手段により所定の電圧に充電されるバ
    ックアップコンデンサ（４０）と、 前記電源又はバックアップコンデンサにより給電されて
    作動し車両の加速度に 基づき車両の衝突か否かにつき判
    定する判定手段（２０）と、 前記電源又はバックアップコンデンサにより給電されて
    作動し前記判定手段による衝突との判定に基づき前記乗
    員保護機構を作動させるように起爆する起爆手段（１
    ０）と、 前記電源から前記判定手段への給電電圧がその作動可能
    電圧にあるとき前記バックアップコンデンサから前記判
    定手段への給電を遮断し、前記給電電圧が低下したこと
    を検出しこの電圧が前記作動可能電圧を下回る前に前記
    判定手段への電圧供給源を前記電源から前記バックアッ
    プコンデンサに切り換える切り換え手段（５０）とを備
    えた車両用乗員保護装置において、 前記切り換え手段が、 前記給電電圧を検出する第１の検出手段（５０Ｅ、５０
    Ｆ）と、 前記バックアップコンデンサから前記判定手段への給電
    を制御する半導体制御素子（５０Ａ）と、 前記給電電圧が前記作動可能電圧にあるとき前記半導体
    制御素子から前記判定手段への給電を遮断し、前記給電
    電圧が、前記判定手段に印加すべき第１の所定電圧を下
    回ったとき前記半導体制御素子から前記判定手段へ給電
    する半導体スイッチング素子（５０Ｃ）と、 前記半導体制御素子の出力電圧を検出する第２の検出手
    段（５０Ｇ、５０Ｈ）と、 前記第１の検出手段の検出電圧が前記作動可能電圧にあ
    るとき前記半導体制御素子を、前記充電電圧に基づき前
    記半導体スイッチング素子に印加すべき第２の所定電圧
    を出力するように、制御し、また、前記給電電圧が低下
    したことを検出しこの電圧が前記作動可能電圧を下回る
    前に前記半導体制御素子を、前記第１の所定電圧が前記
    充電電圧から前記作動可能電圧を上回る電圧となる よう
    に、制御する制御手段（５０Ｂ、５０Ｄ）とを備えるこ
    とを特徴とする車両用乗員保護装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体制御素子が制御トランジスタ
    であり、 前記半導体スイッチング素子が、前記制御トランジスタ
    に接続したアノードと、前記点火判定手段に接続したカ
    ソードとを有するダイオードであり、 前記第１及び第２の検出手段が、前記ダイオードのカソ
    ード電圧及びアノード電圧をそれぞれ検出し、 前記制御手段が、 基準電圧を発生する基準電圧発生器（５０Ｄ）と、 前記第２の検出手段の検出電圧が前記第１の検出手段の
    検出電圧よりも低いとき前記第２の検出手段の検出電圧
    と前記基準電圧とを差動増幅して前記制御トランジスタ
    を前記第１の所定電圧を出力すように制御し、前記第１
    の検出手段の検出電圧が前記第２の検出手段の検出電圧
    よりも低下すると前記第１の検出手段の検出電圧と前記
    基準電圧とを差動増幅して前記制御トランジスタを前記
    第２の所定電圧を出力すように制御する差動増幅器（５
    ０Ｂ）と を備えていることを特徴とする請求項２に記載
    の車両用乗員保護装置。
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