JP3289540B2 - 起爆素子着火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着火電流を保証するバ
ックアップ用コンデンサの容量抜けを、放電電流波形か
ら判断するようにした起爆素子着火装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両衝突時に乗員保護を図るエアバッグ
装置は、運転席側と助手席側の両方にエアバッグを装備
するものが増えており、両席側とも車両が衝撃を受けた
ときに接点を閉じる一対の衝撃センサによりスクウイブ
と呼ばれる起爆素子に所定の電流すなわち着火電流を通
電して起爆させ、ガス圧力等によりエアバッグを瞬時に
展開させる構成とされている。

【０００３】図４に示す従来の起爆素子着火装置１は、
運転席側と助手席側にそれぞれ組み込まれたエアバッグ
（図示せず）を起爆展開させるための２個の起爆素子２
ｄ，２ａを有する。起爆素子２ｄ，２ａは、着火指令を
受けて導通するトランジスタＱｄ,Ｑａにより接地され
ており、各起爆素子２ｄ,２ａと対応するトランジスタ
Ｑｄ,Ｑａ及び回り込み防止用ダイオードＤｄ,Ｄａの直
列回路が、衝撃を感知して閉成する衝撃感知センサ３に
並列接続され、さらにダイオードＤｏを介してバッテリ
電源４に接続されている。５は３端子レギュレータであ
り、定格以下の入力電圧を定格電圧まで昇圧する昇圧回
路６を介してバッテリ電源４に接続してあり、定電圧源
を必要とするＣＰＵ７や負荷回路２０に５Ｖ一定の出力
電圧を供給する。ＣＰＵ７は、車両が衝撃を受けたとき
にエアバッグを展開させるべき衝突であるかどうかの判
断を下したり、昇圧回路６をパルス幅変調制御したりす
る機能を担っており、イグニッションキーを切ったとき
に起爆素子着火装置１各部の診断結果やアラーム等を含
む保存データを保存するための不揮発性メモリ８が接続
してある。

【０００４】Ｃｂは、昇圧回路６と３端子レギュレータ
５との間にシャント接続した判断バックアップ用コンデ
ンサであり、ダイオードＤｂを介して昇圧回路６により
充電され、電源切断後のＣＰＵ７による診断動作をバッ
クアップするとともに、衝突発生時にはＣＰＵ７による
衝突判定動作をバックアップする働きをする。また、昇
圧回路６は、３端子レギュレータ５や判断バックアップ
用コンデンサＣｂの外に、ダイオードＤｂと衝撃感知セ
ンサ３との間にダイオードＤｃを介して昇圧出力を供給
しており、ダイオードＤｃを介する昇圧出力とダイオー
ドＤｏを介するバッテリ電源４の出力をもって着火バッ
クアップ用コンデンサＣｃを充電しておき、衝突発生時
に着火バックアップ用コンデンサＣｃにより起爆素子２
ｄ，２ａへの着火電流を保証するよう構成してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の起爆素子着火装
置１は、車両の衝突とともにバッテリ電源と昇圧回路６
或いはダオードＤｏとを結ぶワイヤハーネスが仮に切断
されてしまっても、判断バックアップ用コンデンサＣｂ
がＣＰＵ７を動作保証し、かつ着火バックアップ用コン
デンサＣｃが起爆素子２ｄ，２ａへの着火電流を保証す
る構成であり、これらのバックアップ用コンデンサＣ
ｂ，Ｃｃの働きによって起爆素子２ｄ，２ａをしかるべ
く着火起爆できるよう構成されている。従って、エアバ
ッグを確実に動作させる上でバックアップ用コンデンサ
Ｃｂ，Ｃｃが果たす役割は極めて重要であり、両コンデ
ンサＣｂ，Ｃｃとも容量抜けがあってはならず、また仮
に容量抜けが進行している場合には早期に発見する必要
がある。

【０００６】そこで、これらのバックアップ用コンデン
サＣｂ，Ｃｃが容量抜けを生じているか否かを診断する
目的で、従来の起爆素子着火装置１は、バックアップ用
コンデンサＣｂ，Ｃｃの容量抜けの有無を、イグニッシ
ョンキーを操作してバッテリ電源４による給電が開始さ
れた後のバックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの充電波
形をもって判定する方法を採用していた。

