(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、所要機能を発現するための情報が記録されたもので、放電波形変換回路を有するものであり、１又は２以上の点火器に対する点火薬着火用の電流の供給がコンデンサ経由で行われるエアバッグシステム用集積回路。
【請求項２】
集積回路が、ガス発生器における点火器の発熱部の異常を検知する機能を有する回路、複数のガス発生器ごとの識別機能を有する回路、及びコンデンサの不具合を検知する機能を有する回路を有している請求項１記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項３】
電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、点火器の発熱部の異常を検知する機能を持つ回路を有しており、検知される点火器の発熱部の異常が断線、発熱部と点火薬との接触不良及び発熱部の抵抗値の異常の少なくとも１つであり、更に放電波形変換回路を有するものであるエアバッグシステム用集積回路。
【請求項４】
点火器の発熱部と点火薬の接触不良が、発熱部の温度変化による抵抗値の変化を電圧変化で検知するものである請求項３記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項５】
電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、複数のガス発生器ごとの識別機能を有し、更に放電波形変換回路を有するものであるエアバッグシステム用集積回路。
【請求項６】
前記複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報を、ガス発生器の組み立て後に記録する請求項５記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項７】
前記複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報を、ガス発生器をモジュールケースに組み込んだ後、又は車両に取り付けた後に記録する請求項５記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項８】
電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、点火器内に設置された発熱部へ供給する電力を蓄積するコンデンサの不具合を検知する機能を有し、更に放電波形変換回路を有するものであるエアバッグシステム用集積回路。
【請求項９】
コンデンサの不具合を検知する機能を発現するための情報が、パルス応答又は誘電正接を測定する情報である請求項８記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項１０】
更に点火器外部で発生したノイズにより、点火器が誤作動しないようにする回路を有している請求項１〜９のいずれか１記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項１１】
更にコンデンサを充電するため、バス回線からのコンデンサ充填用の電流及び所要情報の内、電流を整流してコンデンサの充電電流としてコンデンサに流す機能を持つ回路を有する請求項１、２、８〜１０のいずれか１記載のエアバッグシステム用集積回路。
【請求項１２】
更に整流されたコンデンサ充電用電圧及びバス回線にかかる電圧の少なくとも一方を増幅する機能が存在する請求項１１記載のエアバッグシステム用集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスシステムを利用したエアバッグシステムに使用するエアバッグシステム用集積回路、及びそれを利用したエアバッグシステムの作動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
車両の衝突時における衝撃から乗員を保護するためのエアバッグシステムは必須のものとなっているが、車両全体の軽量化の要請から、エアバッグシステムの軽量化が求められている。最近では、運転席用、助手席用、後部座席用、側面衝突用等のようにエアバッグの種類、総数が増加する傾向にあるため、エアバッグシステムの軽量化の要請はより大きなものとなっている。
【０００３】
現在のエアバッグシステムでは、電源（車両のバッテリー）及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）と個々のガス発生器（モジュールケース内にガス発生器とエアバッグとが収容されている。）とが個別に接続されている。このＥＣＵと個々のガス発生器との接続状態をイメージ化したものを図１３に示す。
【０００４】
図１３のとおり、ＥＣＵと個々のガス発生器の点火器（図１４）とは、必ず２本の導体で接続されることになるため、点火器総数の２倍の数の導体が必要となり、多数の導体がエアバッグシステムにおける重量増加の大きな部分を占めている。そして、車両部品の組み立て時の制約から、ＥＣＵと個々のガス発生器とは導体のみで接続されるのではなく、複数のコネクタを介して複数の導体を連結して接続されることになるため、コネクタによる重量増加及びコネクタ数の増加によるコスト上昇も大きな問題である。更に、これら全ての点火器作動のためのバックアップ電源用（電源とＥＣＵ間の配線が断線したときのもの）としてＥＣＵに組み込まれたコンデンサの容量増加によるＥＣＵの容量（重量）増加も大きい。
