JP3095569B2 - 車両のエアバッグシステムのスクイブ点火回路 - Google Patents

車両のエアバッグシステムのスクイブ点火回路

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Toyota Motor Corp
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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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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両のエアバッグシステ
ムのスクイブ点火回路に係わり、特にスクイブへのエネ
ルギ供給能力を高めた車両のエアバッグシステムのスク
イブ点火回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年車両衝突時の乗員保護のためのエア
バッグシステムが搭載される場合が多い。このエアバッ
グシステムは例えば車両のヘッドライト後部に設置され
る衝突センサによって衝突が検出されるとスクイブに電
流が流れて起爆剤が点火される。そしてこの爆発熱によ
って窒素ガスを発生させステアリングホイールに内蔵さ
れているエアバッグを瞬時に膨張させるものである。
【０００３】従ってエアバッグシステムには衝突発生時
の確実な動作が要求されることはいうまでもなく、特に
バッテリ電圧が低下した場合にもスクイブに所定の電流
を供給することが可能なように***スクイブに点火する
ためのエネルギーを蓄積するバックアップ用コンデンサ
を装備するものが提案されている。しかしながらスクイ
ブを確実に点火するには所定値以上の電流を所定時間以
上連続して供給することが必要であるため、バックアッ
プ用コンデンサ（以下コンデンサと記す。）に蓄積され
るエネルギを所定値以上確保すること、即ちコンデンサ
の容量を大とするかあるいは充電電圧を高電圧とする必
要がある。
【０００４】しかしコンデンサの容量を大とすれば物理
的寸法が大となり車載用として適合しなくなり、充電電
圧をバッテリ電圧以上に高電圧とするためには昇圧用の
ＤＣ−ＤＣコンバータ（以下コンバータと記す。）を具
備することが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらコンバー
タ自体が高価であるためエアバッグシステム自体が高価
となることは避けることができないばかりでなく、コン
バータのスイッチングによるノイズが発生して他の電子
機器に影響を与えるおそれがある。本発明は上記問題点
に鑑みなされたものであって、コンバータを使用しない
場合あるいはコンデンサの容量を比較的小とした場合に
もスクイブに十分な点火エネルギを供給可能な車両のエ
アバッグシステムのスクイブ点火回路を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る車両の
エアバッグシステムのスクイブ点火回路は、バッテリ
と、バッテリによって充電される第１のコンデンサと、
第１のコンデンサに並列に接続されバッテリによって充
電される第２のコンデンサと、車両の衝突が検出された
ときに第１のコンデンサと第２のコンデンサとを直列に
接続し第１のコンデンサおよび第２のコンデンサに充電
されている電力をスクイブに供給するためのスクイブ点
火手段と、バッテリによって第１のコンデンサが充電さ
れなかった時に第２のコンデンサに充電されている電力
をスクイブに供給するために第１のコンデンサをバイパ
スする第１のバイパス手段と、バッテリによって第２の
コンデンサが充電されなかった時に第１のコンデンサに
充電されている電力をスクイブに供給するために第２の
コンデンサをバイパスする第２のバイパス手段と、を具
備する。第２の発明に係る車両のエアバッグシステムの
スクイブ点火回路は、負電極が接地されているバッテリ
と、正電極がバッテリの正電極に接続され負電極が接地
される第１のコンデンサと、正電極が正電極側電流制限
抵抗を介してバッテリの正電極に接続され負電極が負電
極側電流制限抵抗を介して接地される第２のコンデンサ
