JP4108214B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両に設けられるシートベルトおよびエアバッグなどのように、車両の衝突などの事故発生時に、乗員を保護するための車両の乗員保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
典型的な先行技術は、たとえば特許2559830に開示される。この先行技術では、車両用バッテリのほかに、車両用バッテリによって充電されるコンデンサが設けられ、車両用バッテリの導線が事故発生時に断線したとしても、コンデンサの出力が、エアバッグなどの複数の点火ピルに、個別的なスイッチング素子を介して与えられ、このスイッチング素子は、加速度センサによって車両の衝突が発生されたときに、評価装置によって時間的にずれて導通される。したがって容量が限られた前記コンデンサからのエネルギによって複数の点火ピルに電流を供給することができる。
【0003】
この先行技術の問題は、加速度センサにノイズが混入し、評価装置が誤って事故が発生したことを検出するおそれがあることである。ノイズは、内燃機関を搭載した自動車においては混入しやすい。
【0004】
この問題を解決するために、上述の複数の各点火ピルに個別的に、機械的構成を有するもう1つの加速度センサを直列にそれぞれ接続し、耐ノイズ性能を向上することが容易に考えられるであろう。このような構成では、複数の点火ピルと同一数の機械的構成を有する加速度センサが追加的に必要となり、構成が複雑、大型化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ノイズによる誤動作を防ぎ、しかも構成を簡略化することができるようにした車両の乗員保護装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両に設けられ、起動手段に電力が供給されて乗員保護動作をそれぞれ行う複数の乗員保護手段と、
車両の事故の発生を検出して検出信号を導出する第1の事故検出手段と、
電源と、
車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源に接続される第2の事故検出手段と、
各起動手段に直列にそれぞれ接続されて起動用直列回路を構成し、各起動用直列回路は、第2事故検出手段の他端部に共通に接続される起動用スイッチング素子と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続され、1または複数のコンデンサを有し、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出するエネルギ蓄積手段と、
第1事故検出手段からの検出信号に応答し、起動用スイッチング素子を、時間をずらして順次的に導通するスイッチング制御信号を導出し、エネルギ蓄積手段の出力を、各起動手段にそれぞれ対応して段階的に変化させて与える制御手段とを含み、
前記エネルギ蓄積手段は、制御手段からのスイッチング制御信号に応答してコンデンサからの出力を段階的に変化して導出し、
前記エネルギ蓄積手段は、
第2事故検出手段の前記一端部に逆極性に接続されるダイオードと、
ダイオードに直列に接続される第1コンデンサと、
ダイオードに並列に接続される充電用第1抵抗と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続される第2コンデンサと、
第2コンデンサに直列に接続される充電用第2抵抗と、
ダイオードと第1コンデンサとの接続点と、第2コンデンサと充電用第2抵抗との接続点との間に接続され、スイッチング制御信号が与えられて導通するコンデンサ用スイッチング素子とを含むことを特徴とする車両の乗員保護装置である。
【0007】
本発明に従えば、自動車などの車両に搭載された2次電池などの電源と、コンデンサを含むエネルギ蓄積手段からの電力は、事故発生時に、第1事故検出手段からの検出信号によって起動用スイッチング素子が導通し、また第2事故検出手段が導通することによって、乗員保護手段の起動手段に電流が供給され、乗員が車両内で衝突することなく保護される。したがって電源から第2事故検出手段までの導線が、事故の発生によって断線したとしても、エネルギ蓄積手段からの電力によって起動手段を動作させることができ、乗員の安全性が確保される。
【0008】
また本発明に従えば、第2事故検出手段と起動用スイッチング素子とは、電源およびエネルギ蓄積手段と直列に接続されており、第2事故検出手段は、事故発生時に導通する機械的構成を有し、ノイズ混入によって誤動作を生じるおそれが少ない。したがってノイズ混入によって第1事故検出手段の誤った検出信号によって制御手段が起動用スイッチング素子を導通したとしても、起動手段に電力が誤って供給されるおそれがなく、誤動作が確実に防がれる。
