(57)【要約】【課題】コレクタ又はエミッタが出力端子に接続されたトランジスタのベース電圧をＣＰＵで制御する制御ＥＣＵにおいて、ＣＰＵの誤作動に起因するトランジスタの誤ったオン（誤オン）を防止することである。【解決手段】制御用ＥＣＵは、負荷３５に接続される出力端子３１にコレクタＣが接続されたトランジスタ１０と、トランジスタのベースＢにベース電圧を印加するＣＰＵ１５と、ベースとＣＰＵとの間に配置された第１抵抗２０と、ベースと第１抵抗との中間部とＧＮＤとの間に配置された第２抵抗２５と、から成る。ＣＰＵの誤作動によりベース電圧が印加されるとき、ベース電流の一部を第２抵抗２５を介してＧＮＤに逃がし、トランジスタ１０の誤オンを防止する。【選択図】図１
2004288673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に接続される出力端子にコレクタが接続されたトランジスタと、
前記トランジスタのベースにベース電圧を印加するＣＰＵと、
前記ベースと前記ＣＰＵとの間に配置された第１抵抗と、
前記ベースと前記第１抵抗との中間部と、ＧＮＤとの間に配置された第２抵抗と、から成り、
前記ＣＰＵの誤作動により前記ベース電圧が印加されるとき、ベース電流の一部を第２抵抗を介してＧＮＤに逃がし、前記トランジスタの誤オンを防止することを特徴とする制御用ＥＣＵ。
【請求項２】
前記第２抵抗の抵抗値は前記第１抵抗の抵抗値よりも小さい請求項１に記載の制御用ＥＣＵ。
【請求項３】
前記ＣＰＵの誤作動により前記ベースに印加される電圧の電圧値は、該ＣＰＵの正常作動により該ベースに印加される電圧の電圧値よりも小さい請求項１に記載の制御用ＥＣＵ。
【請求項４】
前記負荷は車両に搭載された車載機器である請求項２又は３に記載の制御用ＥＣＵ。
【請求項５】
負荷に接続される出力端子にエミッタが接続されたトランジスタと、
前記トランジスタのベースにベース電圧を印加するＣＰＵと、
前記ベースと前記ＣＰＵとの間に配置された第１抵抗と、
前記ベースと前記第１抵抗との中間部と、Ｖｃｃとの間に配置された第２抵抗と、から成り、
前記ＣＰＵの誤作動により前記ベース電圧が印加されるとき、ベース電流の一部を第２抵抗を介してＶｃｃに持ち上げ、前記トランジスタの誤オンを防止することを特徴とする制御用ＥＣＵ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制御用ＥＣＵ、特にトランジスタの誤オン防止機能を持つものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング用トランジスタとＣＰＵとを含む制御用ＥＣＵで車載機器の作動を制御することがある。例えば、エアバッグシステムのスクイブをエアバッグＥＣＵで制御する場合である。バイポーラトランジスタのコレクタをＥＣＵの出力端子に接続し、出力端子をスクイブに接続する。エミッタをＧＮＤに接地する。ＣＰＵからベースに所定のベース電圧が印加され、ベース電流が流れるとトランジスタがオンし、スクイブが作動する。
【０００３】
図３に示す従来例では、ＦＥＴ５０によりモータＭの回転及び停止を制御し、ＦＥＴ５０とＣＰＵ５２との間にトランジスタ５４及びＮＯＴゲート５６を配置している。ＦＥＴ５０の下段に電流検出用抵抗５８を設け、その両端に発生する電圧を比較器６０で検出し、電流制限を行う。また、電圧監視素子６２により過電流を検出し、検出結果をＣＰＵ５２に入力している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−６５５７０号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、モータＭに流れる過電流は検出しているが、ＦＥＴ５０のベースに流れる過電流は検出していない。そのため、ＣＰＵ５２の誤作動により、所定値又はそれに近いベース電流が流れてＦＥＴ５０がオンし、モータＭが誤作動することがある。この技術をエアバッグシステムに採用すると、衝突時以外にエアバッグが展開し、危険である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コレクタ又はエミッタが出力端子に接続されたトランジスタのベース電圧をＣＰＵで制御する制御ＥＣＵにおいて、ＣＰＵの誤作動に起因するトランジスタの誤まったオン（誤オン）を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、トランジスタのベースとＣＰＵとの間に電圧降下用の第１抵抗を設けた上で、更にベースと第１抵抗との間に、ベースに流れる電流を減少又は増加させる第２抵抗を設けることを思い付いて、本発明を完成した。
【０００８】
