Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Kapazität eines Kondensators, der in einem Airbag-System verwendet wird, in dem eine Busleitung verwendet wird, und ein Airbag-System, das eine Busleitung verwendet.

Ein Airbag-System zum Schützen eines Passagiers vor einem Aufprall zur Zeit eines Zusammenstoßes eines Fahrzeugs ist unabkömmlich, und es ist aus einer Anforderung heraus, das Gewicht des gesamten Fahrzeugs zu verringern, notwendig, dass Airbag-Systeme in ihrem Gewicht verringert werden. In jüngster Zeit nehmen die Arten und die Gesamtzahl von Airbags zu, wie ein Airbag auf einer Fahrerseite, ein Airbag auf einer Passagierseite nahe dem Fahrer, ein Airbag für einen Hintersitz und ein Airbag für einen seitlichen Zusammenstoß, und daher wird ein leichteres Airbag-System stärker gefordert.

In einem gegenwärtigen Airbag-System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) mit einer Stromquelle (eine Batterie in einem Fahrzeug) verbunden, und es ist ein Aufprall-Erfassungssensor individuell mit entsprechenden Gasgeneratoren verbunden (ein Gasgenerator und ein Airbag sind in einem modularen Gehäuse untergebracht). Ein Aspekt der Verbindung zwischen der ECU und den individuellen Gasgeneratoren ist in 8 gezeigt.

Wie es in 8 gezeigt ist, sind die ECU und ein Zünder (9) von jedem der individuellen Gasgeneratoren immer miteinander über zwei Leiter (Leitungsdrähte) miteinander verbunden, und dadurch sind zweimal so viele Leiter wird die Gesamtzahl an Zündern erforderlich. Viele Leiter tragen stark zu einem Anwachsen des Gewichts in einem Airbag-System bei. Mit Hinblick auf Beschränkungen zur Zeit des Zusammenbaus von Fahrzeugteilen sind die ECU und die individuellen Gasgeneratoren nicht nur durch die Leiter miteinander verbunden, sondern durch Verbinden mehrerer Leiter über mehrere Stecker, und somit tritt ein ernsthaftes Problem wie eine Zunahme des Gewichts aufgrund dieser Stecker und ein Anwachsen der Kosten aufgrund des Anwachsens der Zahl der Stecker auf. Weiterhin kann ein Anwachsen des Gewichts aufgrund eines Anwachsens des Volumens des Kondensators, der in der ECU als eine Sicherheits (Backup)-stromquelle (für den Fall einer Trennung von der Stromquelle und der ECU) für das Aktivieren sämtlicher Zünder eingebaut ist, nicht ignoriert werden.

Des weiteren befinden sich in dem Airbag-System, das in 9 gezeigt ist, Leitungsdrähte und viele Leiter zwischen einem wärmeerzeugenden Teil des Zünders und der ECU. Unter Betracht eines Widerstandswertes aufgrund dieser Elemente (normaler Wiese ungefähr 4 &OHgr;) kann ein Widerstand des wärmeerzeugenden Teils nicht auf nicht mehr als 1,5 &OHgr; eingestellt werden, um einen Kurzschluss zwischen dem wärmeerzeugenden Teil und der ECU auf der Grundlage eines Spannungsunterschieds zwischen diesen zu ermitteln.

Mit Hinblick auf das Obige ist ein Versuch zur Verringerung des Gewichts eines Leiters untersucht worden, der dazu erforderlich ist, zwischen der ECU und jedem Gasgenerator unter Verwendung eines Bussystems in dem Airbag-System zu verbinden. Ein Aspekt des Airbag-Systems, das dieses Bussystem verwendet, ist in 1 gezeigt. Informationen über Bussysteme im allgemeinen können z. B. in der US 6 166 653 gefunden werden.

Wie in 1 gezeigt, wird ein Airbag-System dadurch gebildet, dass Busleitungen, die viele Schleifenleiter umfassen, die durch die ECU führen und jeden Gasgenerator mit der Busleitung durch zwei Leiter (drei oder mehr Leiter, wenn es der Fall erfordert) verbinden, umfassen. In dem Fall eines solchen Airbag-Systems, wie es in 1 gezeigt ist, werden, da nur ein erforderlicher Gasgenerator gemäß einem Zusammenstoß eines Fahrzeugs aktiviert wird, eine integrierte Schaltung, die eine Informationsübermittlung von der ECU empfängt, und ein Kondensator, der einen Strom liefert, um das wärmeerzeugende Teil in dem Zünder zu veranlassen, Wärme zu erzeugen, in jedem Gasgenerator zur Verfügung gestellt. In dem Fall der Verwendung eines Bussystems wird die Gesamtzahl an Kondensatoren erhöht, jedoch wird, da die Kondensatoren auf die ECU und die jeweiligen Zünder verteilt sind, die Kapazität und das Gewicht des Kondensators pro Zünder verringert. Daher sind sie verglichen mit einem Gewicht des Kondensators zur Sicherheit in dem Airbag-System, das in 8 gezeigt ist, merklich verringert. Dem gemäß wird eine große Gewichtsreduktion in dem gesamten System zusätzlich zu der Verringerung der großen Menge der verwendeten Kondensatoren erreicht, von der erwartet wird, dass sie in dem Airbag-System praktische Verwendung findet. JP-A 2000-241098, JP-A 2000-513799 und JP-B 2707250 sind vorbekannt.

Weiterhin kann in dem Airbag-System, das in 1 gezeigt ist, da ein Abstand zwischen dem wärmeerzeugenden Teil des Zünders und der integrierten Schaltung kleiner als ein Abstand zwischen dem wärmeerzeugenden Teil des Zünders und der ECU, die in 8 gezeigt ist, ist, und es nicht notwendig ist, einen Kurzschluss zu detektieren, der Widerstand des wärmeerzeugenden Teils des Zünders nicht größer als 1 &OHgr; sein. Hierbei kann eine Strommenge, die in dem wärmeerzeugenden Teil verbraucht wird, klein sein, so dass eine Größe des Kondensators klein ausgebildet werden kann. Dieses ist im Hinblick auf das Bereitstellen eines Kondensators oder von ähnlichem in einem begrenzten Raum innerhalb des Zünders sehr vorteilhaft. In dem Airbag-System, das in 1 gezeigt ist, können jedoch, da der Widerstandswert des wärmeerzeugenden Teils des Zünders klein gemacht worden ist, Einflüsse von Widerstandswerten anderer Elemente nicht ignoriert werden. Aus diesem Grund wird es in dem Airbag-System, das in 1 gezeigt ist, in Anbetracht des Widerstandswerts des wärmeerzeugenden Teils des Zünders und der anderen Elemente insgesamt und der zu verbrauchenden Energie wichtig, die Kapazität des Kondensators zu optimieren, um einen Strom an das wärmeerzeugende Teil einen Strom zu liefern, der für einen normalen Betrieb ausreichend ist.

In der JP-A-2001-525288 ist als eine Zünderschaltung, die ein Bussystem verwendet, und als ein Verfahren der Aktivierung der Zünderschaltung offenbart, dass eine Ladespannung für einen Kondensator auf eine Ladespannung von 2 bis 2,4 mal dem Produkt des minimalen Zündungsstroms und eines Widerstandswerts eines wärmeerzeugenden Teils eingestellt wird [V = (2,0–2,4) × IR)], und dass eine Kondensatorkapazität auf das 1,0-bis 1,2-fache der minimalen Zeit dividiert durch einen internen Widerstand R eingestellt wird [C = (1,0–1,2) × T/R]. In dieser Erfindung wird jedoch ein Widerstandswert von Elementen, die von dem wärmeerzeugenden Teil verschieden sind, nicht berücksichtigt, und es wird auch nicht der Grund für einen solchen numerischen Wert von 2–2,4 oder 1,0–1,2 gezeigt. Des weiteren wird der Widerstandswert von Elementen, die von dem wärmeerzeugenden Teil verschieden sind, oder ähnliches nicht berücksichtigt, obgleich eine solche zusätzliche Ladespannung oder Ladekapazität zu erwarten ist, so dass das wärmeerzeugende Teil keine ausreichende Wärme erzeugt, wenn eine Strommenge, die von diesen Teilen verbraucht wird, groß ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen einer optimalen Ladekapazität eines Kondensators zum normalen Betreiben eines Airbag-Systems in einem Fall eines Airbag-Systems, das ein Bussystem einschließt, und ein Airbag-System, das eine Busleitung verwendet, zur Verfügung zu stellen.

