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JP2009196541A - エアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニット - Google Patents

エアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニット Download PDF

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JP2009196541A JP2008041610A JP2008041610A JP2009196541A JP 2009196541 A JP2009196541 A JP 2009196541A JP 2008041610 A JP2008041610 A JP 2008041610A JP 2008041610 A JP2008041610 A JP 2008041610A JP 2009196541 A JP2009196541 A JP 2009196541A
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Teruyoshi Koyama
輝芳 小山
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Denso Ten Ltd
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Abstract

【課題】ハイサイド側トランジスタのみに生じていた過大な電力損失を、ローサイド側のトランジスタに分散することで、ハイサイド側トランジスタ素子のみのサイズアップや、破壊耐量のアップを不要としたエアバッグ点火回路を提供することを目的とする。
【解決手段】スクイブ(50)と電源(21)との間に配置された第1トランジスタ(Tr1)と、第1トランジスタを用いて定電流制御を行う定電流制御部(42)と、スクイブとGNDとの間に配置された第2トランジスタ(Tr2)と、第2トランジスタを用いてスクイブの電源側端子電圧又はスクイブの中心電圧が一定電圧となるように定電圧制御を行う定電圧制御部(43)を有することを特徴とするエアバッグ点火回路(40)、及びそのようなエアバッグ点火回路を含むユニット(200)。
【選択図】図1

Description

本発明はエアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニットに関し、特に自動車などの衝突事故発生時に乗員を保護するエアバッグ装置におけるエアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニットに関する。
エアバッグ点火回路は、衝突事故発生時等に、スクイブに電流を流してスクイブを点火、爆発させ、エアバッグを展開させることによって乗員を保護することに用いられる。
スクイブ10に対してハイサイド側(電源電圧側)のトランジスタ11とローサイド側(GND側)のトランジスタ12を有し、さらに、必要以上の電流がスクイブに流れないようにハイサイド側のトランジスタによって点火電流の定電流制御を行うための定電流回路131を有しているエアバッグ点火回路が知られている(例えば、特許文献1)。
なお、特許文献1に記載のエアバッグ点火回路では、昇圧回路21が通常の電圧を出力している場合には、ハイサイド側のトランジスタ11に定電流回路131を接続し且つローサイド側のトランジスタ12にスイッチング回路133を接続するが、昇圧回路21がローダンプサージによって高電圧を出力する場合には、ハイサイド側のトランジスタ11に定電流回路131を接続し且つローサイド側のトランジスタ12にスイッチング回路133を接続している。即ち、特許文献1には、ハイサイド側のトランジスタに定電流回路を接続し、ローサイド側のトランジスタに定電圧回路を接続した例は記載されていない。
しかしながら、スクイブを点火させようとした場合、上記のハイサイド側のトランジスタには大きな電流が流れるので、スクイブ着火時間よりも早く、過大な電力損失によってトランジスタ素子が破壊されないように、素子サイズを大きくして破壊耐量を上げる必要があった。そのため、エアバッグ回路のサイズが大きくなり、コストもアップしてしまうという問題があった。
特開2006−264491号公報(図1)
そこで、本発明は、上記の問題点を解決することを可能とするエアバッグ点火回路を提供することを目的とする。
また、本発明は、ハイサイド側トランジスタのみに生じていた過大な電力損失を、ローサイド側のトランジスタに分散することで、ハイサイド側トランジスタ素子のみのサイズアップや、破壊耐量のアップを不要としたエアバッグ点火回路を提供することを目的とする。
本発明に係るエアバッグ点火回路では、スクイブと電源との間に配置された第1トランジスタと、第1トランジスタを用いて定電流制御を行う定電流制御部と、スクイブとGNDとの間に配置された第2トランジスタと、第2トランジスタを用いてスクイブの電源側端子電圧又はスクイブの中心電圧が一定電圧となるように定電圧制御を行う定電圧制御部を有することを特徴とする。
また、本発明に係るエアバッグ点火ユニットでは、スクイブと電源との間に配置された第1トランジスタと、第1トランジスタを用いて定電流制御を行う定電流制御部と、スクイブとGNDとの間に配置された第2トランジスタと、第2トランジスタを用いてスクイブの電源側端子電圧又はスクイブの中心電圧が一定電圧となるように定電圧制御を行う定電圧制御部を有するエアバッグ点火回路を複数有することを特徴とする。