【０００７】しかしながら、起爆素子着火装置１に組み
込まれたＣＰＵ７は、一般のＣＰＵと同様、パワーオン
に伴う電圧不安定期間における誤動作を排除するため、
電源投入直後の一定期間はＣＰＵを強制的にリセットす
る構成とされていた。このため、電源を投入しても直ち
にＣＰＵ７が動作開始するわけではなく、図５（Ｂ）に
示したように、例えば数１０ｍｓに亙るパワーオンリセ
ット期間が経過した時点で初めて有効に機能することに
なる。ただし、バックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの
方は、そのままでは電源投入直後から充電を開始してし
まうため、単純にパワーオンリセット期間が経過した時
点で充電波形を観測したのでは、パワーオンリセット期
間のばらつきや充電の進行に伴う波形鈍化等が原因で正
確な容量把握が困難になるといった不具合を招く公算が
大であった。

【０００８】そこで、バックアップ用コンデンサＣｂ，
Ｃｃの容量チェックに入る前に、それらを一旦完全に放
電させておく必要があり、起爆素子着火装置１は、放電
抵抗Ｒｂ，ＲｃとトランジスタＱｂ，Ｑｃを直列接続し
た放電回路９ｂ，９ｃをバックアップ用コンデンサＣ
ｂ，Ｃｃに並列接続しておき、パワーオンリセット期間
中はトランジスタＱｂ，Ｑｃを導通させておき、パワー
オンリセット期間の満了と同時にトランジスタＱｂ，Ｑ
ｃを非導通とし、図５（Ｃ）に示すその後の充電波形か
らバックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの容量チェック
を行う構成としてあった。

【０００９】従って、従来の起爆素子着火装置１は、バ
ックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの容量チェックに放
電抵抗Ｒｂ，ＲｃとトランジスタＱｂ，Ｑｃを直列接続
した放電回路９ｂ，９ｃが不可欠であり、このため装置
全体の構成が複雑化する等の課題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したものであり、常開スイッチを介したバッテリ電源
からの着火電流で通電されて起爆する起爆素子と、前記
バッテリ電源と前記常開スイッチとの間にシャント接続
され、前記起爆素子の着火動作をバックアップする着火
バックアップ用コンデンサと、前記バッテリ電源を切断
したときに、前記着火バックアップ用コンデンサの放電
波形を観察し、容量抜けの有無を判断する判断手段と、
前記バッテリ電源の出力電圧を一定電圧に制御して前記
判断手段に供給する定電圧回路と、該定電圧回路の出力
により充電され、前記バッテリ電源が切断された後の一
定期間に亙って前記判断手段の判断動作をバックアップ
する判断バックアップ用コンデンサとを備え、さらに、
前記判断手段は、前記判断バックアップ用コンデンサに
より動作保証され、前記バッテリ電源の切断後に所定時
間が経過した時点での前記着火バックアップ用コンデン
サの端子電圧を閾値判別し、前記容量抜けの有無を判定
するするＣＰＵと、該ＣＰＵによる判定結果を記憶する
不揮発性メモリとを具備することを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【００１２】さらに、本発明は、前記常開スイッチが、
衝撃を感知して閉成する衝撃感知センサ又は衝撃に基づ
く指令を受けて閉成するスイッチング素子であることを
特徴とするものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば、バッテリ電源と常開スイッチ
との間にシャント接続した着火バックアップ用コンデン
サについて、バッテリ電源を切断したときに、判断手段
が放電波形を判断し、容量抜けの有無を判定するように
し、充電波形に基づく判定に不可欠であった放電回路を
不要とする。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図３を参照して説明する。図１は、本発明の起爆素子着
火装置の一実施例を示す回路構成図、図２は、図１に示
した回路各部の信号波形図、図３は、図１に示したＣＰ
Ｕの判断動作を説明するためのフローチャートである。

