JPH08113104A - 起爆素子着火装置 - Google Patents

起爆素子着火装置

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JPH08113104A
JPH08113104A JP25204394A JP25204394A JPH08113104A JP H08113104 A JPH08113104 A JP H08113104A JP 25204394 A JP25204394 A JP 25204394A JP 25204394 A JP25204394 A JP 25204394A JP H08113104 A JPH08113104 A JP H08113104A
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正樹 小原
Hiroshi Nishimura
浩 西村
Masayuki Tanabe
真幸 田辺
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 起爆素子とスイッチング素子の診断を簡単化
する。 【構成】 スイッチング素子Qd,Qaとともにバッテ
リ電源4に直列的に接続された起爆素子2d,2aに着
火電流に満たない規定の診断電流が通電されるよう、C
PU12がスイッチング素子Qd,Qaの導通状態を制
御するとともに、診断電流の通電により起爆素子2d,
2aに生ずる電圧降下から起爆素子2d,2aの抵抗値
Rd,Raを割り出し、該抵抗値Rd,Raが規定の許
容範囲内に含まれない場合に異常判定を下す。複雑な電
流制限回路7d,7a等を用いることなく、起爆素子2
d,2a及びスイッチング素子Qd,Qaの診断が可能
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エアバッグの展開トリ
ガである起爆素子を安全裏に診断できるようにした起爆
素子着火装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両衝突時に乗員保護を図るエアバッグ
装置は、運転席側と助手席側の両方にエアバッグを装備
するものが増えており、両席側とも車両が衝撃を受けた
ときに接点を閉じる一対の衝撃センサによりスクウィブ
と呼ばれる起爆素子に所定の電流すなわち着火電流を通
電して起爆させ、ガス圧力等によりエアバッグを瞬時に
展開させる構成とされている。
【0003】図3に示す従来の起爆素子着火装置1は、
運転席側と助手席側にそれぞれ組み込まれたエアバッグ
(図示せず)を起爆展開させるための2個の起爆素子2
d,2aを有する。起爆素子2d,2aは、回り込み防
止用ダイオードDd,Daと衝撃感知センサ3を介して
バッテリ電源4とバックアップ電源5に接続されてお
り、バッテリ電源4とバックアップ電源5のどちらから
も着火電流が通電できるよう構成されている。バックア
ップ電源5は、衝突発生時にバッテリ電源4をバックア
ップするものであり、放電用ダイオードD0と充電抵抗
R0の並列接続回路にバックアップコンデンサC0を接
続して構成され、バッテリ電源4の出力端に設けたダイ
オードDと衝撃感知センサ3の接続点に接続してある。
また、起爆を招くことのない低レベルの診断電流を通電
して起爆素子2d,2a等を異常診断するため、ここで
は3端子レギュレータ6からなる直流電源回路がダイオ
ードDsを介してバッテリ電源4に接続してあり、3端
子レギュレータ6の出力端子を抵抗Rを介してダイオー
ドDd,Daと衝撃感知センサ3の接続点に接続してあ
る。図示の3端子レギュレータ6は、入・出力端子間に
接続したトランジスタQrのエミッタ電圧すなわち出力
電圧Vccを、抵抗R1,R2により分圧して誤差増幅
器6aの反転入力端子に印加し、誤差増幅器6aの非反
転入力端子に接続したツェナーダイオードDzの降伏電
圧VzとR2Vo/(R1+R2)との誤差電圧が零と
なるよう、誤差増幅器6aの出力をトランジスタQrの
