(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された乗員保護システムの乗員保護装置を起動電流の流入に応じて起動するスキブ（１０）と、
電源の正側端子（＋Ｂ）と負側端子との間にて前記スキブと共に互いに直列接続されてオンにより前記電源から前記スキブに前記起動電流を流入させる第１乃至第３の電子式スイッチング素子（２０、３０、４０）と、
車両の加速度を検出する第１及び第２の加速度センサ（５０、６０、６０Ａ）と、
これら第１及び第２の加速度センサの検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第１判定手段（２２０、２４０）と、
前記第２加速度センサ（６０、６０Ａ）の検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第２判定手段（８０）と、
前記第１判定手段による衝突との判定に基づき前記第１乃至第３の電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１００、１１０、１２０、２２１、２２２、２４１）と、
前記第２判定手段による車両の非衝突との判定に基づき前記駆動手段による前記第１乃至第３の電子式スイッチング素子のいずれか一つのオンを禁止し、この禁止を前記第２判定手段による車両の衝突との判定に基づき解除するオン禁止手段（９０、９０Ａ）とを備え、
前記第１判定手段は、前記第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータ（７０）である車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項２】
車両に搭載された乗員保護システムの乗員保護装置を起動電流の流入に応じて起動するスキブ（１０）と、
電源の正側端子（＋Ｂ）と負側端子との間にて前記スキブと共に互いに直列接続されてオンにより前記電源から前記スキブに前記起動電流を流入させる第１乃至第３の電子式スイッチング素子（２０、３０、４０）と、
車両の加速度を検出する第１及び第２の加速度センサ（５０、６０、６０Ａ）と、
これら第１及び第２の加速度センサの検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第１判定手段（２２０、２４０）と、
前記第２加速度センサ（６０、６０Ａ）の検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第２判定手段（８０Ａ）と、
前記第２判定手段による衝突との判定に基づき前記第１乃至第３の電子式スイッチング素子のうちの一電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１００）と、
前記第１判定手段による車両の非衝突との判定に基づき前記駆動手段による前記一電子式スイッチング素子のオンを禁止し、この禁止を前記第１判定手段による車両の衝突との判定に基づき解除するオン禁止手段（９０）とを備え、
さらに、前記第１判定手段による車両の衝突との判定に基づき残りの電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１１０、１２０、２２１、２２２）を前記駆動手段とは別に付加駆動手段として備え、
前記第１判定手段は、前記第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータ（７０）である車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項３】
前記禁止手段によりオン禁止制御されるスイッチング素子は前記第１電子式スイッチング素子で、この第１電子式スイッチング素子は、前記スキブよりも前記電源の正側端子側にて接続されているＰＮＰ型トランジスタ及びＰチャンネル型電界効果トランジスタの一方であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項４】
前記第１電子式スイッチング素子、前記第２電子式スイッチング素子、前記スキブ及び前記第３電子式スイッチング素子の順で前記電源の正側端子から負側端子にかけて直列接続されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項５】
前記オン禁止手段は、前記駆動手段による前記第１電子式スイッチング素子のオンを禁止する第４電子式スイッチング素子としてのＰＮＰ型トランジスタであり、
このＰＮＰ型トランジスタは、エミッタが前記電源の正側端子に接続され、コレクタが前記第１電子式スイッチング素子の制御端子に低インピーダンス素子（９７）を介して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項６】
前記オン禁止手段は、前記駆動手段による前記第１電子式スイッチング素子のオンを禁止する第４電子式スイッチング素子としてのＰチャンネル型電界効果トランジスタであり、
この電界効果トランジスタは、ソースが前記電源の正側端子に接続され、ドレインが前記第１電子式スイッチング素子の制御端子に低インピーダンス素子（９７）を介して接続されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置。
【請求項７】
