以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。「入力」は制御装置10側から見た各スイッチの操作である。「端子」には、ポート、電極、ピン、リード、バスバー等を適用してもよい。連続符号は記号「〜」を用いて簡略化する。例えば「抵抗器R1〜R7」は「抵抗器R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7」を意味する。
〔実施の形態1〕
実施の形態1は図1と図2を参照しながら説明する。図1はエアバッグECUからホーンを間接駆動するハードウェアを示す図である。ソフトウェアつまりCPUは通常のホーン動作では不要となることを目的としている。図1に示すホーン駆動回路は、制御装置10、シールドケーブル20,40、エアバッグ30、ホーンリレー50、ホーン60などを有する。シールドケーブル20はエアバッグ30のスクイブ31用の2線(電線Ln1,Ln2)を搭載する。以下、各要素について簡単に説明する。
制御装置10は、本形態ではシールドケーブル20を標準接続し、かつ抵抗値測定回路を標準装備する「エアバッグECU」が用いられる。この制御装置10は、ステアリングに関する所要の制御を行うように構成されている。所要の制御は、例えばエアバッグ30のスクイブ31に点火電流(誤爆限界制限値(例えば50[mA])以上の電流)を流してエアバッグを展開する制御などが該当する。
上述した制御を行うため、制御装置10はCPU11、定電流源Ei、抵抗器Ri、スイッチング素子Q1,Q2、抵抗器R1〜R7、トランジスタTr、ダイオードD1などを有する。スイッチング素子Q1,Q2の種類は問わない。トランジスタTrにはスイッチング素子を含み、種類は問わない。例えば、バイポーラトランジスタ (Bipolar transistor)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ (IGBT, Insulated gate bipolar transistor)、トレンチMOS構造アシストバイポーラ動作FET (GTBT, Grounded-Trench-MOS Assisted Bipolar-mode Field Effect Transistor)、ユニジャンクショントランジスタ (UJT, Uni-junction transistor)、プログラマブルUJT (PUT, Programmable Uni-junction transistor)、静電誘導型トランジスタ (SIT, Static induction transistor)、パワーバイポーラトランジスタ (Power bipolar transistor)などの種類が該当する。
CPU11は、制御装置10の動作(制御を含む)を司り、複数(本形態では4)のポートPA,PB,PC,PDを有する。各ポートの機能は任意に設定可能であるが、本形態では次の機能を持たせる。ポートPAは、スクイブ31のグラウンドショート検出を行う際に信号を出力する汎用出力ポートである。ポートPBは、ホーンスイッチSWhの入力と、スクイブ31のグラウンドショート検出を行う際にCPU11にアナログ信号を入力するAD変換ポートである。ポートPCは、演算増幅器OPの基準電圧を変更する際に信号を出力する汎用出力ポートである。すなわちポートPCから出力される信号の電位は「所定電位」に相当する。ポートPDは、ホーン60の駆動可能または強制駆動に応じた信号を出力する汎用出力ポートで、ポートPCの電圧を0Vとしても同様の動作になる。
定電流源Eiおよび抵抗器Riは、定電圧源Va(例えば5[V]等)と端子T1bとの間に並列接続される。定電流源Eiは、定電圧源Vaを電力源として定電流Ic(例えば5[mA]等)を出力するショート抵抗測定回路でカレントミラーなどによりCPU11で制御、短時間駆動も可能である。抵抗器Riは、T1b端子をノーマル時にVaに固定する高抵抗で、高抵抗値(例えば10[kΩ]〜1[MΩ]等)を設定するのがよい。プルダウン高抵抗を用いてもよいが、誤動作をより確実に防止する観点からプルアップ高抵抗を用いるのがよい。スクイブ31のダイアグ(diagnosis. ダイアグノーシス)を行う際に電圧変動があり、変動する電圧値によってはホーンスイッチSWhが入力されたと誤検出するのを防止するためである。言い換えれば、ダイアグを行う際にホーンスイッチSWhが入力されていない時にホーン60が駆動されるのを抑制(禁止)する。
スイッチング素子Q1は、スクイブハイ(Squib High)側の点火スイッチに相当し、点火電流を通電するか否かの切り換えを行う。このスイッチング素子Q1は、定電圧源Vb(例えば5[V]等)と端子T1aとの間に接続される。具体的には入力端子(例えばドレイン端子等)に定電圧源Vbが接続され、出力端子(例えばソース端子等)に端子T1aが接続される。図示しないが、制御端子(例えばゲート端子等)はCPU11に接続され、SPI(Serial Peripheral Interface)などのECU内通信手段を介して信号が伝達される。CPU11からスイッチング素子Q1の制御端子に伝達される信号に応じて、シールドケーブル20(電線Ln1,Ln2)を介してスクイブ31にスクイブモニタ電流Is(以下では単に「電流」とも呼ぶ。)が流れたり流れなかったりする。
