(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断用プログラムと衝突判断用プログラムが交互に実行される乗員保護装置において、
直流電源に直列に接続された雷管と、
前記直流電源と雷管との間、または前記雷管とグランドとの間のそれぞれに介挿された第１及び第２スイッチ手段と、
加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断し、重大衝突と判断したとき点火を指示するトリガ信号を出力し、かつそれと同期して電流制御信号を出力する衝突判断手段と、
比較回路の一端とグランドとの間に直列接続された第１、第２及び第３抵抗と、
前記衝突判断手段からの電流制御信号を入力してオンする第３スイッチ手段を介して前記第２及び第３抵抗の接続点をグランドに短絡することによって、第１抵抗に流れる電流に比例した点火電流を前記第１及び第２スイッチ手段を介して前記雷管に供給する電流制限回路と、
前記衝突判断手段からの電流制限信号による前記第２及び第３抵抗の接続点の短絡状態及び非短絡状態における前記第２及び第３抵抗の接続点の電位の変化を入力して、前記第１、第２及び第３抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段とを備えた乗員保護装置。
【請求項２】
診断用プログラムと衝突判断用プログラムが交互に実行される乗員保護装置において、
直流電源に直列に接続された雷管と、
前記直流電源と雷管との間、または前記雷管とグランドとの間のそれぞれに介挿された第１及び第２スイッチ手段と、
加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断し、重大衝突と判断したとき点火を指示するトリガ信号を出力し、かつそれと同期して電流制御信号を出力する衝突判断手段と、
駆動トランジスタの一端とグランドとの間に直列接続された第２及び第３抵抗と、
前記衝突判断手段からの電流制御信号によって前記第２及び第３抵抗の接続点をグランドに短絡することによって、第１および第２抵抗に流れる電流に比例した点火電流を前記第１及び第２スイッチ手段を介して前記雷管に供給する電流制限回路と、
前記第２及び第３抵抗の接続点の電位を所定の電位に保持する電圧供給時に該接続点における電位を入力して、前記第３抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段とを備えた乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等の衝突事故時にエアバッグを膨張させて乗員を事故から保護する乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の乗員保護装置を図６に基づいて説明する。
１は車載バッテリ、２はイグニッションスイッチ、３はＤＣ／ＤＣコンバータで、前記車載バッテリ１の出力電圧を昇圧して出力する。４は雷管駆動制御回路で、逆流防止用ダイオード５、バックアップコンデンサ６、第１電界効果型トランジスタ７、第２電界効果型トランジスタ８、電流検出抵抗９、比較回路１０、定電流源１１、抵抗１２、チャージポンプ回路１３、スイッチ回路１４等から構成されている。
【０００３】
以下に、前記雷管駆動制御回路４について説明する。
バックアップコンデンサ６は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ３によって充電される。第２電界効果型トランジスタ８は、そのドレイン側は前記バックアップコンデンサ６に、またソース側は後述の雷管１５に接続され、雷管１５に流れる点火電流のうちの大部分が流れる。７は前記第２電界効果型トランジスタ８に流れる電流を分流するための小容量の第１電界効果型トランジスタで、そのドレイン側は前記第２電界効果型トランジスタ８のドレイン側に接続され、又ソース側は許容電力の小さい電流検出抵抗９を介して第２電界効果型トランジスタ８のソース側に接続されている。
【０００４】