前記低インピーダンス素子のインピーダンスは、前記第１電子式スイッチング素子の制御端子とアース間に１ｋΩ以上のリーク抵抗が発生しても前記第４電子式スイッチング素子をオンすることで前記第１電子式スイッチング素子のオンを禁止できる範囲の値に設定されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるエアバッグシステムやベルトプリテンショナ等の車両用乗員保護システムのための起動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、自動車用エアバッグシステムの起動装置において、スキブに起動電流を流すためのスイッチとしては、機械式スイッチが採用されている。この機械式スイッチは、電気ノイズ、ＣＰＵを主とするマイクロコンピュータの暴走、結露や被水等に対して誤動作しにくいため、スキブ起動用の安全スイッチとして上記起動装置に用いられているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記機械式スイッチは高価で大きな形状を有する。さらに、当該機械式スイッチの閉成保持時間が短いため、ベルトプリテンショナーの起動から遅延を設けてエアバッグを起動したり、或いは２段階起動するエアバッグの１段目と２段目に遅延時間を設けて制御するという遅延制御に必要な閉成保持時間を確保できない。その結果、上記起動装置では、乗員の保護性能の向上を達成できないという不具合を招く。
【０００４】
このため、近年、コストの低減や乗員保護性能の向上を目的として、機械式スイッチを電子式スイッチング素子に置き換える電子化のニーズが高まっている。しかし、このように電子化するには、電子式スイッチング素子が、電気ノイズ、マイクロコンピュータの暴走、結露や被水等に起因して誤動作しないようにすることが要請される。
【０００５】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、スキブを起動するスイッチを電子化しても、マイクロコンピュータの暴走や電気ノイズに起因する誤起動を防止するようにした車両用乗員保護システムのための起動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、スキブを起動するスイッチを電子化しても、結露や被水に起因する誤起動を防止するようにした車両用乗員保護システムのための起動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】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明に係る車両用乗員保護システムのための起動装置は、
車両に搭載された乗員保護システムの乗員保護装置を起動電流の流入に応じて起動するスキブ（１０）と、
電源の正側端子（＋Ｂ）と負側端子との間にてスキブと共に互いに直列接続されてオンにより電源からスキブに起動電流を流入させる第１乃至第３の電子式スイッチング素子（２０、３０、４０）と、
車両の加速度を検出する第１及び第２の加速度センサ（５０、６０、６０Ａ）と、
これら第１及び第２の加速度センサの検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第１判定手段（２２０、２４０）と、
第２加速度センサ（６０、６０Ａ）の検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第２判定手段（８０）と、
第１判定手段による衝突との判定に基づき第１乃至第３の電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１００、１１０、１２０、２２１、２２２、２４１）と、
第２の判定手段による車両の非衝突との判定に基づき駆動手段による第１乃至第３の電子式スイッチング素子のいずれか一つのオンを禁止し、この禁止を第２判定手段による車両の衝突との判定に基づき解除するオン禁止手段（９０、９０Ａ）とを備える。ここで、第１判定手段は、第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータ（７０）である。
【０００８】
このように、第１判定手段が第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータであることから、このマイクロコンピュータが暴走することで駆動手段に第１乃至第３の電子式スイッチング素子をオン指令する信号が誤って出力されても、オン禁止手段が第１乃至第３の電子式スイッチング素子のいずれか一つのオンを禁止しているので、スキブに起動電流が誤って流入し乗員保護装置を誤起動してしまうことがない。
【０００９】
なお、上述したハードウェアとして独立とは、例えば、マイクロコンピュータの出力ポートが第２判定手段とは電気的に独立していることをいう。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明に係る車両用乗員保護システムのための起動装置、
車両に搭載された乗員保護システムの乗員保護装置を起動電流の流入に応じて起動するスキブ（１０）と、
電源の正側端子（＋Ｂ）と負側端子との間にてスキブと共に互いに直列接続されてオンにより電源から前記スキブに前記起動電流を流入させる第１乃至第３の電子式スイッチング素子（２０、３０、４０）と、
車両の加速度を検出する第１及び第２の加速度センサ（５０、６０、６０Ａ）と、
これら第１及び第２の加速度センサの検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第１判定手段（２２０、２４０）と、
第２加速度センサ（６０、６０Ａ）の検出出力に基づき車両の衝突の有無を判定する第２判定手段（８０Ａ）と、
第２判定手段による衝突との判定に基づき第１乃至第３の電子式スイッチング素子のうちの一電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１００）と、
第１判定手段による車両の非衝突との判定に基づき駆動手段による一電子式スイッチング素子のオンを禁止し、この禁止を第１判定手段による車両の衝突との判定に基づき解除するオン禁止手段（９０）とを備え、
さらに、第１判定手段による車両の衝突との判定に基づき残りの電子式スイッチング素子をオンするように駆動する駆動手段（１１０、１２０、２２１、２２２）を上記駆動手段とは別に付加駆動手段として備える。ここで、第１判定手段は、第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータ（７０）である。
【００１１】
