(57)【要約】      （修正有）【課題】簡略化された点火回路を有し、低コストで作動タイミングをコントロールできる乗員保護システムの作動方法を提供する。【解決手段】衝撃検知センサ121と、電子制御ユニット1と、少なくとも二つの点火器SQ1,SQ2,SQ3,SQ4と、ハーネスとを含む乗員保護システムの作動方法であって、少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、少なくとも二つの点火器に対して、電子制御ユニット1には一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、少なくとも二つの点火器へ並列接続されており、電子制御ユニット1からハーネスに流れる電気エネルギー量を二段階以上に異ならせることで、少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールする乗員保護システム及びその作動方法。【選択図】図１
2005306074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃検知センサと、
前記センサに接続された電子制御ユニットと、
少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための少なくとも二つの点火器と、
前記電子制御ユニットと前記点火器を接続するためのハーネスとを含む車両における乗員保護システムの作動方法であって、
前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、
前記少なくとも二つの点火器に対して、前記電子制御ユニットには一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、前記少なくとも二つの点火器へ並列接続されており、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上に異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする乗員保護システムの作動方法。
【請求項２】
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、作動に要する電気エネルギー量がより小さい点火器からより先に作動するように、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項３】
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約２分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約２分の１以下となるように異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項４】
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約５分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約５分の１以下となるように異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項５】
前記ハーネスを流れる電流波形がコンデンサ放電波形の場合は下記式（１）、また、一定の電流値部分を有する矩形波の場合は下記式（２）によって電気エネルギー量を規定し、
先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギーをコンデンサ放電波形により供給し、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギーを一定の電流値部分を有する矩形波、または、コンデンサ放電波形により供給するように、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の乗員保護システムの作動方法。
(数１)
Ｅ１＝０．５×ＣＶ２    ・・・    式（１） 
Ｅ１：コンデンサ放電波形の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー
Ｃ：コンデンサ容量（Ｆ）
Ｖ：充電電圧（Ｖ）
(数２)
Ｅ２＝Ｉ２×Ｒ×Ｔ  ・・・    式（２）
Ｅ２：一定の電流値を有する矩形波の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー
Ｉ：電流値（Ａ）
Ｒ：抵抗値（Ω）
Ｔ：通電時間（秒）
【請求項６】
前記少なくとも二つの点火器のうち、先に作動する点火器に含まれる発熱体が薄膜ブリッジであり、また、後に作動する点火器に含まれる発熱体が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項７】
前記少なくとも二つの点火器は、少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための一つのガス発生器に含まれていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項８】
前記少なくとも二つの点火器は、二つ以上の乗員拘束装置を作動させるための二つ以上のガス発生器にそれぞれ含まれていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の乗員保護システムの作動方法。
