(57)【要約】【課題】昇圧回路によるノイズの発生そのものを低減することによりフィルタを削除することができるエアバッグ装置を提供する。【解決手段】エアバッグ装置は、バッテリ１と、昇圧回路２と、バックアップ部３と、点火回路４と、制御回路５とから構成される。そして、バックアップ部３は、昇圧回路２の出力側に接続されている。このバックアップコンデンサ３は、バックアップコンデンサＣ２と、バックアップ電圧印加用スイッチＴｒ２を備える。そして、エアバッグ展開信号が出力された場合及び点火回路４の動作診断時の場合に、バックアップ電圧印加用スイッチＴｒ２をＯＮさせる。これにより、バックアップ電圧の低下が抑制され、昇圧回路２の昇圧用スイッチＴｒ１の動作周期を長くすることができ、結果として昇圧回路２のノイズを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリと、
前記バッテリの正極側に直列接続される昇圧用コイルと該昇圧用コイルの出力側に並列接続される昇圧用スイッチとからなり前記バッテリから出力されたバッテリ電圧を昇圧する昇圧手段と、
前記昇圧手段の出力側に並列接続され前記昇圧手段から出力された昇圧電圧により充電するバックアップコンデンサからなるバックアップ手段と、
前記バックアップ手段の出力側に接続され前記バックアップ手段から出力されたバックアップ電圧が印加されることによりスクイブを点火させてエアバッグを展開させる点火回路と、
を備えたエアバッグ装置において、
前記バックアップ手段は、
さらに、前記バックアップコンデンサの出力側に配設され前記点火回路が動作する点火回路動作時にＯＮして前記バックアップ電圧を前記点火回路に印加するバックアップ電圧印加用スイッチを備えたことを特徴とするエアバッグ装置。
【請求項２】
前記点火回路動作時は、前記点火回路による前記スクイブの点火時であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ装置。
【請求項３】
前記点火回路動作時は、前記点火回路の動作診断時であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ装置、特にＤＣ−ＤＣコンバータ回路部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアバッグ装置に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ回路部を図４及び図５に示す。図４及び図５に示すように、従来のＤＣ−ＤＣコンバータ回路部は、π型フィルタ１１と、昇圧回路２と、バックアップ部１２とから構成される。ここで、昇圧回路２は、昇圧用コイルＬ１と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔｒとを備える。電界効果トランジスタＴｒのＯＮ・ＯＦＦにより、昇圧用コイルＬ１の出力側には昇圧電圧を発生させる。この昇圧回路２の出力側に、バックアップ部１２が配設される。このバックアップ部１２は、抵抗Ｒ２と、バックアップコンデンサＣ２と逆流防止用ダイオードＤ５とから構成される。そして、昇圧回路２により出力された昇圧電圧が、抵抗Ｒ２を介してバックアップコンデンサＣ２に充電される。バックアップコンデンサＣ２に充電されたバックアップ電圧が逆流防止用ダイオードＤ５を介して点火回路４に印加される。
【０００３】
そして、π型フィルタ１１は、昇圧回路２のバッテリ１側に配設されている。π型フィルタは、コイルＬ１とコンデンサＣ３，Ｃ４とから構成される。一般に、昇圧回路２による昇圧する際には、電界効果トランジスタＴｒのＯＮ・ＯＦＦ動作が行われ、ノイズを発生させる。そして、このノイズがバッテリ１側及びＥＣＵ７側へ伝播するのを抑制するために、π型フィルタ１１等のフィルタを昇圧回路２のバッテリ側に配設するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３３０１５号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６９５０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、π型フィルタ１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路部において大きな範囲を占めており、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路部全体として大型化を招来していた。しかし、上述したように、フィルタはノイズの伝播抑制のために必要であったため、ノイズが発生する限りはフィルタを取り除くことができない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、昇圧回路によるノイズの発生そのものを低減することによりフィルタを削除することができるエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明のエアバッグ装置は、バッテリと、昇圧手段と、バックアップ手段と、点火回路とを備える。ここで、バッテリは、車両に搭載されている。昇圧手段は、昇圧用コイルと、昇圧用スイッチとからなり、バッテリから出力されたバッテリ電圧を昇圧する手段である。昇圧用コイルは、バッテリの正極側に直列接続される。昇圧用スイッチは、昇圧用コイルの出力側に並列接続される。バックアップ手段は、昇圧手段の出力側に並列接続され、昇圧手段から出力された昇圧電圧により充電するバックアップコンデンサからなる手段である。点火回路は、バックアップ手段の出力側に接続され、バックアップ手段から出力されたバックアップ電圧が印加されることによりスクイブを点火させてエアバッグを展開させる回路である。
