JP5942902B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員を保護するエアバッグ装置に関する。

近年の車両には、衝突発生時にエアバッグを展開して乗員を保護するエアバッグ装置が搭載されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載のエアバッグ装置は、セーフィングスイッチング素子（セーフィングＳＷ）を備えており、このセーフィングＳＷは、バッテリーから供給される電圧を所定の目標電圧に調整し、スクイブを点火させる回路（点火回路）に供給する。点火回路は、スクイブに流す電流を調整するためのハイサイドスイッチング素子（ハイサイドＳＷ）と、スクイブと、を備えている。ハイサイドＳＷの入力端子はセーフィングＳＷの出力端子と、ハイサイドＳＷの出力端子はスクイブと、それぞれ接続している。なお、エアバッグ装置は通常、このような点火回路を複数個備えており、セーフィングＳＷの出力端子は、各点火回路が備えるハイサイドＳＷの入力端子と接続している構成となっている。

ところで、ハイサイドＳＷからスクイブまでの配線（スクイブライン）において、バッテリーとのショートが発生し、スクイブラインに電源電圧が印加されている状態となることがある。もしこのような場合に、目標電圧が電源電圧よりも低いと、次のような問題が生じる。バッテリーショートしている点火回路が備えるハイサイドＳＷは、入力端子の電圧よりも出力端子の電圧のほうが高いため、入力端子側において他の回路へ電流が流れる経路が成立すると、通常とは逆向きに電流が流れる状態となっている。この状態で、たとえば、他の点火回路におけるハイサイドＳＷがオンとなると、バッテリーショートしている点火回路が備えるハイサイドＳＷ素子を介して、バッテリーから他の回路へと電流が流れる。このとき、逆流電流がバッテリーショートしている点火回路のハイサイドＳＷ素子に集中し、このハイサイドＳＷ素子が破損するおそれがある。そして、逆流電流によってハイサイドＳＷ素子が破損した場合には、さらに、そのハイサイドＳＷ素子を備えるＩＣ自体も壊れてしまい、他の点火回路も動作しなくなる恐れがある。

このようなバッテリーショート時の逆流によるハイサイドＳＷ素子の破損を防ぐため、従来のエアバッグ装置においては、バッテリーが出力する電圧の最大値よりも高い値に目標電圧を設定している。

ＵＳ２００５／０２６９８７９号公報

しかしながら、バッテリーの出力電圧の最大値よりも高くなるように設定される目標電圧を許容出来るようにハイサイドＳＷを選定すると、ハイサイドＳＷのサイズが大きくなり、それに伴って点火回路のサイズも大きくなってしまう。

本発明は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ハイサイドスイッチング素子を電流が逆流する可能性を抑制しつつ、より小型化した点火回路を備えたエアバッグ装置を提供することにある。

その目的を達成するための本発明は、バッテリー（１）と、スクイブ（１１３）と、前記スクイブの一端に接続され、前記スクイブに流れる電流を調整するためのハイサイドスイッチング素子（１１２）と、前記スクイブに流れる電流が所定の点火電流となるように前記ハイサイドスイッチング素子を駆動させるハイサイドＳＷ制御回路（１１１）と、を備える複数の点火回路（１１）と、前記バッテリーと前記点火回路の間に配置されるセーフィングスイッチング素子（５）と、前記複数の点火回路に所定の目標電圧が供給されるように前記セーフィングスイッチング素子を駆動させるセーフィングＳＷ制御回路（６）と、を備えたエアバッグ装置（１００）であって、前記複数の点火回路が備える前記スクイブの端子電圧をそれぞれ取得する端子電圧取得部（９）と、前記目標電圧を設定する目標電圧設定部（７）と、を備え、前記目標電圧設定部は、前記バッテリーの出力電圧の最大値よりも小さく、かつ、前記スクイブに前記点火電流を流すために必要な電圧であるデフォルト電圧が入力されており、前記端子電圧取得部で取得した複数の端子電圧のうちで最も大きい値である最大端子電圧と、前記デフォルト電圧とを比較して、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも小さい場合は前記目標電圧を前記デフォルト電圧に設定し、一方、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも大きい場合は、前記最大端子電圧に応じて定まり前記ハイサイドスイッチング素子に逆流が生じない電圧に前記目標電圧を設定することを特徴とする。