と、一方の端子が車両の衝突を検知して機械的に閉とな
るセーフィングセンサを介してバッテリの正電極に接続
され他方の端子が第２のコンデンサの負電極と接続され
るスクイブと、アノードが前記スクイブの他方の端子に
接続されカソードが第２のコンデンサの正電極に接続さ
れるダイオードと、閉となった時に第２のコンデンサの
正電極を接地するメインスイッチと、メインスイッチを
車両の衝突の発生を検知して閉とする制御部と、を具備
する。
【０００７】第３の発明に係る車両のエアバッグシステ
ムのスクイブ点火回路は、バッテリ電圧を昇圧する負電
極が接地されたＤＣ−ＤＣコンバータと、正電極がＤＣ
−ＤＣコンバータの正電極に接続され負電極が接地され
る第１のコンデンサと、正電極が正電極側電流制限抵抗
を介してＤＣ−ＤＣコンバータの正電極に接続され負電
極が負電極側電流制限抵抗を介して接地される第２のコ
ンデンサと、一方の端子が車両の衝突を検知して機械的
に閉となるセーフィングセンサを介してＤＣ−ＤＣコン
バータの正電極に接続され他方の端子が前記第２のコン
デンサの負電極と接続されるスクイブと、閉となった時
にスクイブの他方の端子を負電圧保護用ダイオードを介
して接地するサブスイッチと、閉となった時に第２のコ
ンデンサの正電極を接地するメインスイッチと、衝突を
検知した時に前記サブサブスイッチを閉としメインスイ
ッチを閉としてから所定時間経過後に第２のスイッチを
閉とする制御部と、を具備する。
【０００８】第４の発明にかかる車両のエアバッグシス
テムのスクイブ点火回路は、サブスイッチを閉としてか
らメインスイッチを閉とするまでの時間をバッテリ電圧
が低であるほど短くする。
【０００９】
【作用】第１および第２の発明によれば、車両と衝突が
検知されると第１のコンデンサと第２のコンデンサとが
直列接続されてスクイブにエネルギを供給することとな
り、コンバータによりバッテリ電圧を昇圧しなくても雷
管スクイブへの供給電圧を高電圧とすることができる。
【００１０】第３および第４の発明によれば、スクイブ
への供給電流が所定値以下に減少した場合にメインスイ
ッチが閉となり第２のコンデンサからエネルギが供給さ
れる。なお第４の発明によればメインスイッチの閉時期
をバッテリ電圧によって調整することによってスクイブ
へのエネルギ供給をより確実にする。
【００１１】
【実施例】図１は第１の発明にかかる車両のエアバッグ
システムのスクイブ点火回路の実施例の回路図であっ
て、バッテリ１１は内燃機関（図示せず。）によって駆
動される発電機（図示せず。）によって充電される。な
おバッテリ１１の負電極１１Ｎは車体に接地されている
ものとする。
【００１２】第１のコンデンサ１２の正電極１２Ｐはバ
ッテリ１１の正電極１１Ｐに接続され、負電極１２Ｎは
接地されている。また第２のコンデンサ１３の正電極１
３Ｐは正電極側電流制限抵抗１４を介してバッテリ１１
の正電極１１Ｐに接続され、負電極１３Ｎは負電極側電
流制限抵抗１５を介して接地されている。
【００１３】さらにスクイブ１６の一方の端子１６Ｐは
セーフィングセンサ１７を介してバッテリ１１の正電極
１１Ｐに接続され、他方の端子１６Ｎは第２のコンデン
サ１３の負電極１３Ｎに接続されている。なおセーフィ
ングセンサ１７は車両の衝突を検知して閉となる機械的
なスイッチであって制御部１０の誤動作によってエアバ
ッグが膨張することを防止するために設置される。
【００１４】またスクイブ１６の他方の端子１６Ｎと第
２のコンデンサ１３の正電極１３Ｐとの間にはスクイブ
１６の他方の端子１６Ｎにアノードがコンデンサ１３の
正電極１３Ｐにカソードが接続されるダイオード１８が
接続される。ＮＰＮトランジスタ１９は第２のコンデン
サ１３の正電極１３Ｐを接地するためのスイッチとして
機能し、コレクタ１９Ｃが第２のコンデンサ１３の正電
極１３Ｐに接続される。そしてエミッタ１９Ｅは接地さ
れ、ベース１９Ｂは制御部１０に接続されている。
【００１５】制御部１０は例えばマイクロコンピュータ
システムとして構成され、車両が衝突したことを判断し
てＮＰＮトランジスタ１９のベース１９Ｂにバイアス電
圧を与えてＮＰＮトランジスタ１９を導通状態とする。
図２は第１の発明の実施例の動作を説明する等価回路で
あって、（イ）は第１および第２のコンデンサ１２およ
