JP3830279B2

JP3830279B2 - Driving circuits such as passenger protection devices

Info

Publication number: JP3830279B2
Application number: JP17025198A
Authority: JP
Inventors: 光弘斎藤; 博行伴
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JPH1170850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ等の乗員保護装置などの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアバッグの駆動回路においては、車両の衝突状態を検出したときに、車載バッテリまたはバックアップコンデンサから点火装置（以下、スクィブという）に点火電流を供給して、エアバッグを展開させるようにしている。
また、車両の衝突時にバッテリ配線などが切断しても、駆動回路の最低動作電圧を確保するために昇圧回路が内蔵されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇圧回路は、回路を構成する各部回路素子のスイッチング動作時にノイズを発生するという問題がある。このような問題は、エアバッグの駆動回路以外の負荷駆動回路においても生じ得る。このため、従来では、昇圧回路にフィルタなどの保護素子を設けて、ノイズの発生を抑制している。
【０００４】
本発明は、そのようなノイズ抑制用の保護素子を設けることなく、昇圧回路からのノイズの発生の問題をなくすことを目的とする。
【０００５】
【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、２に記載の発明においては、衝突検出手段（７）から衝突検出信号が出力されたときに昇圧回路（４、５）の昇圧動作を開始するように構成したことを特徴としている。
従って、車両が衝突状態になった必要時にのみ昇圧動作を行い、車両が衝突状態にないときには昇圧動作を行わないようにしているから、昇圧回路のスイッチング動作に伴うノイズの発生をなくすことができる。
【０００６】
請求項３に記載の発明においては、衝突検出手段（７）から衝突検出信号が出力されたときに昇圧回路（４、５）を構成する発振回路（３６）の発振周波数を高くして昇圧動作を行うようにしたことを特徴としている。
従って、昇圧回路における発振回路の発振周波数を、車両が衝突状態になったときに比べ、車両が衝突状態にないときに低くしているから、昇圧回路のスイッチング動作に伴うノイズの発生を低減することができる。
【０００７】
また、請求項４に記載の発明のように、昇圧回路（５）の昇圧電圧を、点火装置（１１）に供給する電流を定電流化する定電流回路（２０）における電界効果型トランジスタ（２１）のゲート電圧制御用に用いれば、電源手段（１、３）の電圧低下時にも点火装置（１１）に安定した定電流を供給することができる。
また、請求項５乃至８に記載の発明においては、負荷（１１、４１）に電流を供給する電流供給用トランジスタ（２１、４０）に対し昇圧電圧を供給する昇圧回路（４，５、４２）において、負荷へ電流を供給する指示信号が入力されたときに昇圧動作を開始させるようになっており、この昇圧回路（４、５、４２）は、発振回路（３６）を用いて昇圧動作を行うように構成され、負荷（１１、４１）へ電流を供給する指示信号が入力されないときに発振回路（３６）は発振作動を停止し、負荷（１１、４１）へ電流を供給する指示信号が入力されると発振回路（３６）は発振作動を開始するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
従って、負荷を駆動する必要時にのみ昇圧動作を行うようにしているから、この発明においても昇圧回路のスイッチング動作に伴うノイズの発生をなくすことができる。
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１に本発明の一実施形態に係るエアバッグの駆動回路を示す。この図１において、エアバッグ駆動回路は、運転席用、助手席用のエアバックをそれぞれ展開させる運転席用駆動回路１００、助手席用駆動回路２００を備えている。
【００１０】
運転席用駆動回路１００、助手席用駆動回路２００には、車載バッテリ１からイグニッションスイッチ２を介したバッテリ電圧またはバックアップコンデンサ（エネルギー貯蔵手段）３に蓄えられたバッテリ電圧（以下、電源電圧という）が、昇圧回路４、５、定電流回路６を介して供給される。
昇圧回路４は、点火電流を供給するために用いられ、昇圧回路５は、点火電流を定電流化する制御用に用いられる。また、定電流回路６は、昇圧回路５から運転席用駆動回路１００、助手席用駆動回路２００に昇圧電圧が供給できるようにするために設けられている。
【００１１】
運転席用駆動回路１００、助手席用駆動回路２００は、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されたときにエアバックを展開させる動作を行う。この衝突検出部７は、車両の加速度を検出する半導体式の加速度センサを備え、その検出した加速度により車両が衝突状態にあることを検出すると、ハイレベルの衝突検出信号を出力する。
【００１２】
なお、運転席用駆動回路１００、助手席用駆動回路２００は同一構成のものであるため、以下、運転席用駆動回路１００を例にとってその構成および作動を説明する。
運転席用駆動回路１００において、運転席側のエアバックを展開させるスクィブ１１と直列に、機械式衝突センサ（セーフィングセンサ）１２、点火用電力トランジスタ（Ｎチャンネル型の電力用ＭＯＳトランジスタ）１３が接続されている。点火用電力トランジスタ１３は、衝突検出部７からハイレベルの衝突検出信号が出力されるとオンし、スクィブ１１に点火用の電流を供給する。
【００１３】
このスクィブ１１に供給される点火用の電流は、定電流回路２０により定電流化される。この定電流回路２０は、スクィブ１１と直列に接続されたＮチャンネル型の電流供給用ＭＯＳトランジスタ（以下、フォースＴｒという）２１と、フォースＴｒ２１と並列接続されフォースＴｒ２１とともにカレントミラー回路を構成するＮチャンネル型の電流検出用ＭＯＳトランジスタ（以下、センスＴｒという）２２と、このセンスＴｒ２２に定電流を供給する定電流源２３と、反転入力端子にセンスＴｒ２２のソースが接続され、非反転入力端子にフォースＴｒ２１のソースが接続された演算増幅回路２４とから構成されている。
【００１４】
この演算増幅回路２４は、フォースＴｒ２１のソース電圧とセンスＴｒ２２のソース電圧とが等しくなるように、フォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２のゲート電圧を制御し、点火用電力トランジスタ１３のオン時に、フォースＴｒ２１からスクィブ１１に定電流が流れるようにする。