以上の構成では、バッテリーショートなどによってスクイブの端子に、デフォルト電圧よりも大きい電圧が印加されている場合には、端子電圧取得部でその電圧（最大端子電圧）を取得し、目標電圧が前記最大端子電圧に応じた逆流しない電圧に設定される。したがって、ハイサイドスイッチング素子に逆向きの電圧が印加されることはなく、電流が逆流する可能性を低減することができる。

また、スクイブの端子にデフォルト電圧よりも高い電圧がバッテリーショートなどによって印加されていない場合、目標電圧はデフォルト電圧、すなわち、バッテリーの出力電圧の最大値よりも低い値に設定される。点火回路が備えるハイサイドスイッチング素子は、このデフォルト電圧が許容出来ればよく、バッテリーの出力電圧の最大値よりも高い電圧を許容できなくてもよい。

従って、ハイサイドスイッチング素子は、従来技術における目標電圧よりも低い電圧を許容出来ればよいため、ハイサイドスイッチング素子のサイズを小さくすることができる。このハイサイドスイッチング素子の小型化に伴って、点火回路も小型化することができる。

本実施形態にかかるエアバッグ装置１００の回路図である。 端子電圧モニタ部９の構成を説明するための模式図である。 本実施形態における目標電圧設定部が実施する処理の流れを示すフローチャートである。 目標電圧設定部７によって設定される目標電圧Ｖｓの推移を説明するための概念図である。 他の実施形態における目標電圧設定部７の構成を説明するための模式図である。

以下、実施形態を図１〜５に基づいて説明する。図１は、本発明に係るエアバッグ装置の回路図である。図１に示すようにエアバッグ装置１００は、バッテリー１、昇圧回路２、セーフィングＦＥＴ５、セーフィングＦＥＴ制御回路６、目標電圧設定部７、基準電源８、端子電圧モニタ部９、および複数のチャネル（１１〜１３）を備えている。チャネル１１〜１３は、いずれも同様の構成となっており、スクイブに流れる電流を制御する回路（点火回路）としての機能を果たす。たとえばチャネル１１は、ハイサイドＦＥＴ制御回路１１１、ハイサイドＦＥＴ１１２、スクイブ１１３、ローサイドＦＥＴ制御回路１１４、およびローサイドＦＥＴ１１５を備えている。なお、チャネル１２やチャネル１３についても同様の構成であるため、個々の説明は省略する。

バッテリー１は、例えば、出力電圧Ｖ０（定格出力１２Ｖ）の二次電池である。バッテリー１の負極端子は車両のボディに接続され、正極端子は昇圧回路２に接続されている。昇圧回路２は、バッテリー１より供給される直流電圧Ｖ０を昇圧して出力する回路である。昇圧回路２の出力電圧はたとえば２５Ｖである。昇圧回路２の出力端子は、逆流防止用のダイオード３を介してセーフィングＦＥＴ５のドレインに接続されている。なお、バッテリー１は、その他の電気負荷（図示略）にも接続されており、電気負荷の変動などによってバッテリー１の出力電圧Ｖ０は定格電圧１２Ｖ以上に上昇することがある。このため、バッテリー１の出力電圧Ｖ０の最大値は、１６Ｖ程度に見積もられている。

マイクロコンピュータＭは、車両が備える各種センサ（図略）の出力に基づいて、車両の衝突を検出した場合に、セーフィングＦＥＴ制御回路６に点火命令を出力する装置である。また、セーフィングＦＥＴ制御回路６への点火命令と同時に、各チャネル（１１〜１３）が備えるハイサイドＦＥＴ制御回路（１１１や１２１）、およびローサイドＦＥＴ制御回路（１１４や１２４）にも点火命令を出力する。マイクロコンピュータＭの出力端子は、セーフィングＦＥＴ制御回路６などの各制御回路が備えるマイクロコンピュータＭ用の入力端子と接続されている。なお、本明細書中では各部の接続関係を明らかにするため、各部が備える入力端子および出力端子を、その接続先に応じて区別して記載するが、各部の通信は公知のＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）通信で実現すれば良い。また、図１において、マイクロコンピュータＭと、各ハイサイドＦＥＴ制御回路（１１１，１２１）および各ローサイドＦＥＴ制御回路（１１４，１２４）との信号線は、図の簡略化のため省略している。なお、このマイクロコンピュータＭは、衝突検出時にエアバッグ装置１００を駆動させるための点火命令を出力する機能があればよく、その他の回路を用いてマイクロコンピュータＭの機能を実現してもよい。また、本実施形態におけるマイクロコンピュータＭは、より詳細には、公知のマイクロコンピュータと、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）とを組み合わせて実現する。

