JPH1067296A - エア・バッグ拡張システム用限流制御装置 - Google Patents
エア・バッグ拡張システム用限流制御装置Info
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- JPH1067296A JPH1067296A JP9187717A JP18771797A JPH1067296A JP H1067296 A JPH1067296 A JP H1067296A JP 9187717 A JP9187717 A JP 9187717A JP 18771797 A JP18771797 A JP 18771797A JP H1067296 A JPH1067296 A JP H1067296A
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- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
- B60R21/017—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導火線の活性化およびエア・バッグの拡張に
適した電流を生成し供給するエア・バッグ拡張システム
を提供する。 【解決手段】 エア・バッグ拡張システム（１０）は、
導火線（７４）を活性化し、エア・バッグを拡張するの
に適した電流を生成する。別個のコンデンサ（４８）が
駆動制限制御装置（５４）の回路に給電し、導火線（７
４）の点火電流を調整するＭＯＳ素子（６８）に可変電
圧駆動を供給する。スイッチ回路（３８）は、電気接続
経路を通じてコンデンサ（２２）がコンデンサ（４８）
を充電可能となるように、トランジスタ（４６）にゲー
ト電圧を供給する。導火線（７４）の点火およびエア・
バッグ拡張の間、スイッチ回路（３８）は、導火線（７
４）電流を給電するコンデンサ（２２）に蓄積された減
衰電圧と、駆動制限制御装置（５４）から導火線（７
４）への電流を調整するコンデンサ（４８）との間に電
気的絶縁を与える。
適した電流を生成し供給するエア・バッグ拡張システム
を提供する。 【解決手段】 エア・バッグ拡張システム（１０）は、
導火線（７４）を活性化し、エア・バッグを拡張するの
に適した電流を生成する。別個のコンデンサ（４８）が
駆動制限制御装置（５４）の回路に給電し、導火線（７
４）の点火電流を調整するＭＯＳ素子（６８）に可変電
圧駆動を供給する。スイッチ回路（３８）は、電気接続
経路を通じてコンデンサ（２２）がコンデンサ（４８）
を充電可能となるように、トランジスタ（４６）にゲー
ト電圧を供給する。導火線（７４）の点火およびエア・
バッグ拡張の間、スイッチ回路（３８）は、導火線（７
４）電流を給電するコンデンサ（２２）に蓄積された減
衰電圧と、駆動制限制御装置（５４）から導火線（７
４）への電流を調整するコンデンサ（４８）との間に電
気的絶縁を与える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に集積回路
素子に関し、更に特定すれば、エア・バッグの拡張(air
bag deployment)を起動させる半導体回路に関するもの
である。
素子に関し、更に特定すれば、エア・バッグの拡張(air
bag deployment)を起動させる半導体回路に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】自動車両用エア・バッグ拡張システム
は、一般に、自動車の動き、特に減速に対して感応する
加速度計を、センサとして用いる。車両のバッテリまた
は点火システムの電圧が、拡張回路および点火回路に給
電する。拡張回路および点火回路は、加速度計を監視す
る集積回路チップ上のマイクロプロセッサによってかな
り高度に制御されるが、各エア・バッグの場所にある導
火線(squib) に導くのは外部ハーネスである。導火線と
は加熱され爆発性物質を点火するワイヤであり、これに
よりエア・バッグの膨張が起こる。
は、一般に、自動車の動き、特に減速に対して感応する
加速度計を、センサとして用いる。車両のバッテリまた
は点火システムの電圧が、拡張回路および点火回路に給
電する。拡張回路および点火回路は、加速度計を監視す
る集積回路チップ上のマイクロプロセッサによってかな
り高度に制御されるが、各エア・バッグの場所にある導
火線(squib) に導くのは外部ハーネスである。導火線と
は加熱され爆発性物質を点火するワイヤであり、これに
よりエア・バッグの膨張が起こる。
【０００３】導火線の点火には、典型的に、導火線の各
側に１つずつ、電流を導通させる１対の電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）が必要である。車両のバッテリが供給
する電圧よりも点火回路の電圧を上昇させるにはチャー
ジ・ポンプを用いる。衝突事象の間、車両バッテリが切
れるか、または損傷を受けた場合には、充電されたコン
デンサを用いて、電子回路に電力を供給することができ
る。
側に１つずつ、電流を導通させる１対の電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）が必要である。車両のバッテリが供給
する電圧よりも点火回路の電圧を上昇させるにはチャー
ジ・ポンプを用いる。衝突事象の間、車両バッテリが切
れるか、または損傷を受けた場合には、充電されたコン
デンサを用いて、電子回路に電力を供給することができ
る。
【０００４】点火回路への偶発的な電気的接続により、
エア・バッグの拡張が起こったり、システムが使用不可
能になったりする可能性を未然に防ぐため、システムを
監視して、かかる事態を全て回避するのが望ましい。通