なお、演算増幅回路２４は、昇圧回路５から定電流回路６を介した昇圧電圧を用いてフォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２のゲート電圧を制御する。このことによって、電源電圧が５Ｖより低下した場合でもゲート電圧を例えば２４Ｖ程度に高くし、フォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２による定電流供給動作を十分可能にしている。
【００１５】
また、上記した機械式衝突センサ１２、フォースＴｒ２１、点火用電力トランジスタ１３には、抵抗１４、１５、１６がそれぞれ並列接続されている。これらは、図示しないダイアグ（自己診断）回路によりダイアグを行う時に、点火用電力トランジスタ１３をオンさせて、スクィブ１１に点火動作させない程度の微小電流を流し、各部の電圧を検出して故障検出を行うために設けられている。
【００１６】
次に、上記した運転席用駆動回路１００の作動について説明する。
車両が衝突状態になく、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されていないときには、点火用電力トランジスタ１３はオフしている。
また、車両の衝突時で衝突検出部７から衝突検出信号が出力されると、点火用電力トランジスタ１３がオンする。このとき、機械式衝突センサ１２は、衝突検出部７が衝突検出する前にオン状態になっている。従って、昇圧回路４から機械式衝突センサ１２、フォースＴｒ２１、スクィブ１１、点火用電力トランジスタ１３の経路で点火電流が流れる。
【００１７】
定電流回路２０は、点火電流を定電流化する。この場合、定電流回路２０は、定電流源２３を流れる電流の電流値に対しフォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２のカレントミラー比に応じた電流値に点火電流を定電流化し、例えば定電流源２３を流れる電流が１．２ｍＡで、カレントミラー比が１０００：１であると、点火電流を１．２Ａに定電流化する。
【００１８】
この定電流化の作動について説明する。今、フォースＴｒ２１に流れる電流が１．２Ａより増加したとすると、フォースＴｒ２１のゲート−ソース間電圧Ｖ_GSが大きくなり、フォースＴｒ２１のソース電圧が低下する。また、センスＴｒ２２に流れる電流は１．２ｍＡで一定であるため、センスＴｒ２２のゲート−ソース間電圧Ｖ_GSは一定である。このため、演算増幅回路２４は、センスＴｒ２２、フォースＴｒ２１のゲート電圧を低下させ、フォースＴｒ２１に流れる電流を低下させる。また、フォースＴｒ２１に流れる電流が１．２Ａより低下すると、フォースＴｒ２１のゲート−ソース間電圧Ｖ_GSが小さくなり、フォースＴｒ２１のソース電圧がセンスＴｒ２２より大きくなるため、演算増幅回路２４は、センスＴｒ２２、フォースＴｒ２１のゲート電圧を上昇させ、フォースＴｒ２１に流れる電流を増加させる。従って、このような作動により、フォースＴｒ２１に流れる電流、すなわちスクィブ１１に流れる点火電流を１．２Ａの定電流にすることができる。
【００１９】
このように、定電流回路２０は、カレントミラー回路を構成するフォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２のドレイン、ゲート、ソースの各電圧を等しくするように動作し、センスＴｒ２２に流れる電流を一定にすることにより、フォースＴｒ２１に流れる点火電流を一定にする。
また、車両の衝突時に車載バッテリ１からの電源供給が遮断され、バックアップコンデンサ３により電源供給を行う場合、電源電圧が次第に低下していくが、その場合でも昇圧回路５からの昇圧電圧を用いてフォースＴｒ２１とセンスＴｒ２２のゲート電圧を高くすることができるため、定電流回路２０の動作を保証し、電源電圧が低くなっても定電流をスクィブ１１に供給することができる。
【００２０】
次に、昇圧回路４、５の構成について説明する。
図２にその具体的な構成を示す。昇圧回路は、ダイオード３０ａ〜３０ｇと、コンデンサ３１ａ〜３１ｇと、抵抗３２と、インバータ３３〜３５と、発振回路３６とを有し、いわゆるチャージアップポンプ回路として構成されている。
コンデンサ３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇは、インバータ３３の出力に従って充放電を行い、コンデンサ３１ｂ、３１ｄ、３１ｆは、インバータ３４の出力に従って充放電を行う。インバータ３３、３５の出力は、発振回路３６の発振出力に対し逆相、同相の関係にある。このため、コンデンサ３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの充電動作中にコンデンサ３１ｂ、３１ｄ、３１ｆが放電動作し、コンデンサ３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇの放電動作中にコンデンサ３１ｂ、３１ｄ、３１ｆが充電動作する。
【００２１】
このようなコンデンサ３１ａ、３１ｃ、３１ｅ、３１ｇとコンデンサ３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの充放電動作に対し、ダイオード３０ａ〜３０ｇの整流作用を用いることによって、ダイオード３０ａ〜３０ｇとコンデンサ３１ａ〜３１ｇの各接続点の電圧を、電源電圧（＋Ｂ）から順次昇圧した電圧にすることができる。そして、最終的にダイオード３０ｇとコンデンサ３１ｇとの接続点から所望の昇圧電圧が出力される。
【００２２】
図３に発振回路３６の具体的な構成を示す。
この発振回路３６は、演算増幅回路３６ａと、この演算増幅回路３６ａの出力を反転するインバータ３６ｂと、インバータ３６ｂの出力に接続された時定数回路を構成するコンデンサ３６ｃ、抵抗３６ｄとを有している。この時定数回路の出力は演算増幅回路３６ａの非反転入力端子に入力される。
【００２３】
さらに、発振回路３６は、２つの基準電圧（２．５Ｖと１．０Ｖ）を作成するための抵抗３６ｅ、３６ｆ、３６ｇと、いずれの基準電圧を演算増幅回路３６ａの反転入力端子に入力するかを選択するスイッチ３６ｈ、３６ｉを有している。このスイッチ３６ｈ、３６ｉのオン、オフは、演算増幅回路３６ａの出力およびその出力を反転するインバータ３６ｊによって選択される。
【００２４】
このような構成において、今、演算増幅回路３６ａの出力がローレベルになったとすると、インバータ３６ｂの出力はハイレベルになり、コンデンサ３６ｃ、抵抗３６ｄによる時定数回路は充電を開始する。また、演算増幅回路３６ａの出力がローレベルになったことにより、インバータ３６ｊの出力がハイレベルになり、スイッチ３６ｈがオンし、演算増幅回路３６ａの反転入力端子には２．５Ｖの基準電圧が入力される。