ベースに帰還する構成であり、これによりバッテリ電源
4の出力電圧Vbが12V前後で変動しようとも、常に
5Vの一定電圧Vccを出力することができる。
【0004】7d,7aは、起爆素子2d,2aの低電
圧側を接地する電流制限回路であり、起爆素子2d,2
aに流れる診断電流を不着火電流に抑えるとともに、衝
突発生時には電流制限を施した着火電流を流す働きをす
る。例えば、運転席側の電流制限回路7dの場合、起爆
素子2dに対し互いに並列に接続した診断抵抗Rd2と
トランジスタQd1を電流制限抵抗Rd3を介して接地
するとともに、誤差増幅器8の比較入力端子に接続して
ある。誤差増幅器8の基準入力端子には診断用微小電流
に対応する小電圧Esと着火電流に対応する大電圧El
とが、それぞれ診断時と非診断時とに選択的に印加さ
れ、誤差増幅器7に帰還されたトランジスタQd1のソ
ース電圧と基準電圧との誤差電圧が、トランジスタQd
1のゲートに印加される。トランジスタQd1のゲート
は、外部指令をベースに受けるトランジスタQd2によ
り接地してあるため、診断時又は衝突発生時にトランジ
スタQd2を非導通とすると、トランジスタQd1はソ
ース電圧を基準電圧に一致させるよう誤差増幅器8の出
力により駆動され、ソース電圧が固定されることで抵抗
Rd4を介して流れるドレイン電流は定電流化される。
例えば、診断時には、誤差増幅器8の比較入力端子に小
電圧Esが印加されるため、起爆素子2dを流れる診断
電流は、起爆素子2dを着火させないよう数10mA程
度に抑制され、抵抗値が数Ωの起爆素子2d,2aの両
端には数10mVの電位差が発生する。このため、例え
ば起爆素子2d,2aの両端電位差を検出するコンパレ
ータ9の出力から、起爆素子2d,2aのショートやオ
ープンの有無を診断することができ、同時にまたトラン
ジスタQa,Qdの動作確認もなされる。
【0005】一方、診断後は、誤差増幅器8の基準入力
端子の印加電圧は、着火電流に対応する大電圧Elに切
り替えられる。このため、衝突が発生し、比較的低周波
の震動を感知して衝撃感知センサ3が閉じ、同時にまた
トランジスタQd2が非導通とされると、例えば運転席
側エアバッグの場合、衝撃感知センサ3から起爆素子2
dを通り、さらにトランジスタQd1と抵抗Rd3を通
ってバッテリ電源4から着火電流が流れ、起爆素子2d
の着火起爆とともにエアバッグが膨張して緩衝機能を果
たす。また、衝突の発生とともに仮にバッテリ電源4と
ダイオードD2のアノードを結ぶ給電線路が切断されて
しまった場合でも、バックアップ電源5がバッテリ電源
4に代わって給電するので、必要な着火電流が確保でき
るようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の起爆素子着
火装置1は、衝撃感知センサ3と起爆素子2d,2a
を、電流制限回路7d,7aとともにバッテリ電源4に
直列的に接続して着火回路10が構成されているが、診
断時に起爆素子2d,2aに対して着火に至らない安全
な診断電流を通電する上で、3端子レギュレータ6とそ
の定電圧出力を電流制限する電流制限回路7d,7aが
不可欠であり、特に電流制限回路7d,7aの回路構成
が複雑で部品点数も多く、信頼性を確保するためにさら
なる故障診断回路を付加する必要があるなど、コスト面
でも問題を抱えるものであった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したものであり、衝撃を感知して閉成する衝撃感知セ
ンサと着火電流を通電されて起爆する起爆素子と衝突に
より導通させられるスイッチング素子とがバッテリ電源
に直列的に接続された着火回路と、前記衝撃感知センサ
に並列接続され、前記バッテリ電源の出力電圧を一定電
圧に制御する直流電源回路と、前記起爆素子に着火電流
に満たない規定の診断電流が通電されるよう、前記スイ
ッチング素子の導通状態を制御するとともに、該診断電
流の通電により前記起爆素子に生ずる電圧降下から該起