【0009】
また本発明に従えば、第2事故検出手段は、複数の乗員保護手段のための各起動用直列回路に共通に設けられる。したがって本発明では、起動用スイッチング素子に個別的に第2事故検出手段が設けられる構成ではないので、構成が簡略化され、小形化することができるようになる。
【0010】
さらに本発明に従えば、エネルギ蓄積手段からの電力は、第1事故検出手段からの検出信号に応答する制御手段によって時間をずらして、順次的に導通する起動用スイッチング素子を経て各起動手段に順次的に与えられ、これによって複数の乗員保護手段による保護動作が確実に行われる。
【0011】
このような複数の乗員保護手段は、たとえば(a)乗員の身体を座席に拘束するシートベルトを牽引して身体をシートに強く拘束した状態とするシートベルト手段と、(b)座席の前方に配置され、エアバッグを展開するエアバッグ手段などを含む。本発明の実施の一形態では、シートベルト手段に対応する起動用スイッチング素子が先ず導通される。これによって事故発生時に乗員の身体がシートベルトに強く拘束され、その後、エアバッグ手段に対応する起動用スイッチング素子が導通される。これによって身体が車両内の物体に衝突することを防ぐ。乗員保護手段は、複数、たとえば3以上設けられてもよい。
【0013】
また、図1〜図8に関連して後述されるように、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出する。したがって電源の断線時に、複数の起動手段を、時間をずらして順次的に起動動作させることが確実になり、コンデンサの静電容量を小さくし、しかも複数の起動手段に電力を確実に供給することが可能になる。
【0017】
また、図4に関連して後述されるように、エネルギ蓄積手段において、電源からの電力によって第1コンデンサは、ダイオードに並列に接続される充電用第1抵抗を介して充電され、また第2コンデンサは、その第2コンデンサに直列に接続される充電用第2抵抗を介して充電される。事故発生時に、第2事故検出手段が導通し、かつ複数の起動用スイッチング素子のうち、最初に導通される起動用スイッチング素子を介して第1コンデンサからの電力はダイオードを経て、最初に導通された起動用スイッチング素子に対応する起動手段に供給される。その後、制御手段は、コンデンサ用スイッチング素子を導通し、したがって第1および第2コンデンサならびにコンデンサ用スイッチング素子とを含む直列回路を経て第1および第2コンデンサの電力が、第2番目以降に導通される起動用スイッチング素子に、第2事故検出手段を経て電力が供給される。したがって事故発生時に最初に電力が供給される第1コンデンサに残存している電荷による電圧が、その後に他の起動手段に、第2コンデンサの電圧に加算されて印加されることになり、第1コンデンサの残存した電力を有効に利用することができる。
【0020】
また本発明は、車両に設けられ、起動手段に電力が供給されて乗員保護動作をそれぞれ行う複数の乗員保護手段と、
車両の事故の発生を検出して検出信号を導出する第1の事故検出手段と、
電源と、
車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源に接続される第2の事故検出手段と、
各起動手段に直列にそれぞれ接続されて起動用直列回路を構成し、各起動用直列回路は、第2事故検出手段の他端部に共通に接続される起動用スイッチング素子と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続され、1または複数のコンデンサを有し、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出するエネルギ蓄積手段と、
第1事故検出手段からの検出信号に応答し、起動用スイッチング素子を、時間をずらして順次的に導通するスイッチング制御信号を導出し、エネルギ蓄積手段の出力を、各起動手段にそれぞれ対応して段階的に変化させて与える制御手段とを含み、
前記エネルギ蓄積手段は、
各起動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサが直列接続されて第2事故検出手段の前記一端部に接続され、
各コンデンサの接続点は、各起動用直列回路の第2の事故検出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴とする車両の乗員保護装置である。
【0021】