スイッチング素子Q2は、スクイブロー(Squib Low)側の点火スイッチに相当する。すなわち、スイッチング素子Q1からスクイブ31および電線Ln2を介して流れる点火電流をグラウンドG1に流すか、スイッチング素子Q1と並列に接続される定電流源Eiから出力される定電流Icを電線Ln2に流すかの切り換えを行う。このスイッチング素子Q2は、定電流源Eiと端子T1cとの間に接続される。具体的には入力端子(例えばドレイン端子等)に定電流源Eiが接続され、出力端子(例えばソース端子等)に端子T1cが接続される。
図示しないが、スイッチング素子Q2の制御端子(例えばゲート端子等)はCPU11に接続される。ホーンスイッチSWhの入力は、OP(オペアンプ又はコンパレータ)の基準電圧=ポートPCの電圧を下回った時、ホーン60が鳴る。定電流源Eiから出力される定電流Icは、CPU11からのセンス信号が入力されない場合はVa/Riに相当する微小電流である。電線Ln2は、従来のホーン線を兼ねる。端子T3cは省略してもよく、T3bの配線途中からT7aに接続してもよい。又、従来のホーン線を用いてエアバッグ30と独立に構成しても良い。
CPU11は、スクイブ31に点火電流を流す場合はスイッチング素子Q1,Q2の双方をオンにする信号を伝達する。電線Ln1,Ln2を通じてスクイブ31に点火電流が流れて点火するので、エアバッグ30が展開(膨張)する。一方、スクイブ31には点火電流を流さず、ホーンスイッチSWhの入力検出やスクイブ31のグラウンドショート検出を行う場合はスイッチング素子Q1,Q2をオフにする信号を伝達する。
演算増幅器OPおよび抵抗器R1〜R3は差動増幅回路(比較器,コンパレータ)を構成する。この場合の演算増幅器OPは「スイッチ判別部」に相当する。演算増幅器OPのマイナス入力端子(−)は、抵抗器Riを介して定電圧源Vaに接続されるとともに、CPU11のポートPBに接続され、端子T1bにも接続される。演算増幅器OPのプラス入力端子(+)は、抵抗器R1〜R3の一方側端子に接続されるとともに、CPU11のポートPCに接続される。抵抗器R1の他方側端子は定電圧源Vaに接続される。抵抗器R2の他方側端子はグラウンドG1に接続される。抵抗器R3の他方側端子は演算増幅器OPの出力端子に接続される。抵抗器R3は演算増幅器OPにヒステリシスを持たせるもので無くても良い。演算増幅器OPの出力端子は、抵抗器R7を介して端子T1f(グラウンドG2)に接続され、エアバッグECUの電源投入時にトランジスタTrがオンしてホーン60が鳴らないように配慮してある。グラウンドG2は「共通電位部」に相当する。
トランジスタTrは「リレー駆動部」に相当し、周辺の接続について簡単に説明する。トランジスタTrのベース端子(制御端子)は、抵抗器R4を介してCPU11のポートPDに接続され、抵抗器R5を介して演算増幅器OPの出力端子に接続される。ポートPDは、抵抗器R6を介して端子T1f(グラウンドG2)にも接続され、電源投入時のポートPDをロー側にしている。トランジスタTrのコレクタ端子(入力端子)は、端子T1eと、ダイオードD1のカソード端子に接続される。トランジスタTrのエミッタ端子(出力端子)は、端子T1f(グラウンドG2)に接続される。なおダイオードD1のアノード端子は端子T1dに接続される。
上述した構成による差動増幅回路は、まずポートPCから演算増幅器OPのプラス入力端子(+)に伝達される信号の有無によって変わる。当該ポートPCからの信号が無ければ、演算増幅器OPの出力端子がロー信号(Low Signal, Low Level)になり、トランジスタTrがオフになる。
一方、ポートPCから演算増幅器OPのプラス入力端子(+)に信号が有れば、ポートPCから演算増幅器OPのプラス入力端子(+)に入力される信号に応じてハイ又はロー固定できる。ロー固定の場合は、ホーンスイッチSWhを入力してもホーン60を駆動できないので、ホーン駆動禁止状態になる。対象的にハイ固定の場合は、ポートPBをロー固定とすれば、ホーン60を鳴りっぱなし状態にできる。
通常はポートPA,PC,PDは汎用入力ポートに設定され、ポートPBはAD変換入力ポートに設定されている。ホーンスイッチSWhの信号は常時受け付けている。
ホーン信号入力中にスクイブ動作チェックを行い、ホーン入力をスクイブ31のグラウンドショート検出として認識してしまった場合の処置について説明する。CPU11はポートPBがAD入力ポートとして設定されており、ホーンスイッチSWhの入力を監視している。ホーン中のスクイブ31のグラウンドショート誤検出は、図2でホーン駆動期間X3の2つの状態を示す。ホーン60が動作中にスクイブチェックを行う場合と、スクイブチェック中に運転者等がホーン60を鳴らした場合である。
CPU11は所定の警告条件を満たすと、ホーンスイッチSWhの入力の有無にかかわらず、ポートPDからハイ信号をトランジスタTrに伝達して、ホーン60を強制的に駆動(鳴動)させてもよい。所定の警告条件は任意に設定してよい。