爆素子の抵抗値を割り出し、該抵抗値が規定の許容範囲
内に含まれない場合に異常判定を下す診断手段とを具備
することを特徴とするものである。
【0008】また、本発明は、診断手段が、前記スイッ
チング素子が前記着火電流に満たない診断電流を通電す
るのに必要な導通制御データと、前記診断電流により前
記起爆素子に生ずる電圧降下の許容範囲データとが格納
されたメモリと、該メモリを読み出し制御し、前記診断
電流の通電及び前記異常判定を実行するCPUとを含む
こと、さらにCPUが、異なる導通制御データを用いて
前記スイッチング素子の導通状態を可変し、前記診断抵
抗に生ずる電圧降下が前記各導通制御データに対応する
ものであるか否かを判定して前記スイッチング素子を診
断すること等を、他の特徴とするものである。
【0009】さらに、本発明は、前記衝撃感知センサの
閉成時に作動し、前記起爆素子の端子電圧を前記診断手
段の許容安全値に分圧して前記診断手段に印加する分圧
回路を具備することを、他の特徴とするものである。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図1,2を
参照して説明する。図1は、本発明の起爆素子着火装置
の一実施例を示す回路構成図、図2は、図1に示したC
PUによる診断動作を説明するためのフローチャートで
ある。
【0011】図1に示す起爆素子着火装置11は、起爆
素子診断用に設けていた従来の電流制限回路7d,7a
を廃止し、その代わりに着火指令と診断指令によって導
通するスイッチング素子であるトランジスタQd,Qa
を用いるとともに、各トランジスタQd,QaがCPU
12からの指令に応答して起爆素子2d,2aに所要の
診断電流或いは着火電流を通電する構成としてある。実
施例の場合、着火回路20は、衝撃感知センサ3と起爆
素子2d,2aとスイッチング素子Qd,Qaとがバッ
テリ電源4に直列的に接続されて構成されており、従来
の着火回路10のような電流制限回路7d,7a等を必
要としないだけに回路構成は簡単であり、安価に製造す
ることができる。
【0012】CPU12が必要とする着火電流と診断電
流に必要なゲート電圧に関する導通制御データは、メモ
リ12に前以て格納してあり、CPU12は必要に応じ
てメモリ13からこれらの導通制御データを読み出し、
DA変換出力ポートにゲート抵抗Rdg,Ragを介し
て接続されたトランジスタQd,Qaに所要のゲート電
圧を印加し、診断時と起爆時にそれぞれ所定のドレン電
流を通電する。また、診断用に各起爆素子2d,2aの
両端から診断電圧Vdu,Vdl及びVau,Valを
取り込む必要があるが、診断時と起爆時の印加電圧の違
いを考慮し、診断時には分圧動作を行わず、起爆時にの
み分圧動作を行う構成の分圧回路14を介して、起爆素
子2d,2aの両端をそれぞれCPU12のAD変換入
力ポートに接続してある。この分圧回路14は、起爆素
子2d,2aの一端をCPU12に直列接続する抵抗R
xと、抵抗RxとCPU12との間を接地する互いに直
列の抵抗Ry及びトランジスタQsからなり、CPU1
2が起爆時にだけトランジスタQsを導通させてRy/
(RX+Ry)なる分圧比をもって端子電圧を許容安全
値に分圧する。これにより、CPU12に対しバッテリ
電源4の出力電圧(約12V)が直接印加されてCPU
12が破壊されないよう配慮してある。
【0013】起爆素子2d,2aを診断する場合、起爆
素子2d,2aには着火電流に満たない安全な診断電流
Id,Iaを通電することが絶対条件となる。このた
め、CPU12は、まず図2に示すステップ(101)
において、メモリ13内に格納された診断に必要な導通
制御データすなわちゲート電圧を読み出す。メモリ13
からディジタルデータの形で読み出されたゲート電圧
は、CPU12のDA変換ポートにおいてアナログのゲ
ート電圧に変換され、ゲート抵抗Rdg,Ragを介し
て各トランジスタQd,Qaのゲートに印加される。各
トランジスタQd,Qaのゲートに印加されたゲート電
