CN102257347B

CN102257347B - 点火系统以及搭载有该点火系统的气体产生装置

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Publication number: CN102257347B
Application number: CN200980151719.2A
Authority: CN
Inventors: 小池英幸; 前田繁; 椋木大刚
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: EP2351980A4; US20110210535A1; JP5285711B2; JPWO2010053138A1; CN102257347A; WO2010053138A1; EP2351980B1; EP2351980A1; US8547680B2

Abstract

一种点火系统，使点火器与用于通信及点火的电气电路分离，且不会因静电或干扰而引起误工作，可利用蓄积于点火用电容器的电能来确实地工作，而且紧凑且生产率也优异。该点火系统包括：使一个端部形成开口的杯体；以及栓塞，将该杯体的开口部予以封闭，将点火药填充至所述杯体的内部，并且将借由通电而使所述点火药点火的SCB芯片搭载于所述栓塞，所述SCB芯片包括与电极接脚形成电性连接的点火器、与用以将该点火器连接于ECU的连接器，将ASIC电路配置在该连接器内，借由从搭载于所述ASIC电路的点火用电容器的放电来点火，在该点火系统中，在所述点火器内部，静电保护用电容器并联地电性连接于所述SCB芯片。

Description

点火系统以及搭载有该点火系统的气体产生装置

技术领域

本发明涉及一种使用于安全气囊(airbag)等的汽车安全装置的气体产生装置的点火系统。

另外，本发明涉及一种搭载有所述点火系统的安全气囊用气体产生装置及安全带预收紧器(seatbelt pretensioner)用气体产生装置。

背景技术

作为用以使安装于汽车的安全气囊膨胀的气体产生装置用的点火器(igniter)，另外，作为用于安全带预收紧器的微型气体发生器(gas microgenerator)用的点火器，以往已开发有各种电子点火器。

此种点火器通常包括用以与外部形成电性连接的金属接脚，另外，在该金属接脚的另一端设置有用以对火药点火的点火元件。

作为此种点火元件，如专利文献1所揭示的装入至印刷分支电路(print subcircuit)的点火元件已为人所知。

另一方面，考虑将安全气囊系统予以局域网(Local Area Network，LAN)化，借由通信来对点火器的点火进行控制。

在此情况下，如专利文献2所述，必须将用于通信及点火的电气电路设置于点火器内。

但是，当将用于通信及点火的电气电路设置于点火器内时，点火器的尺寸或组装步骤数有可能会增大。

而且，当进行对点火元件与点火药的密着度的可靠性进行评价的一般性方法即热瞬态(thermal transient)测试等的可靠性测试时，必须将所述功能搭载于ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)电路，制造步骤有可能会增加或尺寸有可能会增大。因此，将用于通信及点火的电气电路设置于点火器的外部的点火器也已为人所知。

例如，在专利文献3中，揭示有将用于通信及点火的电气电路设置于连接于点火器的连接器(connector)的方法。

专利文献1：美国专利第5,544,585号说明书

专利文献2：日本专利第3,294,582号公报

专利文献3：日本专利特开2004-1723号公报

在所述专利文献3所揭示的将通信电路及点火用电容器搭载于点火器的连接器的方法中，为了防止干扰或静电对点火器产生影响，必须对点火器侧采取措施。

通常，为了防止干扰或静电对点火器产生影响，一般使用二极管(diode)或变阻器(varistor)等。但是，在本发明中的借由低电压来实现点火的点火元件的情况下，由于该点火元件对于干扰或静电而言非常灵敏，因此，所述二极管或变阻器的保护能力不足，难以适当地进行保护。

发明内容

本发明是鉴于所述实际情况经开发而成的发明，目的在于提供如下的点火系统，该点火系统使点火器与用于通信及点火的电气电路分离，不会因静电或干扰而引起误工作，可利用蓄积于点火用电容器的电能来确实地工作，而且紧凑(compact)且生产率也优异。

另外，本发明的目的在于提供搭载有所述点火系统的安全气囊用气体产生装置及安全带预收紧器用气体产生装置。

于是，为了实现所述目的，关于不会因静电或干扰而发生误工作，且利用蓄积于点火用电容器的电能来正常地工作的点火系统，发明人等反复地进行仔细研究之后，结果获得了如下所述的发现。