【００２５】
そして、時定数回路におけるコンデンサ３６ｃの電圧が上昇し２．５Ｖに達すると、演算増幅回路３６ａの出力がハイレベルになり、インバータ３６ｂの出力がローレベルになる。このため、コンデンサ３６ｃ、抵抗３６ｄによる時定数回路は放電を開始する。また、演算増幅回路３６ａの出力がハイレベルになったことによりスイッチ３６ｉがオンし、演算増幅回路３６ａの反転入力端子には１．０Ｖの基準電圧が入力される。
【００２６】
この後、時定数回路におけるコンデンサ３６ｃの電圧が１．０Ｖより低下すると、演算増幅回路３６ａの出力がローレベルになる。以後、上記した動作を繰り返すことにより、演算増幅回路３６ａの出力は、交互にハイレベルとローレベルになり、インバータ３６ｂから発振信号が出力される。
なお、図２、図３に示すインバータ３３〜３５、３６ｂ、３６ｊは、図示しない安定化電源回路からの安定化電圧（Ｖｃｃ）が供給されて、その作動を行うようになっている。
【００２７】
ここで、本実施形態においては、演算増幅回路３６ａへの電源ラインに、衝突検出部７からの信号によりオン、オフするスイッチ３６ｋを設けている。このスイッチ３６ｋは、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されていないときにオフし、衝突検出信号が出力されるとオンする。
車両が衝突状態になく、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されていないときには、スイッチ３６ｋがオフし、演算増幅回路３６ａには安定化電圧（Ｖｃｃ）が供給されない。このため、演算増幅回路３６ａは動作せず、発振回路３６から発振信号が出力されないため、昇圧回路４、５は昇圧動作を行わない。
【００２８】
また、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されると、スイッチ３６ｋがオンし、演算増幅回路３６ａに安定化電圧（Ｖｃｃ）が供給されるため、発振回路３６から発振信号が出力され、昇圧回路４、５が昇圧動作を行う。そして、昇圧回路４、５からの昇圧電圧を用いて、上述したエアバッグの駆動が行われる。
なお、昇圧回路４、５から所望の昇圧電圧が出力されるまでの時間は非常に短いため、衝突検出部７から衝突検出信号が出力された後に昇圧動作を行うようにしても、エアバッグの駆動上何ら問題は生じることはない。
【００２９】
このように、車両が衝突状態になった必要時にのみ発振回路３６を作動させて昇圧動作を行い、車両が衝突状態にない通常時には、発振回路３６の発振作動を停止させて昇圧動作を行わないようにしているから、昇圧回路４、５における各回路素子のスイッチング動作に伴うノイズの発生をなくすことができるとともに、通常時における消費電流の低減を図ることができる。
【００３０】
なお、図３に示すスイッチ３６ｈ、３６ｉ、３６ｋは、トランジスタを用いたスイッチ素子として構成することができる。
（第２実施形態）
第１実施形態においては、車両が衝突状態にない通常時に、発振回路３６の動作を停止させるものを示したが、発振回路３６の発振周波数を変化させるようにしてもよい。
【００３１】
すなわち、車両が衝突状態にない通常時には、発振回路３６の発振周波数を２０Ｈｚ以下の非可聴領域の周波数に設定し、車両が衝突状態になると、発振回路３６の発振周波数を昇圧効率の良い周波数に変化させる。具体的には、図４に示すように、時定数回路における抵抗３６ｄ’に並列に抵抗３６ｌおよびスイッチ３６ｋを接続する。このスイッチ３６ｋは、図３に示すものと同様、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されていないときにオフし、衝突検出信号が出力されるとオンする。
【００３２】
衝突検出部７から衝突検出信号が出力されていないときには、スイッチ３６ｋがオフしているため、発振回路３６は、抵抗３６ｄ’とコンデンサ３６ｃによる時定数に従った周波数で発振する。このとき、発振周波数を２０Ｈｚ以下の非可聴領域の周波数に設定することにより、昇圧回路４、５における各回路素子のスイッチング動作の回数を低下させ、車両の乗員に直接聞こえる不快なノイズを含めたノイズの低減を図ることができる。また、発振周波数を低くすることにより、消費電流の低減化を図ることができる。
【００３３】
また、衝突検出部７から衝突検出信号が出力されると、スイッチ３６ｋがオンするため、発振回路３６は、抵抗３６ｄ’と抵抗３６ｌの並列抵抗とコンデンサ３６ｃによる時定数に従った周波数で発振する。このとき、時定数回路の時定数が小さくなるため、発振周波数が高くなる。なお、このときの発振周波数は、図３に示す発振回路３６の発振周波数に相当する。そして、その発振信号を用いて昇圧動作を行うことにより、所望の昇圧電圧を得ることができる。
（第３実施形態）
上記した第１、第２実施形態においては、本発明をエアバッグの駆動回路に適用するものを示したが、車両における車輪のロック状態を検出したときに車輪のロック状態を解除するＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ｌｏｃｋＢｒｅａｋＳｙｓｔｅｍ）にも適用することができる。
【００３４】
図５に、この第３実施形態におけるＡＢＳ駆動回路の構成を示す。図５において、ＡＢＳを駆動させる負荷としてのソレノイドコイル４１には、出力用のＭＯＳトランジスタ４０が接続されている。このＭＯＳトランジスタ４０は、ドレインが車載バッテリの＋Ｂ端子に接続され、ソースがソレノイドコイル４１を介してグランドに接地されている。また、ＭＯＳトランジスタ４０のゲートには、昇圧回路４２からの昇圧出力がゲート出力回路４３を介して入力されるようになっている。
【００３５】
昇圧回路４２は、図２、図３に示すのと同様の構成となっており、制御回路４４から動作開始信号が出力されると、昇圧回路４２内の発振回路が動作して、昇圧動作を開始する。
制御回路４４は、車輪ロック状態検出部４５からロック検出信号が出力されると、昇圧回路４２へ動作開始信号を供給して昇圧回路４２の動作を開始させるとともに、ゲート出力回路４３にゲート制御信号を出力する。このことにより、ゲート出力回路４３は、ＭＯＳトランジスタ４０のゲートに昇圧回路４２からの昇圧電圧を供給する。なお、車輪ロック状態検出部４５は、車輪速センサ等の信号によって車輪のロックを検出する手段を構成している。
【００３６】
また、出力トランジスタ４０に流れる電流は、電流検出回路４６によって検出される。制御回路４４は、その検出された電流に基づき、過電流であることを判定すると、出力トランジスタ４０を保護するように動作する。
なお、上記した各回路は、図示しない安定化電源回路から安定化電圧（Ｖｃｃ）の供給を受けてその動作を行うようになっている。
【００３７】
