JPH04325350A - エアバッグのフェイルセーフシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両が衝突
事故を起こした際に、搭乗員の安全を確保するためのエ
アバッグにおいて、その作動を制御するフェイルセーフ
（Ｆａｉｌ　Ｓａｆｅ）システムに関する。

【０００２】自動車の衝突事故に際して、搭乗員の安全
を確保する為の装置としてエアバッグは無くてはならな
い装置である。したがって、衝突事故の際には確実に作
動して膨れ上がることが必要である。

【０００３】しかし、通常の走行状態においては絶対に
作動してはならない。運転者の運転操作の妨げとなり、
著しく安全性を阻害するからである。

【０００４】そのため、エアバッグの作動を制御するシ
ステムは、フェイルセーフシステムとなっている。

【０００５】本発明は、エアバッグのフェイルセーフシ
ステムにおいて、軽微な故障が発生しても、衝突事故の
際には確実にエアバッグが作動するようにしたフェイル
セーフシステムである。

【０００６】

【従来の技術】図３は、エアバッグのフェイルセーフシ
ステムを説明するブロック図である。

【０００７】（１）構成 エアバッグ１は、スクイブ（Ｓｑｕｉｂ）　２を点火す
ることで一瞬にして大量のガスを発生させ、バッグを膨
れ上がらせる装置である。尚、スクイブ２は、電流を供
給することによって発熱させ、点火する。

【０００８】ちなみに、一瞬にして大量のガスをバッグ
内へ供給して膨れ上がらせる手段としては、ボンベに蓄
えた圧縮空気をバルブの開閉動作で供給する方法等もあ
る。すなわち、該バルブや前記スクイブ２は、エアバッ
グ１を膨れ上がらせる点火（トリガ：Ｔｒｉｇｇｅｒ）
　手段である。

【０００９】他方、エアバッグ１を作動させるためには
、衝突の際の衝撃（加速度）を検知してスクイブ２を点
火する必要がある。そして、そのためのセンサが点火用
加速度センサ３である。

【００１０】点火用加速度センサ３は、衝突の衝撃を検
知して電気的に導通すなわちＯＮするセンサである。す
なわち、エアバッグ１のトリガ手段を作動させる手段で
ある。

【００１１】したがって、エアバッグ１のスクイブ２と
点火用加速度センサ３を直列に接続し、イグニッション
スイッチＩＧ−ＳＷ　を介して電源バッテリＢＡＴ　に
接続すれば、衝突の衝撃を検知して点火用加速度センサ
３がＯＮし、その結果スクイブ２に電流が流れて点火さ
れ、エアバッグが膨れ上がる。

【００１２】しかし、以上のような制御システムでは、
例えば、点火用加速度センサ３が故障して作動しなかっ
たり、あるいは、該点火用加速度センサ３が短絡故障し
た場合は、搭乗員の安全を確保することができない。

【００１３】そのため、次の■〜■に示すようなフェイ
ルセーフシステム構成を採っている。

【００１４】■エアバッグ１のスクイブ２に、点火用加
速度センサ３を直列に接続する。

【００１５】■前記■の点火用加速度センサ３に、点火
用トランジスタＴｒ１を並列に接続する。

【００１６】■前記■の点火用加速度センサ３よりも小
さい衝撃でＯＮする安全用加速度センサ４を、スクイブ
２に直列に接続する。ちなみに、安全用加速度センサ４
は、点火用加速度センサの１／４　〜１／５　程度の衝
撃でＯＮする。

【００１７】■安全用トランジスタＴｒ２　を、スクイ
ブ２、点火用加速度センサ３、安全用加速度センサ４に
直列に接続する。

【００１８】■以上■〜■の直列に接続した安全用トラ
ンジスタＴｒ２　、安全用加速度センサ４、スクイブ２
、点火用加速度センサ３を、イグニッションスイッチＩ
Ｇ−ＳＷ　を介して電源バッテリＢＡＴ　に接続する。

【００１９】他方、■点火用トランジスタＴｒ１　およ
び安全用トランジスタＴｒ２　のＯＮ／ＯＦＦを制御す
る制御回路９を設ける。ちなみに、制御回路９は、マイ
クロコンピュータシステムで構成すると便利である。