(1)电容器具有蓄积电能的性质，因此，借由使该电容器吸收瞬间产生的电压的波动，可效率良好地将干扰或静电予以除去。

特别是为了保护BUS系统用的灵敏的点火元件即半导体桥(Semiconductor Bridge，SCB)使不受静电或电磁干扰的影响，层叠陶瓷电容器最合适。

但是，在点火器工作时，由于借由将蓄积在连接于点火器的通信电路内的点火用电容器中的电能放出而使点火器工作，因此，在将电容器用于静电保护用途的情况下，根据与点火用电容器之间的静电容量的平衡，来自点火用电容器的放电电压会因静电保护用电容器而减少，在实际工作时，有可能会产生无法点火等的故障。

(2)因此，当像所述(1)那样将电容器用于防静电用途时，重要的是取得静电保护用电容器的静电容量与点火用电容器的静电容量之间的平衡，借由适当地取得该平衡，可确实地进行点火。

(3)为了确保可靠性及生产率，有利的是使点火器与用于通信及点火的电气电路分离。

所述发现基于如下的理由。

a)在点火器与用于通信及点火的电气电路成为一体的情况下，当进行对点火元件与点火药的密着度的可靠性进行评价的一般性方法即热瞬态测试等的可靠性评价时，必须将所述功能搭载于ASIC电路，制造步骤有可能会增加或尺寸有可能会增大，但借由将点火器与电气电路予以分离，无需将所述功能全部搭载于ASIC电路。

b)借由点火器与用于通信及点火的电气电路分离，可简化点火器的构造。

c)具有如下的优点：可不必将用于通信及点火的电气电路配置在如点火器内之类的特殊的环境下。

本发明立足于所述发现。

即，本发明的重点构成如下所述。

1、一种点火系统，包括：使一个端部形成开口的杯体；以及栓塞，使多个电极接脚分别绝缘并保持着所述多个电极接脚，将所述杯体的开口部予以封闭，将点火药填充至所述杯体的内部，并且将借由通电而使所述点火药点火的SCB芯片(chip)搭载于所述栓塞，所述SCB芯片包括与电极接脚形成电性连接的点火器、与用以将所述点火器连接于ECU的连接器，

将ASIC电路配置在所述连接器内，借由从搭载于所述ASIC电路的点火用电容器的放电来点火，所述点火系统的特征在于：

在所述点火器内部，静电保护用电容器并联地电性连接于所述SCB芯片。

2、一种点火系统，包括：使一个端部形成开口的杯体；以及栓塞，使多个电极接脚分别绝缘并保持着所述多个电极接脚，将所述杯体的开口部予以封闭，将点火药填充至所述杯体的内部，并且将借由通电而使所述点火药点火的SCB芯片搭载于所述栓塞，所述SCB芯片包括与电极接脚形成电性连接的点火器、用以将所述点火器连接于ECU的连接器、以及将所述点火器与所述连接器予以连接的转接器(adapter)，

将ASIC电路配置在所述转接器内，借由从搭载于所述ASIC电路的点火用电容器的放电来点火，所述点火系统的特征在于：

3、根据所述1或2所述的点火系统，其特征在于：所述静电保护用电容器的等效串联电阻为100mΩ以下。

4、根据所述1至3中任一项所述的点火系统，其特征在于：所述静电保护用电容器的静电容量(Cx)为0.47μF～10μF。

5、根据所述1至4中任一项所述的点火系统，其特征在于：当将所述点火系统的最低点火电压设为VF，将所述点火用电容器的充电电压设为Vd，将所述静电保护用电容器的静电容量设为Cx，将所述点火用电容器的静电容量设为Cd，以及将在未连接有所述静电保护用电容器的状态(Cx＝0)下根据布鲁斯顿法(Bruceton method)而求出的SCB芯片的点火(all fire)电压值设为VAF 时，使所述VF、Vd、Cx、Cd、VAF满足下式(1)

VF＝{(VAF/Cd)×(Cd+Cx)} (1)