また、図9に関連して後述されるように、直列接続された各コンデンサからの出力が、それらの各コンデンサに対応した起動手段にそれぞれ与えられる。さらに第2事故検出手段の前記一端部に、その一端部に接続されるコンデンサに並列に、逆極性のダイオードを接続し、これによってそのダイオードに直列接続されることになるコンデンサからの出力を第2番目以降の起動手段に確実に与えることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。自動車などの車両には2次電池などのバッテリ1が搭載され、車両を駆動する内燃機関のための電力が供給されるとともに、本発明による乗員保護装置2に電力が供給される。この乗員保護装置2は、複数(この実施の形態では2)の乗員保護手段3,4を有する。乗員保護手段3,4の起動手段5,6に電力が供給されることによって、乗員保護動作がそれぞれ行われる。一方の乗員保護手段3は、運転者などの乗員の身体を座席に拘束するシートベルトを牽引して身体をシートに強く拘束した状態とするシートベルト手段である。もう1つの乗員保護手段4は、運転者などの乗員の座席の前方に配置され、エアバッグを展開するエアバッグ手段である。起動手段5,6は、点火ピルまたはスクイブであって、電流が供給されることによって加熱し、花火式の連続発火による点火が生じ、これによってシートベルトを短時間で牽引し、またエアバッグを短時間で膨らませて展開するためのガスを発生する。乗員保護装置2はまた、第1の事故検出手段である加速度センサ7と、第2の事故検出手段である加速度センサ8とを有する。これらの加速度センサ7,8は、車両の車体に固定され、たとえば車両の走行方向前後の加速度を検出する。加速度センサ7は、このような車両の事故の発生時に、検出信号をライン9から導出して制御手段10に与える。加速度センサ8の一端部11は、バッテリ1の電圧を昇圧する昇圧手段12からの電力が供給されるライン14に接続される。加速度センサ8は、車両の事故の発生時に導通するスイッチ13を有し、機械的構成を有し、したがってノイズによる誤動作を生じにくい。これに対して加速度センサ7は、電気的構成を含み、ノイズによる誤動作を生じるおそれがある。本発明では、加速度センサ7による車両の事故の誤検出が生じたとしても、もう1つの加速度センサ8の働きによって、起動手段5,6に誤って電力が供給されることを防ぐ。
【0025】
起動手段5の両側には起動用スイッチング素子16,17が接続されて起動用直列回路18を構成する。この起動用直列回路18は、加速度センサ8のスイッチ13の他端部15に接続される。また同様にしてもう1つの起動手段6には起動用スイッチング素子19,20が直列に接続されて起動用直列回路21を構成する。起動用直列回路21は、加速度センサ8のスイッチ13の前記他端部15に共通に接続される。これらの起動用スイッチング素子16,17;19,20は、たとえばMOS(金属酸化膜半導体)形などのトランジスタから成ってもよい。
【0026】
加速度センサ8の前記基端部には、ライン14にエネルギ蓄積手段22が接続される。このエネルギ蓄積手段22は、起動手段5,6毎にそれぞれ対応して設けられる複数(この実施の形態では2)の第1コンデンサC1と第2コンデンサC2とを有する。第1コンデンサC1は、ダイオードD1を介して加速度センサ8の前記一端部11に接続される。このダイオードD1は、バッテリ1の逆極性であり、コンデンサC1の出力を加速度センサ8の前記一端部11に順方向に与える。ライン14および加速度センサ8の前記一端部11には、抵抗R1を介してコンデンサC1が接続され、この抵抗R1を流れる充電電流によって、コンデンサC1が充電される。抵抗R1は、ダイオードD1が有する逆方向の抵抗を利用することによって、省略することができる。
【0027】
第2コンデンサC2にはコンデンサ用スイッチング素子24が直列に接続されてコンデンサ直列回路24が構成される。コンデンサ用スイッチング素子24は、たとえばMOS形などのトランジスタによって実現される。コンデンサ用スイッチング素子24の制御端子であるゲートには、ライン14および加速度センサ8の前記一端部11が抵抗R2を介して接続され、ライン14からの電圧によってコンデンサ用スイッチング素子24は遮断状態にされる。第2コンデンサC2はまた、抵抗R2を経て、さらにコンデンサ用スイッチング素子24のゲートおよびドレン間の抵抗を経て、充電電流が流れて、第2コンデンサC2が充電される。コンデンサ用スイッチング素子24のゲートに、ローレベルであるスイッチング制御信号が、反転回路26から与えられることによって、コンデンサ用スイッチング素子24が導通する。このコンデンサ用スイッチング素子24が導通することによって、第2コンデンサC2の電流は、コンデンサ用スイッチング素子24を介して加速度センサ8の前記一端部11に流れる。
【0028】
制御手段10は、加速度センサ7からの事故の発生を検出する検出信号に応答し、ライン27からパルスp1を起動用スイッチング素子16,17に与えて導通させ、次に、ライン28からスイッチング制御信号p2を導出して起動用スイッチング素子19,20を導通するとともに、ライン29から反転回路26を経てコンデンサ用スイッチング素子24に与え、このコンデンサ用スイッチング素子24を導通する。