上記した構成によれば、車輪ロック状態検出部４５から車輪がロックしているという信号が制御回路４４に入力されると、制御回路４４から動作開始信号が出力され、昇圧回路４２が動作し始める。従って、車輪のロック状態を解除する必要が生じた時にのみ昇圧回路４２の発振回路が作動し、車輪がロックしていない通常時には発振回路が作動していないため、発振回路のスイッチング動作に伴うノイズの発生をなくすことができる。また、通常動作時における消費電流の低減を図ることができる。
【００３８】
また、上記第３実施形態では、本発明を、ＡＢＳの駆動回路に適用するものを示したが、これ以外に、例えばブレーキアシストシステムを駆動する回路に適用してもよい。この場合、図５に示すのと同様の駆動回路を用いることができる。以上述べた第１〜第３実施形態によれば、エアバッグ、ＡＢＳなどにおける負荷１１、４１を作動させるための電流供給用トランジスタ２１、４０に電流を供給するよう、外部から指示信号が出力されると、電流供給用トランジスタ２１、４０に昇圧電圧を供給する昇圧回路４、５、４２の作動を開始させるようにしている。従って、車両の走行状態が非定常状態になったときにのみ昇圧回路４、５、４２を作動させているため、車両の定常状態におけるノイズの発生を防止し、かつ消費電流を低減させることができる。
【００３９】
なお、図３に示す発振回路では、演算増幅回路３６ａへの定電圧Ｖｃｃを遮断してその発振動作を停止させるものを示したが、その発振動作を停止させる方法として、発振信号を出力する演算増幅器３６ａの出力自身を所定値（たとえばグランド）に保持するような回路構成としてもよい。
また、上記した第１、第２実施形態において、昇圧回路４、５、４２としては、図２に示すチャージアップポンプ回路以外の構成のものを用いてもよく、例えば図３に示すような発振回路を備えずに昇圧回路のコンデンサの陰極に供給される信号を用いた自己発振型の昇圧回路であってもよい。あるいは、トランスを用いた構成のものであってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、昇圧回路の出力を受けるトランジスタがＭＯＳ構造のものを示したが、バイポーラ構造であってもよい。
また、第１実施形態の構成に対し、車両の衝突状態を検出し、かつバッテリ配線の断線を検出したときにのみ発振回路３６を作動させるようにすることもできる。
【００４１】
さらに、本発明は、乗員保護装置としてエアバッグ以外に、プリローダ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアバッグの駆動回路を示す図である。
【図２】図１中の昇圧回路４、５の具体的な回路構成を示す図である。
【図３】図２中の発振回路３６の具体的な回路構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る発振回路３６の具体的な回路構成を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るＡＢＳの駆動回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…車載バッテリ、２…イグニッションスイッチ、
３…バックアップコンデンサ、４、５…昇圧回路、７…衝突検出部、
１１…スクィブ、１３…点火用電力トランジスタ、２０…定電流回路、
２１…フォースＴｒ、２２…センスＴｒ、２３…定電流源、
２４…演算増幅回路、４０…電流供給用ＭＯＳトランジスタ、
４１…負荷としてのソレノイドコイル、４２…昇圧回路、
４３…ゲート出力回路、４４…制御回路、４５…車輪ロック状態検出部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive circuit such as an occupant protection device such as an airbag.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an airbag drive circuit, when a vehicle collision state is detected, an ignition current is supplied from an in-vehicle battery or a backup capacitor to an ignition device (hereinafter referred to as a squib) to deploy the airbag. Yes.
In addition, a booster circuit is incorporated in order to ensure the minimum operating voltage of the drive circuit even if the battery wiring or the like is disconnected during a vehicle collision.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the booster circuit has a problem that noise is generated during the switching operation of each circuit element constituting the circuit. Such a problem may also occur in a load drive circuit other than the airbag drive circuit. For this reason, conventionally, a protective element such as a filter is provided in the booster circuit to suppress the generation of noise.
[0004]
It is an object of the present invention to eliminate the problem of noise generation from a booster circuit without providing such a noise suppression protection element.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first and second aspects of the present invention, the boosting operation of the booster circuit (4, 5) is started when a collision detection signal is output from the collision detection means (7). It is characterized by the construction.