常の車両運転状態の間、エア・バッグ拡張システムは連
続診断検査を行う。かかる診断検査には、導火線の抵抗
率パラメータを監視するものや、導火線を点火するエネ
ルギを蓄積する、充電ブースト蓄積コンデンサ(charged
boost storage capacitor) に生成された約２４ボルト
の電圧を監視するものがある。また、点火回路の点火の
準備状態を保証するためには、ＦＥＴ（およびそれらの
駆動回路）の動作性について検査することが望ましい。
エア・バッグの拡張が起こったり、システムが使用不可
能になったりする可能性を未然に防ぐため、システムを
監視して、かかる事態を全て回避するのが望ましい。通
常の車両運転状態の間、エア・バッグ拡張システムは連
続診断検査を行う。かかる診断検査には、導火線の抵抗
率パラメータを監視するものや、導火線を点火するエネ
ルギを蓄積する、充電ブースト蓄積コンデンサ(charged
boost storage capacitor) に生成された約２４ボルト
の電圧を監視するものがある。また、点火回路の点火の
準備状態を保証するためには、ＦＥＴ（およびそれらの
駆動回路）の動作性について検査することが望ましい。
【０００５】加速度計が読み取り値を記録し、それをマ
イクロプロセッサが衝突として解釈すると、マイクロプ
ロセッサは１対のＦＥＴに導火線を点火するための伝導
電流を供給する。点火を始動し維持するためのエネルギ
は、充電ブースト蓄積コンデンサにおいて生成された電
圧から得られる。典型的に、規定の点火電流が導火線に
与えられると、ブースト蓄積コンデンサは、約１０ボル
トまで低下する。チャージ・ポンプは能動的に電圧を上
げ、導火線によって消費された電荷を補充しようとす
る。
イクロプロセッサが衝突として解釈すると、マイクロプ
ロセッサは１対のＦＥＴに導火線を点火するための伝導
電流を供給する。点火を始動し維持するためのエネルギ
は、充電ブースト蓄積コンデンサにおいて生成された電
圧から得られる。典型的に、規定の点火電流が導火線に
与えられると、ブースト蓄積コンデンサは、約１０ボル
トまで低下する。チャージ・ポンプは能動的に電圧を上
げ、導火線によって消費された電荷を補充しようとす
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】導火線を起動し、エア
・バッグを拡張するための適切な電流を生成する、改良
された回路があれば望ましいであろう。かかる導火線点
火電流を生成する回路は、エア・バッグが拡張する約２
ミリ秒の間定電流を提供し、また、点火の準備状態およ
び動作性を確認する診断検査のための監視を行えなけれ
ばならない。
・バッグを拡張するための適切な電流を生成する、改良
された回路があれば望ましいであろう。かかる導火線点
火電流を生成する回路は、エア・バッグが拡張する約２
ミリ秒の間定電流を提供し、また、点火の準備状態およ
び動作性を確認する診断検査のための監視を行えなけれ
ばならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によるエア・バッ
グ拡張システムは、導火線を起動し、エア・バッグを拡
張するために適切な電流を生成する。別個のコンデンサ
が駆動制限制御装置の回路に給電し、導火線点火電流を
調整するＭＯＳ素子に可変電圧駆動を供給する。スイッ
チ回路はトランジスタにゲート電圧を供給して電気接続
経路を形成し、導火線にエネルギを供給するコンデンサ
が別個のコンデンサの充電を可能とする。導火線点火お
よびエア・バッグ拡張の間、スイッチ回路は、導火線電
流を給電するコンデンサと、駆動制限制御装置から導火
線への電流の調整を行うコンデンサとの間に電気的絶縁
を与える。
グ拡張システムは、導火線を起動し、エア・バッグを拡
張するために適切な電流を生成する。別個のコンデンサ
が駆動制限制御装置の回路に給電し、導火線点火電流を
調整するＭＯＳ素子に可変電圧駆動を供給する。スイッ
チ回路はトランジスタにゲート電圧を供給して電気接続
経路を形成し、導火線にエネルギを供給するコンデンサ
が別個のコンデンサの充電を可能とする。導火線点火お
よびエア・バッグ拡張の間、スイッチ回路は、導火線電
流を給電するコンデンサと、駆動制限制御装置から導火
線への電流の調整を行うコンデンサとの間に電気的絶縁
を与える。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例による
エア・バッグ拡張システム１０の一部を示すブロック図
である。好適実施例では、バッテリ１２は、端子１４に
おいて、約１２ないし１４ボルトの正の電圧を供給す
る。バッテリ１２の負端子は、接地に接続されている。
ブースト・ポンプ回路１６の入力端子１８は約１２ない
し１４ボルトの電圧を受け、出力端子２０において約２
４ボルトの電圧を供給する。５００ないし１０，０００
マイクロファラッド（μｆ）の範囲の値を有するコンデ
ンサ２２は、端子２４と接地との間に接続されている。
端子２４は、端子２０において、ブースト・ポンプ回路
１６が生成したブ−スト電圧を受け、そのブ−スト電圧
をコンデンサ２２に蓄積する（コンデンサ２２の対向側
は電気的接地に結合されている）。
エア・バッグ拡張システム１０の一部を示すブロック図
である。好適実施例では、バッテリ１２は、端子１４に
おいて、約１２ないし１４ボルトの正の電圧を供給す
る。バッテリ１２の負端子は、接地に接続されている。
ブースト・ポンプ回路１６の入力端子１８は約１２ない
し１４ボルトの電圧を受け、出力端子２０において約２
４ボルトの電圧を供給する。５００ないし１０，０００
マイクロファラッド（μｆ）の範囲の値を有するコンデ
ンサ２２は、端子２４と接地との間に接続されている。
端子２４は、端子２０において、ブースト・ポンプ回路
