JPH07137600A

JPH07137600A - 乗員保護装置

Info

Publication number: JPH07137600A
Application number: JP29101093A
Authority: JP
Inventors: Haruka Hayashi; 治可林; Yasuo Saito; 泰男斉藤; Satoshi Yoshida; 聡吉田; Atsushi Shibata; 淳柴田
Original assignee: Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、車両の衝突時等にエアバッグを展
開させて乗員を保護する乗員保護装置に関し、エアバッ
グ展開用電流を充電するコンデンサの診断を、簡単な回
路構成で実現することを目的とする。【構成】コンデンサに電流供給が開始されてから、コ
ンデンサへ供給される電圧が所定値を下回るまでの時間
を計測するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両等に備えられ、
車両の衝突時等にエアバッグを展開させて乗員を保護す
る乗員保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の乗員保護装置としては、例
えば図５に示すようなものがある。図５において、１は
エアバッグを展開するための駆動用電源回路である。こ
の駆動用電源回路１は、車載バッテリ１−１，イグニッ
ションスイッチ１−２，ＤＣ／ＤＣコンバータ１−３，
逆流防止用ダイオード１−４，１−５，１−６で構成さ
れている。

【０００３】６はＭＰＵ６−１を備えた処理回路（診断
回路）１０及び記憶部１２とからなるマイコンである。
１２はマイコン６とデータの授受を行なう記憶部であ
る。２１は放電用ダイオードである。

【０００４】３はエアバッグ展開用電源となる容量Ｃ₁
のコンデンサであり、このコンデンサ３は、蓄積する電
荷により、車両衝突時の車載バッテリ１−１をバックア
ップするものである。又、このコンデンサ３は、ＤＣ／
ＤＣコンバータ１−３の出力電圧Ｖ₀が抵抗２（抵抗値
Ｒ₂）を通じて充電されるようになっている。又、この
出力電圧Ｖ₀は、処理回路１０に電源モニタ入力として
供給されている。コンデンサ３の一端は、スイッチング
トランジスタ（Ｔｒ）２１のコレクタに抵抗２４（抵抗
値Ｒ₂₄）を介して接続され、このトランジスタ２１のベ
ースには、処理回路１０より制御信号が加えられるよう
になっている。コンデンサ３の端子電圧は抵抗２５（抵
抗値Ｒ₂₅），抵抗２６（抵抗値Ｒ₂₆）で分圧され、図の
Ａ点で分圧された電圧は、コンパレータ２２，２３の各
一方の入力に加えられている。

【０００５】又、出力電圧Ｖ₀は、抵抗２７（抵抗値Ｒ
₂₇），抵抗２８（抵抗値Ｒ₂₈），抵抗２９（抵抗値
Ｒ₂₉）で分圧され、分圧された１つの電圧Ｖ₁は、コン
パレータ２２の他方の入力端子に基準電圧として加えら
れている。コンパレータ２３のＢ点に現れる出力及びコ
ンパレータ２２のＣ点に現れる出力は、処理回路１０に
供給されてコンデンサ３の容量Ｃ₁をチェックするのに
用いられる。

【０００６】次に作用を説明する。イグニッションスイ
ッチ１−２がオンになると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１−
３より出力電圧Ｖ₀が得られ、この出力電圧Ｖ₀によ
り、コンデンサ３は抵抗２を通じてＣ₁Ｒ₂の時定数で
充電される。これによってコンデンサ３の端子電圧はＶ
₀×（１−ｅ^-t/c1r ¹)の電圧波形となり、Ａ点の出力波
形がコンデンサ３の充電に伴って図６のように上昇す
る。

【０００７】それと共に、コンパレータ２２，２３の各
他方の入力端子には基準電圧Ｖ₁Ｖ₂が加えられる。そ
れによって、まず、Ａ点の出力波形が図６のようにａ点
でＶ₂に達すると、コンパレータ２３の出力波形Ｂ点が
「Ｈ」レベルとなる。

【０００８】次いで、Ａ点の出力波形がｂ点でＶ₁に達
すると、コンパレータ２２の出力波形Ｃ点が「Ｈ」レベ
ルとなる。これによって処理回路１０よりトランジスタ
２１のベースに制御信号が送られ、このトランジスタ２
１がオンとなる。

【０００９】このため、コンデンサ３の電荷が、抵抗２
４及びトランジスタ２１を通じて放電され、Ａ点の出力
波形が下降する。そして、図６のｃでＶ₁となると、ｃ
点の出力波形が「Ｌ」レベルに反転し、次いで、ｄ点で
Ｖ₂になるとＢ点の出力波形も「Ｌ」レベルに反転す
る。