シールドケーブル20は、制御装置10とエアバッグ30との間を接続する部材である。本形態では、電線Ln1,Ln2の2線で構成し、電話コードのようにカールされたスパイラルケーブルを用いる。スパイラルケーブルは、ステアリング80(図4を参照)の構成要素であるステアリングハンドルの軸回りに巻き付けられる。電線Ln1は、制御装置10の端子T1aとエアバッグ30の端子T3aとの間に接続される。電線Ln2は、制御装置10の端子T1bとエアバッグ30の端子T3bとの間に接続される。よってバッテリー電圧を印加する必要がないので、上記誤爆限界制限値よりも小さい電流値に制限できる。
ここで図4に示すステアリング80は、ステアリングハンドル81やステアリングコラム82などを有する。スイッチには、ステアリングハンドル81に備えるハンドルスイッチ71a、ステアリングコラム82に備えるコラムスイッチ71bなどが該当する。ホーンスイッチSWhは、ハンドルスイッチの一つである。ステアリング80に備えるスイッチの数は問わない。
図1に戻り、エアバッグ30は上記ステアリングハンドル81に備えられ、スクイブ31を含む。点火電流を流すための端子T3a,T3bのほか、端子T3cを有する。端子T3bと端子T3cは同電位とするために接続するが、同電位が明らかな場合は接続を省略してもよい。
エアバッグ30とホーンスイッチ検出部72との間はシールドケーブル40で接続される。具体的には、端子T3c(T3b)と端子T7aとの間、すなわちステアリング80内において接続される。二点鎖線で示す端子T7bと端子T1fとは車両ボデーアースを示し、筐体同士の接触で構成されるがステアリング80の直近コラムスイッチまでケーブル等で引き延ばして接続し、電気グラウンド(GND)を専用線としてもよい。結果として、グラウンドG1,G2が同電位になればよい。
ホーンスイッチ検出部72は、ホーンスイッチSWhと抵抗器Rhとが直列接続される。ただし、抵抗器Rhをシールドケーブル20の一線(電線Ln2)側に配置し、ホーンスイッチSWhをグラウンドG2側に配置する。この配置によって、抵抗器Rhで電圧降下させ、ホーンスイッチSWhに印加される電圧を低減する。ホーンスイッチSWhには、例えば常開型スイッチを用いる。抵抗器Rhは、ホーンスイッチSWhが入力されてもスクイブ31に流れるスクイブモニタ電流Isが点火電流よりも低くなる抵抗値(例えば400[Ω]等)を設定する。
上記ホーンスイッチSWhが入力される間は、定電流源Eiから出力される定電流Icが抵抗器Rhを流れて電位差が生じる。この電位差は、演算増幅器OPのマイナス入力端子とグラウンドG1の電位差に相当する。このとき演算増幅器OPは出力端子からハイ信号をトランジスタTrに伝達するので、トランジスタTrがオンになる。コイル52に電流(例えば0.5[A]等)が流れて接点51がオンし、ホーン60に電流(例えば10[A]等)が流れて鳴動する。一方、ホーンスイッチSWhが入力されなければトランジスタTrもオフなので、ホーン60は鳴動しない。
ホーンリレー50は、接点51とコイル52とを有するリレーである。接点51およびコイル52の一端側は、定電圧源Vigに接続されるとともに、端子T1dに接続される。接点51の他端側は、ホーン60を介してグラウンドG2に接続される。コイル52の他端側は、端子T1eに接続される。定電圧源Vigは、例えばバッテリや燃料電池等を用い、例えば12[V]等である。
ホーンリレー50はトランジスタTrの状態に応じて作動する。すなわちトランジスタTrがオンの場合は、定電圧源Vigからコイル52に電流が流れて接点51がオンになり、ホーン60が駆動(鳴動)される。一方、トランジスタTrがオフの場合は、端子T1d,T1eが同電位になるのでコイル52には電流が流れず、接点51がオフになるので、ホーン60は駆動(鳴動)されない。端子T1d,T1eと、コイル52、ダイオードD1はループを構成するので、接点51のオン/オフに伴ってコイル52に発生する逆起電力を吸収する。
上述のように構成されたホーン駆動回路は、一例として図2のように作動する。図2では、上から順番にポートPB,PC,PAにかかる各信号の経時的変化を示す。本例では、ポートPBはハイ信号を5[V]とし、ロー信号を0[V]または0.3[V]とする。ポートPCはハイ信号を2[V]とし、ロー信号を0[V]とする。ポートPAはハイ信号を5[V]とし、ロー信号を0[V]とする。
時刻t0から時刻t1までの初期期間X1は、ポートPB,PC,PAにかかる各信号が全てロー信号であり、初期チェックを行うためにホーン60の駆動を禁止する。時刻t1以降はポートPCの信号が入力ポートに変更され基準信号(例えば2[V])になるので、ホーン60の駆動が可能になる(ショート検出期間X2)。よってホーンスイッチSWhが入力されると、ホーン60が鳴動する。ショート検出期間X2では、スクイブ31のグラウンドショート検出を行う。すなわちポートPAの出力がハイ信号になる期間中には、スクイブ31のグラウンドショート検出を行う。図2の例では、時刻t2から時刻t3まで、時刻t4から時刻t5まで、時刻t10から時刻t11まで、時刻t12から時刻t13までがそれぞれ該当する。
ショート検出期間X2中にホーンスイッチSWhが入力される間は、ホーン60を駆動(鳴動)させるホーン駆動期間X3になる。図2の例では、時刻t6から時刻t9まで、時刻t12から時刻t14までがそれぞれ該当する。ホーン駆動期間X3ではホーンスイッチSWhの入力に伴ってポートPBの電位が低下する(例えば0.3[V]等)ので、ポートPAから出力するのはロー信号のみとする。よって二点鎖線で示すように、時刻t7から時刻t8までに出力する予定であったポートPAのハイ信号はキャンセルされる。
