JP4510509B2

JP4510509B2 - 直流電源装置及び直流電源装置を備えたエアバッグ装置

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Publication number: JP4510509B2
Application number: JP2004144911A
Authority: JP
Inventors: 弘之小牧; 義彦前野; 裕一佐藤
Original assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Ten Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP2005328646A

Description

本発明は直流電源装置及び直流電源装置を備えたエアバッグ装置に関し、特に、動作電圧が高い機器を駆動するために直流電源の電圧を昇圧する昇圧電源回路と、この機器の動作を制御する制御回路とが備えられた直流電源装置において、電源オン時の昇圧電源回路の安全性を向上させた直流電源装置及びこの直流電源装置を備えたエアバッグ装置に関する。

従来から、バッテリのような直流定電圧電源によって駆動される電気機器において、この機器の中に直流定電圧電源の出力電圧よりも駆動電圧が高い装置が含まれる場合や、一時的に出力電圧よりも高い電圧が必要になる場合、出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを用いて昇圧電源回路によって昇圧して使用することが行われている。例を挙げると、バッテリを使用する携帯電話等の携帯用電気機器の電源回路装置や、自動車のエアバッグの電源装置にこの昇圧電源回路が使用されている。

例えば、バッテリを使用する携帯用電気機器の分野では、定電圧回路で構成される電源回路装置が使用されており、ロジック・メモリ回路はこの定電圧回路の一定出力電圧で駆動されている。しかし、ロジック・メモリ回路の動作下限電圧を下回ってバッテリの電圧が低下すると、バッテリにはまだ電流供給能力があるにもかかわらず、ロジック・メモリ回路の動作が停止するという問題がある。そこで、携帯用電気機器では、バッテリの電圧を昇圧回路で昇圧し、この昇圧回路の出力を定電圧回路を介してメモリ・ロジック回路に供給することが行われている（特許文献１を参照）。

また、エアバッグ装置を搭載する自動車では、エアバッグを動作させるインフレータの駆動電圧が２５Ｖ程度であり、バッテリの出力電圧が１２Ｖであるため、バッテリ電圧をインフレータの駆動電圧まで引き上げる昇圧電源回路がエアバック装置の電源装置に内蔵されている。なお、エアバッグ装置には、自動車の衝突を検出するセンサからの信号の入力を判断して、インフレータを駆動すべきかどうかを判断するための制御装置があり、この制御装置の駆動電圧は５Ｖであるので、エアバッグ装置の電源装置には一旦２５Ｖまで昇圧した電源を、５Ｖまで降圧する降圧電源回路が設けられている。

図１（ａ）は、従来のエアバッグ装置の電源装置１０の構成を示すブロック回路図である。エアバッグ装置の電源装置１０は、自動車のイグニッションスイッチ２を介してバッテリ１に接続されており、衝突検出センサ３が自動車の衝突を検出すると点火装置４を作動させてインフレータ５に内蔵されたエアバッグ（図示せず）を膨らませる。説明を簡単にするために、この図には点火装置４とインフレータ５を備えたエアバッグは一組しか描かれていないが、実際の自動車には複数個の点火装置とインフレータの組が備えられている。

エアバッグ装置の電源装置１０には一般に、昇圧電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）１１、降圧電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータ）１２、シリーズ電源回路１３、クロック回路１４、マイクロコンピュータ１５、コンデンサ１６、及び点火装置４のドライブ回路１７が設けられている。昇圧電源回路１１はイグニッションスイッチ２に接続されており、イグニッションスイッチ２がオンの時に入力される１２Ｖの直流電圧を２５Ｖ程度に昇圧する。降圧電源回路１２は昇圧電源回路１１によって昇圧された電圧を７Ｖ程度まで降圧させ、シリーズ電源回路１３は降圧電源装置１２から入力される７Ｖの電圧を更に５Ｖまで降圧する。クロック回路１４はイグニッションスイッチ２のオンにより動作する図示しないサブ電源回路によって起動され、昇圧電源回路１１と降圧電源回路１２にクロックを送ってこれらを動作させる。シリーズ電源１３からの出力電圧は、マイクロコンピュータ１５に入力される他、他の回路にも供給される。マイクロコンピュータ１５はシリーズ電源１３からの５Ｖの電圧の入力によって動作し、衝突検出センサ３からの信号を監視する。なお、コンデンサ１６は昇圧電源回路１１からの出力を平滑し、このコンデンサ１６に接続する電子スイッチ回路で構成されるドライブ回路１７は、マイクロコンピュータ１５からの指令信号によってオンして２５Ｖの電圧を点火装置４に出力する。