セーフィングＦＥＴ５は、ダイオード３を介して昇圧回路２と接続され、各チャネル１１〜１３に供給される電圧を制御するスイッチング素子である。セーフィングＦＥＴ５のドレインは、ダイオード３に接続されている。セーフィングＦＥＴ５のソースは各チャネル１１〜１３が備えるハイサイドＦＥＴ（１１２や１２２）のドレインに接続されるほか、セーフィングＦＥＴ制御回路６が備えるフィードバック用入力端子にも接続されている。セーフィングＦＥＴ５のゲートは、セーフィングＦＥＴ制御回路６の出力端子に接続されている。本実施形態ではセーフィングＦＥＴ５としてＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴを用いるが、もちろん、その他の公知のスイッチング素子であってもよい。このセーフィングＦＥＴ５が請求項に記載のセーフィングスイッチング素子に相当する。

セーフィングＦＥＴ制御回路６は、マイクロコンピュータＭからの点火命令が入力されると、セーフィングＦＥＴ５の出力電圧（ソース電圧）が、後述する目標電圧設定部７で設定される目標電圧Ｖｓとなるように、セーフィングＦＥＴ５を駆動させる回路である。セーフィングＦＥＴ制御回路６は、マイクロコンピュータＭが備える出力端子と接続する入力端子、セーフィングＦＥＴ５のソースと接続するフィードバック用入力端子、および目標電圧設定部７の出力端子と接続する目標電圧設定部７用の入力端子を備えている。また、セーフィングＦＥＴ制御回路６の出力端子は、セーフィングＦＥＴ５のゲートと接続している。

セーフィングＦＥＴ制御回路６は、フィードバック用入力端子から取得するソース電圧に基づいて、ソース電圧が目標電圧Ｖｓに等しくなるようにセーフィングＦＥＴ５を制御する構成とすればよい。このセーフィングＦＥＴ制御回路６が請求項に記載のセーフィングＳＷ制御回路に相当する。

ハイサイドＦＥＴ１１２は、スクイブ１１３に接続され、スクイブ１１３に流れる電流を制御するためのスイッチング素子である。ハイサイドＦＥＴ１１２のドレインは、セーフィングＦＥＴ５のソースと接続されており、セーフィングＦＥＴ５のソース電圧が印加される。また、ハイサイドＦＥＴ１１２のソースはスクイブ１１３の一端（１１３ａ）と、ゲートはハイサイドＦＥＴ制御回路１１１の出力端子と、それぞれ接続している。このハイサイドＦＥＴ１１２が請求項に記載のハイサイドスイッチング素子に相当する。

ハイサイドＦＥＴ制御回路１１１は、マイクロコンピュータＭからの点火命令が入力された場合に、スクイブ１１３に流れる電流が所定の電流（点火電流Ｉｓｑ）となるようにハイサイドＦＥＴ１１２を駆動するための回路である。点火電流Ｉｓｑの大きさは、要求される時間内にエアバッグ装置１００が作動するように適宜設計されればよく、本実施形態においては１．２Ａとする。ハイサイドＦＥＴ制御回路１１１の入力端子はマイクロコンピュータＭの出力端子に、ハイサイドＦＥＴ制御回路１１１の出力端子はハイサイドＦＥＴ１１２のゲートに、それぞれ接続されている。このハイサイドＦＥＴ制御回路１１１が請求項に記載のハイサイドＳＷ制御回路に相当する。

ローサイドＦＥＴ１１５は、スクイブ１１３に接続され、スクイブ１１３を接地するためのスイッチング素子である。ローサイドＦＥＴ１１５のドレインはスクイブ１１３の他端（１１３ｂ）に、ソースは接地に、それぞれ接続されている。また、ゲートはローサイドＦＥＴ制御回路１１４の出力端子に接続されている。

ローサイドＦＥＴ制御回路１１４は、マイクロコンピュータＭからの点火命令が入力された場合に、ローサイドＦＥＴ１１５を駆動するための回路である。ローサイドＦＥＴ制御回路１１４の入力端子はマイクロコンピュータＭに、出力端子はローサイドＦＥＴ１１５のゲートにそれぞれ接続されている。