このように、一電子式スイッチング素子の駆動手段を第２判定手段で制御し、その電子式スイッチング素子のオン禁止手段と残りの電子式スイッチング素子の駆動手段（即ち、付加駆動手段）を第１判定手段で制御するところが、第１乃至第３の全ての電子式スイッチング素子の駆動手段を第１判定手段で制御し、一電子式スイッチング素子のオン禁止手段を第２判定手段で制御する請求項１に記載の発明とは異なるが、この請求項１に記載の発明と同様に第１判定手段が第２判定手段からハードウェアとして独立するマイクロコンピュータであることから、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置において、禁止手段によりオン禁止制御されるスイッチング素子は前記第１電子式スイッチング素子で、この第１電子式スイッチング素子は、スキブよりも電源の正側端子側にて接続されているＰＮＰ型トランジスタ及びＰチャンネル型電界効果トランジスタの一方であることを特徴とする。
【００１３】
このように、駆動手段とオン禁止手段とのＡＮＤ信号によりオン制御される第１電子式スイッチング素子がスキブより電源の正側端子側に配置されることで、その駆動手段或いはオン禁止手段のどちらかに更にスキブの負側端子の地絡が重なっても、スキブに起動電流を流入させるという事態の発生を防止でき、その結果、請求項１又は２に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置において、第１電子式スイッチング素子、第２電子式スイッチング素子、スキブ及び第３電子式スイッチング素子の順で電源の正側端子から負側端子にかけて直列接続されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、スキブの電源の正側端子側において二つの電子式スイッチング素子が接続されていることとなり、その結果、請求項３に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置において、オン禁止手段は、駆動手段による第１電子式スイッチング素子のオンを禁止する第４電子式スイッチング素子としてのＰＮＰ型トランジスタであり、このＰＮＰ型トランジスタは、エミッタが電源の正側端子に接続され、コレクタが第１電子式スイッチング素子の制御端子に低インピーダンス素子（９７）を介して接続されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、第１電子式スイッチング素子の制御端子に結露や被水に起因するリーク抵抗が生じても、低インピーダンス素子が当該リーク抵抗よりも小さいため、第１電子式スイッチング素子がリーク抵抗によりオンすることなく、ＰＮＰ型トランジスタのもと、請求項４に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置において、オン禁止手段は、駆動手段による第１電子式スイッチング素子のオンを禁止する第４電子式スイッチング素子としてのＰチャンネル型電界効果トランジスタであり、この電界効果トランジスタは、ソースが電源の正側端子に接続され、ドレインが第１電子式スイッチング素子の制御端子に低インピーダンス素子（９７）を介して接続されていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、第１電子式スイッチング素子の制御端子に結露や被水に起因するリーク抵抗が生じても、低インピーダンス素子が当該リーク抵抗よりも小さいため、第１電子式スイッチング素子がリーク抵抗によりオンすることなく、Ｐチャンネル型電界効果トランジスタのもと、請求項４に記載の発明の作用効果をより一層向上できる。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項５又は６に記載の車両用乗員保護システムのための起動装置において、低インピーダンス素子のインピーダンスは、第１電子式スイッチング素子の制御端子とアース間に１ｋΩ以上のリーク抵抗が発生しても第４電子式スイッチング素子をオンすることで第１電子式スイッチング素子のオンを禁止できる範囲の値に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
このように低インピーダンス素子のインピーダンスの値を設定することで、請求項５又は６に記載の発明の作用効果をより一層確実に達成できる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１及び図２は、本発明に係る自動車用エアバッグシステムの一実施形態を示している。このエアバッグシステムは、当該自動車に搭載のエアバッグ装置Ａと、起動装置Ｄとにより構成されている。エアバッグ装置Ａは、インレータからのガスによりエアバッグを展開するように構成されている。
【００２５】
起動装置Ｄは、スキブ１０と、このスキブ１０に直列接続した第１乃至第３の電子式スイッチング素子２０乃至４０とを備えている。ここで、第１及び第２の電子式スイッチング素子２０及び３０は、Ｐチャンネル型電界効果トランジスタからなり、第３電子式スイッチング素子４０はＮチャンネル型電界効果トランジスタからなる。
【００２６】
スイッチング素子２０は、そのソースにて、直流電源の正側端子＋Ｂに接続されている。スイッチング素子３０は、そのソースにて、スイッチング素子２０のドレインに接続されており、このスイッチング素子３０のドレインはスキブ１０の正側端子１１に接続されている。また、スイッチング素子４０は、そのドレインにて、スキブ１０の負側端子１２に接続されており、このスイッチング素子４０のソースは接地されている。
【００２７】
また、起動装置Ｄは、第１及び第２の加速度センサ５０及び６０を備えている。第１加速度センサ５０は、半導体式加速度センサからなるもので、この加速度センサ５０は、当該自動車の加速度を検出しこれに比例する加速度検出信号をアナログ電圧として発生する。なお、第１加速度センサ５０の出力端子は後述するマイクロコンピュータ７０の入力ポート７２に接続されている。
【００２８】