図１（ｂ）は（ａ）の昇圧電源１１、降圧電源１２、及びシリーズ電源１３の出力波形を示す波形図である。時刻ｔ０で（ａ）に示したイグニッションスイッチ２がオンされると、バッテリ１からの直流電圧１２Ｖが昇圧電源回路１１に入力される。昇圧電源回路１１は、入力電圧の１２Ｖを２５Ｖまで昇圧する機能を備えているが、出力電圧はすぐには２５Ｖにはならず、１２Ｖから徐々に２５Ｖまで上昇してゆき（実際にはステップ状に出力電圧が上昇する）、出力電圧が２５Ｖに達するのは時刻ｔ３である。

従って、イグニッションスイッチ２がオンした直後は、昇圧電源回路１１に接続される降圧電源回路１２には１２Ｖの直流電圧が入力される。そして、降圧電源回路１２の出力は０Ｖから次第に上昇して短時間で７Ｖとなる。従って、降圧電源回路１２に接続するシリーズ電源回路１３には、イグニッションスイッチ２がオンしてもすぐには動作可能な電圧が入力されず、降圧電源回路１２の出力電圧がある程度の電圧値にならないと動作しない。このシリーズ電源回路１３の動作開始時刻をｔ１、シリーズ電源回路１３からの出力が５Ｖに達する時刻をｔ２とする。時刻ｔ２は昇圧電源回路１１の出力が２５Ｖになる時刻ｔ３よりもかなり前の時刻である。

特開平９−１９１５７１号公報

しかしながら、以上のように構成された従来の電源回路１０では、イグニッションスイッチ２がオンされた後に、昇圧電源回路１１が出力電圧２５Ｖを出力して完全に立ち上がる時刻ｔ３の前にシリーズ電源回路１３の出力が時刻ｔ２で５Ｖに達してしまうので、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間にマイクロコンピュータ１５が立ち上がって動作を開始してしまう。このため、昇圧電源回路１１が完全に立ち上がる前にマイクロコンピュータ１５の大きな動作負荷が昇圧電源回路１１にかかり、昇圧電源回路１１は出力容量を確保するために容量の大きな部品が必要となってコストアップとなる。また、何らかの原因で通常の動作中にシリーズ電源１３が短絡した場合は、昇圧電源回路１１から過大な電流が出力されて昇圧電源回路が過負荷状態になって故障が発生する虞がある。

そこで、本発明は、昇圧電源回路、降圧電源回路、シリーズ電源回路、及びマイクロコンピュータが直列に接続された直流電源回路及びこの直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、昇圧電源回路が完全に立ち上がるまではマイクロコンピュータが動作開始しないようにして、昇圧電源の出力負荷を減らして構成部品の小型化すると共に、立ち上がり時間を短縮することを目的としている。

また、本発明は、マイクロコンピュータが動作するまでは昇圧電源回路と降圧電源回路とを第１のクロックで動作させ、マイクロコンピュータが動作開始した後は昇圧電源回路をマイクロコンピュータが生成した第２のクロックで動作させることにより、昇圧電源回路の動作精度を向上させることも目的としている。