１６が生成したブ−スト電圧を受け、そのブ−スト電圧
をコンデンサ２２に蓄積する（コンデンサ２２の対向側
は電気的接地に結合されている）。
【０００９】機械的アーム２６の端子２８，電圧モニタ
３２の端子３４，スイッチ回路３８の端子４０およびＮ
ＰＮトランジスタ４６のコレクタは、ブースト・ポンプ
回路１６の端子２０に結合されている。トランジスタ４
６は、ベース，導通電極としてのコレクタ，および導通
電極としてのエミッタを有する、三端子半導体素子であ
る。電圧モニタ３２の端子３６およびコンデンサ４８の
端子５０は、トランジスタ４６のエミッタに接続されて
いる。好適実施例では、約０．１μｆの値を有するコン
デンサ４８は、端子５０と接地との間に接続されてい
る。スイッチ回路３８の端子４４は、トランジスタ４６
のベースに接続されている。スイッチ回路３８の端子４
１は、診断検査信号ＤＩＳＡＢＬＥを受信するように結
合されている。スイッチ回路３８の端子４３は、信号Ｎ
ＢＩＡＳを受信するように結合されている。
３２の端子３４，スイッチ回路３８の端子４０およびＮ
ＰＮトランジスタ４６のコレクタは、ブースト・ポンプ
回路１６の端子２０に結合されている。トランジスタ４
６は、ベース，導通電極としてのコレクタ，および導通
電極としてのエミッタを有する、三端子半導体素子であ
る。電圧モニタ３２の端子３６およびコンデンサ４８の
端子５０は、トランジスタ４６のエミッタに接続されて
いる。好適実施例では、約０．１μｆの値を有するコン
デンサ４８は、端子５０と接地との間に接続されてい
る。スイッチ回路３８の端子４４は、トランジスタ４６
のベースに接続されている。スイッチ回路３８の端子４
１は、診断検査信号ＤＩＳＡＢＬＥを受信するように結
合されている。スイッチ回路３８の端子４３は、信号Ｎ
ＢＩＡＳを受信するように結合されている。
【００１０】図１のハイ・サイド電流回路(high side c
urrent circuit) ５２は、駆動制限コントローラ５４，
Ｎ型金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）素子６８，および抵抗
７０を有する。駆動制限コントローラ５４の端子５６は
端子５０に結合されて、この好適実施例では約２０ない
し３０ボルトである、充電ゲート駆動（ＣＧＤ:Charged
Gate Drive ）電圧を受ける。駆動制限コントローラ５
４の端子５８は、エア・バッグが拡張されるとき、ＭＯ
Ｓ素子６８のゲートに可変電圧出力を供給する。ＭＯＳ
素子６８のドレインは、ハイ・サイド電流回路５２の出
力端子６０に接続されている。端子６０は、エア・バッ
グを拡張すべきことを示す電圧を、機械的アーム６０の
端子３０から受ける。抵抗７０は、駆動制限コントロー
ラ５４の端子６４および６６間に結合され、更にＭＯＳ
素子６８と直列に接続されている。ＭＯＳ素子６８のソ
ースは、端子６４に接続されている。駆動制限コントロ
ーラ５４の端子６６は、ハイ・サイド電流回路５２の端
子７２に接続されている。導火線７４は、ハイ・サイド
電流回路５２の端子７２に接続された第１端子を有す
る、低抵抗ワイヤである。導火線７４の第２端子は、Ｍ
ＯＳ素子７６のドレインに接続されている。ＭＯＳ素子
７６のゲートは端子７８に、またＭＯＳ素子７６のソー
スは接地に接続されている。導火線７４が点火すると、
すなわち導火線に約２．１アンペアの電流が導通される
と、ＭＯＳ素子６８がハイ・サイドＦＥＴとして、また
ＭＯＳ素子７６がロ−・サイドＦＥＴとして、オンに切
り替えられ導火線電流を導通させる。今後の業界の傾向
としては、導火線への点火電流は２．１アンペア未満に
向かっている。
urrent circuit) ５２は、駆動制限コントローラ５４，
Ｎ型金属酸化膜半導体（ＭＯＳ）素子６８，および抵抗
７０を有する。駆動制限コントローラ５４の端子５６は
端子５０に結合されて、この好適実施例では約２０ない
し３０ボルトである、充電ゲート駆動（ＣＧＤ:Charged
Gate Drive ）電圧を受ける。駆動制限コントローラ５
４の端子５８は、エア・バッグが拡張されるとき、ＭＯ
Ｓ素子６８のゲートに可変電圧出力を供給する。ＭＯＳ
素子６８のドレインは、ハイ・サイド電流回路５２の出
力端子６０に接続されている。端子６０は、エア・バッ
グを拡張すべきことを示す電圧を、機械的アーム６０の
端子３０から受ける。抵抗７０は、駆動制限コントロー
ラ５４の端子６４および６６間に結合され、更にＭＯＳ
素子６８と直列に接続されている。ＭＯＳ素子６８のソ
ースは、端子６４に接続されている。駆動制限コントロ
ーラ５４の端子６６は、ハイ・サイド電流回路５２の端
子７２に接続されている。導火線７４は、ハイ・サイド
電流回路５２の端子７２に接続された第１端子を有す
る、低抵抗ワイヤである。導火線７４の第２端子は、Ｍ
ＯＳ素子７６のドレインに接続されている。ＭＯＳ素子
７６のゲートは端子７８に、またＭＯＳ素子７６のソー
スは接地に接続されている。導火線７４が点火すると、
すなわち導火線に約２．１アンペアの電流が導通される
と、ＭＯＳ素子６８がハイ・サイドＦＥＴとして、また
ＭＯＳ素子７６がロ−・サイドＦＥＴとして、オンに切
り替えられ導火線電流を導通させる。今後の業界の傾向
としては、導火線への点火電流は２．１アンペア未満に
向かっている。
【００１１】図２は、図１に示した駆動制限コントロー
ラ５４の一実施例の概略図である。電流源８２は、端子
５６と、ＮＰＮトランジスタ８４のコレクタとの間に接
続されている。電流源８８は、端子５６と、ＮＰＮトラ
ンジスタ８６のコレクタとの間に接続されている。トラ
ンジスタ８４および８６の共通ベースは、トランジスタ
８６のコレクタに接続され、これにより、トランジスタ
８４および８６のカレント・ミラーを形成する。トラン
