JPH072052A

JPH072052A - 膨張可能補助拘束具装置

Info

Publication number: JPH072052A
Application number: JP6048633A
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
Also published as: EP0615887A1

Abstract

(57)【要約】【目的】貯蔵コンデンサ２６の不要な放電を防止する
改善された膨張可能補助拘束装置および方法を提供す
る。【構成】マイクロプロセッサ３８は、制御可能な電流
源４０を制御して、供給ノード３４からの電流を起爆装
置へ供給して膨張可能補助拘束具装置を展開させ、前記
１つの貯蔵コンデンサ２６が、貯蔵エネルギを前記調整
された電圧源３６と、前記制御可能な電流源４０と、マ
イクロプロセッサ・コントローラ３８と、起爆装置４２
とに供給する。

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装置におい
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
してそれを再使用に適さなくする。

【０００４】膨張可能補助拘束装置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、膨張可能補助拘束装置は、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２に記載される如き膨張
可能補助拘束装置を展開させる方法が提供される。

【０００６】幾つかの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
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、装置性能の低下を生じる
ことなく装置が必要とするコンデンサのサイズを少なく
することを可能にする、改善されたエネルギ管理を膨張
可能補助拘束装置に提供することも可能である。

【０００７】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装置を
制御することが可能である。

【０００８】

【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装
置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。

【０００９】本装置は、有利なことには、膨張可能補助
拘束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。

【００１０】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の
展開回路とを含むことが望ましい。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【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。

【００１６】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、展開操作中に
電源の遮断後短時間だけ膨張可能補助拘束装置を動作さ
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。

【００１７】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の両端に跨って接続さ
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１６を有し、線１６上の制御信号に応答して、起爆
装置１８に電流を供給しない状態と、膨張可能補助拘束
装置を展開させるため調整された付勢電流を起爆装置１
８へ供給する状態との間に切換え可能である。

【００１８】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、浪費される貯蔵エネルギ
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。

【００１９】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ボルトの両方で使用されるが、貯
蔵コンデンサの初期電圧レベルは装置の設計者により要
求されるどんなレベルにも設定することができる。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】電圧セットアップ回路２２は、線２０上の
発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。

【００２３】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にダイオード３２を介して給電する。

【００２４】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弁別ルーチンが膨張可能補助拘束
装置の展開が必要かどうかを決定する。

【００２５】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間の期間は、２．５ミ
リ秒である。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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を給電し、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。

【００２９】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３
８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６
２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。

【００３０】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
その簡単さと正確さ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、決定における一意的な冗長性を
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。本装置は、冗長な決定を必要とすること
により、また単一の故障モードが膨張可能補助拘束具の
展開を生じ得ない装置を提供することにより、装置の不
要な展開を防止することを助けることができる。

【００３１】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、
本装置は、膨張可能補助拘束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起爆装置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装置の展開
を生じる。

【００３２】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。

【００３３】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６４
へ戻って新たな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、５６の如き
制御可能電流源へ与えられて膨張可能補助拘束装置を展
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予め定めた量の蓄積されたエネル
ギのみを放出する予め定めた持続時間を有する。

【００３４】図６において、多重装置の膨張可能補助拘
束装置が示される。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。

【００３５】一般に、図示された装置は、ダイオード８
２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３６ボ
ルトに充電されるコンデンサ７８が、装置に対するエネ
ルギ貯蔵源として用いられ、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
れている条件との両方において、マイクロプロセッサ８
６へ電力を供給する。

【００３６】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。

【００３７】線１０１、１０５、１０９は、装置の診断
のため設けられる。装置診断中、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８６へ信
号を与える。

【００３８】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。

【００３９】図７および図８において、図６に示した装
置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の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に跨って引出さ
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。

【００４０】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だけ
起爆装置９８、１００に充分な電流量を与えることを保
証するのに充分な電圧がコンデンサ７８の両端に存在す
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。

【００４１】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。

【００４２】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の
両端の電圧を示している。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
１２４は、乗客側の起爆装置を個々に展開させるコンデ
ンサ７８の両端の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、
１２４は同じレベルにあることになる。