【0029】
図2は図1の制御回路10の動作を説明するためのフローチャートであり、図3は図1に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。ステップa1からステップa2に移り、車両の車体の加速度αが、予め定める加速度α1以上(α≧α1)であるかが判断される。車両が衝突して事故が発生したとき、加速度センサ7はライン9に図3(1)で示される検出信号を導出する。制御回路10は、この加速度センサ7の検出信号をレベル弁別し、検出された加速度αが、予め定める値α1以上であるとき、ステップa2からステップa3に移る。制御回路10は、検出信号が検出した車体の加速度が、前述の予め定める値α1以上である時刻t1から、予め定める時間W1だけ経過したかどうかを判断し、経過していれば、時刻t2においてライン27に、図3(2)に示されるスイッチング制御信号p1をステップa4で導出する。時間W1は、たとえば3msecであってもよい。
【0030】
さらにステップa5では、時刻t1から予め定める時間W2(ただしW1<W2)が経過したかどうかが判断され、経過していれば、ステップa6においてライン28にはスイッチング制御信号p2を、図3(3)に示されるように時刻t3において導出する。この時間W2は、たとえば6msecであってもよい。パルスであるスイッチング制御信号p1,p2は、図3(2)および図3(3)にそれぞれ示されるように、時刻t1から予め定める時間W3経過した時刻t4で、遮断され、これによって起動用スイッチング素子16,17;19,20が遮断して元の状態に戻り、またコンデンサ用スイッチング素子24が遮断して元の状態に戻る。この時間W3は、たとえば30msecであってもよい(W1<W2<W3)。
【0031】
加速度センサ8は、車体に作用した加速度が予め定めるレベル以上であって、車両の事故の発生が検出されることによって、図3(4)に示されるように、時刻t5〜t6の期間W4において導通する。時刻t5は、スイッチング制御信号p1が発生される時刻t1に近似した時刻である。時刻t6は、もう1つのスイッチング制御信号p2が発生された時刻t3以降の時点である。時間W4は、たとえば20msecである。
【0032】
車両の事故の発生によって、ライン14が参照符30で示される位置で断線した場合を想定する。これによってバッテリ1からの電力は、事故発生時に、エネルギ蓄積手段22には供給されない。前述の図2のステップa4において、スイッチング制御信号p1が発生されることによって、起動用スイッチング素子16,17が導通する。この事故の発生時に、加速度センサ8のスイッチ13が導通すると、第1コンデンサC1からの電流は、ダイオードD1から加速度センサ8のスイッチ13を経て、起動用スイッチング素子16、起動手段5および起動用スイッチング素子17を経て流れる。これによって起動手段5が加熱され、花火技術による連鎖発火が引起され、さらに花火技術によって生じたガスは、シートベルトを引込み、乗員を座席に保持する。こうして起動手段5には、コンデンサC1からの電力が供給される。コンデンサC1の電圧は、図3(5)に示されるように、時刻t2から減少する。
【0033】
ステップa5において、時刻t1から時間W2が経過したかどうかが判断され、時間W2が経過していれば、もう1つのスイッチング制御信号p2がステップa6で発生される。これによって起動用スイッチング素子19,20が導通するとともに、コンデンサ用スイッチング素子24が導通する。したがって第2コンデンサC2からの電流は、コンデンサ用スイッチング素子24を経て、さらに加速度センサ8のスイッチ13を経て、起動用スイッチング素子19、起動手段6および起動用スイッチング素子20に流れる。コンデンサC2の電圧は、図3(6)に示されるように、時刻t3から低下する。起動手段6に電流が流れることによって加熱し、前述と同様に花火技術による発火が引起こされ、ガスが発生されて、エアバッグが膨張される。
【0034】
本発明によれば、前述のように起動手段5には第1コンデンサC1の電力が与えられ、さらに起動手段6には、第1コンデンサC1の残りの電力とともに、第2コンデンサC2の電力が供給される。したがって2つの起動手段5,6を、確実に動作させることができる。
【0035】
ライン14が参照符30の位置で断線していない場合、バッテリ1からの電力は、昇圧手段12からライン14を経て、さらに加速度センサ8のスイッチ13から、起動手段5,6に、スイッチング制御信号p1,p2の導通によって供給される。
【0036】
コンデンサC1,C2は、たとえば4700μFであってもよく、抵抗R1,R2は、たとえば1kΩであってもよく、昇圧手段12はライン14に電圧22Vを出力する。パルスp1は、図3(2)の波形に代えて、時刻t2〜t3のみ、ハイレベルで導出されてもよい。