【０００５】
そこで、バスシステムをエアバッグシステムに利用することにより、ＥＣＵと個々のガス発生器との接続に要する導体重量を減少させる試みが検討されている。このバスシステムを利用したエアバッグシステムをイメージ化したものを図１に示す。
【０００６】
図１のとおり、ＥＣＵを通る複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、個々のガス発生器は、２本の導体（場合により３本以上）を介してバス回線に接続され、エアバッグシステムを構成している。そして、図１のようなエアバッグシステムの場合には、車両の衝突状況に対応して、必要なガス発生器だけを作動させるため、個々のガス発生器にＥＣＵからの情報伝達を受領する集積回路と、点火器を作動させる電流を供給するコンデンサが設置される。バスシステムを利用した場合、コンデンサの総数は増加するものの、ＥＣＵと、それぞれの点火器に分散配置されるため、１つ当たりのコンデンサの容量及び重量は小さくなり、図１３のエアバッグシステムにおけるバックアップ用コンデンサの重量に比べると著しく軽量化されるので、導体の使用量が大幅に減少することと合わせれば、システム全体としては大きな重量減少に繋がるため、エアバッグシステムにおける実用化が期待されている。なお、バスシステムを利用した先行技術としては、特開２０００−２４１０９８号公報、特表２０００−５１３７９９号公報及び特許第２７０７２５０号公報が知られている。
【０００７】
本発明は、バスシステムをエアバッグシステムに導入して、システム全体の大幅な重量減少を達成すると共に、従来と同様の作動の確実性及び迅速性を確保でき、高い信頼性が得られるエアバッグシステム用集積回路、及びそれを利用したエアバッグシステムの作動制御方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上記課題の解決手段として、電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が所要機能を発現するための情報が記録されたものであり、１又は２以上の点火器に対する点火薬着火用の電流の供給がコンデンサ経由で行われるエアバッグシステム用集積回路を提供する。
【０００９】
上記発明では、集積回路が、ガス発生器における点火器の発熱部の異常を検知する機能を有する回路、複数のガス発生器ごとの識別機能を有する回路、及びコンデンサの不具合を検知する機能を有する回路を有していることが好ましい。集積回路には、車両が衝突したときの状況に応じ、ＥＣＵからの信号を受けて、乗員保護のために適切なガス発生器を作動させるための基本的機能が付与されているものであるが、それ以外にも、上記した様々な機能を付与することで、出荷時における製品の品質検査、組み立て時における作業性の向上、実用時（車両の運転時）における安全性の向上等に好適となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上記課題の他の解決手段として、電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、点火器の発熱部の異常を検知する機能を持つ回路を有しており、検知される点火器の発熱部の異常が断線、発熱部と点火薬との接触不良及び発熱部の抵抗値の異常の少なくとも１つであるエアバッグシステム用集積回路を提供する。
【００１１】
上記発明では、点火器の発熱部と点火薬の接触不良が、発熱部の温度変化による抵抗値の変化を電圧変化で検知するものが好ましい。
【００１２】
請求項５に係る発明は、上記課題の他の解決手段として、電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、複数のガス発生器ごとの識別機能を有しているエアバッグシステム用集積回路を提供する。
【００１３】
上記発明では、前記複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報を、ガス発生器の組み立て後に記録することが好ましい。
【００１４】
更に上記発明では、前記複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報を、ガス発生器をモジュールケースに組み込んだ後、又は車両に取り付けた後に記録することが好ましい。
【００１５】
請求項８に係る発明は、上記課題の他の解決手段として、電源及び衝撃検知センサに接続された電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットと接続された、複数のガス発生器とエアバッグとが収容された複数のモジュールケースとを有するエアバッグシステムにおいて使用する、前記複数のガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器内に設置する集積回路であり、
エアバッグシステムが、電子制御ユニットを通過し、電流及び所要情報を供給・伝達する複数本の環状ワイヤからなるバス回線が設けられ、前記バス回線から所要部位において分岐した複数本の導体により、複数のモジュールケースに収容された個々のガス発生器が作動可能に接続されたものであり、