Der Schaltkreis ist genauer ein Schaltelement (ein MOS-FET oder ähnliches) und der AN-Widerstandswert desselben stellt den Widerstandswert (AN-Widerstandswert) dar, wenn das Schaltelement geschlossen worden ist. Es wird bevorzugt, dass sich in einem einzelnen wärmeerzeugenden Teil ein Schaltelement für jede einer vorgeschalteten Seite und nachgeschalteten Seite, es gibt nämlich insgesamt zwei Schaltelemente, befinden. In diesem Fall entspricht der Widerstandswert des Schaltkreises den Gesamtwiderstandswerten der jeweiligen Schaltkreise. In 5 wird ein einzelner Schaltkreis auf jeder der vorgeschalteten Seite und nachgeschalteten Seite des wärmeerzeugenden Teils zur Verfügung gestellt, und wenn die jeweiligen ON-Widerstandswerte derselben durch r_a und r_b bezeichnet werden, wird r₁ = r_a + r_b erhalten. In dem Fall, in dem es, wie in 6 gezeigt, zwei wärmeerzeugende Teile gibt, wird, wenn Widerstandswerte von Schaltelementen, die mit einem ersten wärmeerzeugenden Teil verbunden sind, durch r_a und r_b bezeichnet werden und Widerstandswerte von Schaltelementen, die mit einem zweiten wärmeerzeugenden Teil verbunden sind, durch r_c und r_d bezeichnet werden, r1 = [(r_a + r_b) (r_c + r_d)]/(r_a + r_b + r_c + r_d) erhalten, da die Schaltungen in den wärmeerzeugenden Teilen parallel sind.

Wenn der Schaltkreis AUS ist, fließt keine Elektrizität, die in dem Kondensator gespeichert ist, in das wärmeerzeugende Teil, sondern es verbraucht der Schaltkreis eine bestimmte Menge an Strom, um ein Betriebssignal oder ähnliches zu erkennen. Man nehme z. B. an, dass in einem Airbag-System, das für einen Airbag für einen seitlichen Zusammenstoß (oder einen Vorhang-Airbag) verwendet wird, eine Leitung die eine Batterie und eine ECU verbindet, gleichzeitig mit der Detektion des ersten Zusammenstoßes getrennt wird. Bei diesem Zusammenstoß gehen Airbags für eine Fahrerseite und für eine Passagierseite nahe dem Fahrer auf, aber es ist weiterhin zu erwarten, dass nachdem eine bestimmte Zeit (z. B. 6 Sekunden) vergangen ist, während der ein seitliches Schleudern des Fahrzeugs verursacht wird, die Fahrzeugseite mit einem anderen Hindernis zusammenstößt und ein Airbag für einen seitlichen Zusammenstoß (ein Vorhang) aufgeht. Zu dieser Zeit ist es notwendig, in einem Zünder für den Airbag für einen seitlichen Zusammenstoß in dem Kondensator Energie für den Betrieb des Schaltkreises über 6 Sekunden von dem ersten Zusammenstoß (der Trennung) an und weiterhin dafür, das wärmeerzeugende Teil zu veranlassen, ausreichend Wärme zu erzeugen, zu speichern. Da es allgemein angenommen wird, dass die maximale Zeit von dem ersten Zusammenstoß eines Fahrzeugs bis zu dem zweiten Zusammenstoß, der durch eine laterale Drehung oder ähnliches verursacht wird, 10 Sekunden beträgt, wird in der Formel (II) w × 10 mit Hinblick auf diese Zeiten verwendet.

Daher stellt in der Formel (II) I_min ² × (R_max + r₁ + r₂) × T die Energie dar, die das wärmeerzeugende Teil im wesentlichen verbraucht, um Wärme für eine Zeitperiode T zu erzeugen, und w × 10 stellt die Energie dar, die die integrierte Schaltung für 10 Sekunden verbraucht.

Die Ladespannung (V) wird auf der Grundlage einer Boost-Spannung bestimmt, wenn eine eingebaute integrierte Schaltung eine Boost-Schaltung (ein Schaltung, die eine Ladespannung verstärkt) besitzt, und sie wird auf der Grundlage einer Spannung einer Gleichrichterschaltung bestimmt, wenn keine Boost-Schaltung zur Verfügung gestellt wird. Es besteht ein Mangel dahingehend, dass, wenn die Ladespannung hoch ist, ein Kondensator mit einem großen Spannungsschutz erforderlich ist, und dass eine Kondensatorkapazität, die die notwendige Energie darin speichert, groß sein muss, wenn die Ladespannung zu klein ist. Es wird bevorzugt, dass die Ladespannung ungefähr 20 V beträgt.

Die Erfindung, wie sie in Anspruch 3 beschrieben ist, stellt als ein Mittel zur Lösung des obigen Problems ein Airbag-System zur Verfügung, das eine elektronische Steuereinheit, die an einer Stromquelle und einem Aufprall-Erfassungssensor angeschlossen ist, und mehrere modulare Gehäuse umfasst, die mit der elektronischen Steuereinheit verbunden sind und mehrere Gasgeneratoren und mehrere Airbags aufbewahren, wobei in dem Airbag-System eine Busleitung zur Verfügung gestellt wird, die mehrere Schleifenleitungen umfasst, die durch die elektronische Steuereinheit verlaufen und Ströme und erforderliche Informationen liefern und übertragen, und individuelle Gasgeneratoren angeschlossen sind, die durch mehrere Leiter zu aktivieren sind, die an vorbestimmten Bereichen von der Busleitung abzweigen.

einer oder zumindest zwei Zünder, die in dem Gasgenerator enthalten sind, jeder ein Zünder einer elektrischen Art ist, der mit einem wärmeerzeugenden Teil und einer Zündladung in Kontakt mit dem wärmeerzeugenden Teil versehen ist, wobei der Zünder durch mehrere Leiter über einen Stecker, der einen Leitungsdraht aufweist, an einer Busleitung angeschlossen ist, und

ein Kondensator und eine integrierte Schaltung, auf der Informationen aufgezeichnet sind, um erforderliche Funktionen aufzuweisen, zwischen dem Zünder und der Busleitung zur Verfügung gestellt werden, und ein Strom zum Zünden der Zündladung durch den Kondensator an den einen oder die zumindest zwei Zünder geliefert wird.

In dem Airbag-System, das in Anspruch 4 beschrieben ist, wird die integrierte Schaltung, auf der Informationen aufgezeichnet sind, um zumindest die erforderlichen Funktionen aufzuweisen, in dem Stecker zur Verfügung gestellt.

Durch Bereitstellen des Kondensators und der integrierten Schaltung, auf der Informationen aufgezeichnet sind, um erforderliche Funktionen zwischen dem Zünder und der Busleitung aufzuweisen, vorzugsweise in dem Stecker, wird das Anbringen des Kondensators und der integrierten Schaltung erleichtert.

Die Anzahl der Schlaufenleitungen, die die Busleitung bilden, und der Leiter, die die Busleitung und den Gasgenerator verbinden, kann zwei, drei vier oder mehr betragen, jedoch werden mit Hinblick darauf, das gesamte System zu vereinfachen, zwei bevorzugt.

Die Zündladung ist nicht auf eine bestimmten eingeschränkt, es wird jedoch eine Kombination aus einem Metall oder ähnlichem und einem Oxidationsmittel, wie Perchlorat, bevorzugt, eine Kombination aus einem Metall, wie Zirkonium, Titan und Hafnium, und Perchlorat wird mehr bevorzugt, und eine Mischung aus Zirkonium und Kaliumperchlorat (ZPP) wird besonders bevorzugt. Wünschenswerter Weise wird das ZPP in einer Partikelform ausgebildet, und es werden die Teilchendurchmesser von Zirkonium und Kaliumperchlorat angepasst.

Eine Kapazität des Kondensators beträgt bevorzugter Weise nicht mehr als 24 &mgr;F, bevorzugter nicht mehr als 12 &mgr;F, weiterhin bevorzugt nicht mehr als 6 &mgr;F.

In dem Airbag-System der oben beschriebenen Erfindung wird bevorzugter Weise ein Strom zum Zünden der Zündladung dem einen oder den zumindest zwei Zündern durch den Kondensator in der integrierten Schaltung zugeführt, und es wird der obige Zünder derart aktiviert, dass die Zeitperiode des Lieferns des Stroms von dem Punkt, an dem der Stromwert den Stromwert entsprechend 5 % des maximalen Stromwerts erreicht, bis zu dem Punkt, an dem der Stromwert auf den Wert entsprechend 5 % des maximalen Stromwerts verringert ist, verläuft, was innerhalb von 500 &mgr;Sek. liegt.

In diesem Fall ist der maximale Stromwert in der Zeitperiode des Lieferns eines Stroms ein Stromwert, der ausreicht, die Zündladung zünden. Die Zeitperiode des Lieferns eines Stroms liegt bevorzugter Weise innerhalb von 200 &mgr;Sek. und mehr bevorzugt innerhalb von 100 &mgr;Sek. Außerdem variiert zu dieser Zeit ein Stromwert abhängig von einem Widerstandswert des wärmeerzeugenden Teils in dem Zünder, und er wird auf der Grundlage der Anwesenheit oder Abwesenheit der Entladungswellenform-Umwandlerschaltung, des Aufbaus der Entladungswellenform-Umwandlerschaltung, eines Teilchendurchmessers einer Zündladung einer Form des wärmeerzeugenden Teils usw. bestimmt.