【００２０】■点火用加速度センサ３および点火用トラ
ンジスタＴｒ１　の短絡故障を検知する短絡検知回路６
を設ける。そして、その検知結果は前記■の制御回路９
へ通知させる。

【００２１】■衝突の際の衝撃すなわち加速度の値を検
知する指令用加速度センサ８を設ける。そして、その検
知結果は前記■の制御回路９へ通知させる。

【００２２】■制御回路９と点火用トランジスタＴｒ１
　および安全用トランジスタＴｒ２　との間には、該ト
ランジスタＴｒ１，Ｔｒ２　を容易に駆動できるように
、適宜に駆動回路５，７を設ける。

【００２３】（２）作動 １）基本的作動 通常時、制御回路９は点火用トランジスタＴｒ１　をＯ
ＦＦに、安全用トランジスタＴｒ２　をＯＮに制御して
いる。

【００２４】そして、自動車（車両）が衝突して衝撃が
加わると、点火用加速度センサ３および安全用加速度セ
ンサ４がＯＮし、電源バッテリＢＡＴ　からスクイブ２
に電流が流れて該スクイブ２を点火する。すなわち、エ
アバッグ１が膨れ上がる。

【００２５】２）点火用加速度センサ３が作動しない場
合自動車が斜めに衝突した場合や点火用加速度センサ３
が故障した場合は、衝突の衝撃でも該点火用加速度セン
サ３が作動しない場合がある。

【００２６】このような場合でも、指令用加速度センサ
８が検知した加速度が予め決めた所定の値を越えた場合
に、制御回路９が点火用トランジスタＴｒ１　をＯＮに
して、スクイブ２を点火する。もちろんこの時、安全用
加速度センサ４は作動してＯＮしている。

【００２７】すなわち、点火用トランジスタＴｒ１　も
、エアバッグ１のトリガ手段を作動させる手段である。

【００２８】３）点火用加速度センサ３または点火用ト
ランジスタＴｒ１が短絡故障した場合このような場合は
、僅かな衝撃で安全用加速度センサ４が作動し、スクイ
ブ２を点火してしまう。すなわち、衝突以外の僅かな衝
撃でもエアバッグ１が膨れ上がり、自動車運転者の運転
操作を阻害する恐れがある。

【００２９】そのため、点火用加速度センサ３と点火用
トランジスタＴｒ１　の短絡故障を短絡検知回路６で検
知し、仮に該短絡故障が発生した場合は制御回路９が安
全用トランジスタＴｒ２　をＯＦＦにする。すなわち、
安全用加速度センサ４が作動してもスクイブ２に電流が
供給されないようにしている。

【００３０】この時、制御回路９は、図に示さないワー
ニング（Ｗａｒｎｉｎｇ）ランプで運転者に故障を報知
し、修理作業を要求する。

【００３１】また、この場合においても、指令用加速度
センサ８ａが検知した加速度が予め決めた所定の値を越
えた場合は、制御回路９は点火用トランジスタＴｒ１　
をＯＮする駆動指令（信号）を出力する。しかし、安全
用トランジスタＴｒ２　はＯＦＦになっているためスク
イブ２に電流は供給されない。

【００３２】尚、図３に示す短絡検知回路６の検知原理
は、点火用トランジスタＴｒ１　のコレクタにバイアス
電圧を与えておくと同時に該バイアス電圧を監視し、該
バイアス電圧がグランド電位に低下した場合に短絡が発
生したと判定する仕組みである。

【００３３】ちなみに、点火用加速度センサ３は、自動
車のバンパー後部やヘッドランプ後部等に配置されるこ
とが多く、エアバッグ１を制御するＥＣＵ（Ｅｉｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　Ｕｎｉｔ）　１０と
は離れて配置・配線される為、短絡故障を生じ易い環境
・条件下にある。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のエアバ
ッグのフェイルセーフシステムにおいては、点火用加速
度センサ３または点火用トランジスタＴｒ１　が短絡故
障した場合にエアバッグ１が全く作動しなくなり、該故
障を修理するまでの間に衝突事故を起こした場合には安
全装置としての用を果たさなくなる。すなわち、これで
はフェイルセーフシステムとして不十分である。

