JPH072050A

JPH072050A - 膨張可能補助拘束具装置

Info

Publication number: JPH072050A
Application number: JP4861994A
Authority: JP
Inventors: Richard Joseph Ravas Jr; リチャード・ジョセフ・ラバス，ジュニアー; Kevin Dale Kincaid; ケビン・デール・キンカード; Mark W Gose; マーク・ウエンデル・ゴーズ
Original assignee: Delco Electronics LLC
Current assignee: Delco Electronics LLC
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】電気機械的センサを損傷することのない改善
された膨張可能補助拘束具装置および方法を提供する。【構成】制御可能電流源５６と、起爆装置６０と、電
気機械的センサ６２とを含む直列回路を設けてなる膨張
可能補助拘束具システムを提供する。拘束具を展開させ
る決定実行における冗長性を提供し、２つの異なる形式
の決定実行装置を提供して、拘束具の不要な展開により
生じる共通モードの故障の可能性を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、膨張可能な補助拘束装
置、および膨張可能な補助的な拘束を展開する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の主題は、係属中の弊日本国特許
出願第２６１０９３／９３号と関連している。

【０００３】現在のある膨張可能な補助拘束システムに
おいては、１つ以上の電気機械的センサが車両の突然の
減速を検出して、電気的接点を閉じて膨張可能補助拘束
具の所要の展開を開始する。接点が閉じると、電流が接
点および膨張可能補助拘束具展開起爆装置に流れる。拘
束具の迅速な展開を保証するため、高レベルの電流がセ
ンサと起爆装置に流れる。この高レベルの電流は、しば
しばセンサのアークを生じ、これが電気機械的センサを
損傷してその再使用を不可能にする。

【０００４】膨張可能補助拘束具システムの展開が要求
される事象におけるバッテリの遮断の場合は、膨張可能
補助拘束具の展開に必要なエネルギを補給するため一時
的なエネルギ貯蔵装置として貯蔵コンデンサが用いられ
る。典型的には、幾つかの大きな貯蔵コンデンサが設け
られている。例えば、膨張可能補助拘束具システムは、
制御装置に対する１つの貯蔵コンデンサと、付勢される
各起爆装置に対する１つの貯蔵コンデンサとを具有す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、改善された
膨張可能補助拘束具装置と、このような装置の展開方法
とを提供することを目的とする。本発明の１つの特質に
よれば、特許請求の範囲の請求項１に記載される如き膨
張可能補助拘束具装置が提供される。本発明の別の特質
によれば、特許請求の範囲の請求項３に記載される如き
膨張可能補助拘束具装置を展開させる方法が提供され
る。本発明の別の特質によれば、特許請求の範囲の請求
項４に記載される如き膨張可能補助拘束具装置が提供さ
れる。

【０００６】ある実施態様においては、再使用可能な電
気機械的アクチュエータを備えた膨張可能補助拘束具装
置を提供することが可能である。また、必要なコンデン
サの個数を低減すると共に、システム性能の低下を生じ
ることなくシステムが必要とするコンデンサのサイズを
低下することを可能にする、改善されたエネルギ管理を
膨張可能補助拘束具装置に提供することも可能である。
望ましい実施態様においては、電気機械センサのアーク
を生じることなく膨張可能補助拘束具装置を制御するこ
とが可能である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】望ましくは、本装置は、
制御線により制御される切換え可能な電流源の使用によ
り展開起爆装置に流れる電流を制御して、制限された期
間だけ制御可能な電流源にパルスを与えることによりシ
ステムの貯蔵コンデンサのエネルギを有効に用いて、電
気機械的アクチュエータの接点から切換え可能な電流源
に対する電流の最終的な切換えを排除し、この制限され
た期間は膨張可能補助拘束具装置の展開を保証するに充
分な長さであるが、蓄積コンデンサの不要な放電を防止
する有限の持続時間である。

【０００８】本装置は、有利なことには、膨張可能補助
拘束具装置の展開中の貯蔵コンデンサの不要な電流放出
を防止することができる。本装置は、バッテリが遮断さ
れた時に全てが１つのエネルギ蓄積用コンデンサを使用
する、１つのマイクロプロセッサと１つ以上の膨張可能
補助拘束具展開回路とを含む。

【０００９】一実施態様においては、本装置は、多重展
開膨張可能補助拘束具装置に膨張可能補助拘束具の段階
的な展開を提供し、このような段階的な展開は比較的小
さな貯蔵コンデンサおよび（または）貯蔵コンデンサ電
圧の使用を可能にし、かつエネルギ蓄積装置の更に有効
な使用を提供する。