In dem Fall eines herkömmlichen Airbag-Systems wird, da ein Strom zum Aktivieren des Zünders von einer Stromquelle (einer Batterie) mit einer relativ hohen Kapazität bei 1,2 A über 2 mSek. fließt, d. h. bei einem relativ niedrigen Strom für eine relativ lange Zeit, eine Wellenform eines Zündstroms rechteckig (eine vertikale Achse bezeichnet einen Stromwert (A) und eine horizontale Achse bezeichnet eine Zeit (&mgr;Sek.)).

In der vorliegenden Erfindung wird es jedoch bevorzugt, da ein Strom, der einen Zünder aktiviert, von einem Kondensator mit einer relativ geringen Kapazität geliefert wird, dass ein relativ großer Strom über eine kleine Zeit fließt, da die Zündung des Zünders glatter gemacht wird und die Zündungsenergie selbst kleiner gemacht werden kann. Die Wellenform des Zündstroms zu dieser Zeit (eine vertikale Achse bezeichnet einen Stromwert (A) und eine horizontale Achse bezeichnet eine Zeit (&mgr;Sek.)) wird eine Entladungswellenform, die durch die folgende Formel (I) ausgedrückt wird, wenn die Entladung zu einer Zeit t = 0 beginnt: i(t) = (V0/R) × e^–t/CR(1)

(In der Formel stellt V0 eine Kondensatorladespannung (V) dar, R stellt einen Schaltungswiderstand (&OHgr;) dar, C stellt eine Kondensatorkapazität (&mgr;F) dar, t stellt eine Zeit (&mgr;Sek.) dar, und i stellt einen Strom (A) dar.)

Wenn eine solche Wellenform, wie diejenige, die durch die Formel (I) ausgedrückt wird, verwendet wird, wird ein Stromwert größer als eine herkömmliche rechteckige Wellenform, jedoch wird eine Stromleitungszeit verkürzt. Somit wird die Zündungsenergie selbst stark reduziert.

In der obigen Erfindung wird es bevorzugt, wenn eine Periode, während der eine stabile Stromzufuhr beibehalten wird, nachdem ein gewünschter Stromwert erreicht worden ist, als t (&mgr;Sek.) definiert ist, und eine Zeitperiode von einem Beginn des Anwachsens der Wellenform bis zum Anhalten der Stromzufuhr, um das wärmeerzeugende Teil zu veranlassen, eine Wärme zu erzeugen, als T (&mgr;Sek.) definiert ist, dass ein Verhältnis (t/T) von diesem t und T in dem Bereich von 0 ≤ t/T < 0,2 oder 0,5 < t/T < 1 liegt.

In dem Fall von 0 ≤ t/T < 0,2 ist eine Wellenform eines Stroms einer Entladungswellenform ähnlich (einer Wellenform ähnlich einem Dreieck), die erhalten wird, wenn Elektrizität, die in dem Kondensator gespeichert ist, direkt dem wärmeerzeugenden Teil zugeführt wird. In dem Fall 0,5 < t/T < 1 ist eine Wellenform eines Stroms einer Wellenform ähnlich (einer Wellenform ähnlich einem Trapez), die erhalten wird, wenn eine Entladungswellenform durch eine Entladungswellenform-Umwandlungsschaltung zum Umwandeln einer Wellenform eines Stroms, der in einem Kondensator gespeichert ist, zu einer Signal-Wellenform eines Stroms zur Zündung der Zündladung oder ähnlichem umgewandelt wird.

In der obigen Erfindung kann ein solcher Aufbau verwendet werden, dass der Kondensator und die integrierte Schaltung erforderliche Funktionen besitzen, die zwischen jedem von sämtlichen der Zünder und der Busleitung zur Verfügung gestellt werden, und es wird bevorzugt, dass der Aufbau weiterhin eine Entladungswellenform-Umwandlerschaltung einschließt. Weiterhin ist die Entladungswellenform-Umwandlerschaltung eine solche, die eine Funktion zum Umwandeln der Entladungswellenform, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird, in eine dreieckige oder trapezförmige Wellenform besitzt. Zusätzlich kann, um eine ähnliche Umwandlungsfunktion zur Verfügung zu stellen, eine Spule in einer verbindenden Schaltung zwischen dem Kondensator und dem wärmeerzeugenden Teil positioniert werden, und es kann in Hinblick auf eine Vereinfachung des gesamten Systems die Entladungswellenform-Umwandlerschaltung weiterhin in der integrierten Schaltung zur Verfügung gestellt werden.

Die Informationen zum Bereitstellen erforderlicher Funktionen, die in der integrierten Schaltung aufgezeichnet sind, sind solche, die mit Informationen zum Bereitstellen einer oder zumindest von zwei Funktionen aufgezeichnet sind, die ausgewählt sind aus der Gruppe (i) einer Funktion zum Detektieren einer Anomalie des wärmeerzeugenden Teils des Zünders in dem Gasgenerator, (ii) einer Funktion zum Identifizieren jedes der Mehrzahl von Gasgeneratoren und (iii) einer Funktion zum Detektieren einer Fehlfunktion des Kondensators. Und zusätzlich wird es bevorzugt, dass (iv) eine Schaltung zum Verhindern, dass der Zünder aufgrund von einem Störgeräusch außerhalb des Zünders fehlerhafter Weise aktiviert wird, in dem Zünder zur Verfügung gestellt wird.

Gewöhnlich wird die integrierte Schaltung mit einer Basis-Funktion zum Aktivieren eines geeigneten Gasgenerators zum Schützen des Passagiers gemäß einer Situation eines Fahrzeugzusammenstoßes bei Empfangen eines Signals von der ECU versehen. Zusätzlich dazu können durch Bereitstellen der obigen verschiedenen Funktionen eine Qualitätskontrolle eines Produkts zur Zeit des Versandes, eine Funktionsfähigkeit zur Zeit des Zusammenbaus und die Sicherheit in einem tatsächlichen Gebrauch (während das Fahrzeug gefahren wird) und ähnliches geeignet verbessert werden.

Als eine der Bedingungen, die dafür erforderlich sind, dass der Gasgenerator normal aktiviert wird, muss ein Kontaktzustand zwischen dem wärmeerzeugenden Teil des Zünders und der Zündladung gut sein (das wärmeerzeugende Teil und die Zündladung müssen in einen Druckkontakt mit einander gebracht werden). Wenn es z. B. eine Lücke zwischen dem wärmeerzeugenden Teil und der Zündladung gibt, wird bedacht, dass eine Fehlfunktion auftritt, wie dass die Zündladung nicht gezündet wird, wenn der Zünder aktiviert wird, oder dass eine Zündung verzögert wird. Weiterhin tritt eine ähnliche Fehlfunktion auf, wenn das wärmeerzeugende Teil getrennt oder halb getrennt worden ist. Aus diesem Grund kann durch Aufzeichnen von Informationen zum Detektieren der Fehlfunktion in der integrierten Schaltung ein minderwertiges Produkt zur Zeit des Versands entfernt werden, und durch Detektieren einer Anomalie in einem praktischen Gebrauch (während des Fahrens eines Fahrzeugs) kann ein sofortiger Austausch vorgenommen werden.

Die Detektionstheorie für eine Anomalie des wärmeerzeugenden Teils (Thermal Transient Test, auf Seiten 461 bis 478 in „Progress of International Pyrotechnic Seminar" vom Juli 1980, von A. C. Munger) lautet wie folgt: Wenn ein Kontaktzustand eines wärmeerzeugenden Teils und einer Zündladung gut ist, wird ein Großteil der Kalorien, die durch Fließen eines konstanten Stroms erzeugt werden, zu der Zündladung geleitet, so dass die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils nicht so groß wird. Auf der anderen Seite ist, wenn der Kontaktzustand eines wärmeerzeugenden Teils und einer Zündladung schlecht ist, der Übertrag an Wärme geringer, so dass der Temperaturanstieg des wärmeerzeugenden Teils größer als in einem normalen Fall wird. Daher wird eine Fehlfunktion durch Detektieren einer Temperaturänderung aufgrund eines solchen Unterschieds in dem Kontaktzustand als eine Widerstandswertänderung und unter Verwendung eines Temperaturkoeffizienten [r = r0 (1 + &agr;&Dgr;T)] eines Metallwiderstands, um die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils zu erhalten, detektiert. Genauer gesagt wird, nachdem ein Widerstand r gemessen worden ist, wenn ein Strom i zu schwach ist, um die Temperatur bis zum Zünden des Zünders zu erhöhen, ein Widerstand R gemessen, wenn ein Strom I von 10 bis 15 mal dem Strom i fließt (die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils wird etwa 50 bis 100° C, aber es wird die Zündladung nicht mit einer solchen Temperatur gezündet), so dass die Widerstandsänderung aufgrund der Temperaturänderung des wärmeerzeugenden Teils als eine Spannungsänderung mit Vergleichen von I und i und von R und r erhalten wird. Somit werden solche Messinformationen in der integrierten Schaltung aufgezeichnet.