すなわちCPU11は、ホーンスイッチSWhの入力を検出すると、ショート検出期間X2であるか否かを検証する。もしホーンスイッチSWhの入力とショート検出期間X2とが重なっている期間であれば、故障判定せずにリトライを行う。図2の例では、時刻t10から時刻t11まで、時刻t12から時刻t13まで、それぞれリトライしている。なお、時刻t12から時刻t13までの期間にリトライしているのは、時刻t12の時点でポートPBがハイ信号(5[V])であるためである。
上述した実施の形態1によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
(1)図1に示すホーン駆動回路において、ホーンスイッチSWhと接続する一線である電線Ln2を含んで制御装置10とスクイブ31との間を接続するシールドケーブル20と、電線Ln2とグラウンドG2(共通電位部)との間に接続して介在され、直列接続されるホーンスイッチSWhと抵抗器Rhと備えるホーンスイッチ検出部72と、ホーンスイッチSWhの入力を判別する演算増幅器OP(スイッチ判別部)と、スイッチ判別部72によってホーンスイッチSWhの入力が判別されるとホーンリレー50を駆動するトランジスタTrとを有する。制御装置10は、定電流源Eiとスイッチング素子Q2(点火スイッチ)とを有する。スイッチング素子Q2は、電線Ln2に点火電流を流すか、定電流源Eiから電線Ln2に定電流Icを流すかの切り換えを行う。この構成によれば、制御装置10とステアリング80との間における接続は、スクイブ31にスクイブモニタ電流Isを流すための電線Ln1,Ln2を含むシールドケーブル20で済む。すなわち電線は最少で2本になる。したがって、シールドケーブル20の線数を抑制し、シールドケーブル20の配置作業に要する時間を抑制できる。
(2)演算増幅器OPによってホーンスイッチSWhの入力が判別されると、ホーンリレー50を駆動するトランジスタTrを有する構成とした(図1を参照)。この構成によれば、シールドケーブル20にホーン線を別途に備えることなく、ホーンスイッチSWhの入力に基づいてホーン60を駆動(鳴動)することができる。
(3)グラウンドG2(共通電位部)を基準として、ポートPCから出力される信号の電位(所定電位;プラス入力端子)と、シールドケーブル20の電線Ln2(一線)にかかる電位(マイナス入力端子)とに基づいて電位差を出力する演算増幅器OPを有し、トランジスタTrは、演算増幅器OPから伝達される信号に基づいて、ホーンリレー50を駆動させる構成とした(図1を参照)。この構成によれば、差動増幅回路を構成する演算増幅器OPが入力端子側の電位差に基づいてトランジスタTrを駆動するので、ホーンスイッチSWhの入力に従って確実にホーン60を駆動することができる。
(4)制御装置10は、所定の警告条件を満たすと、ホーンリレー50を駆動してホーン60を駆動させる構成とした(図1を参照)。この構成によれば、ホーンスイッチSWhの入力が無いのにホーン60が駆動されと、作業者等は警告条件を満たすことが容易に分かる。
(6)ホーンスイッチ検出部72は、抵抗器Rhをシールドケーブル20の電線Ln2(一線)側に配置し、ホーンスイッチSWhをグラウンドG2(共通電位部)側に配置する構成とした(図1を参照)。この構成によれば、抵抗器Rhに流れるスクイブモニタ電流Isで電圧降下させ、ホーンスイッチSWhに印加される電圧を低く抑えられる。すなわち、ホーンスイッチSWhの耐久性を高めることができる。
(7)演算増幅器OP(スイッチ判別部)は、シールドケーブル20の電線Ln2(一線)とグラウンドG2(共通電位部)との間の抵抗値または電位差に基づいて、ホーンスイッチSWhの入力を判別する構成とした(図1を参照)。この構成によれば、抵抗値や電位差に基づいて、ホーンスイッチSWhの入力の判別を確実に行える。
(8)制御装置10は、ポートPA(所定のポート)から出力する信号に基づいて、スクイブ31がグラウンドショートしているか否かの検査を行う構成とした(図2を参照)。この構成によれば、ホーンスイッチSWhの入力が可能な状態において、上記グラウンドショートの検査を行うことができる。
(9)シールドケーブル20は、ホーンスイッチSWhと接続される電線Ln2を含む構成とした(図1を参照)。この構成によれば、シールドケーブル20の線数は最少で2線となり、線数を少なく抑えることができる。
(11)ホーンスイッチSWhには、常開型スイッチを用いる構成とした(図1を参照)。この構成によれば、常閉型スイッチに比べて、スクイブ31や抵抗器Rhに流れる電流の通電時間を抑制することができる。よって、ホーンスイッチSWhの入力判別を確実に行いながら、消費電力を低く抑えることができる。また常閉型スイッチであれば、スイッチ入力の無いときは従来のスクイブ配線と同一になるため、誤爆確率は増加しない。
〔実施の形態2〕