ガス発生器に１又は２以上組み込まれた点火器が、発熱部と、発熱部に接する点火薬を備えた電気式の点火器で、点火器とバス回線が複数本の導体により接続されており、
点火器内に設置された集積回路が、点火器内に設置された発熱部へ供給する電力を蓄積するコンデンサの不具合を検知する機能を有するエアバッグシステム用集積回路を提供する。
【００１６】
上記発明では、コンデンサの不具合を検知する機能を発現するための情報が、パルス応答又は誘電正接を測定する情報であることが好ましい。
【００１７】
上記した各発明では、バス回線を形成する環状ワイヤ、バス回線とガス発生器を接続する導体は、２本、３本又は４本以上にすることができるが、システム全体を簡略化する観点からは２本が好ましい。
【００１８】
点火薬は特に制限されず、金属等と過塩素酸塩等の酸化剤との組み合わせが好ましく、ジルコニウム、チタン、ハフニウム等の金属と過塩素酸塩との組み合わせがより好ましく、特にジルコニウムと過塩素酸カリウムとの混合物（ＺＰＰ）が好ましい。ＺＰＰは粒状で、かつジルコニウムと過塩素酸カリウムの粒径が調整されていることが望ましい。
【００１９】
コンデンサの容量は、好ましくは２４μＦ以下、より好ましくは１２μＦ以下、更に好ましくは６μＦ以下である。
【００２０】
上記した各発明におけるガス発生器における点火器の発熱部の異常を検知する機能を有する回路、複数のガス発生器ごとの識別機能を有する回路、及びコンデンサの不具合を検知する機能を有する回路の詳細は、下記の(i)〜(iii)のとおりである。
【００２１】
(i)ガス発生器における点火器の発熱部の異常（断線又は発熱部と点火薬との接触不良、或いは発熱部の抵抗値の異常）を検知する機能を有する回路
ガス発生器が正常に作動するための要件の１つとして、点火器の発熱部と点火薬との接触状態が良いこと（発熱部と点火薬が圧接状態にあること）が必要であり、例えば、発熱部と点火薬との間に空隙がある場合には、点火器が作動したときに点火薬が着火しなかったり、着火遅れが生じたりするという不具合が生じることが考えられる。また、発熱部が断線していたり、断線しかかっているときにも同様の不具合が生じることが考えられる。このため、前記不具合を検知するための情報を集積回路に記録しておけば、製品の出荷時においては不良品を排除することができ、実用時（車両の運転時）においては異常を検知することで、速やかな交換ができるようになる。
【００２２】
前記発熱部の異常の検知理論（サーマルトランジェント試験；A.C.Mungerが１９８０年７月に「Progress of International Pyrotechnic Seminaのｐ461-478で発表している。）は、次のとおりである。発熱部と点火薬の接触状態が良い場合には、一定の電流を流して発生する熱量の相当分が点火薬に移動するため、発熱部の温度はさほど上昇しない。一方、発熱部と点火薬の接触状態が悪い場合には、熱の移動が少ないため、発熱部の温度上昇が通常よりも高くなる。よって、このような接触状態の相違による温度変化を抵抗値変化として捉え、金属抵抗の温度係数〔ｒ＝ｒ0（１＋αΔＴ）〕を利用して発熱部の温度を求めて、不具合を検知する。より具体的には、点火薬を着火させることのない程度の温度上昇をもたらす微弱な電流ｉを流したときの抵抗ｒを測定した後、電流ｉの１０〜１５倍の電流Ｉを流したとき（発熱部の温度は５０〜１００℃程度になるが、この程度では点火薬は着火されない。）の抵抗Ｒを測定し、Ｉとｉ、Ｒとｒを比較することにより、発熱部の温度変化による抵抗変化を電圧変化で求めるものであり、集積回路にこのような測定情報を記録しておく。
【００２３】
(ii)複数のガス発生器ごとの識別機能
エアバッグ用ガス発生器には、運転席用、助手席用、サイド用（側面衝突用）、カーテン用等の種々のものが実用されており、例えば、サイド用のガス発生器は、運転席、助手席、２つの後部座席のそれぞれに１つずつの計４個を取り付ける。このため、サイド用ガス発生器のそれぞれの集積回路には、運転席、助手席、２つの後部座席ごとに異なる情報を記録することになるが、これらの情報を点火器やガス発生器の組み立て時又は組み立て前に記録するようにすると、点火器やガス発生器は外観が同じであるため、異なる情報が記録された外観の同じガス発生器又は組み立て前であるなら外観の同じ点火器を取り違えないように区別して保管、運搬する必要があり、非常に煩雑となる。更に、運転席用のものを助手席用として間違って車両に取り付けた場合は、ＥＣＵから運転席のエアバッグの作動情報が発せられたとき、助手席のエアバッグが膨張するという誤作動が生じることになる。
【００２４】
よって、複数のガス発生器ごとの識別機能を発現するための情報の記録を、ガス発生器の組み立て後（外観上、ガス発生器の違いが認識できるとき）、ガス発生器をモジュールケースに組み込んだ後（外観上、モジュールケースの違いが認識できるとき）、又は車両に取り付けた後に行うことにより、ガス発生器の保存、運搬、管理等が容易となり、ガス発生器の取付時における誤認混同が生じることが防止される。
【００２５】
前記複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報は、ガス発生器の組み立て後に記録することが好ましく、ガス発生器をモジュールケースに組み込んだ後に記録することがより好ましく、車両に取り付けた後に記録することが更に好ましい。
【００２６】
(iii)コンデンサの不具合を検知する機能