前記目的を達成する本発明は、以下の第１から第４の形態が可能である。

第１の形態は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力電圧によって動作し、昇圧電源回路からの出力電圧を動作電圧とする機器の制御を行う制御回路とを備えた直流電源装置において、第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、昇圧電源回路への電源供給が始められてから所定時間の間、制御回路の動作を停止させる管理回路、及び、制御回路によって第２のクロックの発生が抑制される第２のクロック回路を設け、昇圧電源回路の昇圧制御を、管理回路によって制御回路が停止させられている間は第１のクロックによって動作させ、制御回路が動作を始めた後は第２のクロックによって動作させ、降圧電源回路の降圧制御を、第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行うようにし、降圧電源回路の降圧制御は、昇圧電源回路の昇圧制御を第２のクロックによって動作させるようにした後も、第１のクロックによって動作させるようにしたことを特徴としている。

第２の形態は、直流電源の電圧を昇圧するクロック動作の昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する第１の降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力を更に降圧する第２の降圧電源回路と、この第２の降圧電源回路の出力電圧によって動作し、昇圧電源回路からの電圧が動作電圧として入力される機器の制御を行う制御回路とを備えた直流電源装置において、電源スイッチのオン時に第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、電源スイッチのオンの後に第２の降圧電源回路から供給される出力電圧で動作し、動作後の所定時間だけ制御回路の動作を停止させる管理回路と、制御回路の動作時に水晶発振子の振動に基づく第２のクロックを発生する第２のクロック回路、及び第１と第２の入力端子がそれぞれ第１と第２のクロック回路に接続されると共に、出力端子が昇圧電源回路に接続され、電源スイッチのオンにより第１の入力端子を前記出力端子に接続し、管理回路からの切換信号により第２の入力端子を出力端子に接続する切換スイッチを設け、降圧電源回路の降圧制御を、第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、降圧電源回路の降圧制御は、昇圧電源回路の昇圧制御を第２のクロックによって動作させるようにした後も、第１のクロックによって動作させることを特徴としている。

第３の形態は、点火装置に電力を供給する直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、直流電源装置は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力電圧によって動作し、昇圧電源回路からの出力電圧を動作電圧とする点火装置の制御を行う制御回路とを備え、更に、第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、昇圧電源回路への電源供給が始められてから所定時間の間、制御回路の動作を停止させる管理回路、及び、制御回路によって第２のクロックの発生が抑制される第２のクロック回路を備え、昇圧電源回路の昇圧制御を、管理回路によって制御回路が停止させられている間は第１のクロックによって動作させ、制御回路が動作を始めた後は第２のクロックによって動作させる直流電源装置をエアバッグ装置が備え、降圧電源回路の降圧制御を、第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、降圧電源回路の降圧制御は、昇圧電源回路の昇圧制御を第２のクロックによって動作させるようにした後も、第１のクロックによって動作させることを特徴としている。

第４の形態は、点火装置に電力を供給する直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、直流電源装置は、直流電源の電圧を昇圧するクロック動作の昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する第１の降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力を更に降圧する第２の降圧電源回路と、この第２の降圧電源回路の出力電圧によって動作し、昇圧電源回路からの電圧が動作電圧として入力される点火装置の制御を行う制御回路とを備え、更に、電源スイッチのオン時に第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、電源スイッチのオンの後に第２の降圧電源回路から供給される出力電圧で動作し、動作後の所定時間だけ制御回路の動作を停止させる管理回路と、制御回路の動作時に水晶発振子の振動に基づく第２のクロックを発生する第２のクロック回路、及び第１と第２の入力端子がそれぞれ第１と第２のクロック回路に接続されると共に、出力端子が昇圧電源回路に接続され、電源スイッチのオンにより第１の入力端子を出力端子に接続し、管理回路からの切換信号により第２の入力端子を出力端子に接続する切換スイッチを設けた直流電源装置をエアバッグ装置が備え、降圧電源回路の降圧制御を、第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、降圧電源回路の降圧制御は、昇圧電源回路の昇圧制御を第２のクロックによって動作させるようにした後も、第１のクロックによって動作させることを特徴としている。