実施の形態2は、ステアリングスイッチ検出部をさらに備える例であって、図3〜図5を参照しながら説明する。なお、説明を簡単にするため、実施の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図3に示すホーン駆動回路は、図1に示すホーン駆動回路と下記の点で相違する。第1点は、制御装置10ではトランジスタTrおよび抵抗器R4,R5,R6,R7を無くし、演算増幅器OPの出力端子と端子T1eとを直接接続する。新たに備える端子T1cが実施の形態1における端子T1bに対応し、本形態の端子T1bはスイッチング素子Q2の入力端子にのみ接続する。また端子T1fはグラウンドG1と接続する。
第2点は、シールドケーブル20にさらに電線Ln3を備えて、3線で構成する。第3点は、端子T7a,T7bにスイッチ入力検出回路70を接続する。電線Ln3は従来のホーン線に対応し、端子T1cと、端子T3b,T3cおよび端子T7aとの間を接続して同電位にする。
制御装置10では、演算増幅器OPの出力端子が端子T1eに接続される。端子T1eと定電圧源Vigとに電位差(例えば10[V]等)が生じるときは、コイル52に電流が流れて接点51がオンになる。よって、ホーン60にも電流が流れて鳴動する。一方、端子T1eの電位と定電圧源Vigの電位が同程度のときは、コイル52に電流が流れず、接点51はオフになる。よって、ホーン60にも電流は流れず鳴動しない。
スイッチ入力検出回路70に含まれるスイッチの入力は、CPU11からスイッチング素子Q2の制御端子に信号を伝達することで検出を行う。スイッチング素子Q2がオンになると、定電流源Eiから出力される定電流Icは電線Ln3(シールドケーブル20の一線)およびシールドケーブル40を介してスイッチ入力検出回路70が流れる。電線Ln3は、従来のホーン線を兼ねる。
スイッチ入力検出回路70には、上述したホーンスイッチ検出部72のほかに、ステアリングスイッチ検出部71を有する。ステアリングスイッチ検出部71は、複数のステアリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4と、相異なる抵抗値を有する複数(本例では4)の抵抗器R71,R72,R73,R74とを有する。ステアリングスイッチSW1と抵抗器R71とは直列接続される。ステアリングスイッチSW2と抵抗器R72とは直列接続される。ステアリングスイッチSW3と抵抗器R73とは直列接続される。ステアリングスイッチSW4と抵抗器R74とは直列接続される。ステアリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4には、ホーンスイッチSWhと同様に、いずれも常開型スイッチを用いる。
上述したスイッチ(ステアリングスイッチやホーンスイッチ)と抵抗器とを直列接続した回路は、それぞれスイッチ入力検出回路70に備える電線Ln71と電線Ln72との間に並列接続される。電線Ln71は、端子T7aを通じて電線Ln3に接続される。電線Ln72は、グラウンドG2に接続されるとともに、スイッチ入力検出回路70の共通電位である筐体アースとしての端子T7bに接続される。よって、電線Ln72は「共通電位部」に相当する。
いずれかのスイッチが入力されると、定電流源Eiから出力される定電流Icが電線Ln3、端子T7a、電線Ln71、当該スイッチおよび当該スイッチに直列接続される抵抗器を流れる。結果として、定電流Icが流れる抵抗器の両端に電位差が生ずる。例えば、ステアリングスイッチSW1が入力されると抵抗器R71の両端に電位差が生じ、ステアリングスイッチSW2が入力されると抵抗器R72の両端に電位差が生じ、…、ホーンスイッチSWhが入力されると抵抗器Rhの両端に電位差が生じる。要するに、定電流Icがリーク電流として流れ、抵抗器R71,R72,R73,R74や抵抗器Rhにかかる抵抗値や電位差に基づいてスイッチの入力を検出する。抵抗器R71,R72,R73,R74の各抵抗値は、抵抗器Rhの抵抗値よりも高く設定するとよい。
次に、ステアリングスイッチ検出部71とホーンスイッチ検出部72とを備えるステアリングについて、図4を参照しながら説明する。図4に示すステアリング80は、ステアリングハンドル81やステアリングコラム82などを有する。ステアリングスイッチ検出部71として備えるステアリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4は、ステアリングハンドル81に備えるハンドルスイッチ71aと、ステアリングコラム82に備えるコラムスイッチ71bとのうちで一方または双方に設けられるスイッチを含む。
ハンドルスイッチ71aは、例えばエアコンスイッチ、オーディオスイッチ、電話スイッチ、アクティブセーフシステム用スイッチなどが該当する。エアコンスイッチには、設定温度アップ,設定温度ダウン,オート,オフ等の各スイッチを含めてよい。オーディオスイッチには、モード,音量アップ,音量ダウン,送り,戻し等の各スイッチを含めてよい。電話スイッチには、トーク,通話開始,通話終了,表示等の各スイッチを含めてよい。アクティブセーフシステム用スイッチには、クルーズスイッチ,緊急ブレーキスイッチ,レーンキーピングアシストスイッチ等の各スイッチを含めてよい。クルーズスイッチには、クルーズコントロールスイッチやレーダークルーズコントロールスイッチ等の各スイッチを含めてよい。