【請求項９】
少なくとも二つの点火器を含んで少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための車両用のガス発生器であって、
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量が異なることを特徴とするガス発生器。
【請求項１０】
少なくとも二つの点火器を含んで少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための車両用のガス発生器であって、
前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、
前記少なくとも二つの点火器は、電子制御ユニットに接続された一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されたハーネスによって並列に接続されており、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上に異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とするガス発生器。
【請求項１１】
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約２分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約２分の１以下となるように異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とする請求項１０に記載のガス発生器。
【請求項１２】
前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約５分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約５分の１以下となるように異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とする請求項１０に記載のガス発生器。
【請求項１３】
前記少なくとも二つの点火器のうち、先に作動する点火器に含まれる発熱体が薄膜ブリッジであり、また、後に作動する点火器に含まれる発熱体が抵抗発熱体であることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載のガス発生器。
【請求項１４】
少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための少なくとも二つの点火器に接続されて電気エネルギーを供給することにより前記少なくとも二つの点火器を作動させる乗員保護システム用電子制御ユニットであって、
前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、
前記少なくとも二つの点火器に対して、前記電子制御ユニットには一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、前記少なくとも二つの点火器へ並列接続されることにより、前記電子制御ユニットの一つのチャンネルに前記少なくとも二つの点火器が並列接続されており、
前記少なくとも二つの点火器を時間差を設けて作動させるために、前記ハーネスへ時間差を設けて電気エネルギーを供給し、かつ、前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする乗員保護システム用電子制御ユニット。
【請求項１５】
衝撃検知センサと、
前記センサに接続された電子制御ユニットと、
少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための少なくとも二つの点火器と、
前記電子制御ユニットと前記点火器を接続するためのハーネスとを含む車両における乗員保護システムであって、
前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、
前記少なくとも二つの点火器に対して、前記電子制御ユニットには一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、前記少なくとも二つの点火器へ並列接続されており、
前記電子制御ユニットは、前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする乗員保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバックシステム、シートベルトプリテンショナー等に代表される乗員保護システムにおいて、その作動タイミングを二段階以上にコントロールする場合の作動方法、ガス発生器及び乗員保護システム用電子制御ユニット、乗員保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の衝突時における衝撃から乗員を保護するために、エアバックシステム、シートベルトプリテンショナー等が広く普及している。また、近年では、衝突時の衝撃の大きさ、乗員の着座位置、体格等によってエアバックシステムの膨張速度を変化させ、乗員への加害性を低減させるため、エアバックシステムに用いられるガス発生器の出力を二段階以上にコントロールする方法が考えられている。