【００１０】処理回路１０は、このｃ点からｄ点までの
放電時間ｔを測定し、このｔに基づいて下記の演算を行
なうことにより、コンデンサ３の容量Ｃ₁を演算する。
なお、Ｖ₃は、エアバッグの展開に必要な電圧より大き
い値に選ばれている。

【００１１】

【数１】

【００１２】上記（１）式で求められた容量Ｃ₁が所定
の範囲内であれば、処理回路１０はトランジスタ２１を
オフと成し、チェックを終了する。この後、コンデンサ
３は、再び充電されて、エアバックの展開に整える。
又、コンデンサ３の劣化等により、容量Ｃ₁が所定の範
囲内に無い場合は、警報等の何らかの表示が成される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の乗員保護装置にあっては、複数のコンパレータ又は
複数のコンパレータを内蔵した高価なマイコンが必要と
なる。更に、マイコンは、コンパレータからのデジタル
信号を演算するため、高機能なものが必要となる。この
ため、装置が高価なものになってしまうなどの問題点が
あった。

【００１４】請求項１の発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、コンパレータを使用せ
ずに、簡単な回路構成でコンデンサを診断できる乗員保
護装置を得ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る乗
員保護装置は、コンデンサに電圧供給が開始されてか
ら、コンデンサへ供給される電圧がしきい値を下回るま
での時間を計測するようにしたものである。

【００１６】又、請求項２の発明は、各コンデンサに電
圧供給がなされると、各コンデンサの電圧を比較して、
その電圧差が所定値を割るまでの時間を計測し、この時
間を基にコンデンサの良否を判定するようにしたもので
ある。

【００１７】

【作用】請求項１の発明における乗員保護装置は、コン
デンサへ供給される電圧がしきい値を下回ると所定信号
の出力を絶つ電圧比較手段と、コンデンサに電流供給が
開始されてから、先の供給電圧がしきい値を下回るまで
の時間を計測する診断手段とを備えたことにより、コン
パレータを使用せずともコンデンサ容量が測定され、そ
の良否が判定される。

【００１８】又、請求項２の発明は、各コンデンサに電
圧供給がなされると、各コンデンサ電圧の差が所定値を
割るまでの間、所定の信号を出力する比較手段を備えた
ことにより、各コンデンサの状態が単一の出力で示され
る。

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１は、この発明の実施例１を示す回路図であ
る。まず、構成を説明すると、１は駆動用電源回路（電
源）であり、この駆動用電源回路１の駆動用電流出力端
子は、コンデンサ３の一端に抵抗（抵抗値Ｒ₂）２を介
して接続されている。又、コンデンサ３の電源側端子
は、エアバッグ駆動用スイッチを介してエアバッグ駆動
回路にも接続されており、コンデンサ３の他方の端子は
アースされている。なお、抵抗２は、コンデンサ３への
充電電流を規制するためのものである。

【００２０】駆動用電源回路１に関しては、先に従来例
で説明した通りであるが、この駆動用電源回路１は、電
圧供給を開始すると、その旨を示す信号Ｂをマイコン
（診断手段）６へ出力するようになっている。

【００２１】又、コンデンサ３は、エアバッグ展開用電
源となる容量Ｃ₁のコンデンサであり、このコンデンサ
３は、従来例におけるものと同様に、蓄積する電荷によ
り車両衝突時の車載バッテリ１−１をバックアップする
ものである。

【００２２】４はトランジスタ（Ｔｒ，電圧比較手段）
であり、このトランジスタ４のエミッタは、駆動用電源
回路１と抵抗２との間に接続されており、ベースは、抵
抗２とコンデンサ３との間に接続されている。又、トラ
ンジスタ４のコレクタは、電圧レベル変換器（電圧切換
手段）５に接続されている。このようにして設置されて
いることにより、トランジスタ４は、コンデンサへ供給
される電圧に応じた電圧をベースに受け、この電圧が所
定値を下回ると、エミッタからの電流の導通をオフする
ようになっている。

【００２３】そして、電圧レベル変換器５は、トランジ
スタ４のオン／オフに応じて、マイコン６へ出力する電
圧レベルを変化するものである。この電圧レベル変換器
５の構成を説明すると、５１はその一端をトランジスタ
４のコレクタに接続されている抵抗であり、抵抗５１の
他方の端子は、トランジスタ５４のベースに接続されて
いる。なお、抵抗５１からトランジスタ５４への電流の
一部は、抵抗５２を介してアースされるように接続され
ている。又、トランジスタ５４のコレクタは、マイコン
用電源Ｖ_CCに抵抗５３を介して接続されていると共に、
マイコン６に接続されている。更に、トランジスタ５４
のエミッタは、アース接続されている。

【００２４】ところで、上記マイコン６は、駆動用電源
回路１から信号Ｂを受けると、電圧レベル変換器５から
の電圧レベルが上昇するまでの時間をカウントするよう
になっている。更に、マイコン６は、上記カウントで求
めた時間を基に、コンデンサ３の容量を測定し、これに
よってコンデンサ３の良否を判定するものである。