スクイブ１１３は、点火電流Ｉｓｑが所定の時間（たとえば２ミリ秒）流れることで点火し、エアバッグ（図略）を展開させるための素子である。スクイブ１１３の一端１１３ａはハイサイドＦＥＴ１１２のソースに、他端１１３ｂはローサイドＦＥＴ１１５のドレインにそれぞれ接続されている。さらに、スクイブ１１３の端子１１３ａおよび１１３ｂは、後述する端子電圧モニタ部９が備える複数の入力端子にもそれぞれ接続されている。

以上では、チャネル１１の構成について説明したが、その他のチャネル１２、１３の構成も同様であるため、個々の説明は省略する。また、以下の説明においても便宜上、エアバッグ装置１００が備える複数のチャネルについて、チャネル１１を例にとって説明する。

端子電圧モニタ部９は、各スクイブの端子電圧を検出するための機能であって、図２に示すように複数の入力端子を備えている。各チャネルが備えるスクイブの両端（たとえば１１３ａおよび１１３ｂ）の端子電圧は、端子電圧モニタ部９が備える入力端子にそれぞれ入力される。端子電圧モニタ部９が備える入力端子の数は、１つのチャネルにおいて２つ（スクイブの両端用）必要となるため、エアバッグ装置１００がチャネルをｎ個備える場合には、２×ｎ個となる。この端子電圧モニタ部９が請求項に記載の端子電圧取得部に相当する。なお、本実施形態では、スクイブ１１３の両側の端子（１１３ａ、１１３ｂ）の電圧を検出する構成としているが、他の実施形態として、スクイブ１１３の備える端子のうちの何れか一方の電圧を検出する構成としてもよい。

端子電圧モニタ部９に入力された各端子電圧は、最大値選択回路９１に入力される。この最大値選択回路９１は、入力されている端子電圧のうち最も大きい電圧を出力するものであって、公知のアナログ回路（たとえば特開２００６−５９７５０）を用いて実現すればよい。端子電圧モニタ部９の出力端子は、目標電圧設定部７が備える端子電圧モニタ部９用の入力端子に接続しており、入力されている端子電圧のうち最も大きい電圧（最大端子電圧）Ｖｓｑが、目標電圧設定部７に出力される。この最大値選択回路９１が請求項に記載の最大電圧選択部に相当する。

なお、本実施形態では便宜上、エアバッグ装置１００が備える複数のチャネルを、ひとつのＩＣ内で実現するものとするが、実際のエアバッグ装置１００には多数のチャネルが必要となるため、複数のＩＣで分担して実現されることが考えられる。

そこで、端子電圧モニタ部９に拡張用入力端子を備えさせ、他のＩＣに備えられているチャネルのスクイブの端子電圧も取得できるようにしても良い。その場合、何れか１つのＩＣ（これを代表ＩＣとする）に端子電圧モニタ部９を備えさせ、他のＩＣの端子電圧は、代表ＩＣが備える端子電圧モニタ部９の拡張用入力端子に入力する。これによって、他のＩＣに端子電圧モニタ部９を備えさせるためのコストを削減することができる。

基準電源８の負極端子は車両のボディに接続され、正極端子は目標電圧設定部７が備える基準電源８用の入力端子に接続されている。基準電源８の電圧Ｖｒｅｆ（請求項に記載のデフォルト電圧）は、バッテリー１の出力電圧の最大値（１６Ｖ）よりも小さい値であって、かつ、スクイブ１１３に点火電流Ｉｓｑを流すために必要な値となっている。本実施形態では次に示す式１にもとづいて決定される。

（式１） Ｖｒｅｆ＝Ｉｓｑ×（Ｒｓｑ＋Ｒｆｅｔ×２＋Ｒｈ）
Ｉｓｑは上述したように所定時間内にスクイブを点火するために必要な電流の大きさであって、１．２Ａである。Ｒｓｑは、スクイブ１１３自体の抵抗値であり、たとえば４Ωとする。Ｒｆｅｔは、ハイサイドＦＥＴ１１２およびローサイドＦＥＴ１１５などのスイッチング素子が有する抵抗値であって、一例として１つあたり２Ωとする。点火電流Ｉｓｑがチャネル１１を流れる経路において、ハイサイドＦＥＴ１１２、スクイブ１１３、およびローサイドＦＥＴ１１５は直列に接続しているため、合成抵抗の値は足し算で概算することできる。なお、Ｒｈは、それぞれの素子を接続するハーネスなどが備える抵抗であって、たとえば１Ωとする。これらの値を式１に代入すると、Ｖｒｅｆ≒１１Ｖとなる。よって、本実施形態では、基準電源８の電圧Ｖｒｅｆを１１Ｖとする。