Für den Gasgenerator für einen Airbag sind in der Praxis verschiedene Arten von Gasgeneratoren, wie ein solcher für eine Fahrerseite, einer für eine Passagierseite nahe dem Fahrer, einer für einen seitlichen Aufprall (für einen seitlichen Zusammenstoß), einer für einen Vorhang-Airbag und ähnliche, verwendet worden. In dem Fall eines Gasgenerators für einen seitlichen Aufprall werden z. B. insgesamt vier Gasgeneratoren für eine Fahrerseite, eine Passagierseite nahe dem Fahrer bzw. zwei Hintersitzseiten montiert. Aus diesem Grund ist es notwendig, auch wenn verschiedene Teile von Informationen in den jeweiligen integrierten Schaltungen der Gasgeneratoren für die Fahrerseite, für die Passagierseite nahe dem Fahrer und für die zwei Hintersitzseiten aufgezeichnet worden sind, wenn die Teile von Informationen zu einer Zeit des Zusammenbaus des Zünders oder der Gasgeneratoren aufgezeichnet worden sind, da die Zünder und die Gasgeneratoren dasselbe Aussehen haben, die Gasgeneratoren, die dasselbe Aussehen haben und unterschiedliche aufgezeichnete Teile von Informationen oder die Zünder, die dasselbe Aussehen haben, vor dem Zusammenbau zu unterscheiden, so dass ein falscher nicht gelagert und transportiert wird, was sehr kompliziert wird.

Des weiteren geschieht schließlich, wenn einer für die Fahrerseite fälschlicher Weise als einer für die Passagierseite nahe dem Fahrer montiert worden ist, wenn Aktivierinformationen eines Airbags für eine Fahrerseite von der ECU gesendet werden, eine solche fehlerhafte Aktivierung, dass ein Airbag für eine Passagierseite nahe dem Fahrer aufgeblasen wird.

Daher können durch Aufzeichnen von Informationen zum Ausführen einer Identifikationsfunktion für jede Mehrzahl von Gasgeneratoren nach dem Zusammenbau der Gasgeneratoren (wenn Unterschiede von Gasgeneratoren offensichtlich erkannt werden können), oder nachdem Gasgeneratoren in einem Fahrzeug montiert worden sind, Lagerung, Transport, Verwaltung und ähnliches vereinfacht werden, so dass verhindert wird, dass ein Fehler oder eine Verwechslung zu der Zeit des Montierens der Gasgeneratoren auftritt.

Es wird bevorzugt, dass die Informationen zum Entwickeln einer Identifikationsfunktion für jede Mehrzahl von Gasgeneratoren nach dem Zusammenbau der Gasgeneratoren aufgezeichnet werden, es wird mehr bevorzugt, dass die Teile von Informationen aufgezeichnet werden, nachdem die Gasgeneratoren in den modularen Gehäusen zusammengebaut werden, und es wird weiterhin bevorzugt, dass die Teile von Informationen aufgezeichnet werden, nachdem die modularen Gehäuse in einem Fahrzeug montiert worden sind.

Die Informationen zum Entwickeln einer Funktion zum Detektieren einer Fehlfunktion des Kondensators schließen auch Bestätigungsinformationen über einen montierten Zustand (gelöteten Zustand) eines Kondensators auf einem Substrat und ähnliches zusätzlich zu Informationen für das Messen eine Pulsantwort oder eines dielektrischen Dissipationsfaktors ein.

Nach der Montage in einem Fahrzeug verschlechtert sich der Kondensator mit dem Alter, da der Kondensator Laden und Entladen wiederholt. Es wird jedoch eine Anomalie in der Zeit der praktischen Verwendung detektiert (während des Fahrens des Fahrzeugs), indem man Informationen aufzeichnet, die eine Fehlfunktion aufgrund dieser Verschlechterung in der integrierten Schaltung im vorneherein bestätigen können, so dass ein sofortiger Austausch ausgeführt werden kann. Des weiteren kann durch das Aufzeichnen von Informationen für das Bestätigen des gelöteten Zustands im vorneherein ein minderwertiges Produkt zu der Zeit des Versands entfernt werden.

Wenn z. B. ein großer Strom zu einer Zeit der Aktivierung eines Zellenmotors in einem Fahrzeug fließt, besteht in dem Fall, in dem keine Störgeräuschverhinderungs-Schaltung zur Verfügung gestellt wird, eine Möglichkeit, dass ein Störgeräusch (ein Geräusch, dass ein Auftreten eines unangenehmen Tons während des Hörens des Radios verursacht), das aufgrund dieses Stroms erzeugt wird, von einer Fahrzeugkarosserie übertragen wird, so dass es in einen Zünder strömt. Aufgrund des Störgeräusches, das derart übertragen wird, wird die Möglichkeit groß, dass ein Zünder eine fehlerhafte Aktivierung verursacht.

Dem gemäß kann durch Montieren einer Vorrichtung, die so aufgebaut ist, dass sie verhindert, dass Strom von einer Fahrzeugseite zu einer Zünderseite fließt, z. B. eine Diode oder ein Varistor (ein nichtlineares Widerstandselement) als die Störgeräuschgegenmaßnahmen-Schaltung (eine Schaltung zum Verhindern, dass ein Zünder fehlerhaft aktiviert wird), die oben beschriebene fehlerhafte Aktivierung des Zünders verhindert werden.

Gemäß dem Verfahren des Bestimmens einer Ladekapazität eines Kondensators der vorliegenden Erfindung kann, wenn ein Airbag-System verwendet wird, das ein Bussystem verwendet, eine Ladekapazität eines Kondensators, die ausreichend ist, das Airbag-System zu aktivieren, normalerweise unabhängig von der Art des Fahrzeugs, der Art der Gasgeneratoren und der Gesamtzahl von Gasgeneratoren, die zu verwenden sind, bestimmt werden.

Weiterhin kann gemäß dem Airbag-System der vorliegenden Erfindung das Gewicht des gesamten Airbag-Systems stark verringert werden, und es kann eine Betriebsleistungsfähigkeit ähnlich einer herkömmlichen durch die Verwendung eines Bussystems gewährleistet werden. Außerdem wird eine Arbeit des Befestigens des Substrats dadurch erleichtert, dass ein Substrat zwischen jedem Gasgenerator (Zünder) und einer Busleitung (bevorzugter Weise in einem Stecker, der mit einem Zünder verbunden ist) zur Verfügung gestellt wird.

1 ist eine Darstellung eines Airbag-Systems, das die vorliegenden Erfindung verwendet.

2 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (einschließlich eines einzelnen Zünders), der in dem Airbag-System verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verwendet.

3 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (einschließlich zweier Zünder), der in dem Airbag-System verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verwendet.

4 ist eine vertikale Schnittansicht eines Zünders, der in dem Airbag-System verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verwendet.

5 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Zünders (einschließlich eines einzelnen wärmeerzeugenden Teils), der in dem Airbag-System verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verwendet.

6 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Zünders (einschließlich zweier wärmeerzeugender Teile), der in dem Airbag-System verwendet wird, das die vorliegende Erfindung verwendet.

7 ist ein Puls-Wellenform-Diagramm einer Busspannung, einer digitalen Ausgabe und einer Ladespannung, die in 5 und 6 gezeigt sind.

8 ist eine Darstellung eines herkömmlichen Airbag-Systems.

9 ist eine vertikale Schnittansicht eines Zünders, der in dem herkömmlichen Airbag-System verwendet wird.

10 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Substrats (einschließlich eines einzelnen wärmeerzeugenden Teils) das in dem Airbag-System der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

11 ist eine konzeptionelle Darstellung eines Substrats (einschließlich zweier wärmeerzeugender Teile) das in dem Airbag-System der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

12 ist eine erläuternde Darstellung, die einen Aufbau eines Substrats zeigt, das in dem Airbag-System der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird.

13 ist eine erläuternde Darstellung eines Verfahrens des Befestigens eines Steckers in dem Airbag-System der vorliegenden Erfindung.

Als erstes wird ein Airbag-System, in dem ein Verfahren zum Bestimmen einer Ladekapazität eines Kondensators der Erfindung, der in Anspruch 1 beschrieben ist, verwendet wird, mit Bezug auf 1 bis 7 erläutert.

