(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子的に加速度を検出する第１のセンサと、車両の左右の先端部に設けられ電子的に加速度を検出する第２、第３のセンサと、電源とスクイブ間に挿入されるスクイブドライバと、前記第１、第２および第３のセンサ出力から衝突判定を行って前記スクイブドライバを駆動するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、前記第２、第３のセンサ出力からセーフィング信号を生成する為のセーフィング信号生成手段と、前記駆動信号および前記セーフィング信号を入力とし出力を前記スクイブドライバに送出するアンドゲート、を備え、前記セーフィング信号生成手段と、前記マイクロコンピュータとが別々に設けられており、前記マイクロコンピュータで行った衝突判定とは別経路でセーフィング判定を行うことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエアバッグ起動装置において、前記スクイブドライバ、前記セーフィング信号生成手段および前記アンドゲートをＩＣとして一体化して形成し、前記マイクロコンピュータを該ＩＣ外部に設けたことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエアバッグ起動装置において、前記セーフィング信号生成手段は、デジタル信号として得られた前記第２および第３のセンサ出力を予め設定されたセーフィング判定値を示すデジタル信号とビット単位で比較してセーフィング判定を行うことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のエアバッグ起動装置において、前記セーフィング信号生成手段は、前記第２および第３のセンサ出力をＤ／Ａ変換して得られたアナログ値を、予め設定されたセーフィング判定値を閾値レベルとする積分回路に入力してセーフィング判定を行うことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエアバッグ起動装置において、前記スクイブドライバ、前記積分回路を含むセーフィング信号生成手段および前記アンドゲートをＩＣとして一体化して形成し、前記マイクロコンピュータを該ＩＣ外部に設け、さらに前記セーフィング信号生成手段に外付け抵抗を設けて前記判定の閾値レベルを切り換え可能としたことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載のエアバッグ起動装置において、前記マイクロコンピュータは前記第２、第３のセンサ出力からセーフィング出力を形成する機能を有し、前記エアバッグ起動装置はさらに前記セーフィング信号生成手段出力と前記マイクロコンピュータにおいて形成されたセーフィング出力との一致を検出し一致した場合にのみ前記アンドゲートにセーフィング信号を送出する手段を有することを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のエアバッグ起動装置と、前記エアバッグ起動装置のマイクロコンピュータ出力と前記セーフィング信号とを入力とする第２のアンドゲートと該第２のアンドゲート出力によって駆動される第２のスクイブドライバとを備える第２のエアバッグ起動装置を備える、エアバッグ起動システム。
【請求項８】
衝突判定を行うために、電子的に加速度の検出を行う第１の加速度検出手段の信号と、衝突形態を判別するために、該電子式加速度センサとは異なる位置に設けられた第２の加速度検出手段の信号とに基づき駆動信号を生成してエアバッグの点火制御を行うマイクロコンピュータと、
エアバッグの点火電流を流す経路と、を備えたエアバッグ起動装置であって、
前記経路には、
前記マイクロコンピュータが生成した駆動信号により、スイッチングが行われる第１のスイッチ手段と、
前記マイクロコンピュータとは別経路で、前記第２の加速度検出手段の信号に基づいて形成されたセーフィング信号に基づいてスイッチングが行われる第２のスイッチ手段と、が設けられ、
前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段とが直列に接続されていることを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【請求項９】