【００２５】次に作用を説明する。駆動用電源回路１が
電圧供給を開始すると、Ａ点の電圧Ａは図２のタイムチ
ャートの（４）に示すように上昇する。又、電圧供給と
同時に駆動用電源回路１からは、信号Ｂがマイコン６へ
出力され、マイコン６は、この信号Ｂにより、電圧供給
の開始を認識し、カウントを開始する。

【００２６】そして、抵抗２を介してコンデンサ３へ電
流ｉが流れ、コンデンサ３はＣ₁Ｒ₂の時定数で充電さ
れる。この充電電流ｉには、電流ｉ＝（電圧Ａ／Ｒ）×
（１−ｅ^(R2・C1)）の関係があり、時間の経過に従い減
少していく。これと共に、電流ｉに応じた電圧が、トラ
ンジスタ４のベース・エミッタ間にかかる。

【００２７】トランジスタ４のベース・エミッタ間にか
かる電圧がトランジスタ４のしきい値を上回る間、トラ
ンジスタ４はオンとなる。このため、駆動用電源回路１
からの電圧が抵抗を介してトランジスタ５４のベースへ
かかり、トランジスタ５４もオンとなり、Ｂ点の電圧Ｂ
は小さくなる。

【００２８】その後、図２に示すように、コンデンサ３
への充電電流ｉがしきい値を下回ると、トランジスタ４
のベース・エミッタ間にかかる電圧は、トランジスタ４
の作動条件を満たさなくなり、トランジスタ４はオフと
なる。この結果、トランジスタ５４もオフとなるためＢ
点の電圧Ｂは大きくなり、充電電流ｉがしきい値以下に
なったことが、マイコン６へ伝達される。なお、トラン
ジスタ４の作動条件は、Ｖ_BE(sat)≦Ｒ₂×ｉである。

【００２９】上記電圧Ｂの変化を受けると、マイコン６
は、駆動用電源回路１の電圧供給の開始から、充電電流
ｉがしきい値以下になるまでの時間を割り出す。このよ
うにして求めた時間を基に、マイコン６は、コンデンサ
３の実際の静電容量の値を求め、求めた容量が正常値で
あるかを確認する。

【００３０】なお、コンデンサ３が正常であれば、電流
ｉの波形は、図２の（２）のようになり、電圧Ｂは上昇
は、図２の（６）の示すように、電圧供給の開始から時
間ｔ₂後となる。又、コンデンサ３が劣化等により、そ
の容量が小さくなっていると、電流ｉの波形は、図２の
（１）のようになり、電圧Ｂは上昇は、図２の（５）の
示すように、電圧供給の開始から時間ｔ₁後となる。あ
るいは、コンデンサ３の容量が大きくなっていると、電
流ｉの波形は、図２の（３）のようになり、電圧Ｂは上
昇は、図２の（７）の示すように、電圧供給の開始から
時間ｔ₃後となる。

【００３１】又、本例では、駆動用電源回路１が電圧を
供給開始をしたことを伝えるために、駆動用電源回路１
が、電圧供給開始と同時にマイコン６へ信号Ｂを出力し
ているが、駆動用電源回路１とマイコン用電源Ｖ_CCの作
動を同期させて、信号Ｂの伝達を省いてもよい。

【００３２】このように、上記実施例１によれば、コン
パレータ等を用い無くても、コンデンサ容量を計測でき
る。更に、マイコンは、各コンパレータからのデジタル
信号を演算する必要が無くなるため、その演算負荷が小
さくなる。これらの結果、装置全体の構成が簡素化さ
れ、装置のコストが抑えられると共に、装置の信頼性が
向上する。

【００３３】実施例２．以下、この発明の実施例２を図
に基づいて説明する。図３は、この発明の実施例２を示
す回路図である。まず、構成を説明すると、１は駆動用
電源回路であり、この駆動用電源回路１の駆動用電流出
力端子は、逆流防止用ダイオード１１，抵抗８を介し
て、コンデンサ１３の一方の端子に接続されている。こ
れと共に、駆動用電流出力端子は、逆流防止用ダイオー
ド１２，抵抗９を介して、コンデンサ１４の一方の端子
に接続されている。又、コンデンサ１３，１４の他方の
端子は、それぞれアースに接続されている。なお、抵抗
８，９は、コンデンサ３への充電電流を規制するための
ものである。又、各コンデンサには、それぞれ異なる時
定数が与えられており、このため、電圧供給されてか
ら、各コンデンサの端子電圧が安定するまでの時間は異
なっている。