【０００３】
図５に従来のエアバックシステムに用いられる二段階出力ガス発生器の断面図を示す。このガス発生器は短円筒状をしており、図５は軸方向断面図を示している。運転席用二段階出力ガス発生器１０１は、鉄、アルミニウム等で構成される略有底円筒状のアッパーハウジング１０１ａ、ロアーハウジング１０１ｂを有し、両者は溶接部１０６により溶接され固定される。アッパーハウジング１０１ａには、火薬組成物により構成されるガス発生剤１０３が燃焼し、発生したガスを放出するための放出孔１０７が配置されている。また、ロアーハウジング１０１ｂには、二段階に出力をコントロールするために、第一点火器１０８、第二点火器１０９が取り付けられるための取り付け部を一体に有している。
【０００４】
第一点火器１０８と、第二点火器１０９の作動タイミングを任意にコントロールすることで、状況に応じたガス発生器出力をコントロールできる。また、それぞれの第一、第二点火器１０８，１０９は、通常、電気感度の等しい点火器が用いられている。ガス発生器内部は、鉄、アルミニウム等で構成される隔壁１０４が配置され、ガス発生器内部を第一燃焼室と第二燃焼室に二分割している。また、第二燃焼室にはハウジング界面からのガスのバイパスを防止するバイパス防止部材１０５ａ、１０５ｂがそれぞれ配置されている。また、ガス発生器内部外周には、ガス発生剤１０３の燃焼により発生する高温のガスを冷却し、かつ、ガス発生剤１０３の燃焼により発生する金属残渣を捕集するためのフィルタ１０２が配置されている。
【０００５】
現在のエアバッグシステムでは、図６に示されるように、衝撃検知センサに接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１０とそれぞれのガス発生器１０１，１１１，１１６，１１８は個別のハーネス１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂ，１１７ａ，１１７ｂ，１１９ａ，１１９ｂにより接続されている。
【０００６】
特に、二段階以上の出力をコントロールされるガス発生器１０１，１１１には、１つのガス発生器に対して、点火器が二つ以上含まれるのでそれぞれ２対のハーネス１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂが必要とされる。最近では、各ガス発生器に対してより精密な出力コントロールを行うために、二段階以上に出力をコントロールする場合が増加してきている。具体例としては、運転席用エアバック、助手席用エアバックが挙げられる。また、エアバックシステムの数を例にとっても、運転席、助手席、側面衝突、シートベルトプリテンショナーと多岐にわたり、ＥＣＵ１１０に必要とされるチャンネル数も増加してきている。
【０００７】
また、最近では、ＥＣＵを中心に環状のハーネスからなるバス回線を用い、個々のエアバックシステムに対しては間近のバス回線から分岐接続するバスシステムが挙げられる。これらシステムは、点火器自体に点火用のコンデンサを有しているため、コンデンサ容量、重量が低減化されるといったメリットがある。
これら従来技術に関しては、例えば、特許文献１等が知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１７２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のＥＣＵ１１０とガス発生器１０１，１１１間の接続方法に関しては、一つのガス発生器に対して二段階の出力をコントロールするために完全に独立した二系統、即ち、2対のハーネス１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂが必要となっており、ハーネス１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂに起因するコスト、重量増加は避けられないものとなっている。
また、ＥＣＵ１１０に求められる接続チャンネル数も、一つのガス発生器に対して二段階の出力をコントロールするには、一つの点火器に対して一対のハーネス、即ち、１チャンネルが必要であるので２チャンネル（2系統）が必要となる。このように、ＥＣＵ１１０に求められる接続チャンネル数も同様に、２チャンネル（2系統）が必要となり、多様化する乗員保護デバイスの増加に対して必要とされるチャンネル数も年々増加し、これもコスト、重量増加の原因となる。
【００１０】
また、バスシステムに関しては、点火器自体に点火、診断回路を有する必要があることから、効率よく点火、診断回路を点火器に実装する方法が難しく、場合によっては、点火器自体の外形が大きくなり、従来の用途に対して簡単に置き換えることが難しいと考えられるものも少なくない。
【００１１】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡略化された点火回路を有し、低コストで作動タイミングをコントロールできる乗員保護システムの作動方法、ガス発生器及び乗員保護システム用電子制御ユニット、乗員保護システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために以下のような幾つかの特徴を主に有している。本発明において、以下の主な特徴は単独で、若しくは、適宜組合わされて備えられている。
【００１３】