比較回路１０は、その一方の非反転（＋）入力端子には、直列接続された定電流源１１と抵抗１２によって作られる基準電圧が入力され、また他方の反転（−）入力端子には電流検出抵抗９に発生する電圧が供給され、またその出力端子は、スイッチ回路１４の出力端子と、第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８のゲートに接続されている。１８は加速度センサで、車両の衝突事故に伴って発生する加速度信号を検出する。１９は後述のマイクロコンピュータ２１を形成する衝突判断手段で、加速度センサ１８からの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断して、重大事故と判断すると、スイッチ回路１４にオン信号を供給する。また、衝突判断手段１９は電源が投入されるとチャージポンプ回路１３にトリガ信号を供給する。
【０００５】
雷管１５の一端は雷管駆動制御回路４の出力側に、また他端は逆流防止用ダイオード１６、加速度スイッチ１７を直列に介して接地されている。衝突判断手段１９は、重両の衝突を検出する第１加速度センサ１８からの減速度信号に基づいて衝突の状況を判断して、エアバッグ等を作動させる必要がある場合には前記チャージポンプ回路１３にトリガ信号を同時に、またはタイムラグをもたせて出力する。
【０００６】
このような構成において、（ａ）衝突判断手段１９からオン信号がスイッチ回路１４に出力されていないとき、スイッチ回路１４のスイッチングトランジスタはオフしている。これによって、第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８はオフ状態に維持されている。また（ｂ）重大事故の発生により衝突判断手段１９からオン信号がスイッチ回路１４に出力されると、スイッチ回路１４のスイッチングトランジスタがオンするので、第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８のソース側の電位よりも高いハイレベルな電圧信号が第１及び第２電界効果型トランジスタ７，８のゲートに供給され、双方のトランジスタ７，８は能動領域で作動を開始する。
【０００７】
次に、従来技術として本発明に係わる診断機能について説明すると、前記衝突判断手段１９と同様にマイクロコンピュータ２１を形成する診断手段２０は、前記雷管１５の両端子の電圧を入力すると共に、その雷管１５の端子間電圧の電圧差を求める差動増幅器２３からの出力を入力して、前記雷管１５の断線、短絡等を判断して断線、短絡等が発生していた場合、警報ランプ２２を点灯して報知する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した乗員保護装置にあっては、雷管の断線、短絡の診断、またバックアップコンデンサ、機械式加速度スイッチ等の診断を行う構成のものもあるが、上記の如き構成における点火電流の大きさを制御する回路部の診断を行う機能を有するものはない。
【０００９】
そこで、この発明は、上記のような間題点に着目してなされたもので、点火電流の大きさを、抵抗値の変化によって制御する回路の診断を行うことができる乗員保護装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る乗員保護装置は、直流電源に直列に接続された雷管と、前記直流電源と雷管との間、または前記雷管とグランドとの間のそれぞれに介挿された第１及び第２スイッチ手段と、加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断し、重大衝突と判断したとき点火を指示するトリガ信号を出力し、かつそれと同期して電流制御信号を出力する衝突判断手段と、比較回路の一端とグランドとの間に直列接続された第１、第２及び第３抵抗と、前記衝突判断手段からの電流制御信号を入力してオンする第３スイッチ手段を介して前記第２及び第３抵抗の接続点をグランドに短絡することによって、第１抵抗に流れる電流に比例した点火電流を前記第１及び第２スイッチ手段を介して前記雷管に供給する電流制限回路と、前記衝突判断手段からの電流制限信号による前記第２及び第３抵抗の接続点の短絡状態及び非短絡状態における前記第２及び第３抵抗の接続点の電位の変化を入力して、前記第１、第２及び第３抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段とを備えたものである。
【００１１】
第２の発明に係る乗員保護装置は、直流電源に直列に接続された雷管と、