本発明に係るにエアバッグ点火回路又はエアバッグ点火ユニットでは、定電圧制御回路43によって、少なくともトランジスタTr2の端子間電圧が所定電圧に維持されるので、トランジスタTr1に集中していた電力損失をトランジスタTr2へ分散させることができ、従来であると破壊耐量を上げるためにサイズを大きくせざるを得なかったトランジスタTr1のサイズを小さくすることが可能となった。
以下図面を参照して、本発明に係るエアバッグ点火回路及びエアバッグ点火ユニットについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図1は、車両等に搭載されるエアバッグシステム1の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム1は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路40、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
バッテリ20は、例えば定格出力12Vの充放電可能な電池である。昇圧電源21は、バッテリ20の出力電圧を昇圧し、その定格出力は、例えば25Vである。昇圧電源21は、バックアップコンデンサC1及び、逆流防止ダイオードD1を介してエアバッグ点火回路40と接続されている。
バックアップコンデンサC1は、車両の衝突の衝撃で、バッテリ20と昇圧電源21とが断線した場合に、蓄積された電荷によってスクイブを点火させるために設けられており、昇圧電源21によって昇圧された電圧によってより多くの電荷が充電されるように構成されている。
エアバッグ制御回路30は、CPU、ROM、RAM等を含んで構成され、不図示の各種センサからの出力に基づいて、スクイブ50を点火させるための点火指令を生成し、エアバッグ点火回路30へ出力する。
エアバッグ点火回路40は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されており、所定の電流を印加してスクイブ50を点火させ、不図示のエアバッグを展開させる。スクイブ50は、トランジスタTr1のソースとトランジスタTr2のドレインに接続されている。また、トランジスタTr2のソース電極は車体に接地(GND)されている。
点火制御回路41は、エアバッグ制御回路30からの点火指令を受信すると、定電流制御回路42及び定電圧制御回路43の動作を開始するように制御を行う。
定電流制御回路42は、点火制御回路41からの動作開始指令を受信すると、スクイブ50が点火するのに必要な所定電流がトランジスタTr1を介してスクイブ50へ流れるように、抵抗R1の端子間電圧に基づいてトランジスタTr1のゲートへの印加電圧を制御する。
定電圧制御回路43は、点火制御回路41からの動作開始指令を受信すると、トランジスタTr2の端子間電圧、即ちスクイブ50のローサイド側端子bとGND間の電圧が所定電圧に維持されるように、トランジスタTr2のゲートへの印加電圧を制御する。
以下、エアバッグ点火回路40の動作説明を行う。
スクイブ50は、エアバッグを展開させる必要があることから、車両のハンドル内に配置されているため、GND電位になっている金属部とショートしてしまう場合があった。そのような場合、定電圧制御回路43が存在しないと、トランジスタTr1は定電圧制御されることになり、定電流制御するものがなくなって、トランジスタTr1が破壊される可能性があった。そのため、トランジスタTr1の破壊耐量を上げるためにそのサイズを大きくする必要があった。
しかしながら、エアバッグ点火回路40では、定電圧制御回路43によって、トランジスタTr2の端子間電圧が所定電圧に維持されるので、たとえ、スクイブ50がショートしてしまったとしても、電力損失をトランジスタTr2へ分散することができるので、トランジスタTr1の破壊耐量を上げるためにそのサイズを大きくする必要がなくなった。
なお、スクイブ50がショートしてしまったとしても、定電流制御回路42の働きによって、所定電流がスクイブ50へ流れ、スクイブ50を点火させることが可能となる。
図2は、車両等に搭載される他のエアバッグシステム2の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム2は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路100、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
図2に示すエアバッグ点火回路100と図1に示すエアバッグ点火回路40との差異は、エアバッグ点火回路100の定電圧制御回路43が、スクイブ50のローサイド側の端子bとGND間の電圧が所定電圧になるように制御するのではなく、スクイブ50のハイサイド側の端子aとGND間の電圧が所定電圧になるように制御している点のみである。図2に示すエアバッグシステム2において、図1に示すエアバッグシステム1と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路100の動作説明を行う。
配線の断線やスクイブの劣化等の理由によってスクイブ50のインピーダンスが上昇(増加)した場合に、スクイブ50の一端側を電圧制御すると、ハイサイド側端子aの電位が高くなり、定電流制御回路42における定電流制御が充分に動作せず、エアバッグを作動させるだけの電流をスラブ50に流すことができない可能性があった。
しかしながら、図2に示すエアバッグ点火回路100を利用した場合には、エアバッグ点火回路100の定電圧制御回路43は、結果としてスクイブ50のハイサイド側端子aを所定の電位に維持するように動作するので、定電流制御回路42における定電流制御が充分動作することでエアバッグを作動させられる可能性を高くすることができる。