圧に応じて流れるドレン電流Id,Iaは、着火電流に
満たない10mA程度の安全な診断電流であり、この診
断電流Id,Iaは既知である。従って、各起爆素子2
d,2aの両端にかかる電圧ΔVd,ΔVaが判明すれ
ば、この電圧を診断電流で除して起爆素子2d,2aの
抵抗値Rd,Raが特定され、特定された抵抗値から起
爆素子2d,2aを異常診断することができる。
【0014】実施例の場合、診断時にはトランジスタQ
sは非導通であり、分圧回路14は非作動であるため、
起爆素子2d,2a両端の電圧Vdu,Vdl及びVa
u,ValはそのままCPU12に取り込まれ、従って
各起爆素子2d,2aにおいて生ずる電圧降下ΔVd,
ΔVaは、 ΔVd=Vdu−Vdl ΔVa=Vau−Val となる。このため、ステップ(102)に示したよう
に、起爆素子の抵抗値Rd,Raは、 Rd=(Vdu−Vdl)/Id Ra=(Vau−Val)/Ia として求まる。
【0015】前述のごとく、メモリ13には、起爆素子
2d,2aの抵抗値Rd,Raの許容範囲を定めるデー
タが格納されているため、現実の起爆素子2d,2aの
抵抗値Rd,Raが判明した後、ステップ(103)に
示したように、CPU12はこれらの抵抗値Rd,Ra
が許容上限と許容下限に挟まれた許容範囲内にあるか否
かを判定する。判定の結果、仮に抵抗値Rd,Raが許
容範囲内にあることが判明した場合は、後述するトラン
ジスタQd,Qaのための診断ステップに移行するが、
許容範囲を逸脱していることが判明した場合には、ステ
ップ(104)において警報を発するなどして異常を報
知する。
【0016】上記起爆素子2d,2aの診断は、トラン
ジスタQd,Qaがゲート電圧に応じて正規に作動し、
診断電流としてゲート電圧に対応する所要のドレン電流
を通電していることが前提であり、トランジスタQd,
Qaが誤動作している場合は、起爆素子2d,2aの診
断自体が無効となってしまう。そこで、CPU12は、
トランジスタQd,Qaが正常に作動していることを確
認するため、着火電流に満たない診断電流だけを通電す
るという前提に基づいて、ステップ(105)におい
て、トランジスタQd,Qaのゲート電圧を増減し、起
爆素子2d,2aの両端電圧ΔVd,ΔVaの対応変化
を診断する。その結果、例えばゲート電圧を減少させて
ドレン電流を増大させたにも拘わらず両端電圧ΔVd,
ΔVaが増大しない場合、或いはゲート電圧を増大させ
てドレン電流を減少させたにも拘わらず両端電圧ΔV
d,ΔVaが減少しない場合は、判断ステップ(10
6)に続くステップ(107)において、トランジスタ
Qd,Qa自体に異常があるものとして、警報を発する
などして異常を報知する。また、異なる2以上のゲート
電圧と各ゲート電圧に対するドレン電流の対応関係は、
トランジスタQd,Qaに固有のゲート電圧−ゲート電
流特性に則ったものでなければならず、診断の結果この
ドレン電圧−ドレン電流特性に合致することが裏付けら
れた場合は、着火に必要なドレン電流を発生させるゲー
ト電圧に対してもトランジスタQd,Qaが正常に動作
する確証が得られることになる。
【0017】一方、トランジスタQd,Qaが異常ない
ことが確認された場合は、既に実行した起爆素子2d,
2aに関する診断も正しいことが裏付けられるため、こ
れまでの異常診断を終えて診断ルーチンからメインルー
チンに戻る。なお、メインルーチンに戻る前に、診断に
より得られた起爆素子2d,2aの抵抗値Rd,Raを
メモリ13内に格納しておき、次回診断時に得られる抵
抗値との比較参照に供することもできる。その場合、次
回以降行われる診断のつど起爆素子2d,2aの抵抗値
Rd,Raに極端な変化が見られないがどうか確認する
ことにより、起爆素子2d,2aの抵抗値履歴に則った
より緻密な診断が可能となる。
【0018】このように、起爆素子着火装置11によれ
ば、衝突発生時に導通して起爆素子2d,2aに着火電
流を通電するスイッチング素子2d,2aに対し、複雑