【0037】
図4は本発明の実施の他の形態におけるエネルギ蓄積手段31の電気回路図である。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似する。エネルギ蓄積手段31は、加速度センサ8の一端部11に逆極性に接続されるダイオードD2と、このダイオードD2に直列に接続される第1コンデンサC1とを有する。ダイオードD2には、並列に充電用第1抵抗R3が並列接続される。第2コンデンサC2は、加速度センサ8の一端部11に接続される。この第2コンデンサC2には直列に、充電用第2抵抗R4が接続される。ダイオードD2と第1コンデンサC1との接続点32と、第2コンデンサC2と充電用第2抵抗R4との接続点33との間には、MOSトランジスタなどによって実現されるコンデンサ用スイッチング素子34が接続される。このコンデンサ用スイッチング素子34のゲートなどの制御端子には、ライン29を介して、スイッチング制御信号p2が与えられ、これによってコンデンサ用スイッチング素子34が導通する。
【0038】
事故発生時に、ライン14が断線してバッテリ1からの電力が供給されないとき、第1コンデンサC1からの電流はダイオードD2を経て加速度センサ8のスイッチ13から起動用スイッチング素子16,17を経て起動手段5に参照符34で示されるように電流が流れる。
【0039】
図5は、図4に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。図5(1)〜図5(4)は、前述の図3(1)〜図3(4)の各波形に対応する。事故発生時に加速度センサ7からライン9には図5(1)に示される検出信号が導出され、スイッチング制御信号p1は図5(2)に示され、もう1つのスイッチング制御信号p2は図5(3)に示され、加速度センサ8のスイッチ13は図5(4)に示されるように導通する。起動手段5に流れる図4の参照符36で示される電流によって、加速度センサ8の前記一端部11の電圧は、図5(5)に示されるように、参照符35のように経過してゆく。時刻t3においてスイッチング制御信号p2が発生され、コンデンサ用スイッチング素子34が導通することによって、第1コンデンサC1の電圧V1に、第2コンデンサC2の出力電圧が加算されて、加速度センサ8のスイッチ13から起動用スイッチング素子19,20を経て起動手段6に与えられ、このとき起動手段5にもまた与えられる。この時刻t3以降の電流は、図4の参照符37で示される。こうして時刻t3においてコンデンサC2からの電力が供給され、起動手段5だけでなくもう1つの起動手段6に確実に電力が供給されることになる。抵抗R3,R4は、たとえば1kΩであってもよい。本発明の実施の他の形態では、抵抗R4に並列にダイオードD3が接続されてもよい。このダイオードD3は、第2コンデンサC2から流れる電流の順方向に結合される。
【0040】
時刻t3における第1コンデンサC1の出力電圧V1は、時刻t2〜t3において導通している起動用スイッチング素子16,17と起動手段5とによる電圧降下ΔV以上であっもよく、またはほぼ等しく(V1≧ΔV)、これによって第2コンデンサC2の出力電圧を、前述の電圧V1だけ、いわば底上げして、起動用スイッチング素子19,20と起動手段6との直列回路に与えることができる。
【0041】
図6は、本発明の実施のさらに他の形態のエネルぎ蓄積手段39の電気回路図である。コンデンサ直列回路40は、加速度センサ8の一端部11に逆極性に接続される1または複数(この実施の形態では複数)のダイオードD3と、このダイオードD3に直列に接続されるコンデンサC3とを有する。ダイオード用スイッチング素子41は、たとえばMOS形などのトランジスタによって実現され、ダイオードD3に並列に接続される。ライン29を介してスイッチング制御信号がゲートなどの制御端子に与えられることによって、ダイオード用スイッチング素子41は導通する。その他の構成は、前述の実施の形態と同様である。
【0042】
図7は、図6に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。図7(1)〜図7(4)は、前述の図3(1)〜図3(4)に示される各信号の波形と同様である。特にこの実施の形態では、時刻t2〜t3では、ダイオード用スイッチング素子41は遮断した状態であり、したがってコンデンサC3の電圧は、ダイオードD3の順方向電圧降下分だけ低下した電圧が、加速度センサ8の一端部11に与えられ、この電圧は図7(5)に示されるとおりである。時刻t2〜t3において、起動用スイッチング素子16,17が導通し、起動手段5に電流が流れることによって、加速度センサ8の前記一端部11の電圧は、参照符42で示されるように低下してゆく。このダイオード用スイッチング素子41が遮断している状態におけるダイオードD3の電圧降下分は、図7(5)において参照符VD1で示されている。