また、図2に示すエアバッグ点火回路100を利用した場合には、逆にスクイブ50のインピーダンスが高くなった時でも、定電圧制御回路43の動作によって、スクイブ50のハイサイド側の端子aの電位を低く抑えることができるので、スクイブ50に所定の電流を通電させることが可能となる。
図3は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム3の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム3は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路110、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路110は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1、R2及びR3等から構成されている。
図3に示すエアバッグ点火回路110と図1に示すエアバッグ点火回路40との差異は、エアバッグ点火回路110の定電圧制御回路43が、スクイブ50のローサイド側の端子bとGND間の電圧が所定電圧になるように制御するのではなく、スクイブ50の端子間の中心電圧とGND間の電圧が所定電圧になるように制御している点のみである。図3に示すエアバッグシステム3において、図1に示すエアバッグシステム1と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路110の動作説明を行う。
図3に示すエアバッグ点火回路110を利用した場合には、図2において説明したように、スクイブ50のインピーダンスに影響されることなく、トランジスタTr1及びトランジスタTr2に印加電圧のバランスが同等になるように制御することが可能となる。
図4は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム4の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム4は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路120、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路120は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、制御電圧生成回路44、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されている。
図4に示すエアバッグ点火回路120と図2に示すエアバッグ点火回路100との差異は、エアバッグ点火回路120の制御電圧生成回路44が昇圧電源21の出力電圧を検出し、出力電圧に応じて制御電圧を生成する点、及び定電圧制御回路43が、スクイブ50のハイサイド側端子aとGND間の電圧が、生成された制御電圧となるように定電圧制御している点である。図4に示すエアバッグシステム4において、図2に示すエアバッグシステム2と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路120の動作説明を行う。
図4に示すエアバッグ点火回路120を利用した場合には、電源である昇圧電源21の出力電圧に依存して定電圧制御回路43の制御値を変化させることができるので、電源の出力電圧に対して適切な電力損失の分散をトランジスタTr1とTr2とで自由に設定できる。この結果、エアバッグ点火回路120の高信頼性を得ることが可能となる。また、必要な場合には、電源の出力電圧の変動に対して問題と無い範囲で、トランジスタTr1のサイズ縮小を行うことが可能となる。
なお、図4の例では、図2の示すエアバッグ点火回路100に制御電圧生成回路44を設けて、定電圧制御回路43の制御値を設定したが、図1に示すエアバッグ点火回路40及び図3に示すエアバッグ点火回路110に制御電圧生成回路44を設けて、定電圧制御回路43の制御値を設定するように構成することもできる。
図5は、図4に示すエアバッグ点火回路120の制御電圧生成回路44が生成する制御電圧と電源電圧との関係の一例を示す図である。
図5に示す場合、エアバッグ点火回路120の制御電圧生成回路44は、常に電源の出力電圧60の所定割合となるような制御電圧61を出力する。この結果、ハイサイド側のトランジスタTr1に印加される電圧とローサイド側のトランジスタTr2に印加される電圧の比を一定(この場合は1/2)にすることができ、電源の出力電圧全体の範囲内において、最もトランジスタTr1の破壊耐量が高い状態を維持することが可能となる。
なお、図5の場合には、ハイサイド側のトランジスタTr1に印加される電圧とローサイド側のトランジスタTr2に印加される電圧の比を1/2としたが、これに限定されることなく、他の電圧比となるように制御電圧生成回路44で制御値を生成することも可能である。
図6は、図4に示すエアバッグ点火回路120の制御電圧生成回路44が生成する制御電圧と電源電圧との関係の他の例を示す図である。
図6に示す場合、エアバッグ点火回路120の制御電圧生成回路44は、電源電圧60に拘らず、常にハイサイド側のトランジスタTr1への印加電圧が所定値となるような制御電圧62を出力する。この結果、ハイサイド側のトランジスタTr1の電力損失を電源の出力電圧に依存せずに一定に抑えることが可能となった。
ハイサイド側トランジスタTr1にnチャネルMOSFETを用いた場合、トランジスタTr1は、電源の出力電圧よりもゲート・ソース間電圧VGSだけ低い電圧までしかソース電圧を持ち上げることができない。ところで、ローサイド側のトランジスタTr2では、サイズを大きくすることによって、導通抵抗を下げ、低電圧まで有利に動作させることも考えられるが、ハイサイド側のトランジスタTr1ではそのような利点は無い。この様に、ハイサイド側のトランジスタTr1のサイズを小さくしても影響が少ないため、電源の出力の電圧範囲内において、トランジスタTr1への印加電圧が所定値となるように設定することで、トランジスタTr1のサイズを小さくすることが可能である。