ジスタ８４のエミッタおよびトランジスタ８６のエミッ
タは、駆動制限コントローラ５４の端子６６，６４にそ
れぞれ接続されている。別の実施例では、エア・バッグ
拡張の間ＭＯＳ素子６８に電流制限が必要でない場合、
駆動制限コントローラ５４は、端子５６と端子５８との
間に接続された電流源とすることも可能である。
ラ５４の一実施例の概略図である。電流源８２は、端子
５６と、ＮＰＮトランジスタ８４のコレクタとの間に接
続されている。電流源８８は、端子５６と、ＮＰＮトラ
ンジスタ８６のコレクタとの間に接続されている。トラ
ンジスタ８４および８６の共通ベースは、トランジスタ
８６のコレクタに接続され、これにより、トランジスタ
８４および８６のカレント・ミラーを形成する。トラン
ジスタ８４のエミッタおよびトランジスタ８６のエミッ
タは、駆動制限コントローラ５４の端子６６，６４にそ
れぞれ接続されている。別の実施例では、エア・バッグ
拡張の間ＭＯＳ素子６８に電流制限が必要でない場合、
駆動制限コントローラ５４は、端子５６と端子５８との
間に接続された電流源とすることも可能である。
【００１２】図３は、図１に示したエア・バッグ拡張シ
ステムのスイッチ回路３８の概略図である。Ｎチャネル
ＭＯＳ素子９２のゲートは、端子４１に接続されてい
る。端子４１は、診断のためのＤＩＳＡＢＬＥ信号を受
信する。ＭＯＳ素子９２は、接地に接続されたソース、
およびＭＯＳ素子９４のソースに接続されたドレインを
有し、端子４４のノードを形成する。端子４４は、トラ
ンジスタ４６（図１を参照）のベースに信号を供給する
ように結合されている。ＰチャネルＭＯＳ素子９４，９
６の共通ゲートは、ＭＯＳ素子９６のドレインに接続さ
れている。ＭＯＳ素子９４，９６双方のソースは、端子
４０に接続されている。Ｎ型ＭＯＳ素子９８のドレイン
は、ＭＯＳ素子９６のドレインに接続されている。ＭＯ
Ｓ素子９８のソースは、Ｎ型ＭＯＳ素子１００のドレイ
ンに結合されている。ＭＯＳ素子１００のソースは接地
に、また、ゲートは端子４３に接続されている。反転器
１０２は、入力および出力を有し、入力は端子４１に、
また出力はＭＯＳ素子９８のゲートに接続されている。
ステムのスイッチ回路３８の概略図である。Ｎチャネル
ＭＯＳ素子９２のゲートは、端子４１に接続されてい
る。端子４１は、診断のためのＤＩＳＡＢＬＥ信号を受
信する。ＭＯＳ素子９２は、接地に接続されたソース、
およびＭＯＳ素子９４のソースに接続されたドレインを
有し、端子４４のノードを形成する。端子４４は、トラ
ンジスタ４６（図１を参照）のベースに信号を供給する
ように結合されている。ＰチャネルＭＯＳ素子９４，９
６の共通ゲートは、ＭＯＳ素子９６のドレインに接続さ
れている。ＭＯＳ素子９４，９６双方のソースは、端子
４０に接続されている。Ｎ型ＭＯＳ素子９８のドレイン
は、ＭＯＳ素子９６のドレインに接続されている。ＭＯ
Ｓ素子９８のソースは、Ｎ型ＭＯＳ素子１００のドレイ
ンに結合されている。ＭＯＳ素子１００のソースは接地
に、また、ゲートは端子４３に接続されている。反転器
１０２は、入力および出力を有し、入力は端子４１に、
また出力はＭＯＳ素子９８のゲートに接続されている。
【００１３】動作の間、図１に示すエア・バッグ拡張シ
ステム１０の実施例は、拡張が開始されると、電流制限
を設定し、導火線７４に供給する電流を調整する。車両
バッテリ１２は、約１２ないし１４ボルトの電圧を供給
し、これは、ブースト・ポンプ１６により約２０ないし
３０ボルトに高められる。コンデンサ２２はブーストさ
れた電荷を蓄積し、エア・バッグ（図示せず）を拡張す
る場合に、約２．１アンペアの電流を供給して導火線を
点火する。エア・バッグの拡張は、典型的に、加速度計
の出力に応答して行われる。この出力はマイクロプロセ
ッサ（図示せず）によって監視され、減速を評価し衝突
が起こったか否かを判定する。機械的アーム２６は、偶
発的な電気的接続によって点火が起こりエア・バッグの
拡張に至る可能性を防ぐ。
ステム１０の実施例は、拡張が開始されると、電流制限
を設定し、導火線７４に供給する電流を調整する。車両
バッテリ１２は、約１２ないし１４ボルトの電圧を供給
し、これは、ブースト・ポンプ１６により約２０ないし
３０ボルトに高められる。コンデンサ２２はブーストさ
れた電荷を蓄積し、エア・バッグ（図示せず）を拡張す
る場合に、約２．１アンペアの電流を供給して導火線を
点火する。エア・バッグの拡張は、典型的に、加速度計
の出力に応答して行われる。この出力はマイクロプロセ
ッサ（図示せず）によって監視され、減速を評価し衝突
が起こったか否かを判定する。機械的アーム２６は、偶
発的な電気的接続によって点火が起こりエア・バッグの
拡張に至る可能性を防ぐ。
【００１４】エア・バッグの拡張を開始するため、機械
的アーム２６の閉成によって活性化される導電路を通じ
て、ハイ・サイドＭＯＳ素子６８およびロ−・サイドＭ
ＯＳ素子７６の双方が電流を導通させる。具体的には、
コンデンサ２２からの電流が、機械的アーム２６，ハイ
・サイドＭＯＳ素子６８，抵抗７０，導火線７４，ロ−
・サイドＭＯＳ素子７６を通じて接地へと流れる。
的アーム２６の閉成によって活性化される導電路を通じ
て、ハイ・サイドＭＯＳ素子６８およびロ−・サイドＭ
ＯＳ素子７６の双方が電流を導通させる。具体的には、
コンデンサ２２からの電流が、機械的アーム２６，ハイ
・サイドＭＯＳ素子６８，抵抗７０，導火線７４，ロ−
・サイドＭＯＳ素子７６を通じて接地へと流れる。
【００１５】図１に示すハイ・サイド電流回路５２は、
コンデンサ４８に電気的に蓄積された電荷による給電を
受ける。抵抗７０は、導火線７４を導通する約２．１ア
ンペアの電流を監視し、ＭＯＳ素子６８のゲート電圧を
変調する。好適実施例では、ＭＯＳ素子６８が導火線７