本発明の乗員保護システム及びその作動方法は、衝撃検知センサと、前記センサに接続された電子制御ユニットと、少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための少なくとも二つの点火器と、前記電子制御ユニットと前記点火器を接続するためのハーネスとを含む車両における乗員保護システムの作動方法であって、前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、前記少なくとも二つの点火器に対して、前記電子制御ユニットには一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、前記少なくとも二つの点火器へ並列接続されており、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上に異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の乗員保護システム及びその作動方法によれば、従来は電子制御ユニットから二対のハーネスが接続されていたものが、一対となり、ハーネスに起因するコストが削減される。また、電子制御ユニットに必要とされるチャンネル（接続チャンネル）の数も二つから一つへと削減される。また、例えば二段階の出力調整を行う場合において、従来は一対のハーネスに対して一種類の電気エネルギー量でそれぞれの作動タイミングをコントロールしていたものが、二種類以上の電気エネルギー量とすることで点火タイミングをコントロールする。
【００１５】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、作動に要する電気エネルギー量がより小さい点火器からより先に作動するように、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の乗員保護システムの作動方法によれば、一段階目の作動と二段階目の作動を区別する信頼性をより向上することができる。特に、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量を、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量より小さくなるように調整することで、例えば、一段階目の作動より二段階目の作動が早くなるといった誤作動等を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約２分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約２分の１以下となるように異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
これにより、作動を区別する信頼性をより向上することができる。
【００１８】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約５分の１以下であり、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約５分の１以下となるように異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
これにより、作動を区別する信頼性をより向上することができる。
【００１９】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記ハーネスを流れる電流波形がコンデンサ放電波形の場合は下記式（１）、また、一定の電流値部分を有する矩形波の場合は下記式（２）によって電気エネルギー量を規定し、
先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギーをコンデンサ放電波形により供給し、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギーを一定の電流値部分を有する矩形波、または、コンデンサ放電波形により供給するように、
前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
【００２０】
(数１)
Ｅ１＝０．５×ＣＶ２    ・・・    式（１） 
Ｅ１：コンデンサ放電波形の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー
Ｃ：コンデンサ容量（Ｆ）
Ｖ：充電電圧（Ｖ）
【００２１】
(数２)
Ｅ２＝Ｉ２×Ｒ×Ｔ  ・・・    式（２）
Ｅ２：一定の電流値を有する矩形波の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー
Ｉ：電流値（Ａ）
Ｒ：抵抗値（Ω）
Ｔ：通電時間（秒）
【００２２】
上記本発明の乗員保護システムの作動方法によれば、先に作動するよう調整された点火器の作動に要する電気エネルギー量は、コンデンサ放電波形により供給され、後に作動するように調整された点火器の作動に要する電気エネルギー量は、一定の電流値部分を有する矩形波、または、コンデンサ放電波形により供給されることにより、一段階目の作動と二段階目の作動を区別する信頼性を更に向上することができる。
【００２３】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器のうち、先に作動する点火器に含まれる発熱体が薄膜ブリッジであり、また、後に作動する点火器に含まれる発熱体が抵抗発熱体であることを特徴とする。