図7は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム5の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム5は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路130、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路130は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、制御電圧生成回路44、スイッチ45、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されている。
図7に示すエアバッグ点火回路130と図4に示すエアバッグ点火回路120との差異は、エアバッグ点火回路130が、点火制御回路41から出力されるスイッチ信号132によってトランジスタTr2を用いた定電圧制御とスイッチ制御とを切替えるスイッチ45を有している点のみである。なお、図7において、点火制御回路41は、外部からの任意の信号に基づいて、エアバッグ制御回路30を介して受信した信号に応じて、切替信号132を出力するものとする。図7に示すエアバッグシステム5において、図4に示すエアバッグシステム4と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路130の動作説明を行う。
エアバッグ点火回路130では、スイッチ45が定電圧制御回路43からの出力をトランジスタTr2のゲートと接続する場合には、定電圧回路43は、図4に示すエアバッグシステム4で説明したように、スクイブ50のハイサイド側の端子aとGND間の電圧が所定電圧となるように定電圧制御を行う。また、スイッチ45が点火制御回路41からの出力をトランジスタTr2のゲートと接続する場合には、点火制御回路41から出力される所定電圧によって、トランジスタTr2がオンするスイッチ制御が行われる。
この様に、図7に示すエアバッグ点火回路130では、外部からの任意の信号によって、点火制御回路41から切替信号を出力するようにして、ローサイド側のトランジスタTr2の制御方法を切替可能とした。
図8は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム6の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム6は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路140、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路140は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、制御電圧生成回路44、スイッチ45、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1、電圧モニタ用出力141等から構成されている。
図8に示すエアバッグ点火回路140と図7に示すエアバッグ点火回路130との差異は、エアバッグ点火回路140が、スクイブ50のハイサイド側端子aの電圧を示す信号をエアバッグ制御回路30へ伝達するための電圧モニタ用出力141を有している点である。図8に示すエアバッグシステム6において、図7に示すエアバッグシステム5と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路140の動作説明を行う。
スクイブ50のハイサイド側端子aの電圧に基づいて、定電圧制御回路43による、ローサイド側のトランジスタTr2を用いた定電圧制御が正常に行われているかの検出を行うことが可能である。そこで、エアバッグ制御回路30は、電圧モニタ用出力141を介してスクイブ50のハイサイド側端子aの電圧を監視し、定電圧制御回路43に異常が生じた場合には、点火制御回路41へ所定の信号を送信し、点火制御回路41から切替信号142をスイッチ45へ出力する。これによって、トランジスタTr2は、点火制御回路41からの所定電圧がゲートに印加され、スイッチ制御がなされる。このように、図8に示すエアバッグシステム6では、定電圧制御回路43の動作が不確実な場合であっても、エアバッグ点火回路自体の動作を確実に行うことが可能となった。
なお、定電圧制御回路43によるローサイド側のトランジスタTr2への電力配分を見越し、ハイサイド側のトランジスタTr1の電力破壊耐量を犠牲にして、トランジスタTr1のサイズを小さくしている場合であって、定電圧制御回路43の異常によってトランジスタTr2がスイッチ制御に移行した場合には、エアバッグ制御回路30は、トランジスタTr1への通電時間を通常より短くして、安全にエアバッグを作動させるように制御することが好ましい。
図9は、車両に搭載される更に他のエアバッグシステム7の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム7は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路150、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路150は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、制御電圧生成回路44、スイッチ45、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1、定電流源151、モニタ用第1出力152、モニタ用第2出力153等から構成されている。