加速度センサ６０は、常開型機械式スイッチ６１と、各抵抗６２、６３、６４とを備えている。機械式スイッチ６１は、当該自動車の衝突に伴う加速度を検出して閉成する。この機械式スイッチ６１は、その固定接点にて、上記直流電源の正側端子＋Ｂに接続され、その可動接点にて、互いに直列接続した両抵抗６３、６４を介し接地されている。抵抗６２は機械式スイッチ６１に並列接続されている。
【００２９】
これにより、加速度センサ６０は、機械式スイッチ６１の開成状態にて、上記直流電源の電圧を抵抗６２と両抵抗６３、６４とにより分圧して、両抵抗６３、６４の共通端子である出力端子から分圧電圧（以下、出力電圧Ｖｃという）を発生する。また、加速度センサ６０は、その出力端子から、機械式スイッチ６１の閉成に基づき、上記直流電源の電圧を両抵抗６３、６４により分圧し、この分圧電圧（以下、出力電圧Ｖａという）を上記出力端子から発生する。
【００３０】
このことは、加速度センサ６０は、当該自動車の衝突時に機械式スイッチ６１の閉成に基づき端子電圧Ｖａを加速度検出電圧として発生することを意味する。従って、当該自動車の非衝突時に加速度センサ６０から生ずる分圧電圧Ｖｃは加速度検出電圧を発生していないことに対応する。なお、両抵抗６３、６４の共通端子はマイクロコンピュータ７０の入力ポート７１に接続されている。
【００３１】
また、起動装置Ｄは、マイクロコンピュータ７０、タイマー回路８０、禁止回路９０、第１乃至第３の駆動回路１００乃至１２０を備えている。マイクロコンピュータ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭその他の回路素子により構成されており、このマイクロコンピュータ７０は、図２にて示すフローチャートに従いコンピュータプログラムを実行し、この実行中において、両加速度センサ５０、６０の出力に基づき第１乃至第３の駆動回路１００乃至１２０の駆動に必要な処理をする。ここで、マイクロコンピュータ７０は、当該自動車のイグニッションスイッチの閉成に伴いバッテリから給電されて、コンピュータプログラムの実行を開始する。なお、当該コンピュータプログラムはマイクロコンピュータ７０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３２】
第１駆動回路１００は、トランジスタ１０１と、複数の抵抗１０２乃至１０５とを備えている。トランジスタ１０１は、そのベースにて、抵抗１０２を介しマイクロコンピュータ７０の出力ポート７３に接続されており、このトランジスタ１０１のコレクタは、抵抗１０４を通して第１スイッチング素子２０のゲートに接続されている。抵抗１０３は、トランジスタ１０１のベースとエミッタとの間に接続されている。また、抵抗１０５は、その一端にて、上記直流電源の正側端子＋Ｂに接続されており、この抵抗１０５の他端は、抵抗１０４を通してトランジスタ１０１のコレクタに接続されている。
【００３３】
このように構成した第１駆動回路１００では、トランジスタ１０１は、マイクロコンピュータ７０による制御のもとオンして抵抗１０４を介し第１スイッチング素子２０のゲートを接地し当該第１スイッチング素子２０をオンする。また、トランジスタ１０１は、マイクロコンピュータ７０による制御のもとオフし抵抗１０４を介し第１スイッチング素子２０のゲートを接地から開放して当該第１スイッチング素子２０をオフする。
【００３４】
ここで、トランジスタ１０１は、そのベースにて、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７３から両抵抗１０２、１０３を介し後述のごとくハイレベルの出力信号を受けてオンする。また、トランジスタ１０１は、そのベースにて、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７３から両抵抗１０２、１０３を介し後述のごとくローレベルの出力信号を受けてオフする。
【００３５】
また、両抵抗１０４、１０５は、後述する禁止回路９０からの禁止解除信号の発生及びトランジスタ１０１のオンのときに、第１スイッチング素子２０のゲート電圧を決定する分圧抵抗としての役割を果たす。このようなゲート電圧の決定のもと、第１スイッチング素子２０は、禁止回路９０からの禁止解除信号の発生のもとトランジスタ１０１のオンによりオンする。
【００３６】
第２駆動回路１１０は、その入力端子にて、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７４に接続されている。このため、当該第２駆動回路１１０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７４を介する制御のもと、第２スイッチング素子３０をオン或いはオフするように駆動する。なお、当該第２駆動回路１１０は、第１駆動回路１００と同様の構成を有する。
【００３７】
第３駆動回路１２０は、その入力端子にて、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７５に接続されている。このため、当該第３駆動回路１２０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７５を介する制御のもと、第３スイッチング素子４０をオン或いはオフするように駆動する。なお、当該第３駆動回路１２０は抵抗一つで構成する。
【００３８】
タイマー回路８０は、マイクロコンピュータ７０から独立したハードウェアとしての判定回路として機能するもので、このタイマー回路８０は、コンパレータ８１、基準電圧回路８２及びタイマー８３により構成されている。
【００３９】
コンパレータ８１は、加速度センサ６０の出力電圧が基準電圧回路８２の基準電圧よりも高いときローレベルの比較信号を発生する。また、加速度センサ６０の出力電圧が基準電圧回路８２の基準電圧よりも低いとき、コンパレータ８１の比較信号はハイレベルとなる。ここで、基準電圧回路８２の基準電圧は、加速度センサ６０の出力電圧Ｖａと出力電圧Ｖｃとの間の値に設定されている。従って、コンパレータ８３の比較信号は、加速度センサ６０の出力が電圧Ｖａのときローレベルとなり電圧Ｖｃのときハイレベルとなる。