電子的に加速度を検出する第１のセンサの出力と前記第１のセンサとは異なる位置に設けられ電子的に加速度を検出する第２のセンサの出力とから衝突判定を行ってスクイブドライバを駆動するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、前記第２のセンサの出力からセーフィング信号を生成する為のセーフィング信号生成手段と、前記駆動信号および前記セーフィング信号を入力とし出力を前記スクイブドライバに送出するアンドゲート、を備え、前記セーフィング信号生成手段と、前記マイクロコンピュータとが別々に設けられており、前記マイクロコンピュータで行った衝突判定とは別経路でセーフィング判定を行うことを特徴とする、エアバッグ起動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突時の乗員保護のためのエアバッグを起動させる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に従来のエアバッグ起動装置の構成を示す。図において、１００はエアバッグ点火用の電源であり、通常バッテリとバックアップ用のコンデンサで構成される。１０１は機械的に衝撃を検出するための加速度センサであり、一般に機械式セーフィングセンサと呼ばれる。１０２は電子的に衝撃を検出するための加速度センサであり、一般にＧセンサと呼ばれる。１０３，１０４は車両の左右の先端に取り付けられ、電子的に車両にかかる衝撃を検出するための加速度センサであり、一般にフロントセンサと呼ばれる。
【０００３】
さらに１０５は点火素子（以下スクイブ）であって、通電されることによって発火し薬品に化学反応を起こさせガスを発生するものである。このガスはエアバッグを膨張させるために使用される。１０６はＧセンサ１０２、右、左のフロントセンサ１０３，１０４からの加速度信号を処理して、車体にかかった衝撃がエアバッグを起動させることが必要な衝撃であるか否かを判断し、必要な場合にスクイブ点火用の信号を発生するためのマイコンである。
【０００４】
図１に点線で示す部分１０７はスクイブの点火回路であって、通常統合ＡＳＩＣによって構成される。点火回路１０７は、マイコン１０６からの信号をデコードして、スクイブドライバであるトランジスタ１０９、１１０のベースに導通信号を供給する為のデコーダ１０８を含んでいる。点火回路１０７はまた、左右のフロントセンサ１０３、１０４からの信号を受信する為の受信回路１１１を備えている。この受信回路１１１の出力はマイコン１０６に送出され、左右のセンサによる衝撃強度の相違などから衝突の形態が検出される。検出された情報は、エアバッグの起動形態を決定するために用いられる。
【０００５】
上記エアバッグの起動回路では、Ｇセンサ１０２および左右のフロントセンサ１０３，１０４によって検出された加速度（Ｇ）信号をマイコン１０６において処理して、その衝撃が衝突によるものか否か、さらに衝突の形態がどのようなものかを判断する。衝突の発生であると判断すると、マイコン１０６はトランジスタ１０９、１１０をオンとするための信号を発生し、この信号はデコーダ１０８によって解読され、トランジスタ１０９、１１０のベースに入力される。この結果、トランジスタ１０９、１１０がオンとなって点火用の電流がスクイブに供給される。
【０００６】
一方、機械式セーフィングセンサ１０１は、Ｇセンサ１０２、左右のフロントセンサ１０３，１０４とは独立して機械的に衝撃を検出し、その衝撃が予め決められた一定値以上となると接点を閉じ、トランジスタ１０９、１１０に電流を供給しうる状態を形成する。機械式セーフィングセンサ１０１が接点を閉じるための衝撃の大きさは、Ｇセンサ１０２が衝突と判断する衝撃の大きさよりも小さくしてある。
【０００７】
これは、機械式センサ１０１が主にＧセンサ１０２やマイコン１０６の誤動作によるエアバッグの誤起動を防止する為、即ちセーフィングのために設けられたことによるもので、この機械式センサ１０１によって確実に衝撃を検出し、その上でＧセンサ１０２が衝突の発生を検出すれば、トランジスタ１０９、１１０に電流が供給されるようにしている。
【０００８】
従って本点火回路では、Ｇセンサ１０２やマイコン１０６が外部電波などによって発生するノイズによって誤動作し、衝突ではないのに衝突の発生を伝える信号を出力しても、この様なノイズによっては機械式セーフィングセンサ１０１が接点を閉じないので、結果的にエアバッグの誤作動が防止される。
【０００９】
以上の様に、従来のエアバッグ起動回路では、電子式Ｇセンサやマイコン等の誤作動によるエアバッグの起動を防ぐ為に、電気式センサとは別に機械的センサを設けてセーフィングシステムを構成している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような機械的セーフィングセンサは、部品サイズも大きくまた高価であるため、起動装置を製品化する上で製品のローコスト化、小型化に対して大きな弊害となっている。したがって、機械式センサを用いないセーフィングシステムを備えたエアバッグ起動装置が求められている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本発明では、左右のフロントセンサ出力を利用する新たな電子式セーフィングシステムを開発し、機械式セーフィングセンサを用いることの無いエアバッグの起動装置を提供するものである。