び１３が共に正常である場合を、（ロ）は第２のコンデ
ンサ１３に開放側の故障が発生した場合を、さらに
（ハ）は第１のコンデンサ１２に開放側の故障が発生し
た場合を示している。なお破線は各状態で作動していな
いことを示している。
【００１６】即ち第１および第２のコンデンサ１２およ
び１３が共に正常である時にセイフィングセンサ１７お
よびＮＰＮトランジスタ１９が共に閉状態となれば、第
１のコンデンサ１２と第２のコンデンサ１３とが直列接
続された状態となり、スクイブ１６にはバッテリ電圧の
約２倍の電圧を供給することが可能となる。また第２の
コンデンサ１３に開放側の故障が発生した場合にもダイ
オード１８によってバイパス路が構成され、第１のコン
デンサ１２に蓄積されたエネルギをスクイブ１６に供給
することが可能である。
【００１７】さらに第１のコンデンサ１２に開放側の故
障が発生した場合には、第２のコンデンサ１３に蓄積さ
れたエネルギをスクイブ１６に供給することが可能とな
る。なお第１あるいは第２のコンデンサ１２あるいは１
３に短絡側の故障が発生しても、スクイブ１６に正常な
コンデンサの電圧が印加されることは明らかである。
【００１８】図３は第２の発明にかかる車両のエアバッ
グシステムのスクイブ点火回路の実施例の回路図であっ
て、図１に示す第１の発明の実施例と同一の構成につい
ては同一の参照番号を付し、相違点のみを説明する。即
ちバッテリ１１はコンバータ３０に接続されバッテリの
電圧以上に昇圧された後スクイブ点火回路に供給され
る。
【００１９】スクイブ１６の他方の端子１６Ｎには第２
のＮＰＮトランジスタ３１のコレクタ３１Ｃが負電圧保
護用ダイオード３２を介して接続されている。即ちダイ
オード３２のアノードはスクイブ１６の他方の端子１６
Ｎに、カソードは第２のＮＰＮトランジスタ３１のコレ
クタ３１Ｃに接続されている。さらに第２のＮＰＮトラ
ンジスタ３１のエミッタ３１Ｅは接地され、ベース３１
Ｂは制御部１０に接続されている。
【００２０】制御部１０は車両衝突を検知した直後にま
ず第２のＮＰＮトランジスタ３１を導通状態とし、所定
時間後にＮＰＮトランジスタ１９を導通状態とする。図
４は第２の発明の実施例の動作説明図であって、横軸に
時間を、縦軸にスクイブ１６に流れる電流をとる。なお
スクイブ１６を確実に点火するためにはｉS 以上の電流
をｔS 以上の時間継続して流す必要があるものとする。
【００２１】第２の発明にあっては第１および第２のコ
ンデンサ１２および１３は比較的小容量に選択した場合
にも大きなエネルギを蓄積できるように、コンバータ３
０によって昇圧され第１および第２のコンデンサ１２お
よび１３を充電する。従って車両衝突を検知してセーフ
ィングセンサ１７が閉となり第２のＮＰＮトランジスタ
３１が導通状態となると、第１のコンデンサ１２に蓄積
されたエネルギがスクイブ１６に印加される。
【００２２】しかし第１のコンデンサ１２に蓄積された
エネルギ量は少ないため、スクイブ１６を点火するに必
要な電流が必要な時間継続しないために、制御部１０は
車両衝突を検知後所定時間ｔ2 経過後にＮＰＮトランジ
スタ１９を導通状態として第２のコンデンサ１３に蓄積
されたエネルギをスクイブ１６に供給する。従って時刻
ｔ2 においてコンデンサ１３に蓄積されたエネルギが重
畳され、確実にスクイブ１６を点火することが可能とな
る。
【００２３】第３の発明にあってはＮＰＮトランジスタ
１９を導通状態状態とする時刻ｔ2をバッテリ１１の電
圧が低い程コンデンサ１２から供給される電流は早期に
減少するため早期になるように調整することにより、ス
クイブ１６へのエネルギ供給を一層確実にすることが可
能となる。
【００２４】
【発明の効果】第１の発明によれば、ノイズ発生源とも
なるコンバータを使用しなくてもスクイブに十分なエネ
ルギを供給することが可能となるだけでなく、２つのコ
ンデンサのうちのいずれか１つが故障した場合にもスク
イブにエネルギを供給することが可能となる。
【００２５】第２の発明によれば、コンデンサの容量を
比較的小とした場合であっても、時間をずらして放電す
ることによりスクイブを点火することのできるエネルギ
を供給することが可能となる。第３の発明によれば、第
２のコンデンサの放電時期をバッテリ電圧に応じて調整