【００４０】
タイマー８３は、コンパレータ８１からのローレベルの比較信号の出力に基づき計時を開始し、この開始と同時にローレベルにてタイマー信号を発生する。このタイマー８３はローレベルの出力を保持するタイマーとして機能するもので、このタイマー８３の計時時間は、所定の計時時間（ローレベル保持時間）、例えば、１０ｍｓに設定されている。
【００４１】
この計時時間は、後述のような当該自動車の衝突時に第１スイッチング素子２０の閉成禁止解除及び第１乃至第３のスイッチング素子２０乃至４０のオンを所定のオーバーラップ時間（例えば、２ｍｓ以上の時間）の間確実にオーバーラップさせるようにするための時間である。本実施形態では、タイマー８３として、例えば、日本電気株式会社製μＰＤ５５５５型タイマーＩＣが採用されている。
【００４２】
禁止回路９０は、マイクロコンピュータ７０のＣＰＵを主とする回路素子の暴走や電気ノイズに起因する第１スイッチング素子２０の誤ったオン動作を防止し、また、起動装置Ｄの結露や被水に起因する第１スイッチング素子２０の誤ったオン動作を防止するために採用されている。
【００４３】
禁止回路９０は、両トランジスタ９１、９２と、複数の抵抗９３乃至９７とにより構成されている。トランジスタ９１は、そのベースにて、両抵抗９３、９４を介しタイマー回路８０のタイマー８３からタイマー信号を入力されて、このタイマー信号のローレベル中、オフに維持される。また、このトランジスタ９１は、タイマー８３からのハイレベルの出力によりオンする。
【００４４】
トランジスタ９２は、本実施形態において第４の電子式スイッチング素子として機能するもので、このトランジスタ９２は、トランジスタ９１のオンに伴い両抵抗９５、９６によりバイアスされてオンし、第１スイッチング素子２０のオン動作を禁止する。また、当該トランジスタ９２は、トランジスタ９１のオフに伴いオフして、第１スイッチング素子２０のオン動作の禁止を解除する。
【００４５】
ここで、抵抗９７は、その一端子にてトランジスタ９２のコレクタに接続されており、この抵抗９７の他端子は、第１駆動回路１００の両抵抗１０４、１０５の共通端子及び第１スイッチング素子２０のゲートに接続されている。
【００４６】
これにより、この抵抗９７は、トランジスタ９２のオン時における第１スイッチング素子２０のゲートとソース間のインピーダンスを決定する役割を果たす。その結果、抵抗９７の値が抵抗１０５の値に比べて十分に小さければ、上記インピーダンスは概ね抵抗９７の値になる。また、抵抗９７の値が０Ωに近づけば、結露や被水のリークに対して第１スイッチング素子２０が誤ってオンしにくくなる。
【００４７】
例えば、結露によるリーク抵抗ＲＬ（図１参照）が第１スイッチング素子２０のゲートとアース間で発生したとする。水によるリーク抵抗は一般的に数ｋΩ乃至２０ｋΩであるため、リーク抵抗ＲＬはやや厳しめにみて１ｋΩと仮定する。第１スイッチング素子２０として、例えば、そのゲート電圧が上記直流電源の電源電圧（第１スイッチング素子２０のソース電圧）よりも２Ｖ以上低いときオンする電界効果トランジスタを選び、第４スイッチング素子であるトランジスタ９２として、最大ＶＣＥ（トランジスタのオン時のコレクタ・エミッタ間電圧）が０．３Ｖのトランジスタを選ぶ。上記電源電圧は２０Ｖとする。
【００４８】
このとき、スイッチング素子２０のオン閾値は、上記オン条件の２Ｖが上記電源電圧からＶＣＥを引いた１９．７Ｖの約１０分の１であることから、抵抗９７の抵抗値／リーク抵抗ＲＬの値が１／１０付近に存在する。さらに、１／２のマージンをもって抵抗９７の抵抗値を５０Ω未満に設定すれば、リーク抵抗ＲＬが発生しても第１スイッチング素子２０はオンしない。勿論、抵抗９７を短絡した状態の０Ωに設定してもよい。このとき、抵抗９７は廃止する。
【００４９】
事例として、アース側のリークを想定したのは、起動装置Ｄの各素子を配設したプリント基板のアースに関するパターン面積、ランド数、バイアホール数が、当該プリント基板の電源に関するパターン面積、ランド数、バイアホール数に比べて圧倒的に大きいために、アースがリークの対象になり易いからである。
【００５０】
また、従来の起動装置のように禁止回路による上記インピーダンスの低減機能が高くなければ、リーク抵抗ＲＬに起因して第１スイッチング素子２０が誤ってオンすることはいうまでもないことである。なお、禁止回路９０を廃止して抵抗１０５の値を数十Ωに設定し上記インピーダンスを下げることで、上述と同様にリーク耐量を実現できるが、これでは、マイクロコンピュータ７０の暴走や電気ノイズに起因する第１スイッチング素子２０が誤ってオンすることまでは防止できない。本実施形態は、マイクロコンピュータ７０の暴走、電気ノイズ、結露及び被水に対し第１スイッチング素子２０が誤ってオンするという事態の発生を防止することを実現するものである。
【００５１】
その他の回路定数に対する配慮としては、マイクロコンピュータ７０の暴走や電気ノイズに起因してトランジスタ１０１が誤ってオンして第１スイッチング素子２０をオンしてしまうことを考えると、抵抗１０４はリーク発生時のリーク抵抗ＲＬに相当するので、抵抗１０４の抵抗値はリーク抵抗ＲＬの値（本実施形態では、１ｋΩ）以上に設定することが望ましい。
【００５２】
また、アースへのリークが抵抗９４と並列に発生すれば、トランジスタ９１のオンを妨げ、禁止回路９０の禁止効力を失いかねない。従って、抵抗９４と並列に１ｋΩの抵抗を接続しても、トランジスタ９１のオンを妨げない抵抗値を有する抵抗９３、９４を選ぶことが望ましい。
【００５３】
さらに、直流電源側にリークすることで機能を失う可能性がある例えば第４スイッチング素子としてのトランジスタ９２のベースやトランジスタ９１のコレクタの極近くに、電源ランドやバイアホールが存在するようであれば、電源側リークをも考慮して両抵抗９５、９６の抵抗値を設定すべきである。
【００５４】