的关系，其中，VF Vd，借此，一面保持静电保护，一面利用点火用电容器的正常放电来进行点火。

6、根据所述5所述的点火系统，其特征在于：所述点火用电容器的静电容量(Cd)为0.68μF～22μF。

7、根据所述5或6所述的点火系统，其特征在于：所述点火系统的最低点火电压(VF)为6V～25V。

8、一种安全气囊用气体产生装置，其特征在于：搭载有所述1至7中任一项所述的点火系统。

9、一种安全带预收紧器用气体产生装置，其特征在于：搭载有所述1至7中任一项所述的点火系统。

发明的效果

根据本发明，使静电保护用电容器与点火用电容器的静电容量保持平衡，而且适当地选定SCB芯片的性能，借此，可消除由静电或干扰引起的误工作，可利用来自点火用电容器的电能来确实地进行动作。

另外，在本发明中，可将点火器与ASIC等的电气电路予以分离，由于仅将静电保护用电容器搭载于点火器，因此，不会导致点火器的尺寸增大，可以与以往的点火器相同顺序来进行制造，生产率、可靠性提高。

此外，对于以往的使点火器与ASIC电路成为一体的点火装置而言，即使想要进行测定以对点火器的可靠性进行确认(点火元件的导通测试等)，由于插入着ASIC电路，因此，无法进行测定，但若为如本发明的点火系统这样的分离型的点火系统，则可对点火器进行测定。

附图说明

图1是表示本发明的点火系统的较佳例的图。

图2是表示本发明的点火系统的另一较佳例的图。

图3是表示杯体内的点火药及导火药的填充状态的图。

图4是安全气囊用气体产生装置的概念图。

图5是安全带预收紧器用气体产生装置的概念图。

图6是中央控制单元的说明图。

图7是表示将静电施加于两个电极接脚的(P-P)状态的图。

图8是表示将静电施加于一个电极接脚与金属制杯体的(P-B)状态的图。

符号的说明：

1、35：杯体

2：点火药

2′：导火药

3：栓塞

4、114、115：电极接脚

5：玻璃密封件

6：薄膜状的点火元件(SCB芯片)

7：静电保护用电容器

8：连接器

9：ASIC电路

10：ASIC

11：点火用电容器

12：连接器电极

13：连接器配线

14：转接器

15、16：转接器电极

21：安全气囊用气体产生装置

22、32：点火器

23：增强剂

24、33：气体产生剂

25：过滤器

26：外廓容器

27：孔

31：安全带预收紧器用气体产生装置(微型气体发生器)

34：基台(固定器)

110：中央控制单元

111a～111d：安全气囊模块

具体实施方式

以下，具体地对本发明进行说明。

图1中表示本发明的点火系统的较佳例。图中，符号1为杯体，该杯体通常由金属制的圆筒体构成。2为点火药。另外，3为金属制的栓塞，用以与外部形成电性连接的电极接脚4是借由玻璃密封件5而固定于该栓塞3。如此，利用玻璃密封件来对电极接脚进行固定，借此，可一面保持高气密性，一面确保电性绝缘。而且，借由对金属制杯体与栓塞金属部进行焊接，杯体的内部在高气密性下被密封。另外，在栓塞3中搭载有薄膜状的点火元件(SCB芯片)6。

此外，7为静电保护用电容器，该静电保护用电容器7并联地电性连接于点火元件6。在本发明中，静电保护用电容器作为防止点火器因静电或干扰发生误工作的单元而发挥功能。

另外，8为与所述电极接脚4连接的连接器，9为搭载有ASIC或点火用电容器等电气电路所必需的元件的基板的ASIC电路，图中的10为ASIC，11为点火用电容器。而且，所述点火器的电极接脚4连接于连接器电极12。再者，13为连接器配线，该连接器配线13连接于经LAN化的安全气囊系统，该经LAN化的安全气囊系统连接于中央控制单元。

接着，图2中表示本发明的点火系统的另一较佳例。该例子是如下的情况，即，将转接器14设置在点火器与连接器之间，将ASIC电路9配置在该转接器14内。在该例子中所述点火器的电极接脚4连接于转接器电极15，转接器电极16连接于连接器电极12。而且，与图1同样地，连接器配线13连接于经LAN化的BUS信号线，该经LAN化的BUS信号线连接于中央控制单元。

此处，所谓ASIC(Application Specific Integrated Circuit)10，是指用于特定用途的集成电路，在本发明中，该ASIC10作为相互通信开关单元而发挥功能，该相互通信开关单元借由有线方式来与外部进行相互通信，有时借由无线方式来与外部进行相互通信，且基于经编码的信息来对点火器进行点火。另外，点火用电容器11作为电能的蓄积单元而发挥功能。