【0043】
時刻t3において、ダイオード用スイッチング素子41が導通することによって、コンデンサC3から加速度センサ8の前記一端部11に与えられる電圧は、参照符44で示されるように、ダイオードD3の電圧降下分だけ上昇する。参照符43は、ダイオードD3が設けられておらず、コンデンサC3の出力が起動用スイッチング素子16,17を経て起動手段5だけに与えられていると仮定したときにおける電圧降下の時間経過を示す。時刻t3において起動用スイッチング素子19,20が導通することによって、起動手段6には、図7(5)の斜線を施して示す面積45に対応する電力が、起動手段6に与えられることになる。ライン46は、ライン44と平行である。コンデンサC3の出力電圧は、時刻t2〜t3では、参照符43で示されるように変化し、時刻t3〜t6では、参照符46で示されるように変化する。コンデンサC3の容量は、前述の図1〜図5に示される実施の各形態におけるコンデンサC1,C2の静電容量の和の値を有していてもよい。
【0044】
図8は、本発明の実施のさらに他の形態の一部の電気回路図である。このエネルギ蓄積手段48は、図6および図7に示される実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。直列回路40を構成するコンデンサC3は、ライン14および加速度センサ8の前記一端部11に接続され、1または複数(たとえばこの実施の形態では複数)のダイオードD3は、このコンデンサC3に直列に接続される。その他の構成と動作は、前述の実施の形態と同様である。
【0045】
図9は、本発明の実施の他の形態の車両の乗員保護装置の一部の構成を示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。特にこの実施の形態では、エネルギ蓄積手段49では、起動手段5,6にそれぞれ対応した複数(この実施の形態では2)のコンデンサC4,C5が直列接続されて、加速度センサ8の一端部11に接続される。各コンデンサC4,C5の接続点50は、起動用直列回路18の加速度センサ8とは反対側の端部51に接続され、また起動用直列回路21の加速度センサ8とは反対側の端部52が、コンデンサC5の前記接続点50とは反対側の端部に接続される。図9において、コンデンサC5には直列に、このコンデンサC5の放電電流が流れるようにダイオードD4が、残余のコンデンサC4に並列に接続される。
【0046】
事故発生時、ライン14が断線した場合、時刻t2〜t3において、起動用スイッチング素子16,17が導通し、コンデンサC4から電流が参照符53で示されるように、加速度センサ8を介して起動手段5に流れる。時刻t3以降において、起動用スイッチング素子19,20が導通することによって、起動手段6には、コンデンサC5から電流が参照符54で示されるようにダイオードD4を介して流れる。その他の構成と動作は、前述の実施の形態と同様である。
【0047】
図10は、本発明の実施のさらに他の形態の車両の乗員保護装置の全体の構成を示す電気回路図である。この実施の形態は、前述の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。エネルギ蓄積手段56において、各起動手段5,6にそれぞれ対応した複数(この実施の形態では2)のコンデンサC1,C2の一端部が、加速度センサ8の一端部11に共通に接続される。各コンデンサC1,C2の他端部は、起動用直列回路18,21の加速度センサ8とは反対側の端部51,52に接続される。コンデンサC1のライン14とは反対側の端部は抵抗R5を介してバッテリ1の端部に接続され、これによってコンデンサC1は、抵抗R5を介して充電される。起動用直列回路21の前記端部52は、バッテリ1に接続される。図10に示される実施の形態の動作は、前述の図1〜図3の実施の形態に類似する。時刻t2〜t3では、コンデンサC1の電流が参照符57で示されるように流れて起動手段5に供給される。時刻t3以降では、コンデンサC2の電流が参照符58で示されるように流れて起動手段6に与えられる。
【0048】
図11は、図1〜図10に示される実施の各形態における加速度センサ7の一部の構成を示す断面図である。加速度センサ7において車両の車体59には、弾発的な可撓性を有するたとえばゴムなどの材料から成る支持片60に、歪ゲージ61が固定される。車両が矢符62の方向に前進している状態で、衝突して事故を発生すると、その加速度によって支持片60は、仮想線63で示されるように変形し、これによって歪ゲージ61はその抵抗が変化する。
【0049】