【００１０】望ましい実施態様においては、本装置は、
車両供給用電圧源と、エネルギ貯蔵コンデンサが常時充
電される高い電圧レベルを生じるためのエネルギ貯蔵コ
ンデンサとを含んでいる。第１のダイオードは、貯蔵コ
ンデンサと供給ノードとの間に接続され、第２のダイオ
ードは、車両の電圧源と供給ノードとの間に接続され
る。供給ノードと接地との間に接続された直列回路は、
起爆装置と直列の制御可能な電流源を含む。調整電圧源
が第１のノードに接続され、調整された電圧をマイクロ
プロセッサ・コントローラへ供給する。マイクロプロセ
ッサ・コントローラは、制御可能な電流源に接続された
制御出力を有し、必要な時に膨張可能補助拘束具装置を
展開させるように制御可能な電流源を制御する手段を含
み、車両の供給電圧源の遮断の場合は、貯蔵コンデンサ
が調整された電圧供給源、マイクロプロセッサ・コント
ローラ、制御可能な電流源および起爆装置に給電するこ
とができる。

【００１１】望ましくは、本装置は、貯蔵コンデンサ
と、第１の起爆装置と直列の第１の制御可能な電流源
と、第２の起爆装置と直列の第２の制御可能な電流源と
を含む。車両の突然の減速に応答するマイクロプロセッ
サ・コントローラは、第１の制御可能な電流源にパルス
を与えて第１の膨張可能補助拘束具を展開させる手段
と、第１の電流源が遮断された後の予め定めた期間だけ
第２の電流源の展開を遅らせる手段と、前記遅れの後第
２の膨張可能補助拘束具を展開させる第２の制御可能な
電流源にパルスを与える手段とを含む。

【００１２】本装置は、エネルギ貯蔵コンデンサと、こ
のエネルギ貯蔵コンデンサと接続された直列回路とを含
み、直列回路は、制御可能な調整電流源と、展開起爆装
置と、電気機械的アクチュエータとを含んでいる。

【００１３】

【実施例】本発明は、添付図面に関して単なる例示とし
てその一実施態様について以下に記述する。図１におい
て、図示された装置は、線１０と接続された電源により
予め定めた電圧レベル、例えば３６ボルトに常時充電さ
れる貯蔵コンデンサ１２を含む。予め定めた電圧レベル
が設定されて、展開操作中電源の遮断後短時間だけ膨張
可能補助拘束具装置を動作させるためにコンデンサ１２
における充分なエネルギの貯蔵を保証する。

【００１４】制御可能な電流源１４と起爆装置１８とを
含む直列回路は、コンデンサ１２の両端に接続され、こ
れによりバッテリの遮断の場合に給電される。制御可能
電流源１４は、制御装置（図示せず）と接続された線１
６を有し、線１６上の制御信号に応答して、起爆装置１
８に電流を供給しない状態と、膨張可能補助拘束具装置
を展開させるため調整された付勢電流を起爆装置１８へ
供給する状態との間に切換え可能である。

【００１５】制御可能電流源１４は、予め定めた持続時
間の線１６上のパルス１７により制御される。予め定め
た持続時間のパルスに応答して、電流源１４は予め定め
た期間だけ電流を起爆装置１８へ供給し、この電流およ
び予め定めた期間は、必要に応じて、起爆装置１８を付
勢し膨張可能補助拘束具装置を展開させるに充分なもの
である。予め定めたパルス時間および既知の特性の制御
可能な電流源の使用により、展開中にコンデンサ１２に
より使用される電力量は予め定めることができ、また更
に効率的に管理することができ、消費された貯蔵エネル
ギの排除によりコンデンサ１２を比較的小さなサイズに
することを可能にする。

【００１６】制御可能電流源１４は、トランジスタ、伝
達ゲート、あるいは望ましくは、図１０に示され以下に
更に詳細に述べる如き調整電流源の如き制御可能な電流
源でよい。図１０に示される電流源は、制御装置即ちマ
イクロプロセッサと接続された幾つかの制御線により制
御可能であり、貯蔵コンデンサに貯蔵されたエネルギか
ら調整された一定電流、例えば２アンペアを提供する。
電流供給の持続時間は、エネルギ貯蔵コンデンサの大き
さおよび初期電圧レベルにより決定される。適当な構成
は、２２ボルトと３６ボルトで使用されるが、貯蔵コン
デンサの初期電圧レベルはシステムの設計者により要求
されるどんなレベルにも設定することができる。

【００１７】次に図２において、図示された制御回路の
実施例は、５ボルト調整器３６、マイクロプロセッサ３
８、電流源４０および起爆装置４２のためのエネルギ貯
蔵源としての１つの貯蔵コンデンサ２４を含む。

【００１８】図示された装置においては、車両の供給電
圧は、車両の電源から、ダイオード３０を介してノード
３４に接続された線２０上で供給され、このノードから
５ボルト調整器３６および制御可能電流源４０が電力を
受取る。参照番号４４は、更に別の展開ループまたは診
断回路の如き他の負荷がノード３４に取付けられること
を示す。調整電源３６は調整された５ボルトをマイクロ
プロセッサ３８に供給し、このマイクロプロセッサは線
３９を経て電流源４０を制御する。

