エアバッグ点火回路および集積回路装置
【課題】 スクイブを点火するドライバでの電力損失を低減することができるエアバッグ点火回路および集積回路装置を提供する。
【解決手段】 降圧制御部２１は、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、昇圧コンバータ１０が昇圧した電圧がドレインに印加されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＴｒ２をオンオフして、出力電流が予め定める電流値になるように制御する。降圧制御部２１は、点火ＩＣ３０から第３の入力に入力されるＥＮ信号である点火信号が指示されている期間、出力電流を出力する。点火ＩＣ３０のハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２は、点火信号が指示されている期間、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオンとし、スクイブ８を点火する。
【解決手段】 降圧制御部２１は、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、昇圧コンバータ１０が昇圧した電圧がドレインに印加されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるトランジスタＴｒ２をオンオフして、出力電流が予め定める電流値になるように制御する。降圧制御部２１は、点火ＩＣ３０から第３の入力に入力されるＥＮ信号である点火信号が指示されている期間、出力電流を出力する。点火ＩＣ３０のハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２は、点火信号が指示されている期間、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオンとし、スクイブ８を点火する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグを作動させるための点火装置に点火するエアバッグ点火回路および集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の技術によるエアバッグ点火回路９の構成を示す図である。エアバッグ点火回路９は、バッテリ７の電圧を、ダイオードＤ１を介してバッテリ７に接続される昇圧コンバータ１０によって昇圧し、昇圧した電圧でバックアップコンデンサであるコンデンサＣ２に電荷を蓄積する。エアバッグ点火回路９は、コンデンサＣ２に蓄積した電荷によって点火装置であるスクイブ８を点火するので、車両の衝突などによってバッテリ７の電力が供給されなくなっても、エアバッグを作動させることができる。
【０００３】
昇圧コンバータ１０は、ダイオードＤ１に直列に接続されるコイルＬ１、コイルＬ１に直列に接続されるダイオードＤ２、ダイオードＤ２の出力側に接続されるバックアップコンデンサであるコンデンサＣ２、コイルＬ１とダイオードＤ２の接続点に接続されるＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）によって構成されるトランジスタＴｒ１、およびコンデンサＣ２の電圧が所定の昇圧された電圧になるように、トランジスタＴｒ１の導通および遮断を制御する昇圧制御部１１とを含んで構成されている。ダイオードＤ１とコイルＬ１との接続点に平滑コンデンサであるコンデンサＣ１が接続されている。昇圧コンバータ１０によってコンデンサＣ２に蓄積される電荷による電圧を、バッテリ７の電圧よりも高電圧にすることによって、コンデンサＣ２の静電容量を小さくしている。
【０００４】
昇圧コンバータ１０の出力は、逆流防止のためのダイオードＤ４を介して点火集積回路（以下「点火ＩＣ」という）９０の接続端子３９２に接続されている。点火ＩＣ９０は、ハイサイドドライバ９１およびローサイドドライバ３２を含んで構成されている。点火ＩＣ９０の接続端子３９３と接続端子３９４との間にスクイブ８が接続され、接続端子３９５は、接地されている。ハイサイドドライバ９１は、定電流制御部９１１およびトランジスタＴｒ３を含み、ローサイドドライバ３２は、ドライバ３２１およびトランジスタＴｒ４を含んで構成されている。トランジスタＴｒ３は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが接続端子３９２に接続され、ソースが接続端子３９３に接続され、ゲートが定電流制御部９１１に接続されている。トランジスタＴｒ４は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが接続端子３９４に接続され、ソースが接続端子３９５に接続され、ゲートがドライバ３２１に接続されている。
【０００５】
点火信号が指示されると、定電流制御部９１１は、トランジスタＴｒ３を導通状態（以下「オン」という）とし、ドライバ３２１は、トランジスタＴｒ４をオンとし、スクイブ８に点火する。定電流制御部９１１は、トランジスタＴｒ３に流れる電流を所定の電流値として、必要以上の電流をスクイブ８に流さないようにしている。
【０００６】
特許文献１に記載されるエアバッグ点火回路は、図１に示したエアバッグ点火回路９と同様に、定電流制御を行ってハイサイドドライバを駆動するエアバッグ点火回路である。このエアバッグ点火回路は、電源電圧をバックアップコンデンサによって充電し、定電流制御を行うことによって、スクイブに流す電流の電流値を一定にするものである。
【０００７】
特許文献２に記載されるエアバッグ装置用点火電流制限回路は、ハイサイドドライバおよびローサイドドライバの２つのドライバではなく、１つのドライバによってスクイブを点火する構成である。このエアバッグ装置用点火電流制限回路は、バッテリからの電荷をコンデンサに蓄え、点火電流制限回路によって、スクイブに流す電流の電流値を一定にするものである。
【０００８】
特許文献３に記載されるエアバッグ作動装置は、定電流制御を行わずに、昇圧回路によって昇圧した電圧でバックアップコンデンサに充電し、１つのドライバによってスクイブを点火する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８８７４８号公報
【特許文献２】特開平１１−７８７７１号公報
【特許文献３】特開２００６−４４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２は、エアバッグ点火回路９での電圧損失を説明するための図である。昇圧コンバータ１０がバッテリ７の電圧１２Ｖ（ボルト）を２５Ｖに昇圧し、ダイオードＤ４の電圧降下Ｖ１を１Ｖ、スクイブ８の抵抗値を２Ω（オーム）、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のオン抵抗の抵抗値を１Ω、定電流制御部９１１によってスクイブ８に流す電流値を１．２Ａ（アンペア）とすると、スクイブ８での電圧降下Ｖ３は、２Ω×１．２Ａ＝２．４Ｖであり、ローサイドドライバでの電圧降下Ｖ４は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖであり、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、（昇圧コンバータの出力電圧）−Ｖ１−Ｖ３−Ｖ４＝２５Ｖ−１Ｖ−２．４Ｖ−１．２Ｖ＝２０．４Ｖである。
【００１１】
ローサイドドライバ３２での電力損失は、Ｖ４×１．２Ａ＝１．２Ｖ×１．２Ａ＝１．４４Ｗ（ワット）であるが、ハイサイドドライバ９１での電力損失は、Ｖ２×１．２Ａ＝２０．４Ｖ×１．２Ａ＝２４．４８Ｗ（ワット）である。すなわち、点火信号が指示されている時間が２ｍｓ（ミリ秒）であるとすると、２ミリ秒の間、ハイサイドドライバ９１で２４．４８Ｗの電力損失が発生する。バッテリ７の電圧１２Ｖでスクイブ８を点火する場合は、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、１２Ｖ−４．６Ｖ＝７．４Ｖであり、電力損失は、７．４Ｖ×１．２Ａ＝８．８４Ｗである。したがって、昇圧コンバータで昇圧した電圧でスクイブ８を点火する場合は、バッテリ７の電圧でスクイブ８を点火する場合よりも、３倍近い電力損失がハイサイドドライバ９１に発生する。
【００１２】
ハイサイドドライバ９１での電力損失が大きいので、トランジスタＴｒ３として、過大な電力でも破壊されない大きさのトランジスタを用いる必要があり、また大きな電力が必要であるので、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の静電容量を大きくしなければならない。
【００１３】
特許文献１に記載されるエアバッグ点火回路および特許文献２に記載されるエアバッグ装置用点火電流制限回路は、昇圧コンバータを用いて昇圧した電圧でバックアップコンデンサを充電するものではなく、ドライバでの電圧降下は、昇圧コンバータを用いた場合よりも小さく、電力損失も小さい。しかしながら、図１に示したエアバッグ点火回路９は、昇圧コンバータ１０を用いてバックアップコンデンサの電圧を高くしているので、ハイサイドドライバ９１での電圧降下が大きくなり、電力損失も大きいという問題がある。特許文献３に記載されるエアバッグ作動装置も昇圧回路を用いてバックアップコンデンサの電圧を高くしているので、同じ問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、スクイブを点火するドライバでの電力損失を低減することができるエアバッグ点火回路および集積回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明（１）は、直流電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
昇圧部によって昇圧された電圧が印加され、負荷への出力電流を出力する電流出力部と、
点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流す点火部とを含むエアバッグ点火回路であって、
前記電流出力部は、
出力電流の電流値を検出する電流検出部と、
電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値を予め定める電流値に制御する制御部とを含み、
前記点火部は、スクイブに流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部を含むことを特徴とするエアバッグ点火回路。
【００１６】
また本発明（７）は、前記エアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部および点火部と、
前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号を生成するセーフィング制御部とを含んで集積化したことを特徴とする集積回路装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明（１）によれば、昇圧部によって、直流電源からの電圧が昇圧され、昇圧部によって昇圧された電圧が印加される電流出力部によって、負荷への出力電流が出力され、点火部によって、点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流がスクイブに流される。前記電流出力部は、電流検出部および制御部を含み、前記点火部は、電流制限部を含む。電流検出部によって、出力電流の電流値が検出され、制御部によって、電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値が予め定める電流値に制御される。そして、電流制限部によって、スクイブに流す電流が予め定める第２の電流値未満に制限される。
【００１８】
したがって、電流出力部によって、スクイブを点火するために必要な出力電流を供給するので、昇圧部によって昇圧された電圧をそのまま点火部に印加することがなく、点火部、具体的にはスクイブを点火するドライバでの電力損失を低減することができる。さらに、スクイブの点火部を並列接続した場合でも、各スクイブに予め定める第２の電流値以上の電流が流れることを防止することができ、電力損失の増加を防止することができる。また、点火するために最低限必要な電流を各スクイブに流すことができる。
【００１９】
また本発明（７）によれば、前記エアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部、および点火部と、セーフィング制御部によって、前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号が生成される。したがって、前記エアバッグ点火回路の一部を集積化した回路としているので、エアバッグ点火回路の小型化および高信頼性化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の技術によるエアバッグ点火回路９の構成を示す図である。
【図２】エアバッグ点火回路９の電力損失を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態であるエアバッグ点火回路１の構成を示す図である。
【図４】エアバッグ点火回路１の電力損失を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の第２の形態であるエアバッグ点火回路１ａの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態であるエアバッグ点火回路１ｂの構成を示す図である。
【図７】定電流降圧コンバータ２０ａの構成を示す図である。
【図８】定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃの構成を示す図である。
【図９】電流低下信号と電流値切換信号との関係を示すタイムチャートである。
【図１０】点火ドライバ駆動信号とコンバータ駆動信号との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の第４の形態であるエアバッグ点火回路１ｃの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の第５の形態であるエアバッグ点火回路１ｄの構成を示す図である。
【図１３】点火ＩＣ３０ｅを用いた制御ユニット５０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図３は、本発明の実施の第１の形態であるエアバッグ点火回路１の構成を示す図である。エアバッグ点火回路１は、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０、点火集積回路（以下「点火ＩＣ」という）３０を含んで構成されている。
【００２２】
ダイオードＤ１は、アノードが直流電源、たとえば車両に搭載されるバッテリ７に接続され、カソードがコンデンサＣ１の一端、および昇圧コンバータ１０の入力側に接続されている。コンデンサＣ１は、たとえば電界コンデンサによって構成される平滑コンデンサであり、一端がダイオードＤ１のカソード、および昇圧コンバータ１０の入力側に接続され、他端が接地されている。
【００２３】