Wie es in 1 gezeigt ist, verwendet ein Airbag-System, das ein Bussystem verwendet, Busleitungen 10 und 11, die Schleifenleitungen umfassen, die durch eine ECU führen. Die ECU ist mit einer Stromquelle (einer Batterie in einem Fahrzeug) und einem Aufprall-Erfassungssensor, die nicht gezeigt sind, verbunden, und ein Kondensator zur Sicherheit (Backup-Kondensator), wenn ein Leiter (ein Leitungsdraht), der die ECU und die Stromquelle verbindet, durch einen Aufprall bei einem Zusammenstoß eines Fahrzeugs getrennt wird, ist bereitgestellt. Außerdem kann, da der Kondensator an jedem Gasgenerator (Zünder) angeordnet ist, in dem Airbag-System, das in 1 gezeigt ist, der Kondensator zur Sicherheit eine geringe Kapazität (d. h. ein geringes Gewicht) aufweisen, jedoch hat der Kondensator zur Sicherheit in dem herkömmlichen Airbag-System, das in 8 gezeigt ist, eine große Kapazität aufzuweisen, um sämtliche der Gasgeneratoren durch sich selbst zu einer Zeit der Trennung eines Leitungsdrahts zwischen der Batterie und der ECU zu aktivieren.

Die Busleitungen 10 und 11 und die Gasgeneratoren in einer erforderlichen Anzahl in den modularen Gehäusen (die durch schwarze Kreise angezeigt sind). Der Gasgenerator und ein Airbag sind in dem Gehäuse aufbewahrt, das in einem Fahrzeug montiert ist, sind mit zwei Leitern (oder drei oder mehr Leitern, wenn es der Fall erfordert) verbunden, um jeden Gasgenerator zu aktivieren.

Für die Gasgeneratoren in den modularen Gehäusen, die durch schwarze Kreise in dem Airbag-System angezeigt sind, das in 1 gezeigt ist, können gemäß der Anzahl der Zünder solche verwendet werden, die in 2 oder 3 gezeigt sind. 2 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (eines Zünders 21) der einzelnen Art, in dem ein Zünder zur Verfügung gestellt wird, und 3 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (von Zündern 31 und 32) der dualen Art, in dem zwei Zünder zur Verfügung gestellt werden.

In dem Gasgenerator der einzelnen Art werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 21a und 21b in einem Zünder 21 zur Verfügung gestellt, und sie werden mit den Busleitungen 10 und 11 durch einen Stecker verbunden, der in einen Steckereinsatzbereich 25 eingepasst ist.

In dem Gasgenerator der dualen Art werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 31a und 31b in einem Zünder 31 zur Verfügung gestellt, werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 32a und 32b in einem Zünder 32 zur Verfügung gestellt und es werden die Zünder jeweils mit den Busleitungen 10 und 11 durch Stecker verbunden sind, die in Steckereinsatzbereichen 35 und 36 eingepasst sind.

Für den Zünder 21 und die Zünder 31 und 32 in den Gasgeneratoren, die in 2 und 3 gezeigt sind, kann z. B. einer verwendet werden, der in 4 gezeigt ist. 4 zeigt eine vertikale schematische Schnittansicht eines Zünders, und da Zünder, die dieselbe Struktur haben, als der Zünder 21, der Zünder 31 und Zünder 32 verwendet werden können, wird der Zünder 21 unten erläutert.

Es wird ein wärmeerzeugendes Teil auf einem Glasträger zur Verfügung gestellt, und es wird ein Zündmittel (z. B. eine Mischung aus Zirkonium/Kaliumperchlorat (ZPP)) geladen, so dass in Druckkontakt mit dem wärmeerzeugenden Teil ist, und es wird ein Substrat, das mit einem Kondensator und einem Schaltkreis versehen ist, auf dem Informationen zum Bereitstellen erforderlichen Funktionen aufgezeichnet sind, in dem unteren Bereich des Zünders 21 angeordnet. Das wärmeerzeugende Teil wird durch Verwenden des Verfahrens des Schweißens eines Drahts zur Wärmeerzeugung zur Befestigung o. ä. gebildet. Das wärmeerzeugende Teil befindet sich in Kontakt mit der Zündladung und es erzeugt Wärme durch einen Strom, der lediglich von dem Kondensator geliefert wird, um die Zündladung zu zünden.

Die integrierte Schaltung und das wärmeerzeugende Teil und der Kondensator sind jeweils mit zwei Leitern verbunden, und es ist die integrierte Schaltung weiterhin mit zwei Stiften 21a und 21b über die Leiter verbunden.

Auf der integrierten Schaltung sind Informationen aufgezeichnet, um eine Anweisung von der ECU zumindest bei einem Zusammenstoß eines Fahrzeugs zum Aufblasen des erforderlichen Airbags zu empfangen. Zusätzlich können Informationen zum Bereitstellen einer oder zumindest von zwei Funktionen, wenn es erforderlich ist, z. B. ausgewählt aus der Gruppe von einer Funktion zum Detektieren eine Anomalie des wärmeerzeugenden Teils des Zünders in den Gasgeneratoren, einer Funktion zum Identifizieren jedes der mehreren Gasgeneratoren und einer Funktion zum Detektieren einer Fehlfunktion des Kondensators, in der integrierten Schaltung aufgezeichnet sein.

In dem Zünder 21, der in 4 gezeigt ist, können das Substrat, das mit einem Kondensator und der integrierten Schaltung versehen ist, Strukturen aufweisen, die in den konzeptionellen Darstellungen von 5 und 6 gezeigt sind. In 5 wird ein einzelnes wärmeerzeugendes Teil zur Verfügung gestellt, und in 6 werden zwei wärmeerzeugende Teile zur Verfügung gestellt. Und 7 zeigt Pulswellenformen einer Busspannung, einer digitalen Ausgabe und einer Ladespannung, die in 5 und 6 gezeigt sind.

In 5 und 6 ist eine Gleichrichterschaltung, die eine Funktion zum Gleichrichten eines Wechselstroms, unter den Strömen von den Busleitungen 10 und 11 zum Laden des Kondensators und für die erforderlichen Informationen, um den Strom als einen Gleichstrom in den Kondensator fließen zu lassen, zwischen den Busleitungen 10 und 11 und dem Kondensator zur Verfügung gestellt.

In 5 und 6 kann eine Entladungswellenform-Umwandlerschaltung (mit gestrichelten Linien als „Wellenform-Umwandler" gezeigt) zur Verfügung gestellt werden, wenn es erforderlich ist, und die Entladungswellenform-Umwandlerschaltung kann in der integrierten Schaltung enthalten sein.

In 5 und 6 ist ein Schaltkreis (ein Transistor) zum Abschalten eines Stroms, wenn es notwendig ist, zum Aktivieren des Zünders und zum Liefern eines Stroms, wenn der Zünder aktiviert ist, in der integrierten Schaltung zur Verfügung gestellt. Wenn der Schaltkreis geschlossen ist (AN), fließt ein Strom, der in dem Kondensator gespeichert ist, in das wärmeerzeugende Teil, und wenn der Schaltkreis geöffnet wird (AUS), fließt kein Strom, der in dem Kondensator gespeichert ist, in das wärmeerzeugende Teil.

Der Schaltkreis wird durch einen Thyristor, einen MOS-FET, einen bipolaren Transistor o. ä. gebildet. Es ist in Hinblick auf das Verhindern einer Fehlfunktion wünschenswert, dass der Schaltkreis auf positiven und negativen Seiten eines Strompfads, wie in 5 gezeigt, zur Verfügung gestellt wird, aber er kann auch lediglich auf der positiven Seite zur Verfügung gestellt werden. Wenn an den Schaltkreis zum Beispiel ein Strompuls mit einer Wellenformbreite von 100 &mgr;Sek. angelegt wird, wird der Schalter für 100 &mgr;Sek. geschlossen und ermöglicht es, dass ein Strom von dem Spannungswellenform-Umwandler in das wärmeerzeugende Teil des Zünders als ein Puls mit einer Breite von 100 &mgr;Sek. fließt.

Nachdem ein Strom und Informationen, die von den Busleitungen 10 und 11 geliefert werden, zu der integrierten Schaltung gesendet worden sind, werden sie durch einen A/D-Wandler (einen Analog/Digital-Wandler) zu digitalen Ausgaben gewandelt, die an eine MUC (Mikrocomputereinheit) zu senden sind. Danach wird eine Anweisung von der MUC gesendet, um Ladesteuerinformationen, Positionsidentifikationsinformationen, Trennungserfassungsinformationen eines wärmeerzeugenden Teils oder Widerstandswertänderungserfassungsinformationen bereitzustellen, und sie werden ebenso für das Laden des Kondensators verwendet, aber sie werden nicht dazu verwendet, den wärmeerzeugenden Teil zu veranlassen, Wärme zu erzeugen.

Ein Varistor (nicht-lineares Widerstandelement) wird in einer Schaltung, die zwischen der MCU und dem wärmeerzeugenden Teil verbunden ist, als ein störgeräuschverhinderndes Mittel angeordnet, und es dient derart, dass der Zünder nicht fehlerhafter Weise durch Störgeräusche, die außerhalb des Zünders erzeugt werden, aktiviert wird.