【００１５】図１に示す起爆素子着火装置２１は、イグ
ニッションキーを切ってバッテリ電源４を切断した後、
所定時間Ｔが経過した時点でバックアップ用コンデンサ
Ｃｂ，Ｃｃの端子電圧Ｖｂ，Ｖｃをチェックし、この端
子電圧Ｖｂ，Ｖｃが所定の閾値Ｖｒ以下に降圧していた
場合は、容量抜けであると判定する構成としたものであ
る。判断手段は、容量抜け判断の外に衝突判定或いは昇
圧回路６をパルス幅変調制御等を行うＣＰＵ２２と、Ｃ
ＰＵ２２による判断結果を記憶する不揮発メモリ８とか
ら構成される。ＣＰＵ２２自体は、従来のＣＰＵ７とほ
ぼ同様の判断動作を担うものであるが、容量抜けに関し
ては、充電波形ではなく放電波形に基づいてバックアッ
プ用コンデンサＣｂ，Ｃｃを診断する。このため、パワ
ーオンリセット期間中バックアップ用コンデンサＣｂ，
Ｃｃの充電を阻止したりする必要は一切なく、また放電
抵抗Ｒｂ，ＲｃとトランジスタＱｂ，Ｑｃの直列回路か
らなる放電回路９ｂ，９ｃも不要であり、装置構成は従
来装置より簡単になる。

【００１６】ここで、車両を停止してイグニッションキ
ーを切ると、ＣＰＵ２２は昇圧回路６の入力電圧の低下
を捕らえて図３に示す判断プログラムを作動させる。ま
ず、バッテリ電源４の出力電圧が零に落ちたことが判る
と、判断ステップ（１０１）に続く判断ステップ（１０
２）において、予め設定された所定の時間Ｔが経過した
かどうかを判断する。実施例の場合、ＣＰＵ２２は内蔵
タイマの計時時間を取り込み、電源切断後に所定の時間
例えば７０〜８０ｍｓが経過したかどうかを判定する。

【００１７】所定時間Ｔが経過したことが判ると、ＣＰ
Ｕ２２は各バックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの端子
電圧Ｖｂ，Ｖｃを取り込み、これらを閾値判別する。す
なわち、バックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの容量が
所定の基準を満たす場合は、図２（Ｂ）に実線で示した
ように、電源切断後に時間Ｔが経過した時点でのバック
アップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの端子電圧Ｖｂ，Ｖｃ
は、閾値として設定された許容最低電圧Ｖｒよりも必ず
大である。従って、所定時間Ｔが経過した時点でバック
アップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの端子電圧Ｖｂ，Ｖｃが
閾値Ｖｒ以上であることをもって、容量抜けが発生して
いないものと判断することができる。これに対し、図２
（Ｂ）に点線で示したように、時間Ｔが経過した時点で
バックアップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃの端子電圧Ｖｃが
閾値Ｖｒに満たない場合は、バックアップ用コンデンサ
Ｃｂ，Ｃｃの容量抜けが発生しているものと判断され、
不揮発性メモリ８にその旨が書き込まれる。

【００１８】不揮発性メモリ８に書き込まれた容量抜け
データは、次回イグニッションキーを操作して電源を投
入したときに、警告情報として不揮発性メモリ８から読
み出され、警告ランプの点滅等の形をとって運転者に警
告される。

【００１９】このように、上記起爆素子着火装置２１
は、バッテリ電源４と衝撃感知センサ３との間にシャン
ト接続した着火バックアップ用コンデンサＣｃについ
て、バッテリ電源４を切断したときに、ＣＰＵ７が放電
波形を観察し、容量抜けの有無を判断する構成としたか
ら、パワーオンリセット期間が経過した時点でバックア
ップ用コンデンサＣｂ，Ｃｃを一旦放電させ、充電波形
からコンデンサの容量抜けをチェックする構成の従来の
起爆素子着火装置１のように、バックアップ用コンデン
サＣｂ，Ｃｃを放電させるための放電回路９ｂ，９ｃ等
は不要であり、それだけ装置全体の構成を簡略化するこ
とができる。

【００２０】また、バッテリ電源４を切断したときに、
ＣＰＵ２２に対するバッテリ電源４からの給電も同時に
断たれるものの、判断バックアップ用コンデンサＣｂが
ＣＰＵ２２をバックアップするため、判断動作に必要な
電源は保証され、これにより着火バックアップ用コンデ
ンサＣｃの容量抜けの有無を確実に判断することができ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ電源と常開スイッチとの間にシャント接続した
着火バックアップ用コンデンサについて、バッテリ電源
を切断したときに、判断手段が放電波形を観察し、容量
抜けの有無を判断するので、パワーオンリセット期間が
経過した時点でバックアップ用コンデンサを一旦放電さ
せ、充電波形からコンデンサの容量抜けをチェックする
構成の従来の起爆素子着火装置のように、バックアップ
用コンデンサを放電させるための放電回路は不要であ
り、それだけ装置全体の構成を簡略化することができる
等の優れた効果を奏する。