な電流制限回路7d,7a等を用いることなく、着火電
流に満たない安全な診断電流を通電することができ、ス
イッチング素子Qd,Qaを流れる診断電流の大きさを
決める導通状態は、ゲート電圧に応じて正確に制御でき
るため、CPU12の働きにより正確かつ安全に診断が
可能である。また、衝撃感知センサ3が閉成することで
バッテリ電源4から直接起爆素子2d,2aに着火電流
が供給される起爆時には、CPU12はスイッチング素
子Qd,QaとともにトランジスタQsも閉成させるた
め、起爆素子2d,2aの端子電圧は分圧回路14によ
り分圧されてCPU12に印加される。従って、衝撃感
知センサ3の作動とともに許容安全値を越える大電圧に
よりCPU12が破壊される虞れはない。
【0019】また、スイッチング素子Qd,Qaの導通
制御に必要な導通制御データは、起爆素子2d,2aを
含む着火回路20の設計仕様に合わせてメモリ13に格
納されているため、スイッチング素子Qd,Qaを所要
の導通制御データ従って制御することがそのまま電流制
限の要求に応えることになり、従って電流制限のための
特別な工夫は不要であり、さらにまた診断電流を通電し
たときに起爆素子2d,2aに生ずる電圧降下ΔVd,
ΔVaから異常判定するのに必要な許容範囲データもメ
モリ13に格納されているため、演算により割り出され
た抵抗値Rd,Raを許容範囲データと比較することに
より、正確かつ確実に診断できる。
【0020】さらに、CPU12が、異なる導通制御デ
ータを用いてスイッチング素子Qd,Qaの導通状態を
可変し、起爆素子2d,2aに生ずる電圧降下ΔVd,
ΔVaが各導通制御データに対応するものであるか否か
を判定してスイッチング素子Qd,Qaを診断する構成
としたから、起爆素子2d,2aの診断を根底で支える
スイッチング素子Qd,Qa自体の異常の有無を、起爆
素子2d,2aを着火させない範囲でスイッチング素子
Qd,Qaの導通状態を可変することにより、簡単かつ
確実に判定することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スイッ
チング素子とともにバッテリ電源に直列的に接続された
起爆素子に着火電流に満たない規定の診断電流が通電さ
れるよう、診断手段がスイッチング素子の導通状態を制
御するとともに、診断電流の通電により起爆素子に生ず
る電圧降下から起爆素子の抵抗値を割り出し、該抵抗値
が規定の許容範囲内に含まれない場合に異常判定を下す
構成としたから、衝突発生時に導通して起爆素子に着火
電流を通電するスイッチング素子に対し、複雑な電流制
限回路を用いることなく、着火電流に満たない安全な診
断電流を通電することができ、スイッチング素子を流れ
る診断電流の大きさを決める導通状態は、ベース電流や
ゲート電圧といった導通制御データに応じて正確に制御
できるため、診断手段の働きにより正確かつ安全に診断
が可能である等の優れた効果を奏する。
【0022】また、本発明は、スイッチング素子が着火
電流に満たない診断電流を通電するのに必要な導通制御
データと、診断電流により起爆素子に生ずる電圧降下の
許容範囲データとが格納されたメモリと、このメモリを
読み出し制御し、診断電流の通電及び異常判定を実行す
るCPUとで診断手段を構成したから、スイッチング素
子の導通制御に必要な導通制御データは、起爆素子を含
む着火回路の設計仕様に合わせてメモリに格納され、従
ってスイッチング素子を所要の導通制御データ従って制
御することがそのまま電流制限の要求に応えることにな
るため、電流制限のための特別な工夫は不要であり、さ
らにまた診断電流を通電したときに起爆素子に生ずる電
圧降下から異常判定するのに必要なデータもメモリに格
納されているため、演算により割り出された抵抗値をデ
ータと比較することにより、正確かつ確実に診断できる
等の効果を奏する。
【0023】さらに、CPUが、異なる導通制御データ
を用いてスイッチング素子の導通状態を可変し、起爆素