これらは、発熱体の種類による作動感度差を利用するもので、特に、薄膜ブリッジに関しては、コンデンサ放電波形による低エネルギー作動に適しており、また、抵抗発熱体に関しては、一定の電流値を有する矩形波、または、コンデンサ放電波形による、薄膜ブリッジに比較して高エネルギー作動に適している。結果、発熱体の種類を限定することで、一段階目の作動と二段階目の作動を区別する信頼性を更に向上することができる。
【００２４】
本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器が、少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための一つのガス発生器に含まれていることを特徴とする。
また、本発明の乗員保護システムの作動方法は、前記少なくとも二つの点火器は、二つ以上の乗員拘束装置を作動させるための二つ以上のガス発生器にそれぞれ含まれていることを特徴とする。
【００２５】
本発明のガス発生器は、少なくとも二つの点火器を含んで少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための車両用のガス発生器であって、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量が異なることを特徴とする。
また、本発明のガス発生器は、少なくとも二つの点火器を含んで少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための車両用のガス発生器であって、前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、前記少なくとも二つの点火器は、電子制御ユニットに接続された一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されたハーネスによって並列に接続されており、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上に異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とする。
上記本発明のガス発生器によれば、本発明の乗員保護システムの作動方法に適したガス発生器となる。
【００２６】
本発明のガス発生器は、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約２分の１以下であり、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約２分の１以下となるように異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とする。
これにより、作動を区別する信頼性をより向上させたガス発生器となる。
【００２７】
本発明のガス発生器は、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量に関して、先に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量が、後に作動する点火器の作動に要する電気エネルギー量の約５分の１以下であり、前記電子制御ユニットから前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を、前記点火器の作動に要する電気エネルギー量に対応して、先の電気エネルギー量が後の電気エネルギー量の約５分の１以下となるように異ならせることにより、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングがコントロールされることを特徴とする。
これにより、作動を区別する信頼性をさらに向上させたガス発生器となる。
【００２８】
本発明のガス発生器は、前記少なくとも二つの点火器のうち、先に作動する点火器に含まれる発熱体が薄膜ブリッジであり、また、後に作動する点火器に含まれる発熱体が抵抗発熱体であることを特徴とする。
これにより、作動を区別する信頼性をより一層向上させたガス発生器となる。
【００２９】
本発明の乗員保護システム用電子制御ユニットは、少なくとも１つ以上の乗員拘束装置を作動させるための少なくとも二つの点火器に接続されて電気エネルギーを供給することにより前記少なくとも二つの点火器を作動させる乗員保護システム用電子制御ユニットであって、前記少なくとも二つの点火器は作動に要する電気エネルギー量が異なり、前記少なくとも二つの点火器に対して、前記電子制御ユニットには一対のハーネスが接続され、前記一対のハーネスが途中で少なくとも二対以上へと分岐されて、前記少なくとも二つの点火器へ並列接続されることにより、前記電子制御ユニットの一つのチャンネルに前記少なくとも二つの点火器が並列接続されており、前記少なくとも二つの点火器を時間差を設けて作動させるために、前記ハーネスへ時間差を設けて電気エネルギーを供給し、かつ、前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることを特徴とする。
本発明の乗員保護システム用電子制御ユニットによれば、本発明の乗員保護システムの作動方法に適した乗員保護システム用電子制御ユニットとなる。
【００３０】
