JPH04506295A - 車両用の搭乗者安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用の搭乗者安全装置 従来の技術 本発明は、主請求の範囲の前文に記載された、電源装置を備えた車両用で、少な くとも１つの電気的構成要素を有する搭乗者安全装置、特に例えばエアバッグ及 び／あるいはベルトテンショナーなど拘束装置に関する。

例えばエアバッグ装置などの自動車の安全装置には、電気的に駆動される構成要 素が設けられている。この種の安全装置の機能をより確実にするためには、車両 の電源装置の電圧変動によって電気的な構成要素が故障するのを避けなければな らない。

まだ存在している低い電源電圧から安全装置を駆動できるように大きい電源電圧 を形成する変圧器を用いて、電源電圧が著しく下がり過ぎるのを制限することが 知られている。さらに、電源電圧がなくなった後、短期間安全装置の機能を維持 できるいわゆるエネルギ貯蔵装置が使用される。

本発明の対象は、異例の運転状態においても常に搭乗者安全装置に機能を遂行し ないしは作動させるのに十分な電気エネルギを供給することができるようにする という問題に関するものである。

本発明の利点 主請求の範囲に記載の特徴を有する本発明の搭乗者安全装置によれば、電源装置 の過電圧が発生した場合でも、搭乗者安全装置、特にその起動装置のより安全な 機能を保証できるという利点が得られる。一般に、車両のバッテリーが切り離さ れる場合には（例えば事故のときに変形により）、電源電圧は即座に減少し、従 って低電圧状態が生じると考えられる。しかし必ずしもそうでない場合もある。

衝突の初めにロータが相変わらず回転し続ける上述した発電機の負荷損により過 剰励起が行われ、それによって車両の電源装置に過電圧が発生する場合がある。

発電機の負荷損は、バッテリーの分離だけでなく、冷却ファンモータあるいはヘ ッドライトまたは他の接続されている負荷の分離によっても発生する。今まで常 に電圧が即座にゼロまで減少すると考えられていたので、これまで一般に考えら れていたのとは異なる反対の電源装置への作用、すなわち短期間過電圧が発生す ることが有り得る。

電源装置に接続される負荷、例えば電圧調節器、出力段回路などは、所定の過電 圧になると、例えば２２ボルトより高（なると遮断されるように構成されている 。それによって冒頭で述べた搭乗者安全装置においては致命的な作用がもたらさ れ、装置全体が機能しなくなってしまう。従って事故により電源が短期間過電圧 になった場合に、例えば拘束装置（エアバッグ）の電圧調節器がオフにされた場 合には、所望の保護作用は全（、あるいはもはや正しい時期には行われない。そ れによって安全装置全体として意味を失ってしまう慣れがある。しかし本発明に よれば、安全装置は電源電圧が所定の最大値を越えた場合には電源電圧から切り 離され、エネルギ貯蔵回路に接続されるので、搭乗者安全装置の機能は上述のよ うな状況においても、エネルギ貯蔵回路が電気的構成要素への電力供給を行なう 間は常に保証される。

エネルギ貯蔵回路の「延命時間」は、今日使用可能な手段（例えばコンデンサ） によって少なくとも５００　ｍ　ｓの範囲で問題なく持続させることができる。

事故の発生は長くても約Ｌｏｏｍｓの期間であるので、ここでは約５倍の安全性 が得られる。

本発明の他の実施例によれば、安全装置は電源電圧が所定の最小値を下回ると電 源電圧から切り離され、エネルギ貯蔵回路に接続される。従って上述の方法は、 電源電圧の過上昇の場合だけでなく、最小値を下回りた場合にも実施される。

しかし電源電圧が低下した場合に、搭乗者安全装置に十分大きな電源電圧が得ら れるようにするために、エネルギ貯蔵装置には最低電位を維持するための変圧器 が設けられている。

さらに、好ましくは電源電圧の大きさを監視する比較器が使用される。比較器は 、安全装置から電源電圧を切り離す電源スィッチを作動させる。さらに、比較器 は、安全装置をエネルギ貯蔵回路と接続させるエネルギ貯蔵スイッチの駆動も行 う。