【００１９】電圧セットアップ回路２２は、線２０上の
着火電圧源と貯蔵コンデンサ２４との間に接続され、こ
のコンデンサはここではその内部キャパシタンス２６と
その等価直列抵抗（ＥＳＲ）２８とにより示される。等
価直列抵抗２８は、冷間動作中に生じ、４，７００μＦ
のアルミニウム電解コンデンサの場合は有効に１．５乃
至２オームである。

【００２０】通常は、電圧セットアップ回路２２の出力
電圧は線２０に供給される発火電圧より大きく、従って
調整電圧源３６と電流源４０はダイオード３２を介して
電力を受取る。ダイオード３０は、電圧セットアップ回
路２２における故障の際に電力に対する冗長経路を提供
する。必要に応じて、貯蔵コンデンサ２４が電圧調整器
３６、マイクロプロセッサ３８、電流源４０および起爆
装置４２をダイオード３２を介して給電する。

【００２１】次に図３のａにおいて、時間ｔ₀における
展開事象におけるコンデンサ２４の両端の電圧が示さ
れ、この時車両の供給電圧は膨張可能補助拘束具装置か
ら遮断される。時間ｔ₀とｔ₁との間に、マイクロプロセ
ッサ３８が、突然の減速事象のデータを処理しており、
これに対してその内部の決定ルーチンが膨張可能補助拘
束具装置の展開が必要かどうかを決定する。

【００２２】マイクロプロセッサ３８が電流源４０を付
勢することを決定する時間ｔ₁に、パルス４８（図３
ｂ）が電流源４０の制御入力に与えられて起爆装置４２
を駆動する。長さが起爆装置４２の付勢に充分であるこ
とが知られる電流源４０におけるパルスは、時間ｔ₁と
ｔ₂との間の予め定めた長さを有する。例えば、２ｍｓ
間で２アンペアの電流を定格とする起爆装置の場合は、
２アンペアの一定電流が２．５ｍｓ間与えられることが
望ましい。従って、時間ｔ₁とｔ₂との間の期間は、２．
５ミリ秒である。

【００２３】時間ｔ₀とｔ₁との間の期間中、マイクロプ
ロセッサ３８は貯蔵コンデンサ２４により供給される電
力で駆動して、貯蔵コンデンサの両端の電圧における緩
やかな減衰により示される如く、貯蔵コンデンサのエネ
ルギを徐々に放出する。電流源４０が付勢される時間ｔ
₁において、電流源４０により引出される大きな２アン
ペアの電流が、有効ＥＳＲ抵抗２８に跨る瞬間的な電圧
降下を生じ、これが更に図示の如くコンデンサ電圧の低
下を生じる。

【００２４】電流源４０が付勢される時エネルギ貯蔵コ
ンデンサ２４から引出される増加した電流により、コン
デンサ２４におけるエネルギ蓄積量は、時間ｔ₁の前あ
るいは時間ｔ₂の後よりも早い割合で時間ｔ₁とｔ₂の間
に減少する。時間ｔ₂において、線３９上の信号が電流
源４０を遮断する。電流源４０が遮断すると、コンデン
サ２４のＥＳＲ２８に跨る負荷の減少は、時間ｔ₂に示
される如くコンデンサ２４に跨る電圧の上昇を生じる結
果となる。

【００２５】コンデンサ２４の残りのエネルギ蓄積量が
マイクロプロセッサ３８に供給し、このマイクロプロセ
ッサが、コンデンサ２４がもはやマイクロプロセッサ３
８に供給する充分な電力を持たない時間ｔ₃まで、展開
事象を記録する。理想的には、時間ｔ₀乃至ｔ₃は少なく
とも５００ｍｓである。

【００２６】図４において、図示された回路は、直列に
おいて、電気機械的センサ６２と接続される起爆装置６
０と接続された制御可能電流源５６を含む。直列の回路
全体は、電流源線５０と接地との間に接続される。付勢
電流は、車両の電源または貯蔵コンデンサ５４からダイ
オード５２を介して線５０上に与えられる。制御可能電
流源５６は、図２のマイクロプロセッサ・コントローラ
３８の如き制御装置からの予め定めた持続時間のパルス
により、線５８を介して制御される。電気機械的センサ
６２は、車両の突然の減速を信号し、その結果として膨
張可能補助拘束具装置を展開することが望ましい当業者
には周知であるどのような電気機械的センサでもよい。

【００２７】図４に示される回路装置の利点は倍加され
る。第１に、膨張可能補助拘束具を展開するために２つ
の基準が要求される。第１の基準は、時間的に実証され
その単純性と正確性の両方において信頼し得る電気機械
的センサ６２の閉路である。第２の基準は、線５８にパ
ルスを生じるためのシステム・コントローラによる決定
である。コントローラによる決定は、連続レンジのトラ
ンスジューサ・タイプの如き第２の加速センサに応答す
る。この２つの基準は、決定における一義的な冗長性を
提供する。第１の決定は電気機械的センサ６２の閉路に
おけるものであり、第２の決定は線５８にパルスを与え
ることである。本システムは、冗長な決定を必要とする
ことにより、また単一の障害モードが膨張可能補助拘束
具の展開を生じ得ないシステムを提供することにより、
システムの不要な展開を防止することを助けることがで
きる。