図12は、図11に示される歪ゲージ61を備える加速度センサ7の全体の構成を示す電気回路図である。歪ゲージ61は、抵抗64〜66とともにブリッジ67の1辺を構成する。このブリッジ67には、バッテリ1の電圧+Vが与えられる。ブリッジ67の出力は、バッファ74を経てレベル弁別回路75の一方の入力に与えられる。レベル弁別回路65の他方の入力には、前述の弁別レベルである加速度α1に対応する基準レベル発生回路76からの基準レベルを表す信号が与えられる。レベル弁別手段75は、歪ゲージ61の加速度α1以上の加速度に対応する抵抗値が得られたとき、ライン9に検出信号を導出し、制御回路10に与える。このような加速度センサ7は、歪ゲージ61と抵抗64〜66とを含むブリッジ67と、バッファ64と、レベル弁別回路75と、基準レベル発生回路76とを含み、したがってノイズの混入による誤動作を生じるおそれがある。本発明の実施の形態では、機械的構成を有する加速度センサ8をさらに用いることによって、乗員保護手段3,4の誤動作を防いでいる。
【0050】
図13は、加速度センサ8の断面図である。車両の車体59には、たとえば筒状である案内部材68が固定される。この案内部材68内には、質量体69が収納され、車体の前後方向(図13の左右方向、図11の左右方向)に加速度によって変位可能に設けられる。ばね70は、質量体69と車体59とを連結し、車体59の前後方向のばね力を発揮する。案内部材68、したがって車体59には、リードスイッチなどによって実現されるスイッチ13が固定される。質量体69は、磁化された永久磁石片によって実現される。車両が矢符62の方向に走行中、衝突によって事故が発生したとき、質量体69は、ばね70のばね力に抗して図13の右方に変位する。これによってスイッチ13は、質量体69の磁界によって導通状態となる。事故が発生しないとき、ばね70の働きによって質量体69は図13に示すようにスイッチ13を包含しており、スイッチ13は遮断している。
【0051】
本発明の実施の他の形態では、加速度センサ7,8は、その他の構成を有していてもよい。
【0052】
バッテリ1は、2次電池であってもよいけれども、その他の電源であってもよい。
【0053】
【発明の効果】
請求項1の本発明によれば、事故発生時にその事故に起因して電源が断線しても、コンデンサを含むエネルギ蓄積手段からの電力が複数の各乗員保護手段の起動手段に供給されることができ、安全性が確保される。
【0054】
また本発明によれば、第1事故検出手段にノイズが混入し、誤って検出信号が導出されたとしても、このようなノイズによる誤動作が第2事故検出手段によって生じないので、起動手段に、誤って電力が供給されるおそれはない。
【0055】
第2事故検出手段は、複数の起動手段に共通に設けられ、これによって構成を簡略化することができ、小形化が可能である。
【0056】
さらに本発明によれば、エネルギ蓄積手段の出力は、複数の各起動手段に、時間経過に伴って段階的に変化されて与えられ、したがってコンデンサの容量をできるだけ小さくして小形化を図り、しかも各起動手段を確実に動作させることができ、安全性を高めることができる。
【0057】
また、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出し、したがって複数の起動手段に電力をそれぞれ確実に与えることができ、複数の各乗員保護手段の動作を確実に達成することができる。
また、事故発生時にまず、第1コンデンサからの電力が、第1コンデンサに対応した起動手段に与えられ、その後、コンデンサ用スイッチング素子が導通することによって第1コンデンサの出力に、第2コンデンサの出力が加算されて、第2コンデンサに対応した起動手段に電力が与えられる。こうして複数の各起動手段を確実に動作させることができ、第2番目以降に電力が供給される起動手段には、第1コンデンサの出力が加算され、電力を有効に利用することができるようになる。
【0059】
また、事故発生時にまず、第1コンデンサからの電力が、第1コンデンサに対応した起動手段に与えられ、その後、コンデンサ用スイッチング素子が導通することによって第1コンデンサの出力に、第2コンデンサの出力が加算されて、第2コンデンサに対応した起動手段に電力が与えられる。こうして複数の各起動手段を確実に動作させることができ、第2番目以降に電力が供給される起動手段には、第1コンデンサの出力が加算され、電力を有効に利用することができるようになる。
【0061】
また、複数の各起動手段に個別的に対応してコンデンサが設けられ、各コンデンサからの電力が、対応する起動手段に与えられるので、各起動手段を確実に時間経過に伴って順次的に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。