Therefore, the boosting operation is performed only when the vehicle is in a collision state, and the boosting operation is not performed when the vehicle is not in a collision state. Therefore, the generation of noise associated with the switching operation of the boosting circuit can be eliminated. .
[0006]
In the invention described in claim 3, when the collision detection signal is output from the collision detection means (7), the oscillation frequency of the oscillation circuit (36) constituting the booster circuit (4, 5) is increased to increase the voltage. It is characterized by having done.
Therefore, since the oscillation frequency of the oscillation circuit in the booster circuit is set lower when the vehicle is not in a collision state than when the vehicle is in a collision state, noise generation associated with the switching operation of the booster circuit is reduced. be able to.
[0007]
In addition, as in the fourth aspect of the invention, the field effect transistor (21) in the constant current circuit (20) for making the boosted voltage of the booster circuit (5) constant to the current supplied to the ignition device (11). ) Can be used to control the gate voltage, and a stable constant current can be supplied to the ignition device (11) even when the voltage of the power supply means (1, 3) drops.
Further, in the invention described in claims 5 to 8, the load (11, 41) to the booster circuit supplies a boost voltage to current supply transistor (21,40) for supplying a current (4,5,42 ), The boosting operation is started when an instruction signal for supplying current to the load is input . This boosting circuit (4, 5, 42) uses the oscillation circuit (36) to boost the operation. When the instruction signal for supplying current to the load (11, 41) is not input, the oscillation circuit (36) stops the oscillation operation and supplies the current to the load (11, 41). Is characterized in that the oscillation circuit (36) starts oscillating operation .
[0008]
Therefore, since the boosting operation is performed only when it is necessary to drive the load, the present invention can also eliminate the generation of noise associated with the switching operation of the boosting circuit.
In addition, the code | symbol in the above-mentioned parenthesis shows the correspondence with the specific means of embodiment description later mentioned.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below.
(First embodiment)
FIG. 1 shows an airbag driving circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the airbag drive circuit includes a driver seat drive circuit 100 and a passenger seat drive circuit 200 that deploy airbags for a driver seat and a passenger seat, respectively.
[0010]
In the driver seat drive circuit 100 and the passenger seat drive circuit 200, the battery voltage stored in the backup capacitor (energy storage means) 3 from the in-vehicle battery 1 via the ignition switch 2 (hereinafter referred to as power supply voltage). Is supplied via the booster circuits 4 and 5 and the constant current circuit 6.
The booster circuit 4 is used for supplying an ignition current, and the booster circuit 5 is used for control for making the ignition current constant. The constant current circuit 6 is provided so that a boosted voltage can be supplied from the booster circuit 5 to the driver seat drive circuit 100 and the passenger seat drive circuit 200.
[0011]
The driver seat drive circuit 100 and the passenger seat drive circuit 200 perform an operation of deploying the airbag when a collision detection signal is output from the collision detection unit 7. The collision detection unit 7 includes a semiconductor acceleration sensor that detects the acceleration of the vehicle, and outputs a high-level collision detection signal when it detects that the vehicle is in a collision state based on the detected acceleration.
[0012]
Since the driver seat drive circuit 100 and the passenger seat drive circuit 200 have the same configuration, the configuration and operation of the driver seat drive circuit 100 will be described below as an example.
In the driver's seat drive circuit 100, a mechanical collision sensor (safety sensor) 12 and an ignition power transistor (N-channel type power MOS transistor) 13 are connected in series with a squib 11 for deploying the airbag on the driver's seat side. It is connected. The ignition power transistor 13 is turned on when a high-level collision detection signal is output from the collision detection unit 7, and supplies an ignition current to the squib 11.
[0013]
The ignition current supplied to the squib 11 is made constant by the constant current circuit 20. The constant current circuit 20 includes an N-channel current supply MOS transistor (hereinafter referred to as a force Tr) 21 connected in series with the squib 11 and an N-channel N current which is connected in parallel with the force Tr 21 and forms a current mirror circuit together with the force Tr 21. A channel-type current detection MOS transistor (hereinafter referred to as sense Tr) 22, a constant current source 23 for supplying a constant current to the sense Tr 22, a source of the sense Tr 22 is connected to the inverting input terminal, and a non-inverting input terminal The operational amplifier circuit 24 is connected to the source of the force Tr 21.
[0014]
The operational amplifier circuit 24 controls the gate voltages of the force Tr21 and the sense Tr22 so that the source voltage of the force Tr21 and the source voltage of the sense Tr22 are equal to each other. 11 so that a constant current flows.
The operational amplifier circuit 24 controls the gate voltages of the force Tr 21 and the sense Tr 22 using the boosted voltage from the booster circuit 5 through the constant current circuit 6. As a result, even when the power supply voltage drops below 5V, the gate voltage is increased to, for example, about 24V, and the constant current supply operation by the force Tr21 and the sense Tr22 is sufficiently possible.
[0015]
Further, resistors 14, 15, and 16 are connected in parallel to the mechanical collision sensor 12, the force Tr 21, and the ignition power transistor 13, respectively. In these cases, when diagnosing by a diag (self-diagnosis) circuit (not shown), the ignition power transistor 13 is turned on, a small current that does not cause the squib 11 to ignite, and a voltage at each part is detected to detect a failure. Provided to do.
[0016]
Next, the operation of the driver seat drive circuit 100 will be described.
When the vehicle is not in a collision state and no collision detection signal is output from the collision detector 7, the ignition power transistor 13 is off.
Further, when a collision detection signal is output from the collision detector 7 at the time of a vehicle collision, the ignition power transistor 13 is turned on. At this time, the mechanical collision sensor 12 is turned on before the collision detection unit 7 detects a collision. Therefore, an ignition current flows from the booster circuit 4 through the path of the mechanical collision sensor 12, the force Tr 21, the squib 11, and the ignition power transistor 13.