【００３５】本発明の技術的課題は、従来のエアバッグ
のフェイルセーフシステムにおける以上のような問題を
解消し、点火用加速度センサや点火用トランジスタが短
絡故障した場合にもエアバッグを正常に作動させ、自動
車搭乗員の安全確保を一層強固なものにすることにある
。

【００３６】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の基本原
理を説明するブロック図である。

【００３７】本発明は、エアバッグ１ａの点火手段２ａ
を作動させるトリガ用加速度センサ３ａやトリガ用スイ
ッチング手段１１が短絡故障していることを知りつつも
、該故障状態において衝突事故を起こした場合には安全
用スイッチング手段１２をＯＮさせるところに特徴があ
る。

【００３８】本発明は、次の■〜■を備えたエアバッグ
のフェイルセーフシステムを前提とする。

【００３９】■エアバッグ１ａの点火手段２ａに電源Ｂ
ＡＴ　から電流を供給することによって膨れ上がるエア
バッグ１ａ

【００４０】■エアバッグ１ａの点火手段２
ａに直列に接続してあり、急激な衝撃が加わった場合に
ＯＮするトリガ用加速度センサ３ａ

【００４１】■トリガ用加速度センサ３ａに並列に接続
してあり、制御手段１３の指令に基づいてＯＮするトリ
ガ用スイッチング手段１１

【００４２】■エアバッグ１ａの点火手段２ａに直列に
接続してあり、前記トリガ用加速度センサ３ａよりも小
さい衝撃でＯＮする安全用加速度センサ４ａ

【００４３】■エアバッグ１ａの点火手段２ａ、トリガ
用加速度センサ３ａ、安全用加速度センサ４ａに直列に
接続してあり、制御手段１３の指令に基づいてＯＦＦす
る安全用スイッチング手段１２

【００４４】■制御手段１３へ加速度の値を通知する指
令用加速度センサ８ａ

【００４５】■指令用加速度センサ８ａの通知に基づい
て、その検知した加速度が予め決めた所定の値を越えた
場合に前記トリガ用スイッチング手段１１をＯＮする指
令を出すとともに、前記トリガ用加速度センサ３ａおよ
びトリガ用スイッチング手段１１の短絡故障を検知し、
該故障が発生した場合に安全用スイッチング手段１２を
ＯＦＦする指令を出す制御手段１３

【００４６】以上の■〜■のフェイルセーフシステムに
、次の■■を備えて成るエアバッグのフェイルセーフシ
ステムである。

【００４７】■トリガ用加速度センサ３ａおよびトリガ
用スイッチング手段１１の短絡故障を検知する短絡検知
手段１４

【００４８】■トリガ用加速度センサ３ａおよびトリガ
用スイッチング手段１１が短絡故障している場合に、前
記制御手段１３がトリガ用スイッチング手段１１をＯＮ
する指令に同期して安全用スイッチング手段１２をＯＮ
する同期駆動手段１５

【００４９】

【作用】本発明の構成のうち、■〜■は従来のエアバッ
グのフェイルセーフシステムに相当する。したがって、
そのままでは従来のフェイルセーフシステムと同様に作
動する。

【００５０】そして、■■は従来のフェイルセーフシス
テムに付加した手段である。つまり、これが本発明のフ
ェイルセーフシステムの要点である。

【００５１】ところで、制御手段１３は、トリガ用加速
度センサ３ａおよびトリガ用スイッチング手段１１の短
絡故障を検知し、該故障が発生した場合に安全用スイッ
チング手段１２をＯＦＦする指令を出す。

【００５２】この点は、従来のフェイルセーフシステム
と同様に作動する。すなわち、衝突以外の衝撃で安全用
加速度センサ４ａがＯＮして点火手段２ａを作動させ、
不要にエアバッグ１ａが膨れ上がることを防止する為で
ある。

【００５３】他方、少なくともトリガ用加速度センサ３
ａまたはトリガ用スイッチング手段１１の何れか一方が
短絡故障すると、短絡検知手段１４は該短絡を検知して
同期駆動手段１５へ通知する。