昇圧部である昇圧コンバータ１０は、コイルＬ１、ダイオードＤ２、コンデンサＣ２、トランジスタＴｒ１および昇圧制御部１１を含んで構成され、バッテリ７の電圧、たとえば１２Ｖ（ボルト）からダイオードＤ１の電圧降下分を減算した電圧を、たとえば２５Ｖまで昇圧する。コイルＬ１は、一端がダイオードＤ１のカソード、およびコンデンサＣ１の一端に接続され、他端がダイオードＤ２のアノード、およびトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがコイルＬ１の他端、およびトランジスタＴｒ１のドレインに接続され、カソードがコンデンサＣ２の一端、および定電流降圧コンバータ２０の入力側に接続されている。コンデンサＣ２は、たとえば電界コンデンサによって構成されるバックアップコンデンサであり、一端がダイオードＤ２のカソード、および定電流降圧コンバータ２０の入力側に接続され、他端が接地されている。
【００２４】
トランジスタＴｒ１は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor）であり、ドレインがコイルＬ１の他端、およびダイオードＤ２のアノードに接続され、ソースが接地され、ゲートが昇圧制御部１１の出力に接続されている。昇圧制御部１１は、トランジスタＴｒ１を導通状態（以下「オン」という）および遮断状態（以下「オフ」という）のうちのいずれかの状態に切り換えることによって、コンデンサＣ２に蓄積する電荷による電圧を、コイルＬ１に印加される電圧よりも高い電圧に昇圧する。
【００２５】
電流出力部である定電流降圧コンバータ２０は、トランジスタＴｒ２、ダイオードＤ３、コイルＬ２、抵抗素子Ｒ１、コンデンサＣ３および降圧制御部２１を含んで構成されている。トランジスタＴｒ２は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、入力部であるドレインが昇圧コンバータ１０の出力側、具体的には、ダイオードＤ２のカソード、およびコンデンサＣ２の一端に接続され、出力部であるソースがダイオードＤ３のカソード、およびコイルＬ２の一端に接続され、ゲートが降圧制御部２１の出力に接続されている。
【００２６】
ダイオードＤ３は、アノードが接地され、カソードがトランジスタＴｒ２のソース、およびコイル２の一端に接続されている。コイルＬ２は、一端がトランジスタＴｒ２のソース、およびダイオードＤ３のカソードに接続され、他端が抵抗素子Ｒ１の一端、および降圧制御部２１の第１の入力に接続されている。抵抗素子Ｒ１は、一端がコイルＬ２の他端、および降圧制御部２１の第１の入力に接続され、他端がコンデンサＣ３の一端、ダイオードＤ４のアノード、および降圧制御部２１の第２の入力に接続されている。コンデンサＣ３は、たとえば電界コンデンサによって構成される平滑コンデンサであり、一端が抵抗素子Ｒ１の他端、ダイオードＤ４のアノード、および降圧制御部２１の第２の入力に接続され、他端が接地されている。
【００２７】
電流検出部および制御部である降圧制御部２１は、３つの入力、つまり第１〜第３の入力を含み、第１の入力が、コイルＬ２の他端、および抵抗素子Ｒ１の一端に接続され、第２の入力が抵抗素子Ｒ１の他端、コンデンサＣ３の一端、およびダイオードＤ４のアノードに接続され、第３の入力が、点火ＩＣ３０に接続され、出力がトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。抵抗素子Ｒ１は、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出するための抵抗素子である。
【００２８】
降圧制御部２１は、従来の技術によるスイッチング電源に用いられる回路構成と同じ回路構成であり、詳細な説明は省略する。降圧制御部２１は、抵抗素子Ｒ１の両端の電位差に基づいて、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、出力電流が予め定める電流値、たとえば１．２Ａ（アンペア）になるように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御する。さらに、降圧制御部２１は、点火ＩＣ３０から第３の入力に入力される後述するイネーブル信号（以下、「ＥＮ信号」という）が指示されている期間、出力電流を出力する。定電流降圧コンバータ２０は、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点から出力電流を出力し、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点の電圧を出力電圧として出力する。
【００２９】
ダイオードＤ４は、逆流を防止するためのダイオードであり、アノードが抵抗素子Ｒ１の他端、コンデンサＣ３の一端、および降圧制御部２１の第２の入力に接続され、カソードが点火ＩＣ３０に接続されている。
【００３０】
点火ＩＣ３０は、ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２を含んで構成される集積化された回路であり、接続端子３９１〜３９５を含む接続端子が形成されている。ハイサイドドライバ３１は、ドライバ３１１およびトランジスタＴｒ３を含んで構成されている。ドライバ３１１は、入力に点火信号が入力され、出力がトランジスタＴｒ３のゲートに接続されている。トランジスタＴｒ３は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ゲートがドライバ３１１の出力に接続され、ドレインが接続端子３９２に接続され、ソースが接続端子３９３に接続されている。
【００３１】
ローサイドドライバ３２は、ドライバ３２１およびトランジスタＴｒ４を含んで構成されている。ドライバ３２１は、入力に点火信号が入力され、出力がトランジスタＴｒ４のゲートに接続されている。トランジスタＴｒ４は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ゲートがドライバ３２１の出力に接続され、ドレインが接続端子３９４に接続され、ソースが接続端子３９５に接続されている。ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２は、点火部である。
【００３２】
接続端子３９２は、ダイオードＤ４のカソードに接続される。すなわち、トランジスタＴｒ３のドレインには、ダイオードＤ４から供給される定電流降圧コンバータ２０の出力電流がダイオードＤ４を介して供給され、定電流降圧コンバータ２０の出力電圧からダイオードＤ４の電圧降下分の電圧を減算した電圧がトランジスタＴｒ３のドレインに印加される。接続端子３９３は、点火装置であるスクイブ８の一端に接続され、接続端子３９４は、スクイブ８の他端に接続され、接続端子３９５は、接地されている。したがって、トランジスタＴｒ３およびトランジスタＴｒ４がオンであると、定電流降圧コンバータ２０の出力電流がスクイブ８に流れ、スクイブ８を点火することができる。
【００３３】
点火信号は、車両が衝突したことを示す信号である。点火信号が指示されると、具体的には、点火信号がハイレベルになると、ドライバ３１１，３２１ともにハイレベルを出力するので、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はオンとなる。点火信号が指示されないと、具体的には、点火信号がローレベルになると、ドライバ３１１，３２１ともにローレベルを出力するので、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はオフとなる。点火信号は、接続端子３９１に接続される降圧制御部２１の第３の入力にも、ＥＮ信号として入力されている。降圧制御部２１は、ＥＮ信号が指示されていると、出力電流を出力し、ＥＮ信号が指示されていないと、出力電流を出力しない。
【００３４】
図４は、エアバッグ点火回路１の電力損失を説明するための図である。昇圧コンバータ１０が昇圧した電圧を２５Ｖとし、ダイオードＤ４の電圧降下Ｖ１を１Ｖ、スクイブ８の抵抗値を２Ω（オーム）、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のオン抵抗の抵抗値を１Ω、定電流降圧コンバータ２０の出力電流の電流値を１．２Ａとすると、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖであり、スクイブ８での電圧降下Ｖ３は、２Ω×１．２Ａ＝２．４Ｖであり、ローサイドドライバでの電圧降下Ｖ４は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖである。
【００３５】
ローサイドドライバ３２およびハイサイドドライバ９１での電力損失はともに、１．２Ｖ×１．２Ａ＝１．４４Ｗ（ワット）である。図１に示したエアバッグ点火回路９は、図２で説明したように、ハイサイドドライバ９１での電力損失が２４．４８Ｗであるが、図３に示したエアバッグ点火回路１は、１．４４Ｗとなり、電力損失を大幅に低減することができる。
【００３６】
また、供給すべき電力を低減することができるので、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の静電容量も小さくすることができる。たとえば、定電流降圧コンバータ２０の電力効率を８０％とし、定電流降圧コンバータ２０への入力電圧が８Ｖ以上で動作可能とすると、最低限必要なコンデンサＣ２の静電容量は、図１に示したエアバッグ点火回路９では、１４１μＦ（ファラッド）であるが、図３に示したエアバッグ点火回路１では、５２μＦでよい。したがって、コンデンサＣ２の大きさも小さくすることができ、エアバッグ点火回路１を小型化することができる。
【００３７】
図５は、本発明の実施の第２の形態であるエアバッグ点火回路１ａの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ａは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０、点火ＩＣ３０ａを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ａの構成要素のうち図３に示したエアバッグ点火回路１の構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００３８】
エアバッグ点火回路１ａは、４つのスクイブ８を点火するために、４つの点火回路３４を有する点火ＩＣ３０ａを、図３に示した点火ＩＣ３０の代わりに用いる。点火ＩＣ３０ａは、点火制御部３３、および４つの点火回路３４を含んで構成されている。以下、４つの点火回路のそれぞれを、点火回路３４ａ〜３４ｄといい、４つのスクイブ８のそれぞれを、スクイブ８ａ〜８ｄという。図５に示した点火ＩＣ３０ａは、４つの点火回路３４ａ〜３４ｄを示しているが、４つに限定されるものではなく、スクイブの数と同じ数の点火回路が設けられる。点火制御部３３は、点火信号が指示されると、各点火回路３４に同じ時間帯に同時に点火を指示する点火ドライバ駆動信号を出力するとともに、ＥＮ信号を接続端子３９１に接続される降圧制御部２１の第３の入力に出力する。点火する時間帯は、たとえば２ミリ秒である。
【００３９】
点火回路３４ａは、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバ３２から構成されている。ハイサイドドライバ３１ａは、図３に示したハイサイドドライバ３１のドライバ３１１の代わりに電流制限部３１２を用いる。点火回路３４ａの接続端子３９３と接続端子３９４との間にスクイブ８ａが接続されている。電流制限部３１２は、図１に示した従来の技術である定電流制御部９１１の回路構成と同じ回路構成であり、説明は省略する。電流制限部３１２は、トランジスタＴｒ３のゲート電圧を制御することによって、トランジスタＴｒ３を流れる電流の電流値を予め定める第２の電流値未満となるように制御する。予め定める第２の電流値は、たとえば１．３Ａである。
【００４０】
点火回路３４ｂ〜３４ｄは、点火回路３４ａと同じ回路構成であり、重複を避けるために説明は省略する。ダイオードＤ４のカソードは、点火回路３４ｂ〜３４ｄの各接続端子３９２に接続され、点火回路３４ｂ〜３４ｄには、それぞれスクイブ８ｂ〜８ｄが接続されている。点火回路３４は、点火部である。
【００４１】
各点火回路３４および各スクイブ８にはインピーダンスのばらつきがあり、電流制限部３１２を用いないと、点火回路３４のインピーダンスとスクイブ８のインピーダンスの合計が最も小さいインピーダンスの点火回路３４に電流が集中し、他の点火回路に必要な電流を流すことができない。電流制限部３１２を用いることによって、各点火回路３４に流れる電流の電流値を予め定める第２の電流値未満に制限することができ、いずれの点火回路３４にも電流を集中させることなく、スクイブ８を点火するために必要な予め定める第３の電流値以上の電流を流すことができる。予め定める第３の電流値は、たとえば１．２Ａである。
【００４２】
定電流降圧コンバータ２０が出力する出力電流の電流値は、スクイブ８が４つの場合、予め定める第２の電流値を３倍した電流値に、予め定める第３の電流値を加算した電流値とする。したがって、すべての点火回路３４に予め定める第３の電流値、たとえば１．２Ａ以上の電流を流すことができる。
【００４３】
そして、すべての点火回路３４に予め定める第３の電流値以上の電流を流すことができるので、すべてのスクイブ８を点火することができ、点火しないスクイブ８が残らないので、定電流降圧コンバータ２０の出力電圧が上昇することもない。したがって、いずれの点火回路３４の電力損失も小さく抑えることができる。たとえば点火回路３４に流れる電流の電流値を１．３Ａとしても、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４での電力損失は、いずれも１．３Ａ×１．３Ａ×１Ω＝１．６９Ｗであり、従来の技術による電力損失２４．４８Ｗよりも大幅に小さい。
【００４４】
図５に示したエアバッグ点火回路１ａでは、電流制限部３１２をハイサイドドライバ３１ａに用いたが、ローサイドドライバ３２に用いてもよい。ローサイドドライバ３２に用いても、ハイサイドドライバ３１ａに用いた場合の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図６は、本発明の実施の第３の形態であるエアバッグ点火回路１ｂの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｂは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０ａおよび点火ＩＣ３０ｂを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ａの構成要素のうち図５に示したエアバッグ点火回路１ａの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００４６】
エアバッグ点火回路１ｂは、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ８の数に応じて、定電流降圧コンバータ２０ａの出力電流を変化させるために、図５に示した点火ＩＣ３０ａの代わりに点火ＩＣ３０ｂを用い、図５に示した定電流降圧コンバータ２０の代わりに定電流降圧コンバータ２０ａを用い、電流切換信号を点火ＩＣ３０ｂから定電流降圧コンバータ２０ａに送る構成としている。
【００４７】
点火ＩＣ３０ｂは、図５に示した点火制御部３３の代わりに点火制御部３３ａを用いる。点火数生成部である点火制御部３３ａは、入力される点火信号に基づいて、コンバータ駆動信号、点火ドライバ駆動信号、および電流切換信号を出力する。コンバータ駆動信号は、接続端子３９１に接続される定電流降圧コンバータ２０ａの第３の入力にＥＮ信号として出力される。点火ドライバ駆動信号は、点火回路３４ａ〜３４ｄに、それぞれ個別の信号として送られる。コンバータ駆動信号は、点火制御部３３が出力するＥＮ信号と同じ信号であり、点火ドライバ駆動信号は、点火制御部３３が出力する点火ドライバ駆動信号と同じ信号である。電流切換信号は、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を表す信号であり、点火制御部３３ａから接続端子３９６に接続される定電流降圧コンバータ２０ａに送られる。