本発明の他の実施例によれば、比較器はウィンドコンパレータとして構成されて おり、すなわち比較器は所定の電圧領域、従って電源電圧の上限と下限をチェッ クし、上限ないし下限を越えた場合には本発明方法が実施される。

さらに、好ましくは比較器はエネルギ貯蔵回路の機能を検査するためのテスト入 力端子を有する。その場合には電力供給のアクティブな遮断を周期的にチェック することができる。

これは例えばコンピュータを用いて診断可能に行うことができる。その場合には 故障を識別できる可能性があるので、搭乗者安全装置のより確実な作動機能を保 証することができる。

公知の方法においては、過電圧を制限するために、電圧調節器の前段に適当な素 子、例えば適当な前置抵抗を有するバリスタとツェナーダイオードが接続される 。その場合にツェナーダイオードの制限電圧は、接続されている電気的構成要素 の遮断電圧より低い。しかしこの制限素子には、本発明の対象とは異なり、後の 駆動においては検査することができな（なるという欠点がある。その場合には、 この素子の機能が正確であるかどうか、従って搭乗者安全装置が車両の全寿命に わたって保証されるかどうかを予測することはできない。本発明対象は診断が可 能であることによって、その点を補うことができる。

図面 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。図は、搭乗者安全装置の電気的構 成要素を示すブロック回路図である。

自動車のバッテリーのプラス極は、図によれば、端子ｌに接続され、バッテリー のマイナス極はアース２に接続されている。

端子１とアース２の間に電圧制限素子３（バリスタ）が接続される。抵抗Ｒ１と Ｒ２から形成される分圧器が電圧制限素子３に対して並列に設けられており、分 圧器の分圧点４は端子５へ導かれる。さらに端子ｌは端子６と接続されている。

電源スィッチＳｌの一方の極が端子６と接続されている。他方の極は端子７へ導 かれている。端子７にはさらにエネルギ貯蔵スイッチＳ２の一方の極が接続され ており、他方の極は端子８へ導かれている。端子８とアース２の間には、エネル ギ貯蔵回路９のコンデンサＣＩが接続されている。コンデンサＣ１に対して並列 に、２つの抵抗Ｒ３とＲ４からなる分圧器ＩＯが接続されている。分圧器ｌＯの 分圧点１１は端子１２°へ導かれている。

端子ｌは順方向に接続されたダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ５の一方の端子と接 続されており、この抵抗の他方の端子は並列回路１２へ導かれている。並列回路 １２はインダクタンスＬとＲ／Ｃ素子１３から形成される。Ｒ／Ｃ素子は、抵抗 Ｒ６とコンデンサＣ２の直列回路から形成される。抵抗Ｒ５とインダクタンスＬ の間にはコンデンサＣ３の一方の端子が接続されており、その他方の端子はアー スと接続されている。並列回路１２の後段にはダイオードＤ２が順方向に接続さ れている。ダイオードＤ２のカソードは端子８に接続され、そのアノードは端子 １４へ導かれている。

端子１４はさらに変圧器スイッチＳ３の一方の極と接続され、その他方の極は端 子１５と接続され、端子１５は抵抗Ｒ７を介してアース２に接続されている。さ らに端子１６が設けられており、この端子もアース２に接続されている。端子５ は、ウィンドコンパレータとして形成された比較器に１に接続されている。

比較器Ｋｌには出力１７．１８及び１９が設けられている。出力１７は電源スィ ッチＳｌに接続され、出力１８はエネルギ貯蔵スイッチＳ２に接続され、出力１ ９は変圧器スイッチＳ３の入力２０と接続されている。出力１７．１８．１９を 介してスイッチＳｌ。

