JPH11291861A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 点火電流の大きさを抵抗値を変化させること
によって制御する回路の診断を行うことができる乗員保
護装置を提供する。 【解決手段】 加速度信号に基づいて衝突事故の大きさ
を判断した時に、点火制御信号と共に電流制御信号を出
力する衝突判断手段と、直列接続された第１及び第２抵
抗を有し、衝突判断手段から点火制御信号と電流制御信
号とを受けて、電流制御信号によって第１及び第２抵抗
の接続点を接地し、第１及び第２抵抗のうち非接地側の
第１抵抗に流れる電流に比例した点火電流を、直流電源
と雷管との間に介挿されたスイッチ手段を介して雷管に
供給し、かつ、第１抵抗を２つの直列抵抗から形成し、
その直列抵抗の接続点を衝突判断手段からの電流制限信
号により接地、非接地状態にして電位の変化を入力し、
第１及び第２抵抗の断線及び短絡を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両等の衝突事
故時にエアバッグを膨張させて乗員を事故から保護する
乗員保護装置に係り、特に診断機能を有する乗員保護装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の乗員保護装置を図７に基
づいて説明する。１は車載バッテリ、２はイグニッショ
ンスイッチ、３はＤＣ／ＤＣコンバータで、前記車載バ
ッテリ１の出力電圧を昇圧して出力する。４は雷管駆動
制御回路で、逆流防止用ダイオード５，バックアップコ
ンデンサ６，第１電界効果型トランジスタ７，第２電界
効果型トランジスタ８，電流検出抵抗９，比較回路１
０，定電流源１１，抵抗１２，チャージポンプ回路１
３，スイッチ回路１４等から構成されている。

【０００３】以下に、前記雷管駆動制御回路４について
説明する。バックアップコンデンサ６は、前記ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ３によって充電される。第２電界効果型ト
ランジスタ８は、そのドレイン側は前記バックアップコ
ンデンサ６に、またソース側は後述の雷管１５に接続さ
れ、雷管１５に流れる点火電流のうちの大部分が流れ
る。７は前記第２電界効果型トランジスタ８に流れる電
流を分流するための小容量の第１電界効果型トランジス
タで、そのドレイン側は前記第２電界効果型トランジス
タ８のドレイン側に接続され、又ソース側は許容電力の
小さい電流検出抵抗９を介して第２電界効果型トランジ
スタ８のソース側に接続されている。

【０００４】比較回路１０は、その一方の非反転（＋）
入力端子には、直列接続された定電流源１１と抵抗１２
によって作られる基準電圧が入力され、また他方の反転
（−）入力端子には電流検出抵抗９に発生する電圧が供
給され、またその出力端子は、スイッチ回路１４の出力
端子と、第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８の
ゲートに接続されている。１８は加速度センサで、車両
の衝突事故に伴って発生する加速度信号を検出する。１
９は後述のマイクロコンピュータ２１を形成する衝突判
断手段で、加速度センサ１８からの加速度信号に基づい
て衝突事故の大きさを判断して、重大事故と判断する
と、スイッチ回路１４にオン信号を供給する。また、衝
突判断手段１９は電源が投入されるとチャージポンプ回
路１３にトリガ信号を供給する。

【０００５】雷管１５の一端は雷管駆動制御回路４の出
力側に、また他端は逆流防止用ダイオード１６、加速度
スイッチ１７を直列に介して接地されている。衝突判断
手段１９は、車両の衝突を検出する加速度センサ１８か
らの減速度信号に基づいて衝突の状況を判断して、エア
バッグ等を作動させる必要がある場合には前記チャージ
ポンプ回路１３にトリガ信号を同時に、またはタイムラ
グをもたせて出力する。

【０００６】このような構成において、（ａ）衝突判断
手段１９からオン信号がスイッチ回路１４に出力されて
いないとき、スイッチ回路１４のスイッチングトランジ
スタはオフしている。これによって、第１及び第２電界
効果型トランジスタ７，８はオフ状態に維持されてい
る。また（ｂ）重大事故の発生により衝突判断手段１９
からオン信号がスイッチ回路１４に出力されると、スイ
ッチ回路１４のスイッチングトランジスタがオンするの
で、第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８のソー
ス側の電位よりも高いハイレベルな電圧信号が第１及び
第２電界効果型トランジスタ７，８のゲートに供給さ
れ、双方のトランジスタ７，８は能動領域で作動を開始
する。