【００１２】
したがって本発明の第１のエアバッグ起動装置は、電子的に加速度を検出する第１のセンサと、車両の左右の先端部に設けられ電子的に加速度を検出する第２、第３のセンサと、電源とスクイブ間に挿入されるスクイブドライバと、前記第１、第２および第３のセンサ出力から衝突判定を行って前記スクイブドライバを駆動するための駆動信号を生成するマイクロコンピュータと、前記第２、第３のセンサ出力からセーフィング信号を生成する為のセーフィング信号生成手段と、前記駆動信号および前記セーフィング信号を入力とし出力を前記スクイブドライバに送出するアンドゲートを備え、前記セーフィング信号生成手段と、前記マイクロコンピュータとが別々に設けられており、前記マイクロコンピュータで行った衝突判定とは別経路でセーフィング判定を行うようにしている。
【００１３】
上記のように、本発明では、通常車両の中心部付近に設けられる第１のセンサとは取り付け位置が全く異なる第２、第３のセンサ出力を用いてセーフィングシステムを構成している。したがって、例え、第１のセンサやマイクロコンピュータがノイズの影響などにより誤動作しても、全く取り付け位置の異なるセーフィングシステムがそのノイズの影響によって誤動作することは無い。さらに、セーフィングシステムが何らかのノイズの影響で誤動作した場合であっても、そのノイズの影響でＧセンサやマイクロコンピュータが誤動作することは無い。
【００１４】
この様に、本発明のセーフィングシステムとＧセンサやマイクロコンピュータは、共に誤動作することが無いので、両者のアンド出力によってスクイブドライバを駆動する構成により、誤動作することなく確実に衝突を検出してエアバッグを起動する装置を構成することができる。
【００１５】
上記装置において、セーフィング信号生成手段、スクイブドライバなどはＩＣとして一体化する一方、マイクロコンピュータはこのＩＣとは別個に設ける。これにより、セーフィング信号生成手段は、マイクロコンピュータの暴走の影響を受けない。
【００１６】
本発明の装置はまた、マイクロコンピュータが第２、第３のセンサ出力からセーフィング信号を形成する機能を有し、この様にしてマイクロコンピュータで形成されたセーフィング信号と、セーフィング信号生成手段で形成されたセーフィング信号が一致した場合のみ、セーフィング出力を生成するようにして、フェールセーフ機能を向上させている。
【００１７】
本発明の第２のエアバッグ起動装置は、衝突判定を行うために、電子的に加速度の検出を行う第１の加速度検出手段の信号と、衝突形態を判別するために、該電子式加速度センサとは異なる位置に設けられた第２の加速度検出手段の信号とに基づき駆動信号を生成してエアバッグの点火制御を行うマイクロコンピュータと、エアバッグの点火電流を流す経路と、を備え、前記経路には、前記マイクロコンピュータが生成した駆動信号により、スイッチングが行われる第１のスイッチ手段と、前記マイクロコンピュータとは別経路で、前記第２の加速度検出手段の信号に基づいて形成されたセーフィング信号に基づいてスイッチングが行われる第２のスイッチ手段と、が設けられ、前記第１のスイッチ手段と前記第２のスイッチ手段とが直列に接続されている。
【００１８】
上記装置によれば、第２の加速度検出手段、例えば左右のフロントセンサ、の出力に基づいてスイッチング制御が行われる第２のスイッチ手段を、第１のスイッチ手段に直列に接続しているので、第２の加速度検出手段出力に基づいて第２のスイッチ手段がオンしない限り、第１、第２のスイッチ手段で構成される直列回路には電流が流れず、エアバッグが起動されない。したがって、第１の加速度検出手段や制御手段がノイズなどによって誤動作して第１のスイッチ手段がオンとなった場合でも、第２のスイッチ手段がオンとならないので、エアバッグ起動のための電流は流れず、その誤作動は回避される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の第１の実施形態にかかるエアバッグ起動回路の構成を示すブロック図である。図において、１は電源、２、３は車両の先端部に取り付けた左右のフロントセンサであり、主に衝突形態を検出するためのセンサである。４はマイコン、５はＧセンサ、さらに６はスクイブを示す。なお、これらの構成については、従来例回路の該当の構成要素と同じかあるいは類似であるのでその詳しい説明は省略する。