Ｓ２及びＳ３を制御することができる。

さらに、比較器に２とタイマーＴｌを有する回路装置２１が設けられている。回 路装置２１の入力２２は端子１５に接続され、回路装置２１の出力２３は変圧器 スイッチＳ３の入力２０と接続されている。他の比較器に３の入力２４は端子１ ２’と接続され、最後の比較器に４の２つの入力２５と２６は端子８と７に接続 されており、一方比較器に３とに４の出力は変圧器スイッチＳ３の入力２０と接 続されている。

さらに、テスト端子２７．２８及び２９が形成されており、テスト端子２７は端 子７と接続され、テスト端子２８は端子５と接続され、テスト端子２９は端子８ と接続されている。端子７にはさらに、出力３０が接続されており、この出力は 不図示の拘束装置の処理回路に導かれている。他方の出力３１は、端子８と接続 され、かつ車両の搭乗者安全装置の不図示の拘束装置の出力段に導かれている。

搭乗者安全装置の拘束装置は、例えばエアバッグとして構成されている。しかし 本発明はこの例に限定されるものでなく、例えばベルトテンショナーあるいは他 の拘束装置などに関するものであってもよい。

次に機能について説明する。

比較器Ｋｌは自動車の電源電圧ＵＮを監視する。電源電圧ＵＮはバッテリー電圧 ＵＢａｔｔに相当する。この電圧が端子ｌに印加され、抵抗Ｒ１とＲ２によって 形成される分圧器により抵抗比に従って減少されるので、分圧点４には分圧が発 生し、それが端子５を介して比較器に１へ供給される。比較器Ｋｌは電源電圧Ｕ Ｎの大きさが所定の最大値Ｕ　ｗａｘを越えたか、あるいは所定の最小値Ｕ　ｗ ｉｎを下回ったかどうかをチェックする。

電源電圧ＵＮが最大値Ｕ　ｗａｘを越え、あるいは最小値Ｕ　ｗｉｎを下回った 場合には、出力１７．１８．１９にそれに相当する制御信号が出力され、電源ス ィッチＳ１ないしエネルギ貯蔵スイッチＳ２あるいは変圧器スイッチＳ３へ導か れる。それによって、電源スィッチＳ１と変圧器スイッチＳ３がオフにされ、す なわち開放され、一方間時にエネルギ貯蔵スイッチＳ２が閉成される。電源スィ ッチＳ１が開放することによって、電源電圧ＵＮが図示の回路装置から切り離さ れ、エネルギ貯蔵スイッチＳ２によって端子７と８が接続される。端子ｌからダ イオードＤＩ。

抵抗Ｒ５、インダクタンス上１変圧器スイッチＳ３、及び抵抗Ｒ７を介して流れ る電流は、変圧器スイッチＳ３の開放によっ↓ てダイオードＤ２介して迂回するので、電流はエネルギ貯蔵回路９のコンデンサ Ｃ１に流入する。

それによってコンデンサＣ１が充電され、同時に電圧が上昇する。コンデンサＣ Ｉに貯蔵されるエネルギは、搭乗者安全装置、とくに起動装置のために使用する ことができる。コンデンサＣ１は出力３１を介してエネルギをそこに接続されて いる拘束装置の出力段へ直接供給するとともに、拘束装置の処理回路が接続され ている出力３０にエネルギ貯蔵スイッチＳ２を介して供給する。拘束装置の処理 回路から搭乗者安全装置を起動させる命令が出力されるとすぐに、拘束装置の出 力段が導通して、コンデンサＣＩに貯蔵されたエネルギが、例えばエアバッグの 点火ピルへ供給される。

以上の説明から明らかなように、変圧器スイッチＳ３は回路素子により開閉され ることによって、コンデンサＣＩを充電する。好ましくは抵抗Ｒ７において降下 する電圧を検出して、所定の値を越えた場合には入力２２を介して比較器に２を 駆動しれ て、変圧器スイッチＳ３が開放させる。それによって抵抗Ｒ７において降下する 電圧がゼロに戻る。その結果変圧器スイッチＳ３が即座に閉成さ静、しかしその 閉成はタイマーＴＩによって阻止されるので、調節可能な時間の後に初めて変圧 器スイッチＳ３の切り替え接点が閉成位置へ戻る。上述の工程が連続的に繰り返 されるので、はぼオンオフ工程が行われる。