[0017]
The constant current circuit 20 converts the ignition current to a constant current. In this case, the constant current circuit 20 converts the ignition current to a current value corresponding to the current mirror ratio of the force Tr 21 and the sense Tr 22 with respect to the current value of the current flowing through the constant current source 23, for example, flows through the constant current source 23. If the current is 1.2 mA and the current mirror ratio is 1000: 1, the ignition current is made constant at 1.2 A.
[0018]
This constant current operation will be described. Now, the current flowing through the force Tr21 is assuming that increased from 1.2A, the gate of the force Tr21 - source voltage V _GS increases, the source voltage of the force Tr21 decreases. Further, since the current flowing through the sense Tr 22 is constant at 1.2 mA, the gate-source voltage V _GS of the sense Tr 22 is constant. For this reason, the operational amplifier circuit 24 reduces the gate voltages of the sense Tr 22 and the force Tr 21 and reduces the current flowing through the force Tr 21. Further, the current flowing through the force Tr21 becomes lower than 1.2A, the gate of the force Tr21 - source voltage V _GS is reduced, since the source voltage of the force Tr21 is greater than the sense Tr22, the operational amplifier circuit 24, a sense Tr22 The gate voltage of the force Tr21 is increased, and the current flowing through the force Tr21 is increased. Therefore, by such an operation, the current flowing through the force Tr 21, that is, the ignition current flowing through the squib 11 can be made a constant current of 1.2 A.
[0019]
Thus, the constant current circuit 20 operates so that the drain, gate, and source voltages of the force Tr21 and the sense Tr22 constituting the current mirror circuit are equal, and by making the current flowing through the sense Tr22 constant, The ignition current flowing through the force Tr21 is made constant.
Further, when the power supply from the in-vehicle battery 1 is cut off at the time of a vehicle collision and the power supply is performed by the backup capacitor 3, the power supply voltage gradually decreases. Even in this case, the boosted voltage from the booster circuit 5 is used. Since the gate voltages of the force Tr 21 and the sense Tr 22 can be increased, the operation of the constant current circuit 20 is ensured, and a constant current can be supplied to the squib 11 even when the power supply voltage is lowered.
[0020]
Next, the configuration of the booster circuits 4 and 5 will be described.
FIG. 2 shows a specific configuration thereof. The booster circuit includes diodes 30a to 30g, capacitors 31a to 31g, a resistor 32, inverters 33 to 35, and an oscillation circuit 36, and is configured as a so-called charge-up pump circuit.
Capacitors 31 a, 31 c, 31 e, 31 g perform charging / discharging according to the output of inverter 33, and capacitors 31 b, 31 d, 31 f perform charging / discharging according to the output of inverter 34. The outputs of the inverters 33 and 35 are in the opposite phase and the same phase with respect to the oscillation output of the oscillation circuit 36. Therefore, the capacitors 31b, 31d, 31f are discharged during the charging operation of the capacitors 31a, 31c, 31e, 31g, and the capacitors 31b, 31d, 31f are charged during the discharging operation of the capacitors 31a, 31c, 31e, 31g. .
[0021]
For the charging / discharging operation of the capacitors 31a, 31c, 31e, and 31g and the capacitors 31b, 31d, and 31f, the connection points of the diodes 30a to 30g and the capacitors 31a to 31g are obtained by using the rectifying action of the diodes 30a to 30g. Can be a voltage obtained by sequentially boosting from the power supply voltage (+ B). Finally, a desired boosted voltage is output from the connection point between the diode 30g and the capacitor 31g.
[0022]
FIG. 3 shows a specific configuration of the oscillation circuit 36.
The oscillation circuit 36 includes an operational amplifier circuit 36a, an inverter 36b for inverting the output of the operational amplifier circuit 36a, and a capacitor 36c and a resistor 36d constituting a time constant circuit connected to the output of the inverter 36b. Yes. The output of this time constant circuit is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier circuit 36a.
[0023]
Furthermore, the oscillation circuit 36 has resistors 36e, 36f, and 36g for creating two reference voltages (2.5V and 1.0V), and which reference voltage is input to the inverting input terminal of the operational amplifier circuit 36a. Switches 36h and 36i for selecting. The on / off of the switches 36h and 36i is selected by the output of the operational amplifier circuit 36a and the inverter 36j that inverts the output.
[0024]
In such a configuration, if the output of the operational amplifier circuit 36a becomes low level, the output of the inverter 36b becomes high level, and the time constant circuit including the capacitor 36c and the resistor 36d starts charging. Further, since the output of the operational amplifier circuit 36a becomes low level, the output of the inverter 36j becomes high level, the switch 36h is turned on, and a reference voltage of 2.5V is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier circuit 36a. Entered.
[0025]
When the voltage of the capacitor 36c in the time constant circuit increases and reaches 2.5V, the output of the operational amplifier circuit 36a becomes high level and the output of the inverter 36b becomes low level. For this reason, the time constant circuit including the capacitor 36c and the resistor 36d starts discharging. Further, when the output of the operational amplifier circuit 36a becomes high level, the switch 36i is turned on, and a reference voltage of 1.0 V is input to the inverting input terminal of the operational amplifier circuit 36a.
[0026]
Thereafter, when the voltage of the capacitor 36c in the time constant circuit drops below 1.0V, the output of the operational amplifier circuit 36a becomes low level. Thereafter, by repeating the above operation, the output of the operational amplifier circuit 36a alternately becomes a high level and a low level, and an oscillation signal is output from the inverter 36b.
The inverters 33 to 35, 36b, and 36j shown in FIGS. 2 and 3 are supplied with a stabilized voltage (Vcc) from a stabilized power supply circuit (not shown) and operate.
[0027]
Here, in the present embodiment, a switch 36k that is turned on / off by a signal from the collision detection unit 7 is provided in the power supply line to the operational amplifier circuit 36a. The switch 36k is turned off when a collision detection signal is not output from the collision detector 7, and is turned on when a collision detection signal is output.