本発明によれば、昇圧電源回路、降圧電源回路、シリーズ電源回路、及びマイクロコンピュータが直列に接続された直流電源回路及びこの直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、昇圧電源回路が完全に立ち上がるまではマイクロコンピュータが動作開始しないので、電源のオンの直後に昇圧電源回路に過大な負荷がかかることがなくなり、昇圧電源回路として容量の小さなものを用いることができる。また、マイクロコンピュータが動作するまでは昇圧電源回路と降圧電源回路とを第１のクロックで動作させ、マイクロコンピュータが動作開始した後は昇圧電源回路をマイクロコンピュータが生成した第２のクロックで動作させるようにしたので、昇圧電源回路の立ち上がり後は、昇圧電源回路の動作精度を向上させることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例を用いて詳細に説明する。

図２は本発明の直流電源装置の一実施形態を示す、エアバッグ装置の電源装置２０の原理構成を示すものである。

図２は、本発明のエアバッグ装置の電源装置２０の基本的な構成を示すブロック回路図であり、図１で説明した従来のエアバッグ装置の電源装置１０と同じ構成部材には同じ符号を付してある。また、この図には、図１に示した衝突検出センサ３、点火装置４とインフレータ５、及びコンデンサ１６とドライブ回路１７の図示は省略してある。

本発明のエアバッグ装置の電源装置２０には、図１で説明した従来のエアバッグ装置の電源装置１０と同様に、イグニッションスイッチ２を介してバッテリ１に接続する昇圧電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、１２Ｖを２５Ｖに昇圧する）１１があり、これに降圧電源回路（ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、２５Ｖを７Ｖに降圧する）１２とシリーズ電源回路（７Ｖを５Ｖに降圧する）１３が直列に接続されている。昇圧電源回路１１と降圧電源回路１２とは、入力されるクロック信号（以後単にクロックという）によって動作を行うものである。

また、イグニッションスイッチ２の後段側の電源ラインはこの昇圧電源回路１１の前で分岐され、サブ電源回路２１に接続されている。サブ電源回路２１は、イグニッションスイッチ２がオンされた時に動作し、バッテリ１からの電圧を降圧してクロック回路１４に供給し、クロック回路１４にクロックＣＬＫ１を生成させる。サブ電源回路２１からクロック回路１４に供給される電圧は５Ｖである。クロック回路１４で生成されたクロックＣＬＫ１は、降圧電源回路１２に供給されると共に、切換スイッチ２２を通じて昇圧電源回路１１に供給される。この切換スイッチ２２は、イグニッションスイッチ２がオンされた時には、第１の入力端子２２Ａを出力端子２２Ｃに接続するようになっており、第１の入力端子２２Ａに接続されたクロック回路１４からのクロックＣＬＫ１を出力端子２２Ｃを通じて昇圧電源回路１１に入力するようになっている。

そして、本発明では、シリーズ電源回路１３の出力電圧ラインがマイクロコンピュータ１５や他の回路に接続されると共に、新たに設けられた管理回路であるリセット回路２３に接続されている。マイクロコンピュータ１５には水晶発振子を用いた精度の高いクロックＣＬＫ２を発生するクロック回路が内蔵されており、このクロック回路の出力は切換スイッチ２２の第２の入力端子２２Ｂに接続されている。

一方、リセット回路２３は５Ｖの電圧が入力されると動作して、マイクロコンピュータ１５の動作を停止させる信号を発生し、これをマイクロコンピュータ１５に入力する。従って、本発明では、イグニッションスイッチ２がオンされてシリーズ電源１３から５Ｖの電圧がマイクロコンピュータ１５に印加されても、マイクロコンピュータ１５は動作しないようになっている。

更に、リセット回路２３は、５Ｖの電圧が入力されて動作を開始すると、動作開始時点からの時間を計測し、所定時間が経過するとマイクロコンピュータ１５にパワーオンリセット信号を入力してマイクロコンピュータ１５を動作させる。この所定時間は、イグニッションスイッチ２がオンしてから、昇圧電源回路１１から安定して２５Ｖの出力電圧が出力される迄の時間である。

マイクロコンピュータ１５の動作開始により、マイクロコンピュータ１５に内蔵されたクロック回路からクロックＣＬＫ２が出力される。この時点でリセット回路２３は切換スイッチ２２に切換信号を出力し、出力端子２２Ｃを第２の入力端子２２Ｂに接続させる。この結果、昇圧電源回路１１にはマイクロコンピュータ１５からの精度の高いクロックＣＬＫ２が入力され、昇圧電源回路１１は動作を継続する。