目標電圧設定部７は、セーフィングＦＥＴ制御回路６がセーフィングＦＥＴ５の出力電圧（＝ソース電圧）を制御する際に目標とする電圧（すなわち目標電圧Ｖｓ）を設定する。目標電圧設定部７が備える基準電源８用の入力端子は、基準電源８の正極端子と接続しており、電圧Ｖｒｅｆが入力されている。目標電圧設定部７が備える端子電圧モニタ部９用の入力端子は、端子電圧モニタ部９の出力端子と接続しており、端子電圧モニタ部９で検出した端子電圧のうちの最大値である最大端子電圧Ｖｓｑが入力されている。

目標電圧設定部７の出力端子は、セーフィングＦＥＴ制御回路６の目標電圧設定部７用の入力端子に接続されている。目標電圧設定部７は、２つの入力に対して値の大きい方を選択して出力する回路構成となっており、たとえば公知の最大値選択回路で実現すれば良い。すなわち、目標電圧設定部７は、入力されているデフォルト電圧Ｖｒｅｆと最大端子電圧Ｖｓｑのうち大きい方の値をセーフィングＦＥＴ制御回路６に目標電圧Ｖｓとして出力する。

ここで、目標電圧設定部７の動作について図３を用いて説明する。目標電圧設定部７は、セーフィングＦＥＴ制御回路６の動作にかかわらず、イグニッションスイッチ（図示略）がオンとなっている間、図３のフローを常時実施している。ステップＳ１０は、バッテリーショートなどによってスクイブ１１３の端子１１３ａや１１３ｂに接続する配線上にデフォルト電圧Ｖｒｅｆ以上の電圧が印加されていない状態（正常時）において、目標電圧Ｖｓを設定するステップを表している。ステップＳ１０で、目標電圧Ｖｓをデフォルト電圧Ｖｒｅｆに設定する。そして、ステップＳ１１において目標電圧設定部７は基準電源８より入力されているデフォルト電圧Ｖｒｅｆ（＝Ｖｓ）と、端子電圧モニタ部９より入力されている最大端子電圧Ｖｓｑとを比較する。ＶｒｅｆのほうがＶｓｑよりも大きい場合はステップＳ１０がＹＥＳとなってステップＳ１１に戻り、目標電圧Ｖｓ＝Ｖｒｅｆの状態を維持する。一方、ＶｓｑのほうがＶｒｅｆよりも大きい場合はステップＳ１１がＮＯとなってステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、目標電圧Ｖｓを最大端子電圧Ｖｓｑに設定してセーフィングＦＥＴ制御回路６に出力する。そして、ステップＳ１３では、最大端子電圧Ｖｓｑ（＝Ｖｓ）と、デフォルト電圧Ｖｒｅｆとを比較する。ＶｓｑがＶｒｅｆより大きい間はステップＳ１３がＹＥＳとなって、ステップＳ１２に戻って目標電圧Ｖｓを最大端子電圧Ｖｓｑと一致するように更新する。一方、最大端子電圧Ｖｓｑが下がっていき、Ｖｒｅｆより小さくなるとステップＳ１３がＮＯとなって、ステップＳ１０に戻る。

したがって、正常時においては、デフォルト電圧Ｖｒｅｆが目標電圧Ｖｓとなる。また、最大端子電圧Ｖｓｑがデフォルト電圧Ｖｒｅｆより大きい間は、ステップＳ１３がＹＥＳとなって、ステップＳ１２〜Ｓ１３を繰り返す。すなわち、Ｖｓｑの変化が逐次目標電圧設定部７の入力電圧に反映されるため、目標電圧設定部７より出力される目標電圧Ｖｓも、たとえば図４に示すように線形的に変化する。図４の点線はＶｒｅｆを、一点鎖線はＶｓｑを示しており、太線が目標電圧設定部７より出力される目標電圧Ｖｓを示している。たとえば時刻Ｔ１まではＶｒｅｆ＞Ｖｓｑであるため、目標電圧ＶｓとしてＶｒｅｆが出力される。Ｔ１においてＶｒｅｆとＶｓｑが同じ値になった後、Ｔ１からＴ２の間、目標電圧ＶｓはＶｓｑに追従するように設定される。また、Ｔ２以降はＶｒｅｆ＞Ｖｓｑとなるため、再び目標電圧ＶｓはＶｒｅｆに設定される。