することによりスクイブへのエネルギ供給を一層確実な
ものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の発明の実施例の回路図である。
【図２】図２は第１の発明の実施例の動作を説明する等
価回路図である。
【図３】図３は第２の発明の実施例の回路図である。
【図４】図４は第２の発明の実施例の動作説明図であ
る。
【符号の説明】
１０…制御部 １１…バッテリ １２…第１のコンデンサ １３…第２のコンデンサ １６…スクイブ １７…セーフィングセンサ １８…ダイオード １９…ＮＰＮトランジスタ ３０…コンバータ ３２…第２のＮＰＮトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリと、 前記バッテリによって充電される第１のコンデンサと、 前記第１のコンデンサに並列に接続され、前記バッテリ
    によって充電される第２のコンデンサと、 車両の衝突が検出されたときに、前記第１のコンデンサ
    と前記第２のコンデンサとを直列に接続し、前記第１の
    コンデンサおよび前記第２のコンデンサに充電されてい
    る電力をスクイブに供給するためのスクイブ点火手段
    と、前記バッテリによって前記第１のコンデンサが充電され
    なかった時に、前記第２のコンデンサに充電されている
    電力をスクイブに供給するために前記第１のコンデンサ
    をバイパスする第１のバイパス手段と、 前記バッテリによって前記第２のコンデンサが充電され
    なかった時に、前記第１のコンデンサに充電されている
    電力をスクイブに供給するために前記第２のコンデンサ
    をバイパスする第２のバイパス手段と、 を具備する車両
    のエアバッグシステムのスクイブ点火回路。
  2. 【請求項２】 負電極が接地されているバッテリと、 正電極が前記バッテリの正電極に接続され、負電極が接
    地される第１のコンデンサと、 正電極が正電極側電流制限抵抗を介して前記バッテリの
    正電極に接続され、負電極が負電極側電流制限抵抗を介
    して接地される第２のコンデンサと、 一方の端子が車両の衝突を検知して機械的に閉となるセ
    ーフィングセンサを介して前記バッテリの正電極に接続
    され、他方の端子が前記第２のコンデンサの負電極と接
    続されるスクイブと、 アノードが前記スクイブの他方の端子に接続され、カソ
    ードが前記第２のコンデンサの正電極に接続されるダイ
    オードと、 閉となった時に前記第２のコンデンサの正電極を接地す
    るメインスイッチと、 該メインスイッチを車両の衝突の発生を検知して閉とす
    る制御部と、を具備する車両のエアバッグシステムのス
    クイブ点火回路。
  3. 【請求項３】 バッテリ電圧を昇圧する負電極が接地さ
    れたＤＣ−ＤＣコンバータと、 正電極が前記ＤＣ−ＤＣコンバータの正電極に接続さ
    れ、負電極が接地される第１のコンデンサと、 正電極が正電極側電流制限抵抗を介して前記ＤＣ−ＤＣ
    コンバータの正電極に接続され、負電極が負電極側電流
    制限抵抗を介して接地される第２のコンデンサと、 一方の端子が車両の衝突を検知して機械的に閉となるセ
    ーフィングセンサを介して前記ＤＣ−ＤＣコンバータの
    正電極に接続され、他方の端子が前記第２のコンデンサ
    の負電極と接続されるスクイブと、 閉となった時に前記スクイブの他方の端子を負電圧保護
    用ダイオードを介して接地するサブスイッチと、 閉となった時に前記第２のコンデンサの正電極を接地す
    るメインスイッチと、 衝突を検知した時に前記サブサブスイッチを閉とし、前
    記メインスイッチを閉としてから所定時間経過後に前記
    第２のスイッチを閉とする制御部と、を具備する車両の
    エアバッグシステムのスクイブ点火回路。
  4. 【請求項４】 前記サブスイッチを閉としてから前記メ
    インスイッチを閉とするまでの時間をバッテリ電圧が低
    であるほど短くする請求項３に記載の車両のエアバッグ
    システムのスクイブ点火回路。
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