【０００７】次に、診断機能について説明すると、前記
衝突判断手段１９と同様にマイクロコンピュータ２１を
形成する診断回路２０は、前記雷管１５の両端子の電圧
を入力すると共に、その雷管１５の端子間電圧を求める
差動増幅器２３からの出力を入力して、前記雷管１５の
断線、短絡等を判断して断線、短絡等が発生していた場
合、警報ランプ２２を点灯して報知する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た乗員保護装置にあっては、雷管の断線、短絡の診断、
またバックアップコンデンサ、機械式加速度スイッチ等
の診断を行う構成のものもあるが、上記の如きカレント
ミラー回路を有する回路構成に係る回路部の診断を行う
機能を有するものはない。

【０００９】そこで、この発明は、上記のような問題点
に着目してなされたもので、乗員保護装置におけるカレ
ントミラー回路の診断を行うことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る乗員保護
装置は、直流電源に直列に接続された雷管と、前記直流
電源と雷管との間に介挿されたスイッチ手段と、加速度
センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを
判断し、重大衝突と判断したとき前記スイッチ手段に点
火制御信号を出力し、かつそれと同期して電流制御信号
を出力する衝突判断手段と、直列接続された第１、第２
及び第３電流制限抵抗を含み、かつ前記衝突判断手段か
らの電流制御信号によって該第２及び第３電流制限抵抗
間の接続点をグランドに短絡することによって第１及び
第２電流制限抵抗に流れる電流に比例した点火電流を前
記スイッチ手段を介して前記雷管に供給する電流制限回
路と、前記衝突判断手段からの電流制限信号による前記
第２及び第３電流制限抵抗間の接続点の短絡状態及び非
短絡状態における前記第１及び第２電流制限抵抗の接続
点の電位の変化を入力して、前記第１、第２及び第３電
流制限抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段を備えて
なることを特徴とする。

【００１１】この発明に係る乗員保護装置は、直列電源
に直列に接続された雷管と、前記直流電源と雷管との間
に介挿されたスイッチ手段と、加速度センサからの加速
度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断し、重大衝突
と判断したとき前記スイッチ手段に点火制御信号を出力
し、かつそれと同期して電流制御信号を出力する衝突判
断手段と、直列接続された第１、第２及び第３電流制限
抵抗を含み、かつ前記衝突判断手段からの電流制御信号
によって該第２及び第３電流制限抵抗の接続点をグラン
ドに短絡することによって第１及び第２電流制限抵抗に
流れる電流に比例した点火電流を前記スイッチ手段を介
して前記雷管に供給する電流制限回路と、前記衝突判断
手段からの電流制限信号による前記第２及び第３電流制
限抵抗の接続点の非短絡状態において、前記スイッチ手
段の断線及び短絡を診断する診断手段を有する診断回路
を備えてなることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明による実
施の形態１の構成を図１に示すが、その図１において図
７の従来例で説明したものと同一のもの、または均等な
ものには同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
すなわち、３０は第２加速度センサ、３１は比較回路
で、前記第２加速度センサ３０からの検出出力が、衝突
の発生の判断の基準値を越えるとスイッチ信号を出力す
る。３２は後述の診断回路（診断手段）３３と共に、マ
イクロコンピュータ３４を構成する衝突判断手段で、第
１加速度センサ１８からの加速度信号及び比較回路３１
からのスイッチ信号を受け、かつその第１加速度センサ
１８からの加速度信号に基づいて重大衝突と判断する
と、切り換えトランジスタ３７，駆動制御トランジスタ
３８，スイッチングトランジスタ３６のそれぞれにオン
信号を供給する。

【００１３】診断回路３３は、従来例における診断回路
２０と同様に雷管１５の短絡、断線等を診断する機能を
有するほかに、切り換えトランジスタ３７がオン、オフ
されることによって変化する第１及び第２抵抗４４，４
５の間の接続点の電位Ｖｂの変化を検出し、その変化量
に基づいて第１，第２及び第３抵抗４４，４５，４６の
断線、短絡等を診断する機能を有する。

【００１４】すなわち、前記診断回路３３は図２に示す
ようなフローチャートに従って、イグニッションスイッ
チ２がオンされたか否かをステップＳ１でチェックし、
イグニッションスイッチ２がオンされていると判断する
とステップＳ２に進む。ステップＳ２は、雷管１５の端
子間電位差を検出する比較回路３５からの出力と、雷管
１５の両端に発生する電位とに基づいて雷管１５の断
線、短絡等の故障を診断し、故障が発生している場合に
はステップＳ３に進み、「雷管異常」として警報ランプ
２２を所定のモードで点滅させ、ステップＳ１３に進
み、イグニッションスイッチ２がオフされていると判断
すると終了し、オン状態であると判断されると後述のス
テップＳ１０に戻る。