コラムスイッチ71bは、ホーンスイッチSWhと同じ接点スイッチであるが、抵抗付加による信号入力のみとして扱う。例えば、ヘッドランプスイッチ,ワイパースイッチ,ウインカースイッチなどが該当し、シールドケーブル20がスパイラル化する直前で接続される。ホーンスイッチ検出部72として備えるホーンスイッチSWhは、ステアリングハンドルに設けられる。
アクティブセーフシステム用スイッチを備える場合には、CPU11はシールドケーブル20を介して入力されるステアリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4にかかるアクティブセーフティシステムの信号を取り込む。そして取り込んだ信号に対応して、制御装置10に備えるCANドライバやLINドライバ等に信号を出力する。信号を受けたドライバは、当該信号を車内通信網LANを介して対応する制御装置100,110,120に伝達する(図5を参照)。伝達された信号を受けた制御装置は、当該信号に対応する制御を行う。
制御装置10は、取り込んだアクティブセーフティシステムの信号に基づいて、スマートエアバッグの展開制御、ポール衝突の予測、ロールオーバー予測のうちで1以上を行うトリッガーレベル制御部を有する構成としてもよい。また、アクティブセーフティシステムの信号が緊急ブレーキシステムの信号、クルーズシステムの信号、レーンキーピングシステムの信号のうちで一以上の信号であれば、ポートPCから出力する信号を変化させてホーン60を駆動(鳴動)させてもよい。なお、トリッガーレベル制御部は他の制御装置100,110,120に備える構成としてもよい。
次に、車内通信網LANの接続例について図5を参照しながら説明する。制御装置10と制御装置100,110,120は、車内通信網LANを介して通信可能に接続されている。車内通信網LANは有線でもよく、少なくとも一部に無線を含んでもよい。本形態では、上述したようにCANやLINに基づく信号の伝達を含む。図4の例では、制御装置10にエアバッグECUを用いる。制御装置100には、クルーズスイッチの入力に基づく信号を受けて車両のクルーズ制御を行うクルーズECUを用いる。制御装置110には、緊急ブレーキスイッチの入力に基づく信号を受けて車間距離制御を行うブレーキECUを用いる。制御装置120にはレーンキーピングアシストスイッチの入力に基づく信号を受けて走行レーンの維持を制御するレーンECUを用いる。
上述した実施の形態2によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、ホーン駆動回路の構成については実施の形態1と同様であるので、トランジスタTrに関する(2)と(3)を除いて、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。
(5)所定の警告条件は、緊急ブレーキシステムの信号、クルーズシステムの信号、レーンキーピングシステムの信号のうちで一以上の信号を含むアクティブセーフティシステムの信号である構成とした(図3〜図5を参照)。この構成によれば、シールドケーブル20の線数を抑制しながらも、アクティブセーフティシステムにかかる緊急ブレーキ,クルーズ,レーンキーピング等の信号に基づくホーン60の駆動で警告できる。
〔実施の形態3〕
実施の形態3は、エアバッグを作動させる際に時間差を置いて点火される複数のスクイブを備える例であって、図6を参照しながら説明する。なお、ホーン駆動回路の構成等は実施の形態1と同様であるので、実施の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図6に示すホーン駆動回路は、図1に示すホーン駆動回路と下記の点で相違する。第1点は実施の形態2と同様に、制御装置10ではトランジスタTrおよび抵抗器R4,R5,R6,R7を無くし、演算増幅器OPの出力端子と端子T1eとを直接接続する。端子T1fはグラウンドG1と接続する。実施の形態2とは、定電圧源Vbと端子T1bとの間にスイッチング素子Q3を接続し、端子T1bとグラウンドG1との間にスイッチング素子Q2を接続し、端子T1cとグラウンドG1との間にスイッチング素子Q4を接続する点が相違する。図示しないが、スイッチング素子Q3,Q4の各制御端子(例えばゲート端子等)はCPU11に接続される。
第2点は実施の形態2と同様に、シールドケーブル20にさらに電線Ln3を備えて、3線とする。第3点は、エアバッグ30に複数(本例では2)のスクイブ31,32を備える。電線Ln3は従来のホーン線に対応し、端子T1cと、端子T3e,T3fとの間を接続して同電位にする。
スクイブ31,32は直列的に接続される。スクイブ31に点火電流を流す場合、CPU11はスイッチング素子Q1,Q2の双方をオンにする信号を伝達する。電線Ln1,Ln2を通じてスクイブ31に点火電流が流れて点火する。スクイブ32に点火電流を流す場合、CPU11はスイッチング素子Q3,Q4の双方をオンにする信号を伝達する。電線Ln2,Ln3を通じてスクイブ32に点火電流が流れて点火する。
CPU11はエアバッグ30を展開させる場合、スクイブ31を点火させるスイッチング素子Q1,Q2のオンタイミングと、スクイブ32を点火させるスイッチング素子Q3,Q4のオンタイミングとに時間差を置くとよい。例えば、スクイブ31の点火ではエアバッグ30が比較的ゆっくり展開し、スクイブ32の点火ではエアバッグ30が素早く展開して乗員を保護する。
