JP2838854B2

JP2838854B2 - 車両安全装置の制御システム

Info

Publication number: JP2838854B2
Application number: JP3039448A
Authority: JP
Inventors: 正巳岡野
Original assignee: Asco KK
Current assignee: Asco KK
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH04257749A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアバック等の車両安
全装置のための制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】実開平２ー５３７１号に開示されている
ように、エアバック等の車両安全装置を制御するシステ
ムは、加速度検出手段と、加速度検出手段からの減速度
信号に基づき車両衝突の有無を判定する衝突判定手段
と、スキブを組み込んだ駆動回路とを基本構成として備
えている。駆動回路は、スキブと直列に接続されたトラ
ンジスタ（メインスイッチング手段）を備えている。衝
突判定手段は、衝突であると判定した時に駆動回路のト
ランジスタにオン指令信号を送ってトランジスタをオン
にし、スキブを点火してエアバックを膨張させることに
より乗員の安全を図る。

【０００３】上記制御システムでは、高精度の衝突判定
を行うためにマイクロコンピュータを用いており、マイ
クロコンピュータの暴走に対して配慮する必要がある。
マイクロコンピュータが暴走すると、実際に衝突が起き
ていないにも拘わらずオン指令信号が出力される可能性
があり、エアバックが誤作動してしまうからである。そ
のため、セーフィングスイッチを用いている。このセー
フィングスイッチは、衝突時の慣性力でオンするもので
あり、上記トランジスタおよびスキブと直列に接続され
ている。実際に衝突が起きていない時には、このセーフ
ィングスイッチがオフになっているから、上述したよう
なマイクロコンピュータの暴走でトランジスタがオンに
なってもスキブに電流が流れず、エアバックの誤作動を
防止することができる。上記制御システムでは、セーフ
ィングスイッチが正常かどうかを確認する手段が装備さ
れていない。そのため、セーフィングスイッチがオフの
まま故障していると、マイクロコンピュータが正常に作
動して衝突と判定しトランジスタをオンさせても、スキ
ブに電流が供給されずエアバックが膨張しない。また、
セーフィングスイッチがオンのまま故障していると、マ
イクロコンピュータの暴走時にエアバックの誤作動を防
止することができない。

【０００４】セーフィングスイッチは、例えばリードス
イッチと、走行方向に沿って移動可能な永久磁石と、こ
の永久磁石を走行方向と反対方向に付勢するスプリング
とを備えている。衝突時には永久磁石がスプリングに抗
して移動することにより、リードスイッチがオンにな
る。このようなセーフィングスイッチの故障を検出する
手段は公知である。詳述すると、永久磁石の近くには電
磁石が装備されている。電磁石の駆動回路にはテストパ
ルス出力手段からテストパルスが供給され、これにより
電磁石に励磁力が生じ、この励磁力で永久磁石が一時的
にスプリングに抗して移動され、リードスイッチをオン
にする。故障判定手段はこのテストパルスに応答してリ
ードスイッチがオンになった時には正常であると判断
し、否の場合には故障であると判断する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
してセーフィングスイッチが正常か否かを確認する場合
には、電磁石を必要とするためセーフィングスイッチが
大型になる。また、電磁石のコアが磁化され、このコア
と永久磁石との間の反発力または吸引力の影響により、
永久磁石の動特性が微妙に変化する可能性がある。さら
に、上記テストは永久磁石の実際の移動とセーフィング
スイッチの実際のオン動作を伴うため、このオン時にマ
イクロコンピュータが暴走してトランジスタをオンにす
ることによりエアバックが膨張する可能性がある。な
お、特開昭６３ー２４１４６７号には、加速度センシン
グ回路のピエゾ素子にテストパルスを供給してその故障
を検出する手段が開示されている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる制御シス
テムは、図１に示すように、車両安全装置１のための駆
動回路２を備えている。この駆動回路２は、車両安全装
置に直列接続されたメインスイッチング手段２ａと、セ
ーフィングスイッチ２ｂとを有している。セーフィング
スイッチ２ｂは車両衝突時の慣性力でオンするものであ
り、その一端は接地されている。両者がともにオンの時
に車両安全装置１が作動する。制御システムはさらに、
車両の減速度を検出する加速度検出手段３と、加速度検
出手段３からの減速度信号に基づき衝突の有無を判定
し、衝突であると判断した時に上記メインスイッチング
手段２ａにオン指令信号を出力する衝突判定手段４を備
えている。本発明の制御システムは上記基本的構成の他
に、次の構成を備えたことを特徴とする。すなわち、高
電圧発生用のインダクタンス５と、このインダクタンス
５への電流供給を制御する補助スイッチング手段６を備
えている。インダクタンス５の一端はバッテリに接続さ
れ、他端はセーフィングスイッチ２ｂのグランドとは反
対側の端に接続されている。さらに、テストパルス出力
手段７と故障判定手段８とを備えている。テストパルス
出力手段７は、上記補助スイッチング手段６にテストパ
ルスを出力してこれをオンすることにより、上記インダ
クタンス５に電流を供給し、テストパルスの終了時点に
対応する電流供給停止時にインダクタンス５に逆起電圧
を発生させる。故障判定手段８は、上記インダクタンス
５の逆起電圧がセーフィングスイッチ２ｂに印加された
時に、セーフィングスイッチ２ｂに放電による微小電流
が流れるか否かを判定し、微小電流が流れない場合には
セーフィングスイッチ２ｂが故障したものと判定する。