【００１５】またステップＳ２において、雷管１５が正
常であると判断された場合にはステップＳ４に進み、切
り換えトランジスタ３７をオンさせ、その時発生する第
１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧Ｖｂをステッ
プＳ５でモニタする。この電圧ＶｂがステップＳ６にお
いてＶａ／５（Ｖａ：定電圧回路４１の非反転入力端子
に供給される基準電圧）より大きく、かつＶａ／２より
小さいかが判断され、その条件を満足しないと判断され
た場合には、ステップＳ７で電流制限回路４０が異常で
あるとして警報ランプ２２を所定のモードで点滅させ、
その後ステップＳ１３に進む。

【００１６】また電圧ＶｂがステップＳ６においてＶａ
／５より大きく、かつＶａ／２より小さいと判断され、
条件を満足していると判断された場合には、ステップＳ
９に進み、切り換えトランジスタ３７をオフさせ、ステ
ップＳ１０でその時発生する第１及び第２抵抗４４，４
５の接続点の電圧Ｖｂをモニタする。この電圧Ｖｂがス
テップＳ１１においてＶａ／２より小さいと判断された
場合には、ステップＳ７で電流制限回路４０が異常であ
るとして警報ランプ２２を所定のモードで点滅させる。

【００１７】ステップＳ１１においてＶａ／２以上であ
ると判断された場合には、ステップＳ１２で電流制限回
路４０は正常であると判断してステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３においてイグニッションスイッチ２がオ
ン状態であると判断されると、ステップＳ１０に戻り、
オフされたと判断されると、診断プログラムを終了す
る。

【００１８】切り換えトランジスタ３７は、非衝突の通
常時はオフ状態を維持し、また衝突時には、オン状態に
切り換えられる。電流制限回路４０は、駆動制御トラン
ジスタ２７，３８，比較回路４１，駆動トランジスタ４
２，電流検出抵抗４３，第１電流制限抵抗４４，第２電
流制限抵抗４５，第３電流制限抵抗４６，比較回路４
７，駆動トランジスタ４８ａ，バイアス抵抗４９等から
構成され、スイッチ手段としての機能を有し、定電圧回
路を形成する比較回路４１によって、前記第１電流制限
抵抗４４の非接地側端子の電位が一定になるように保持
される。またこのとき、主に第１，第２及び第３電流制
限抵抗４４，４５，４６で電流検出抵抗４３を流れる一
定電流Ｉａが決定され、これによって発生する後段の駆
動制御トランジスタ２７のコレクタ端子の電位は、信号
ラインＡを介して比較回路４７に基準値として供給され
る。その結果、駆動トランジスタ４８ａのコレクタ端子
とバイアス抵抗４９との接続点の電位が一定に制御さ
れ、駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂに一定電流が流れ
る。すなわち、点火電流を流すときには切り換えトラン
ジスタ３７をオンして一定電流Ｉａを大きくし、また診
断電流を流すときには切り換えトランジスタ３７をオフ
して一定電流Ｉａを小さくするように制御する。

【００１９】また、駆動制御トランジスタ３８がオフの
時は、電流検出抵抗４３により検出された電流によって
発生した電圧値が比較回路４７にも入力され、比較回路
４７で駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂがオン制御され
る。一方で、駆動制御トランジスタ３８がオンの時は、
駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂはオン制御されない。

【００２０】次に上記構成の作用説明を行う（図２、図
３及び図４参照）。電源が投入されることによって、マ
イクロコンピュータ３４のプログラムが作動を開始す
る。すなわち、最初に診断用プログラム（抵抗４４〜４
６、雷管１５の故障診断と駆動トランジスタ４８ａ，４
８ｂの故障診断を含む）が作動開始し、それが終了する
と衝突判断用プログラムが作動を開始し、以後その２つ
のプログラムが図示されない制御手段によって交互に実
行される。

【００２１】まず、図２に示す診断用プログラムのうち
の抵抗４４〜４６、雷管１５の故障診断プログラムの作
動によって以下のことが分かる。マイクロコンピュータ
３４の診断回路３３は、比較回路３５からの出力信号及
び雷管１５の両端に発生する電位を読み取り、その読み
取った電圧に基づいて上述したように雷管１５の断線、
短絡等の故障診断を行っているが、この故障診断につい
ては、既に周知のことであるので詳細説明は省略する。

【００２２】［抵抗４４〜４６の故障診断］ （１）診断回路３３からの指示で衝突判断手段３２が切
り換えトランジスタ３７をオフ状態にした時 第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧ＶｂがＶａ
／２以上であれば正常と判断され、Ｖａ／２以下であれ
ば第１抵抗４４が断線、または第３抵抗４６が短絡の何
れかの故障と判断され、警報ランプ２２によって警報さ
れる。