図9に示すエアバッグ点火回路150と図7に示すエアバッグ点火回路130との差異は、エアバッグ点火回路150が、定電流源151を備え、図9において点線154として示す閉回路を有している点である。図9に示すエアバッグシステム7において、図7に示すエアバッグシステム5と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。なお、定電流源151は、スクイブ50の自己診断用に用いられるものを兼用して用いることも可能である。
以下、エアバッグ点火回路150の動作説明を行う。
エアバッグ制御回路30において、昇圧電源などから定電流源151によって供給された電流は、まずスクイブ50に流れ、次にトランジスタTr2を介してGNDに流れることとなる。また、点火制御回路41から切替信号155を出力してスイッチ45を制御し、定電圧制御回路43によるローサイド側のトランジスタTr2を用いた定電圧制御を行って、モニタ用第1出力152及びモニタ用第2出力153の電圧値に基づいて、定電圧制御が正常に動作しているかを検出することができる。なお、定電圧制御が正常に動作しているか否かの検出と同時に、スクイブ50の両端の電圧降下から、スクイブ50の抵抗値の自己診断を行うこともできる。
上記のエアバッグ制御回路30による定電圧制御の検出は、不図示のイグニッションスイッチがオンしてバッテリ20の出力電圧が供給され、エアバッグ制御回路30の動作が開始した後に、エアバッグシステムの自己診断手順の一つとして、スクイブ50の抵抗値の検査とともに行われるようにプログラムされることが好ましい。なお、自己診断の結果、定電圧制御回路43に異常が発見された場合には、切替信号155を用いて、トランジスタTr2をスイッチ制御するように動作させることが可能である。
図10は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム8の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム8は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路160、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
図10に示すエアバッグ点火回路160と図7に示すエアバッグ点火回路130との差異は、エアバッグ点火回路160が、スクイブ50のローサイド側端子bの電圧を示す信号をエアバッグ制御回路30へ伝達するための電圧モニタ用出力161を有している点である。図10に示すエアバッグシステム8において、図7に示すエアバッグシステム5と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路160の動作説明を行う。
スクイブ50のローサイド側端子bの電圧に基づいて、スクイブ50とバッテリ配線とがショートしているか否かの検出を行うことが可能である。そこで、エアバッグ制御回路30は、電圧モニタ用出力161を介してスクイブ50のローサイド側端子bの電圧を監視し、スクイブ50とバッテリ配線とがショートしている場合、即ち電圧モニタ用出力161がバッテリ20とほぼ同じ電圧を示す場合には、点火制御回路41へ所定の信号を送信し、点火制御回路41から切替信号162をスイッチ45へ出力する。これによって、トランジスタTr2は、点火制御回路41からの所定電圧がゲートに印加され、スイッチ制御がなされる。なお、スクイブ50とバッテリ配線とがショートしているか否かの検出は、エアバッグ点火回路41が、スクイブ50のローサイド側端子bの電圧を検出して、独自に判断するようにしても良い。
バッテリ20の出力電圧が、ローサイド側のトランジスタTr2の制御電圧より低いと、トランジスタTr2が動作しないため、スクイブ50を着火してエアバッグを展開することができなくなる可能性がある。また、スクイブ50とバッテリ配線とがショートしている場合には、定電流制御回路42による定電流制御の効果がなくなるため、ハイサイド側トランジスタTr1の電力損失低減の観点から、不要な制御をやめて確実にエアバッグを動作できるようにする必要がある。そこで、図10に示すエアバッグ点火回路160では、スクイブ50とバッテリ配線とがショートしている場合には、切替近郷162によってスイッチ45を切替えて、トランジスタTr2をスイッチ制御することとした。
図11は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム9の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム9は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火回路170、スクイブ50、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火回路170は、点火制御回路41、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、制御電圧生成回路44、スイッチ45、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されている。