尚、本発明においては、本発明乗員保護システムの作動方法が適用されるガス発生器群も含めてガス発生器と定義している。具体例としては、1つのガス発生器内部に二段階出力をコントロールする機能を有した二段階出力ガス発生器や、通常の二段階出力調整機能の無いガス発生器を２つ以上組み合わせて作動させる場合のガス発生器群のことを指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の乗員保護システムの本実施形態における各機器の接続を示すブロック図である。
図１において、乗員保護システム用電子制御ユニット（以下、ECUという）１に、衝撃検知センサ１２１と、運転席用エアバッグ及び助手席用エアバッグの二段階出力ガス発生器２，３の各点火器SQ1,SQ2,SQ3,SQ4及びシートベルトプリテンショナー用ガス発生器１１６の図示しない点火器並びにサイドエアバッグ用ガス発生器１１８の図示しない点火器が複数のハーネス４ａ0,４ｂ0、５ａ0,５ｂ0  ４１１７ａ，１１７ｂ，１１９ａ，１１９ｂ、１２０ａ，１２０ｂを介して接続されている。
【００３２】
以下、運転席用エアバッグの二段階出力ガス発生器２に含まれる第1，第２点火器SQ1,SQ2とＥＣＵ１との接続を例に取りについて説明するが、助手席用エアバッグの二段階出力ガス発生器３に含まれる第1，第２点火器SQ3,SQ4とＥＣＵ１との接続も同様であるのでその説明を省略する。
また、衝撃検知センサ１２１やシートベルトプリテンショナー用ガス発生器１１６の図示しない点火器並びにサイドエアバッグ用ガス発生器１１８の図示しない点火器とECU１との接続は従来と同様であるのでその説明を省略する。
【００３３】
運転席用エアバッグの二段階出力ガス発生器２に含まれる第1，第２点火器SQ1,SQ2は作動に要する電気エネルギー量が異なる。第一点火器SQ1は二段階出力において先に作動する点火器を意味し、第二点火器SQ2は二段階出力において後に作動する点火器を意味している。
前記二つの点火器SQ1,SQ2に対して、前記ＥＣＵ１側に一対のハーネス４ａ0,４ｂ0が接続されている。前記一対のハーネス４ａ0,４ｂ0が途中で二対４ａ1,４ｂ1,４ａ2,４ｂ2へと分岐されて、前記二つの点火器SQ1,SQ2へ並列接続されている。言い換えると、前記ECU１の一つのチャンネルに前記二つの点火器SQ1,SQ2が並列接続されている。以下、前記ハーネスのＥＣＵ１に接続されている部分をＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0と称し、各点火器SQ1,SQ2に接続されている部分を各点火器SQ1,SQ2側ハーネスと称する。
【００３４】
前記ＥＣＵ１は、前記二つの点火器SQ1,SQ2を時間差を設けて作動させるために、前記ＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0へ時間差を設けて電気エネルギーを供給し、前記ＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0を流れる電気エネルギー量を、少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールする。
前記ＥＣＵ１は、電気エネルギーを発生するためのコンデンサと、出力波形をコントロールするための回路、時間差を設定するためのスイッチング回路を少なくとも有している。スイッチング回路は一つのチャンネルに対して作用し、かつ、出力波形をコントロールする。
【００３５】
本実施形態の乗員保護システムは、図６に示した従来のＥＣＵ１１０に必要とされていたチャンネル数が２チャンネルから１チャンネルへと減少し、且つ、通常、ＥＣＵと各ガス発生器間は長い距離を経てハーネスで接続されるものであるが、その間のハーネス数も二対から一対へと減少する。
ＥＣＵ１から伸びる一対のＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0の分岐は、各点火器SQ1,SQ2の直前の位置で行われればよい。尚、前記各点火器SQ1,SQ2の位置関係は非常に近いことが好ましい。通常は、二段階出力ガス発生器２に含まれる各点火器SQ1,SQ2は１つのガス発生器用容器内に一体化されているためその位置関係は非常に近い。
【００３６】
前記二つの点火器SQ1,SQ2の作動に要する電気エネルギー量が異なることから、作動に要する電気エネルギー量が小さい第1点火器SQ1から先に作動するように、前記ＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0を流れる電気エネルギー量を異ならせることで、前記二つの点火器SQ1,SQ2の作動タイミングをコントロールする。
具体的には、先に作動する点火器SQ1の作動に要する電気エネルギーを図２（ａ）に示すようなコンデンサ放電波形により供給し、所定の設定時間間隔をあけて、後に作動する点火器SQ2の作動に要する電気エネルギーを図２（ｂ）に示すような一定の電流値部分を有する矩形波、または、図２（ａ）に示すようなコンデンサ放電波形により供給する（図２（ｃ）参照）。
【００３７】
図２は、本実施形態に用いられる各点火器SQ1,SQ2を二段階作動させる場合の電流波形の概念図を示している。図２（ａ）はコンデンサ放電波形を示しており、比較的エネルギーが小さい。図２（ｂ）は一定の電流値部分を有する矩形波を示しており、比較的エネルギーが大きい。図２（ｃ）は所定の設定時間間隔をあけて出力された両波形の混合点火波形を示している。最初の波形が第一点火器用点火波形であり、次の波形が第二点火器用点火波形である。ＥＣＵ１から出力される混合点火波形において、第一点火器用点火波形の立ち上がりの時間と第二点火器用点火波形の立ち上がりの時間との差で、ＥＣＵ１による作動設定時間間隔がコントロールされる。