【００４８】
図３および図５に示した点火信号は、点火を指示する期間出力される信号であるが、点火制御部３３ａに入力される点火信号は、点火開始および点火終了がパルス状の信号として指示され、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報がシリアル信号として指示される。スクイブ識別情報は、各スクイブ８を識別するための情報である。
【００４９】
点火制御部３３ａは、点火信号から、点火開始指示、点火終了指示、および同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報を取得する。点火制御部３３ａは、点火開始指示および点火終了指示に基づいて、コンバータ駆動信号を出力し、点火開始指示、点火終指示了、および同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、点火ドライバ駆動信号を出力し、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を算出し、算出したスクイブ数を電流切換信号として出力する。
【００５０】
定電流降圧コンバータ２０ａは、図５に示した降圧制御部２１の代わりに降圧制御部２１ａを用いる。降圧制御部２１ａは、第１〜第３の入力に加えて、第４の入力を有し、第４の入力は、接続端子３９６に接続されている。第４の入力には、接続端子３９６を介して、点火制御部３３ａからの電流切換信号が入力される。図６では、電流切換信号の信号線として２本の信号線を示しているが、３本以上であってもよいし、１本の信号線でシリアル信号として電流切換信号を送ってもよい。
【００５１】
降圧制御部２１ａは、第４の入力に入力される電流値切換信号が示すスクイブ数に応じた出力電流を出力する。具体的には、電流値切換信号が示すスクイブ数をｎとし、予め定める第２の電流値を１．３Ａ、予め定める第３の電流値を１．２Ａとするとき、出力電流は、１．３Ａ×（ｎ−１）＋１．２Ａである。
【００５２】
図７は、定電流降圧コンバータ２０ａの構成を示す図である。定電流降圧コンバータ２０ａに含まれる降圧制御部２１ａは、定電流制御部２１１、電圧検出コンパレータ２１２および定電圧源２１３を含んで構成されている。
【００５３】
定電流制御部２１１は、定電流降圧コンバータ２０への第１〜第４の入力がそのまま入力され、電圧検出コンパレータ２１２の出力も入力されている。定電流制御部２１１の出力は、定電流降圧コンバータ２０ａの出力として、トランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。電圧検出部である電圧検出コンパレータ２１２は、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点の電圧と、定電圧源２１３の電圧とを比較し、出力電圧が定電圧源２１３の電圧以上になると、出力電圧が定電圧源２１３の電圧以上になったことを示す高電圧検出信号を定電流制御部２１１に送る。
【００５４】
定電流制御部２１１は、従来の技術によるスイッチング電源に用いられる回路構成と同じ回路構成であり、詳細な説明は省略する。定電流制御部２１１は、抵抗素子Ｒ１の両端の電位差から抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を算出し、算出した電流値に基づいて、出力電流が予め定める電流値になるように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御し、ＥＮ信号が指示されている期間、出力電流を出力する。そして、電圧検出コンパレータ２１２から高電圧検出信号を受けると、出力電圧を定電圧源２１３の電圧以上にならないように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御する。定電流降圧コンバータ２０ａは、出力電圧を予め定める電圧、たとえば５．８Ｖになるように制御するので、定電圧源２１３の電圧を、５．８Ｖよりも少し高い値、たとえば６Ｖに設定しておけば、出力電圧が５．８Ｖ以上に上昇しても、最大でも６Ｖに抑えることができるので、電力損失を小さく抑えることができる。
【００５５】
スクイブ８は、点火後開放状態となり、点火前に流れていた電流が流れなくなる。定電流降圧コンバータ２０ａが出力しようとしている電流の電流値よりも、点火していないスクイブ８に流れる合計の電流の電流値が小さくなるので、出力電圧が上昇するが、定電流制御部２１１が出力電圧を定電圧源２１３の電圧以上にならないように制御するので、定電流降圧コンバータ２０ａの出力電圧が昇圧コンバータ１０の出力電圧まで上昇することはなく、点火回路３４での電圧損失の増大を抑えることができる。
【００５６】
図８は、定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃの構成を示す図である。定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、図６に示した定電流降圧コンバータ２０ａおよび点火ＩＣ３０ｂの代わりに用いられる。定電流降圧コンバータ２０ｂの構成要素は、定電流降圧コンバータ２０ａの構成要素と同じ構成要素であるが、電圧検出コンパレータ２１２の出力が、点火ＩＣ３０にも接続されている。
【００５７】
点火ＩＣ３０ｃは、図６に示した点火ＩＣ３０ｂにタイマ部３５を追加し、点火制御部３３ａに代えて点火制御部３３ｃを用いる。点火制御部３３ｃは、点火制御部３３ａが出力するＥＮ信号および点火ドライバ駆動信号と同じ信号を出力する。さらに、点火制御部３３ｃは、同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数を示す電流値切換信号を出力するが、タイマ部３５から電流低下信号が指示されるたびに、電流値切換信号で出力するスクイブの数を１ずつ減らす。
【００５８】
電流値切換信号生成部であるタイマ部３５は、電圧検出コンパレータ２１２から高電圧検出信号が出力され、高電圧検出信号の出力が継続する間、高電圧検出信号が出力されてから予め定める時間が経過するたびに、パルス状の電流低下信号を出力する。
【００５９】
図９は、電流低下信号と電流値切換信号との関係を示すタイムチャートである。点火信号は、シリアル信号の場合を示し、時刻ｔ１に点火開始が指示されると、点火制御部３３ｃは、電流値切換信号で、たとえばスクイブ数「４」を指示する。少なくともいずれか１つのスクイブ８が点火すると、点火したスクイブ８に電流が流れなくなる。定電流降圧コンバータ２０ｂは、予め定める電流値の出力電流を出力しようとするが、実際に流れる電流は少なくなるので、出力電圧が上昇する。
【００６０】
出力電圧が上昇し、定電圧源２１３の電圧以上になると、電圧検出コンパレータ２１２は、高電圧検出信号を出力する。タイマ部３５は、電圧検出コンパレータ２１２が時刻ｔ２に高電圧検出信号を出力すると、高電圧検出信号が出力されている間、高電圧検出信号が出力されてから予め定める時間Ｔ１が経過するたびに、パルス状の電流低下信号を出力する。
【００６１】
タイマ部３５は、たとえば時刻ｔ２から時間Ｔ１が経過した時刻ｔ３にパルス状の電流低下信号を出力する。点火制御部３３ｃは、時刻ｔ３の電流低下信号によって、スクイブ数を「４」から「３」に減算した電流値切換信号を出力する。定電流降圧コンバータ２０ｂは、点火制御部３３ｃからスクイブ数が「３」の電流値切換信号を受けると、スクイブ数「４」の出力電流をスクイブ数「３」の出力電流に減らす。定電流降圧コンバータ２０ｂがスクイブ数「４」の出力電流からスクイブ数「３」の出力電流に減らしても、電圧検出コンパレータ２１２が高電圧検出信号を出力し続けていると、タイマ部３５は、時刻ｔ３から時間Ｔ１が経過した時刻ｔ４にパルス状の電流低下信号を出力する。
【００６２】
点火制御部３３ｃは、時刻ｔ４の電流低下信号によって、スクイブ数を「３」から「２」に減算した電流値切換信号を出力する。定電流降圧コンバータ２０ｂが時刻ｔ４でのスクイブ数「２」を示す電流値切換信号によって、スクイブ数「３」の出力電流からスクイブ数「２」の出力電流に減らしたことによって、出力電圧が定電圧源２１３の電圧未満になると、高電圧信号は出力されなくなり、それ以後、電流低下信号も出力されない。
【００６３】
このように、定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、スクイブ８に点火することによって、出力電圧が上昇するとき、出力電流を段階的に少なくして、出力電圧の上昇を抑えるので、点火回路３４での電力損失を低減することができ、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２に蓄積されているエネルギを節約することができる。
【００６４】
図８に示した定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、高電圧検出信号が出力されたとき、スクイブ数の減算を点火ＩＣ３０ｃの点火制御部３３ｃで行って定電流降圧コンバータ２０ｂに指示しているが、タイマ部３５を降圧制御部２１ｂに設けて、タイマ部３５の出力に応答して定電流制御部２１１がスクイブ数の減算を行う構成としてもよい。
【００６５】
図１０は、点火ドライバ駆動信号とコンバータ駆動信号との関係を示すタイムチャートである。点火信号は、時刻ｔ５に点火開始を指示するパルスを出力し、時刻ｔ７に点火終了を指示するパルスを出力している。点火制御部３３ａまたは点火制御部３３ｃは、時刻ｔ５の点火開始指示から時刻ｔ８までの期間、点火ドライバ駆動信号を出力し、時刻ｔ６から点火終了指示の時刻ｔ７までの期間、コンバータ駆動信号、つまりＥＮ信号を出力する。時刻ｔ６は、時刻ｔ５から予め定める第１の遅延時間Ｔ２が経過した時刻であり、時刻ｔ８は、時刻ｔ７から予め定める第２の遅延時間Ｔ３が経過した時刻である。
【００６６】
定電流降圧コンバータ２０ａおよび定電流降圧コンバータ２０ｂは、時刻ｔ６にコンバータ駆動信号が出力されると、出力電流（図では「コンバータ出力電流」と記す）および出力電圧（図では「コンバータ出力電圧」と記す）を出力する。
【００６７】
このように、点火を開始するときは、点火ドライバ駆動信号の出力を開始して、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバの駆動を開始した後、つまりトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオンにした後、コンバータ駆動信号の出力を開始して、出力電流および出力電圧の出力を開始する。そして、点火を終了するときは、コンバータ駆動信号の出力を停止して、出力電流および出力電圧の出力を停止した後、点火ドライバ駆動信号の出力を停止して、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバの駆動を停止、つまりトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオフにする。したがって、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４がオンにされていないことによって電流が流れず、出力電圧が上昇することを抑えることができる。たとえば、電圧検出コンパレータ２１２が設けられない場合、図１０に示すタイミングチャートの順序ではなく、ドライバを駆動するよりも前に出力電流を出力すると、出力電圧が、昇圧コンバータ１０が昇圧する電圧まで上昇し、電圧損失が大きくなる。
【００６８】
図１１は、本発明の実施の第４の形態であるエアバッグ点火回路１ｃの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｃは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０ａ、点火ＩＣ３０ｄ、セーフィング判定部４０および衝突判定部４１を含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ｃの構成要素のうち図６に示したエアバッグ点火回路１ｂの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００６９】
エアバッグ点火回路１ｃは、図６に示したエアバッグ点火回路１ｂにセーフィング信号を生成するセーフィング判定部４０、および点火信号を生成する衝突判定部４１を追加し、点火ＩＣ３０ｃの代わりに点火ＩＣ３０ｄを用いる。
【００７０】
セーフィング信号生成部であるセーフィング判定部４０は、加速度センサ４０１およびマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）４０２を含んで構成されている。加速度センサ４０１は、車両の衝突によって車両に生じる加速度を検出する検出器であり、マイコン４０２は、加速度センサ４０１で検出された加速度が、衝突によって生じる加速度であると判定したとき、セーフィング信号およびＥＮ信号を出力する。ＥＮ信号は、降圧制御部２１ａの第３の入力に入力され、セーフィング信号は、点火ＩＣ３０ｄの接続端子３９７に入力されている。
【００７１】
点火信号生成部である衝突判定部４１は、加速度センサ４１１およびマイコン４１２を含んで構成されている。加速度センサ４１１は、車両の衝突によって車両に生じる加速度を検出する検出器であり、マイコン４１２は、加速度センサ４１１で検出された加速度が、衝突によって生じる加速度であると判定したとき、点火信号を出力する。点火信号は、点火ＩＣ３０ｄの接続端子３９８に入力されている。
【００７２】
点火ＩＣ３０ｄは、図６に示した点火制御部３３ａの代わりに点火制御部３３ｄを用い、セーフィング信号を接続するために接続端子３９７、および点火信号を接続するための接続端子３９８が形成されている。点火制御部３３ｄは、セーフィング信号および点火信号がともに点火開始を指示したとき、点火ドライバ駆動信号を出力し、セーフィング信号および点火信号のいずれもが点火開始を指示しないとき、またはセーフィング信号もしくは点火信号が点火終了を指示したとき、点火ドライバ駆動信号を出力しない。同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数は、衝突判定部４１から点火信号によって指示される同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて算出され、点火制御部３３ｄは、算出したスクイブ数を示す電流値切換信号を降圧制御部２１ａの第４の入力に入力する。
【００７３】
点火制御部３３ｄは、セーフィング信号および点火信号がともに点火開始を指示したときのみ、点火ドライバ駆動信号を出力して、スクイブ８を点火するので、セーフィング判定部４０および衝突判定部４１のうちのいずれかが故障して、セーフィング信号または点火信号が誤って出力されても、スクイブ８が点火されることはない。
【００７４】