【０００７】

【作用】インダクタンス５の逆起電圧によりセーフィン
グスイッチ２ｂに放電を生ぜしめ、その時に流れる微小
電流を検出することにより、セーフィングスイッチ２ｂ
が正常か故障かを判定するため、電磁石等の構成要素を
必要とせず、セーフィングスイッチ２ｂを小型にするこ
とができる。また、セーフィングスイッチ２ｂの通常の
動作特性に影響を与えることもない。さらに、セーフィ
ングスイッチのテストは実際のオン動作を伴わないか
ら、テスト中に誤ってメインスイッチング手段２ａが閉
じられても、セーフィングスイッチ２ｂに大きな電流が
流れず、車両安全装置１の誤作動を防止することができ
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２〜図５を参照し
て説明する。図２はエアバック（車両安全装置）のスキ
ブ１０を制御する制御システムの概略を示している。制
御システムは、車両の加速度，減速度を検出する加速度
センシング回路２０（加速度検出手段）と、マイクロコ
ンピュータ３０と、スキブ１０のための駆動回路４０を
基本構成として備えている。

【０００９】上記加速度センシング回路２０は、加速
度，減速度に対応した電圧信号を出力するピエゾ素子等
の加速度センサと、必要な増幅回路を含むものである。
加速度センシング回路２０からの加速度または減速度を
表す電圧信号は、マイクロコンピュータ３０に内蔵され
たアナログ・デジタルコンバータＡＤＣにそれぞれ送ら
れてデジタルデータに変換され、マイクロコンピュータ
３０に供給される。

【００１０】上記駆動回路４０は、ＰＮＰ型のトランジ
スタ４１（メインスイッチング手段）とセーフィングス
イッチ４２とを、バッテリーＶ_Bからグランドに向かっ
て順に直列接続してなる。これらトランジスタ４１とセ
ーフィングスイッチ４２との間にエアバックのスキブ１
０が接続されている。トランジスタ４１とバッテリーＶ
_Bとの間には、トランジスタ４１からバッテリーＶ_Bに向
かって順に、大容量コンデンサからなるエネルギーリザ
ーバ（図示しない）と、エネルギーリザーバの電圧を電
源電圧より高くするための昇圧回路（図示しない）とが
介在されている。スキブ１０は、トランジスタ４１およ
びセーフィングスイッチ４２の両方ともオンした時にの
みエネルギーリザーバからの電流供給を受けて点火さ
れ、エアバックの膨張を実行する。トランジスタ４１の
ベースにはマイクロコンピュータ３０の出力ポートＯ₁
が接続されている。