【００３８】
前記ＥＣＵ１側ハーネス４ａ0,４ｂ0を流れる電流波形がコンデンサ放電波形の場合は下記式（１）、また、一定の電流値部分を有する矩形波の場合は下記式（２）によって電気エネルギー量を規定できる。ここで、Ｅ１は点火器だけでなく、ＥＣＵから接続されるハーネス等も含めた回路抵抗を考慮して決定される電気エネルギー量である。Ｅ２はＥ１の場合と同様、点火器だけでなく、ＥＣＵから接続されるハーネス等も含めた回路抵抗を考慮して決定される電気エネルギー量である。
【００３９】
(数１)
Ｅ１＝０．５×ＣＶ２    ・・・    式（１） 
Ｅ１：コンデンサ放電波形の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー。
Ｃ：コンデンサ容量（Ｆ）
Ｖ：充電電圧（Ｖ）
【００４０】
(数２)
Ｅ２＝Ｉ２×Ｒ×Ｔ  ・・・    式（２）
Ｅ２：一定の電流値を有する矩形波の場合の点火器の作動に必要な電気エネルギー。
Ｉ：電流値（Ａ）
Ｒ：抵抗値（Ω）
Ｔ：通電時間（秒）
【００４１】
また、第一点火器SQ１と第二点火器SQ2の同時作動に関しては比較的電気エネルギー量の大きい点火電流波形を用いる。
これにより、ＥＣＵ１から伸びるハーネス４ａ0,４ｂ0が一対である場合においても、接続される二つの点火器SQ1,SQ2の作動をコントロールすることができる。
【００４２】
上記波形を用いて作動のタイミングをコントロールするには、前記二つの点火器SQ1,SQ2のうち、先に作動する点火器SQ1に含まれる発熱体が金属を蒸着させることで形成される薄膜ブリッジ（ＳＣＢ、Ｓｅｍｉ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｂｒｉｄｇｅ、半導体ブリッジ）であることが好ましい。これらの特徴として低電気エネルギー量における点火が容易である点が挙げられる。
また、後に作動する点火器SQ2に含まれる発熱体は、金属を蒸着させることで形成される薄膜ブリッジでもよいが、好ましくは、ニクロム線等の抵抗発熱体である。第二点火器の発熱体にニクロム線等を用いることで、特に、第一点火器に薄膜ブリッジを用いた場合の組み合わせにおいて、点火器の作動に必要なエネルギー差が大きくなり、作動信頼性が向上するため好ましい。
【００４３】
実際のＥＣＵ１、ハーネス、点火器を含めた回路においては、それぞれの接続部分抵抗値（コネクタ抵抗値）、点火器抵抗値、点火器点火感度、ＥＣＵ出力値等にばらつきが考えられるため、第一点火器SQ1と、第二点火器SQ2の作動に必要な電気エネルギー量には差があるほど作動信頼性が高く、好ましいといえる。
具体的には、第一点火器SQ1の作動に要する電気エネルギーが、第二点火器SQ2の作動に要する電気エネルギー量の２分の１以下であることが好ましい。さらに好ましくは５分の１以下である。
【００４４】
なお、あまりに大きい電気エネルギー量を必要とする点火器を作動させる場合には、ＥＣＵ１に必要とされるコンデンサが大きなものとなり、コスト高、重量増加を招く。また、あまりに小さい電気エネルギー量で作動する点火器の場合には、静電気等の外部電気エネルギーによって誤作動する可能性が高くなり好ましくない。したがって、実際に採用する電気エネルギー量は、要求される性能等に応じ適宜定められる。
【００４５】
また、第一点火器SQ1の抵抗値をＲ１（Ω）、第二点火器SQ2の抵抗値をＲ２（Ω）とした場合、本実施形態において並列接続された点火器部分の合成回路抵抗Ｒａは次の式（３）で表される。
【００４６】
(数３)
Ｒａ＝（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）・・・・式（３）
例えば、第一点火器SQ1、第二点火器SQ2共に２Ωの抵抗を有していた場合には、合成回路抵抗は１Ωとなる。また、もし、片側いずれかの点火器が断線等で抵抗無限大になった場合は、合成回路抵抗は２Ωへと変化するため、異常をＥＣＵ１にて発見できる。
【００４７】
また、第一点火器SQ1、第二点火器SQ2共に２Ωの抵抗を有していた場合には、ＥＣＵ１から送られる点火に必要なエネルギーは等分され、各点火器SQ1,SQ2に供給されるが、抵抗値に差がある場合には、対応してエネルギーが分配されるため、必要に応じて各点火器SQ1,SQ2の感度、抵抗値の調整が必要となる。
この意味において、本実施形態における第一点火器SQ1、第二点火器SQ2の作動に要する電気エネルギー量の差は、それぞれの抵抗値の差も考慮に入れて決定されるべきである。それぞれの点火器SQ1,SQ2の抵抗値は点火コントロールが可能であればいずれでもよいが、好ましくは約０．５Ω以上１０Ω以下、更に好ましくは、約１Ω以上５Ω以下の間である。
本実施形態の乗員保護システムの作動方法においては、本質的に、各点火器の作動に必要なエネルギーに差を持たせれば、三段階以上の点火コントロールも可能であることを理解されるべきである。
【実験例】
【００４８】
次に、図３に本実施形態の乗員保護システムの作動実験回路図を示す。図３は、図１に示した二段階出力ガス発生器２の点火器接続図に、各点火器SQ1,SQ2の作動を検出するのに必要なオシロスコープを接続した回路図を示している。