【図2】図1の制御回路10の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】図1に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図4】本発明の実施の他の形態におけるエネルギ蓄積手段31の電気回路図である。
【図5】図4に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図6】本発明の実施のさらに他の形態のエネルぎ蓄積手段39の電気回路図である。
【図7】図6に示される実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図8】本発明の実施のさらに他の形態の一部の電気回路図である。
【図9】本発明の実施の他の形態の車両の乗員保護装置の一部の構成を示す電気回路図である。
【図10】本発明の実施のさらに他の形態の車両の乗員保護装置の全体の構成を示す電気回路図である。
【図11】図1〜図10に示される実施の各形態における加速度センサ7の一部の構成を示す断面図である。
【図12】図11に示される歪ゲージ61を備える加速度センサ7の全体の構成を示す電気回路図である。
【図13】加速度センサ8の断面図である。
【符号の説明】
1 バッテリ
2 乗員保護装置
3,4 乗員保護手段
5,6 起動手段
7,8 加速度センサ
10 制御手段
12 昇圧手段
13 スイッチ
16,17;19,20 起動用スイッチング素子
18,21 起動用直列回路
22,31,39,48,49,56 エネルギ蓄積手段
24,34 コンデンサ用スイッチング素子
24 コンデンサ直列回路
26 反転回路
40 コンデンサ直列回路
41 ダイオード用スイッチング素子
Claims (2)
- 車両に設けられ、起動手段に電力が供給されて乗員保護動作をそれぞれ行う複数の乗員保護手段と、
車両の事故の発生を検出して検出信号を導出する第1の事故検出手段と、
電源と、
車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源に接続される第2の事故検出手段と、
各起動手段に直列にそれぞれ接続されて起動用直列回路を構成し、各起動用直列回路は、第2事故検出手段の他端部に共通に接続される起動用スイッチング素子と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続され、1または複数のコンデンサを有し、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出するエネルギ蓄積手段と、
第1事故検出手段からの検出信号に応答し、起動用スイッチング素子を、時間をずらして順次的に導通するスイッチング制御信号を導出し、エネルギ蓄積手段の出力を、各起動手段にそれぞれ対応して段階的に変化させて与える制御手段とを含み、
前記エネルギ蓄積手段は、制御手段からのスイッチング制御信号に応答してコンデンサからの出力を段階的に変化して導出し、
前記エネルギ蓄積手段は、
第2事故検出手段の前記一端部に逆極性に接続されるダイオードと、
ダイオードに直列に接続される第1コンデンサと、
ダイオードに並列に接続される充電用第1抵抗と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続される第2コンデンサと、
第2コンデンサに直列に接続される充電用第2抵抗と、
ダイオードと第1コンデンサとの接続点と、第2コンデンサと充電用第2抵抗との接続点との間に接続され、スイッチング制御信号が与えられて導通するコンデンサ用スイッチング素子とを含むことを特徴とする車両の乗員保護装置。 - 車両に設けられ、起動手段に電力が供給されて乗員保護動作をそれぞれ行う複数の乗員保護手段と、
車両の事故の発生を検出して検出信号を導出する第1の事故検出手段と、
電源と、
車両の事故の発生を検出して導通し、一端部が電源に接続される第2の事故検出手段と、
各起動手段に直列にそれぞれ接続されて起動用直列回路を構成し、各起動用直列回路は、第2事故検出手段の他端部に共通に接続される起動用スイッチング素子と、
第2事故検出手段の前記一端部に接続され、1または複数のコンデンサを有し、コンデンサからの出力を段階的に変化して導出するエネルギ蓄積手段と、
第1事故検出手段からの検出信号に応答し、起動用スイッチング素子を、時間をずらして順次的に導通するスイッチング制御信号を導出し、エネルギ蓄積手段の出力を、各起動手段にそれぞれ対応して段階的に変化させて与える制御手段とを含み、
前記エネルギ蓄積手段は、
各起動手段にそれぞれ対応した複数のコンデンサが直列接続されて第2事故検出手段の前記一端部に接続され、
各コンデンサの接続点は、各起動用直列回路の第2の事故検出手段とは反対側の端部に接続されることを特徴とする車両の乗員保護装置。
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