コンデンサの不具合を検知する機能を発現するための情報は、パルス応答又は誘電正接を測定する情報のほか、コンデンサの基板への取付状態（半田付け状態）の確認情報等も含まれる。
【００２７】
車両に取付後、コンデンサは充放電を繰り返すために経時的に劣化して行くが、この劣化よる不具合を確認できる情報を集積回路に記録しておくことにより、実用時（車両の運転時）においては異常を検知することで、速やかな交換ができるようになる。また、半田付け状態を確認する情報を記録しておくことにより、製品の出荷時においては不良品を排除することができるようになる。
【００２８】
更に上記した各発明では、集積回路が、点火器外部で発生したノイズにより、点火器が誤作動しないようにする回路（ノイズ対策回路）を有していることが好ましい。
【００２９】
例えば車両のセルモーター始動時には大きな電流が流れるが、ノイズ防止手段を付加していない場合、この電流により発生するノイズ（ラジオ聴取時における不快な異常音発生の原因となるノイズ）が車両ボディから伝わって点火器に流れる恐れがあり、このようにしてノイズが伝達されることで点火器が誤作動を引き起こす可能性が高くなる。従って、ノイズ対策回路（点火器が誤作動しないようにする回路）として、車両側から点火器側に電流が流れることを阻止するようなもの、例えば、ダイオード、バリスタ（非線形抵抗素子）を取り付けることにより、上記した点火器の誤作動が防止される。
【００３０】
更に上記した各発明では、集積回路が、点火器ごとにコンデンサに蓄積された点火薬着火用の電流の信号波形を変換する放電波形変換回路を有していることが好ましい。
【００３１】
この放電波形変換回路は、下記の式（Ｉ）で表される放電波形を三角波や台形波に変換する機能を有するものであり、その他にも同様の変換機能を付与するため、コンデンサと発熱部との接続回路にコイルを介在させることができ、更にシステム全体の簡略化の観点から、前記放電波形変換回路は集積回路内に設けることもできる。
【００３２】
上記した請求項１、２、８〜１１に係る発明では、更にコンデンサを充電するため、バス回線からのコンデンサ充電用の電流及び所要情報の内、電流を整流してコンデンサの充電電流としてコンデンサに流す機能を持つ回路（以下「整流回路」と称する）を有することが好ましく、更に前記整流回路には、整流されたコンデンサ充電用電圧及びバス回線にかかる電圧の少なくとも一方を増幅する機能が存在することが好ましい。
【００３３】
請求項１５に係る発明は、上記課題の他の解決手段として、上記のエアバッグシステム用集積回路を利用したエアバッグシステムの作動制御方法であり、コンデンサから発熱部への電流の供給時間が、最大電流値の５％に相当する電流値に達した時点から、最大電流値の５％に相当する電流値に減少した時点までの時間で、かつ前記時間を５００μsec以内に制御するエアバッグシステムの作動制御方法を提供する。ここで、電流の供給時間における最大電流値とは、点火薬を着火するに充分な電流値である。
【００３４】
従来のエアバッグシステムの場合、点火器を作動させるための電流は比較的大容量の電源（バッテリー）から１．２Ａで２msec程度、つまり比較的低電流でかつ長い時間流されているので、着火電流の波形〔縦軸が電流値（Ａ）、横軸が時間（μsec）〕は矩形となる。
【００３５】
しかし上記発明では、点火器を作動させる電流は比較的小容量のコンデンサから供給されるため、比較的高電流でかつ短い時間流した方が点火薬の着火が円滑になされ、着火エネルギー自体を小さくできるので望ましい。このときの着火電流の波形〔縦軸が電流値（Ａ）、横軸が時間（μsec）〕が、時間ｔ＝０のときに放電を開始した場合、次式（Ｉ）：
ｉ（ｔ）＝（Ｖ0／Ｒ）×ｅ-t/CR            （Ｉ）
（式中、ｖ0はコンデンサ充電電圧（Ｖ）、Ｒは回路抵抗（Ω）、Ｃはコンデンサ容量（μＦ）、ｔは時間（μsec）、ｉは電流（Ａ）を示す。）で表される放電波形となる。
【００３６】
このような式（Ｉ）で表される放電波形であると、従来の矩形波形に比べて電流値は大きくなるが、通電時間が短縮されるため、着火エネルギー自体は大幅に減少される。
【００３７】
上記発明では、所望の電流値に到達して安定な電流供給が維持されている時間をｔ（μsec）とし、波形の立ち上がり開始時間から、発熱部を発熱させるための電流の供給が停止されるまでの時間をＴ（μsec）とするとき、これらのｔとＴの関係（ｔ／Ｔ）が０≦ｔ／Ｔ＜０．２、又は０．５＜ｔ／Ｔ＜１の範囲であることが好ましい。
【００３８】
０≦ｔ／Ｔ＜０．２の場合は、コンデンサに蓄積された電気をそのまま発熱部に印加したときの放電波形（三角形に近い波形）に近く、０．５＜ｔ／Ｔ＜１の場合は、コンデンサに蓄積された電気の波形を点火薬着火用の電流の信号波形に変換する放電波形変換回路等を通して放電波形を変換したときの波形（台形に近い波形）に近い。
【００３９】
電流の供給時間は上記のとおりであるが、好ましくは２００μsec以内、より好ましくは１００μsec以内である。なお、このときの電流値は、点火器の発熱部の抵抗値により異なり、放電波形変換回路の有無、放電波形変換回路の構成、点火薬の粒径、発熱部の形状等により決定される。
【００４０】
また請求項１８に係る発明は、上記課題の他の解決手段として、上記のエアバッグシステム用集積回路を利用したエアバッグシステムの作動制御方法であり、発熱部への電流を着火パルスとして供給し、前記着火パルスの幅が２０〜５００μsecとなるように電流を供給するエアバッグシステムの作動制御方法を提供する。