子に生ずる電圧降下が各導通制御データに対応するもの
であるか否かを判定してスイッチング素子を診断する構
成としたから、起爆素子の診断を根底で支えるスイッチ
ング素子自体の異常の有無を、起爆素子を着火させない
範囲でスイッチング素子の導通状態を可変することによ
り、簡単かつ確実に判定することができ、また異なる2
以上の導通制御データと各導通制御データに対する診断
電流の対応関係は、スイッチング素子に固有の特性に則
ったものでなくてはならないので、診断の結果スイッチ
ング素子の動作が固有特性を満たすことが判った場合
は、診断時には流すことのできなかった着火電流を流す
のに必要な導通制御データに対してもスイッチング素子
が正常に動作する確証が得られることになり、きめ細か
な診断が可能である等の効果を奏する。
【0024】また、衝撃感知センサが閉成することでバ
ッテリ電源から直接起爆素子に着火電流が供給される起
爆時には、分圧回路が作動し、起爆素子の端子電圧を分
圧して診断手段に印加するため、診断手段が許容安全値
を越える大電圧により破壊されるといった不都合を未然
に防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の起爆素子着火装置の一実施例を示す回
路構成図である。
【図2】図1に示したCPUの動作を説明するためのフ
ローチャートである。
【図3】従来の起爆素子着火装置の一例を示す回路構成
図である。
【符号の説明】
2d,2a 起爆素子 3 衝撃感知センサ 4 バッテリ電源 6 直流電源回路(3端子レギュレータ) 11 起爆素子着火装置 12 診断手段(CPU) 13 診断手段(メモリ) 14 分圧回路 20 着火回路 Qd,Qa スイッチング素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 真幸 大阪府大阪市中央区城見一丁目4番24号 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衝撃を感知して閉成する衝撃感知センサ
    と着火電流を通電されて起爆する起爆素子と衝突により
    導通させられるスイッチング素子とがバッテリ電源に直
    列的に接続された着火回路と、前記衝撃感知センサに並
    列接続され、前記バッテリ電源の出力電圧を一定電圧に
    制御する直流電源回路と、前記起爆素子に着火電流に満
    たない規定の診断電流が通電されるよう、前記スイッチ
    ング素子の導通状態を制御するとともに、該診断電流の
    通電により前記起爆素子に生ずる電圧降下から該起爆素
    子の抵抗値を割り出し、該抵抗値が規定の許容範囲内に
    含まれない場合に異常判定を下す診断手段とを具備する
    ことを特徴とする起爆素子着火装置。
  2. 【請求項2】 前記診断手段は、前記スイッチング素子
    が前記着火電流に満たない診断電流を通電するのに必要
    な導通制御データと、前記診断電流により前記起爆素子
    に生ずる電圧降下の許容範囲データとが格納されたメモ
    リと、該メモリを読み出し制御し、前記診断電流の通電
    及び前記異常判定を実行するCPUとを含むことを特徴
    とする請求項1記載の起爆素子着火装置。
  3. 【請求項3】 前記CPUは、異なる導通制御データを
    用いて前記スイッチング素子の導通状態を可変し、前記
    診断抵抗に生ずる電圧降下が前記各導通制御データに対
    応するものであるか否かを判定して前記スイッチング素
    子を診断することを特徴とする請求項2記載の起爆素子
    着火装置。
  4. 【請求項4】 前記衝撃感知センサの閉成時に作動し、
    前記起爆素子の端子電圧を前記診断手段の許容安全値に
    分圧して前記診断手段に印加する分圧回路を具備するこ
    とを特徴とする請求項1記載の起爆素子着火装置。
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