本願の第１発明による制御用ＥＣＵは、請求項１に記載したように、負荷に接続される出力端子にコレクタが接続されたトランジスタと；トランジスタのベースにベース電圧を印加するＣＰＵと；ベースとＣＰＵとの間に配置された第１抵抗と；ベースと第１抵抗との中間部と、ＧＮＤとの間に配置された第２抵抗と；から成る。
【０００９】
この制御用ＥＣＵにおいて、ＣＰＵの誤作動によりベース電圧が印加されるとき、第２抵抗を介してベース電流の一部をＧＮＤに逃がし、それによってトランジスタの誤オンを防止する。
【００１０】
請求項２の制御用ＥＣＵは、請求項１において、第２抵抗の抵抗値は第１抵抗の抵抗値よりも小さい。請求項３の制御用ＥＣＵは、請求項１において、ＣＰＵの誤作動によりベースに印加される電圧の電圧値は、ＣＰＵの正常作動によりベースに印加される電圧の電圧値よりも小さい。請求項４の制御用ＥＣＵは、請求項２又は３において、負荷は車載機器である。
【００１１】
第２発明による制御用ＥＣＵは、請求項５に記載したように、負荷に接続される出力端子にエミッタが接続されたトランジスタと；トランジスタのベースにベース電圧を印加するＣＰＵと；ベースとＣＰＵとの間に配置された第１抵抗と；ベースと第１抵抗との中間部と、Ｖｃｃとの間に配置された第２抵抗と；から成る。
【００１２】
この制御用ＥＣＵにおいて、ＣＰＵの誤作動によりベース電圧が印加されるとき、ベース電流の一部を第２抵抗を介してＶｃｃに持ち上げ、トランジスタの誤オンを防止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
▲１▼制御用ＥＣＵ
本発明の制御用ＥＣＵは負荷を駆動、制御するものである。負荷は例えば車載機器であり、具体的にはエアバッグのスクイブである。制御用ＥＣＵを含むシステムは全体としてアナログ回路であり、トランジスタ、ＣＰＵ、２つの抵抗及び電源等を含む。
▲２▼トランジスタ
トランジスタとしては、ベース電流駆動型トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ）が望ましいが、電圧駆動型トランジスタ（ＩＧＢＴ）でも良い。第１発明ではｎｐｎトランジスタを採用し、第２発明ではｐｎｐトランジスタを採用する。
【００１４】
トランジスタはスイッチング素子として、換言すれば出力用又はドライバ用として機能する。そのオン及びオフにより小さなベース電流に対して大きなコレクタ電流が得られる。コレクタが制御用ＥＣＵの出力端子を介して負荷に接続され、エミッタがＧＮＤに接地される。ベースは次述するＣＰＵに接続されている。
▲３▼ＣＰＵ
ＣＰＵは所定信号が入力されたとき、トランジスタのベースに所定のベース電圧を印加する。所定信号は負荷により異なり、例えばエアバッグシステムの場合はＧセンサからの衝突検知信号である。
▲４▼抵抗
トランジスタとＣＰＵとの間に２つの抵抗が挿入されている。第１抵抗はベースとＣＰＵとの間に配置され、ベース電流に電圧降下を生じさせる。これに対して、第２抵抗はベースと第１抵抗との中間部とＧＮＤとの間に配置され、第１発明ではベース電流の一部をＧＮＤに逃がし、第２発明ではＶｃｃに持ち上げるものである。この第２抵抗は、過大なベース電流のベースへの流入を抑制していると見ることもできる。
【００１５】
第１抵抗及び第２抵抗の抵抗値は、ＣＰＵから所定（正規）の信号が出力されたときはトランジスタのオンを妨げず、異常な信号が出力されたときはオンさせないように選定する。その際、第２抵抗の抵抗値は第１抵抗の抵抗値よりも小さくする。その理由は、通常は第１抵抗でベース電流を決めるのに対して、本発明では、第２抵抗の電流消費によってオンに十分なベース電流を得られないようにするためである。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明する。これは、本発明が車両のエアバッグＥＣＵに適用された例である。
（構成）
図１に示すように、エアバッグＥＣＵ（以下、実施例では「ＥＣＵ」と呼ぶ）３０はスクイブ３５を駆動するバイポーラトランジスタ（以下、実施例では「トランジスタ」と呼ぶ）１０と、このトランジスタ１０を制御するＣＰＵ１５と、両者間の２つの抵抗２０及び２５とを含む。
このうち、スクイブ３５はＥＣＵ３０の出力端子３１から駆動信号を受け、電源３６により作動する。
【００１７】
トランジスタ１０はコレクタＣ、エミッタＥ及びベースＢを含む。オープンしたコレクタがＥＣＵ３０の出力端子に接続され、エミッタＥはＧＮＤに接地されている。ベースＢはＣＰＵ１５に接続されている。
【００１８】
ＣＰＵ１５はＧセンサ１８から衝突信号を入力され、車両の衝突が検知されたときは、電源１７の所定のベース電圧をトランジスタ１０に印加する。
【００１９】