ホーンスイッチSWhの入力は、CPU11からスイッチング素子Q4の制御端子に信号を伝達することで検出を行う。スイッチング素子Q2がオンになると、定電流源Eiから出力される定電流Icは電線Ln3およびシールドケーブル40を介してホーンスイッチ検出部72に流れる。
上述した実施の形態3によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、ホーン駆動回路の構成については実施の形態1と同様であるので、トランジスタTrに関する(2)と(3)を除いて、実施の形態1と同様の作用効果を得ることができる。
(10)ステアリング80にはエアバッグ30を作動させる際に時間差を置いて点火される複数のスクイブ31,32を有し、ホーンスイッチ検出部72は複数のスクイブ31,32のうちで一のスクイブ32に接続される構成とした(図6を参照)。この構成によれば、シールドケーブル20の線数を抑制しながらも、エアバッグ30の展開を制御することができる。図示および説明を省略するが、ホーンスイッチ検出部72をスクイブ31に接続する構成とした場合でも同様の作用効果が得られる。
〔実施の形態4〕
実施の形態4は、上述した実施の形態3の変形例であって、図7を参照しながら説明する。なお、ホーン駆動回路の構成等は実施の形態3と同様であるので、実施の形態3で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図7に示すホーン駆動回路は、図6に示すホーン駆動回路と下記の点で相違する。第1点は、シールドケーブル20は電線Ln3を無くし、実施の形態1と同様に電線Ln1,Ln2の2線で構成する。よって、電線Ln2は従来のホーン線を兼ねる。
第2点は、スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4の接続を変更して、クロス接続したスイッチング素子Q1a,Q1b,Q2a,Q2bで構成する。具体的には、定電圧源Vbと端子T1aとの間にスイッチング素子Q1aを接続する。定電圧源Vbと端子T1bとの間にスイッチング素子Q1bを接続する。端子T1aとグラウンドG1との間にスイッチング素子Q2aを接続する。端子T1bとグラウンドG1との間にスイッチング素子Q2bを接続する。
第3点は、エアバッグ30ではスクイブ31,32を並列的に接続するとともに、ダイオードD31,D32をさらに備える。具体的には、端子T3aとダイオードD31のカソード端子を接続し、ダイオードD31のアノード端子とスクイブ31の一端側とを接続する。スクイブ31の他端側は端子T3bに接続する。端子T3bとダイオードD32のカソード端子を接続し、ダイオードD32のアノード端子とスクイブ32の他端側とを接続する。スクイブ31の一端側は端子T3aに接続する。
CPU11は、スクイブ31に点火電流を流す場合はスイッチング素子Q1b,Q2bの双方をオンにする信号を伝達する。スイッチング素子Q1b→電線Ln1→スクイブ31→電線Ln2→スイッチング素子Q2bの順番で点火電流が流れるので、エアバッグ30が展開(膨張)する。一方、スクイブ32に点火電流を流す場合はスイッチング素子Q1a,Q2aの双方をオンにする信号を伝達する。スイッチング素子Q1a→電線Ln2→スクイブ32→電線Ln1→スイッチング素子Q2aの順番で点火電流が流れるので、エアバッグ30が展開(膨張)する。
CPU11はエアバッグ30を展開させる場合、スクイブ31を点火させるスイッチング素子Q1b,Q2bのオンタイミングと、スクイブ32を点火させるスイッチング素子Q1a,Q2aのオンタイミングとに時間差を置くとよい。例えば、スクイブ31の点火ではエアバッグ30が比較的ゆっくり展開し、スクイブ32の点火ではエアバッグ30が素早く展開して乗員を保護する。
上述した実施の形態4によれば、構成は異なるものの、実施の形態3と同様に作動する。よって、実施の形態3と同様の作用効果を得ることができる。
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態1〜4に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
上述した実施の形態1〜4では、制御装置10において、定電流源Eiを備え、比較器(コンパレータ)として演算増幅器OPおよび複数の抵抗器を備える構成とした(図1,図3,図6,図7を参照)。この形態に代えて、定電流源Eiおよび比較器のうちで一方または双方をトランジスタ回路で構成してもよい。定電流源Eiおよび比較器の双方をトランジスタ回路で構成した例を図8に示す。
図8に示す制御装置10は、CPU11、スイッチング素子Q1,Q2、トランジスタTr、ダイオードD1、抵抗器R5,R7のほかに、トランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4や抵抗器R8などを備える。トランジスタTr1および抵抗器R8は直列接続されて、定電圧源Vaと端子T1fとの間に接続される。トランジスタTr1のコレクタ端子とベース端子が接続されてフィードバックされる。トランジスタTr2は、定電圧源VaとトランジスタTr4のベース端子との間に接続される。トランジスタTr1,Tr2はベース端子どうしが接続される。トランジスタTr3,Tr4は、定電圧源Vaと、抵抗器R5と抵抗器R7との接続点に並列接続される。トランジスタTr3のベース端子はCPU11のポートPDに接続される。トランジスタTr2のコレクタ端子とトランジスタTr4のベース端子は、ともに端子T1bに接続される。