【００２８】図４に示される装置の第２の利点は、閉路
時のアークによるセンサ６２のスイッチ接点を破壊する
ことのない電気機械的センサ６２の実現である。特に、
本システムは、膨張可能補助拘束具装置を展開すること
が望ましい車両の突然の減速中に、パルスが線５８上で
制御可能電流源５６に与えられる前に電気機械的センサ
６２が閉路するように構成することができる。このよう
な構成においては、電気機械的センサ６２が閉路する
時、制御可能電流源５６により与えられる電流がなく、
従ってセンサ６２のスイッチの電極をアークする電流が
ない。非常に短い遅れの後、システム・コントローラが
線５８上で制御可能電流源５６に対してパルスを与え、
この電流源が応答して電流を電気機械的センサ６２へ送
り、この電流がセンサ６２を介して接地して膨張可能補
助拘束具装置の展開を生じる。

【００２９】図５は、制御ルーチンに対するフローチャ
ートを示している。ステップ６４において、コントロー
ラが車両の加速状態を表わすセンサ入力を受取る。この
センサ入力は、当業者には周知の方法で加速センサから
与えられる。公知の加速センサは、車両の加速に比例す
る信号を出力する半導体、圧電抵抗および容量性のデバ
イスを含み、また更に簡単な場合は、図４におけるセン
サ６２として使用される形式の電気機械的デバイスの如
き２状態の加速センサを含む。

【００３０】センサ入力に応答して、コントローラが、
ステップ６６において当業者には周知の方法で入力信号
を弁別して、膨張可能補助拘束具装置を展開させるべき
かどうかを判定する。ステップ６８において、展開の決
定がなされなかったならば、ルーチンは再びステップ６
４へ戻って新しいセンサ入力データを待機する。展開の
決定がなされるならば、ルーチンはステップ７０へ進
み、ここで１００マイクロ秒程度の僅かな遅れが生じ
て、電気機械的センサ６２の完全な閉路および（また
は）展開の時間の最適化を可能にする。ステップ７２に
おいて、制御パルスが先に述べた電流源１４、４０、５
６の如き制御可能電流源へ与えられて膨張可能補助拘束
具装置を展開する。ステップ７２におけるパルス出力
は、エネルギ貯蔵コンデンサからの蓄積された予め定め
た量のエネルギのみを放出する予め定めた持続時間を有
する。

【００３１】図６において、多重装置の膨張可能補助拘
束具装置が示される。図示された装置は、マイクロプロ
セッサ８６、調整電圧源８４、制御可能電流源９２、９
６、展開起爆装置９８、１００、電気機械的アクチュエ
ータ１０４、およびＦＥＴ１１０を含む。

【００３２】一般に、図示されたシステムは、ダイオー
ド８２を介して線７６上で３６ボルトの供給電圧により
給電され、この３６ボルト供給電圧は、車両の供給電圧
と接続された電圧逓昇回路（図示せず）により与えられ
る。車両供給電圧の遮断の際には、線７６により常時３
６ボルトに充電されるコンデンサ７８が、システムに対
するエネルギ貯蔵として用いられ、ダイオード８２を介
してノード８１へ電力を供給する。ノード８１と接続さ
れた電圧調整器８４が、調整された電圧をマイクロプロ
セッサ８６へ供給し、通常の運転条件とバッテリが遮断
されたが貯蔵エネルギが依然としてコンデンサ７８に蓄
えられている条件の両方において、マイクロプロセッサ
８６へ電力を供給する。

【００３３】マイクロプロセッサ８６は、センサ情報を
処理して、一般に膨張可能補助拘束具装置の状態を監視
する。センサの監視および点火時の決定は、当業者には
周知の方法で実現され、公知の形式の加速センサ８８に
応答する。

【００３４】線１０１、１０５、１０９は、システムの
診断のため設けられる。システム診断中、小さな電流が
線９３、９５上に与えられ、線１０５、１０９上の電圧
レベルは、電気機械アクチュエータ回路のどこかに遮断
が生じたかどうかを判定するため監視される。また、展
開事象において、線９３、９５、１０１、１０５および
１０９が、展開事象の記録のためマイクロプロセッサ８
６へ信号を与える。

【００３５】２つの膨張可能補助拘束具を展開すること
が望ましい車両の突然の減速中に、電気機械アクチュエ
ータ１０４が閉路する。また、突然の減速に応答して、
マイクロプロセッサ８６は、抵抗１０８を介してＦＥＴ
１１０に対し線１０６上に信号を出力して、電流がアク
チュエータ１０４から接地へ流れるようにＦＥＴ１１０
に順方向バイアスを与える。このマイクロプロセッサは
次に、線９０、９４を介して、制御可能な電流源９２、
９６を付勢するため予め定めた持続時間の電流パルスを
与えて、起爆装置９８、１００をそれぞれ付勢する。