以上のように構成した本第１実施形態において、当該自動車がイグニッションスイッチの閉成に伴い走行状態になるものとする。また、マイクロコンピュータ７０が、イグニッションスイッチの閉成に伴い、図２のフローチャートに従い、コンピュータプログラムの実行を開始する。
【００５５】
この開始に伴い、ステップ２００において、第１加速度センサ５０の加速度検出信号がマイクロコンピュータ７０にその入力ポート７２から入力され、デジタルデータに変換される。これに伴い、ステップ２１０において、当該デジタルデータが区間積分値として区間積分される。そして、ステップ２２０において、当該区間積分値に基づき当該自動車の第１衝突判定がなされる。
【００５６】
ここで、上記区間積分値が所定値以上であれば、当該自動車の衝突との判定がなされ、ステップ２２１において、第２スイッチング素子３０のオン処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ７０は、その出力ポート７４からハイレベルの出力信号を発生する。このため、第２駆動回路１１０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７４からのハイレベルの出力信号に基づき第２スイッチング素子３０をオンする。
【００５７】
さらに、上記ステップ２２１での処理後、ステップ２２２において、第３スイッチング素子４０のオン処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ７０は、その出力ポート７５からハイレベルの出力信号を発生する。このため、第３駆動回路１２０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７５からのハイレベルの出力信号に基づき第３スイッチング素子４０をオンする。
【００５８】
一方、ステップ２２０において、上記区間積分値が所定値未満であれば、当該自動車の非衝突との判定がなされ、ステップ２２３において、第２スイッチング素子３０のオフ処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ７０は、その出力ポート７４からローレベルの出力信号を発生する。このため、第２駆動回路１１０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７４からのローレベルの出力信号に基づき第２スイッチング素子３０をオフする。
【００５９】
さらに、上記ステップ２２３での処理後、ステップ２２４において、第３スイッチング素子４０のオフ処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ７０は、その出力ポート７５からローレベルの出力信号を発生する。このため、第３駆動回路１２０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７５からのローレベルの出力信号に基づき第３スイッチング素子４０をオフする。
【００６０】
以上のようにしてステップ２２２の処理が終了した後、ステップ２３０において、第２加速度センサ６０の出力がマイクロコンピュータ７０に入力されデジタル値に変換される。ついで、ステップ２４０において、第２衝突判定処理がなされる。ここで、衝突判定基準値はタイマー回路８０の基準電圧回路８２の基準電圧相当のデジタル値に設定され、第２加速度センサ６０の出力が加速度検出電圧である出力電圧Ｖａであれば、当該自動車の衝突と判定され、ステップ２４１において、第１スイッチング素子２０のオン処理がなされる。
【００６１】
これに伴い、マイクロコンピュータ７０はその出力ポート７３からハイレベルの出力信号を発生する。このため、第１駆動回路１００が当該マイクロコンピュータ７０の出力ポート７３からのハイレベルの出力信号に基づきトランジスタ１０１をオンし第１スイッチング素子２０をオンしようとする。
【００６２】
また、第２加速度センサ６０の上記出力はタイマー回路８０にも入力される。ここで、当該第２加速度センサ６０の出力が加速度検出電圧である出力電圧Ｖａであれば、コンパレータ８１はローレベルの比較信号を発生する。このため、タイマー８３は、その計時を開始すると同時に、ローレベルのタイマー信号を出力する。そして当該タイマー８３は、その出力を上記ローレベル保持時間の間保持し、当該ローレベル保持時間の経過時にハイレベルにする。
【００６３】
このため、禁止回路９０においては、両トランジスタ９１、９２は、共に、タイマー回路８３の出力がローレベルの間オフされてオン禁止の解除信号を第１スイッチング素子２０のゲートに出力する。よって、この第１スイッチング素子２０は、タイマー回路８３の出力がローレベルの間、オン禁止から解除される。
【００６４】
従って、この禁止解除のもと、第１駆動回路１００は、第１スイッチング素子２０をオンする。このため、第１乃至第３のスイッチング素子２０乃至４０が共にオンすることとなり、上記直流電源がその正側端子＋Ｂから第１及び第２のスイッチング素子２０及び３０、スキブ１０並びに第３スイッチング素子４０を通して起動電流を流す。よって、スキブ１０がその点火によりエアバッグ装置Ａを作動させる。
【００６５】
ここで、上述のように、第１スイッチング素子２０のオンがタイマー８３のローレベルのタイマー信号の発生時間である所定の計時時間の間保持されるので、第２加速度センサ６０の機械式スイッチ６１の動作とはかかわりなく、スキブ１０の点火を確保できる。その結果、遅延制御が必要なエアバッグ装置Ａのエアバッグの２段階展開制御等にも利用できる。
【００６６】
また、上述のようにステップ２２４の処理が終了した後、ステップ２４０において、第２加速度センサ６０の出力が出力電圧Ｖｃであれば、当該自動車の非衝突と判定され、ステップ２４２において第１スイッチング素子２０のオフ処理がなされる。これに伴い、マイクロコンピュータ７０はその出力ポート７３からローレベルの出力信号を発生する。このため、第１駆動回路１００が当該マイクロコンピュータ７０の出力ポート７３からのローレベルの出力信号に基づきトランジスタ１０１をオフし第１スイッチング素子２０をオフする。