前記直流電源と雷管との間、または前記雷管とグランドとの間のそれぞれに介挿された第１及び第２スイッチ手段と、加速度センサからの加速度信号に基づいて衝突事故の大きさを判断し、重大衝突と判断したとき点火を指示するトリガ信号を出力し、かつそれと同期して電流制御信号を出力する衝突判断手段と、駆動トランジスタの一端とグランドとの間に直列接続された第２及び第３抵抗と、前記衝突判断手段からの電流制御信号によって前記第２及び第３抵抗の接続点をグランドに短絡することによって、第１および第２抵抗に流れる電流に比例した点火電流を前記第１及び第２スイッチ手段を介して前記雷管に供給する電流制限回路と、前記第２及び第３抵抗の接続点の電位を所定の電位に保持する電圧供給時に該接続点における電位を入力して、前記第３抵抗の断線及び短絡を診断する診断手段とを備えたものである
【００１２】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１の構成を図１に示すが、その図１において図６の従来例で説明したものと同一のもの、または均等なものには同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
すなわち、３０は第２加速度センサ、３１は比較回路で、前記第２加速度センサ３０からの検出出力が基準値を越えるとスイッチ信号を出力する。３２は後述の診断回路（診断手段）３３と共に、マイクロコンピュータ３４を構成する衝突判断手段で、第１加速度センサ１８からの加速度信号及び比較回路３１からのスイッチ信号を受け、重大衝突と判断すると、駆動制御トランジスタ３８にハイレベル信号、すなわちオン信号を供給すると共に、スイッチングトランジスタ３６（第２スイッチ手段）、切り換えトランジスタ３７（第３スイッチ手段）にハイレベル信号、すなわちオン信号を供給する。
【００１３】
診断手段３３は、従来例における診断手段２０と同様に雷管１５の短絡、断線等を診断する機能を有するほかに、切り換えトランジスタ３７がオン、オフされることによって変化する第１及び第２抵抗４４，４５の間の接続点の電位Ｖｂの変化を検出し、第１、第２及び第３抵抗４４，４５，４６の断線、短絡等を診断する機能を有する。
【００１４】
すなわち、前記診断手段３３は図２に示すようなフローチャートに従って、イグニッションスイッチ２がオンされたか否かをステップＳ１においてチェックし、イグニッションスイッチ２がオンされるとステップＳ２に進む。ステップＳ２においては、比較回路３５からの出力信号及び雷管１５の両端に発生する電位に基づいて雷管１５の断線、短絡等の故障を診断し、故障が発生している場合にはステップＳ３に進み、「雷管異常」として警報ランプ２２を所定のモードで点滅させ、ステップＳ１３に進み、イグニッションスイッチ２がオフされていると判断すると終了し、オン状態であると判断されるとステップＳ１０に戻る。
【００１５】
またステップＳ２において、雷管１５が正常であると判断された場合にはステップＳ４に進み、切り換えトランジスタ３７をオンさせ、ステップＳ５でその時発生する第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧Ｖｂをモニタする。この電圧ＶｂがステップＳ６においてＶａ／５より大きく、かつＶａ／２より小さいかが判断され、その条件を満足しないと判断された場合には、ステップＳ７で「電流制限回路が異常」であるとして警報ランプ２２を所定のモードで点滅させ、その後ステップＳ１３に進み、イグニッションスイッチ２がオフされていると判断すると終了し、オン状態であると判断されるとステップＳ１０に戻る。
【００１６】
また電圧ＶｂがステップＳ６においてＶａ／５より大きく、かつＶａ／２より小さいと判断され、条件を満足していると判断された場合には、ステップＳ９に進み、切り換えトランジスタ３７をオフさせ、ステップＳ１０でその時発生する第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧Ｖｂをモニタする。この電圧ＶｂがステップＳ１１においてＶａ／２より小さいと判断された場合には、ステップＳ７で「電流制限回路が異常」であるとして警報ランプ２２を所定のモードで点滅させる。
【００１７】