【００２０】
７は本実施形態に特有の点火回路であり、マイコン（マイクロコンピュータ）４からの信号をデコードし、トランジスタ９，１０にスクイブ６点火用の信号を供給するデコーダ８と、右、左のフロントセンサ２，３からの信号を検出してセーフィング判定を行うためのセーフィング判定回路１１および信号処理用の論理回路１２を備えている。なお、論理回路１２は、左右のフロントセンサ２，３に対応する判定出力の論理和をとる為のオア回路１３と、このオア回路１３の出力とデコーダ８出力の論理積をとるためのアンド回路１４とで構成されている。
【００２１】
図３は、右、左のフロントセンサ２，３と、エアバッグ起動回路１５との車両上における位置関係を示している。エアバッグ起動回路１５は、マイコン４、Ｇセンサ５、スクイブ６および点火回路７を含む。
【００２２】
本実施形態では、セーフィング判定回路１１は、マイコン４とは別に統合ＡＳＩＣで構成される点火回路７内に設けられている。マイコンは一般に暴走する場合があり、その時、セーフィング判定回路１１がマイコン中に組み込まれていると、暴走によって衝突では無いにも拘わらずセーフィング判定回路１１が衝突と誤認識し、エアバッグを起動させる。本実施形態では、このような事態の発生を避ける為に、マイコン４をＩＣ外部に設け、セーフィング判定回路１１がマイコンの暴走の影響を受けないようにしている。
【００２３】
Ｇセンサ５と左右のフロントセンサ２，３とは、図３に示す様に車両上の配置場所が異なっており、両者が共にノイズの影響を受けて誤動作することは無い。本実施形態では、この事実を利用して、従来の機械式セーフィングセンサに代わり、フロントセンサによってセーフィングシステムを構築したものである。
【００２４】
したがって、セーフィング判定回路１１が左右フロントセンサ２，３の出力から少なくともそのいずれかが衝突を検出したと判定すると、その信号はＯＲ回路１３を介してＡＮＤ回路１４に入力される。この場合、Ｇセンサ５から衝突の検出信号がマイコン４、およびデコーダ８を介してＡＮＤ回路１４に入力されると、ＡＮＤ回路１４はゲートを開いて信号をトランジスタ９のベースに送出しこのトランジスタをオンとする。トランジスタ１０はデコーダ８の出力によって既にオンしているので、電源１より電流がスクイブ６に供給され、エアバッグが起動される。
【００２５】
一方、フロントセンサ２，３のいずれもが衝突を検出せず、ＯＲ回路１３がゲートを開いていない場合、Ｇセンサ５が衝突を検出し、マイコン４が衝突を示す信号を出力してトランジスタ７をオンとしても、ＡＮＤ回路１４がゲートを開かないのでトランジスタ９はオンしない。その結果、スクイブ６に電流が流れず、エアバッグは起動されない。即ち、この場合のＧセンサ５の衝突検出は、ノイズによる誤動作であると判定される。
【００２６】
セーフィング判定回路１１では、衝突の判定基準をＧセンサ５の出力に基づくマイコン４での判断基準よりも低くして、セーフィング判定を行っている。この結果、本実施形態のエアバッグ起動回路では、少なくとも左右何れかのフロントセンサで強い衝撃を検出し、その上でＧセンサ５が衝突を検出した場合にのみ、スクイブに電流が流れてエアバッグが起動される。したがって、何らかのノイズの影響によりＧセンサが誤動作した場合には、フロントセンサが強い衝撃を観測していないので、セーフィングシステムは作動せず、これによりエアバッグが誤って起動されることはない。
【００２７】
図４は、本発明の第２の実施形態にかかるエアバッグ起動回路の構成を示す図である。本実施形態では、図２に示す起動回路において、左右のフロントセンサ２、３の出力をマイコン４に導入し、マイコン４においてセーフィング判定を行い、判定出力を、デコーダ８を介して第２のＡＮＤ回路１５に導入している。ＡＮＤ回路１５の他方の入力には、ＯＲ回路１３からのセーフィング信号が導入される。したがって、マイコン４でのセーフィング判定と、統合ＡＳＩＣ内でのセーフィング判定とが一致した場合のみ、ＡＮＤ回路１５は出力を発生する。
【００２８】
このように、図４の実施形態では、統合ＡＳＩＣ内でのセーフィング判定とマイコン内でのセーフィング判定の一致と言う、一種のフェールセーフ機構を採用し、セーフィングシステムのさらなる安定化を図っている。
【００２９】
図５に、図２および４におけるセーフィング判定の一実施形態を示す。まず、ステップＳ１において右フロントセンサ２より信号がセーフィング判定回路１１にシリアルに入力されると、次にこの信号はシリアルパラレル変換され（ステップＳ２）、その後Ｇデータにデコードされて（ステップＳ３）Ｇデータレジスタに登録される。登録されたＧデータは、予め決定されたセーフィング判定値が登録されているレジスタの内容とビット単位での比較がなされ、Ｇデータが判定値のレベルを超えていると判断されるとセーフィング信号が出力される（ステップＳ４）。