When the vehicle is not in a collision state and no collision detection signal is output from the collision detection unit 7, the switch 36k is turned off, and the stabilization voltage (Vcc) is not supplied to the operational amplifier circuit 36a. Therefore, the operational amplifier circuit 36a does not operate, and no oscillation signal is output from the oscillation circuit 36. Therefore, the booster circuits 4 and 5 do not perform the boost operation.
[0028]
When a collision detection signal is output from the collision detection unit 7, the switch 36k is turned on, and the stabilization voltage (Vcc) is supplied to the operational amplifier circuit 36a. Therefore, the oscillation signal is output from the oscillation circuit 36 and boosted. The circuits 4 and 5 perform a boosting operation. The airbag is driven using the boosted voltage from the booster circuits 4 and 5.
Since the time until the desired boosted voltage is output from the booster circuits 4 and 5 is very short, even if the boosting operation is performed after the collision detection signal is output from the collision detector 7, the airbag There is no problem in driving.
[0029]
As described above, the oscillation circuit 36 is operated only when necessary when the vehicle is in a collision state, and the boosting operation is performed. When the vehicle is not in a collision state, the oscillation operation of the oscillation circuit 36 is stopped and the boosting operation is not performed. As a result, it is possible to eliminate the noise associated with the switching operation of each circuit element in the booster circuits 4 and 5, and to reduce current consumption during normal operation.
[0030]
Note that the switches 36h, 36i, and 36k illustrated in FIG. 3 can be configured as switching elements using transistors.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the operation of stopping the operation of the oscillating circuit 36 at the normal time when the vehicle is not in a collision state is shown, but the oscillating frequency of the oscillating circuit 36 may be changed.
[0031]
That is, during normal times when the vehicle is not in a collision state, the oscillation frequency of the oscillation circuit 36 is set to a frequency in the non-audible region of 20 Hz or less, and when the vehicle enters a collision state, the oscillation frequency of the oscillation circuit 36 is set to a frequency with good boosting efficiency. Change. Specifically, as shown in FIG. 4, a resistor 36l and a switch 36k are connected in parallel to the resistor 36d ′ in the time constant circuit. The switch 36k is turned off when a collision detection signal is not output from the collision detection unit 7 and is turned on when a collision detection signal is output, as shown in FIG.
[0032]
When the collision detection signal is not output from the collision detector 7, the switch 36k is turned off, so that the oscillation circuit 36 oscillates at a frequency according to the time constant of the resistor 36d 'and the capacitor 36c. At this time, by setting the oscillation frequency to a frequency in a non-audible region of 20 Hz or less, the number of switching operations of each circuit element in the booster circuits 4 and 5 is reduced, and unpleasant noise that can be heard directly by the vehicle occupant is included. Noise can be reduced. Further, the current consumption can be reduced by lowering the oscillation frequency.
[0033]
When the collision detection signal is output from the collision detection unit 7, the switch 36k is turned on, so that the oscillation circuit 36 oscillates at a frequency according to the time constant of the parallel resistance of the resistor 36d 'and the resistor 36l and the capacitor 36c. . At this time, since the time constant of the time constant circuit is reduced, the oscillation frequency is increased. The oscillation frequency at this time corresponds to the oscillation frequency of the oscillation circuit 36 shown in FIG. A desired boosted voltage can be obtained by performing a boosting operation using the oscillation signal.
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the present invention is applied to the airbag drive circuit. However, the ABS (Anti) that releases the wheel lock state when the wheel lock state in the vehicle is detected is shown. It can also be applied to -lock Break System).
[0034]
FIG. 5 shows the configuration of the ABS drive circuit in the third embodiment. In FIG. 5, an output MOS transistor 40 is connected to a solenoid coil 41 as a load for driving the ABS. The MOS transistor 40 has a drain connected to the + B terminal of the in-vehicle battery and a source connected to the ground via the solenoid coil 41. The boosted output from the booster circuit 42 is input to the gate of the MOS transistor 40 via the gate output circuit 43.
[0035]
The booster circuit 42 has the same configuration as that shown in FIGS. 2 and 3, and when an operation start signal is output from the control circuit 44, the oscillation circuit in the booster circuit 42 operates to perform the boost operation. Start.
When the lock detection signal is output from the wheel lock state detection unit 45, the control circuit 44 supplies an operation start signal to the booster circuit 42 to start the operation of the booster circuit 42, and also causes the gate output circuit 43 to perform a gate control signal. Is output. As a result, the gate output circuit 43 supplies the boosted voltage from the booster circuit 42 to the gate of the MOS transistor 40. The wheel lock state detector 45 constitutes means for detecting the lock of the wheel by a signal from a wheel speed sensor or the like.
[0036]
The current flowing through the output transistor 40 is detected by the current detection circuit 46. The control circuit 44 operates so as to protect the output transistor 40 when it is determined that the current is an overcurrent based on the detected current.
Each circuit described above is operated by receiving a supply of a stabilization voltage (Vcc) from a stabilization power supply circuit (not shown).
[0037]
According to the configuration described above, when a signal indicating that the wheel is locked is input from the wheel lock state detection unit 45 to the control circuit 44, an operation start signal is output from the control circuit 44, and the booster circuit 42 starts operating. . Therefore, the oscillation circuit of the booster circuit 42 operates only when it is necessary to release the locked state of the wheel, and the oscillation circuit does not operate during normal time when the wheel is not locked. Can be eliminated. Further, current consumption during normal operation can be reduced.
[0038]
In the third embodiment, the present invention is applied to an ABS drive circuit. However, the present invention may be applied to a circuit for driving a brake assist system, for example. In this case, a driving circuit similar to that shown in FIG. 5 can be used. According to the first to third embodiments described above, an instruction signal is output from the outside so as to supply current to the current supply transistors 21 and 40 for operating the loads 11 and 41 in the airbag, ABS, or the like. Then, the operation of the booster circuits 4, 5, and 42 that supply the boosted voltage to the current supply transistors 21 and 40 is started. Therefore, since the booster circuits 4, 5, and 42 are operated only when the running state of the vehicle becomes an unsteady state, it is possible to prevent the occurrence of noise in the steady state of the vehicle and reduce the current consumption. it can.