【００４１】
従来のエアバッグシステムの場合、点火器を作動させるための電流は電源（バッテリー）から１．２Ａで２msec程度、つまり比較的低電流でかつ長い時間流されているので、着火電流の波形（着火パルス）〔縦軸が電流値（Ａ）、横軸が時間（μsec）〕は矩形となる。
【００４２】
そこで上記発明では、比較的高電流でかつ短い時間、即ちそのときの着火パルスの幅が２０〜５００μsec、好ましくは３０〜２００μsec、より好ましくは４０〜１００μsecになるように電流を供給するものである。その結果、個々の点火器を作動させるに要する着火エネルギー量を減少させることができるので、点火器全体、即ちエアバッグシステム全体で必要な着火エネルギー量を減少させることができる。このためＥＣＵに組み込んだバックアップ電源用コンデンサの容量を小さくすることができ、従ってＥＣＵ自体も小さくすることができる。
【００４３】
上記発明において、着火パルスの幅が４０〜１００μsecになるように電流を供給することが、電流量を減少させる観点から好ましい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明のエアバッグシステムは、バス回線を使用することにより、システム全体の軽量化を達成すると共に、上記した解決手段により、システムの作動の確実性等を達成するものである。以下、上記した解決手段を含む実施の形態を説明する。
【００４５】
（１）第１の実施の形態
本発明を適用したエアバッグシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵを通過する２本の環状ワイヤからなるバス回線１０、１１を使用している。ＥＣＵは、図示していない電源（車両のバッテリー）と衝撃検知センサに接続されており、更に車両の衝突時における衝撃により、ＥＣＵと電源とを接続する導体が切断された場合のバックアップ用となるコンデンサが配置されている。なお、本発明を適用したエアバッグシステムでは、個々のガス発生器（点火器）ごとにコンデンサが配置されているので、バックアップ用のコンデンサは小容量（即ち軽量）のもので良いが、図１３で示した従来のエアバッグシステムにおけるバックアップ用となるコンデンサは、バッテリーとＥＣＵ間のリードワイヤ断線の際には、それ１つで全てのガス発生器を作動させる必要があるため、大容量のものとなる。
【００４６】
バス回線１０、１１と、車両内に取り付けられた所要数のモジュールケース（黒丸で図示。ケース内にガス発生器とエアバッグとが収容されている。）内のガス発生器とは、２本（又は場合により３本以上）の導体により、個々のガス発生器が作動可能に接続されている。
【００４７】
図１で示すエアバッグシステム中、黒丸で図示したモジュールケース内のガス発生器としては、点火器の数に応じて、図２、図３に示すものを用いることができる。図２は、点火器が１つのシングル型（点火器２１）の半径方向への断面図であり、図３は、点火器が２つのデュアル型（点火器３１、３２）の半径方向への断面図である。
【００４８】
シングル型では、点火器２１に２本（又は場合により３本以上）のピン２１ａ、２１ｂが設けられており、コネクタ２５を介して、バス回線１０、１１と接続される。
【００４９】
デュアル型では、点火器３１に２本（又は場合により３本以上）のピン３１ａ、３１ｂが設けられ、点火器３２に２本（又は場合により３本以上）のピン３２ａ、３２ｂが設けられており、それぞれコネクタ３５、３６を介して、バス回線１０、１１と接続される。
【００５０】
図２、図３で示すガス発生器中、点火器２１、点火器３１、３２としては、例えば、図４で示したものを用いることができる。図４は点火器の縦概略断面図であり、点火器２１、点火器３１、３２は同一構造のものを用いることができるため、以下点火器２１として説明する。
【００５１】
ガラスヘッダ上には発熱部が設けられ、発熱部と圧接状態になるように発火薬（例えば、ＺＰＰ）が充填されており、下部には、コンデンサ及び所要機能を発現するための情報が記録された集積回路が設けられた基板が設置されている。集積回路と、発熱部及びコンデンサとは、それぞれ２本の導体により接続され、更に集積回路は、導体を介してピン２１ａ、２１ｂと接続されている。
【００５２】
集積回路には、少なくとも車両の衝突時にＥＣＵからの指令を受け、必要なエアバッグを膨張できるように情報が記録されているが、それ以外にも、要求される機能に応じて、例えば、ガス発生器における点火器の発熱部の異常を検知する機能、複数のガス発生器ごとの識別機能、及びコンデンサの不具合を検知する機能から選ばれる１又は２以上の機能を発現するための情報を記録しておくことができる。
【００５３】
図４で示した点火器２１におけるコンデンサ及び集積回路が設置された基板は、図５の概念図で示す構造にすることができる。なお、図６は、図５に示したバス電圧、デジタル出力、充電電圧のパルス波形を示したものである。
【００５４】
基板には、コンデンサと集積回路が設置され、必要に応じて放電波形変換回路（「波形変換器」として破線で表示）を設置することができ、この放電波形変換回路自体を集積回路に組み込むこともできる。コンデンサへの充電電流は、整流回路を経由して流される。
【００５５】