【００３０】
この信号は一定時間ホールドされた後（ステップＳ５）、同時進行でかつ同様のステップ（ステップＳ１１〜Ｓ１５）を経て得られた左フロントセンサからのセーフィング信号と共にＯＲ回路１３に入力され、最終的なセーフィング出力が得られる（Ｓ６）。ステップＳ５とステップＳ１５では、セーフィング判定後の出力を一定時間ホールドしているが、これはＧセンサ５での衝突検出との時間差を調整する為のものである。
【００３１】
図６は、セーフィング判定の別の実施形態を示す図である。この実施形態では、ステップＳ２、Ｓ１２のシリアルパラレル変換後、信号のＤ／Ａ変換を行って（ステップＳ７、Ｓ１７）、得られたアナログ値のレベル判定を、積分回路（ロウパスフィルタ）によって行っている（ステップＳ８、Ｓ１８）。この積分回路では、判定の基準となる電圧レベルが予め決定されており、この電圧レベルを閾値としてセーフィング判定を行うことを特徴としている。
【００３２】
本実施形態では、積分回路における閾値を、例えば図７に示す外付けの抵抗２０の値を変化させることにより、容易に変更することができる。これにより、車両の変更に伴う衝突Ｇ特性の変化に速やかに対処することが可能となる。
【００３３】
図８は、本発明のさらに他の実施形態を示す図である。この実施形態では、例えば運転席のエアバッグに図１に示す点火回路７を設け、この点火回路７で構成されたセーフィング出力（ＯＲゲート１３の出力）を助手席、後部座席などの別のエアバッグに対する点火回路７ａ、７ｂ、７ｃに供給する構成である。これにより、運転席以外の席のエアバッグ点火回路は、セーフィング判定回路およびＯＲゲートを備える必要がない。したがって、これらのＡＳＩＣの構成が簡単となり、装置のローコスト化に貢献する。
【００３４】
上記各実施形態で、セーフィングシステムに用いているセンサとして、車両前部左右に設けている電子式Ｇセンサを挙げたが、この他にも、衝突形態を判別するために、車両中央部の電子式Ｇセンサとは異なる位置に設けているセンサであれば、用いることができる。また、電子式Ｇセンサ以外にも、歪センサなどのさまざまなセンサを用いることができる。
【００３５】
さらに、上記各実施形態では、トランジスタ９をオンとする条件を、セーフィング判定回路１１とマイコン４とからの信号のＡＮＤ条件としていたが、セーフィング判定回路１１からの信号のみの構成としても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上、各種の実施形態を挙げて説明したように、本発明のエアバッグ起動装置では従来装置のような機械式セーフィングセンサを必要としないので、装置の小型化、ローコスト化を図る上で効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエアバッグ起動装置の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態にかかる装置の構成を示す図。
【図３】各種加速度センサの車両上の配置関係を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる装置の構成を示す図。
【図５】本発明のセーフィング判定の一実施形態を示す図。
【図６】本発明のセーフィング判定の、他の実施形態を示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態にかかる装置の構成を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態にかかる装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１…電源
２、３…フロントセンサ
４…マイクロコンピュータ（マイコン）
５…加速度（Ｇ）センサ
６…スクイブ
７…点火回路
８…デコーダ
９、１０…トランジスタ
１１…セーフィング判定回路
１２…信号処理回路
１３…ＯＲゲート
１４…ＡＮＤゲート
１５…ＡＮＤゲート
２０…外付け抵抗
【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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【図７】
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【図８】
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