【０００８】
そして、本発明の特徴的な構成は、前記バックアップ手段は、さらに、バックアップ電圧印加用スイッチを備えたことである。バックアップ電圧印加用スイッチは、バックアップコンデンサの出力側に配設され、点火回路が動作する点火回路動作時にＯＮしてバックアップ電圧を点火回路に印加するスイッチである。すなわち、バックアップ電圧印加用スイッチは、点火回路動作時のみＯＮすることになる。
【０００９】
つまり、バックアップ電圧印加用スイッチを点火回路動作時のみにＯＮさせることにより、バックアップコンデンサに充電されたバックアップ電圧の放電量を低減することができる。これにより、昇圧手段の昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ切換動作の周期を従来に比べて長くすることができる。この結果、昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ切換動作に起因したノイズの発生そのものを低減することができる。また、バックアップ電圧印加用スイッチをＯＦＦさせることにより、系のインピーダンスを高めることができる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から発生するノイズを低減することができる。
【００１０】
そして、ノイズの発生そのものを低減できることにより、従来必要であったπ型フィルタ等のフィルタを使用しなくともバッテリ及びＥＣＵ等にノイズが伝播することがなくなる。つまり、フィルタを不要とできることにより、エアバッグ装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
なお、点火回路動作時は、点火回路によるスクイブの点火時とするとよい。点火回路によるスクイブの点火時とは、いわゆる車両衝突等によりエアバッグを展開させる時である。つまり、ＥＣＵから出力されるエアバッグ展開信号に基づき、バックアップ電圧印加用スイッチをＯＮさせる。
【００１２】
また、点火回路動作時は、点火回路の動作診断時とするとよい。点火回路の動作診断時とは、イグニッションスイッチがＯＮされた直後に行う初期診断時、及び所定時間毎に行う常時診断時である。エアバッグ装置は、衝突時に点火回路のスクイブを点火させる必要があるため、点火回路に確実に適切な電流が供給されているかについて動作診断しておく必要がある。そこで、この動作診断時にバックアップ電圧印加用スイッチをＯＮさせることにより、動作診断を可能な状態にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態におけるエアバッグ装置の回路図を図１に示す。また、本実施形態におけるエアバッグ装置の概略構成図を図２に示す。
【００１４】
図１に示すように、エアバッグ装置は、バッテリ１と、昇圧回路（昇圧手段）２と、バックアップ部（バックアップ手段）３と、点火回路４と、制御回路（ＣＰＵ）５と、コンデンサＣ１と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とから構成される。ここで、昇圧回路２と、バックアップ部３とによりＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路と制御回路（ＣＰＵ）５とによりコンバータ回路部を構成する。
【００１５】
バッテリ１は、車両の前方側に搭載されている。このバッテリ１のバッテリ電圧は約１２Ｖである。コンデンサＣ１は、バッテリ１と並列接続された平滑コンデンサである。また、ダイオードＤ１，Ｄ３．Ｄ４は、それぞれのラインに直列接続された逆流防止用ダイオードである。ダイオードＤ３は、ツェナーダイオードである。
【００１６】
昇圧回路２は、バッテリ１の正極側にダイオードＤ１を介して接続されている。この昇圧回路２は、昇圧用コイルＬ１と、電界効果トランジスタ（昇圧用スイッチ）Ｔｒ１と、抵抗Ｒ１とから構成される。昇圧用コイルＬ１は、バッテリ１の正極側に直列接続されている。電界効果トランジスタＴｒ１は、昇圧用コイルＬ１の出力側に並列接続されている。この電界効果トランジスタＴｒ１の他端側は、抵抗Ｒ１を介してアースに接続されている。そして、電界効果トランジスタＴｒ１は、制御回路（ＣＰＵ）５から出力された制御信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ動作する。ここで、昇圧回路２により出力される昇圧電圧は約２５Ｖである。
【００１７】