【００１１】図３は、上記セーフィングスイッチ４２の
公知の構成を示している。セーフィングスイッチ４２
は、細長いリードスイッチ４２ａと、このリードスイッ
チ４２ａの外周に配置されたスプリング４２ｂと、スプ
リング４２ｂの一端に配置さるとともにれリードスイッ
チ４２ａにスライド可能にはめられた環状の永久磁石４
２ｃとを備えている。リードスイッチ４２ａは細長い容
器４２ｘを備え、その両端部には細長いリード片４２
ｙ，４２ｚが貫通している。これらリード片４２ｙ，４
２ｚの一端は容器４２ｘの外部に配置され、他端は容器
４２ｘの内部に配置されるとともに容器４２ｘの中央部
で互いに径方向に対向している。容器４２ｘ内にはアル
ゴン，ネオン，ヘリウム等の不活性ガスが封入されてい
る。リードスイッチ４２ａは走行方向と平行な状態で車
両に設置されている。車両衝突時には、永久磁石４２ｃ
が慣性力によりスプリング４２ｂに抗して移動すること
により、リードスイッチ４２ａのリード片４２ｙ，４２
ｚを接触させてオンにする。

【００１２】制御システムはさらに、直列接続された高
電圧発生用のインダクタンス５０とトランジスタ５１
（補助スイッチン手段）を備えている。インダクタンス
５０の一端はバッテリＶ_Bに接続され他端はトランジス
タ５１のコレクタに接続されている。トランジスタ５１
のベースはマイクロコンピュータの出力ポートＯ₂に接
続されている。このトランジスタ５１のコレクタとセー
フィングスイッチ４２のスキブ１０側の端との間には、
ダイオード５３と大きな抵抗５４の直列回路が接続され
ている。ダイオード５３はアノードをトランジスタ５１
のコレクタに向けている。抵抗５４の両端間電圧は、電
圧検出回路５５により検出されるようになっている。電
圧検出回路５５の出力段はマイクロコンピュータ３０の
入力ポートＩに接続されている。電圧検出回路５５の検
出出力は、抵抗５４に電流が流れず抵抗５４の両端間電
圧が実質的にゼロである時には例えばローレベルであ
り、抵抗５４に後述する微小電流が流れて電圧降下が生
じた時にはハイレベルになる。なお、抵抗５４とセーフ
ィングスイッチ４２の接続点はダイオード５６を介して
スキブ１０に接続されている。ダイオード５６はアノー
ドをスキブ１０に向けている。制御システムはさらに、
トランジスタ６１によって制御される警報ランプ６０を
備えている。トランジスタ６１のベースは、マイクロコ
ンピュータ３０の出力ポートＯ₃に接続されている。

【００１３】上述構成において、マイクロコンピュータ
３０では、加速度センシング回路２０からの信号に基づ
き衝突の有無を判定する。すなわち、加速度センシング
回路２０から減速度を表す信号が入力された時には、そ
の積分を行いスレッショルドレベルと比較する。そし
て、積分値がスレッショルドレベルを越えたと判断した
時には、衝突であるとして出力ポートＯ₁からトランジ
スタ４１にオン指令信号を出力する。セーフィングスイ
ッチ４２が正常であれば、この車両衝突に伴う減速の際
にオンになっているから、スキブ１０にエネルギーリザ
ーバから電流が供給され、エアバックの膨張が実行され
る。マイクロコンピュータ３０が暴走した時には、マイ
クロコンピュータ３０の出力ポートＯ₁からトランジス
タ４１にオン指令信号が出力される場合もある。しか
し、衝突状態でなければセーフィングスイッチ４２がオ
フのままであるから、エアバックの誤作動を防止するこ
とができる。