以上で述べた構成において、次に、本実施形態におけるエアバッグ装置１００の具体的な動作について説明する。図１において、イグニッションスイッチがオンすると、バッテリー１の出力電圧Ｖ０が、昇圧回路２で昇圧され、エアバッグ装置１００に供給される。また、車両に備えられている各種センサ（図略）、およびマイクロコンピュータＭは動作を開始する。また、目標電圧設定部７は、上述したように、端子電圧モニタ部９より取得するＶｓｑとデフォルト電圧Ｖｒｅｆを逐次比較し、大きい方の値を目標電圧ＶｓとしてセーフィングＦＥＴ制御回路６に入力している。

その後、車両が衝突すると、マイクロコンピュータＭは各種センサの出力に基づいて衝突を検出し、各スクイブを点火させるための点火命令を出力する。マイクロコンピュータＭから点火命令が出力されると、セーフィングＦＥＴ制御回路６は、セーフィングＦＥＴ５のソース電圧が、目標電圧ＶｓになるようにセーフィングＦＥＴ５を駆動させる。また、ハイサイドＦＥＴ制御回路１１１およびローサイドＦＥＴ制御回路１１４は、スクイブ１１３に流れる電流が点火電流１．２Ａとなるように、ハイサイドＦＥＴ１１２およびローサイドＦＥＴ１１５を制御する。これにより、スクイブ１１３に１．２Ａの電流が流れて点火し、エアバッグが展開される。もちろん、その他のチャネルも同様に動作する。

以上のエアバッグを展開させる処理を実施している過程において、いずれのスクイブの端子にもデフォルト電圧Ｖｒｅｆ以上の電圧が印加されていない場合は、目標電圧ＶｓがＶｒｅｆとなって、各チャネル１１〜１３のハイサイドＦＥＴにはＶｒｅｆが供給されている。一方、いずれかのスクイブの端子にデフォルト電圧Ｖｒｅｆ以上の電圧が印加されている場合は、目標電圧ＶｓがＶｓｑとなって、各チャネル１１〜１３のハイサイドＦＥＴにはＶｓｑが供給される。

ここで、本発明の効果を説明する前に、従来の構成における課題について、本実施形態の回路図１を用いて説明する。たとえば、チャネル１１のスクイブライン（ハイサイドＦＥＴ１１２のソースからローサイドＦＥＴ１１５のドレインまでの経路）においてバッテリーショートしている場合、ハイサイドＦＥＴ１１２のソース側にはバッテリー１の出力電圧Ｖ０が印加される。

このバッテリーショート時において、もし目標電圧Ｖｓがバッテリー１の出力電圧Ｖ０よりも低く設定されている場合に、ハイサイドＦＥＴ１１２がオンになると、ソース側の電位がドレイン側よりも高いため、ハイサイドＦＥＴ１１２を電流が逆流してしまう。このバッテリー１を供給源とする逆流電流は、他の回路（チャネル１２など）に流入する。このとき、チャネル１１のハイサイドＦＥＴ１１２に電流が集中し、ハイサイドＦＥＴ１１２を破壊する恐れがある。

従来の構成においては、以上の逆流を防止するために、目標電圧Ｖｓを常にバッテリー１の最大値１６Ｖより大きい値となるように設定していた。ところで、一般的にＦＥＴなどのスイッチング素子は、想定される印加電圧が大きいほど、その印加電圧に対応するため、素子のサイズは大きくなってしまう。すなわち、従来の構成において、各チャネルが備えるハイサイドＦＥＴ１１２は、バッテリー１の最大値１６Ｖより大きい値に対応したサイズとなっている。

本実施形態によれば、バッテリーショートなどによってスクイブの端子に、デフォルト電圧Ｖｒｅｆよりも大きい電圧が印加されている場合には、端子電圧取得部９でその電圧Ｖｓｑを取得し、目標電圧がＶｓｑとなるように設定される。したがって、ハイサイドＦＥＴに逆向きの電圧が印加されることはなく、電流が逆流する可能性を低減することができる。

また、正常時の目標電圧は、デフォルト電圧Ｖｒｅｆ、すなわち、バッテリーの出力電圧の最大値よりも低い値に設定される。各チャネル（点火回路）が備えるハイサイドＦＥＴは、このデフォルト電圧が許容出来ればよく、バッテリーの出力電圧の最大値よりも高い目標電圧を許容できなくてもよい。従って、ハイサイドＦＥＴは、従来技術における目標電圧よりも低い電圧を許容出来ればよいため、ハイサイドＦＥＴのサイズを小さくすることができる。このハイサイドＦＥＴの小型化に伴って、点火回路も小型化することができる。