上述した制御装置10の構成において、トランジスタTr1,Tr2および抵抗器R8で構成される回路は、実施の形態1〜4における定電流源Eiに相当する。トランジスタTr4は、実施の形態1〜4における演算増幅器OPに相当する。よって、定電流IcはトランジスタTr2のコレクタ端子から出力される。ホーンスイッチSWhが入力されると、端子T1bの電位が高まってトランジスタTr4がオンになり、トランジスタTrをオンに駆動する。したがって、ホーンリレー50が駆動されてホーン60が鳴動する。また、ポートPDから信号が出力される場合でもトランジスタTrを駆動することになり、結果としてホーン60が鳴動する。このようにトランジスタTr1,Tr2,Tr3,Tr4で構成しても、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1ではトランジスタTrによってホーンリレー50を駆動する構成とし(図1を参照)、実施の形態2〜4では演算増幅器OPによってホーンリレー50を駆動する構成とした(図3,図6,図7を参照)。この構成に代えて、図1に示す制御装置10は図3,図6,図7にそれぞれ示すように演算増幅器OPによってホーンリレー50を駆動する構成としてもよい。図3,図6,図7にそれぞれ示す制御装置10は図1に示すようにトランジスタTrによってホーンリレー50を駆動する構成としてもよい。いずれの構成にせよ、ホーン60を駆動(鳴動)させることができる。
上述した実施の形態3,4では、エアバッグ30に2つのスクイブ31,32を備える構成とした(図6,図7を参照)。この形態に代えて、時間差を置いて点火するスクイブの数を3以上としてもよい。この場合は、同時に点火するスクイブを含めてよい。スクイブの数が増えると、エアバッグ30をどのように展開するのかをきめ細かく設定できる。その他はスクイブの数が相違するに過ぎないので、実施の形態3,4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、ステアリングスイッチ検出部71に備えるステアリングスイッチとして、4つのステアリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4を備える構成とした(図3,図4を参照)。この形態に代えて、4つ以外の数でステアリングスイッチを備える構成としてもよい。単にステアリングスイッチの数が相違するに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、スイッチの入力検出を行う場合はスイッチング素子Q1,Q2(あるいはQ1a,Q1b,Q2a,Q2b)をオフにする信号を伝達し、スクイブ31には電流を流さない構成とした(図1,図3,図6,図7を参照)。この形態に代えて、スイッチの入力検出を行う場合でもスクイブ31に電流を流す構成としてもよい。この場合には、定電圧源Vbと端子T1aとの間に定電流源Eiを接続する。定電流源Eiが出力する定電流Icは点火電流よりも小さくする。スイッチの入力検出時に定電流Icがスクイブ31を流れるものの、点火電流よりも小さいのでエアバッグが展開することはない。なお「シールドケーブル20の一線」は電線Ln1になる。定電流Icが流れる経路が異なるに過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、スイッチング素子Q1,Q2(あるいはQ1a,Q1b,Q2a,Q2b)を用いてオン/オフを行う構成とした(図1,図3,図6,図7を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、リレー(半導体リレーを含む)や開閉器などを用いてオン/オフを行う構成としてもよい。オン/オフが行える素子の相違に過ぎないので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態2では、エアバッグ30はステアリングハンドル81に備える構成とした(図4を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、ステアリングコラム82,インパネ(ダッシュボード),ドア,ルーフサイド,シート(外側部分や座面下等)などに備える構成としてもよい。またエアバッグに代えて(あるいは加えて)、シートベルトを適用してもよい。乗員保護の形態が相違するに過ぎないので、実施の形態2と同様の作用効果が得られる。
上述した実施の形態1〜4では、電位差を生じさせる素子として抵抗器Rh(あるいはR1,R2,R3,R4)を用いる構成とした(図1,図3,図6,図7を参照)。この形態に代えて、抵抗器と同様の抵抗値を示す回路部品(コイル,コンデンサ,ダイオード等)を代用してもよい。回路部品の両端に電位差が生じればスイッチの入力を検出できるので、実施の形態1〜4と同様の作用効果が得られる。