以上のような動作により、本発明の直流電源装置２０では、イグニッションスイッチ２がオンされた後に、昇圧電源回路１１はクロック回路１４からのクロックＣＬＫ１で昇圧動作を開始するが、昇圧電源回路１１が完全に立ち上がって出力電圧２５Ｖが得られるまでは、マイクロコンピュータ１５はリセット回路２３の機能によって動作しない。よって、イグニッションスイッチ２がオンされた直後に直流電源装置２０にはマイクロコンピュータ１５の動作による動作負荷がかからないので、昇圧電源回路１１が過負荷状態になることはない。

また、昇圧電源回路１１が完全に立ち上がって出力電圧２５Ｖが得られた後は、マイクロコンピュータ１５に内蔵されたクロック回路からの精度の高いクロックＣＬＫ２によって昇圧電源回路１１が動作するので、昇圧電源回路１１の動作が正確になる。

図３は、図２に示したエアバッグ装置の電源装置２０の、昇圧電源回路１１、降圧電源回路１２、及び切換スイッチ２２の具体的な回路構成の一実施例を示す回路図である。シリーズ電源回路１３、クロック回路１４、マイクロコンピュータ１５、及びリセット回路２３については、具体的な回路構成を示さず、図２と同様にブロックでその構成を示してある。

図３において、符号Ｂ１とＢ２は基準電源、符号Ｃ１〜Ｃ３は平滑用のコンデンサ、符号Ｄ１とＤ２はダイオード、符号Ｌ１とＬ２はコイル、符号Ｒ１〜Ｒ４は抵抗器、符号Ｔ１とＴ２はトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を示している。また、符号２５は水晶発振器、３１，３２，３８，４５，４６はＡＮＤ回路、３３はＯＲ回路、３４，３７，４３，４４はインバータ、３５と４１は分周回路、３９と４７はフリップフロップ、３６と４２は比較器を示している。

図３に示す回路において、イグニッションスイッチ２がオンされると、前述のようにバッテリ１の１２Ｖの直流電圧が昇圧電源回路１１と図示しないサブ電源に入力され、クロック回路１４がクロックＣＬＫ１を発生し始める。このクロックＣＬＫ１は分岐され、分周回路４１に入力されて分周され、分周されたクロックＣＬＫ１がＡＮＤ回路４５とインバータ４３を通じてＡＮＤ回路４６に入力される。一方、降圧電源回路１２の出力に接続され、抵抗Ｒ３，Ｒ４と基準電源Ｂ２、及び比較器４２とから構成される電圧監視回路Ｈ２の出力は、出力電圧が７Ｖを越えない限りはローレベルであるので、電圧監視回路Ｈ２の出力がそのまま入力されるＡＮＤ回路４６の出力はローレベル、インバータ４４を介して入力されるＡＮＤ回路４５の出力は分周回路４１の出力レベルに従う。この結果、フリップフロップ４７の出力からは分周回路の出力と同じ出力が出て、トランジスタＴ２をオンオフ駆動する。このトランジスタＴ２のオンオフ動作で降圧電源回路１２の出力が７Ｖになる。

一方、降圧電源回路１２の出力が７Ｖを越えて上昇した場合は、電圧監視回路Ｈ２の出力がハイレベルとなり、この出力がそのまま入力されるＡＮＤ回路４６の出力は分周回路４１の出力レベルを反転したレベルとなり、インバータ４４を介して入力されるＡＮＤ回路４５の出力はローレベルになる。この結果、フリップフロップ４７の出力はローレベルとなり、トランジスタＴ２がオフとなり、降圧電源回路１２の降圧動作が停止する。