４に対し約２．１アンペアの比較的一定な電流を維持す
る電流源として機能するように、駆動制限コントローラ
５４はハイ・サイドＭＯＳ素子６８に約１８ボルトの可
変ゲート電圧を供給する。図２に示す駆動制限コントロ
ーラ５４の実施例では、電流源８２は、約８マイクロア
ンペアの電流を、トランジスタ８４のコレクタに供給す
る。電流源８８は、約１マイクロアンペアの電流を、ト
ランジスタ８６のコレクタに供給する。抵抗７０（図
１）を通過する約２．１アンペアの導火線点火電流によ
って、約５６ミリボルトの電圧が端子６４，６６間に発
生する。好適実施例では、導火線７４に対する電流制限
は、以下の式によって求められる。
コンデンサ４８に電気的に蓄積された電荷による給電を
受ける。抵抗７０は、導火線７４を導通する約２．１ア
ンペアの電流を監視し、ＭＯＳ素子６８のゲート電圧を
変調する。好適実施例では、ＭＯＳ素子６８が導火線７
４に対し約２．１アンペアの比較的一定な電流を維持す
る電流源として機能するように、駆動制限コントローラ
５４はハイ・サイドＭＯＳ素子６８に約１８ボルトの可
変ゲート電圧を供給する。図２に示す駆動制限コントロ
ーラ５４の実施例では、電流源８２は、約８マイクロア
ンペアの電流を、トランジスタ８４のコレクタに供給す
る。電流源８８は、約１マイクロアンペアの電流を、ト
ランジスタ８６のコレクタに供給する。抵抗７０（図
１）を通過する約２．１アンペアの導火線点火電流によ
って、約５６ミリボルトの電圧が端子６４，６６間に発
生する。好適実施例では、導火線７４に対する電流制限
は、以下の式によって求められる。
【００１６】 Ｉ (lim)＝２６ミリボルト＊ln (I82/I88)／Ｖ (R70) ここで、I82 は電流源８２によって供給される電流、I8
8 は電流源８８によって供給される電流、Ｖ(R70) は、
抵抗７０両端の端子６４，６６間の電圧である。このた
め、電流源８２，８８により供給される電流および抵抗
７０を通る電圧の比に応じて、トランジスタ８４のドレ
インからＭＯＳ素子６８のゲートに電圧が供給され、こ
の好適実施例においては、パワーＦＥＴＭＯＳ素子６８
のドレイン−ソース間導通電流が約２．１アンペアに調
整される。抵抗７０を通る電圧に、トランジスタ８６の
ベース−エミッタ間電圧（Ｖbe）を加えると、電流を調
整したときのカレント・ミラーにおけるトランジスタ８
４のＶbeと一致する。例えば、ＭＯＳ素子６８の導通電
流が、２．０アンペアのようなある値のあたりで変化す
ると、直列に接続された抵抗７０の電流の変化により、
抵抗７０を通る電圧に変化が生じる。電流が増大する
と、端子６４の電圧が上昇し、これとトランジスタ８６
のＶbeとの結合により、トランジスタ８４のＶbeが上昇
する。トランジスタ８４のＶbeの上昇にしたがって、ト
ランジスタ８４のコレクタにおける電圧は低下する。ト
ランジスタ８４のコレクタには、ＭＯＳ素子６８のゲー
トが接続されているので、ＭＯＳ素子６８のゲート−ソ
ース間電圧が低下する。このため、ＭＯＳ素子６８内で
２．０アンペアを超えて増大した伝導電流が抵抗７０に
おいて検出されると、駆動制限コントローラ５４におけ
るカレント・ミラー・トランジスタ８４が、ＭＯＳ素子
６８に、低下したゲート電圧を供給し、これにより、導
火線電流を約２．０アンペアの値に調整する。
8 は電流源８８によって供給される電流、Ｖ(R70) は、
抵抗７０両端の端子６４，６６間の電圧である。このた
め、電流源８２，８８により供給される電流および抵抗
７０を通る電圧の比に応じて、トランジスタ８４のドレ
インからＭＯＳ素子６８のゲートに電圧が供給され、こ
の好適実施例においては、パワーＦＥＴＭＯＳ素子６８
のドレイン−ソース間導通電流が約２．１アンペアに調
整される。抵抗７０を通る電圧に、トランジスタ８６の
ベース−エミッタ間電圧（Ｖbe）を加えると、電流を調
整したときのカレント・ミラーにおけるトランジスタ８
４のＶbeと一致する。例えば、ＭＯＳ素子６８の導通電
流が、２．０アンペアのようなある値のあたりで変化す
ると、直列に接続された抵抗７０の電流の変化により、
抵抗７０を通る電圧に変化が生じる。電流が増大する
と、端子６４の電圧が上昇し、これとトランジスタ８６
のＶbeとの結合により、トランジスタ８４のＶbeが上昇
する。トランジスタ８４のＶbeの上昇にしたがって、ト
ランジスタ８４のコレクタにおける電圧は低下する。ト
ランジスタ８４のコレクタには、ＭＯＳ素子６８のゲー
トが接続されているので、ＭＯＳ素子６８のゲート−ソ
ース間電圧が低下する。このため、ＭＯＳ素子６８内で
２．０アンペアを超えて増大した伝導電流が抵抗７０に
おいて検出されると、駆動制限コントローラ５４におけ
るカレント・ミラー・トランジスタ８４が、ＭＯＳ素子
６８に、低下したゲート電圧を供給し、これにより、導
火線電流を約２．０アンペアの値に調整する。
【００１７】好適実施例では、電流源８２，８８は、端
子５６においてコンデンサ４８（図１を参照）に蓄積さ
れた電流を供給され、また、導火線７４には、コンデン
サ２２に蓄積された電流を供給される。導火線によって
エア・バッグを展開する間、コンデンサ４８は、電流源
８８に約１マイクロアンペアの電流を供給し、電流源８
２に約８マイクロアンペアの電流を供給し、一方コンデ
ンサ２２は、約２．１アンペアの電流を導火線７４に供
給する。例えば、コンデンサ２２の電圧が約２４ボルト
から開始して約１０ボルトに低下するのに比較して、別
個の蓄積コンデンサ４８は、エア・バッグ拡張の間、１
８ないし２４ボルトの範囲に電圧を維持する。従って、
駆動制限コントローラ５４にエネルギを供給する別個の
コンデンサ４８を設けることにより、エア・バッグ拡張
の間、導火線７４に約２．１アンペアの比較的一定の電