基板上の集積回路、コンデンサは、ピン２１ａ、２１ｂを介してバス回線１０、１１と接続されている。バス回線１０、１１から供給される電流及び情報は、集積回路に送られた後、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）によりデジタル出力され、ＭＣＵ（Micro Computer Unit）に送られた後、ＭＣＵから、充電制御情報、位置識別情報、発熱部の断線検知情報や抵抗値変化検知情報が発現されるように指令が送られるほか、コンデンサを充電するが、発熱部を発熱させるためには使用されない。
【００５６】
ＭＣＵと発熱部とを接続する回路間には、ノイズ防止手段として、バリスタ（非線形抵抗素子）が配置されおり、点火器外部で発生したノイズにより、点火器が誤作動しないように作用する。
【００５７】
発熱部は点火薬に接しており、コンデンサのみからの電流の供給により発熱して、点火薬を着火させる。
【００５８】
次に、図１、図５等により、本発明を適用したエアバッグシステムの動作及びエアバッグシステムの作動制御方法について説明する。
【００５９】
車両が通常の走行状態であるときには、バス回線を経て、ＥＣＵからガス発生器（点火器に設置された集積回路）に対して、発熱部の断線検知情報や抵抗値変化検知情報、コンデンサの不具合の検知情報、及びガス発生器作動に必要な識別機能を含んだ点火器が存在しているかどうかの検知情報（衝突時、運転席や助手席等の必要なガス発生器を適正に作動させるための識別機能を有する点火器が正しく配置されているかどうか、更には同じ識別機能を有する点火器が重複配置されていないかどうかの検知情報）が送られ、それらに異常がないかどうかが検知される。そして、異常があるときには、エアバッグシステムと連携して作動する警告ランプ等で知らせることにより、部品の早期交換ができるので、安全性を確保することができる。また、電源から各点火器のコンデンサへの充電もなされる。
【００６０】
エアバッグシステムを設置した車両が衝突したとき、衝撃検知センサからの情報がＥＣＵに送られ、ＥＣＵからの情報は、バス回線１０、１１を経て、乗員の安全確保のためにエアバッグを膨張させる必要があるガス発生器（点火器に設置された集積回路）に送られる。
【００６１】
この情報を受け、コンデンサから所要電流が所定の時間（最大電流値の５％に相当する電流値に達した時点から、最大電流値の５％に相当する電流値に減少した時点までの時間で、５００μsec以内だけ供給され、発熱部が発熱して点火薬を着火燃焼させる。このとき、電流の波形は、時間ｔ＝０のときに放電を開始した場合、式（Ｉ）で表される放電波形となる。この点火薬の着火燃焼により、図２、図３における伝火薬、更にはガス発生剤が着火燃焼してガスが発生し、ガス排出口から排出され、モジュールケース内にガス発生器と共に収容されたエアバッグを膨張させる。
【００６２】
（２）第２の実施の形態
本実施の形態のエアバッグシステムは、集積回路等が設置された基板の構造、設置状態等に特徴を有するものである。
【００６３】
まず、基板構造から説明する。基板には、図５で示すとおり、コンデンサ、所要機能を発現するための情報が記録された集積回路及び発熱部が設けられており、これらは基板の一面又は両面に設置することができる。
【００６４】
図７に示すとおり、基板の一面側に集積回路と発熱部が設けられ、他面側にコンデンサが設けられている構造にすることができる。この構造のときには、コンデンサと集積回路とは、２つの孔を通した２本の導体により接続され、集積回路と発熱部とは２本の導体により接続されている。集積回路は２本の導体、点火器のピン等を介してバス回線１０、１１とも接続されている。
【００６５】
図８に示すとおり、基板の一面側に集積回路、発熱部、コンデンサを設置することができ、集積回路とコンデンサ及び発熱部とは、それぞれ２本の導体で接続され、集積回路は２本の導体、点火器のピン等を介してバス回線１０、１１とも接続されている。
【００６６】
図７、図８に示す、集積回路と、発熱部、コンデンサ及びバス回線との接続部分、並びに発熱部は、図９に示すように、エッチングにより基板上に形成された導体パターンにより形成することができる。このようなエッチングによる導体パターンを用いることにより、各素子間の接続作業が容易となる。
【００６７】
図１０に示すとおり、発熱部を除いた部分をエポキシ樹脂等の絶縁材料で被覆封止すれば、封止樹脂が集積回路やコンデンサの保護膜として作用するので好ましい。図１０では、図７で示す基板を用いているが、図９で示す基板を用いることもでき、基板はガラスヘッダ上に立てた状態で設けられている。
【００６８】
次に、図１１により、基板の設置状態について説明する。図１１で用いた基板は、図１０で示すものであるが、図中、発熱部を覆う点火薬は消去し、絶縁材料封止部分は一部切り欠いて示している。
【００６９】
図１１で示すとおり、点火器２１（図４とは異なる形態のもの）では、基板として図１０で示すものを用いているので、基板はヘッダ上に立てた状態で設けられ、発熱部を除いた部分はエポキシ樹脂等の絶縁材料で覆われており、発熱部は点火薬と接している。基板底面とヘッドとの接触面は、接着剤で固着されている。
【００７０】
このように、ヘッダ上に基板を垂設することにより、平置きにした場合に比べて基板を設置する空間容量を小さくできるので、点火器自体を小型化することができる。そして、発熱部を除いた基板中の集積回路、コンデンサは、点火薬と接触していないので、汚染等が防止される。
【００７１】