図１２は、本発明の実施の第５の形態であるエアバッグ点火回路１ｄの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｄは、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１および点火ＩＣ３０ｅを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ｄの構成要素のうち図１１に示したエアバッグ点火回路１ｃの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００７５】
点火ＩＣ３０ｅは、定電流降圧コンバータ２０ａを構成する降圧制御部２１ａを含んで構成され、セーフィング制御部３６が追加され、図１１に示した点火制御部３３ｄの代わりに点火制御部３３ｅを用い、定電流制御部２１１の出力を接続するための接続端子３９９、定電流制御部２１１の第１の入力を接続するための接続端子３９０、および定電流制御部２１１の第２の入力を接続するための接続端子３８９が形成されている。
【００７６】
セーフィング制御部３６は、セーフィング信号によって点火開始が指示されると、定電流制御部２１１の第３の入力へのＥＮ信号の出力を開始するとともに、点火制御部３３ｅへの許可信号の出力を開始する。そして、セーフィング信号によって点火終了が指示されると、定電流制御部２１１の第３の入力へのＥＮ信号の出力を停止するとともに、点火制御部３３ｅへの許可信号の出力を停止する。
【００７７】
点火制御部３３ｅは、点火信号によって点火開始が指示され、かつ許可信号が出力されていると、点火ドライバ駆動信号の出力を開始し、点火信号によって点火終了が指示されるか、または許可信号が出力されなくなると、点火ドライバ駆動信号の出力を停止する。点火制御部３３ｅは、点火信号によって指示される同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を算出し、算出したスクイブ数を表す電流値切換信号を、定電流制御部２１１の第４の入力に出力する。
【００７８】
図１２に示したエアバッグ点火回路１ｄでは、定電流降圧コンバータ２０ａの一部、具体的には、降圧制御部２１ａを点火ＩＣ３０ｅに組み込んだが、昇圧コンバータ１０の一部、たとえば昇圧制御部１１を点火ＩＣ３０ｅに取り込むことも可能である。
【００７９】
エアバッグ点火回路１ｄは、定電流降圧コンバータ２０ａの一部、具体的には、降圧制御部２１ａを点火ＩＣに含めて集積化しているので、エアバッグ点火回路１ｄの小型化および高信頼性化が可能である。
【００８０】
図１３は、点火ＩＣ３０ｅを用いた制御ユニット５０の構成を示す図である。制御装置である制御ユニット５０は、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１、点火ＩＣ３０ｅ、セーフィング判定部４０ａおよび衝突判定部４１を含んで構成され、電源端子５１および接続端子群５２が形成されている。
【００８１】
制御ユニット５０の構成要素のうち図１１に示したエアバッグ点火回路１ｃの構成要素と同じ構成要素、および図１２に示したエアバッグ点火回路１ｄの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。制御ユニット５０に含まれるダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１および点火ＩＣ３０ｅは、エアバッグ点火回路１ｄを構成している。
【００８２】
バッテリ７は、電源端子５１に接続され、電源端子５１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。接続端子群５２は、各点火回路３４に形成される接続端子３９３，３９４に接続されている接続端子であり、各点火回路３４の接続端子３９３，３９４に対応する接続端子に、スクイブ８ａ〜８ｄがそれぞれ接続される。セーフィング判定部４０ａは、図１１に示したセーフィング判定部４０と同様にセーフィング信号を出力するが、ＥＮ信号は出力しない。ＥＮ信号は、セーフィング制御部３６から出力される。制御ユニット５０は、集積化された点火ＩＣ３０ｅを含んで構成しているので、制御ユニット５０を小型化し、かつ高信頼性化することが可能である。
【００８３】
このように、昇圧コンバータ１０によって、直流電源からの電圧が昇圧され、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧が印加される定電流降圧コンバータ２０によって、負荷への出力電流が出力され、ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２によって、点火信号が指示されたとき、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブ８に流される。さらに、定電流降圧コンバータ２０は、降圧制御部２１を含む。降圧制御部２１によって、出力電流の電流値が検出され、検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値が予め定める電流値に制御される。
【００８４】
したがって、定電流降圧コンバータ２０によって、スクイブ８を点火するために必要な出力電流を供給するので、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧をそのままハイサイドドライバ３１に印加することがなく、ハイサイドドライバ３１での電力損失を低減することができる。
【００８５】
さらに、点火回路３４は、スクイブ８に流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部３１２を含み、電流制限部３１２によって、スクイブ８に流す電流が予め定める第２の電流値未満に制限される。したがって、スクイブ８の点火回路３４を並列接続した場合でも、各スクイブ８に予め定める第２の電流値以上の電流が流れることを防止することができ、電力損失の増加を防止することができる。また、点火するために最低限必要な電流を各スクイブ８に流すことができる。
【００８６】
さらに、点火制御部３３ａによって、同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数が生成され、定電流降圧コンバータ２０によって、予め定める第２の電流値に、点火制御部３３ａによって生成された数から１を減算した数を乗算した電流値と、予め定める第２の電流値未満の電流値である予め定める第３の電流値とを加算した値が、前記予め定める電流値とされる。したがって、車両の衝突形態に応じて、点火させるスクイブ８の数が変化しても、たとえば、車両が側方から衝突された場合、サイドエアバッグおよびカーテンエアバッグを作動させ、フロントエアバッグおよびシートベルトプリテンショナーを作動させなくても、スクイブ８の数に応じて出力電流を変化させるので、点火するために必要な最低限の電流値以上の電流を各スクイブ８に流すことができる。
【００８７】
さらに、定電流降圧コンバータ２０は、電圧検出コンパレータ２１２を含む。電圧検出コンパレータ２１２によって出力電圧が検出され、降圧制御部２１によって、電圧検出コンパレータ２１２によって検出された出力電圧に基づいて、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御される。したがって、スクイブ８が点火した後、点火したスクイブ８に電流が流れなくなり、出力電圧が上昇しても、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御されるので、点火回路３４での電力損失の増大を防止することができる。
【００８８】
さらに、タイマ部３５によって、電圧検出コンパレータ２１２によって出力電圧が予め定める電圧以上になったことが検出されると、予め定める時間が経過するたびに、電流値を切り換えるための電流値切換信号が生成され、点火制御部３３ｃによって、タイマ部３５によって電流値切換信号が生成されるたびに、点火制御部３３ｃによって生成された数から１が減算される。したがって、点火していないスクイブ８に必要以上の電流が多量に流れることを防止し、電力損失の増加を減らし、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の蓄積エネルギを節約することができる。
【００８９】
さらに、定電流降圧コンバータ２０によって、点火信号が指示された時点から予め定める第１の遅延時間が経過した時点から、点火信号が指示されなくなった時点まで出力電流および出力電圧が出力され、点火回路３４によって、点火信号が指示された時点から、点火信号が指示されなくなった時点から予め定める第２の遅延時間が経過した時点まで、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブに出力可能とされる。したがって、定電流降圧コンバータ２０ｂは、点火を開始するとき、および点火を終了するときのいずれにおいても、ドライバが駆動されている状態で、スクイブに電流を供給するので、スクイブに電流が流れないことによる出力電圧の上昇を抑えることができる。たとえば、電圧検出コンパレータ２１２がない場合、点火を開始するときに、ドライバを駆動するよりも先に定電流降圧コンバータ２０ｂの出力を開始すると、スクイブに電流が流れず、出力電圧が、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧まで上昇してしまう。
【００９０】
さらに、衝突判定部４１によって、車両の加速度が検出され、検出された加速度に基づいて、車両が衝突したか否かが判定され、車両が衝突したと判定されたとき、点火信号が生成され、セーフィング判定部４０によって、車両の加速度が検出され、検出された加速度に基づいて、車両が衝突したか否かが判定され、車両が衝突したと判定されたとき、セーフィング信号が生成される。そして、点火回路３４によって、衝突判定部４１によって点火信号が生成され、かつセーフィング判定部４０によってセーフィング信号が生成されたとき、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブに流され、定電流降圧コンバータ２０によって、セーフィング判定部４０によってセーフィング信号が生成されたとき、出力電流および出力電圧が出力される。したがって、衝突判定部４１およびセーフィング判定部４０で二重に衝突判定を行っているので、片方の回路が故障して誤って衝突判定しても、エアバッグが誤って作動することを防止することができる。
【００９１】
さらに、エアバッグ点火回路１ｃに含まれる定電流降圧コンバータ２０、降圧制御部２１、電圧検出コンパレータ２１２、点火回路３４およびセーフィング判定部４０のうちの降圧制御部２１、電圧検出コンパレータ２１２、および点火回路３４と、セーフィング制御部３６とを含んで集積化され、セーフィング制御部３６によって、セーフィング判定部４０によって生成されたセーフィング信号に基づいて、定電流降圧コンバータ２０による出力電流および出力電圧の出力を許可するイネーブル信号、および点火回路３４に点火を許可する許可信号が生成される。したがって、エアバッグ点火回路１ｃの一部を集積化した回路としているので、エアバッグ点火回路１ｄの小型化および高信頼性化が可能である。
【００９２】
さらに、エアバッグ点火回路１ｄに含まれる昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、衝突判定部４１、およびセーフィング判定部４０、ならびに点火ＩＣ３０ｅを含む。したがって、点火ＩＣ３０ｅを含んで構成されているエアバッグ点火回路１ｄを用いているので、制御ユニット５０を小型化し、かつ高信頼性化することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１，１ａ〜１ｄ，９ エアバッグ点火回路
７ バッテリ
８，８ａ〜８ｄ スクイブ
１０ 昇圧コンバータ
１１ 昇圧制御部
２０，２０ａ，２０ｂ 定電流降圧コンバータ
２１，２１ａ，２１ｂ 降圧制御部
３０，３０ａ〜３０ｅ，９０ 点火ＩＣ
３１，３１ａ，９１ ハイサイドドライバ
３２ ローサイドドライバ
３３，３３ａ，３３ｃ〜３３ｅ 点火制御部
３４ａ〜３４ｄ 点火回路部
３５ タイマ部
３６ セーフィング制御部
４０，４０ａ セーフィング判定部
４１ 衝突判定部
５０ 制御ユニット
５１ 電源端子
５２ 接続端子群
９１，２１１ 定電流制御部
２１２ 電圧検出コンパレータ
２１３ 定電圧源
３１１，３２１ ドライバ
３１２ 電流制限部
３８９〜３９９ 接続端子
４０１，４１１ 加速度センサ
４０２，４１２ マイコン
Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｌ１，Ｌ２ コイル
Ｒ１ 抵抗素子
Ｔｒ１〜Ｔｒ４
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグを作動させるための点火装置に点火するエアバッグ点火回路および集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の技術によるエアバッグ点火回路９の構成を示す図である。エアバッグ点火回路９は、バッテリ７の電圧を、ダイオードＤ１を介してバッテリ７に接続される昇圧コンバータ１０によって昇圧し、昇圧した電圧でバックアップコンデンサであるコンデンサＣ２に電荷を蓄積する。エアバッグ点火回路９は、コンデンサＣ２に蓄積した電荷によって点火装置であるスクイブ８を点火するので、車両の衝突などによってバッテリ７の電力が供給されなくなっても、エアバッグを作動させることができる。
【０００３】
昇圧コンバータ１０は、ダイオードＤ１に直列に接続されるコイルＬ１、コイルＬ１に直列に接続されるダイオードＤ２、ダイオードＤ２の出力側に接続されるバックアップコンデンサであるコンデンサＣ２、コイルＬ１とダイオードＤ２の接続点に接続されるＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）によって構成されるトランジスタＴｒ１、およびコンデンサＣ２の電圧が所定の昇圧された電圧になるように、トランジスタＴｒ１の導通および遮断を制御する昇圧制御部１１とを含んで構成されている。ダイオードＤ１とコイルＬ１との接続点に平滑コンデンサであるコンデンサＣ１が接続されている。昇圧コンバータ１０によってコンデンサＣ２に蓄積される電荷による電圧を、バッテリ７の電圧よりも高電圧にすることによって、コンデンサＣ２の静電容量を小さくしている。
【０００４】
昇圧コンバータ１０の出力は、逆流防止のためのダイオードＤ４を介して点火集積回路（以下「点火ＩＣ」という）９０の接続端子３９２に接続されている。点火ＩＣ９０は、ハイサイドドライバ９１およびローサイドドライバ３２を含んで構成されている。点火ＩＣ９０の接続端子３９３と接続端子３９４との間にスクイブ８が接続され、接続端子３９５は、接地されている。ハイサイドドライバ９１は、定電流制御部９１１およびトランジスタＴｒ３を含み、ローサイドドライバ３２は、ドライバ３２１およびトランジスタＴｒ４を含んで構成されている。トランジスタＴｒ３は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが接続端子３９２に接続され、ソースが接続端子３９３に接続され、ゲートが定電流制御部９１１に接続されている。トランジスタＴｒ４は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが接続端子３９４に接続され、ソースが接続端子３９５に接続され、ゲートがドライバ３２１に接続されている。
【０００５】
点火信号が指示されると、定電流制御部９１１は、トランジスタＴｒ３を導通状態（以下「オン」という）とし、ドライバ３２１は、トランジスタＴｒ４をオンとし、スクイブ８に点火する。定電流制御部９１１は、トランジスタＴｒ３に流れる電流を所定の電流値として、必要以上の電流をスクイブ８に流さないようにしている。