バックアップ部３は、昇圧回路２の出力側にダイオードＤ４を介して接続されている。このバックアップ部３は、抵抗Ｒ２と、バックアップコンデンサＣ２と、トランジスタ（バックアップ電圧印加用スイッチ）Ｔｒ２と、ダイオードＤ５とから構成される。バックアップコンデンサＣ２は、昇圧回路２により出力された昇圧電圧を充電するコンデンサである。すなわち、バックアップコンデンサＣ２には、昇圧電圧約２５Ｖが充電される。ダイオードＤ５は、逆流防止用ダイオードである。すなわち、点火回路４側からバックアップコンデンサＣ２へは電流が流れない。トランジスタＴｒ２は、制御回路（ＣＰＵ）５から出力されるＳＷ−ＯＮ信号に基づき、ＯＮ・ＯＦＦ動作する。
【００１８】
点火回路４は、バックアップ部３の出力側に接続されている。この点火回路４は、図示しないスクイブ及びスイッチング素子から構成される。そして、スイッチング素子がＯＮされた場合に、バックアップ部３により出力されるバックアップ電圧がスクイブに印加してスクイブが点火し、エアバッグが展開する。
【００１９】
制御回路（ＣＰＵ）５は、バッテリ１にダイオードＤ１，Ｄ３を介して、さらに、電源回路（図示せず）を介して直列接続される。すなわち、バッテリ１から出力されるバッテリ電圧約１２Ｖが電源回路に入力され、電源回路にて約５Ｖまで降圧した５Ｖ電圧が制御回路（ＣＰＵ）５に印加される。そして、制御回路（ＣＰＵ）５は、少なくとも、電圧モニタ部（図示せず）と、制御信号発生部（図示せず）と、ＳＷ−ＯＮ信号発生部（図示せず）とを備える。
【００２０】
電圧モニタ部は、バックアップ部３のバックアップコンデンサＣ２の高電位側に接続され、この位置の電圧をモニタする。制御信号発生部は、電界効果トランジスタＴｒ１のＯＮ・ＯＦＦ動作の制御信号を発生する。この制御信号は、電圧モニタ部の判定結果に基づき発生される。すなわち、電圧モニタ部の電圧、いわゆるバックアップ電圧が２３Ｖ未満となった場合に、電界効果トランジスタＴｒ１をＯＮ動作させるＯＮ動作制御信号を出力する。一方、電圧モニタ部の電圧、いわゆるバックアップ電圧が２３Ｖ以上である場合は、電界効果トランジスタＴｒ１をＯＦＦ動作させるＯＦＦ動作制御信号を出力する。
【００２１】
ＳＷ−ＯＮ信号発生部は、トランジスタＴｒ２のＯＮ・ＯＦＦ動作の信号を発生する。そして、ＯＮ動作信号は点火回路動作時に発生し、ＯＦＦ動作信号は点火回路動作時以外の時に発生する。つまり、バックアップ電圧を点火回路４に印加するか否かを決定する。点火回路動作時とは、スクイブ点火時及び点火回路動作診断時である。スクイブ点火時とは、車両衝突等によりエアバッグを展開させる時である。点火回路動作診断時とは、スクイブを点火させずに点火回路４の動作が正常であるか否かを診断する時である。この点火回路動作診断時は、イグニッションスイッチがＯＮされた後の所定時間（Ｔ３）に行うＩＧ−ＯＮ時診断時と、所定時間（Ｔ４）経過毎に行う常時診断時とがある。なお、点火回路４の動作診断とは、車両衝突等の時に確実にスクイブを点火させるための必要電流が供給されているかについて診断する。
【００２２】
次に、上述した構成からなるエアバッグ装置の動作について図３を参照して説明する。図３は、それぞれタイムチャートを示す。図３（ａ）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路部から点火回路４へ印加される電圧の波形を示す。図３（ｂ）は、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１に出力される制御信号の波形である。この制御信号の波形は、電界効果トランジスタＴｒ１のゲート電圧の波形である。図３（ｃ）は、バックアップ部３のトランジスタＴｒ２のＳＷ−ＯＮ信号の波形である。このＳＷ−ＯＮ信号の波形は、具体的には、トランジスタＴｒ２のベース電極の電圧波形である。
【００２３】
まず、イグニッションスイッチがＯＮされた直後に行われる初期動作は、図３（ｂ）に示すように、制御信号発生部は、ＯＮ・ＯＦＦ信号を繰り返し発生させる。すなわち、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１がＯＮ・ＯＦＦ動作を繰り返す。これにより、バッテリ１から出力されるバッテリ電圧が昇圧される。そして、昇圧回路２により昇圧された昇圧電圧がバックアップ部３のバックアップコンデンサＣ２に充電される。従って、図３（ａ）に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電圧は徐々に増加する。なお、この初期動作は、電圧モニタ部によりバックアップコンデンサＣ２の高電位側の電圧が２５Ｖに達したと判定されるまでの間（Ｔ３）行われる。
【００２４】
そして、この初期動作の際には、図３（ｃ）に示すように、ＳＷ−ＯＮ信号発生部はＯＮ動作信号を発生させる。つまり、バックアップ電圧がトランジスタＴｒ２を介して点火回路４に印加されている。これは、イグニッションスイッチがＯＮされた場合、点火回路４の動作診断（初期診断）を行うためである。
【００２５】