流が維持されるように、ＭＯＳ素子６８のゲートを駆動
する電圧の生成が可能となる。
子５６においてコンデンサ４８（図１を参照）に蓄積さ
れた電流を供給され、また、導火線７４には、コンデン
サ２２に蓄積された電流を供給される。導火線によって
エア・バッグを展開する間、コンデンサ４８は、電流源
８８に約１マイクロアンペアの電流を供給し、電流源８
２に約８マイクロアンペアの電流を供給し、一方コンデ
ンサ２２は、約２．１アンペアの電流を導火線７４に供
給する。例えば、コンデンサ２２の電圧が約２４ボルト
から開始して約１０ボルトに低下するのに比較して、別
個の蓄積コンデンサ４８は、エア・バッグ拡張の間、１
８ないし２４ボルトの範囲に電圧を維持する。従って、
駆動制限コントローラ５４にエネルギを供給する別個の
コンデンサ４８を設けることにより、エア・バッグ拡張
の間、導火線７４に約２．１アンペアの比較的一定の電
流が維持されるように、ＭＯＳ素子６８のゲートを駆動
する電圧の生成が可能となる。
【００１８】図１に示す実施例の一部として、端子２４
に接続されたコンデンサ２２は、ＮＰＮトランジスタ４
６を介して、端子５０に接続されたコンデンサ４８に結
合されている。このため、通常の動作または待機状態の
間、ゲート駆動コンデンサ４８がコンデンサ２２とほぼ
同じ電圧、すなわち２４ボルトに充電されるよう、スイ
ッチ回路３８は、トランジスタ４６に電流を導通させ続
ける。診断検査により、コンデンサ２２からトランジス
タ４６を介してコンデンサ４８を充電することは不可能
になる。即ち、コンデンサ２２からコンデンサ４８に絶
縁経路(isolation path)が生成される。絶縁されている
場合も、コンデンサ４８を通る電圧を、約１８ボルトの
最小値を超えるように監視することができる。コンデン
サ４８を通る電圧は、エア・バッグ拡張の２ミリ秒の
間、コンデンサ４８から駆動制限コントローラ５４に供
給される小さな電流にしたがって、比較的一定に維持さ
れる。エア・バッグ拡張の間、トランジスタ４６は逆バ
イアスされるので、コンデンサ２２，４８間の導電路が
遮断される。
に接続されたコンデンサ２２は、ＮＰＮトランジスタ４
６を介して、端子５０に接続されたコンデンサ４８に結
合されている。このため、通常の動作または待機状態の
間、ゲート駆動コンデンサ４８がコンデンサ２２とほぼ
同じ電圧、すなわち２４ボルトに充電されるよう、スイ
ッチ回路３８は、トランジスタ４６に電流を導通させ続
ける。診断検査により、コンデンサ２２からトランジス
タ４６を介してコンデンサ４８を充電することは不可能
になる。即ち、コンデンサ２２からコンデンサ４８に絶
縁経路(isolation path)が生成される。絶縁されている
場合も、コンデンサ４８を通る電圧を、約１８ボルトの
最小値を超えるように監視することができる。コンデン
サ４８を通る電圧は、エア・バッグ拡張の２ミリ秒の
間、コンデンサ４８から駆動制限コントローラ５４に供
給される小さな電流にしたがって、比較的一定に維持さ
れる。エア・バッグ拡張の間、トランジスタ４６は逆バ
イアスされるので、コンデンサ２２，４８間の導電路が
遮断される。
【００１９】図１に示したように、エア・バッグ拡張シ
ステム１０の別の実施例では、トランジスタ４６をＰＮ
ダイオード（図示せず）と交換し、また、スイッチ回路
３８を機能的に除去する。具体的には、ＰＮダイオード
の接続は、ダイオードのＰ側が端子２４に、ダイオード
のＮ側が端子５０に接続するように行う。この実施例で
は、通常の動作時にダイオードは順バイアスされ、コン
デンサ４８はコンデンサ２２により充電される。導火線
７４の点火の間は、ダイオードが逆バイアスされるよう
に、コンデンサ２２を放電させる。
ステム１０の別の実施例では、トランジスタ４６をＰＮ
ダイオード（図示せず）と交換し、また、スイッチ回路
３８を機能的に除去する。具体的には、ＰＮダイオード
の接続は、ダイオードのＰ側が端子２４に、ダイオード
のＮ側が端子５０に接続するように行う。この実施例で
は、通常の動作時にダイオードは順バイアスされ、コン
デンサ４８はコンデンサ２２により充電される。導火線
７４の点火の間は、ダイオードが逆バイアスされるよう
に、コンデンサ２２を放電させる。
【００２０】図３のスイッチ回路３８は、以下のように
機能する。端子４１における入力信号ＤＩＳＡＢＬＥが
ハイ(high)のとき、ＭＯＳ素子９２が導通し、端子４４
における電圧が約０ボルトになる。０ボルトの電圧のゲ
ート電圧により、トランジスタ４６（図１を参照）がオ
フとなり、このため、コンデンサ２２とコンデンサ４８
との間の導電路が妨げられる。コンデンサ２２，４８の
電圧を判定する診断検査の間、入力信号ＤＩＳＡＢＬＥ
はハイとなっている。入力信号ＤＩＳＡＢＬＥがロー(l
ow) のとき、直列に接続されたＭＯＳ素子９６，９８，
１００は、約２５マイクロアンペアの電流を導通させ
る。好適実施例では、ＭＯＳ素子９４は、ＭＯＳ素子９
６のチャネル幅よりも約２０倍大きいチャネル幅を有す
る大きさであり、約４００マイクロアンペアの電流を導
通する。ＭＯＳ素子９４によって供給される約４００マ
イクロアンペアの電流は端子４４へのベース電流となる
ので、トランジスタ４６（図１を参照）は、コンデンサ
２２からコンデンサ４８への充電が可能となる導電路を
与える。待機状態または通常動作時において、コンデン
サ４８は、エア・バッグの放出(discharge) に備えて、
約２０ないし３０ボルトの電圧に充電される。
機能する。端子４１における入力信号ＤＩＳＡＢＬＥが
ハイ(high)のとき、ＭＯＳ素子９２が導通し、端子４４
における電圧が約０ボルトになる。０ボルトの電圧のゲ
ート電圧により、トランジスタ４６（図１を参照）がオ
フとなり、このため、コンデンサ２２とコンデンサ４８