借由设为如上所述的构成，可将点火器与ASIC等的电气电路予以分离，由于仅将静电保护用电容器搭载于点火器，因此，可以与以往的点火器相同的顺序来进行制造，生产率可靠性提高。

在本发明中，粉末状的点火药2配置于杯体1的最深部。如图1、图2所示，也可将该点火药2设为一种火药的单层构造，但如图3所示，若设为将导火力更强的导火药2′配置于点火药2的外侧的双层的层构造，则更有利。

此处，对于导火药2′而言，较佳为在组成中包含锆。此外，含有氢化钛或硼、三硝基间苯二酚铅(tricinate)等的导火药有利地适合于作为导火药2′。

另外，对于点火药2而言，除了可使用所述点火药之外，还可使用例如日本专利特开2002-362992号公报所揭示的点火药，且并无特别的限定。

而且，与上述点火药2发生接触地配置点火元件6。

此时，将点火药组成物涂布于点火元件的上表面，此有利于使点火元件与点火药更稳定地发生接触。

再者，有利的是使所述点火药2与点火元件6在压接状态下发生接触。

因此，当将栓塞3插入至杯体1的内部时，优选以1MPa～250MPa左右的压入力来将栓塞3压入至杯体1且予以固定。

在本发明的ASIC电路9中，内置有作为用以触发相互通信与特定的电脉冲串(electrical pulse train)的单元的ASIC 10、以及作为电能蓄积单元的点火用电容器11。

所述ASIC电路9如图1所示，内置在借由电极接脚4而与点火器连接的连接器8内，或者如图2所示，内置在介于点火器与连接器之间的转接器14内。而且，所述ASIC电路9经由两根连接器配线13而连接于后述的与中央单元联络且经LAN化的安全气囊系统。

借由设为如上所述的构成，由于仅将静电保护用电容器搭载于点火器，因此，可以与以往的点火器相同的顺序来进行制造，生产率、可靠性提高。

在本发明中，使用能够以低能量来点火的所谓的SCB芯片作为点火元件6。特别是若将所述SCB芯片设为层叠有金属与绝缘物的桥构造，则能够以低能量来产生大火花，因此，更有利。此处，所谓SCB，是指Semi-Conductor-Bridge，该SCB是使用通常的半导体集成电路(Integrated Circuit，IC)的制造步骤来制作的点火元件。

在硅基板上交替地层叠有钛与SiO2(或硼)的构造有利地适合于作为所述桥构造。各层的厚度优选分别设为0.05μm～10μm左右。更优选的膜厚为0.1μm～4μm。

也可应用交替地层叠有选自镍铬合金、镍、铝、镁及锆的组合；以及钙、锰、二氧化硅及硅的组合中的各一种以上的组成物的构造作为其他桥构造。

接着，对所述静电保护用电容器进行说明。

此种静电保护用电容器7并联地电性连接于所述点火元件6。例如，存在将静电保护用电容器7与点火元件6同样地搭载于栓塞3的上表面的方法；或如日本实用新型注册第3118048号所示，将静电保护用电容器7设置于电极接脚4之间的方法。

关于静电保护用电容器，电容器所具有的电阻值即等效串联电阻优选设为100mΩ以下。

原因在于：该电阻值越低，则越可有效地使静电被电容器侧吸收。在此方面，由于铝电解电容器或钽电容器的电阻值高，因此，少量的电流会流向SCB侧，难以有效地阻止静电放电。

另外，陶瓷电容器尤其有利地适合于作为用作静电保护用电容器的电容器。

原因在于：陶瓷电容器与所述铝电解电容器或钽电容器相比，相对于频率特性的阻抗的值(等效串联电阻)低，干扰吸收特性优异。

作为此种陶瓷电容器，可列举

1.I型陶瓷电容器(TiO2)：温度补偿用

2.II型陶瓷电容器(BaTiO3系、PbO系)：高介电常数用

3.III型陶瓷电容器(SrTiO3半导体系)：高介电用

等，但在本发明中，所述陶瓷电容器均合适，根据用途来适当地区分使用上述陶瓷电容器即可。

而且，用于静电保护用途的电容器的静电容量优选设为0.47μF～10 μF左右。更优选为0.68μF～4.7μF的范围。原因在于：若电容器的静电容量变大，则电容器的尺寸也会变大，从而难以搭载于点火器内。