【００２３】（２）診断回路３３からの指示で衝突判断
手段３２が切り換えトランジスタ３７をオン状態にした
時 第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧ＶｂがＶａ
／２以上であれば第１抵抗４４の短絡、第２抵抗４５の
断線、又は切り換えトランジスタ３７のオープン故障の
何れかである。また電圧ＶｂがＶａ／５以上で、かつＶ
ａ／２より小さい場合には、正常と判断される。さら
に、電圧ＶｂがＶａ／５以下であると、第２抵抗４５の
短絡と判断される。

【００２４】また、衝突判断用プログラムが実行される
ことによって以下のように作動する。 （１）衝突判断手段３２が重大衝突と判断していない時 スイッチングトランジスタ３６，切り換えトランジスタ
３７，駆動制御トランジスタ３８がオフ状態になってお
り、一定電流Ｉａは、第１，第２及び第３電流制限抵抗
４４，４５，４６にて制限された電流値、すなわち雷管
１５が展開不可能な電流値となり、例えばマイクロコン
ピュータ４０がプログラム暴走して衝突判断手段３２か
ら駆動制御トランジスタ３８及びスイッチングトランジ
スタ３６のそれぞれにハイレベル信号が供給されても微
小電流しか流れず、雷管１５は点火されない。

【００２５】また、プログラム暴走によって衝突判断手
段３２から切り換え手段３７に供給される信号がハイレ
ベルに切り替わり、第２及び第３電流制御抵抗４５，４
６の接続点の電位をローレベルに切り換える確率も小さ
い。すなわち、３つの出力端子が一度に点火電流を流す
方向に切り替わる確率は非常に小さくなる。

【００２６】（２）衝突判断手段３２が衝突と判断した
時 駆動制御トランジスタ３８，スイッチングトランジスタ
３６及び切り換えトランジスタ３７は、オン状態とな
り、第２及び第３電流制限抵抗４５，４６の接続点が接
地されるので、電流検出抵抗４３，第１電流制限抵抗４
４及び第２電流制限抵抗４５に前回よりも多くの電流Ｉ
ａが流れ、その電流Ｉａが電流検出抵抗４３によって検
出されて比較回路４７に供給される。このとき、駆動制
御トランジスタ３８は、オンされ、かつスイッチングト
ランジスタ３６もオンされているので、信号ラインＡに
よって供給された電圧は比較回路４７で所定の増幅率で
増幅され、その増幅された電圧によって駆動トランジス
タ４８ａ，４８ｂがオンされ、雷管１５に点火電流が供
給される。

【００２７】［駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂの故障
診断］この診断は、従来から使用されている技術による
と、図５に実線で示すように駆動トランジスタ４８ａ，
４８ｂを数１０マイクロ秒間のみオン動作せしめ（区間
Ｔ₁)、雷管１５が作動して火薬が点火されない程度の微
小電力を供給して、その短時間の間に雷管１５の両端子
に発生する電圧を検出する手法がとられていた。このと
きの駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂが非常にわずかな
時間しかオンしないために、図５（Ｃ）に実線で示すよ
うに駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂが完全にオン（飽
和状態）しない間に、診断回路３３が雷間１５及び比較
回路３５から入力しなくてはならず、この状態で入力し
た場合には正確な電圧、電位差を読み取れないという問
題点があるので、微小電流（例えば従来の１／２０）を
長い時間（Ｔ₂ （≒２・Ｔ₁ ）供給して、駆動トランジ
スタ４８ａ，４８ｂの双方が正常状態で作動した後に診
断回路３３が読み取るようにすることによって改善する
ためのものである。

【００２８】すなわち、この診断用プログラムが作動を
開始すると、図６において、ステップ１００からステッ
プ１１０に進み、前記抵抗４４〜４６の故障診断結果に
基づいて抵抗４４〜４６が正常か否かが判断される。故
障していると判断されると、ステップ１２０に進み、駆
動制御トランジスタ３８をオンして雷管１５に点火電流
が供給されないようにし、ステップ２００に進み、この
診断プログラムを終了する。

【００２９】ステップ１１０において、抵抗４４〜４６
が正常であると判断されると、ステップ１３０に進み、
雷管１５が正常であるか否かが判断される。このステッ
プ１３０において、雷管１５が異常であるとステップ１
２０に進む。また、雷管１５が正常であると判断される
と、ステップ１４０に進み、切り換えトランジスタ３
７、駆動制御トランジスタ３８をオフして駆動トランジ
スタ４８ｂに微小電流を流す。