との間の導電路が妨げられる。コンデンサ２２，４８の
電圧を判定する診断検査の間、入力信号ＤＩＳＡＢＬＥ
はハイとなっている。入力信号ＤＩＳＡＢＬＥがロー(l
ow) のとき、直列に接続されたＭＯＳ素子９６，９８，
１００は、約２５マイクロアンペアの電流を導通させ
る。好適実施例では、ＭＯＳ素子９４は、ＭＯＳ素子９
６のチャネル幅よりも約２０倍大きいチャネル幅を有す
る大きさであり、約４００マイクロアンペアの電流を導
通する。ＭＯＳ素子９４によって供給される約４００マ
イクロアンペアの電流は端子４４へのベース電流となる
ので、トランジスタ４６（図１を参照）は、コンデンサ
２２からコンデンサ４８への充電が可能となる導電路を
与える。待機状態または通常動作時において、コンデン
サ４８は、エア・バッグの放出(discharge) に備えて、
約２０ないし３０ボルトの電圧に充電される。
【００２１】以上、本発明のエア・バッグ拡張システム
１０は、導火線７４を活性化し、エア・バッグを拡張す
るために適切な電流を生成することが認められよう。導
火線に点火するエネルギを供給するコンデンサ２２とは
別個のコンデンサ４８が、駆動制限コントローラ５４内
の回路に給電する。駆動制限コントローラ５４はＭＯＳ
素子６８に、可変駆動電圧を供給し、導火線に点火する
ための電流を約２．１アンペアに調整する。スイッチ回
路３８は、電気接続経路によりコンデンサ２２がコンデ
ンサ４８を充電することができるように、トランジスタ
４６にゲート電流を供給する。コンデンサ４８に蓄積さ
れた電荷は、点火の準備完了および動作性を確認するた
め、診断検査により監視される。また、スイッチ回路３
８は、エア・バッグ拡張の間、駆動制限コントローラ５
４への電圧が１８ボルトを超えて維持されるように、コ
ンデンサ２２，４８間に電気的絶縁を与える。製造に適
した集積回路により、ブースト・ポンプ回路１６，電圧
モニタ３２，スイッチ回路３８，トランジスタ４６，お
よび駆動制限コントローラ５４を含むように構築するこ
とができる。
１０は、導火線７４を活性化し、エア・バッグを拡張す
るために適切な電流を生成することが認められよう。導
火線に点火するエネルギを供給するコンデンサ２２とは
別個のコンデンサ４８が、駆動制限コントローラ５４内
の回路に給電する。駆動制限コントローラ５４はＭＯＳ
素子６８に、可変駆動電圧を供給し、導火線に点火する
ための電流を約２．１アンペアに調整する。スイッチ回
路３８は、電気接続経路によりコンデンサ２２がコンデ
ンサ４８を充電することができるように、トランジスタ
４６にゲート電流を供給する。コンデンサ４８に蓄積さ
れた電荷は、点火の準備完了および動作性を確認するた
め、診断検査により監視される。また、スイッチ回路３
８は、エア・バッグ拡張の間、駆動制限コントローラ５
４への電圧が１８ボルトを超えて維持されるように、コ
ンデンサ２２，４８間に電気的絶縁を与える。製造に適
した集積回路により、ブースト・ポンプ回路１６，電圧
モニタ３２，スイッチ回路３８，トランジスタ４６，お
よび駆動制限コントローラ５４を含むように構築するこ
とができる。
【００２２】本発明の具体的な実施例を図示し説明して
きたが、当業者には更に別の変更および改良も想起され
よう。例えば、一実施例では、２ループのハイ・サイド
電流回路５２に電力を供給するコンデンサ２２，４８を
有し、潜在的に2 本の導火線７４を点火し、２個のエア
・バッグを拡張することができる。しかしながら、エア
・バッグ拡張システム１０は、単一ループ・システムの
ハイ・サイド電流回路５２に給電し、単一の導火線７４
に点火し、単一のエア・バッグを拡張するものであって
もよい。また、２．１アンペア未満の電流で点火する導
火線も予測される。
きたが、当業者には更に別の変更および改良も想起され
よう。例えば、一実施例では、２ループのハイ・サイド
電流回路５２に電力を供給するコンデンサ２２，４８を
有し、潜在的に2 本の導火線７４を点火し、２個のエア
・バッグを拡張することができる。しかしながら、エア
・バッグ拡張システム１０は、単一ループ・システムの
ハイ・サイド電流回路５２に給電し、単一の導火線７４
に点火し、単一のエア・バッグを拡張するものであって
もよい。また、２．１アンペア未満の電流で点火する導
火線も予測される。
【図１】本発明の一実施例によるエア・バッグ拡張シス
テムの一部を示す部分構成ブロック図。
テムの一部を示す部分構成ブロック図。
【図２】図１に示した駆動制限制御装置の簡略化した実
施例の構成図。
施例の構成図。
【図３】図１に示したエア・バッグ拡張システムのスイ
ッチ回路の構成図。
ッチ回路の構成図。
１０ エア・バッグ拡張システム １２ バッテリ １６ ブースト・ポンプ回路 ２２ コンデンサ ２６ 機械的アーム ３２ 電圧モニタ回路 ３８ スイッチ回路 ４６ トランジスタ ４８ コンデンサ ５２ ハイ・サイド電流回路 ５４ 駆動制限コントローラ ６８，７６ ＭＯＳ素子 ７０ 抵抗 ７４ 導火線 ８２，８８ 電流源 ８４，８６ ＮＰＮトランジスタ ９４，９６，９８，１００ ＭＯＳ素子 １０２ インバータ
Claims (5)
- 【請求項１】エア・バッグ拡張システム（１０）であっ
て：スイッチ回路（３８）；および前記スイッチ回路
（３８）に結合され、導火線電流を制限するための駆動
制限制御装置（５４）；から成ることを特徴とするエア
・バッグ拡張システム。 - 【請求項２】前記スイッチ回路（３８）に結合されたト
ランジスタ（４６）を更に含み、該トランジスタ（４
６）は前記スイッチ回路（３８）によって制御される電
気導通経路を与えることを特徴とする請求項１記載のエ
ア・バッグ拡張システム（１０）。 - 【請求項３】前記電気導通経路は第１および第２コンデ
ンサ（２２，４８）の第１側を結合することを特徴とす