【００６７】
また、第２加速度センサ６０の上記出力はタイマー回路８０にも入力される。ここで、当該第２加速度センサ６０の出力が出力電圧Ｖｃであれば、コンパレータ８１はハイレベルの比較信号を発生する。このため、タイマー８３はハイレベルの出力を維持する。従って、禁止回路９０では、トランジスタ９１が、そのベースにて、タイマー８３のハイレベル出力を両抵抗９３、９４を介して受けオンし、両抵抗９５、９６を介してトランジスタ９２をオンする。よって、第１スイッチング素子２０のゲートとソース間には、両抵抗１０５、９７の並列回路が接続されることになる。
【００６８】
ここで、上述のごとく、抵抗９７の抵抗値は抵抗１０５の抵抗値に比して十分に小さくほぼ０Ωに近いから、第１スイッチング素子２０のゲートとソース間のインピーダンスはほぼ抵抗９７の抵抗値に等しくなる。その結果、第１スイッチング素子２０のゲートとソース間にてほぼ短絡状態になるため、当該第１スイッチング素子２０のオン動作が禁止され、上記オフ状態が保持され得る。
【００６９】
この場合、上述のごとく、第１スイッチング素子２０のゲートとアース間にリーク抵抗ＲＬが発生しても、このリーク抵抗ＲＬは上記インピーダンスひいては抵抗９７の抵抗値に比べて非常に大きい。従って、禁止回路９０が第１スイッチング素子２０のオンを禁止している状態において、上記リーク抵抗ＲＬが発生しても、第１スイッチング素子２０は、そのオンを禁止されて確実にオフ状態に保持され得る。その結果、結露や被水に基づく上記リーク抵抗ＲＬに起因して第１スイッチング素子２０が誤ってオンしエアバッグ装置Ａが誤動作することはない。
【００７０】
また、上述のごとく、タイマー回路８０及び禁止回路９０がマイクロコンピュータ７０の出力ポートとは独立して設けられているから、マイクロコンピュータ７０が暴走してその出力ポート７３乃至７５から出力が誤ってなされたり、電気ノイズが発生しても、第１スイッチング素子２０の誤まったオン動作を確実に避けることができ、その結果、スキブ１０への起動電流の流入を確実に防止できる。
【００７１】
また、本第１実施形態では、禁止回路９０にはタイマー回路８０が接続され、第１駆動回路１００にはマイクロコンピュータ７０が接続されている。従って、禁止回路９０によりスイッチング素子２０のオン禁止が解除されている間は、このマイクロコンピュータ７０により第１駆動回路１００を介して第１スイッチング素子２０のオンタイミングやオン保持時間をきめ細かく制御しつつ上記作用効果を達成できる。
【００７２】
図３は上記第１実施形態の変形例を示している。この変形例では、タイマー回路８０Ａが、上記第１実施形態にて述べたタイマー回路８０に代えて採用されている。ここで、タイマー回路８０Ａは、上記タイマー回路８０において、基準電圧回路８２がコンパレータ８１の反転入力端子に接続され、当該コンパレータ８１の非反転入力端子が第２加速度センサ６０の出力端子に接続された構成となっている。これにより、第２加速度センサ６０の出力が出力電圧Ｖａのときコンパレータ８１はハイレベルの比較信号を発生し、第２加速度センサ６０の出力が出力電圧Ｖｃのときコンパレータ８１はローレベルの比較信号を発生する。
【００７３】
また、上記第１実施形態とは異なり、タイマー回路８０のタイマー８３が、その出力端子にて、第１駆動回路１００の抵抗１０２を介しトランジスタ１０１のベースに接続され、マイクロコンピュータ７０がその出力ポート７３にて禁止回路９０のトランジスタ９１のベースに抵抗９３を通して接続されている。
【００７４】
ここで、タイマー８３は、上記第１実施形態の場合とは異なり、コンパレータ８１のハイレベルの比較信号に基づきハイレベルの出力を発生してトランジスタ１０１をオンし、また、コンパレータ８１のローレベルの比較信号に基づきローレベルの出力を発生しトランジスタ１０１をオフする。
【００７５】
このタイマー８３は、コンパレータ８１からのハイレベルの比較信号の出力に基づき計時を開始し、この開始と同時にハイレベルのタイマー信号を出力するハイレベル出力保持タイマーとして機能するもので、このハイレベル出力保持タイマーのタイマー信号に対する保持時間は、例えば、１０ｍｓに設定されている。
【００７６】
即ち、タイマー回路８０Ａは、第２加速度センサ６０の加速度検出電圧Ｖａ出力に基づき、第１駆動回路１００のトランジスタ１０１を最低１０ｍｓの間オンさせる。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
このように構成した本変形例では、図２のフローチャートのステップ２４１にて、禁止回路９０にスイッチング素子２０のオン禁止解除指令を付与し、ステップ２４２にて禁止回路９０にスイッチング素子２０のオン禁止指令を付与することで、上記第１実施形態と実質的に同様の作用効果を達成できる。
【００７８】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態を示している。この第２実施形態では、第２加速度センサ６０Ａが、その出力端子にて、上記第１実施形態にて述べた第２加速度センサ６０に代えてマイクロコンピュータ７０の入力ポート７１に接続されている。この第２加速度センサ６０Ａは、電子式加速度センサであって、第１加速度センサ５０と同様の機能を有する。
【００７９】
また、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べたタイマー回路８０のコンパレータ８１がその反転入力端子にて第２加速度センサ６０Ａの出力端子に接続されている。これにより、コンパレータ８１は、第２加速度センサ６０Ａからの加速度信号のレベルを基準電圧回路８２の基準電圧と比較して上記第１実施形態と実質的に同様に比較信号を発生する。
【００８０】
また、本第２実施形態では、禁止回路９０Ａが、上記第１実施形態にて述べた禁止回路９０に代えて採用されており、この禁止回路９０Ａは、タイマー回路８０と第３スイッチング素子４０との間に接続されている。
【００８１】