また図４に示す点火器２１では、基板と点火薬との間はピン２１ａ、２１ｂを支持するためのガラスヘッダで上下に仕切られており、同一基板上にコンデンサ及び集積回路が設置されたものがヘッダの下方に垂設されている。そして、発熱部はヘッダの上方（ヘッダの表面）に設けられており、発熱部と基板とは導体（２本のピン２２ａ、２２ｂ）で接続されている。発熱部は、ヘッダ上に発熱用ワイヤを溶接して取り付ける方法等を適用して形成されている。
【００７２】
図４に示す形態においても、集積回路、コンデンサ、ピン２１ａ、２１ｂは、エッチングによる導体パターンで接続することができ、発熱部と集積回路の接続もエッチングによる導体パターンで行うことができる。
【００７３】
このように、ヘッダ下に基板を垂設することにより、平置きにした場合に比べて基板を設置する空間容量を小さくできるので、点火器自体を小型化することができる。そして、基板と点火薬は接触していないので、集積回路やコンデンサの汚染等が防止される。
【００７４】
第２の実施形態のエアバッグシステムにおいても、第１の実施形態のエアバッグシステムと同様に動作する。
【００７５】
（３）第３〜第５の実施の形態
図５に示すとおり、基板には、コンデンサ、点火器の発熱部の異常を検知する機能を発現するための情報が記録された集積回路及び点火器の発熱部が設置されている。前記情報としては、発熱部の断線又は発熱部と点火薬との接触不良、発熱部の抵抗値の異常等が挙げられる。
【００７６】
集積回路に上記情報を記録することにより、断線又は発熱部と点火薬との接触不良等の異常を速やかに検知することができるので、部品の早期交換により、システムの信頼性及び乗員の安全性を高めることができる。
【００７７】
図５に示すとおり、基板には、コンデンサ、複数のガス発生器ごとの識別機能を発現させる情報を記録する集積回路及び点火器の発熱部が設置されている。上記の識別機能を発現させる情報は、ガス発生器の組み立て後、ガス発生器をモジュールケースに組み込んだ後、又は車両に取り付けた後に記録することが望ましい。
【００７８】
このように集積回路に上記識別機能情報を記録することにより、製品の保管、運搬等の管理が容易となるほか、実用時において、ＥＣＵからの指令と異なるエアバッグが膨張するという誤作動が防止されるため、システムの信頼性及び乗員の安全性を高めることができる。
【００７９】
図５に示すとおり、基板には、コンデンサ、コンデンサの不具合を検知する機能を発現するための情報が記録された集積回路及び点火器の発熱部が設置されている。前記情報としては、パルス応答又は誘電正接を測定する情報が挙げられる。
【００８０】
集積回路に上記情報を記録することにより、コンデンサの不具合を速やかに検知することができるので、部品の早期交換により、システムの信頼性及び乗員の安全性を高めることができる。
【００８１】
以上の第３〜第５の実施の形態において、それぞれの記録情報の発現に要する電流は、バス回線１０、１１と、点火器２１の２つのピン２１ａ、２１ｂを介して、電源（車両のバッテリー）から集積回路に供給され、ＥＣＵからの記録情報を発現させるための指令も電流と同じ経路で集積回路に伝達される。そして、第３〜第５の実施形態のエアバッグシステムにおいても、第１の実施形態のエアバッグシステムと同様に動作する。
【００８２】
（４）第６の実施の形態
図１２は、２つの点火器を有するガス発生器において、２つの発熱部が、１つのコンデンサ、所要機能を発現するための情報が記録された集積回路、必要に応じて設けられた放電波形変換回路を共有している。
【００８３】
図３のようにガス発生器が２つの点火器３１、３２を有しているときには、車両の衝突状態により、いずれか一方の点火器のみを作動させる場合、一方の点火器を先に作動させ、他方を僅かに遅れて作動させる場合、又は２つの点火器を同時に作動させる場合の３通りの作動形態が考えられるが、図１２の点火器の集積回路には、ＥＣＵからの前記３通りの指令内容に応じて、２つの発熱部を発熱できるような情報が記録されている。
【００８４】
図３に示したガス発生器の点火器３１、３２は、図５又は図１２に示す構造のものにすることができる。
【００８５】
第６の実施形態のエアバッグシステムにおいても、上記した３通りの指令内容に対応した動作するほかは、第１の実施形態のエアバッグシステムと同様に動作する。
【００８６】
（５）第７の実施形態
図１〜図５、図１２により、本発明のエアバッグシステム用集積回路を組み込んだエアバッグシステムの作動制御方法を説明する。
【００８７】
車両が通常の走行状態であるときには、ＭＣＵからガス発生器の点火器に対して発熱部の断線検知用の微弱電流が送られ、それらに異常がないかどうかが検知される。そして、異常があるときには、エアバッグシステムと連携して作動する警告ランプ等で知らせることにより、部品の早期交換ができるので、安全性を確保することができる。また、バス回線から所要情報と共に電流成分をコンデンサの充電用に流す。
【００８８】
エアバッグシステムを設置した車両が衝突したとき、衝撃検知センサからの情報はＥＣＵ内に送られ、更にＥＣＵから送られた情報を受けて集積回路が所要機能を発現させる。
【００８９】
図５（又は図１２）に示されているとおり、集積回路には、点火器が作動の必要のないときは電流を遮断しおき、点火器の作動時には電流の供給を開始するためのスイッチ回路（トランジスタ）が設けられている。スイッチ回路が開いているときには、コンデンサに蓄積された電流は発熱部には通電されない。