次に、イグニッションスイッチ２がオンされた時の昇圧電源回路１１側の動作を説明する。イグニッションスイッチ２がオンされた後に、リセット回路２３の出力がローレベルの時は、この出力がそのまま入力されるＡＮＤ回路３２の出力はローレベルとなり、インバータ３４を介して入力されるＡＮＤ回路３１の出力はクロック回路１４の出力に従う。よって、ＯＲ回路３３の出力もクロック回路１４の出力と同じになり、これが分周回路３５に入力されてクロックＣＬＫ１が分周される。分周されたクロックＣＬＫ１はＡＮＤ回路３８とフリップフロップ３９のリセット端子に入力される。

一方、昇圧電源回路１１の出力に接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２と基準電源Ｂ１、及び比較器３６とから構成される電圧監視回路Ｈ１の出力は、出力電圧が２５Ｖを越えない限りはローレベルであるので、電圧監視回路Ｈ１の出力がインバータ３７を介して入力されるＡＮＤ回路３８の出力は分周回路３５の出力レベルに従う。この結果、フリップフロップ３９の出力からは分周回路の出力と同じ出力が出て、トランジスタＴ１をオンオフ駆動する。このトランジスタＴ１のオンオフ動作で昇圧電源回路１１の出力が２５Ｖになる。

一方、昇圧電源回路１１の出力が２５Ｖを越えて上昇した場合は、電圧監視回路Ｈ１の出力がハイレベルとなり、この出力がインバータ３７を介して入力されるＡＮＤ回路３８の出力はローレベルとなる。この結果、フリップフロップ３９の出力はローレベルとなり、トランジスタＴ１がオフとなり、昇圧電源回路１１の昇圧動作が停止する。

図４は、図３のイグニッション（ＩＧ）スイッチ２、昇圧電源回路１１、降圧電源回路１２、シリーズ電源回路１３、リセット回路２３の出力波形、及び第１と第２のクロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２とマイクロコンピュータ１５の動作開始時期を示す波形図である。

時刻Ｔ０でイグニッションスイッチ２がオンされると、バッテリ１からの直流電圧１２Ｖが昇圧電源回路１２に入力されると共に、クロック回路１４がオンするので、クロックＣＬＫ１がクロック回路１４から出力される。昇圧電源回路１１は、入力電圧の１２Ｖを２５Ｖまで昇圧する機能を備えているが、出力電圧がすぐには２５Ｖにはならず、しばらくは１２Ｖを出力している。これに対して、昇圧電源回路１１に接続される降圧電源回路１２には、イグニッションスイッチ２がオンした直後に１２Ｖの直流電圧が入力されて降圧動作が開始され、降圧電源回路は１２の出力は０Ｖから次第に上昇して７Ｖとなる。

一方、降圧電源回路１２が動作を開始してから暫く後の時刻Ｔ１においてシリーズ電源回路１３が動作を開始し、シリーズ電源回路１３の出力が次第に５Ｖに近づく。シリーズ電源１３の出力電圧が約４．５Ｖになった時刻Ｔ２で昇圧電源回路１１の出力電圧が上がり始める。このとき、リセット回路２３の出力はローレベルのままであるので、マイクロコンピュータ（マイコン）は動作していない。

イグニッションスイッチ２がオンした時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ３において、リセット回路２３はその出力をハイレベルにする。この結果、時刻Ｔ３においてマイクロコンピュータ２５がオンとなり、クロックＣＬＫ２が発生する。

このように、イグニッションスイッチ２がオンした直後は、マイクロコンピュータ１５は動作しておらず、昇圧電源回路１１の出力電圧が完全に立ち上がって２５Ｖになった後に、マイクロコンピュータ１５がオンされ、クロックＣＬＫ２が発生する。従って、本発明では、イグニッションスイッチ２がオンされた直後に直流電源装置２０にはマイクロコンピュータ１５の動作による動作負荷がかからないので、昇圧電源回路１１が過負荷状態になることはない。

また、マイクロコンピュータ１５が動作を開始した後は、マイクロコンピュータ１５に内蔵されたクロック回路からの精度の高いクロックＣＬＫ２によって昇圧電源回路１１が動作するので、昇圧電源回路１１の動作が正確になる。