【００３６】図７および図８において、図６に示したシ
ステムに対する貯蔵コンデンサのエネルギ管理が理解さ
れよう。図７において、グラフ１１４は、車両の供給電
圧が遮断され運転者と乗客双方の起爆装置が同時に付勢
される展開条件の間の貯蔵コンデンサの両端の電圧を示
す。２つの起爆装置の付勢の間、システムに流れる突発
電流が、グラフの部分１１７により示されるように、時
間ｔ₁とｔ₂間のコンデンサ７８のＥＳＲに跨り引出され
る高電流のため、コンデンサ７８に大きな電圧降下を生
じる。

【００３７】電流源９２、９６に対して必要な電流を維
持するために、コンデンサ７８は、充分に高い電圧に充
電されねばならず、かつ時間ｔ₁から時間ｔ₂までの全期
間にわたり、電流源９２、９６の各々が充分な期間起爆
装置９８、１００に充分な電流量を与えることを保証す
るため、コンデンサ７８に跨って充分な電圧が存在する
ように、充分に大きなサイズのものでなければならな
い。線１１５は、起爆装置の展開中のコンデンサ７８に
跨る最小許容電圧を表わす。

【００３８】次に図８において、時間ｔ₁およびｔ₃にお
いて生じる起爆装置９８、１００の段階的な展開が、貯
蔵コンデンサ７８の更に有効なエネルギ管理、更に低い
コンデンサ充電電圧Ｖｃ′および更に小さなサイズのコ
ンデンサ７８を許容する。

【００３９】グラフ１１６は、時間ｔ₀における車両の
供給電圧の遮断後の展開条件におけるコンデンサ７８に
跨る電圧を示している。線１２２は、運転者側の起爆装
置を個々に展開させるに要する最小電圧を表わし、線１
２４は、乗客側の起爆装置を個々に展開させるコンデン
サ７８に跨る最小電圧を表わしている。最小電圧レベル
１２２、１２４は、多くのシステムにおいて、運転者側
と乗客側の全インピーダンスが異なり、従って展開中に
２アンペアの電流を保証するため異なる電圧レベルを要
求する故に異なる。しかし、運転者側および乗客側の回
路が同じインピーダンスであるならば、線１２２、１２
４は同じレベルにあることになる。

【００４０】図８において、コンデンサは、時間ｔ₀に
おいて車両の電圧源が車両の突然の減速により遮断され
るまで、最初にその通常電圧レベルＶ_C′、例えば３６
ボルトに充電される。時間ｔ₀からｔ₁まで、マイクロプ
ロセッサはセンサ入力を処理して膨張可能補助拘束具装
置の展開を決定する。時間ｔ₁からｔ₂まで、パルスが線
９４上で電流源９６に対して与えられ、このパルスは時
間ｔ₁とｔ₂間の制限期間において起爆装置１００に対し
少なくとも２アンペアの電流を与える。時間ｔ₂におい
て、線９４上のパルスは終了され、時間ｔ₃前の短い遅
れの後、線９０のパルスは電流源９２へ与えられ、これ
が２アンペアの電流を乗客の起爆装置９８へ与えて乗客
側の膨張可能補助拘束具を展開させる。線９０のパルス
は、時間ｔ₃から時間ｔ₄まで与えられ、時間ｔ₄におい
て終了させられて電流源９２に流れる電流を終了する。
時間ｔ₄からコンデンサ７８に跨る電圧がレベル１２６
に達するまで、マイクロプロセッサ８６がコンデンサ７
８における貯蔵エネルギにょり機能し続けて、展開事象
の間の信号レベルを記録する膨張可能補助拘束具装置の
段階的な展開により得られる利点は、エネルギ貯蔵コン
デンサに跨る比較的低い必要電圧である。２個の起爆装
置が同時に付勢される時、コンデンサ７８から引出され
る電流は倍加される。同様に、コンデンサ７８における
ＥＳＲの効果は増加されて、図７における時間ｔ₁の大
きな電圧降下を生じる。しかし、起爆装置が独立的に付
勢される時は、引出された電流は同時の付勢電流の半分
に制限され、これがコンデンサ７８におけるＥＳＲの効
果を制限し、その結果として、図８における時間ｔ₁お
よびｔ₃において生じる電圧降下を制限する。展開中に
生じるより小さな電圧降下は、展開の直前のコンデンサ
７８に跨る必要充電電圧を低減する。

【００４１】図９において、図６の回路で使用されるフ
ローチャートの実施例が示される。ステップ１２８、１
３０および１３２において、マイクロプロセッサ制御装
置８６は、車両の減速を監視するセンサからセンサ入力
を受取り、入力信号を弁別し（ステップ１３０）、膨張
可能補助拘束具装置を展開するかどうかを決定する（ス
テップ１３２）。このルーチンはステップ１３４に進
み、ここで僅かな遅れが生じて電気機械センサ１０４の
閉路を保証し、かつ膨張可能補助拘束具装置の展開時間
を最適化する。ステップ１３６において、制限された持
続時間の制御パルスが線９４上で制御可能電流源９６に
与えられて運転者側の起爆装置１００を付勢し、この起
爆装置が運転者側の膨張可能補助拘束具を展開する。