ステップＳ１１においてＶａ／２以上であると判断された場合には、ステップＳ１２で電流制限回路４０は正常に作動すると判断してステップＳ１３に進む。ステップＳ１３においてイグニッションスイッチ２がオン状態であると判断されると、ステップＳ１０に戻り、オフされたと判断されると、診断プログラムを終了する。
【００１８】
前記切り換えトランジスタ３７は、非衝突の通常時はオフ状態を維持し、また衝突時には、オンにする電流制御信号を出力する。４０は電流制限回路で、比較回路４１、駆動トランジスタ４２、電流検出抵抗４３、第１抵抗４４、第２抵抗４５、第３抵抗４６、比較回路４７、駆動トランジスタ（第１スイッチ手段）４８の前段トランジスタ、バイアス抵抗４９等から構成されている。また、定電圧回路を形成する比較回路４１は、前記第１抵抗４４の非接地側端子の電位を一定に保持することによって、主に第１、第２及び第３抵抗４４，４５，４６で定電流Ｉａが決定される。これによるトランジスタ２７のコレクタ端子の電位は、信号ラインＡを介して比較回路４７に基準電圧として供給される。その結果、駆動トランジスタ４８のコレクタ端子とバイアス抵抗４９との接続点の電位が一定になるように制御される。なお、駆動トランジスタ４８のうち後段のトランジスタは前段のトランジスタの約１００倍の電流容量を持っている。
【００１９】
また、駆動制御トランジスタ３８がオンの時、すなわち点火のためにトリガされている時は、電流検出抵抗４３にて検出された比較回路４１にて制御される電流によって発生した電圧値が比較回路４７に入力され、比較回路４７で駆動トランジスタ４８がオン制御される。一方で、駆動制御トランジスタ３８がオフの時は、信号ラインＡは接地されるため、駆動トランジスタ４８はオン制御されない。
【００２０】
次に上記構成の作用説明を行う（図２、図３及び図４参照）。
電源が投入されて、マイクロコンピュータ３４のプログラムが作動を開始するが、最初、診断用プログラムが作動開始し、それが終了すると衝突判断用プログラムが作動を開始し、以後その２つのプログラムが交互に実行される。
【００２１】
まず、図２に示す診断用プログラムの作動によって以下のことが分かる。
マイクロコンピュータ３４の診断手段３３は、比較回路３５からの出力信号及び雷管１５の両端に発生する電位に基づいて上述したように雷管１５が断線、短絡等の故障診断を行う。
さらに、次のように診断結果が場合分けされる。
（１）切り換えトランジスタ３７がオフの時
第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧ＶｂがＶａ／２以上であれば正常と判断され、Ｖａ／２以下であれば第１抵抗４４が断線、または第３抵抗４６が短絡の何れかの故障と判断される。
【００２２】
（２）切り換えトランジスタ３７がオンの時
第１及び第２抵抗４４，４５の接続点の電圧ＶｂがＶａ／２以上であれば第１抵抗４４の短絡、第２抵抗４５の断線、又は切り換えトランジスタ３７のオープン故障の何れかである。また電圧ＶｂがＶａ／５以上で、かっＶａ／２より小さい場合には、正常と判断される。さらに、電圧ＶｂがＶａ／５以下であると、第２抵抗４５の短絡と判断される。
【００２３】
また、衝突診断用プログラムの実行によって以下のように作動する。
（１）衝突判断手段３２が衝突と判断していないとき
スイッチングトランジスタ３６、切り換えトランジスタ３７は、オフ状態になっており、第１及び第２、第３抵抗４４，４５，４６にて制限された電流値、すなわち雷管１５が展開不可能な電流値となり、例えばマイクロコンピュータ３４がプログラム暴走して衝突判断手段３２から駆動制御トランジスタ３８及びスイッチングトランジスタ３６のそれぞれにハイレベル信号が供給されても微小電流しか流れず、雷管１５は点火されない。
また、プログラム暴走によって衝突判断手段３２から切り換えトランジスタ３７に供給される信号がハイレベルに切り替わり、第２及び第３抵抗４５，４６の接続点の電位をローレベルに切り換える確率も小さい。すなわち、３つの出力端子が一度に点火電流を流す方向に切り替わる確率は非常に小さくなる。
【００２４】
（２）衝突判断手段３２が衝突と判断したとき