In 5 sind die MUC und das wärmeerzeugende Teil (das wärmeerzeugende Teil des Zünders in 2) des Zünders miteinander durch zwei Leiter X und Y verbunden, und in 6 sind die MUC und das wärmeerzeugende Teil (das wärmeerzeugende Teil des Zünders 31 in 3) eines der Zünder miteinander durch zwei Leiter X₁ und Y₁ verbunden, und die MUC und das wärmeerzeugende Teil (das wärmeerzeugende Teil des Zünders 32 in 3) des anderen Zünders sind miteinander durch zwei Leiter X₂ und Y₂ verbunden.

Als nächstes wird ein Betrieb des Airbag-Systems, das die vorliegende Erfindung verwendet, mit Bezug auf 1, 5 u. ä. erläutert.

Wenn ein Fahrzeug sich normal bewegt, werden Trennungserfassungsinformationen oder Widerstandswertänderungserfassungsinformationen des wärmeerzeugenden Teils, Erfassungsinformationen für eine Fehlfunktion des Kondensators und Erfassungsinformationen, wie solche, ob oder ob nicht ein Zünder existiert, der eine Identifikationsfunktion besitzt, die dazu erforderlich ist, einen Gasgenerator zu aktivieren (Erfassungsinformationen, wie solche, ob oder ob nicht ein Zünder, der eine Identifikationsfunktion besitzt, um geeignet einen erforderlichen Gasgenerator, wie für die Fahrerseite, eine Passagierseite nahe der Fahrerseite o. ä. bei einem Zusammenstoß zu aktivieren, richtig angeordnet ist, oder ob oder ob nicht ein anderer Zünder, der dieselben Identifikationsinformationen besitzt, doppelt angeordnet ist) von der ECU an den Gasgenerator (der in dem Zünder angeordneten integrierten Schaltung) über die Busleitungen gesendet, so dass es überprüft werden kann, ob oder ob nicht eine Anomalie vorliegt. Wenn eine Anomalie vorliegt, wird eine Alarmlampe in Verbindung mit dem Airbag-System aktiviert, oder etwas ähnliches informiert über die Anomalie, so dass ein frühzeitiger Austausch von Teilen vorgenommen werden kann, um die Sicherheit zu gewährleisten. Weiterhin kann der Kondensator von jedem Zünder durch die Stromquelle geladen werden.

Wenn ein Fahrzeug, das mit dem Airbag-System ausgestattet ist, einen Zusammenstoß erfährt, werden Informationen von dem Aufprall-Erfassungssensor an die ECU gesendet und Informationen von der ECU über die Busleitungen 10 und 11 an einen Gasgenerator (der in dem Zünder zur Verfügung gestellten integrierten Schaltung) gesendet, der erforderlich ist, um einen Airbag zur Sicherheit eines Fahrzeugpassagiers aufzublasen.

Nach Empfang dieser Informationen wird ein erforderlicher Strom für eine vorbestimmte Periode von dem Kondensator geliefert, und das wärmeerzeugende Teil erzeugt Wärme, um die Zündladung zu zünden und abzubrennen. Durch Zünden und Abbrennen der Zündladung werden eine Übermittlungsladung in 2 oder 3 und ebenso das gaserzeugende Mittel entzündet und abgebrannt, um ein Gas zu erzeugen. Das Gas wird aus den Gasausstoßöffnungen ausgestoßen, um einen Airbag aufzublasen, der zusammen mit dem Gasgenerator in dem modularen Gehäuse aufbewahrt ist.

Der Schaltkreis wird in einem AUS-Zustand gehalten, bis diese Informationen an den Schaltkreis übermittelt worden sind. Um das Airbag-System normal zu aktivieren, ist es notwendig, die integrierte Schaltung für 10 Sekunden zu aktivieren, was die maximale Zeitperiode ist, die erforderlich ist, bis der zweite Zusammenstoß nach dem ersten Zusammenstoß verursacht wird und, um in dem Kondensator Energie zu speichern, um das wärmeerzeugende Teil zu veranlassen, effizient Wärme zu erzeugen. In Hinblick auf dieses wird in der vorliegenden Erfindung die niedrigste Ladekapazität des Kondensators, die erforderlich ist, um das Airbag-System normal zu aktivieren, aus der folgenden Formel (I) erhalten. C = 2E/V²(I)

(In der Formel stellt C eine Kondensatorladekapazität dar, stellt V eine Ladespannung dar und stellt E die minimale Zündenergie dar, die dazu erforderlich ist, das wärmeerzeugende Teil des Zünders zu veranlassen, Wärme zu erzeugen und eine Zündladung zu zünden, die durch die folgende Formel (II) erhalten wird. E = I_min² × (R_max + r₁ + r₂) × T + w × 10(II)

I_min:

der minimale Zündstromwert (A)

R_max:

der maximale Widerstandswert des wärmeerzeugenden Teils (&OHgr;)

r₁:

ein AN-Widerstandwert des Schaltkreises (der maximale AN-Widerstandwert bei 150° C) (&OHgr;)

r₂

: ein Widerstandwert der anderen Elemente (&OHgr;)

T:

eine Zeitperiode, während der ein Strom in dem wärmeerzeugenden Teil fließt (Sek.)

w:

eine Leistung, die durch die gesamte integrierte Schaltung verbraucht wird, wenn der Schaltkreis AUS ist (In diesem Fall bedeutet 10 in w × 10 die maximale Zeitperiode, die von dem ersten Zusammenstoß bis zu dem zweiten Zusammenstoß verursacht durch einen Fahrzeugzusammenstoß vergeht.)

I_min (der minimale Zündstromwert) ist ein Stromwert, der durch das Verfahren des Veranlassens eines Stroms dazu, in einem Zünder mit einem Ladestrom zu fließen, der eine konstante rechteckige Wellenform besitzt (eine vertikale Achse bezeichnet einen Stromwert (A) und eine horizontale Achse bezeichnet eine Zeit (&mgr;Sek.)), wie es mit der folgenden Formel während einer festgelegten Zeitperiode, oder wenn eine Entladung des Kondensators zu einer Zeit t = 0 beginnt, gezeigt wird: i(t) = (V0/R) × e^–t/CR

(In der Formel stellt V0 eine Kondensatorladespannung (V) dar, R stellt einen Schaltungswiderstand (&OHgr;) dar, C stellt eine Kondensatorkapazität (&mgr;F) dar, t stellt eine Zeit (&mgr;Sek.) dar, und i stellt einen Strom (A) und Abnehmen (oder Anwachsen) des Stromwerts für jede Zündung (oder Fehlzündung), um den minimalen Zündstromwert zu erhalten (Brustone-Verfahren), dar.)

R_max (der maximale Widerstandwert des wärmeerzeugenden Teils) ist ein Widerstandwert eines wärmeerzeugenden Drahts, der in dem wärmeerzeugenden Teil, das in 4, 5 oder 6 gezeigt ist, verwendet wird.

r₁ (der Widerstandwert des Schaltkreises: der maximale AN-Widerstandwert (der maximale Widerstandwert des Schaltkreises bei 150 °C) ist der maximale AN-Widerstandwert (der maximale Widerstandwert des Schaltkreises selbst, wenn der Schaltkreis geschlossen ist, so dass ein Strom in das wärmeerzeugende Teil fließt) bei 150 °C in dem Schaltkreis, der in 5 und 6 gezeigt ist.

r₂ (der Widerstandwert eines weiteren Elements) stellt einen Widerstandwert, der von dem von r₁ verschieden ist, in der integrierten Schaltung dar, die in 5 gezeigt ist (ein Verbindungsbereich zwischen jeweiligen Schaltungen, in denen ein Zündstrom in der integrierten Schaltung fließt).

Außerdem wird Strom, der von der integrierten Schaltung selbst verbraucht wird, wie ein Strom, der durch eine Transistordiode verbraucht wird, die eine logische Schaltung bildet, die von dem Schaltkreis verschieden ist o. ä., ebenso von dem Kondensator geliefert. Wie oben beschrieben, ist es notwendig, die integrierte Schaltung über zehn Sekunden funktionsfähig zu halten, in denen der zweite Zusammenstoß (Aufprall) von der Zeit an, zu der das Fahrzeug den ersten Zusammenstoß (Aufprall) detektiert, bis zu der Zeit, wenn das Fahrzeug vollständig anhält, passieren kann. Wenn die Leistung, die von der gesamten integrierten Schaltung, wenn der Schaltkreis auf AUS geschaltet ist, durch w dargestellt wird, wird lediglich die Energie w × 10 über 10 Sekunden verbraucht, die bis zu einem Zusammenstoßstop, oder bis der nächste Zusammenstoß eines Fahrzeug verursacht wird, vergehen. Die Ladekapazität wird bestimmt, wobei diese Menge in der Menge der Energie eingeschlossen ist, die im vorneherein in dem Kondensator gespeichert ist.