【０００６】
特許文献１に記載されるエアバッグ点火回路は、図１に示したエアバッグ点火回路９と同様に、定電流制御を行ってハイサイドドライバを駆動するエアバッグ点火回路である。このエアバッグ点火回路は、電源電圧をバックアップコンデンサによって充電し、定電流制御を行うことによって、スクイブに流す電流の電流値を一定にするものである。
【０００７】
特許文献２に記載されるエアバッグ装置用点火電流制限回路は、ハイサイドドライバおよびローサイドドライバの２つのドライバではなく、１つのドライバによってスクイブを点火する構成である。このエアバッグ装置用点火電流制限回路は、バッテリからの電荷をコンデンサに蓄え、点火電流制限回路によって、スクイブに流す電流の電流値を一定にするものである。
【０００８】
特許文献３に記載されるエアバッグ作動装置は、定電流制御を行わずに、昇圧回路によって昇圧した電圧でバックアップコンデンサに充電し、１つのドライバによってスクイブを点火する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−８８７４８号公報
【特許文献２】特開平１１−７８７７１号公報
【特許文献３】特開２００６−４４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図２は、エアバッグ点火回路９での電圧損失を説明するための図である。昇圧コンバータ１０がバッテリ７の電圧１２Ｖ（ボルト）を２５Ｖに昇圧し、ダイオードＤ４の電圧降下Ｖ１を１Ｖ、スクイブ８の抵抗値を２Ω（オーム）、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のオン抵抗の抵抗値を１Ω、定電流制御部９１１によってスクイブ８に流す電流値を１．２Ａ（アンペア）とすると、スクイブ８での電圧降下Ｖ３は、２Ω×１．２Ａ＝２．４Ｖであり、ローサイドドライバでの電圧降下Ｖ４は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖであり、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、（昇圧コンバータの出力電圧）−Ｖ１−Ｖ３−Ｖ４＝２５Ｖ−１Ｖ−２．４Ｖ−１．２Ｖ＝２０．４Ｖである。
【００１１】
ローサイドドライバ３２での電力損失は、Ｖ４×１．２Ａ＝１．２Ｖ×１．２Ａ＝１．４４Ｗ（ワット）であるが、ハイサイドドライバ９１での電力損失は、Ｖ２×１．２Ａ＝２０．４Ｖ×１．２Ａ＝２４．４８Ｗ（ワット）である。すなわち、点火信号が指示されている時間が２ｍｓ（ミリ秒）であるとすると、２ミリ秒の間、ハイサイドドライバ９１で２４．４８Ｗの電力損失が発生する。バッテリ７の電圧１２Ｖでスクイブ８を点火する場合は、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、１２Ｖ−４．６Ｖ＝７．４Ｖであり、電力損失は、７．４Ｖ×１．２Ａ＝８．８４Ｗである。したがって、昇圧コンバータで昇圧した電圧でスクイブ８を点火する場合は、バッテリ７の電圧でスクイブ８を点火する場合よりも、３倍近い電力損失がハイサイドドライバ９１に発生する。
【００１２】
ハイサイドドライバ９１での電力損失が大きいので、トランジスタＴｒ３として、過大な電力でも破壊されない大きさのトランジスタを用いる必要があり、また大きな電力が必要であるので、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の静電容量を大きくしなければならない。
【００１３】
特許文献１に記載されるエアバッグ点火回路および特許文献２に記載されるエアバッグ装置用点火電流制限回路は、昇圧コンバータを用いて昇圧した電圧でバックアップコンデンサを充電するものではなく、ドライバでの電圧降下は、昇圧コンバータを用いた場合よりも小さく、電力損失も小さい。しかしながら、図１に示したエアバッグ点火回路９は、昇圧コンバータ１０を用いてバックアップコンデンサの電圧を高くしているので、ハイサイドドライバ９１での電圧降下が大きくなり、電力損失も大きいという問題がある。特許文献３に記載されるエアバッグ作動装置も昇圧回路を用いてバックアップコンデンサの電圧を高くしているので、同じ問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、スクイブを点火するドライバでの電力損失を低減することができるエアバッグ点火回路および集積回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明（１）は、直流電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
昇圧部によって昇圧された電圧が印加され、負荷への出力電流を出力する電流出力部と、
点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流す点火部とを含むエアバッグ点火回路であって、
前記電流出力部は、
出力電流の電流値を検出する電流検出部と、
電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値を予め定める電流値に制御する制御部とを含み、
前記点火部は、スクイブに流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部を含むことを特徴とするエアバッグ点火回路。
【００１６】
また本発明（７）は、前記エアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部および点火部と、
前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号を生成するセーフィング制御部とを含んで集積化したことを特徴とする集積回路装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明（１）によれば、昇圧部によって、直流電源からの電圧が昇圧され、昇圧部によって昇圧された電圧が印加される電流出力部によって、負荷への出力電流が出力され、点火部によって、点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流がスクイブに流される。前記電流出力部は、電流検出部および制御部を含み、前記点火部は、電流制限部を含む。電流検出部によって、出力電流の電流値が検出され、制御部によって、電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値が予め定める電流値に制御される。そして、電流制限部によって、スクイブに流す電流が予め定める第２の電流値未満に制限される。
【００１８】
したがって、電流出力部によって、スクイブを点火するために必要な出力電流を供給するので、昇圧部によって昇圧された電圧をそのまま点火部に印加することがなく、点火部、具体的にはスクイブを点火するドライバでの電力損失を低減することができる。さらに、スクイブの点火部を並列接続した場合でも、各スクイブに予め定める第２の電流値以上の電流が流れることを防止することができ、電力損失の増加を防止することができる。また、点火するために最低限必要な電流を各スクイブに流すことができる。
【００１９】
また本発明（７）によれば、前記エアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部、および点火部と、セーフィング制御部によって、前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号が生成される。したがって、前記エアバッグ点火回路の一部を集積化した回路としているので、エアバッグ点火回路の小型化および高信頼性化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の技術によるエアバッグ点火回路９の構成を示す図である。
【図２】エアバッグ点火回路９の電力損失を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態であるエアバッグ点火回路１の構成を示す図である。
【図４】エアバッグ点火回路１の電力損失を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の第２の形態であるエアバッグ点火回路１ａの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態であるエアバッグ点火回路１ｂの構成を示す図である。
【図７】定電流降圧コンバータ２０ａの構成を示す図である。
【図８】定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃの構成を示す図である。
【図９】電流低下信号と電流値切換信号との関係を示すタイムチャートである。
【図１０】点火ドライバ駆動信号とコンバータ駆動信号との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の第４の形態であるエアバッグ点火回路１ｃの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の第５の形態であるエアバッグ点火回路１ｄの構成を示す図である。
【図１３】点火ＩＣ３０ｅを用いた制御ユニット５０の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図３は、本発明の実施の第１の形態であるエアバッグ点火回路１の構成を示す図である。エアバッグ点火回路１は、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０、点火集積回路（以下「点火ＩＣ」という）３０を含んで構成されている。
【００２２】
ダイオードＤ１は、アノードが直流電源、たとえば車両に搭載されるバッテリ７に接続され、カソードがコンデンサＣ１の一端、および昇圧コンバータ１０の入力側に接続されている。コンデンサＣ１は、たとえば電界コンデンサによって構成される平滑コンデンサであり、一端がダイオードＤ１のカソード、および昇圧コンバータ１０の入力側に接続され、他端が接地されている。
【００２３】
昇圧部である昇圧コンバータ１０は、コイルＬ１、ダイオードＤ２、コンデンサＣ２、トランジスタＴｒ１および昇圧制御部１１を含んで構成され、バッテリ７の電圧、たとえば１２Ｖ（ボルト）からダイオードＤ１の電圧降下分を減算した電圧を、たとえば２５Ｖまで昇圧する。コイルＬ１は、一端がダイオードＤ１のカソード、およびコンデンサＣ１の一端に接続され、他端がダイオードＤ２のアノード、およびトランジスタＴｒ１のドレインに接続されている。ダイオードＤ２は、アノードがコイルＬ１の他端、およびトランジスタＴｒ１のドレインに接続され、カソードがコンデンサＣ２の一端、および定電流降圧コンバータ２０の入力側に接続されている。コンデンサＣ２は、たとえば電界コンデンサによって構成されるバックアップコンデンサであり、一端がダイオードＤ２のカソード、および定電流降圧コンバータ２０の入力側に接続され、他端が接地されている。
【００２４】
トランジスタＴｒ１は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor
Field Effect Transistor）であり、ドレインがコイルＬ１の他端、およびダイオードＤ２のアノードに接続され、ソースが接地され、ゲートが昇圧制御部１１の出力に接続されている。昇圧制御部１１は、トランジスタＴｒ１を導通状態（以下「オン」という）および遮断状態（以下「オフ」という）のうちのいずれかの状態に切り換えることによって、コンデンサＣ２に蓄積する電荷による電圧を、コイルＬ１に印加される電圧よりも高い電圧に昇圧する。
【００２５】
電流出力部である定電流降圧コンバータ２０は、トランジスタＴｒ２、ダイオードＤ３、コイルＬ２、抵抗素子Ｒ１、コンデンサＣ３および降圧制御部２１を含んで構成されている。トランジスタＴｒ２は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、入力部であるドレインが昇圧コンバータ１０の出力側、具体的には、ダイオードＤ２のカソード、およびコンデンサＣ２の一端に接続され、出力部であるソースがダイオードＤ３のカソード、およびコイルＬ２の一端に接続され、ゲートが降圧制御部２１の出力に接続されている。
【００２６】
ダイオードＤ３は、アノードが接地され、カソードがトランジスタＴｒ２のソース、およびコイル２の一端に接続されている。コイルＬ２は、一端がトランジスタＴｒ２のソース、およびダイオードＤ３のカソードに接続され、他端が抵抗素子Ｒ１の一端、および降圧制御部２１の第１の入力に接続されている。抵抗素子Ｒ１は、一端がコイルＬ２の他端、および降圧制御部２１の第１の入力に接続され、他端がコンデンサＣ３の一端、ダイオードＤ４のアノード、および降圧制御部２１の第２の入力に接続されている。コンデンサＣ３は、たとえば電界コンデンサによって構成される平滑コンデンサであり、一端が抵抗素子Ｒ１の他端、ダイオードＤ４のアノード、および降圧制御部２１の第２の入力に接続され、他端が接地されている。
【００２７】
電流検出部および制御部である降圧制御部２１は、３つの入力、つまり第１〜第３の入力を含み、第１の入力が、コイルＬ２の他端、および抵抗素子Ｒ１の一端に接続され、第２の入力が抵抗素子Ｒ１の他端、コンデンサＣ３の一端、およびダイオードＤ４のアノードに接続され、第３の入力が、点火ＩＣ３０に接続され、出力がトランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。抵抗素子Ｒ１は、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出するための抵抗素子である。
【００２８】
降圧制御部２１は、従来の技術によるスイッチング電源に用いられる回路構成と同じ回路構成であり、詳細な説明は省略する。降圧制御部２１は、抵抗素子Ｒ１の両端の電位差に基づいて、抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値に基づいて、出力電流が予め定める電流値、たとえば１．２Ａ（アンペア）になるように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御する。さらに、降圧制御部２１は、点火ＩＣ３０から第３の入力に入力される後述するイネーブル信号（以下、「ＥＮ信号」という）が指示されている期間、出力電流を出力する。定電流降圧コンバータ２０は、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点から出力電流を出力し、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点の電圧を出力電圧として出力する。
【００２９】
ダイオードＤ４は、逆流を防止するためのダイオードであり、アノードが抵抗素子Ｒ１の他端、コンデンサＣ３の一端、および降圧制御部２１の第２の入力に接続され、カソードが点火ＩＣ３０に接続されている。
【００３０】
点火ＩＣ３０は、ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２を含んで構成される集積化された回路であり、接続端子３９１〜３９５を含む接続端子が形成されている。ハイサイドドライバ３１は、ドライバ３１１およびトランジスタＴｒ３を含んで構成されている。ドライバ３１１は、入力に点火信号が入力され、出力がトランジスタＴｒ３のゲートに接続されている。トランジスタＴｒ３は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ゲートがドライバ３１１の出力に接続され、ドレインが接続端子３９２に接続され、ソースが接続端子３９３に接続されている。