禁止回路９０Ａは、第４スイッチング素子としての役割を果たすＮＰＮ型トランジスタ９８を有しており、このトランジスタ９８は、そのベースにて、抵抗９９ａを通してタイマー８３の出力端子に接続されている。また、このトランジスタ９８は、そのコレクタにて、第３スイッチング素子４０のゲートに接続されている。なお、抵抗９９ｂは、トランジスタ９８のベースとアース間に接続されている。
【００８２】
このように構成した禁止回路９０Ａでは、トランジスタ９８は、タイマー８３からのタイマー信号を受けて、上記第１実施形態にて述べたトランジスタ９１と同様の動作をし、第１スイッチング素子２０のオン禁止解除と同様に第３スイッチング素子４０のオン禁止解除を行う。また、トランジスタ９８は上記第１実施形態にて述べたタイマー８３からのハイレベルの出力の保持のもと、オンを維持して第３スイッチング素子４０のオンを禁止する。その他の構成は上記第１実施形態と実質的に同様である。
【００８３】
このように構成した本第２実施形態によれば、上記第１実施形態にて述べた禁止回路９０に代わる禁止回路９０Ａにより、第１スイッチング素子２０に代わる第３スイッチング素子４０がオン禁止及びその解除をされることとなる。このため、例えば、第１スイッチング素子２０が上記第１実施形態にて述べたリーク抵抗ＲＬに起因してオンすることがあっても、第３スイッチング素子４０が禁止回路９０Ａによりオン動作を禁止される。その結果、上記第１実施形態と同様に結露や被水に起因してリーク抵抗が上述のように発生しても、スキブ１０への電流の流入が確実に防止される。その他の作用効果は上記第１実施形態と同様である。
【００８４】
なお、上記第２実施形態において、抵抗９９ｃは廃止してもよい。
【００８５】
また、本発明の実施にあたり、スキブ１０の接続ライン（以下、スキブラインという）の自動車側との短絡故障には、天絡と地絡があるが、車体自体が直流電源の負側端子に接地されているように、上記スキブラインの自動車側はアース部とされることが多い。従って、地絡の方が発生する可能性が高い。
【００８６】
そこで、地絡が発生しても、エアバッグ装置Ａを誤動作しにくくするためには、安全スイッチのような信頼性の高いスイッチング素子がスキブよりも上流側にある方がよい。もしも上流側のスイッチング素子の信頼性が低いときその誤ったオン動作とスキブの負側端子の地絡とが重なると、スキブへ起動電流を流入させてしまうことになるためである。
【００８７】
この観点からすれば、上記各実施形態のように、第１乃至第３のスイッチング素子２０乃至４０と三つある場合には、スキブ１０の上流側に二つ接続し下流側に一つ接続するというように、スキブ１０の上流側を複数にした方がよい。ちなみに、上記各実施形態では、第１及び第２のスイッチング素子２０、３０がスキブ１０の上流側（上記直流電源の正側端子＋Ｂ側）に接続されているので、上述した上流側のスイッチング素子の誤ったオン動作とスキブの負側端子の地絡とが重なりが発生しても、スキブへの起動電流の誤った流入が生ずることがより一層少ない。
【００８８】
また、本発明の実施にあたり、第１スイッチング素子２０は、ＰＮＰ型トランジスタであってもよい。また、上記第４スイッチング素子はＰチャンネル型電界効果トランジスタであってもよい。
【００８９】
また、本発明の実施にあたり、第１及び第２の加速度センサは単一の制御ユニットに配備されていなくてもよい。さらに、各加速度センサの出力はコード化されたシリアル信号でもよい。
【００９０】
また、本発明の実施にあたり、リーク耐量向上のためには、禁止回路と第１駆動回路を集積化したＩＣパッケージ内に構成してもよい。一般に、ＩＣパッケージ内の回路はＩＣ外部の結露や被水の影響を受けにくいためである。
【００９１】
また、本発明の実施にあたり、マイクロコンピュータ７０がコード化されたシリアル信号を第２駆動回路１１０に出力し、当該第２駆動回路１１０が当該シリアル信号と所定のコードとの一致に伴い第２スイッチング素子３０をオンするようになっている場合には、第２駆動回路１１０として特開平１０−１９４０７５号公報に記載のデコーダ回路を採用してもよい。
【００９２】
また、本発明の実施にあたり、マイクロコンピュータ７０からのハイレベル或いはローレベルの出力でもって第３スイッチング素子４０のオン或いはオフを行う場合には、第３駆動回路１２０は、マイクロコンピュータ７０の出力ポート７５と第３スイッチング素子４０のゲートとを直接接続する配線で構成するようにしてもよい。また、マイクロコンピュータ７０がコード化されたシリアル信号を第３駆動回路１２０に出力し、当該第３駆動回路１２０が当該シリアル信号と所定のコードとの一致に伴い第３スイッチング素子４０をオンするようになっている場合には、第３駆動回路１２０として特開平１０−１９４０７５号公報に記載のデコーダ回路を採用してもよい。
【００９３】
また、本発明の実施にあたり、自動車用エアバッグシステムにおけるエアバッグ装置の起動装置に限ることなく、自動車用ベルトプリテンショナ等の乗員保護システムにおける保護装置の起動装置や、一般的に車両用の乗員保護システムにおける保護装置の起動装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す電子回路図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートである。
【図３】上記第１実施形態の変形例を示す電子回路図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す電子回路図である。
【符号の説明】
１０…スキブ、２０、３０、４０…電子式スイッチング素子、
５０…第１加速度センサ、６０、６０Ａ…第２加速度センサ、
７０…マイクロコンピュータ、８０…タイマー回路、
９０、９０Ａ…禁止回路、９７…抵抗、
１００、１１０、１２０…駆動回路、＋Ｂ…直流電源の正側端子。
【図１】
0003967059.tif 000002
【図２】
0003967059.tif 000003
【図３】
0003967059.tif 000004
【図４】
0003967059.tif 000005