図11に示すエアバッグ点火回路170と図4に示すエアバッグ点火回路120との差異は、エアバッグ点火回路170が、制御電圧生成回路44から出力される減電圧検知信号172によって定電圧制御とスイッチ制御とを切替えるスイッチ45を有している点のみである。図11に示すエアバッグシステム9において、図4に示すエアバッグシステム4と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。
以下、エアバッグ点火回路170の動作説明を行う。
エアバッグ点火回路170では、スイッチ45が定電圧制御回路43からの出力をトランジスタTr2のゲートと接続する場合には、定電圧制御回路43は、図4に示すエアバッグシステム4で説明したように、スクイブ50のハイサイド側の端子aとGND間の電圧が一定になるように定電圧制御を行う。また、スイッチ45が点火制御回路41からの出力をトランジスタTr2のゲートと接続する場合には、点火制御回路41から出力される所定電圧をトランジスタTr2のゲートに印加することによって、トランジスタTr2がオンするスイッチ制御が行われる。
昇圧電源21の出力が低下した場合には、定電流制御回路42による定電流制御が飽和し、所定の電流をハイサイド側のトランジスタTr1に通電できなくなる。またそれにともなって、定電圧制御回路43もOFFし、エアバッグ点火回路170全体が正常に動作しなくなる可能性がある。そこで、図11に示すエアバッグ点火回路170では、定電流制御回路42が飽和する電圧より高い電圧の閾値を制御電圧生成回路44に設け、それよりも昇圧電源20の出力電圧が低下した場合には、減電圧検知信号172出力することによってスイッチ45を切替えて、トランジスタTr2をスイッチ制御させるように制御している。
トランジスタTr2をスイッチ制御することによって、ハイサイド側のトランジスタTr1の端子間電圧を大きく取ることができるので、定電流制御回路42による定電流制御が飽和することを未然に防止し、エアバッグ点火回路170全体の異常動作を回避することが可能となった。
図12は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム10の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム10は、バッテリ20、昇圧電源21、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火ユニット200、複数のスクイブ50及び51等、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1等から構成されている。
エアバッグ点火ユニット200は、点火制御回路41、制御電圧生成回路44、複数のエアバッグ点火回路201及び202等から構成される。
明記してはいないが、各エアバッグ点火回路は、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されている。
即ち、図12に示すエアバッグシステム10では、図4に示すエアバッグ点火回路120を複数セット有しているが、各々のエアバッグ点火回路に点火制御回路及び制御電圧生成回路を設けず、点火制御回路41及び制御電圧生成回路44を共用する構成となっている。エアバッグ点火回路毎に定電圧制御用の基準電圧を定める必要性が低いことから、点火制御回路41及び制御電圧生成回路44を共用したので、エアバッグ点火ユニット200を安価に構成することが可能となった。
したがって、図12に示すエアバッグシステム10は、運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドカーテンエアバッグ等、複数のエアバッグを有する車両のエアバッグを展開するための手段として有効に利用することができる。また、図12では、2つのエアバッグ点火回路201及び202と、それぞれに対応するスクイブ50及び51を記載したが、エアバッグ点火回路及びスクイブのセットは2セットに限定されず、必要セット分を設けることができる。
また、図12に示すエアバッグシステム10では、点火制御回路41及び制御電圧生成回路44を共用して、図4に示すエアバッグ点火回路120の複数セット分をエアバッグ点火ユニット200としたが、図1〜図3に示すエアバッグ点火回路40、100及び110において、点火制御回路41を共用して複数セット分を1つのユニットとすることも可能である。
さらに、図12にエアバッグ点火ユニット200をICとして集積化するように構成しても良い。集積化によって、エアバッグシステムを、小型化、定価格化、高精度化及び高信頼性化させることが可能となる。
図13は、車両等に搭載される更に他のエアバッグシステム11の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム11は、バッテリ20、インダクタL1、ツェナーダイオードTD1、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1、エアバッグ制御回路30、エアバッグ点火ユニット210、複数のスクイブ50及び51等から構成されている。
エアバッグ点火ユニット210は、点火制御回路41、制御電圧44、昇圧制御回路211、複数のエアバッグ点火回路201及び202等から構成される。
明記されてはいないが、各エアバッグ点火回路は、定電流制御回路42、定電圧制御回路43、ハイサイド側に配置されたnチャネル型電界効果トランジスタTr1及びnチャネル型電界効果トランジスタTr2、抵抗R1等から構成されている。
図13に示すエアバッグシステム11では、図12に示すエアバッグシステム10における昇圧電源21の少なくとも一部又は全てを昇圧制御回路211としてエアバッグ点火ユニット210内に組み込んだ構成を有している。