る請求項２記載のエア・バッグ拡張システム（１０）。 - 【請求項４】エア・バッグ拡張システムのための電気導
通経路であって：スイッチ回路（３８）；および前記ス
イッチ回路（３８）に結合されたトランジスタ（４６）
であって、前記スイッチ回路（３８）によって制御され
る電気導通経路を提供する前記トランジスタ（４６）；
から成ることを特徴とする導通路。 - 【請求項５】エア・バッグ拡張用集積回路であって：第
１および第２導通電極を有するトランジスタ（４６）；
前記トランジスタ（４６）に結合されたスイッチ回路
（３８）；および前記スイッチ回路（３８）に結合され
たハイ・サイド電流回路（５２）；から成ることを特徴
とするエア・バッグ拡張用集積回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/674,067 US5734317A (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Current limit controller for an air bag deployment system |
| US674067 | 1996-07-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1067296A true JPH1067296A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3913321B2 JP3913321B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=24705180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18771797A Expired - Lifetime JP3913321B2 (ja) | 1996-07-01 | 1997-06-26 | エア・バッグ拡張システム用限流制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5734317A (ja) |
| EP (1) | EP0816186B1 (ja) |
| JP (1) | JP3913321B2 (ja) |
| KR (1) | KR100507516B1 (ja) |
| CN (1) | CN1088015C (ja) |
| DE (1) | DE69716349T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3171129B2 (ja) * | 1996-11-01 | 2001-05-28 | 株式会社デンソー | 定電流制御機能を有する乗員保護装置の駆動回路および定電流制御回路 |
| DE19638457C1 (de) * | 1996-09-19 | 1998-01-22 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Strombegrenzung in einem Schutzsystem, insbesondere Airbag-Steuersystem |
| US5936313A (en) * | 1997-08-06 | 1999-08-10 | Siemens Automotive Corp. | Switched capacitor circuit for firing vehicle airbag squibs |
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| WO2009058054A1 (en) * | 2007-10-29 | 2009-05-07 | Autoliv Development Ab | A backup power supply arrangement to a deployment circuit for triggering the activation of an occupant restraint system |
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| CN102681531B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-02-05 | 四川金网通电子科技有限公司 | 一种实现电机控制器限流电流值自校准的方法 |
| US9139155B2 (en) * | 2013-09-18 | 2015-09-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Squib driver diagnostic circuit and method |
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-
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- 1996-07-01 US US08/674,067 patent/US5734317A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-25 EP EP97110374A patent/EP0816186B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 DE DE69716349T patent/DE69716349T2/de not_active Expired - Lifetime
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