【００３１】
ローサイドドライバ３２は、ドライバ３２１およびトランジスタＴｒ４を含んで構成されている。ドライバ３２１は、入力に点火信号が入力され、出力がトランジスタＴｒ４のゲートに接続されている。トランジスタＴｒ４は、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴであり、ゲートがドライバ３２１の出力に接続され、ドレインが接続端子３９４に接続され、ソースが接続端子３９５に接続されている。ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２は、点火部である。
【００３２】
接続端子３９２は、ダイオードＤ４のカソードに接続される。すなわち、トランジスタＴｒ３のドレインには、ダイオードＤ４から供給される定電流降圧コンバータ２０の出力電流がダイオードＤ４を介して供給され、定電流降圧コンバータ２０の出力電圧からダイオードＤ４の電圧降下分の電圧を減算した電圧がトランジスタＴｒ３のドレインに印加される。接続端子３９３は、点火装置であるスクイブ８の一端に接続され、接続端子３９４は、スクイブ８の他端に接続され、接続端子３９５は、接地されている。したがって、トランジスタＴｒ３およびトランジスタＴｒ４がオンであると、定電流降圧コンバータ２０の出力電流がスクイブ８に流れ、スクイブ８を点火することができる。
【００３３】
点火信号は、車両が衝突したことを示す信号である。点火信号が指示されると、具体的には、点火信号がハイレベルになると、ドライバ３１１，３２１ともにハイレベルを出力するので、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はオンとなる。点火信号が指示されないと、具体的には、点火信号がローレベルになると、ドライバ３１１，３２１ともにローレベルを出力するので、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４はオフとなる。点火信号は、接続端子３９１に接続される降圧制御部２１の第３の入力にも、ＥＮ信号として入力されている。降圧制御部２１は、ＥＮ信号が指示されていると、出力電流を出力し、ＥＮ信号が指示されていないと、出力電流を出力しない。
【００３４】
図４は、エアバッグ点火回路１の電力損失を説明するための図である。昇圧コンバータ１０が昇圧した電圧を２５Ｖとし、ダイオードＤ４の電圧降下Ｖ１を１Ｖ、スクイブ８の抵抗値を２Ω（オーム）、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４のオン抵抗の抵抗値を１Ω、定電流降圧コンバータ２０の出力電流の電流値を１．２Ａとすると、ハイサイドドライバ９１での電圧降下Ｖ２は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖであり、スクイブ８での電圧降下Ｖ３は、２Ω×１．２Ａ＝２．４Ｖであり、ローサイドドライバでの電圧降下Ｖ４は、１Ω×１．２Ａ＝１．２Ｖである。
【００３５】
ローサイドドライバ３２およびハイサイドドライバ９１での電力損失はともに、１．２Ｖ×１．２Ａ＝１．４４Ｗ（ワット）である。図１に示したエアバッグ点火回路９は、図２で説明したように、ハイサイドドライバ９１での電力損失が２４．４８Ｗであるが、図３に示したエアバッグ点火回路１は、１．４４Ｗとなり、電力損失を大幅に低減することができる。
【００３６】
また、供給すべき電力を低減することができるので、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の静電容量も小さくすることができる。たとえば、定電流降圧コンバータ２０の電力効率を８０％とし、定電流降圧コンバータ２０への入力電圧が８Ｖ以上で動作可能とすると、最低限必要なコンデンサＣ２の静電容量は、図１に示したエアバッグ点火回路９では、１４１μＦ（ファラッド）であるが、図３に示したエアバッグ点火回路１では、５２μＦでよい。したがって、コンデンサＣ２の大きさも小さくすることができ、エアバッグ点火回路１を小型化することができる。
【００３７】
図５は、本発明の実施の第２の形態であるエアバッグ点火回路１ａの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ａは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０、点火ＩＣ３０ａを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ａの構成要素のうち図３に示したエアバッグ点火回路１の構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００３８】
エアバッグ点火回路１ａは、４つのスクイブ８を点火するために、４つの点火回路３４を有する点火ＩＣ３０ａを、図３に示した点火ＩＣ３０の代わりに用いる。点火ＩＣ３０ａは、点火制御部３３、および４つの点火回路３４を含んで構成されている。以下、４つの点火回路のそれぞれを、点火回路３４ａ〜３４ｄといい、４つのスクイブ８のそれぞれを、スクイブ８ａ〜８ｄという。図５に示した点火ＩＣ３０ａは、４つの点火回路３４ａ〜３４ｄを示しているが、４つに限定されるものではなく、スクイブの数と同じ数の点火回路が設けられる。点火制御部３３は、点火信号が指示されると、各点火回路３４に同じ時間帯に同時に点火を指示する点火ドライバ駆動信号を出力するとともに、ＥＮ信号を接続端子３９１に接続される降圧制御部２１の第３の入力に出力する。点火する時間帯は、たとえば２ミリ秒である。
【００３９】
点火回路３４ａは、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバ３２から構成されている。ハイサイドドライバ３１ａは、図３に示したハイサイドドライバ３１のドライバ３１１の代わりに電流制限部３１２を用いる。点火回路３４ａの接続端子３９３と接続端子３９４との間にスクイブ８ａが接続されている。電流制限部３１２は、図１に示した従来の技術である定電流制御部９１１の回路構成と同じ回路構成であり、説明は省略する。電流制限部３１２は、トランジスタＴｒ３のゲート電圧を制御することによって、トランジスタＴｒ３を流れる電流の電流値を予め定める第２の電流値未満となるように制御する。予め定める第２の電流値は、たとえば１．３Ａである。
【００４０】
点火回路３４ｂ〜３４ｄは、点火回路３４ａと同じ回路構成であり、重複を避けるために説明は省略する。ダイオードＤ４のカソードは、点火回路３４ｂ〜３４ｄの各接続端子３９２に接続され、点火回路３４ｂ〜３４ｄには、それぞれスクイブ８ｂ〜８ｄが接続されている。点火回路３４は、点火部である。
【００４１】
各点火回路３４および各スクイブ８にはインピーダンスのばらつきがあり、電流制限部３１２を用いないと、点火回路３４のインピーダンスとスクイブ８のインピーダンスの合計が最も小さいインピーダンスの点火回路３４に電流が集中し、他の点火回路に必要な電流を流すことができない。電流制限部３１２を用いることによって、各点火回路３４に流れる電流の電流値を予め定める第２の電流値未満に制限することができ、いずれの点火回路３４にも電流を集中させることなく、スクイブ８を点火するために必要な予め定める第３の電流値以上の電流を流すことができる。予め定める第３の電流値は、たとえば１．２Ａである。
【００４２】
定電流降圧コンバータ２０が出力する出力電流の電流値は、スクイブ８が４つの場合、予め定める第２の電流値を３倍した電流値に、予め定める第３の電流値を加算した電流値とする。したがって、すべての点火回路３４に予め定める第３の電流値、たとえば１．２Ａ以上の電流を流すことができる。
【００４３】
そして、すべての点火回路３４に予め定める第３の電流値以上の電流を流すことができるので、すべてのスクイブ８を点火することができ、点火しないスクイブ８が残らないので、定電流降圧コンバータ２０の出力電圧が上昇することもない。したがって、いずれの点火回路３４の電力損失も小さく抑えることができる。たとえば点火回路３４に流れる電流の電流値を１．３Ａとしても、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４での電力損失は、いずれも１．３Ａ×１．３Ａ×１Ω＝１．６９Ｗであり、従来の技術による電力損失２４．４８Ｗよりも大幅に小さい。
【００４４】
図５に示したエアバッグ点火回路１ａでは、電流制限部３１２をハイサイドドライバ３１ａに用いたが、ローサイドドライバ３２に用いてもよい。ローサイドドライバ３２に用いても、ハイサイドドライバ３１ａに用いた場合の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図６は、本発明の実施の第３の形態であるエアバッグ点火回路１ｂの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｂは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０ａおよび点火ＩＣ３０ｂを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ａの構成要素のうち図５に示したエアバッグ点火回路１ａの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００４６】
エアバッグ点火回路１ｂは、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ８の数に応じて、定電流降圧コンバータ２０ａの出力電流を変化させるために、図５に示した点火ＩＣ３０ａの代わりに点火ＩＣ３０ｂを用い、図５に示した定電流降圧コンバータ２０の代わりに定電流降圧コンバータ２０ａを用い、電流切換信号を点火ＩＣ３０ｂから定電流降圧コンバータ２０ａに送る構成としている。
【００４７】
点火ＩＣ３０ｂは、図５に示した点火制御部３３の代わりに点火制御部３３ａを用いる。点火数生成部である点火制御部３３ａは、入力される点火信号に基づいて、コンバータ駆動信号、点火ドライバ駆動信号、および電流切換信号を出力する。コンバータ駆動信号は、接続端子３９１に接続される定電流降圧コンバータ２０ａの第３の入力にＥＮ信号として出力される。点火ドライバ駆動信号は、点火回路３４ａ〜３４ｄに、それぞれ個別の信号として送られる。コンバータ駆動信号は、点火制御部３３が出力するＥＮ信号と同じ信号であり、点火ドライバ駆動信号は、点火制御部３３が出力する点火ドライバ駆動信号と同じ信号である。電流切換信号は、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を表す信号であり、点火制御部３３ａから接続端子３９６に接続される定電流降圧コンバータ２０ａに送られる。
【００４８】
図３および図５に示した点火信号は、点火を指示する期間出力される信号であるが、点火制御部３３ａに入力される点火信号は、点火開始および点火終了がパルス状の信号として指示され、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報がシリアル信号として指示される。スクイブ識別情報は、各スクイブ８を識別するための情報である。
【００４９】
点火制御部３３ａは、点火信号から、点火開始指示、点火終了指示、および同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報を取得する。点火制御部３３ａは、点火開始指示および点火終了指示に基づいて、コンバータ駆動信号を出力し、点火開始指示、点火終指示了、および同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、点火ドライバ駆動信号を出力し、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を算出し、算出したスクイブ数を電流切換信号として出力する。
【００５０】
定電流降圧コンバータ２０ａは、図５に示した降圧制御部２１の代わりに降圧制御部２１ａを用いる。降圧制御部２１ａは、第１〜第３の入力に加えて、第４の入力を有し、第４の入力は、接続端子３９６に接続されている。第４の入力には、接続端子３９６を介して、点火制御部３３ａからの電流切換信号が入力される。図６では、電流切換信号の信号線として２本の信号線を示しているが、３本以上であってもよいし、１本の信号線でシリアル信号として電流切換信号を送ってもよい。
【００５１】
降圧制御部２１ａは、第４の入力に入力される電流値切換信号が示すスクイブ数に応じた出力電流を出力する。具体的には、電流値切換信号が示すスクイブ数をｎとし、予め定める第２の電流値を１．３Ａ、予め定める第３の電流値を１．２Ａとするとき、出力電流は、１．３Ａ×（ｎ−１）＋１．２Ａである。
【００５２】
図７は、定電流降圧コンバータ２０ａの構成を示す図である。定電流降圧コンバータ２０ａに含まれる降圧制御部２１ａは、定電流制御部２１１、電圧検出コンパレータ２１２および定電圧源２１３を含んで構成されている。
【００５３】
定電流制御部２１１は、定電流降圧コンバータ２０への第１〜第４の入力がそのまま入力され、電圧検出コンパレータ２１２の出力も入力されている。定電流制御部２１１の出力は、定電流降圧コンバータ２０ａの出力として、トランジスタＴｒ２のゲートに接続されている。電圧検出部である電圧検出コンパレータ２１２は、抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ３との接続点の電圧と、定電圧源２１３の電圧とを比較し、出力電圧が定電圧源２１３の電圧以上になると、出力電圧が定電圧源２１３の電圧以上になったことを示す高電圧検出信号を定電流制御部２１１に送る。
【００５４】
定電流制御部２１１は、従来の技術によるスイッチング電源に用いられる回路構成と同じ回路構成であり、詳細な説明は省略する。定電流制御部２１１は、抵抗素子Ｒ１の両端の電位差から抵抗素子Ｒ１を流れる電流の電流値を算出し、算出した電流値に基づいて、出力電流が予め定める電流値になるように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御し、ＥＮ信号が指示されている期間、出力電流を出力する。そして、電圧検出コンパレータ２１２から高電圧検出信号を受けると、出力電圧を定電圧源２１３の電圧以上にならないように、トランジスタＴｒ２のオンオフを制御する。定電流降圧コンバータ２０ａは、出力電圧を予め定める電圧、たとえば５．８Ｖになるように制御するので、定電圧源２１３の電圧を、５．８Ｖよりも少し高い値、たとえば６Ｖに設定しておけば、出力電圧が５．８Ｖ以上に上昇しても、最大でも６Ｖに抑えることができるので、電力損失を小さく抑えることができる。
【００５５】
スクイブ８は、点火後開放状態となり、点火前に流れていた電流が流れなくなる。定電流降圧コンバータ２０ａが出力しようとしている電流の電流値よりも、点火していないスクイブ８に流れる合計の電流の電流値が小さくなるので、出力電圧が上昇するが、定電流制御部２１１が出力電圧を定電圧源２１３の電圧以上にならないように制御するので、定電流降圧コンバータ２０ａの出力電圧が昇圧コンバータ１０の出力電圧まで上昇することはなく、点火回路３４での電圧損失の増大を抑えることができる。
【００５６】