【００４３】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装置
の展開を決定する。時間ｔ₁からｔ₂まで、パルスが線９
４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のパルスが電流源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より機能し続けて、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
ンサの両端におけ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の効果が増加されて、図７における時間ｔ
₁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ＥＳ
Ｒ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の両端の必要充電電圧を低減する。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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に給電するの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。

【００４７】図６に示された装置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（安全尤度を含む近似）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は電気機械センサの両端の電圧降下、Ｖ_drは
運転者側の展開回路の両端の電圧降下、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
１６．５７７ボルトである。

【００４８】（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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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て、回路の２Ａ、１５０ｍＡ、１
０ｍＡおよび２ｍＡの電流源を制御する。電流源２６
８、２７８、２８２、２８４は、トランジスタ２４８、
２６６、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（Ｄａｒ
ｌｉｎｇｔｏｎ）・トランジスタ対（２５８、２６
０）、（２７４、２７６）、（２９２、２９４）および
（３０４、３０６）に接続されている。電流源２６８、
２７８、２８２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。

【００５３】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。

【００５４】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の両端のバ
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２２
６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。

【００５５】要約すれば、これまた調整可能な抵抗であ
る抵抗２１８の両端のバイアス電圧と等しい抵抗２５
６、２６４、２８０、２９６（検出抵抗）の両端の電圧
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。

【００５６】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の両端の電流が必要以上に大きい
時、検出抵抗の両端に結果として生じる増加電圧は増幅
器２３６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（２５
８、２６０）、（２７４、２７６）、（２９２、２９
４）、（３０４、３０６）の電流出力の調整に影響を及
ぼす。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】通常の動作においては、２ｍＡ電流源が付
勢されて、装置の診断目的のため膨張可能補助拘束装置
に対するバイアスをセットアップする。１５０ｍＡ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。

【００６２】本願が優先権を主張する米国特許出願第０
３３，７３６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。

【００６３】本発明の他の特質については、係属中の弊
日本国特許出願第号に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】膨張可能補助拘束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の装置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の装置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装置の一実施例
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】ダイオード（３０）を介して供給ノード
（３４）に接続された車両電源端子（２０）と、車両の
電源端子と１つの貯蔵コンデンサ（２６）との間に接続
されたセットアップ電圧供給端子（２２）と、前記１つ
の貯蔵コンデンサを前記供給ノードに接続するダイオー
ド（３２）と、前記供給ノードに接続されて電力をコン
トローラ（３８）へ供給する調整電圧源（３６）と、前
記供給ノードから電力を受取るように接続されかつ制御
線（３９）を介して前記コントローラに接続された制御
可能な電流源（４０）と、該制御可能な電流源と直列の
展開起爆装置（４２）とを設け、前記コントローラが前
記制御可能な電流源を制御するように動作して前記供給
ノードからの電流を前記起爆装置に供給して膨張可能補
助拘束具装置を展開させ、前記１つの貯蔵コンデンサが
貯蔵エネルギを前記調整電圧源と、前記制御可能な電流
源と、前記マイクロプロセッサ・コントローラと、前記
起爆装置とに供給するよう動作することを特徴とする膨
張可能補助拘束具装置。
【請求項２】車両の電源と１つのエネルギ貯蔵コンデ
ンサ（２６）とを供給ノード（３４）に接続し、車両の
電源の遮断時に、専ら前記１つのエネルギ貯蔵コンデン
サから電力を制御装置（３８）と、第１の起爆装置（４
２、９８）に対する第１の電流源（４０、９２）と、第
１の起爆装置とに給電するステップを含むことを特徴と
する膨張可能補助拘束具装置を展開させる方法。
【請求項３】車両の電源の遮断時に、専ら１つのエネ
ルギ貯蔵コンデンサから第２の起爆装置（１００）に対
する第２の電流源（９６）に給電するステップを含むこ
とを特徴とする請求項２記載の方法。