切り換えトランジスタ３７は、オン状態となっており、第２及び第３抵抗４５，４６の接続点が接地されるので、電流検出抵抗４３、第１抵抗４４及び第２抵抗４５に多くの電流Ｉａが流れ、その電流Ｉａが電流検出抵抗４３によって検出されて比較回路４７に供給される。このとき、駆動制御トランジスタ３８は、オンされ、かつスイッチングトランジスタ３６がオンされているので、信号ラインＡによって供給された電圧は比較回路４７で所定の増幅率で増幅され、その増幅された電圧によって駆動トランジスタ４８ａ，４８ｂがオンされ、雷管１５に点火電流が供給される。
【００２５】
実施の形態２．
この発明による実施の形態の構成を図５に示すが、この図５において図１の従来例で説明したものと同一のもの、または均等なものには同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
すなわち、５０は第１スイッチ回路、５１は運転席用雷管で、これは第１スイッチ回路５０と直列接続され、この直列回路は逆流防止用ダイオード５と加速度スイッチ１７との間に接続されている。５２は第２スイッチ回路、５３は助手席用雷管で、これは第２スイッチ回路５２と直列接続され、この直列回路も前記逆流防止用ダイオード５と加速度スイッチ１７との間に接続されている。
【００２６】
５４は衝突判断手段５５と診断手段５６からなり、交互にプログラム実行されるマイクロコンピュータで、衝突判断手段５５のプログラム実行時には、比較回路３１からスイッチ信号を受け、かつ第１加速度センサ１８から加速度信号を受けたときに、その加速度信号に基づいて重大衝突と判断した場合には、別々の出力端子から対応する第１及び第２オアゲート６５，６６を介して第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８にハイレベル信号を供給してオン駆動すると共に、制御トランジスタ５９別の出力端子からハイレベル信号を供給して同時にオン駆動する。また前記衝突判断手段５５は、通常時、すなわち衝突事故と判断していないときには、前記第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８をオフにすると共に、制御トランジスタ５９もオフする。
【００２７】
診断手段５６のプログラム実行時には、ダイオード６３、抵抗６４を直列に介して第３抵抗６２に一定電圧を供給して、その抵抗６４及び第３抵抗６２からなる直列回路に流れる電流の大きさを抵抗分割による電圧として検出して、第３抵抗６２が所定の抵抗値を有しているか否かを判断して、有していないと判断した場合には警報ランプ２２を点灯して故障報知する。なお、この診断手段５６は、第３抵抗６２の診断と共に、雷管５３，５１のそれぞれの端子電圧及び端子間電圧を入力することによって雷管５１，５３のそれぞれの診断を前記実施の形態１における場合と同様に行っている。
【００２８】
第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８のそれぞれは、対応するオアゲート６５，６６を介して前記衝突判断手段５５からオン信号を受け、かつ後述の制御トランジスタ５９がオンするとオンする。５９はエミッタ端子が接地された制御トランジスタで、べース端子に前記衝突判断手段５５からオン信号が供給され、かつ前記第１又は第２駆動トランジスタ５７，５８がオンされると、オンしてコレクタ端子を地絡させることによって後述の第３抵抗６２の非接地側の端子を地絡する。６０は第１駆動トランジスタ５７と制御トランジスタ５９との間に介挿され、第１雷管５１に流れる点火電流の大きさを決めるためのものである。６１は第２駆動トランジスタ５８と制御トランジスタ５９との間に介挿され、第２雷管５３に流れる点火電流の大きさを決めるためのものである。すなわち、第１及び第２スイッチ回路５０，５２を構成するトランジスタのバイアスを決めるためのものである。
【００２９】
次に上記構成の作用説明を行う。
（衝突判断時）