【００１４】次に、パワーオン時に実行されるマイクロ
コンピュータ３０によるテストルーチンについて図４を
参照しながら説明する。イニシャライズ後に、ハイレベ
ルのテストパルスを出力ポートＯ₂からトランジスタ５
１に出力開始し、このトランジスタ５１をオンにする
（ステップ１００）。これにより、テストパルスと同期
してインダクタンス５０に電流が供給される。次に、所
定時間Ｔ₀（例えば１００ｍｓｅｃ）だけ、このテスト
パルスの出力状態を維持する（ステップ１０１）。所定
時間Ｔ₀経過後にテストパルスの出力を停止する（ステ
ップ１０２）。これにより、トランジスタ５１がオフに
なりインダクタンス５０への電流供給が停止する。この
電流供給停止時に、インダクタンス５０には逆起電圧が
生じ、この逆起電圧がセーフィングスイッチ４２に印加
される。

【００１５】セーフィングスイッチ４２のリード片４２
ｙ，４２ｚが正常であれば、図５に示すようにインダク
タンス５０の逆起電圧が放電レベルを越えた時に、両者
の間で放電が生じ、抵抗５４に微小電流が流れるはずで
ある。そして、逆起電圧が低下して放電レベルを下回っ
た時に、放電が終了する。したがって、抵抗５４の両端
間電圧を検出する電圧検出回路５５の検出出力がハイレ
ベルになる時間Ｔは、ある時間範囲内に収まりＴ₁≦Ｔ
≦Ｔ₂が成立するはずである。セーフィングスイッチ４
２のリード片４２ｙ，４２ｚが破損する等してオフのま
ま故障した場合には、逆起電圧を印加されても放電は行
われず、検出出力はローレベルのままである。したがっ
て、この場合にはＴはゼロでありＴ＜Ｔ₁である。ま
た、リード片４２ｙ，４２ｚが接触したまま、すなわち
オンのまま故障した場合には、逆起電圧が放電レベルを
下回っても検出出力はハイレベルのままであり、Ｔ＞Ｔ
₂となる。

【００１６】マイクロコンピュータ３０では、上記ステ
ップ１０２の次に、電圧検出回路５５の検出出力がハイ
かローかを判断する（ステップ１０３）。ハイであると
判断した場合には、タイマによる時間計測を開始する
（ステップ１０４）。次にステップ１０５で計測時間Ｔ
が上記許容範囲の上限値Ｔ₂以下か否かを判断する。否
定判断の場合、すなわちセーフィングスイッチ４２がオ
ン故障のためＴ＞Ｔ₂になっていると判断した場合に
は、出力ポートＯ₃からトランジスタ６１へハイレベル
の信号を出力して警報ランプ６０を点灯させ（ステップ
１０６）、テストルーチンを終了する。ステップ１０５
で肯定判断した場合には、ステップ１０３へ戻る。そし
て、タイマはステップ１０３で検出出力がハイレベルで
あると判断している間は時間計測を継続する（ステップ
１０４）。

【００１７】ステップ１０３で検出出力がローレベルで
あると判断した時には、タイマによる計測時間Ｔが許容
範囲の下限値Ｔ₁以上であるか否かを判断し（ステップ
１０７）、肯定判断の場合すなわちセーフィングスイッ
チ４２が正常であるためにＴ₁≦Ｔ≦Ｔ₂になっていると
判断した場合には、テストルーチンを終了する。また、
否定判断の場合、すなわちセーフィングスイッチ４２が
オフ故障のためＴ＜Ｔ₁になっていると判断した場合に
は、出力ポートＯ₃からトランジスタ６１へハイレベル
の信号を出力して警報ランプ６０を点灯させ（ステップ
１０８）、テストルーチンを終了する。

【００１８】上記説明から明らかなように、マイクロコ
ンピュータ３０は衝突判定手段を備えている。また、マ
イクロコンピュータ３０で実行されるステップ１００〜
１０２はテストパルス出力手段を構成している。さら
に、抵抗５４と電圧検出回路５５とマイクロコンピュー
タ３０で実行されるステップ１０３，１０４，１０５，
１０７は、故障判定手段を構成している。