再者，所述电容器的连接方法并无特别的限制，焊锡、导电环氧树脂及焊接等有利地适合于作为上述连接方法。

接着，对点火用电容器进行说明。

点火用电容器内置于ASIC电路9，该点火用电容器蓄积着电能，并基于ASIC的经编码的信息来向SCB放电。

此种点火用电容器的耐电压优选设为25V以上。原因在于：由于作为充电电压的经常处于20V左右的电压施加于该点火用电容器，因此，若耐电压不足25V，则有可能会产生劣化，例如电容器的静电容量下降等。

另外，为了确实地使所述点火系统进行点火动作，点火用电容器的充电电压值(Vd)必须大于该点火系统的最低点火电压值(VF)(Vd VF)。

所述点火用电容器的静电容量优选设为0.68μF～22μF左右。原因在于：若电容器的静电容量变大，则电容器尺寸也会变大，搭载方法变得困难。更优选的静电容量为1.5μF～4.7μF的范围。

而且，若所述点火用电容器为陶瓷电容器，则电容器尺寸比较小，因此，更优选。

再者，所述电容器的连接方法并无特别的限制，焊锡、导电环氧树脂及焊接等都可有利地适合于作为上述连接方法。

在本发明中，如上所述，由于将电容器作为静电保护措施而搭载于点火器侧，因此，若该电容器的静电容量值对于点火用电容器的静电容量值而言不合适，则构成从点火用电容器放出的微分波形的电压特性会由静电保护用电容器转换为低电压特性，而且导致能量的一部分被吸收，结果，在进行点火动作时，施加于SCB芯片的电压变小，从而存在不动作的情况。

因此，在本发明中，用以确实地使所述点火系统点火的最低点火电压 (VF)是借由包含静电保护用电容器的静电容量(Cx)、点火用电容器的静电容量(Cd)、及在未连接有静电保护用电容器的状态(Cx＝0)下根据布鲁斯顿法求出的SCB芯片的点火电压值(VAF)的下式(1)

VF＝{(VAF/Cd)×(Cd+Cx)}(1)

来规定，为了确实地使该点火系统点火，该点火系统的最低点火电压(VF)必须小于点火用电容器的充电电压(Vd)(VF Vd)。

构建一种取得满足所述关系的最低点火电压值(VF)的所述点火系统，借此，可保护点火器不受静电或干扰的影响，并可利用从内置于ASIC模块(module)的点火用电容器放出的电能来确实地进行点火。再者，从包含所述点火系统的尺寸设定的设计上的自由度的方面考虑，较佳为将点火系统的最低点火电压值(VF)设为6V～25V左右。

根据本发明的点火系统，可借由使用内置于ASIC电路9的作为相互通信开关单元的ASIC 10及作为电能的蓄积单元的点火用电容器11，来与外部(例如中央控制单元)联络。

因此，例如，将如上所述的点火器使用于装入至汽车且经由经LAN化的安全气囊系统而连接于中央控制单元的各个安全气囊模块，在发生碰撞时，中央控制单元可仅对预期的安全气囊模块进行点火，而且也无需输送用以使此种点火器起爆的特别的电能。

特别是将蓄积着从中央控制单元发出的电压信号中所含的微弱的能量的点火用电容器设置于各点火器，并将能够以比以往更低的能量来点火的SCB芯片用作点火元件，而且设置能够发送如下的指令(command)的作为相互通信及点火开关单元的ASIC，借此来实现如上所述的作用效果，所述指令是对来自中央控制单元的经编码的信息进行检测且发送点火器的状态的指令。

再者，在本发明中，所谓与中央控制单元之间的相互通信中所使用的信息，是指包含对各点火器进行点火的指令的信息、及将各点火器要素的状态传输至中央控制单元的信息这两个信息。

接着，对使用有本发明的点火器的安全气囊用气体产生装置进行说明。

图4中表示安全气囊用气体产生装置的概念图。如图4所示，安全气囊用气体产生装置21在内部包括点火器22、增强剂23、气体产生剂24、以及过滤器(filter)25，外部由可承受气体产生剂24的燃烧压力的外廓容器26构成。在外廓容器26中开设着用以将产生的气体放出至安全气囊侧的孔27。