【００４２】ステップ１３８において非常に短い遅れが
組込まれて、ステップ１４０における運転者側の起爆装
置の展開と乗客側の起爆装置の展開とを分離する。ステ
ップ１４０において、制限された持続時間のパルスが線
９０上で制御可能電流源９２に対して与えられ、これが
乗客の起爆装置９８へ２アンペアの電流を与えて起爆装
置９８を付勢し、かつ乗客側の膨張可能補助拘束具を展
開する。制限された持続時間で段階的に出力パルスを制
御可能電流源９２、９６に与えるこのような方法におい
て、コンデンサ７８のエネルギを有効に管理することが
でき、かつ展開のためコンデンサ７８からの電力の放出
を予め定めることができる。

【００４３】ステップ１４２において、マイクロプロセ
ッサ８６は、コンデンサ７８における貯蔵エネルギによ
り機能し続けて、コンデンサ７８がマイクロプロセッサ
８６に給電するに充分なエネルギを持たなくなるまで膨
張可能補助拘束具装置における信号レベルを記録する。
制御可能電流源に対する制御パルスのパルス持続時間例
は２．５ミリ秒である。

【００４４】図６に示されたシステムにおける展開を段
階的にすることで、１つの展開時間においてコンデンサ
７８から引出される電流を、例えば、４．４アンペアか
ら２．２アンペア（安全差を含む近似）まで低減する。
展開中のコンデンサ電圧の降下、例えば、図７および図
８における基準値１１７、１１８、１２０は、高電流引
出し条件において生じるコンデンサのＥＳＲによるもの
である。図７に示される如き同時の展開のためにコンデ
ンサ７８により要求される電圧は、下式に等しい。即
ち、Ｖ_req＝Ｖ_as＋Ｖ_dr＋Ｖ_sat＋Ｖ_esr 但し、Ｖ_asは電気機械センサに跨る電圧降下、Ｖ_drは運
転者側の展開回路に跨る電圧降下、Ｖ_satは電流源の飽
和電圧降下、およびＶ_esrはコンデンサのＥＳＲによる
電圧降下である。０．０７５オームのセンサのインピー
ダンス、３．４３５オームの運転者側回路のインピーダ
ンス、２ボルトの電流源に対する飽和電圧、および１．
５オームのＥＳＲを仮定すると、必要電圧Ｖ_reqは１
６．５７７ボルトである。

【００４５】（０．１８アンペア秒）／Ｃのエネルギ貯
蔵時間中の電圧降下、（４．４６アンペア＊０．００２
秒）／Ｃの同時の展開中の電圧降下、および３３．１５
ボルトの初期電圧を仮定すると、コンデンサ７８に対す
る最小キャパシタンスは１１．３９９μＦとなることが
判る。

【００４６】しかし、段階的な展開のためには、Ｖ_req＝Ｖ_as＋Ｖ_dr＋Ｖ_sat＋Ｖ_esr 但し、僅かに２．２アンペアの電流がセンサおよび展開
回路に流れ、ＥＳＲに跨って２．２６アンペアが有効で
あり、Ｖ_reqは１３．１１２ボルトに等しいことが判
る。（２．２６アンペア＊０．００２秒）／Ｃの運転者
側の展開中の電圧降下を仮定し、他の全ては先の類例と
同じとするならば、コンデンサ７８に対する最小キャパ
シタンスは９，２０９μＦとなることが判る。乗客側の
展開回路のインピーダンスが運転者の展開回路のインピ
ーダンスより小さいため、乗客側の回路は更に小さなコ
ンデンサ７８で済むことになる。しかし、最も高いイン
ピーダンスを持つ回路が、実際の最小キャパシタンスが
用いられることを決定する。このように、本例において
は、コンデンサ７８に対する最小要求キャパシタンスに
おける略々２０％の低減を得ることができる。

【００４７】明らかなように、展開を段階的にすること
で、エネルギ貯蔵コンデンサに対して減少したコンデン
サ・サイズをもたらす結果となる。必要に応じて、コン
デンサ・サイズは、初期充電電圧との兼ね合いとなり、
即ち、初期充電電圧が高くなるほど必要コンデンサ・サ
イズは小さくなる。

【００４８】図１０において、制御される電流源の構成
が示される。線２０９が電流源と接続され、例えば、図
２の線３４および出力線３１０は、図２の起爆装置４２
の如き起爆装置に接続して給電する。被制御電流源は下
記の如く働く。