【００２２】また、本発明は、バッテリ電源の出力電圧
を一定電圧に制御して判断手段に供給する定電圧回路
と、この定電圧回路の出力により充電され、バッテリ電
源が切断された後の一定期間に亙って判断手段の判断動
作をバックアップする判断バックアップ用コンデンサと
を設けているので、定電圧回路によりバッテリ電源の出
力電圧変動に関係なく、判断手段を安定動作させること
ができ、またバッテリ電源を切断したときに、判断手段
に対するバッテリ電源からの給電も同時に断たれるもの
の、判断バックアップ用コンデンサが判断手段をバック
アップするため、判断動作に必要な電源は保証され、こ
れにより着火バックアップ用コンデンサの容量抜けの有
無を確実に判断することができる等の効果を奏する。

【００２３】さらにまた、判断手段が、判断バックアッ
プ用コンデンサにより動作保証され、バッテリ電源の切
断後に所定時間が経過した時点での着火バックアップ用
コンデンサの端子電圧を閾値判別し、容量抜けの有無を
判定するするＣＰＵと、ＣＰＵによる判定結果を記憶す
る不揮発性メモリとを有するため、バッテリ電源を切断
した後で所定時間が経過した時点でのバックアップ用コ
ンデンサの端子電圧から放電波形を判断し、バックアッ
プ用コンデンサの端子電圧が閾値に満たないほど極端に
低下している場合は、容量抜けである旨を不揮発性メモ
リに記憶させておくことができ、次回電源が投入された
ときに不揮発性メモリから読み出して警告を発すること
ができる等の効果を奏する。

【００２４】さらに、本発明は、常開スイッチを、衝撃
を感知して閉成する衝撃感知センサ又は衝撃に基づく指
令を受けて閉成するスイッチング素子で構成したことに
より、衝撃を受けて衝撃感知センサが閉成したとき、或
いは起爆素子を着火すべき衝撃が発生したときにスイッ
チング素子を閉成することにより、起爆素子を着火起爆
せしめ、エアバッグやプリテンショナ等の車載乗員保護
具等を確実に動作させることができる等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の起爆素子着火装置の一実施例を示す回
路構成図である。

【図２】図１に示した回路各部の信号波形図である。

【図３】図１に示したＣＰＵによる判断動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図４】従来の起爆素子着火装置の一例を示す回路構成
図である。

【図５】図４に示した回路各部の信号波形図である。

【符号の説明】

２ｄ，２ａ 起爆素子 ３ 常開スイッチ（衝撃感知センサ） ４ バッテリ電源 ５ 定電圧回路（３端子レギュレータ） ６ 昇圧回路 ８ 判断手段（不揮発性メモリ） ２１ 起爆素子着火装置 ２２ 判断手段（ＣＰＵ） Ｃｂ 判断バックアップ用コンデンサ Ｃｃ 着火バックアップ用コンデンサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 常開スイッチを介したバッテリ電源から
   の着火電流で通電されて起爆する起爆素子と、 前記バッテリ電源と前記常開スイッチとの間にシャント
   接続され、前記起爆素子の着火動作をバックアップする
   着火バックアップ用コンデンサと、 前記バッテリ電源を切断したときに、前記着火バックア
   ップ用コンデンサの放電波形を観察し、容量抜けの有無
   を判断する判断手段と、 前記バッテリ電源の出力電圧を一定電圧に制御して前記
   判断手段に供給する定電圧回路と、 該定電圧回路の出力により充電され、前記バッテリ電源
   が切断された後の一定期間に亙って前記判断手段の判断
   動作をバックアップする判断バックアップ用コンデンサ
   とを備え、 さらに、前記判断手段は、前記判断バックアップ用コン
   デンサにより動作保証され、前記バッテリ電源の切断後
   に所定時間が経過した時点での前記着火バックアップ用
   コンデンサの端子電圧を閾値判別し、前記容量抜けの有
   無を判定するするＣＰＵと、該ＣＰＵによる判定結果を
   記憶する不揮発性メモリと を具備することを特徴とする
   起爆素子着火装置。
2. 【請求項２】 前記常開スイッチは、衝撃を感知して閉
   成する衝撃感知センサ又は衝撃に基づく指令を受けて閉
   成するスイッチング素子であることを特徴とする請求項
   １記載の起爆素子着火装置。