エネルギ貯蔵回路９のコンデンサＣＩに印加されるエネルギ貯蔵電圧ＵＥＲが設 定可能な値を越えると、これが分圧器ｌＯを介して比較器に３によって検出され 、比較器は変圧器スイッチＳ３の入力２０に、上述のオンオフ工程を中止させる 制御信号を供給する。それによってコンデンサＣ１がそれ以上充電されることが 停止される。

回路を使用し始めるときにはコンデンサＣ１に印加されるエネルギ貯蔵電圧はゼ ロであるが、端子７には車両のバッテリー電圧が供給される。これは入力２５と ２６を介して比較器に４によって検出される。比較器に４はその後変圧器スイッ チＳ３を開放状態になるように駆動する。それによってコンデンサＣ１は特に急 速に充電される。というのは、抵抗Ｒ７を有する分岐路を介して電流が流れない からである。その場合にはコンデンサＣＩは上述のオンオフ工程によらなくても 充電される。というのは、バッテリーによってもっと早く直接充電することがで きるからである。エネルギ貯蔵電圧ＵＥＲが所定の値に達すると、変圧器スイッ チＳ３によるオンオフ工程が開始される。

本発明方法によれば、テスト端子２８を対応して駆動しスイッチＳＬから８３の 起動を行なうことにより、機能診断が可能になる。この工程がテスト端子２８と ２９において故障に関し監視され、特にエネルギ貯蔵電圧ＵＥＲが負荷を受けて 低下することを監視することができ、その場合には装置の機能が確実であると推 論することができる。

電源電圧ＵＮは拘束装置の出力段の電源には用いられないの電源装置が過電圧に なり同時に搭乗者安全装置が作動された場合に、出力段が過負荷になったりある いは破壊されることが防止される。

１フ 補正書の写しくｖＡ訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成３年１２月１８ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電源装置を備えた車両用で、少なくとも１つの電気的構成要素を有する搭乗 者安全装置、特に例えばエアバッグ及び／あるいはベルトテンショナーなど拘束 装置であって、安全装置を起動させるための供給電力を短期間維持させるエネル ギ貯蔵回路を備えた車両用の搭乗者安全装置において、電源電圧（ＵＮ）が設定 可能な最大値（Ｕｍａｘ）を越えた場合に、安全装置が電源電圧から切り離され 、エネルギ貯蔵回路（９）と接続されることを特徴とする車両用の搭乗者安全装 置。 ２）電源電圧（ＵＮ）が設定可能な最小値（Ｕｍｉｎ）を越えた場合に、安全装 置が電源電圧から切り離され、エネルギ貯蔵回路（９）と接続されることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の安全装置。 ３）エネルギ貯蔵回路（９）は、最小電位を維持する変圧器を有することを特徴 とする請求の範囲第１項あるいは第２項に記載の安全装置。 ４）電源電圧（ＵＮ）の大きさを監視する比較器（Ｋ１）が設けられ、この比較 器は電源スイッチ（Ｓ１）を駆動して電源電圧（ＵＮ）を安全装置から切り離し 、さらにエネルギ貯蔵スイッチ（Ｓ２）を駆動して安全装置をエネルギ貯蔵回路 （９）と接続させることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか１ 項に記載の安全装置。 ５）比較器（Ｋ１）がウインドコンパレータとして構成されることを特徴とする 請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項に記載の安全装置。 ６）比較器（Ｋ１）がエネルギ貯蔵回路（９）の機能を検査するためのテスト端 子（２８）を有することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか１ 項に記載の安全装置。 ７）比較器（Ｋ１）が電源スイッチ（Ｓ１）とエネルギ貯蔵スイッチ（Ｓ２）を 作動すると同時に変圧器スイッチ（Ｓ３）を開放することを特徴とする請求の範 囲第１項から第６項のいずれか１項に記載の安全装置。