【００３４】又、１０は、コンパレータ１５，抵抗１
６，１７，マイコン用電源Ｖ_CCからなる電圧比較回路
（比較手段）であり、コンデンサ１３，１４の各抵抗側
端子は、コンパレータ１５のそれぞれの入力側端子に接
続されている。更に、コンデンサ１３，１４の各抵抗側
端子は、それぞれエアバッグ駆動用スイッチを介して、
それぞれのエアバッグ駆動回路Ａ，Ｂにも接続されてい
る。なお、コンパレータ１５の出力は、マイコン（診断
手段）７へ送られるように接続されている。このマイコ
ン７は、予め設定された規定値と、コンパレータ１５の
出力信号Ｖ₁₅の出力時間Ｔとを比較することで、コンデ
ンサ１３，１４及び抵抗８，９を診断するものである。

【００３５】次に作用を説明する。駆動用電源回路１が
電圧供給を開始すると、各抵抗を介して、それぞれのコ
ンデンサ１３，１４は充電される。すると、図４のタイ
ムチャートに示すように、コンデンサ１３，１４のコン
パレータ側端子電圧は上昇する。

【００３６】コンデンサ１３，１４からのそれぞれの端
子電圧を受けたコンパレータ１５は、これらの端子電圧
を相互比較し、その差が所定値を割るまでの間は、出力
信号Ｖ₁₅（ハイレベル信号）を出力する。

【００３７】もし、何方か一方のコンデンサに故障が発
生すると、図２に示すように、コンパレータ１５の出力
信号Ｖ₁₅の出力時間Ｔが変化する。そして、マイコン７
は、コンパレータ１５の出力信号Ｖ ₁₅の出力時間Ｔを
計測し、予め設定されている規定値と比較することで、
コンデンサ１３，１４及び抵抗８，９の故障の有無を診
断する。

【００３８】このように、上記実施例２によれば、各コ
ンデンサ１３，１４の診断を１つのコンパレータで診断
できるので、回路構成を簡略化できる。又、コンデンサ
の状態を、１入力の信号でマイコンへ伝えることができ
るため、マイコンの負荷を小さくすることができる。こ
れらの結果、装置構成を簡素でき、更に、装置のコスト
が抑えられると共に装置の信頼性が向上する。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、コンデンサに電圧供給が開始されてから、コンデン
サへ供給される電圧がしきい値を下回るまでの時間を計
測するように構成したので、装置を簡素な回路で構成す
ることができ、装置のコストを抑えることができるなど
の効果がある。

【００４０】又、請求項２の発明によれば、各コンデン
サに電圧供給がなされると、各コンデンサの電圧を比較
して、その電圧差が所定値を割るまでの時間を計測し、
この時間を基にコンデンサの良否を判定するように構成
したので、回路構成が簡略化され、装置のコストが抑え
られると共に装置の信頼性が向上するなどの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の乗員保護装置を示す回路
図である。

【図２】この発明の実施例１の作用を示す出力波形図で
ある。

【図３】この発明の実施例２の乗員保護装置を示す回路
図である。

【図４】この発明の実施例２の作用を示す出力波形図で
ある。

【図５】従来例の乗員保護装置を示す回路図である。

【図６】従来例の作用を示す出力波形図である。

【符号の説明】

１駆動用電源回路（電源）３，１３，１４コンデンサ４トランジスタ（電圧比較手段）５電圧レベル変換器（電圧切換手段）６，７マイコン（診断手段）１０電圧比較回路（比較手段）

フロントページの続き (72)発明者柴田淳埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地株式会社カンセイ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源に抵抗を介して接続されエアバッグ
展開用電流を充電するコンデンサを備えた乗員保護装置
において、エミッタが前記抵抗と電源との間に接続され
ベースが前記抵抗と前記コンデンサとの間に接続され
て、前記ベースにかかる電圧が所定値以上の間はエミッ
タとコレクタ間の導通をオンにし、前記電圧が所定値を
下回ると前記導通をオフするトランジスタと、前記トラ
ンジスタのコレクタに接続され該トランジスタがオフに
なると出力信号の電圧レベルを切り換える電圧切換手段
と、前記コンデンサに電圧供給が開始されてから、前記
電圧切換手段よりの信号の電圧レベルが切り換わるまで
の時間を計測し、この時間を基に前記コンデンサの良否
を判定する診断手段とを備えたことを特徴とする乗員保
護装置。
【請求項２】電源に接続されエアバッグ展開用電流を
充電する複数のコンデンサを備えた乗員保護装置におい
て、各コンデンサに前記電源から電圧供給がなされる
と、各コンデンサの端子電圧を受けて、これらの電圧を
比較してその電圧差が所定値を割るまでの間、所定の信
号を出力する比較手段と、前記比較手段の出力する所定
の信号の出力された時間を計測し、この時間を基に前記
コンデンサの良否を判定する診断手段とを備えたことを
特徴とする乗員保護装置。