衝突判断手段５５のプログラム実行時に、加速度信号が第１及び第２加速度センサ１８，３０によって検出され、比較回路３１からスイッチ信号が供給され、かつ第１加速度センサ１８から加速度信号が供給されると、マイクロコンピュータ５４を構成する衝突判定手段５５は、その供給された加速度信号に基づいて重大衝突と判断した場合には、衝突判断手段５５は制御トランジスタ５９をオンすると共に、第１及び第２オアゲート６５，６６を介して第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８をオン駆動する。その結果、第１及び第２スイッチ回路５０，５２が共にオンし、その第１及び第２スイッチ回路５０，５２のそれぞれには、第１及び第２抵抗６０，６１のそれぞれの抵抗値に対応して第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８のそれぞれに流れる電流が第１及び第２スイッチ回路５０，５２のトランジスタの電圧増倍率（ｈｆｅ）で増倍された大きさの点火電流が流れ、それぞれに直列接続された雷管５１，５３に供給される。一方、衝突判断手段５５は、通常時、すなわち衝突事故と判断していないときには、第１及び第２オアゲート６５，６６にローレベル信号を出力して前記第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８をオフすると共に、制御トランジスタ５９にローレベル信号を供給してオフする。
【００３０】
（診断時）
診断手段５６のプログラム実行時には、衝突判断手段５５が作動しておらず、制御トランジスタ５９がオフ状態にある。ここで、診断手段５６は、ダイオード６３、抵抗６４を介して第３抵抗６２に一定電圧が供給されない場合には、第１及び第２オアゲート６５，６６に対してハイレベル信号を供給し、第１駆動トランジスタ５７をオンして第１及び第３抵抗６０，６２を直列に介して前回よりも小さな診断用の電流を流す。その結果、第１スイッチ回路５０をオンさせ、雷管５１の端子電圧及び端子間電圧が図示されない回路によって診断手段５６に供給されることによって診断手段５６は、第１駆動トランジスタ５７の良否を診断する。なお、第１スイッチ回路５０のトランジスタのベース電流を十分に絞っているため、雷管５１の下流側（低電位側）にパスコンがついていて雷管５１の端子間がショートしても暴発に至る電流は流れない。
【００３１】
また、第２駆動トランジスタ５８も第１駆動トランジスタ５７と同様にオンされて第２及び第３抵抗６１，６２を直列に介して前回よりも小さなバイアス電流が流れる。その結果、第２スイッチ回路５２を瞬間的にオン出力して診断手段５６によって第２駆動トランジスタ５８が診断される。
【００３２】
また、逆に第１及び第２駆動トランジスタ５７，５８をオフした状態にして、ダイオード６３、抵抗６４を介して第３抵抗６２に一定電圧が供給することによって、第３抵抗６２に一定電圧が供給され、診断手段５６は第３抵抗６２に流れる電流の大きさを電圧として検出して、第３抵抗６２が所定の抵抗値を有しているか否かを判断して、有していないと判断した場合には警報ランプ２２を点灯して故障報知する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明よれば、点火電流の大きさを抵抗値を変化させることによって制御する回路の診断を行うことができる乗員保護装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す乗員保護装置の回路ブロック説明図である。
【図２】図１の乗員保護装置の回路ブロック説明図の診断手段３３の作動プログラムのフローチャートである。
【図３】図１の乗員保護装置の故障状態を示す説明図である。
【図４】図１の乗員保護装置の故障状態をモニタされた電圧によって区分する説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２を示す乗員保護装置の回路ブロック説明図である。
【図６】従来の乗員保護装置の回路説明図である。
【符号の説明】
１８  第１加速度センサ
２７  駆動制御トランジスタ
３０  第２加速度センサ
３１，３５，４１，４７  比較回路
３２  衝突判断手段
３３  診断手段
３６  スイッチングトランジスタ
３７  切り換えトランジスタ（切り換え手段）
４０  電流制限回路
４３  電流検出抵抗
５７，５８  駆動トランジスタ
４４  第１抵抗
４５  第２抵抗
４６  第３抵抗
５９  制御トランジスタ
６１，６２，６４  抵抗
【図１】
0003935606.tif 000002
【図２】
0003935606.tif 000003
【図３】
0003935606.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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