【００４９】イネーブル線３２８、入力Ａ線３３０、入
力Ｂ線３３２は、論理ゲート３１２〜３２６を制御して
下記の方法でＩＣ電流源２６８、２７８、２８２、２８
４を選択的にオンにし、回路の２Ａ、１５０ｍＡ、１０
ｍＡおよび２ｍＡ電流源を制御する。電流源２６８、２
７８、２８２、２８４は、トランジスタ２４８、２６
６、２８６、３０２に対する電流シンクとして働き、そ
のエミッタは図示の如く、ダーリントン（Ｄａｒｌｉｎ
ｇｔｏｎ）・トランジスタ対（２５８、２６０）、（２
７４、２７６）、（２９２、２９４）および（３０４、
３０６）に接続されている。電流源２６８、２７８、２
８２および２８４をオフにすると、それらの上記ダーリ
ントン・トランジスタ対をオフにすることにより、電源
を遮断する。

【００５０】直列の抵抗２５６、２６４、２８０および
２９６は、電流源に対する電流検出抵抗として働く。抵
抗２５６は、線３１０に対するトランジスタ２５８、２
６０の２アンペア出力を制御する。抵抗２５６、２６４
の直列組合わせは、線３１０に対するトランジスタ２７
４、２７６の１５０ｍＡ出力を制御する。抵抗２５６、
２６４および２８０の直列組合わせは、線３１０に対す
るトランジスタ２９２、２９４の１０ｍＡ出力を制御
し、抵抗２５６、２６４、２８０および２９６の直列組
合わせは、線３１０に対するトランジスタ３０４、３０
６の２ｍＡ出力を制御する。ダーリントン・トランジス
タは、図示の如く、電流源２５２、２５４、２７０、２
７２、２８８、２９０、２９８、３００を介してバイア
スされる。

【００５１】電圧バイアス源２２０、２３４によりバイ
アスされる増幅器２２２、２３２を含む回路が、トラン
ジスタ２２４、２３０を制御して抵抗２１８に跨るバイ
アス電圧をセットアップする。抵抗２２６、２２８は、
バイアス電圧を設定するように調整され、抵抗２２６
は、回路に対する温度安定性を生じるため温度に感応す
る。

【００５２】要約すれば、これまた調整可能な抵抗であ
る抵抗２１８に跨るバイアス電圧と等しい抵抗２５６、
２６４、２８０、２９６（検出抵抗）に跨る電圧降下を
維持することにより、調整電流が線３１０に与えられ
る。増幅器２３６は、抵抗２１８に跨るバイアス電圧
と、検出抵抗の抵抗列に跨る電圧との間の誤差に応答し
て、トランジスタ２４６を制御する。

【００５３】トランジスタ２４６は、電流源２４４と作
用的に関連させられて制御トランジスタ２４８、２６
６、２８６、３０２を制御する。検出抵抗２５６、２６
４、２８０、２９６に跨る電流が必要以上に大きい時、
検出抵抗に跨って結果として生じる増加電圧は増幅器２
３６の出力を上昇させて、トランジスタ２４６を部分的
にオフにする。トランジスタ２４６は更に制御トランジ
スタ２４８、２６６、２８６、３０２を部分的にオンに
し、これがダーリントン・トランジスタ対（２５８、２
６０）、（２７４、２７６）、（２９２、２９４）、
（３０４、３０６）の電流出力の調整に影響を及ぼす。

【００５４】本回路は下記のように動作する。線３２８
がローである時、トランジスタ３０４、３０６からの僅
か２ｍＡの電流出力が可能状態にされる。線３２８がハ
イの状態にあり線３３０、３３２がローの状態にある
時、ダーリントン・トランジスタ２９２、２９４の僅か
１０ｍＡの出力が可能状態にされる。線３２８がハイで
あり、線３３０がローであり、線３３２がハイである
時、線３１０に対するダーリントン・トランジスタ２７
４、２７６の僅か１５０ｍＡの出力が可能状態にされ
る。線３２８がハイであり、線３３０がハイであり、線
３３２がローである時、線３１０に対するダーリントン
・トランジスタ２５８、２６０の僅か２．１１ｍＡの出
力が可能状態にされる。３本の線３２８、３３０、３３
２の全てがハイである時、全ての電流源はオフにされ
る。

【００５５】電流ミラー２０８は、トランジスタ２４
８、２６６に対して電流を供給し、それ自体が電流源２
１６によりバイアスされる。線２０２は、通常は回路の
標準動作中はハイであり、電流源２１０およびトランジ
スタ２１２、２１４によりバイアスされる。しかし、反
転入力が電圧バイアス２０６によりバイアスされる演算
増幅器２０４は、線３１０の出力電圧レベルに応答し、
これが電圧バイアス２０６により設定されたバイアス・
レベルより高く上昇する時、回路が飽和状態にあり調整
電流出力を提供することができないことを表示する。こ
のような状態においては、トランジスタ２０３が順方向
にバイアスされて回路の飽和状態の表示のため線２０２
をローにさせる。