【００５４】そして、同期駆動手段１５は、制御手段１
３がトリガ用スイッチング手段１１をＯＮする指令を出
した場合、すなわち指令用加速度センサ８ａが検知した
加速度の値が衝突の衝撃であると判断し、トリガ用スイ
ッチング手段１１をＯＮする指令を出した場合、その指
令信号に同期して安全用スイッチング手段１２をＯＮす
る。

【００５５】この時、安全用加速度センサ４ａも衝突の
衝撃でＯＮしている。したがって、電源ＢＡＴ　から安
全用スイッチング手段１２、安全用加速度センサ４ａ、
点火手段２ａ、そして、短絡故障しているトリガ用加速
度センサ３ａまたはトリガ用スイッチング手段１１を介
して電流が流れ、エアバッグ１ａが膨れ上がる。

【００５６】すなわち、トリガ用加速度センサ３ａまた
はトリガ用スイッチング手段１１が短絡故障している場
合であっても、車両が衝突した時にのみエアバッグ１ａ
が膨れ上がって搭乗員の安全を確保することができる。

【００５７】

【実施例】次に、本発明のエアバッグのフェイルセーフ
システムを、実際上どのように具体化できるかを実施例
で説明する。

【００５８】図２は、実施例を説明する回路図である。 （１）構成 本実施例の回路は、エアバッグのフェイルセーフシステ
ムの従来回路に、同図中に点線で囲んで示した付加回路
１６を設けたものである。

【００５９】１）従来部分の構成 すなわち、電源バッテリＢＡＴ　からイグニッションス
イッチＩＧ−ＳＷ　を介して安全用トランジスタＴｒ２
　，安全用加速度センサ４、エアバッグ１のスクイブ２
、点火用加速度センサ３を直列に接続する。また、点火
用加速度センサ３には点火用トランジスタＴｒ１　を並
列に接続する。

【００６０】尚、点火用加速度センサ８および安全用加
速度センサ４には機械的に作動するセンサを使用した。 また、点火用加速度センサ３および点火用トランジスタ
Ｔｒ１は、電源バッテリＢＡＴ　のコールドエンド側す
なわち車両のグランド側に設けている。

【００６１】そして、図中のＡ点すなわち点火用トラン
ジスタＴｒ１　のコレクタに　Ａ／Ｄ変換器６ａを接続
し、該Ａ点の電圧（電位）をデジタル値に変換して制御
回路９へ通知する。また、加速度測定エレメントとして
半導体を使用した加速度センサ８をＥＣＵ　　１０ａ　
内に設け、その測定結果を制御回路９へ通知する。

【００６２】他方、制御回路９にはマイクロコンピュー
タを使用し、そのプログラムによって　Ａ／Ｄ変換器６
ａおよび加速度センサ８からの入力値の読み取り／判定
を行い、点火用トランジスタＴｒ１　および安全用トラ
ンジスタＴｒ２　へ制御指令を出力する。

【００６３】尚、制御回路９の出力、すなわち図中Ｂ点
に示す点火用トランジスタＴｒ１　の駆動指令出力はロ
ウ（Ｌｏｗ）　アクティブであり、また、図中Ｄ点に示
す安全用トランジスタＴｒ２　の駆動指令出力もロウア
クティブである。そして、トランジスタＴｒ３は点火用
トランジスタＴｒ１　の駆動用のトランジスタであり、
トランジスタＴｒ４　，Ｔｒ５　，　Ｔｒ６　は安全用
トランジスタＴｒ２　の駆動用トランジスタである。

【００６４】２）付加回路１６の構成 ゲートＧ１は、入力および出力否定型の２入力ＡＮＤゲ
ートであり、該ゲートＧ１の一方の入力は前記Ａ点に接
続し、他方の入力は図中のＢ点、すなわち制御回路９の
点火用トランジスタＴｒ１　の制御指令出力に接続する
。