図５は、図３のイグニッション（ＩＧ）スイッチ２、昇圧電源回路１１、降圧電源回路１２、シリーズ電源回路１３、リセット回路２３の出力波形、及び第１と第２のクロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２とマイクロコンピュータ１５が動作を開始して通常の動作を行っている時に、シリーズ電源１３に短絡が発生した場合の動作を示す波形図である。

時刻Ｔ０でイグニッションスイッチ２がオンされた後の時刻Ｔ３までの動作は、図４で説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。この実施例では、イグニッションスイッチ２がオンした時刻Ｔ０から所定時間が経過した時刻Ｔ３において、リセット回路２３の出力がハイレベルになると共にマイクロコンピュータ２５がオンとなり、クロックＣＬＫ２が発生している通常状態の時刻ＴＳにおいて、シリーズ電源１３に短絡が発生した場合を考える。

時刻ＴＳでシリーズ電源１３に短絡が発生すると、マイクロコンピュータ１５とリセット回路２３への電源の供給がなくなるので、マイクロコンピュータ１５は動作を停止し、リセット回路２３の出力がなくなる。また、マイクロコンピュータ１５に内蔵されたクロック回路も動作を停止してクロックＣＬＫ２の発生が止むので、昇圧電源回路１１が動作を停止し、その出力が１２Ｖになる。この結果、シリーズ電源１３に短絡が発生しても、昇圧電源回路１１が過負荷になって故障が発生することがなくなる。

（ａ）は従来のエアバッグ装置における電源装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は（ａ）の昇圧電源回路、降圧電源回路、及びシリーズ電源回路の出力波形を示す波形図である。本発明の直流電源装置の一実施例を示す、エアバッグ装置の電源装置の原理構成を示すブロック図である。図２に示したエアバッグ装置の電源装置部分の具体的な回路構成の一実施例を示す回路図である。図３のイグニッションスイッチ、昇圧電源回路、降圧電源回路、シリーズ電源回路、リセット回路の出力波形、及び第１と第２のクロックとマイクロコンピュータの動作開始時期を示す波形図である。図３のイグニッションスイッチ、昇圧電源回路、降圧電源回路、シリーズ電源回路、リセット回路の出力波形、及び第１と第２のクロックとマイクロコンピュータの動作開始後に、シリーズ電源に短絡が生じた時の動作を示す波形図である。

符号の説明

１…バッテリ
２…イグニッションスイッチ
１１…昇圧電源回路
１２…降圧電源回路
１３…シリーズ電源
１４…クロック回路
１５…マイクロコンピュータ
２１…サブ電源
２２…切換スイッチ
２３…リセット回路