したがって、図13に示すエアバッグシステム11は、図12に示すエアバッグシステム9と同様に、運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドカーテンエアバッグ等、複数のエアバッグを有する車両のエアバッグを展開する手段として有効に利用することができる。また、図13では、2つのエアバッグ点火回路201及び202と、それぞれに対応するスクイブ50及び51を記載したが、エアバッグ点火回路及びスクイブのセットは2セットに限定されず、必要セット分を設けることができる。
また、図13に示すエアバッグシステム11においても、点火制御回路41及び制御電圧生成回路44を共用して、図4に示すエアバッグ点火回路120の複数セット分をエアバッグ点火ユニット210としたが、図1〜図3に示すエアバッグ点火回路40、100及び110において、点火制御回路41を共用して複数セット分を1つのユニットとすることも可能である。
さらに、図13にエアバッグ点火ユニット210もICとして集積化するように構成しても良い。集積化によって、エアバッグシステムを、小型化、定価格化、高精度化及び高信頼性化させることが可能となる。
図14は、車両に搭載される更に他のエアバッグシステム11の概略構成を示す図である。
エアバッグシステム11は、バッテリ20、エアバッグ点火ユニット220、複数のスクイブ50及び51等から構成されている。
エアバッグ点火ユニット220には、図13にエアバッグ点火ユニット210として示したものを集積化したエアバッグ点火IC230、インダクタL1、ツェナーダイオードTD1、バックアップコンデンサC1、逆流防止ダイオードD1、エアバッグ制御回路30、加速度センサ21等から構成される。
加速度センサ31は、重力加速度を検出してエアバッグ制御回路30へ検出加速度に応じた信号を出力する。エアバッグ制御回路30では、加速度センサ31からの検出加速度に応じた信号に基づいて、車両の衝突等を検出して、点火指令をエアバッグ点火IC230へ伝達し、それによってスクイブ50、51等がエアバッグを展開させることとなる。
図14に示すようなエアバッグ点火ユニット220であれば、バッテリ20及び必要か所に配置された複数のスクイブ50及び51等と電気配線をするだけで、簡単に車両に取り付けることが可能となる。
エアバッグシステム1の概略構成図である。 他のエアバッグシステム2の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム3の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム4の概略構成図である。 制御電圧と電源電圧との関係の一例を示す図である。 制御電圧と電源電圧との関係の他の例を示す図である。 更に他のエアバッグシステム5の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム6の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム7の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム8の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム9の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム10の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム11の概略構成図である。 更に他のエアバッグシステム12の概略構成図である。
符号の説明
21 昇圧電源
30 エアバッグ制御回路
40、100、110、120、130、140、150、160、170、201、202 エアバッグ点火回路
41 点火制御回路
42 定電流制御回路
43 定電圧制御回路
44 制御電圧生成回路
45 スイッチ
50 スクイブ
151 定電流源
200、210、220 エアバッグ点火ユニット
Tr1 ハイサイド側トランジスタ
Tr2 ローサイド側トランジスタ

Claims (6)

  1. スクイブと電源との間に配置された第1トランジスタと、
    前記第1トランジスタを用いて定電流制御を行う定電流制御部と、
    スクイブとGNDとの間に配置された第2トランジスタと、
    前記第2トランジスタを用いてスクイブの電源側端子電圧又はスクイブの中心電圧が一定電圧となるように定電圧制御を行う定電圧制御部と、
    を有することを特徴とするエアバッグ点火回路。
  2. 前記定電圧制御部が定電圧制御を行う制御値を電源電圧に基づいて生成する生成部を更に有する、請求項1に記載のエアバッグ点火回路。
  3. 前記生成部は、前記制御値が、前記第1トランジスタの端子間電圧が略一定となるように定める、請求項2に記載のエアバッグ点火回路。
  4. 前記第2トランジスタを用いた前記定電圧制御部による定電圧制御と、前記第2トランジスタをオンさせるスイッチ制御とを切替える切替部を更に有する、請求項1〜3の何れか一項に記載のエアバッグ点火回路。
  5. 電源電圧を検出した検出結果に基づいて前記切替部によって前記第2トランジスタをオンさせるスイッチ制御に切替るための切替信号、前記定電圧制御部の動作を検出した検出結果に基づいて前記切替部によって前記第2トランジスタをオンさせるスイッチ制御に切替るための切替信号、又は前記スクイブの状態を検出した検出結果に基づいて前記切替部によって前記第2トランジスタをオンさせるスイッチ制御に切替えるための切替信号、を出力する切替制御部を更に有する、請求項4に記載のエアバッグ点火回路。
  6. 請求項1〜5の何れか一項に記載のエアバッグ点火回路を複数有することを特徴とするエアバッグ点火ユニット。
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