本実験においては、ＥＣＵ１に接続されるのは各点火器SQ1,SQ2のみであり、ガス発生器２として必要な他の構成部品は含んでいない。第一点火器SQ1には、発熱体にＳＣＢを用い、オールファイア点火要件（点火器が確実に点火する必要条件）がコンデンサ放電波形４．７μＦ、１０Ｖ仕様、抵抗値２Ωのものを用いた。また、第二点火器SQ2には、発熱体にニクロム線の抵抗線を用い、オールファイア点火要件が定電流矩形点火波形１．２Ａ×２ｍｓ仕様、抵抗値２Ωのものを用いた。
【００４９】
各点火器SQ1,SQ2の作動は、光ファイバにより検知され、実際の各点火器の作動時間差が検出される。また、ＥＣＵ１から出力される点火電流波形は、第一点火器SQ1作動のためにコンデンサ放電波形、第二点火器SQ2作動のために定電流矩形点火波形が選択され、時間間隔１０ｍｓ、３０ｍｓで出力された。このときのコンデンサ放電波形には４．７μＦ、２０Ｖ条件（点火エネルギーは（１）式より０．９４ｍＪ）、定電流矩形点火波形には、２．４Ａ×２ｍｓ条件（点火エネルギーは（２）式より２３．０ｍＪ）が用いられた。このときの点火電流エネルギー差は約２４分の１となる。各点火器SQ1,SQ2は並列接続されており、抵抗値が同じであるため、各点火器ユニットオールファイア要件の倍の出力を選定した。
【００５０】
この条件において、ＥＣＵ１に設定された時間間隔１０ｍｓ、３０ｍｓに対して、オシロスコープに接続された光ファイバから得られた実際の各点火器作動時間差の関係を、表１に示す。
【００５１】
【表１】
2005306074.tif 000003
【００５２】
表１より、ＥＣＵ１で設定された時間間隔と光ファイバから得られた実際の各点火器作動時間差がほぼ同等であることから、ＥＣＵ１の出力電流波形をコントロールすることにより各点火器の作動時間が調整可能であることがわかる。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、簡略化された点火回路を有し、システムが軽量化され、また、低コストで作動タイミングをコントロールできる乗員保護システムの作動方法、ガス発生器及び乗員保護システム用電子制御ユニットを提供することができる。
【００５４】
尚、上記実施形態では、二つの点火器が一つのガス発生器に含まれていたが、二つ以上の点火器が含まれているガス発生器であってもよい。この場合も、前記二つ以上の点火器の作動に要する電気エネルギー量を異ならせる。そして、同様に、前記少なくとも二つの点火器を時間差を設けて作動させるために、ECUから前記ハーネスへ時間差を設けて電気エネルギーを供給し、かつ、前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることができる。
【００５５】
また、少なくとも二つの点火器が、図４に示すように、二つ以上の乗員拘束装置を作動させるための二つ以上のガス発生器にそれぞれ含まれていてもよい。この場合も、前記少なくとも二つの点火器の作動に要する電気エネルギー量を異ならせる。そして、同様に、前記少なくとも二つの点火器を時間差を設けて作動させるために、ECUから前記ハーネスへ時間差を設けて電気エネルギーを供給し、かつ、前記ハーネスを流れる電気エネルギー量を少なくとも二段階以上異ならせることで、前記少なくとも二つの点火器の作動タイミングをコントロールすることができる。
【００５６】
例えば、二段階出力調整機能の無い複数のガス発生器を同時、あるいは、二段階出力作動させる場合においても有効である。複数の点火器の相互の位置関係は近い接続形態が好ましい。さらに、例えば、車両の中において、位置関係の近い側面衝突エアバッグとシートベルトプリテンショナーに用いられるそれぞれの点火器に対する接続方法としても有効である。
【００５７】
尚、本発明は、上記の好ましい実施形態例に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態例が他になされることができることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の乗員保護システムの本実施形態における各機器の接続を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に用いられる各点火器SQ1,SQ2を二段階作動させる場合の電流波形の概念図。
【図３】本実施形態の乗員保護システムの作動実験回路図
【図４】乗員保護システムの他の実施形態における各機器の接続を示すブロック図
【図５】二段階出力ガス発生器の軸方向断面図
【図６】従来の乗員保護システムにおける各機器の接続を示すブロック図
【符号の説明】
【００５９】
１  乗員保護システム用電子制御ユニット（ECU）
２  運転席用エアバッグの二段階出力ガス発生器
３  助手席用エアバッグの二段階出力ガス発生器
SQ1,  SQ2,  SQ3,  SQ4  点火器
４ａ0,４ｂ0、５ａ0,５ｂ0      ECU側ハーネス
４ａ1,４ｂ1、４ａ2,４ｂ2、５ａ1,５ｂ1、５ａ2,５ｂ2   点火器側ハーネス 
１１６  シートベルトプリテンショナー用ガス発生器
１１８  サイドエアバッグ用ガス発生器
１１７ａ，１１７ｂ，１１９ａ，１１９ｂ、１２０ａ，１２０ｂ  ハーネス
１２１  衝撃検知センサ
【図１】
2005306074.tif 000004
【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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