図８は、定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃの構成を示す図である。定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、図６に示した定電流降圧コンバータ２０ａおよび点火ＩＣ３０ｂの代わりに用いられる。定電流降圧コンバータ２０ｂの構成要素は、定電流降圧コンバータ２０ａの構成要素と同じ構成要素であるが、電圧検出コンパレータ２１２の出力が、点火ＩＣ３０にも接続されている。
【００５７】
点火ＩＣ３０ｃは、図６に示した点火ＩＣ３０ｂにタイマ部３５を追加し、点火制御部３３ａに代えて点火制御部３３ｃを用いる。点火制御部３３ｃは、点火制御部３３ａが出力するＥＮ信号および点火ドライバ駆動信号と同じ信号を出力する。さらに、点火制御部３３ｃは、同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数を示す電流値切換信号を出力するが、タイマ部３５から電流低下信号が指示されるたびに、電流値切換信号で出力するスクイブの数を１ずつ減らす。
【００５８】
電流値切換信号生成部であるタイマ部３５は、電圧検出コンパレータ２１２から高電圧検出信号が出力され、高電圧検出信号の出力が継続する間、高電圧検出信号が出力されてから予め定める時間が経過するたびに、パルス状の電流低下信号を出力する。
【００５９】
図９は、電流低下信号と電流値切換信号との関係を示すタイムチャートである。点火信号は、シリアル信号の場合を示し、時刻ｔ１に点火開始が指示されると、点火制御部３３ｃは、電流値切換信号で、たとえばスクイブ数「４」を指示する。少なくともいずれか１つのスクイブ８が点火すると、点火したスクイブ８に電流が流れなくなる。定電流降圧コンバータ２０ｂは、予め定める電流値の出力電流を出力しようとするが、実際に流れる電流は少なくなるので、出力電圧が上昇する。
【００６０】
出力電圧が上昇し、定電圧源２１３の電圧以上になると、電圧検出コンパレータ２１２は、高電圧検出信号を出力する。タイマ部３５は、電圧検出コンパレータ２１２が時刻ｔ２に高電圧検出信号を出力すると、高電圧検出信号が出力されている間、高電圧検出信号が出力されてから予め定める時間Ｔ１が経過するたびに、パルス状の電流低下信号を出力する。
【００６１】
タイマ部３５は、たとえば時刻ｔ２から時間Ｔ１が経過した時刻ｔ３にパルス状の電流低下信号を出力する。点火制御部３３ｃは、時刻ｔ３の電流低下信号によって、スクイブ数を「４」から「３」に減算した電流値切換信号を出力する。定電流降圧コンバータ２０ｂは、点火制御部３３ｃからスクイブ数が「３」の電流値切換信号を受けると、スクイブ数「４」の出力電流をスクイブ数「３」の出力電流に減らす。定電流降圧コンバータ２０ｂがスクイブ数「４」の出力電流からスクイブ数「３」の出力電流に減らしても、電圧検出コンパレータ２１２が高電圧検出信号を出力し続けていると、タイマ部３５は、時刻ｔ３から時間Ｔ１が経過した時刻ｔ４にパルス状の電流低下信号を出力する。
【００６２】
点火制御部３３ｃは、時刻ｔ４の電流低下信号によって、スクイブ数を「３」から「２」に減算した電流値切換信号を出力する。定電流降圧コンバータ２０ｂが時刻ｔ４でのスクイブ数「２」を示す電流値切換信号によって、スクイブ数「３」の出力電流からスクイブ数「２」の出力電流に減らしたことによって、出力電圧が定電圧源２１３の電圧未満になると、高電圧信号は出力されなくなり、それ以後、電流低下信号も出力されない。
【００６３】
このように、定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、スクイブ８に点火することによって、出力電圧が上昇するとき、出力電流を段階的に少なくして、出力電圧の上昇を抑えるので、点火回路３４での電力損失を低減することができ、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２に蓄積されているエネルギを節約することができる。
【００６４】
図８に示した定電流降圧コンバータ２０ｂおよび点火ＩＣ３０ｃは、高電圧検出信号が出力されたとき、スクイブ数の減算を点火ＩＣ３０ｃの点火制御部３３ｃで行って定電流降圧コンバータ２０ｂに指示しているが、タイマ部３５を降圧制御部２１ｂに設けて、タイマ部３５の出力に応答して定電流制御部２１１がスクイブ数の減算を行う構成としてもよい。
【００６５】
図１０は、点火ドライバ駆動信号とコンバータ駆動信号との関係を示すタイムチャートである。点火信号は、時刻ｔ５に点火開始を指示するパルスを出力し、時刻ｔ７に点火終了を指示するパルスを出力している。点火制御部３３ａまたは点火制御部３３ｃは、時刻ｔ５の点火開始指示から時刻ｔ８までの期間、点火ドライバ駆動信号を出力し、時刻ｔ６から点火終了指示の時刻ｔ７までの期間、コンバータ駆動信号、つまりＥＮ信号を出力する。時刻ｔ６は、時刻ｔ５から予め定める第１の遅延時間Ｔ２が経過した時刻であり、時刻ｔ８は、時刻ｔ７から予め定める第２の遅延時間Ｔ３が経過した時刻である。
【００６６】
定電流降圧コンバータ２０ａおよび定電流降圧コンバータ２０ｂは、時刻ｔ６にコンバータ駆動信号が出力されると、出力電流（図では「コンバータ出力電流」と記す）および出力電圧（図では「コンバータ出力電圧」と記す）を出力する。
【００６７】
このように、点火を開始するときは、点火ドライバ駆動信号の出力を開始して、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバの駆動を開始した後、つまりトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオンにした後、コンバータ駆動信号の出力を開始して、出力電流および出力電圧の出力を開始する。そして、点火を終了するときは、コンバータ駆動信号の出力を停止して、出力電流および出力電圧の出力を停止した後、点火ドライバ駆動信号の出力を停止して、ハイサイドドライバ３１ａおよびローサイドドライバの駆動を停止、つまりトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４をオフにする。したがって、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４がオンにされていないことによって電流が流れず、出力電圧が上昇することを抑えることができる。たとえば、電圧検出コンパレータ２１２が設けられない場合、図１０に示すタイミングチャートの順序ではなく、ドライバを駆動するよりも前に出力電流を出力すると、出力電圧が、昇圧コンバータ１０が昇圧する電圧まで上昇し、電圧損失が大きくなる。
【００６８】
図１１は、本発明の実施の第４の形態であるエアバッグ点火回路１ｃの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｃは、ダイオードＤ１，Ｄ４、コンデンサＣ１、昇圧コンバータ１０、定電流降圧コンバータ２０ａ、点火ＩＣ３０ｄ、セーフィング判定部４０および衝突判定部４１を含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ｃの構成要素のうち図６に示したエアバッグ点火回路１ｂの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００６９】
エアバッグ点火回路１ｃは、図６に示したエアバッグ点火回路１ｂにセーフィング信号を生成するセーフィング判定部４０、および点火信号を生成する衝突判定部４１を追加し、点火ＩＣ３０ｃの代わりに点火ＩＣ３０ｄを用いる。
【００７０】
セーフィング信号生成部であるセーフィング判定部４０は、加速度センサ４０１およびマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）４０２を含んで構成されている。加速度センサ４０１は、車両の衝突によって車両に生じる加速度を検出する検出器であり、マイコン４０２は、加速度センサ４０１で検出された加速度が、衝突によって生じる加速度であると判定したとき、セーフィング信号およびＥＮ信号を出力する。ＥＮ信号は、降圧制御部２１ａの第３の入力に入力され、セーフィング信号は、点火ＩＣ３０ｄの接続端子３９７に入力されている。
【００７１】
点火信号生成部である衝突判定部４１は、加速度センサ４１１およびマイコン４１２を含んで構成されている。加速度センサ４１１は、車両の衝突によって車両に生じる加速度を検出する検出器であり、マイコン４１２は、加速度センサ４１１で検出された加速度が、衝突によって生じる加速度であると判定したとき、点火信号を出力する。点火信号は、点火ＩＣ３０ｄの接続端子３９８に入力されている。
【００７２】
点火ＩＣ３０ｄは、図６に示した点火制御部３３ａの代わりに点火制御部３３ｄを用い、セーフィング信号を接続するために接続端子３９７、および点火信号を接続するための接続端子３９８が形成されている。点火制御部３３ｄは、セーフィング信号および点火信号がともに点火開始を指示したとき、点火ドライバ駆動信号を出力し、セーフィング信号および点火信号のいずれもが点火開始を指示しないとき、またはセーフィング信号もしくは点火信号が点火終了を指示したとき、点火ドライバ駆動信号を出力しない。同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数は、衝突判定部４１から点火信号によって指示される同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて算出され、点火制御部３３ｄは、算出したスクイブ数を示す電流値切換信号を降圧制御部２１ａの第４の入力に入力する。
【００７３】
点火制御部３３ｄは、セーフィング信号および点火信号がともに点火開始を指示したときのみ、点火ドライバ駆動信号を出力して、スクイブ８を点火するので、セーフィング判定部４０および衝突判定部４１のうちのいずれかが故障して、セーフィング信号または点火信号が誤って出力されても、スクイブ８が点火されることはない。
【００７４】
図１２は、本発明の実施の第５の形態であるエアバッグ点火回路１ｄの構成を示す図である。エアバッグ点火回路１ｄは、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１および点火ＩＣ３０ｅを含んで構成されている。エアバッグ点火回路１ｄの構成要素のうち図１１に示したエアバッグ点火回路１ｃの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。
【００７５】
点火ＩＣ３０ｅは、定電流降圧コンバータ２０ａを構成する降圧制御部２１ａを含んで構成され、セーフィング制御部３６が追加され、図１１に示した点火制御部３３ｄの代わりに点火制御部３３ｅを用い、定電流制御部２１１の出力を接続するための接続端子３９９、定電流制御部２１１の第１の入力を接続するための接続端子３９０、および定電流制御部２１１の第２の入力を接続するための接続端子３８９が形成されている。
【００７６】
セーフィング制御部３６は、セーフィング信号によって点火開始が指示されると、定電流制御部２１１の第３の入力へのＥＮ信号の出力を開始するとともに、点火制御部３３ｅへの許可信号の出力を開始する。そして、セーフィング信号によって点火終了が指示されると、定電流制御部２１１の第３の入力へのＥＮ信号の出力を停止するとともに、点火制御部３３ｅへの許可信号の出力を停止する。
【００７７】
点火制御部３３ｅは、点火信号によって点火開始が指示され、かつ許可信号が出力されていると、点火ドライバ駆動信号の出力を開始し、点火信号によって点火終了が指示されるか、または許可信号が出力されなくなると、点火ドライバ駆動信号の出力を停止する。点火制御部３３ｅは、点火信号によって指示される同じ時間帯に同時に点火するスクイブ識別情報に基づいて、同じ時間帯に同時に点火するスクイブ数を算出し、算出したスクイブ数を表す電流値切換信号を、定電流制御部２１１の第４の入力に出力する。
【００７８】
図１２に示したエアバッグ点火回路１ｄでは、定電流降圧コンバータ２０ａの一部、具体的には、降圧制御部２１ａを点火ＩＣ３０ｅに組み込んだが、昇圧コンバータ１０の一部、たとえば昇圧制御部１１を点火ＩＣ３０ｅに取り込むことも可能である。
【００７９】
エアバッグ点火回路１ｄは、定電流降圧コンバータ２０ａの一部、具体的には、降圧制御部２１ａを点火ＩＣに含めて集積化しているので、エアバッグ点火回路１ｄの小型化および高信頼性化が可能である。
【００８０】
図１３は、点火ＩＣ３０ｅを用いた制御ユニット５０の構成を示す図である。制御装置である制御ユニット５０は、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１、点火ＩＣ３０ｅ、セーフィング判定部４０ａおよび衝突判定部４１を含んで構成され、電源端子５１および接続端子群５２が形成されている。
【００８１】
制御ユニット５０の構成要素のうち図１１に示したエアバッグ点火回路１ｃの構成要素と同じ構成要素、および図１２に示したエアバッグ点火回路１ｄの構成要素と同じ構成要素については、重複を避けるために、同じ参照符を付して説明を省略する。制御ユニット５０に含まれるダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ４、コンデンサＣ１，Ｃ３、昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、コイルＬ２、抵抗素子ｒ１および点火ＩＣ３０ｅは、エアバッグ点火回路１ｄを構成している。
【００８２】
バッテリ７は、電源端子５１に接続され、電源端子５１は、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。接続端子群５２は、各点火回路３４に形成される接続端子３９３，３９４に接続されている接続端子であり、各点火回路３４の接続端子３９３，３９４に対応する接続端子に、スクイブ８ａ〜８ｄがそれぞれ接続される。セーフィング判定部４０ａは、図１１に示したセーフィング判定部４０と同様にセーフィング信号を出力するが、ＥＮ信号は出力しない。ＥＮ信号は、セーフィング制御部３６から出力される。制御ユニット５０は、集積化された点火ＩＣ３０ｅを含んで構成しているので、制御ユニット５０を小型化し、かつ高信頼性化することが可能である。
【００８３】
このように、昇圧コンバータ１０によって、直流電源からの電圧が昇圧され、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧が印加される定電流降圧コンバータ２０によって、負荷への出力電流が出力され、ハイサイドドライバ３１およびローサイドドライバ３２によって、点火信号が指示されたとき、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブ８に流される。さらに、定電流降圧コンバータ２０は、降圧制御部２１を含む。降圧制御部２１によって、出力電流の電流値が検出され、検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値が予め定める電流値に制御される。
【００８４】
したがって、定電流降圧コンバータ２０によって、スクイブ８を点火するために必要な出力電流を供給するので、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧をそのままハイサイドドライバ３１に印加することがなく、ハイサイドドライバ３１での電力損失を低減することができる。
【００８５】