Die oben beschriebene Formel (II) stellt die Energiemenge dar, die in der integrierten Schaltung abgesehen von dem wärmeerzeugenden Teil verbraucht wird. Dem gemäß kann durch Speichern einer solchen Energie, die an einem anderen Teil als dem wärmeerzeugenden Teil verloren geht, Wärme sicher erzeugt werden.

Wenn die Schaltung, die in 5 gezeigt ist, in einem Zünder zur Verfügung gestellt wird, werden, als ein Beispiel für den normalen Betrieb des Airbag-Systems, die numerischen Werte für die jeweiligen Elemente wir folgt eingestellt.

• Ladespannung (V): 20V
• Minimaler Zündstromwert (I_min): 3,5 A

Zeit, in der ein Strom in dem wärmeerzeugenden Teil des Zünders fließt, der in dem Airbag-System montiert ist, das zuerst nach dem Zusammenstoß aktiviert wird: 40 &mgr;Sek.

• R_max: 0,2 &OHgr;
• r₁: 1,6 &OHgr; (0,8 &OHgr; × 2)
• r₂: 0,2 &OHgr;
• w: 0,005 W

Die oben beschriebenen numerischen Werte werden in der Formel (II) eingesetzt.

E = 3,5² × (0,2 + 1,6 + 0,2) × 40 × 10^–6 + 0,001 × 10 = 9,8 × 10^–4 + 0,01 = etwa 0,011 (J) V = 20 und E = 0,011 werden in der Formel (I) eingesetzt. C = (2 × 0,011)/20² = 5,5 × 10^–5F = 55 &mgr;F

Es wird ein Airbag-System der Erfindung, das in Anspruch 3 beschrieben wird, mit Bezug auf die 1 bis 3, 9 und 10 bis 12 erläutert.

Wie es in 1 gezeigt ist, verwendet ein Airbag-System, das ein Bussystem verwendet, Busleitungen 10 und 11, die Schleifenleitungen umfassen, die durch eine ECU führen. Die ECU ist mit einer Stromquelle (einer Batterie in einem Fahrzeug) und einem Aufprall-Erfassungssensor, die nicht gezeigt sind, verbunden, und ein Kondensator zur Sicherheit, wenn ein Leiter (ein Leitungsdraht), der die ECU und die Stromquelle verbindet, durch einen Aufprall bei einem Zusammenstoß eines Fahrzeugs getrennt wird, ist weiterhin bereitgestellt. Außerdem kann, da der Kondensator zwischen jedem Gasgenerator (Zünder) und den Busleitungen angeordnet ist (wünschenswerter Weise in dem Stecker, der mit dem Zünder verbindet), der Kondensator zur Sicherheit eine geringe Kapazität (d. h. ein geringes Gewicht) aufweisen, jedoch hat der Kondensator zur Sicherheit in dem herkömmlichen Airbag-System, das in 8 gezeigt ist, eine große Kapazität aufzuweisen, um sämtliche der Gasgeneratoren durch sich selbst zu einer Zeit der Trennung eines Leitungsdrahts zwischen der Batterie und der ECU zu aktivieren.

Die Busleitungen 10 und 11 und die Gasgeneratoren in einer erforderlichen Anzahl in den modularen Gehäusen (die durch schwarze Kreise angezeigt sind). Der Gasgenerator und ein Airbag sind in dem Gehäuse aufbewahrt, das in einem Fahrzeug montiert ist, sind über einen Stecker, der zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Leitungsdrähte (Leiter) besitzt, verbunden, um jeden Gasgenerator zu aktivieren.

Für die Gasgeneratoren in den modularen Gehäusen, die durch schwarze Kreise in dem Airbag-System angezeigt sind, das in 1 gezeigt ist, können gemäß der Anzahl der Zünder solche verwendet werden, die in 2 oder 3 gezeigt sind. 2 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (eines Zünders 21) der einzelnen Art, in dem ein Zünder zur Verfügung gestellt wird, und 3 ist eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators (von Zündern 31 und 32) der dualen Art, in dem zwei Zünder zur Verfügung gestellt werden.

In dem Gasgenerator der einzelnen Art werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 21a und 21b in einem Zünder 21 zur Verfügung gestellt, und sie werden mit den Busleitungen 10 und 11 durch einen Stecker verbunden, der in einen Steckereinsatzbereich 25 eingepasst ist.

In dem Gasgenerator der dualen Art werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 31a und 31b in einem Zünder 31 zur Verfügung gestellt, werden zwei (oder drei oder mehr, wenn es der Fall erfordert) Stifte 32a und 32b in einem Zünder 32 zur Verfügung gestellt und es werden die Zünder jeweils mit den Busleitungen 10 und 11 durch Stecker verbunden sind, die in Steckereinsatzbereichen 35 und 36 eingepasst sind.

Für den Zünder 21 und die Zünder 31 und 32 in den Gasgeneratoren, die in 2 und 3 gezeigt sind, kann z. B. einer verwendet werden, der in 9 gezeigt ist. 9 zeigt eine vertikale schematische Schnittansicht eines Zünders, und Zünder, die dieselbe Struktur haben, können als der Zünder 21, der Zünder 31 und Zünder 32 verwendet werden.

Ein Substrat, das mit einem Kondensator und einer integrierten Schaltung versehen ist und zwischen jedem Gasgenerator (Zünder) und den Busleitungen (wünschenswerter Weise in dem Stecker, der mit dem Zünder verbindet) angeordnet ist, kann eine Struktur verwenden, wie sie in den konzeptionellen Darstellungen der 10 und 11 gezeigt ist. In 10 wird ein einzelnes wärmeerzeugendes Teil zur Verfügung gestellt, und in 11 werden zwei wärmeerzeugende Teile zur Verfügung gestellt.

In 10 und 11 ist eine Gleichrichterschaltung, die eine Funktion zum Gleichrichten eines Wechselstroms, unter den Strömen von den Busleitungen 10 und 11 zum Laden des Kondensators und für die erforderlichen Informationen, um den Strom als einen Gleichstrom in den Kondensator fließen zu lassen, zwischen den Busleitungen 10 und 11 und dem Kondensator zur Verfügung gestellt.

In 10 und 11 kann eine Entladungswellenform-Umwandlerschaltung (mit gestrichelten Linien als „Wellenform-Umwandler" gezeigt) zur Verfügung gestellt werden, wenn es erforderlich ist, und die Entladungswellenform-Umwandlerschaltung kann in der integrierten Schaltung enthalten sein.

In 10 und 11 ist ein Schaltkreis (ein Transistor) zum Abschalten eines Stroms, wenn es notwendig ist, zum Aktivieren des Zünders und zum Liefern eines Stroms, wenn der Zünder aktiviert ist, in der integrierten Schaltung zur Verfügung gestellt. Wenn der Schaltkreis geschlossen ist (AN), fließt ein Strom, der in dem Kondensator gespeichert ist, in das wärmeerzeugende Teil, und wenn der Schaltkreis geöffnet wird (AUS), fließt kein Strom, der in dem Kondensator gespeichert ist, in das wärmeerzeugende Teil.

Der Schaltkreis wird durch einen Thyristor, einen MOS-FET, einen bipolaren Transistor o. ä. gebildet. Es ist in Hinblick auf das Verhindern einer Fehlfunktion wünschenswert, dass der Schaltkreis auf positiven und negativen Seiten eines Strompfads, wie in 10 gezeigt, zur Verfügung gestellt wird, aber er kann auch lediglich auf der positiven Seite zur Verfügung gestellt werden. Wenn an den Schaltkreis zum Beispiel ein Strompuls mit eieiner Wellenformbreite von 100 &mgr;Sek. angelegt wird, wird der Schalter für 100 &mgr;Sek. geschlossen und ermöglicht es, dass ein Strom von dem Spannungswellenform-Umwandler in das wärmeerzeugende Teil des Zünders als ein Puls mit einer Breite von 100 &mgr;Sek. fließt.

Nachdem ein Strom und Informationen, die von den Busleitungen 10 und 11 geliefert werden, zu der integrierten Schaltung gesendet worden sind, werden sie durch einen A/D-Wandler (einen Analog/Digital-Wandler) zu digitalen Ausgaben gewandelt, die an eine MUC (Mikrocomputereinheit) zu senden sind. Danach wird eine Anweisung von der MUC gesendet, um Ladesteuerinformationen, Positionsidentifikationsinformationen, Trennungserfassungsinformationen eines wärmeerzeugenden Teils oder Widerstandswertänderungserfassungsinformationen bereitzustellen, und sie werden ebenso für das Laden des Kondensators verwendet, aber sie werden nicht dazu verwendet, den wärmeerzeugenden Teil zu veranlassen, Wärme zu erzeugen.