【００１９】上記セーフィングスイッチ４２のテストで
は、永久磁石４２ｃの移動およびリード片４２ｙ，４２
ｚの接触を伴わないので、テスト中にマイクロコンピュ
ータ３０の暴走によりトランジスタ４１がオンしても、
互いに離れたリード片４２ｙ，４２ｚ間に大きな電流が
流れず、スキブ１０の誤点火を防止できる。

【００２０】ダイオード５３の役割は次の通りである。
すなわち、トランジスタ５１がオンしているテスト中に
マイクロコンピュータ３０が暴走してトランジスタ４１
がオンした場合に、トランジスタ４１，スキブ１０，ト
ランジスタ５１による電流回路が形成されるのを禁じ
る。また、ダイオード５６はインダクタンス５０の逆起
電圧がトランジスタ４１に印加されるのを防ぐ役割を有
している。

【００２１】本発明は上記実施例に制約されず種々の態
様が可能である。例えば、テストルーチンは車両停止毎
に行ってもよい。セーフィングスイッチは、リード片を
１つまたは２つ備えたスイッチのすべてを含む。インダ
クタンスとしては、昇圧回路のトランスを流用すること
ができる。本発明の制御システムはエアバックのみなら
ずシートベルトの締め付け制御にも適用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、セー
フィングスイッチのテストのために電磁石を必要としな
いので、セーフィングスイッチを小型にすることがで
き、セーフィングスイッチの通常の動作特性に影響を与
えることもない。さらに、セーフィングスイッチのテス
トにおいて、セーフィングスイッチの実際のオンを伴わ
ないから、テスト中に誤ってメインスイッチング手段が
閉じられても、セーフィングスイッチに大きな電流が流
れず、車両安全装置の誤作動を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御システムの基本的構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明に係わる制御システムの一実施例を概略
的に示す回路図である。

【図３】セーフィングスイッチの一例を示す断面図であ
る。

【図４】図２のマイクロコンピュータで実行されるテス
トルーチンを示すフローチャートである。

【図５】図２の制御システムの作用を説明するタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

１，１０車両安全装置２，４０駆動回路２ａ，４１メインスイッチング手段３，２０加速度検出手段２ｂ，４２セーフィングスイッチ５，５０インダクタンス６，５１補助スイッチング手段７テストパルス出力手段８故障判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60R 21/32 H01H 9/54 - 9/56 G01P 15/135 G01P 15/11 G01P 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）車両安全装置のための駆動回路。こ
の駆動回路は、車両安全装置に直列に接続されたメイン
スイッチング手段とセーフィングスイッチとを有してい
る。セーフィングスイッチは衝突時の慣性力でオンする
ものであり、その一端は接地されている。両者がともに
オンの時に車両安全装置が作動する。（ｂ）車両の減速度を検出する加速度検出手段。（ｃ）加速度検出手段からの減速度信号に基づき衝突の
有無を判定し、衝突であると判断した時に上記メインス
イッチング手段にオン指令信号を出力する衝突判定手
段。上記構成を備えた車両用安全装置の制御システムにおい
て、さらに次の構成を備えたことを特徴とする車両安全
装置の制御システム。（ｄ）高電圧発生用のインダクタンス。このインダクタ
ンスの一端はバッテリに接続され、他端はセーフィング
スイッチのグランドとは反対側の端に接続されている。（ｅ）上記インダクタンスへの電流供給を制御する補助
スイッチング手段。（ｆ）上記補助スイッチング手段にテストパルスを出力
してこれをオンすることにより、上記インダクタンスに
電流を供給し、テストパルスの終了時点に対応する電流
供給停止時にインダクタンスに逆起電圧を発生させるテ
ストパルス出力手段。（ｇ）上記インダクタンスの逆起電圧がセーフィングス
イッチに印加された時にセーフィングスイッチに放電に
よる微小電流が流れるか否かを判定し、微小電流が流れ
ない場合にはセーフィングスイッチが故障したものと判
定する故障判定手段。