【００９０】
ＭＣＵからスイッチ回路の開閉を指示する制御用パルスを送ることにより、スイッチ回路が開閉される。このパルス発生器に対する制御用パルス伝達の指示は、衝撃検知センサからの指令を受け、ＭＣＵから送られる。
【００９１】
スイッチ回路は、ＭＣＵより例えば波形幅１００μsecの電流パルスが加えられたとすると、１００μsec間スイッチを閉じ、コンデンサからの電流を幅１００μsecのパルスとして点火器の発熱部に流すものである。つまり、このスイッチ回路は、サイリスタ、ＭＯＳ−ＦＥＴ、バイポーラトランジスタをスイッチ回路として使用したときのように、スイッチ回路に電流（制御パルス）が流れている間、スイッチを閉じるという働きをする。このようにして、所定の時間幅（２０〜５００μsec）のパルスを点火器の発熱部に与えることで所要の着火エネルギーにより発熱部が発熱され、点火薬を着火燃焼させるものである。
【００９２】
この点火薬の着火燃焼により、図２、図３のガス発生器における伝火薬、更にはガス発生剤が着火燃焼してガスが発生し、ガス排出口から排出され、モジュールケース内にガス発生器と共に収容されたエアバッグを膨張させる。
【００９３】
このようなエアバッグシステム用集積回路を用いることにより、個々の点火器を正常作動させるに要する電流量（着火エネルギー量）が減少されるので、点火器全体を正常作動させるに要する電流量（着火エネルギー量）も減少されることになり、バックアップ電源用コンデンサの容量（即ち重量）も小さくでき、ＥＣＵ自体を小さくできる。このため、エアバッグシステム全体の重量を減少させることができる。
【００９４】
本発明のエアバッグシステム用集積回路は、運転席のエアバッグ用インフレータ、助手席のエアバッグ用インフレータ、サイドエアバッグ用インフレータ、カーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用インフレータ等の各種インフレータ（ガス発生器）に組み込まれた点火器に設置する集積回路として適用できる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明を適用したエアバッグシステムによれば、バスシステムを利用することにより、エアバッグシステム全体の重量を大幅に減少させることができると共に、従来と同様の作動性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用したエアバッグシステムのイメージ図。
【図２】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いるガス発生器（点火器が１つのもの）の半径方向への断面図。
【図３】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いるガス発生器（点火器が２つのもの）の半径方向への断面図。
【図４】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器の縦断面図。
【図５】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器の概念図。
【図６】  図５で示すバス電圧、デジタル出力、充填電圧のパルス波形図。
【図７】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器に設置された基板（両面側に各素子が配置されたもの）の両面の平面図。
【図８】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器に設置された基板（片面に各素子が配置されたもの）の正面図。
【図９】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器に設置された基板（片面に各素子が配置されたもの）の他実施形態の正面図。
【図１０】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器に設置された基板を絶縁材料で封止したものの正面図。
【図１１】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器の他実施形態の縦断面図。
【図１２】  本発明を適用したエアバッグシステムで用いる点火器の他実施形態の概念図。
【図１３】  従来のエアバッグシステムのイメージ図。
【図１４】  従来のエアバッグシステムで用いている点火器の縦断面図。
【符号の説明】
１０、１１  バス回線
【図１】
0004037123.tif 000002
【図２】
0004037123.tif 000003
【図３】
0004037123.tif 000004
【図４】
0004037123.tif 000005
【図５】
0004037123.tif 000006
【図６】
0004037123.tif 000007
【図７】
0004037123.tif 000008
【図８】
0004037123.tif 000009
【図９】
0004037123.tif 000010
【図１０】
0004037123.tif 000011
【図１１】
0004037123.tif 000012
【図１２】
0004037123.tif 000013
【図１３】
0004037123.tif 000014
【図１４】
0004037123.tif 000015