【００５６】遮断された逆方向バイアスが増幅器２３８
と装置２４０により与えられる。電流源が逆方向バイア
スを与えられる時、線３１０は線２０９における電圧よ
り高く上昇する。この状態は、増幅器２３８からのハイ
の出力を生じ、これがバイアス遮断回路２４０をトリガ
ーし、この回路はＩＣの動作を遮断するため当業者によ
り容易に構成される標準的回路である。

【００５７】装置２４２は、ＩＣの熱遮断を制御する標
準的な熱感応回路である。装置２４２は、回路の温度が
１５０℃より高く上昇する時にハイの信号を出力する電
圧コンパレータと接続された温度感応ＶＶＥトランジス
タを含む。このような回路は、標準的であり、当業者に
は周知である。装置２４２からのハイの信号はフリップ
フロップ２５０をセットし、インバータ２６２により反
転されるその出力が電流源２６８を遮断して２アンペア
の電流源トランジスタ２５８、２６０の出力を禁止す
る。フリップフロップ２５０は、線３２８がローになり
次いで再びハイになるまではリセットすることができな
い。起爆装置が２アンペアの電流の２ミリ秒後に付勢さ
れるように設計される膨張可能補助拘束具装置が提供さ
れるものとする。熱遮断は、２アンペア電流源の動作の
少なくとも４乃至７ミリ秒間は生じないようにセットさ
れねばならない。

【００５８】通常の動作においては、２ｍＡ電流源が付
勢されて、システムの診断目的のため膨張可能補助拘束
具装置に対するバイアスをセットアップする。１５０ｍ
Ａ電流源が、起爆装置のインピーダンスをテストするた
め、各発火サイクル毎に４パルスに対して１Ｈzの５％
デューティ・サイクル方形波により付勢される。図１０
の回路は、以上の記述に従えば、マイクロプロセッサま
たは他の形式の制御装置により制御されるように当業者
により容易に構成することができる。

【００５９】本願が優先権を主張する米国特許出願第０
３３，２３０号における開示、および本願に付随する要
約書が参考のため本文に援用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】膨張可能補助拘束具装置の一部の一実施例を示
す回路図である。

【図２】補助拘束具装置の一実施例を示す回路図であ
る。

【図３】ａは、車両の供給電圧が遮断される展開事象に
おける図２のシステムの貯蔵コンデンサの両端の電圧を
示すグラフである。ｂは、図２のシステムの電流源を制
御するための制御されたパルスを示すグラフである。

【図４】補助拘束具装置の一部の第２の実施例を示す回
路図である。

【図５】図２の膨張可能補助拘束具装置により使用され
るフローチャートである。

【図６】多重膨張可能補助拘束具の展開システムの一実
施例を示す回路図である。

【図７】図６の多重膨張可能補助拘束具の展開中の貯蔵
コンデンサのエネルギ管理を示すグラフである。

【図８】図６の多重膨張可能補助拘束具の展開中の貯蔵
コンデンサのエネルギ管理を示すグラフである。

【図９】図６の多重膨張可能補助拘束具の制御装置によ
り使用されるフローチャートである。

【図１０】制御可能な電流源の一実施例を示す回路図で
ある。

【符号の説明】

１４制御可能電流源１８起爆装置２２電圧セットアップ回路２８等価直列抵抗（ＥＳＲ）３６電圧調整器３８マイクロプロセッサ４０電流源４２起爆装置５６制御可能電流源６０起爆装置６２電気機械的センサ８４電圧調整器８６マイクロプロセッサ８８加速センサ９２制御可能電流源９６制御可能電流源９８展開起爆装置１００展開起爆装置１０４電気機械アクチュエータ２０４演算増幅器２０８電流ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ケビン・デール・キンカードアメリカ合衆国インディアナ州46902，ココモ，ラール・ガーデン・コート 1401 (72)発明者マーク・ウエンデル・ゴーズアメリカ合衆国インディアナ州46902，ココモ，サウス・400・イースト 722

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張可能補助拘束具装置のための制御可
能電流源（５６）と起爆装置（６０）と電気機械的セン
サ（６２）とを含む直列回路を備えていることを特徴と
する膨張可能補助拘束具装置。
【請求項２】電気機械的センサの接点の閉路の後、制
御可能電流源を制御して電流を直列回路に流れさせる制
御手段（６３）を備えていることを特徴とする請求項１
記載の膨張可能補助拘束具装置。
【請求項３】展開電流が電流ループに存在しない間、
起爆装置に対する電流ループ内に接続された電気機械的
アクチュエータを閉路させ、前記起爆装置と電気機械的
センサとに流れて起爆装置を付勢する電流を制御可能電
流源に提供するのに先立ち遅延を生じ、膨張可能補助拘
束具装置を展開させるステップを含むことを特徴とする
方法。
【請求項４】制御信号に応答して自己破壊ではなく調
整電流を提供する手段を含む調整電流源（５６）と、起
爆装置（６０）とを直列に備えていることを特徴とする
膨張可能補助拘束具装置。