【００６５】他方、ゲートＧ１の出力によってトランジ
スタＴｒ７　のＯＮ／ＯＦＦを制御し、該トランジスタ
Ｔｒ７　は安全用トランジスタＴｒ２　を駆動するトラ
ンジスタＴｒ４　のベース・エミッタ間をＯＮ／ＯＦＦ
する。すなわち、トランジスタＴｒ７　がＯＮの場合は
トランジスタＴｒ４　はＯＦＦとなり、トランジスタＴ
ｒ７　がＯＦＦの場合はトランジスタＴｒ４　はＯＮと
なる。

【００６６】（２）作動 通常、制御回路９の制御指令出力はＨレベルであり、そ
の為、駆動トランジスタＴｒ３　はＯＦＦとなり、点火
用トランジスタＴｒ１　もＯＦＦ状態である。また、駆
動トランジスタＴｒ６　もＯＦＦであり、その結果、縦
列に接続した駆動トランジスタＴｒ５　，　Ｔｒ４　も
ＯＦＦであり、安全用トランジスタＴｒ２　はＯＮ状態
となる。また、ゲートＧ１の出力はＨレベルを保持する
ことになる。

【００６７】尚、抵抗　Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５　コンデンサ
　Ｃ１　は積分型の遅延回路１７であり、制御回路９の
駆動指令を一時的に保持する役目を有している。すなわ
ち、衝突の衝撃で制御回路９が損傷を受けて作動を停止
しても、安全用トランジスタＴｒ２　が衝突前の状態を
暫くの間保持できるようにしている。

【００６８】１）基本的作動 衝突の衝撃で点火用加速度センサ３および安全用加速度
センサ４がＯＮし、スクイブ２が点火してエアバッグ１
が膨れ上がる。

【００６９】２）点火用加速度センサ３が作動しない場
合自動車が斜めに衝突した場合や点火用加速度センサ３
が故障して該点火用加速度センサ３が作動しない場合で
も、制御回路９が加速度センサ８の加速度測定結果から
衝突を判定し、図中Ｂ点に示す駆動指令出力をＬレベル
にして点火用トランジスタＴｒ１　をＯＮする。すなわ
ち、スクイブ２を点火してエアバッグ１を膨れ上がらせ
る。 もちろんこの時、安全用加速度センサ４は作動してＯＮ
している。

【００７０】３）点火用加速度センサ３または点火用ト
ランジスタＴｒ１が短絡故障した場合 この場合は、制御回路９は、　Ａ／Ｄ変換器６ａの通知
結果から図中Ａ点の電位がグランド電位となったことを
知り、点火用加速度センサ３または点火用トランジスタ
Ｔｒ１　が短絡故障したと判定する。

【００７１】そして、図中Ｄ点に示す駆動指令出力をＬ
レベルにする。したがって、駆動トランジスタＴｒ６　
がＯＮとなり、その結果、縦列に接続した駆動トランジ
スタＴｒ５，　Ｔｒ４　もＯＮとなり、安全用トランジ
スタＴｒ２　はＯＦＦ状態となる。したがって、僅かな
衝撃で安全用加速度センサ４がＯＮしてもスクイブ２が
点火されることは無い。

【００７２】しかし、制御回路９が加速度センサ８の加
速度測定結果から衝突を判定した場合、該制御回路９は
図中Ｂ点に示す駆動指令出力をＬレベルにして点火用ト
ランジスタＴｒ１　をＯＮしようとする。だが、点火用
トランジスタＴｒ１　がＯＮしても、安全用トランジス
タＴｒ２　がＯＦＦ状態であるかぎりスクイブ２は点火
しない。

【００７３】ところが同時点において、ゲートＧ１の図
中Ａ点に接続されたゲート入力はグランド電位すなわち
Ｌレベルである。また、図中Ｂ点に接続されたゲート入
力もＬレベルである。したがって、ゲートＧ１の出力は
ＬレベルとなりトランジスタＴｒ７がＯＮする。