なお、本実施形態では、最大端子電圧Ｖｓｑがデフォルト電圧Ｖｒｅｆを超えた場合（Ｓ１１がＮＯとなる場合であり、以降では単にバッテリーショート時とする）の目標電圧Ｖｓを、最大端子電圧Ｖｓｑと等しくなるように設定したがこれに限らない。一般的に、ＦＥＴの逆流方向には、寄生ダイオードによる電圧降下が存在する。従って、ハイサイドＦＥＴの寄生ダイオードによる電圧降下（いわゆるダイオードドロップ）分を考慮した値に、バッテリーショート時の目標電圧Ｖｓを設定してもよい（変形例）。たとえば、バッテリーショート時の目標電圧Ｖｓは、次の式２で表される条件を満たす範囲において適宜設定されればよい。

（式２） Ｖｓ＞Ｖｓｑ−Ｖｆ
ここでのＶｓｑはバッテリーショート時を想定しているため、その時点でのバッテリーの出力電圧と一致する。また、Ｖｆは、ハイサイドＦＥＴの寄生ダイオードによる電圧降下分を表している。

また、他の実施形態として、バッテリーショート時の目標電圧Ｖｓを、Ｖｓｑに所定の裕度（たとえば１Ｖ）を追加した値となるよう設定する構成としてもよい。しかしながら、裕度を加えた分だけ、ハイサイドＦＥＴ１１２には、より大きな電圧が印加されることとなる。想定される印加電圧より大きな電圧がＦＥＴに印加される場合、その電圧が大きいほど、ＦＥＴには負担がかかって発熱する。従って、バッテリーショート時の目標電圧Ｖｓを、ハイサイドＦＥＴでの逆流を防止出来る範囲において、より低い値に設定することで、ハイサイドＦＥＴにかける負担を低減することができる。

また、デフォルト電圧Ｖｒｅｆを正常時におけるハイサイドＦＥＴへの印加電圧とし、このデフォルト電圧を許容出来るように各ＦＥＴ（１１２）の性能を決定する。このため、目標電圧Ｖｓが異常電圧（すなわち端子電圧Ｖｓｑ）となっているときに、点火命令が入力されて各ＦＥＴ（５、１１２、１１５）がオンとなると、各ＦＥＴ（１１２）には許容できる電圧（許容電圧）以上の電圧Ｖｓｑが印加される場合がある。このとき、Ｖｓｑの大きさによっては、ＦＥＴが発熱してサーマルシャットダウンが働く可能性がある。しかしながら、本実施形態のように目標電圧Ｖｓを線形的にＶｓｑに追従するように設定する構成とすることで、許容電圧以上の電圧が印加された場合でも点火電流を所定時間流してエアバッグ装置１００を動作させる可能性を高めることができる。

さらに、本実施形態では、Ｖｒｅｆを１１Ｖとしたが、たとえば１２Ｖなど、バッテリー１の出力電圧Ｖ０の最大値よりも小さい範囲において、その他の値に適宜設定されても良い。ただし、本実施形態のように、スクイブを発火させるに要する点火電流と、点火電流が流れる経路上の抵抗とから求まる電圧を、デフォルト電圧Ｖｒｅｆに設定することで、ハイサイドＦＥＴのソースに印加される電圧の想定値を限界まで低減することができる。すなわち、印加電圧の想定値をより低減することで、点火回路が備えるハイサイドＦＥＴのサイズをより縮小することができ、回路全体をさらに縮小することができる。一例として、印加電圧の想定値を従来の１６Ｖ以上から１１Ｖに下げることで、回路全体のサイズは５０％ほど縮小することができる。

なお、ＦＥＴなどのスイッチング素子は、そのサイズが小さくなるほど、スイッチング素子自身が備える抵抗値は増加する傾向がある。従って、デフォルト電圧Ｖｒｅｆ（すなわち正常時の印加電圧）を下げることでスイッチング素子をダウンサイジングするにつれて、デフォルト電圧Ｖｒｅｆを算出する上で用いる抵抗値Ｒｆｅｔは増加する。これにより、式１から算出するデフォルト電圧Ｖｒｅｆの最小値も上昇する。このため、スイッチング素子のサイズは、ある値に収束することが考えられる。本実施形態は、これらのトレードオフを鑑みて収束する値をデフォルト電圧Ｖｒｅｆとして採用し、点火回路のサイズを縮小するものである。