続いて、初期動作が終了すると、図３（ｃ）に示すように、ＳＷ−ＯＮ信号はＯＦＦされる。すなわち、バックアップ部３のトランジスタＴｒ２はＯＦＦ動作し、バックアップ電圧は点火回路４へ印加されない。そうすると、図３（ａ）に示すように、バックアップ電圧は２５Ｖの状態を維持する。そのため、昇圧回路２は、昇圧動作を行う必要がない。すなわち、図３（ｂ）に示すように、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１は、ＯＮ・ＯＦＦ動作を停止して、ＯＦＦする。
【００２６】
その後、所定時間（Ｔ４）毎に点火回路４の常時診断を行う。すなわち、ＳＷ−ＯＮ信号発生部は、点火回路４の常時診断を行い場合にのみ、ＯＮ動作信号を発生させる。このＯＮ動作信号が発生される時間は、所定時間（Ｔ４）毎に僅かな時間である。このように、点火回路４に僅かな時間ではあるが、バックアップ電圧を消費しているため、図３（ａ）に示すように、バックアップ電圧は僅かに減少する。さらに、車両衝突時、すなわちスクイブの点火時にも点火回路４にバックアップ電圧を印加する必要がある。そこで、制御回路（ＣＰＵ）５から出力されるエアバッグ展開信号に基づき、ＳＷ−ＯＮ信号発生部はＯＮ動作信号Ｗ発生させる。そして、スクイブ点火時にもバックアップ電圧は減少する。
【００２７】
そして、バックアップ電圧が２３Ｖ未満となった場合に、図３（ａ）（ｂ）に示すように、制御信号発生部はＯＮ動作制御信号を発生させる。ＯＮ動作制御信号が出力されると、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１がＯＮする。そうすると、昇圧回路２によりバッテリ電圧が昇圧され、バックアップ電圧が上昇する。
【００２８】
そして、バックアップ電圧が再び２５Ｖに達すると、図３（ａ）（ｂ）に示すように、制御信号発生部はＯＦＦ動作制御信号を発生させる。ＯＦＦ動作制御信号が出力されると、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１がＯＦＦする。そうすると、再び、バックアップ電圧は低下し始める。このように、バックアップ電圧値に基づき、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒ１のＯＮ・ＯＦＦの切換動作を行う。このとき、図３（ｂ）に示すように、制御信号のＯＮ・ＯＦＦ制御信号の周期はＴ１となる。
【００２９】
ここで、本実施形態のエアバッグ装置と従来のエアバッグ装置を比較する。図６は、図４に示す従来のエアバッグ装置におけるタイムチャートを示す。図６（ａ）は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路部から点火回路４へ印加される電圧の波形を示す。図６（ｂ）は、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒに出力される制御信号の波形を示す。
【００３０】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、初期動作時（Ｔ３）は、図３に示す本実施形態の場合と同様である。また、初期動作終了時から点火回路４の常時診断が開始されるまでの間も同様である。そして、点火回路４の常時診断が開始されると、バックアップ電圧が点火回路４に印加される。さらに、バックアップ電圧は点火回路４に常に印加されており、常時診断時以外のときにも僅かではあるが電力を消費している。従って、図３（ａ）と図６（ａ）とを比較すると、バックアップ電圧の低下率が図５（ａ）の方が大きいことが分かる。そして、図６（ｂ）に示すように、バックアップ電圧が２３Ｖ未満になると、昇圧回路２の電界効果トランジスタＴｒのＯＮ動作を行う。このように、電界効果トランジスタＴｒのＯＮ・ＯＦＦ動作を繰り返す。ここで、図６（ｂ）に示すように、制御信号のＯＮ・ＯＦＦ制御信号の周期はＴ２となる。
【００３１】
このように、本実施形態のエアバッグ装置の制御信号のＯＮ・ＯＦＦ制御信号の周期Ｔ１は、従来のエアバッグ装置の制御信号のＯＮ・ＯＦＦ制御信号の周期Ｔ２より短くなっている。つまり、本実施形態のエアバッグ装置は、制御信号の周期が短いためノイズの発生が抑制される。このように、ノイズの発生そのものを抑制することができるため、従来のエアバッグ装置には必要であったπ型フィルタ１１を取り除くことができる。すなわち、エアバッグ装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のエアバッグ装置の回路図を示す。
【図２】本実施形態のエアバッグ装置のブロック図を示す。
【図３】本実施形態のエアバッグ装置のタイムチャートを示す。
【図４】従来のエアバッグ装置の回路図を示す。
【図５】従来のエアバッグ装置のブロック図を示す。
【図６】従来のエアバッグ装置のタイムチャートを示す。
【符号の説明】
１  ・・・  バッテリ
２  ・・・  昇圧回路（昇圧手段）
３，１２  ・・・  バックアップ部（バックアップ手段）
４  ・・・  点火回路
５  ・・・  制御回路（ＣＰＵ）
１１  ・・・  π型フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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