Claims

直流電源の電圧を昇圧する昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力電圧によって動作し、前記昇圧電源回路からの出力電圧を動作電圧とする機器の制御を行う制御回路とを備えた直流電源装置であって、
第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、
前記昇圧電源回路への電源供給が始められてから所定時間の間、前記制御回路の動作を停止させる管理回路、及び、
前記制御回路によって第２のクロックの発生が抑制される第２のクロック回路を備え、
前記昇圧電源回路の昇圧制御を、前記管理回路によって前記制御回路が停止させられている間は前記第１のクロックによって動作させ、前記制御回路が動作を始めた後は前記第２のクロックによって動作させ、
前記降圧電源回路の降圧制御を、前記第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、前記降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、
前記降圧電源回路の降圧制御は、前記昇圧電源回路の昇圧制御を前記第２のクロックによって動作させるようにした後も、前記第１のクロックによって動作させることを特徴とする直流電源装置。
直流電源の電圧を昇圧するクロック動作の昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する第１の降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力を更に降圧する第２の降圧電源回路と、この第２の降圧電源回路の出力電圧によって動作し、前記昇圧電源回路からの電圧が動作電圧として入力される機器の制御を行う制御回路とを備えた直流電源装置において、
電源スイッチのオン時に第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、
前記電源スイッチのオンの後に前記第２の降圧電源回路から供給される出力電圧で動作し、動作後の所定時間だけ前記制御回路の動作を停止させる管理回路と、
前記制御回路の動作時に水晶発振子の振動に基づく第２のクロックを発生する第２のクロック回路、及び
第１と第２の入力端子がそれぞれ前記第１と第２のクロック回路に接続されると共に、出力端子が前記昇圧電源回路に接続され、前記電源スイッチのオンにより前記第１の入力端子を前記出力端子に接続し、前記管理回路からの切換信号により前記第２の入力端子を前記出力端子に接続する切換スイッチを設け、
前記降圧電源回路の降圧制御を、前記第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、前記降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、
前記降圧電源回路の降圧制御は、前記昇圧電源回路の昇圧制御を前記第２のクロックによって動作させるようにした後も、前記第１のクロックによって動作させることを特徴とする直流電源装置。
請求項２に記載の直流電源装置であって、前記第２の降圧電源回路に異常が発生した場合には、前記制御回路の動作が停止することによって、前記昇圧電源回路の動作が停止することを特徴とする直流電源回路。
請求項２又は３に記載の直流電源装置であって、前記第２の降圧電源回路はシリーズ電源回路で構成されることを特徴とする直流電源装置。
点火装置に電力を供給する直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、
前記直流電源装置は、直流電源の電圧を昇圧する昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力電圧によって動作し、前記昇圧電源回路からの出力電圧を動作電圧とする前記点火装置の制御を行う制御回路とを備え、更に、
第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、
前記昇圧電源回路への電源供給が始められてから所定時間の間、前記制御回路の動作を停止させる管理回路、及び、
前記制御回路によって第２のクロックの発生が抑制される第２のクロック回路を備え、
前記昇圧電源回路の昇圧制御を、前記管理回路によって前記制御回路が停止させられている間は前記第１のクロックによって動作させ、前記制御回路が動作を始めた後は前記第２のクロックによって動作させる直流電源装置を備え、
前記降圧電源回路の降圧制御を、前記第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、前記降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、
前記降圧電源回路の降圧制御は、前記昇圧電源回路の昇圧制御を前記第２のクロックによって動作させるようにした後も、前記第１のクロックによって動作させることを特徴とするエアバッグ装置。
点火装置に電力を供給する直流電源装置を備えたエアバッグ装置において、
前記直流電源装置は、直流電源の電圧を昇圧するクロック動作の昇圧電源回路と、この昇圧電源回路によって昇圧された電圧を降圧する第１の降圧電源回路と、この降圧電源回路の出力を更に降圧する第２の降圧電源回路と、この第２の降圧電源回路の出力電圧によって動作し、前記昇圧電源回路からの電圧が動作電圧として入力される前記点火装置の制御を行う制御回路とを備え、更に、
電源スイッチのオン時に第１のクロックを発生する第１のクロック回路と、
前記電源スイッチのオンの後に前記第２の降圧電源回路から供給される出力電圧で動作し、動作後の所定時間だけ前記制御回路の動作を停止させる管理回路と、
前記制御回路の動作時に水晶発振子の振動に基づく第２のクロックを発生する第２のクロック回路、及び
第１と第２の入力端子がそれぞれ前記第１と第２のクロック回路に接続されると共に、出力端子が前記昇圧電源回路に接続され、前記電源スイッチのオンにより前記第１の入力端子を前記出力端子に接続し、前記管理回路からの切換信号により前記第２の入力端子を前記出力端子に接続する切換スイッチを設けた直流電源装置を備え、
前記降圧電源回路の降圧制御を、前記第１のクロックを分周回路によって分周したクロックにより、前記降圧電源回路のトランジスタをオンオフ駆動することで行い、
前記降圧電源回路の降圧制御は、前記昇圧電源回路の昇圧制御を前記第２のクロックによって動作させるようにした後も、前記第１のクロックによって動作させることを特徴とするエアバッグ装置。
請求項６に記載のエアバッグ装置であって、前記第２の降圧電源回路に異常が発生した場合には、前記制御回路の動作が停止することによって、前記昇圧電源回路の動作が停止することを特徴とするエアバッグ装置。
請求項６又は７に記載のエアバッグ装置であって、前記第２の降圧電源回路はシリーズ電源回路で構成されることを特徴とするエアバッグ装置。