【００７４】そのため、駆動トランジスタＴｒ４　はＯ
ＦＦとなり安全用トランジスタＴｒ２　がＯＮする。す
なわち、スクイブ２に電流が流れて点火され、エアバッ
グ１が膨れ上がる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように本発明のエアバッグのフェ
イルセーフシステムによれば、点火用加速度センサや点
火用トランジスタが短絡故障した場合であっても、車両
が衝突の衝撃を受けた場合にはエアバッグが膨れ上がり
、搭乗員の安全を確保することができる。しかも、僅か
な衝撃で不要にエアバッグが膨れ上がることも無い。

【００７６】そのため、前記故障を修理するまでの間に
衝突事故を起こしたとしても、エアバッグは正常に作動
する。すなわち、極めて安全性の高いフェイルセーフシ
ステムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本原理を説明するブロック図である
。

【図２】実施例を説明する回路図である。

【図３】エアバッグのフェイルセーフシステムを説明す
るブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ　　　　　　　　　　　　エアバッグ２，２ａ
　　　　　　　　　　　　スクイブ（点火手段）３，３
ａ　　　　　　　　　　　　点火用加速度センサ（トリ
ガ用加速度センサ） ４，４ａ　　　　　　　　　　　　安全用加速度センサ
５，７　　　　　　　　　　　　　駆動回路６　　　　
　　　　　　　　　　短絡検知回路６ａ　　　　　　　
　　　　　　　　Ａ／Ｄ変換器８，８ａ　　　　　　　
　　　　　指令用の加速度センサ９　　　　　　　　　
　　　　　制御回路１０，１０ａ　　　　　　　　　　
ＥＣＵ（Ｅｉｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　
Ｕｎｉｔ）１１　　　　　　　　　　　　　　点火用ス
イッチング手段（トリガ用スイッチング手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　衝突等に際して急激な衝撃が車両に加
   わった場合に、急速に膨れ上がって搭乗員に与える衝撃
   を吸収し、人命を保護するエアバッグのフェイルセーフ
   システムであって、エアバッグ（１ａ）の点火手段（２
   ａ）に電源（ＢＡＴ）　から駆動電流を供給することに
   よって膨れ上がるエアバッグ（１ａ）と、前記エアバッ
   グ（１ａ）の点火手段（２ａ）に直列に接続してあり、
   急激な衝撃が加わった場合にＯＮするトリガ用加速度セ
   ンサ（３ａ）と、前記トリガ用加速度センサ（３ａ）に
   並列に接続してあり、制御手段（１３）の指令に基づい
   てＯＮするトリガ用スイッチング手段（１１）と、前記
   エアバッグ（１ａ）の点火手段（２ａ）に直列に接続し
   てあり、前記トリガ用加速度センサ（３ａ）よりも小さ
   い衝撃でＯＮする安全用加速度センサ（４ａ）と、前記
   エアバッグ（１ａ）の点火手段（２ａ）およびトリガ用
   加速度センサ（３ａ）、安全用加速度センサ（４ａ）に
   直列に接続してあり、制御手段（１３）の指令に基づい
   てＯＦＦする安全用スイッチング手段（１２）と、制御
   手段（１３）へ加速度の値を通知する指令用加速度セン
   サ（８ａ）と、前記指令用加速度センサ（８ａ）の通知
   に基づいて、その検知した加速度が予め決めた所定の値
   を越えた場合に前記トリガ用スイッチング手段（１１）
   をＯＮする指令を出すとともに、前記トリガ用加速度セ
   ンサ（３ａ）およびトリガ用スイッチング手段（１１）
   の短絡故障を検知し、該故障が発生した場合に安全用ス
   イッチング手段（１２）をＯＦＦする指令を出す制御手
   段（１３）と、を備えたエアバッグのフェイルセーフシ
   ステムにおいて、前記トリガ用加速度センサ（３ａ）お
   よびトリガ用スイッチング手段（１１）の短絡故障を検
   知する短絡検知手段（１４）と、前記トリガ用加速度セ
   ンサ（３ａ）およびトリガ用スイッチング手段（１１）
   が短絡故障している場合に、前記制御手段（１３）がト
   リガ用スイッチング手段（１１）をＯＮする指令に同期
   して安全用スイッチング手段（１２）をＯＮする同期駆
   動手段（１５）と、を備えて成ることを特徴とするエア
   バッグのフェイルセーフシステム。