【００３０】この電流が雷管１５に診断電流として流
れ、これによって雷管１５の非接地側に発生する電圧Ｖ
ｓをステップ１５０で読み取り（当然ながらサンプリン
グ入力（図５（Ｄ））で行う）、記憶せしめる。この読
み取った電圧Ｖｓは、平均値を求めるためのもので、ス
テップ１６０で回数を判断し、所定回数読み取っていな
い場合には、ステップ１１０に戻り、所定回数読み取っ
た場合には、ステップ１７０で駆動制御トランジスタ３
８をオンする。

【００３１】その後、ステップ１８０に進み、読み取っ
た電圧Ｖｓの平均値が所定値以上あるか否かが判断さ
れ、ないと判断されると、ステップ１９０で駆動トラン
ジスタ４８ａ，４８ｂが異常である旨の信号を作成して
出力し、ステップ２００に進む。またステップ１８０で
所定値以上有ると判断されると、駆動トランジスタ４８
ａ，４８ｂは正常であると判断してステップ２００に進
み、終了する。すなわち、微小電流を供給するので検出
電圧Ｖｓが非常に小さいので、所定回数加算してその平
均値を求めることによって精度を確保している。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
点火電流の大きさを抵抗値を変化させることによって制
御する回路の診断を行うことができる乗員保護装置を提
供できるという効果が得られる。この発明によれば、微
少な電流を雷管に流しながら電流制限回路を構成する電
流制限抵抗及び駆動トランジスタの診断を行うことがで
きる乗員保護装置を提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示す乗員保護装置の回
路ブロック図である。

【図２】図１の回路ブロック図の診断回路の作動プログ
ラムを示すフローチャートである。

【図３】図１の乗員保護装置の故障状態を示す説明図で
ある。

【図４】図１の乗員保護装置の故障状態をモニタされた
電圧によって区分する説明図である。

【図５】図１の駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂの従来
の診断方法と本件実施の一形態の診断との違いを説明す
るための説明図である。

【図６】図１の駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂの診断
プログラムのフローチャートである。

【図７】従来の乗員保護装置の回路図である。

【符号の説明】

１５ 雷管 １８，３０ 加速度センサ ２７ 駆動制御トランジスタ ３１，３５，４１，４７ 比較回路 ３２ 衝突判断手段 ３３ 診断回路（診断手段） ３６ スイッチングトランジスタ ３７ 切り換えトランジスタ（切り換え手段） ４０ 電流制限回路 ４４，４５，４６ 電流制限抵抗 ４８ａ，４８ｂ 駆動トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源に直列に接続された雷管と、前
   記直流電源と雷管との間に介挿されたスイッチ手段と、 加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大
   きさを判断し、重大衝突と判断したとき前記スイッチ手
   段に点火制御信号を出力し、かつそれと同期して電流制
   御信号を出力する衝突判断手段と、 直列接続された第１、第２及び第３電流制限抵抗を含
   み、かつ前記衝突判断手段からの電流制御信号によって
   該第２及び第３電流制限抵抗間の接続点をグランドに短
   絡することによって第１及び第２電流制限抵抗に流れる
   電流に比例した点火電流を前記スイッチ手段を介して前
   記雷管に供給する電流制限回路と、 前記衝突判断手段からの電流制限信号による前記第２及
   び第３電流制限抵抗間の接続点の短絡状態及び非短絡状
   態における前記第１及び第２電流制限抵抗の接続点の電
   位の変化を入力して、前記第１、第２及び第３電流制限
   抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段を備えてなるこ
   とを特徴とする乗員保護装置。
2. 【請求項２】 直流電源に直列に接続された雷管と、前
   記直流電源と雷管との間に介挿されたスイッチ手段と、 加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大
   きさを判断し、重大衝突と判断したとき前記スイッチ手
   段に点火制御信号を出力し、かつそれと同期して電流制
   御信号を出力する衝突判断手段と、 直列接続された第１、第２及び第３電流制限抵抗を含
   み、かつ前記衝突判断手段からの電流制御信号によって
   該第２及び第３電流制限抵抗の接続点をグランドに短絡
   することによって第１及び第２電流制限抵抗に流れる電
   流に比例した点火電流を前記スイッチ手段を介して前記
   雷管に供給する電流制限回路と、 前記衝突判断手段からの電流制限信号による前記第２及
   び第３電流制限抵抗の接続点の非短絡状態において、前
   記スイッチ手段の断線及び短絡を診断する診断手段を有
   する診断回路を備えてなることを特徴とする乗員保護装
   置。