[0039]
In the oscillation circuit shown in FIG. 3, the constant voltage Vcc to the operational amplifier circuit 36a is cut off to stop the oscillation operation. However, as a method of stopping the oscillation operation, an operation for outputting an oscillation signal is shown. The circuit configuration may be such that the output itself of the amplifier 36a is held at a predetermined value (for example, ground).
Further, in the first and second embodiments described above, as the booster circuits 4, 5, and 42, those other than the charge-up pump circuit shown in FIG. 2 may be used. For example, the oscillation as shown in FIG. A self-oscillation type booster circuit that uses a signal supplied to the cathode of the capacitor of the booster circuit without providing a circuit may be used. Alternatively, a configuration using a transformer may be used.
[0040]
In the above embodiment, the transistor receiving the output of the booster circuit is shown as having a MOS structure, but it may be a bipolar structure.
Further, with respect to the configuration of the first embodiment, the oscillation circuit 36 can be operated only when the collision state of the vehicle is detected and the disconnection of the battery wiring is detected.
[0041]
Furthermore, the present invention can be applied to a preloader as an occupant protection device in addition to an airbag.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a driving circuit for an airbag according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration of booster circuits 4 and 5 in FIG. 1;
3 is a diagram showing a specific circuit configuration of an oscillation circuit 36 in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a specific circuit configuration of an oscillation circuit 36 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an ABS drive circuit according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... In-vehicle battery, 2 ... Ignition switch,
3 ... Backup capacitor, 4, 5 ... Boost circuit, 7 ... Collision detector,
11 ... squib, 13 ... power transistor for ignition, 20 ... constant current circuit,
21 ... Force Tr, 22 ... Sense Tr, 23 ... Constant current source,
24 ... operational amplifier circuit, 40 ... current supply MOS transistor,
41 ... Solenoid coil as a load, 42 ... Booster circuit,
43 ... Gate output circuit, 44 ... Control circuit, 45 ... Wheel lock state detector.

Claims

An ignition device (11) for operating an occupant protection device;
A collision detection means (7) for detecting a collision state of the vehicle and outputting a collision detection signal;
An ignition transistor (13) connected in series to the ignition device (11) and ignited when the collision detection signal is output from the collision detection means (7);
A booster circuit (4, 5) for boosting the voltage of the power supply means (1, 3) mounted on the vehicle,
When the ignition transistor (13) is ignited, an occupant protection device is configured to supply an ignition current to the ignition device (11) based on the voltage boosted by the booster circuit (4, 5). In the drive circuit of
The booster circuit (4, 5) is configured to start a boost operation when the collision detection signal is output from the collision detection means (7). .

The booster circuits (4, 5) are configured to perform a boosting operation using an oscillation circuit (36), and when the collision detection signal is not output from the collision detection means (7), the oscillation circuit ( 36) The oscillation operation is stopped, and the oscillation circuit (36) starts the oscillation operation when the collision detection signal is output from the collision detection means (7). 2. A driving circuit for an occupant protection device according to 1.

An ignition device (11) for operating an occupant protection device;
A collision detection means (7) for detecting a collision state of the vehicle and outputting a collision detection signal;
An ignition transistor (13) connected in series to the ignition device (11) and ignited when the collision detection signal is output from the collision detection means (7);
A booster circuit (4, 5) for boosting the voltage of the power supply means (1, 3) mounted on the vehicle,
When the ignition transistor (13) is ignited, an occupant protection device is configured to supply an ignition current to the ignition device (11) based on the voltage boosted by the boost circuit (4, 5). In the drive circuit of
The booster circuits (4, 5) are configured to perform a boosting operation using an oscillation circuit (36), and when the collision detection signal is output from the collision detection means (7), the oscillation circuit (36) A driving circuit for an occupant protection device, wherein the boosting operation is performed by increasing the oscillation frequency.

A constant current circuit (20) having a field effect transistor (21) connected in series to the ignition device (11) and making the current supplied to the ignition device (11) constant;
The constant current circuit (20) controls the gate voltage of the field effect transistor (21) using the voltage boosted by the boost circuit (5). A driving circuit for an occupant protection device according to any one of the above.

A load (11, 41) for performing a predetermined operation;
Is connected to one terminal of the power supply means (1, 3), connected to said load and the other terminal (11, 41), said load (11, 41) for supplying a current to the current supply transistor (21, 40)
A booster circuit (4, 5, 42) for supplying a boosted voltage obtained by boosting the voltage of the power supply means (1, 3) to the current supply transistor (21, 40) ;
The booster circuit (4,5,42) is, I der what the load instruction signal for supplying current to (11, 41) starts the boost operation when entered, the booster circuit (4,5 , 42) is configured to perform a boost operation using the oscillation circuit (36), and when the instruction signal for supplying current to the loads (11, 41) is not input, the oscillation circuit (36) A load driving circuit characterized in that the oscillation circuit (36) starts an oscillation operation when an instruction signal for stopping the oscillation operation and supplying a current to the load (11, 41) is inputted. .

The load is activated when the running state of the vehicle becomes an unsteady state, and the instruction signal is a signal obtained by detecting that the running state of the vehicle has become the unsteady state. 6. The load driving circuit according to claim 5, wherein the load driving circuit is provided.

7. The load drive circuit according to claim 6, wherein the instruction signal is a signal obtained by means for detecting the lock state by means for detecting a lock state of a wheel.

7. The load driving circuit according to claim 6, wherein the instruction signal is a signal obtained when a collision detection means (7) for detecting a collision state of a vehicle detects the collision state.