Ein Varistor (nicht-lineares Widerstandelement) wird in einer Schaltung, die zwischen der MCU und dem wärmeerzeugenden Teil verbunden ist, als ein störgeräuschverhinderndes Mittel angeordnet, und es dient derart, dass der Zünder nicht fehlerhafter Weise durch Störgeräusche, die außerhalb des Zünders erzeugt werden, aktiviert wird.

In einem Substrat, das in 10 gezeigt ist, sind zwei Leiter X und Y, die mit der MCU verbunden sind, mit leitenden Stiften 21a bzw. 21b des Gasgenerators (des Zünders 21) verbunden, der in 2 gezeigt ist.

In einem Substrat, das in 11 gezeigt ist, sind zwei Leiter X₁ und Y₁, die mit der MCU verbunden sind, mit leitenden Stiften 31a und 31b bzw. 32a und 32b des Gasgenerators (der Zünder 31 und 32) verbunden, der in 3 gezeigt ist.

Die Substrate, die in der 10 oder der 11 gezeigt sind, werden zwischen jedem Gasgenerator (Zünder) und den Busleitungen zur Verfügung gestellt, und es wird vorzugsweise in dem Stecker zur Verfügung gestellt, wie es in 12 gezeigt ist. 12 ist eine schematische Darstellung, die eine Verbindung zwischen einem Stecker, der mit einem Substrat zur Verfügung gestellt wird, und einem Zünder zeigt.

Ein Stecker 30, der in 12 gezeigt ist, wird in einen Steckereinsetzbereich 25 (2) eingepasst, um zwei leitende Stifte 21a und 21b und das Substrat, das in 10 gezeigt ist, zu verbinden, oder es wird der Stecker in Steckereinsetzbereiche 35 und 36, die in 3 gezeigt sind, eingepasst, um zwei leitende Stifte 31a und 31b und 32a und 32b und das Substrat, das in 11 gezeigt ist, zu verbinden.

Die Form o. ä. des Steckers ist nicht besonders eingeschränkt, aber, wenn das Substrat, das in 11 gezeigt ist, zur Verfügung gestellt wird und der Stecker mit dem Gasgenerator verbunden ist, der in 3 gezeigt ist, wird es bevorzugt, dass Positionierungsmittel, um vorbestimmte Stecker in die Steckereinsetzbereiche 35 bzw. 36 einzupassen, in einem oder beiden der Steckereinsetzbereiche 35 und 36 und den Steckern zur Verfügung gestellt werden. Solche Positionierungsmittel können z. B., wie in den 13(a) bis 13(d) gezeigt, zur Verfügung gestellt werden, dass lediglich einer der Stecker in den Steckereinsetzbereich 35 eingepasst werden kann und lediglich der andere in den Steckereinsetzbereich 36 eingepasst werden kann.

In dem Positionierungsmittel, das in 13(a) gezeigt ist, ist eine Positionierungsrille (oder ein Vorsprung) 40 in den Steckern ausgebildet, und eine Position des Vorsprungs (der Rille) 41 entsprechend der Positionierungsrille (oder des Vorsprungs) 40 ist für jeden Zünder verschieden. Das heißt, dass, wenn die Stecker 30 an dem Gasgenerator montiert werden, die Position der Rille (oder des Vorsprungs) 40 jedes Steckers so gesetzt ist, dass, wenn die Stecker 30 nicht in ihrer richtigen Ausrichtung befestigt sind, die Stecker einander behindern, wodurch es verhindert wird, dass die Stecker genau montiert werden.

In dem Positionierungsmittel, das in 13(b) gezeigt ist, ist eine Positionierungsrille (oder ein Vorsprung) 42 in nur einem der Stecker 30 ausgebildet. Das heißt, dass der Stecker 30, der mit der Rille (oder dem Vorsprung) 42 versehen ist, in den Steckereinsetzbereich 36 eingepasst werden kann, der nicht mit einem Vorsprung (einer Rille) 43 versehen ist, jedoch kann der Stecker 30, der nicht mit der Rille (oder dem Vorsprung) 42 versehen ist, nicht in den in den Steckereinsetzbereich 35 eingepasst werden, der mit dem Vorsprung (oder der Rille) 43 versehen ist. Infolgedessen tritt kein Verbindungsfehler der zwei Stecker 30 auf.

In 13(c) sind die Formen der jeweiligen Stecker 30 und der Steckereinsetzbereiche 35 und 36 unterschiedlich ausgebildet, so dass ein Verbindungsfehler verhindert wird.

In 13(d) sind zwei Stecker 30 zu einem Stück verbunden, und es ist weiterhin eine Positionierungsrille (oder ein Positionierungsvorsprung) 45 ausgebildet.

Zusätzlich können die Form und Anordnung des leitenden Stifts selbst und die Farbe des Steckers und die Farbe des Steckereinsetzbereichs mit jedem der Zünder in Bezug stehen.

Als nächstes wird ein Betrieb des Zünders des Airbag-Systems der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren des Steuerns des Betriebs des Airbag-Systems mit Bezug auf 1, 2, 10 u. ä. erläutert.

Wenn ein Fahrzeug sich normal bewegt, werden Trennungserfassungsinformationen oder Widerstandswertänderungserfassungsinformationen des wärmeerzeugenden Teils, Erfassungsinformationen für eine Fehlfunktion des Kondensators und Erfassungsinformationen, wie solche, ob oder ob nicht ein Zünder existiert, der eine Identifikationsfunktion besitzt, die dazu erforderlich ist, einen Gasgenerator zu aktivieren (Erfassungsinformationen, wie solche, ob oder ob nicht ein Zünder, der eine Identifikationsfunktion besitzt, um geeignet einen erforderlichen Gasgenerator, wie für die Fahrerseite, eine Passagierseite nahe der Fahrerseite o. ä. bei einem Zusammenstoß zu aktivieren, richtig angeordnet ist, oder ob oder ob nicht ein anderer Zünder, der dieselben Identifikationsinformationen besitzt, doppelt angeordnet ist) über die Busleitungen von der ECU an die integrierte Schaltung, die zwischen dem Gasgenerator (dem Zünder) und den Busleitungen (vorzugsweise in dem Stecker, der mit dem Zünder verbunden ist) zur Verfügung gestellt wird, gesendet, so dass es überprüft werden kann, ob oder ob nicht eine Anomalie vorliegt. Wenn eine Anomalie vorliegt, wird eine Alarmlampe in Verbindung mit dem Airbag-System aktiviert, oder etwas ähnliches informiert über die Anomalie, so dass ein frühzeitiger Austausch von Teilen vorgenommen werden kann, um die Sicherheit zu gewährleisten. Weiterhin kann der Kondensator von jedem Zünder durch die Stromquelle geladen werden.

Wenn ein Fahrzeug, das mit dem Airbag-System ausgestattet ist, einen Zusammenstoß erfährt, werden Informationen von dem Aufprall-Erfassungssensor an die ECU gesendet und Informationen von der ECU über die Busleitungen 10 und 11 zu dem Substrat in 10 und 11 gesendet, welches zwischen jedem Gasgenerator (dem Zünder), der erforderlich ist, um einen Airbag zur Sicherheit eines Fahrzeugpassagiers aufzublasen, und den Busleitungen zur Verfügung gestellt wird.

Nach Empfang der Informationen wird ein erforderlicher Strom für eine vorbestimmte Periode (die Zeitperiode von dem Punkt an, an dem der Stromwert den Stromwert entsprechend 5 % des maximalen Stromwerts erreicht, bis zu dem Punkt, an dem der Stromwert auf den Wert entsprechend 5 % des maximalen Stromwerts verringert worden ist, was innerhalb von 500 &mgr;Sek. liegt) von dem Kondensator geliefert, und das wärmeerzeugende Teil erzeugt Wärme, um die Zündladung zu zünden und abzubrennen. Zu dieser Zeit bildet die Wellenform des Stroms eine Entladungswellenform, die durch die Formel (I) dargestellt wird, wenn eine Entladung zu einer Zeit t = 0 beginnt.

Durch Zünden und Abbrennen der Zündladung werden eine Übermittlungsladung in 2 oder 3 und weiterhin das gaserzeugende Mittel entzündet und abgebrannt, um ein Gas zu erzeugen. Das Gas wird aus den Gasausstoßöffnungen ausgestoßen, um einen Airbag aufzublasen, der zusammen mit dem Gasgenerator in dem modularen Gehäuse aufbewahrt ist.

Das Airbag-System kann für einen pyrotechnischen Inflator, der ein gaserzeugendes Mittel als ein einen Airbag aufblasendes Medium verwendet, einen Hybrid-Inflator, der hauptsächlich ein unter Druck gesetztes Gas als ein einen Airbag aufblasendes Medium verwendet, und einen Inflator, der ein gaserzeugendes Mittel und ein unter Druck gesetztes Medium als ein einen Airbag aufblasendes Medium verwendet, verwendet werden.