第１抵抗２０は一端がベースＢに、他端がＣＰＵ１５の出力ポート１７に接続され、ベース電流に対して所定の電圧降下を発生させる。第２抵抗２５は一端がベースＢと第１抵抗２０の一端との中間部２６に接続され、他端がＧＮＤに接地され、ベース電流の一部をＧＮＤに逃がす。第２抵抗２６の抵抗値は第１抵抗２０の抵抗値よりも小さく選定されている。
（作用）
この実施例において、図２（ａ）に示すように、ＣＰＵ１５の正常作動時、Ｇセンサ１８が車両の衝突を検知すると、衝突信号をＣＰＵ１５に出力する。ＣＰＵ１５はトランジスタ１０のベースに所定のベース電圧（電圧値Ｖ１）を加え、ベース電流Ｉ１が流れる。小さなベース電流によりトランジスタ１０がオンし、コレクタ及び出力端子３１からスクイブ３５に大きな電流が流れる。
【００２０】
次に、ＣＰＵ１５の誤作動時について説明する。図２（ｂ）に示すように、衝突が検知されないにも関わらず、ＣＰＵ１５の誤作動によりトランジスタ１０にベース電圧（電圧値Ｖ２）が印加されたと仮定する。この電圧値は衝突検知時に印加される電圧の電圧値よりも低いが、トランジスタ１０がオンするおそれがある。
【００２１】
その際、ベースとＣＰＵ１５との間に配置した第１抵抗２０によりベース電流Ｉ２と抵抗値ｒ１との積により決まる電圧降下（Ｉ２×ｒ１）が生じ、その分ベースに印加される電圧が減少する。加えて、ベース電流の一部ΔＩ２が第２抵抗２５を介してＧＮＤに逃げ、その分ベース電流が小さくなる。
【００２２】
結局、ベース電流値は（Ｉ２−ΔＩ２）で、第１抵抗２０による電圧降下はｒ１×（Ｉ２−ΔＩ２）となる。ベース−エミッタ間に加わる電圧はＶ２−ｒ１×（Ｉ２−ΔＩ２）となるので、トランジスタ１０はオンしない。
【００２３】
なお、図２（ａ）において、ＣＰＵ１５の正常作動時も、ベース電流Ｉ１の一部ΔＩ１が第２抵抗２５からＧＮＤに逃げる。しかし、所定のベース電流Ｉ１は誤作動時のベース電流Ｉ２よりも大きいので、第２抵抗２５によりベース電流が減少してもトランジスタ１０はオンする。
（効果）
この実施例によれば、第１に、通常挿入されるトランジスタ１０のベースＢとＣＰＵ１５の出力端子１７との間の第１抵抗２０に加えて、ベースＢと第１抵抗２０との間に第２抵抗２５を挿入した。第２抵抗２５の挿入という簡単な改変によりＣＰＵ１５の誤作動によるトランジスタの誤ったオン（誤オン）が防止される。よって、誤オン防止のためのコストアップが最小限に抑えられる。
【００２４】
なお、ベース電流の一部がＧＮＤに逃げ電力の損失となるが、それよりも非衝突時にエアバッグが展開しないことによるメリットの方が大きい。
【００２５】
第２に、第２抵抗２５の抵抗値ｒ２は第１抵抗２０の抵抗値ｒ１よりも小さく選定した。よって、挿入した第２抵抗２５がＣＰＵ１５の正常作動時におけるトランジスタ１０のオンを妨げる心配はない。
＜比較例＞
比較例として、第２抵抗２５の抵抗値ｒ２を第１抵抗２０の抵抗値ｒ１と同じにした場合を考える。この場合、第１抵抗２０がベース電流を支配し、第２抵抗２５はトランジスタのオン、オフに影響を及ぼさない。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べてきたように、第１発明及び第２発明の制御用ＥＣＵによれば、トランジスタとＣＰＵとの間に挿入した第１抵抗及び第２抵抗により、ＣＰＵの正常作動時はトランジスタがオンし、異常作動時はオンが防止される。その結果、ＣＰＵの誤作動及びトランジスタの誤オンよる負荷の誤動作の発生が防止される。
【００２７】
請求項２の制御用ＥＣＵによれば、比較的抵抗値が大きい第１抵抗と、比較的抵抗値が小さい第２抵抗とにより、ＣＰＵの正常作動時におけるトランジスタのオン、及び異常作動時における誤オンが確実になる。
【００２８】
請求項３の制御用ＥＣＵによれば、ＣＰＵの誤作動に起因する、正常のベース電圧よりも低いベース電圧が印加された場合におけるトランジスタの誤オンが防止される。請求項４の制御用ＥＣＵによれば、車載機器の誤動作が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す回路説明図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は実施例の作動説明図である。
【図３】従来例を示す回路説明図である。
【符号の説明】
１０：バイポーラトランジスタ      １５：ＣＰＵ
２０：第１抵抗                    ２５：第２抵抗
３０：制御用ＥＣＵ                ３５：負荷
【図１】
2004288673.tif 000003
【図２】
2004288673.tif 000004
【図３】
2004288673.tif 000005