さらに、点火回路３４は、スクイブ８に流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部３１２を含み、電流制限部３１２によって、スクイブ８に流す電流が予め定める第２の電流値未満に制限される。したがって、スクイブ８の点火回路３４を並列接続した場合でも、各スクイブ８に予め定める第２の電流値以上の電流が流れることを防止することができ、電力損失の増加を防止することができる。また、点火するために最低限必要な電流を各スクイブ８に流すことができる。
【００８６】
さらに、点火制御部３３ａによって、同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数が生成され、定電流降圧コンバータ２０によって、予め定める第２の電流値に、点火制御部３３ａによって生成された数から１を減算した数を乗算した電流値と、予め定める第２の電流値未満の電流値である予め定める第３の電流値とを加算した値が、前記予め定める電流値とされる。したがって、車両の衝突形態に応じて、点火させるスクイブ８の数が変化しても、たとえば、車両が側方から衝突された場合、サイドエアバッグおよびカーテンエアバッグを作動させ、フロントエアバッグおよびシートベルトプリテンショナーを作動させなくても、スクイブ８の数に応じて出力電流を変化させるので、点火するために必要な最低限の電流値以上の電流を各スクイブ８に流すことができる。
【００８７】
さらに、定電流降圧コンバータ２０は、電圧検出コンパレータ２１２を含む。電圧検出コンパレータ２１２によって出力電圧が検出され、降圧制御部２１によって、電圧検出コンパレータ２１２によって検出された出力電圧に基づいて、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御される。したがって、スクイブ８が点火した後、点火したスクイブ８に電流が流れなくなり、出力電圧が上昇しても、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御されるので、点火回路３４での電力損失の増大を防止することができる。
【００８８】
さらに、タイマ部３５によって、電圧検出コンパレータ２１２によって出力電圧が予め定める電圧以上になったことが検出されると、予め定める時間が経過するたびに、電流値を切り換えるための電流値切換信号が生成され、点火制御部３３ｃによって、タイマ部３５によって電流値切換信号が生成されるたびに、点火制御部３３ｃによって生成された数から１が減算される。したがって、点火していないスクイブ８に必要以上の電流が多量に流れることを防止し、電力損失の増加を減らし、バックアップコンデンサであるコンデンサＣ２の蓄積エネルギを節約することができる。
【００８９】
さらに、定電流降圧コンバータ２０によって、点火信号が指示された時点から予め定める第１の遅延時間が経過した時点から、点火信号が指示されなくなった時点まで出力電流および出力電圧が出力され、点火回路３４によって、点火信号が指示された時点から、点火信号が指示されなくなった時点から予め定める第２の遅延時間が経過した時点まで、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブに出力可能とされる。したがって、定電流降圧コンバータ２０ｂは、点火を開始するとき、および点火を終了するときのいずれにおいても、ドライバが駆動されている状態で、スクイブに電流を供給するので、スクイブに電流が流れないことによる出力電圧の上昇を抑えることができる。たとえば、電圧検出コンパレータ２１２がない場合、点火を開始するときに、ドライバを駆動するよりも先に定電流降圧コンバータ２０ｂの出力を開始すると、スクイブに電流が流れず、出力電圧が、昇圧コンバータ１０によって昇圧された電圧まで上昇してしまう。
【００９０】
さらに、衝突判定部４１によって、車両の加速度が検出され、検出された加速度に基づいて、車両が衝突したか否かが判定され、車両が衝突したと判定されたとき、点火信号が生成され、セーフィング判定部４０によって、車両の加速度が検出され、検出された加速度に基づいて、車両が衝突したか否かが判定され、車両が衝突したと判定されたとき、セーフィング信号が生成される。そして、点火回路３４によって、衝突判定部４１によって点火信号が生成され、かつセーフィング判定部４０によってセーフィング信号が生成されたとき、定電流降圧コンバータ２０によって出力される出力電流がスクイブに流され、定電流降圧コンバータ２０によって、セーフィング判定部４０によってセーフィング信号が生成されたとき、出力電流および出力電圧が出力される。したがって、衝突判定部４１およびセーフィング判定部４０で二重に衝突判定を行っているので、片方の回路が故障して誤って衝突判定しても、エアバッグが誤って作動することを防止することができる。
【００９１】
さらに、エアバッグ点火回路１ｃに含まれる定電流降圧コンバータ２０、降圧制御部２１、電圧検出コンパレータ２１２、点火回路３４およびセーフィング判定部４０のうちの降圧制御部２１、電圧検出コンパレータ２１２、および点火回路３４と、セーフィング制御部３６とを含んで集積化され、セーフィング制御部３６によって、セーフィング判定部４０によって生成されたセーフィング信号に基づいて、定電流降圧コンバータ２０による出力電流および出力電圧の出力を許可するイネーブル信号、および点火回路３４に点火を許可する許可信号が生成される。したがって、エアバッグ点火回路１ｃの一部を集積化した回路としているので、エアバッグ点火回路１ｄの小型化および高信頼性化が可能である。
【００９２】
さらに、エアバッグ点火回路１ｄに含まれる昇圧コンバータ１０、トランジスタＴｒ２、衝突判定部４１、およびセーフィング判定部４０、ならびに点火ＩＣ３０ｅを含む。したがって、点火ＩＣ３０ｅを含んで構成されているエアバッグ点火回路１ｄを用いているので、制御ユニット５０を小型化し、かつ高信頼性化することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１，１ａ〜１ｄ，９ エアバッグ点火回路
７ バッテリ
８，８ａ〜８ｄ スクイブ
１０ 昇圧コンバータ
１１ 昇圧制御部
２０，２０ａ，２０ｂ 定電流降圧コンバータ
２１，２１ａ，２１ｂ 降圧制御部
３０，３０ａ〜３０ｅ，９０ 点火ＩＣ
３１，３１ａ，９１ ハイサイドドライバ
３２ ローサイドドライバ
３３，３３ａ，３３ｃ〜３３ｅ 点火制御部
３４ａ〜３４ｄ 点火回路部
３５ タイマ部
３６ セーフィング制御部
４０，４０ａ セーフィング判定部
４１ 衝突判定部
５０ 制御ユニット
５１ 電源端子
５２ 接続端子群
９１，２１１ 定電流制御部
２１２ 電圧検出コンパレータ
２１３ 定電圧源
３１１，３２１ ドライバ
３１２ 電流制限部
３８９〜３９９ 接続端子
４０１，４１１ 加速度センサ
４０２，４１２ マイコン
Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード
Ｌ１，Ｌ２ コイル
Ｒ１ 抵抗素子
Ｔｒ１〜Ｔｒ４
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
昇圧部によって昇圧された電圧が印加され、負荷への出力電流を出力する電流出力部と、
点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流す点火部とを含むエアバッグ点火回路であって、
前記電流出力部は、
出力電流の電流値を検出する電流検出部と、
電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値を予め定める電流値に制御する制御部とを含み、
前記点火部は、スクイブに流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部を含むことを特徴とするエアバッグ点火回路。
【請求項２】
同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数を生成する点火数生成部をさらに含み、
前記電流出力部は、予め定める第２の電流値に、点火数生成部によって生成された数から１を減算した数を乗算した電流値と、予め定める第２の電流値未満の電流値である予め定める第３の電流値とを加算した値を、前記予め定める電流値とすることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項３】
前記電流出力部は、出力電圧を検出する電圧検出部をさらに含み、
前記制御部は、電圧検出部によって検出された出力電圧に基づいて、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御することを特徴とする請求項２に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項４】
前記電圧検出部によって出力電圧が予め定める電圧以上になったことが検出されると、予め定める時間が経過するたびに、電流値を切り換えるための電流値切換信号を生成する電流値切換信号生成部をさらに含み、
前記点火数生成部は、電流値切換信号生成部によって電流値切換信号が生成されるたびに、前記点火数生成部によって生成された数から１を減算することを特徴とする請求項３に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項５】
前記電流出力部は、点火信号が指示された時点から予め定める第１の遅延時間が経過した時点から、点火信号が指示されなくなった時点まで出力電流および出力電圧を出力し、
前記点火部は、点火信号が指示された時点から、点火信号が指示されなくなった時点から予め定める第２の遅延時間が経過した時点まで、前記電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに出力可能とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエアバッグ点火回路。
【請求項６】
車両の加速度を検出し、検出した加速度に基づいて、車両が衝突したか否かを判定し、車両が衝突したと判定したとき、点火信号を生成する点火信号生成部と、
車両の加速度を検出し、検出した加速度に基づいて、車両が衝突したか否かを判定し、車両が衝突したと判定したとき、セーフィング信号を生成するセーフィング信号生成部とをさらに含み、
前記点火部は、点火信号生成回路によって点火信号が生成され、かつセーフィング信号生成回路によってセーフィング信号が生成されたとき、前記電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流し、
前記電流出力部は、セーフィング信号生成回路によってセーフィング信号が生成されたとき、出力電流および出力電圧を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエアバッグ点火回路。
【請求項７】
請求項６に記載のエアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部および点火部と、
前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号を生成するセーフィング制御部とを含んで集積化したことを特徴とする集積回路装置。
【請求項１】
直流電源からの電圧を昇圧する昇圧部と、
昇圧部によって昇圧された電圧が印加され、負荷への出力電流を出力する電流出力部と、
点火信号が指示されたとき、電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流す点火部とを含むエアバッグ点火回路であって、
前記電流出力部は、
出力電流の電流値を検出する電流検出部と、
電流検出部によって検出された電流値に基づいて、出力電流の電流値を予め定める電流値に制御する制御部とを含み、
前記点火部は、スクイブに流す電流を予め定める第２の電流値未満に制限する電流制限部を含むことを特徴とするエアバッグ点火回路。
【請求項２】
同じ時間帯に同時に点火するスクイブの数を生成する点火数生成部をさらに含み、
前記電流出力部は、予め定める第２の電流値に、点火数生成部によって生成された数から１を減算した数を乗算した電流値と、予め定める第２の電流値未満の電流値である予め定める第３の電流値とを加算した値を、前記予め定める電流値とすることを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項３】
前記電流出力部は、出力電圧を検出する電圧検出部をさらに含み、
前記制御部は、電圧検出部によって検出された出力電圧に基づいて、出力電圧が予め定める電圧未満となるように制御することを特徴とする請求項２に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項４】
前記電圧検出部によって出力電圧が予め定める電圧以上になったことが検出されると、予め定める時間が経過するたびに、電流値を切り換えるための電流値切換信号を生成する電流値切換信号生成部をさらに含み、
前記点火数生成部は、電流値切換信号生成部によって電流値切換信号が生成されるたびに、前記点火数生成部によって生成された数から１を減算することを特徴とする請求項３に記載のエアバッグ点火回路。
【請求項５】
前記電流出力部は、点火信号が指示された時点から予め定める第１の遅延時間が経過した時点から、点火信号が指示されなくなった時点まで出力電流および出力電圧を出力し、
前記点火部は、点火信号が指示された時点から、点火信号が指示されなくなった時点から予め定める第２の遅延時間が経過した時点まで、前記電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに出力可能とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエアバッグ点火回路。
【請求項６】
車両の加速度を検出し、検出した加速度に基づいて、車両が衝突したか否かを判定し、車両が衝突したと判定したとき、点火信号を生成する点火信号生成部と、
車両の加速度を検出し、検出した加速度に基づいて、車両が衝突したか否かを判定し、車両が衝突したと判定したとき、セーフィング信号を生成するセーフィング信号生成部とをさらに含み、
前記点火部は、点火信号生成回路によって点火信号が生成され、かつセーフィング信号生成回路によってセーフィング信号が生成されたとき、前記電流出力部によって出力される出力電流をスクイブに流し、
前記電流出力部は、セーフィング信号生成回路によってセーフィング信号が生成されたとき、出力電流および出力電圧を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエアバッグ点火回路。
【請求項７】
請求項６に記載のエアバッグ点火回路に含まれる電流出力部、制御部、電圧検出部、点火部およびセーフィング信号生成部のうちの制御部、電圧検出部および点火部と、
前記セーフィング信号生成部によって生成されたセーフィング信号に基づいて、前記電流出力部による出力電流および出力電圧の出力を許可する出力許可信号、および前記点火部に点火を許可する許可信号を生成するセーフィング制御部とを含んで集積化したことを特徴とする集積回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２４１１８４（Ｐ２０１０−２４１１８４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９６０９（Ｐ２００９−８９６０９）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【Ｆターム（参考）】
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