また、本実施形態では、端子電圧モニタ部９に入力された各端子電圧のうち最大のもの（最大端子電圧Ｖｓｑ）を最大値選択回路９１によって選択し、目標電圧設定部７には、デフォルト電圧Ｖｒｅｆと、最大端子電圧Ｖｓｑとを入力する構成としたが、これに限らない。例えば図５に示すように、ひとつの最大値選択回路７１に、エアバッグ装置１００が備える各スクイブの端子電圧と、デフォルト電圧Ｖｒｅｆを入力する構成としてもよい。この図５に示す例の場合、目標設定部７が端子電圧モニタ部９を兼ねている。

これによれば、正常時には、基準電位ＶｒｅｆがセーフィングＦＥＴ制御回路に入力される。また、もし端子電圧の中に基準電位Ｖｒｅｆ以上となっているものがあれば、その端子電圧がセーフィングＦＥＴ制御回路に入力される。従って、一つの最大値選択回路によって目標電圧設定部７と端子電圧モニタ部９とを実現でき、エアバッグ装置１００が備える最大値選択回路の数を削減することができる。

１００…エアバッグ装置、１…バッテリー、２…昇圧回路、３…ダイオード、５…セーフィングＦＥＴ、６…セーフィングＦＥＴ制御回路、７…目標電圧設定部、８…基準電源、９…端子電圧モニタ部、
１１、１２…チャネル、１１１、１２１…ハイサイドＦＥＴ制御回路、１１２、１２２…ハイサイドＦＥＴ、
１１３、１２３…スクイブ、１１４、１２４…ローサイドＦＥＴ制御回路、１１５、１２５…ローサイドＦＥＴ、

Claims (5)

1. バッテリー（１）と、
   スクイブ（１１３）と、前記スクイブの一端に接続され、前記スクイブに流れる電流を調整するためのハイサイドスイッチング素子（１１２）と、前記スクイブに流れる電流が所定の点火電流となるように前記ハイサイドスイッチング素子を駆動させるハイサイドＳＷ制御回路（１１１）と、を備える複数の点火回路（１１）と、
   前記バッテリーと前記点火回路の間に配置されるセーフィングスイッチング素子（５）と、
   前記複数の点火回路に所定の目標電圧が供給されるように前記セーフィングスイッチング素子を駆動させるセーフィングＳＷ制御回路（６）と、を備えたエアバッグ装置（１００）であって、
   前記複数の点火回路が備える前記スクイブの端子電圧をそれぞれ取得する端子電圧取得部（９）と、
   前記目標電圧を設定する目標電圧設定部（７）と、を備え、
   前記目標電圧設定部は、前記バッテリーの出力電圧の最大値よりも小さく、かつ、前記スクイブに前記点火電流を流すために必要な電圧であるデフォルト電圧が入力されており、
   前記端子電圧取得部で取得した複数の端子電圧のうちで最も大きい値である最大端子電圧と、前記デフォルト電圧とを比較して、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも小さい場合は前記目標電圧を前記デフォルト電圧に設定し、一方、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも大きい場合は、前記最大端子電圧に応じて定まり前記ハイサイドスイッチング素子に逆流が生じない電圧に前記目標電圧を設定することを特徴とするエアバッグ装置。
2. 請求項１において、
   前記目標電圧設定部は、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも大きい場合は、前記ハイサイドスイッチング素子が備える寄生ダイオードによる電圧降下分を前記最大端子電圧から減算した電圧より大きくなるように前記目標電圧を設定することを特徴とするエアバッグ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記端子電圧取得部で取得した複数の端子電圧から前記最大端子電圧を選択して前記目標電圧設定部に出力する最大電圧選択部（９１）を備えることを特徴とするエアバッグ装置。
4. 請求項１から３の何れか１項において、
   前記目標電圧設定部は、前記最大端子電圧が前記デフォルト電圧よりも大きい場合、前記最大端子電圧の変動に対して追従するように前記目標電圧を設定することを特徴とするエアバッグ装置。
5. 請求項１から４の何れか１項において、
   前記デフォルト電圧は、前記スクイブを点火させるために要する点火電流と、前記点火電流が流れる経路上の素子および配線の抵抗値から算出されることを特徴とするエアバッグ装置。

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