在点火器22工作之后，增强剂23利用从点火器22产生的热能而燃烧，并产生高温气体。气体产生剂24利用该高温气体而燃烧，接着产生用以使安全气囊膨胀的气体。该气体从安全气囊的外廓容器26中所开设的孔27而放出至外部，但由于此时，所述气体通过过滤器25，因此，燃烧之后的气体产生剂的残渣被捕集，同时气体本身被冷却。

借由使用本发明的点火器，无论点火器是否具有包含ASIC的通信电路，均可紧凑地制作该点火器，从而可容易地提供与以往的形状相同的大小的安全气囊用气体产生装置。

此外，对使用有本发明的点火器的安全带预收紧器用气体产生装置进行说明。

图5中表示安全带预收紧器用气体产生装置(微型气体发生器)的概念图。如图5所示，微型气体发生器31在内部包括点火器32与气体产生剂33，点火器32固定于称为固定器(holder)的基台34。而且，存储着气体产生剂33的杯体35也例如为借由铆接而固定于固定器的构造。在点火器32工作之后，杯体35内的气体产生剂33利用来自点火器32的热而燃烧，从而产生气体。

在该微型气体发生器中也使用本发明的点火器，借此，无论点火器是否具有包含ASIC的通信电路，该点火器均会变得紧凑，因此，可提供几乎与以往的形状相同的大小的安全带预收紧器用气体产生装置。

接着，对本发明的点火器的点火动作进行说明。

在通常的动作条件下，即，例如当装入有点火器的安全气囊并未卷入至需要展开之类的事故时，作为电能蓄积单元的点火用电容器处于根据中央控制单元所发出的通信用的信号来储存能量的状态。

此处，当由于事故等的碰撞而要求点火器工作时，中央控制单元会将特定的电脉冲串的形态的点火指令发送至点火器内的ASIC电路9。如此，该ASIC电路9以将储存的电能释放至点火元件6的方式，借由电子开关来将来自点火用电容器11的电能予以释放。点火元件6利用来自点火用电容器11的电能来使点火药2开始燃烧。

接着，对中央控制单元的控制要点进行说明。

图6表示连接着中央控制单元110、与四个安全气囊模块111a、111b、111c、111d的经LAN化的安全气囊系统的例子。两个安全气囊模块111b与111c可分别包括例如使前安全气囊膨胀的气体产生器，另外的两个安全气囊模块111a与111d可分别包括例如使侧安全气囊膨胀的气体产生器。

在上述各个模块中所含的气体产生器内收纳有点火器，各点火器包括两个电极接脚114、115电极接脚114连接于与中央控制单元110联络的第一供电导电体112，电极接脚115连接于与中央控制单元110联络的第二供电导电体113。

在通常的动作状态下，即，当汽车并未卷入至需要将一个以上的安全气囊模块111a、111b、111c、111d予以激活的特定的碰撞时，中央控制单元110会定期地将低强度的电流施加于所述供电导电体112、11３，该电流经由电极接脚114与115而传输至四个安全气囊模块111a、111b、111c、111d的各自所含的点火器的电能蓄积单元(电容器)。

当发生碰撞而例如希望将安全气囊模块111c予以激活时，中央控制单元110会将构成用于安全气囊模块111c的点火器的点火指令的特有的电脉冲串发送至第一供电导电体112。该特有的电脉冲串经由电极接脚114与电极接脚115而发送至各点火器，但仅安全气囊模块111c的点火器中所含的相互通信单元对所述指令作出反应，将与点火开关单元相关联的电能蓄积单元予以激活，如上所述，使点火药开始发挥作用。

假如希望在发生碰撞之后，将若干个安全气囊模块予以激活，例如将安全气囊模块111a、111b予以激活，则中央控制单元110会将用于安全气囊模块111a与安全气囊模块111b的各自所含的点火器的特有的电脉冲串发送至第一供电导电体112。两个点火器各自的动作如上所述。

实例

使本发明的点火器与用于通信及点火的电气电路分离，将用于静电保护的电容器搭载于点火器侧，讨论用以防止由静电或干扰引起的误工作，且利用具有固定的静电容量的点火用电容器的放电来确实地进行工作时的各参数的计算。

所获得的结果表示在表1～表4中。

[表1]

表1.由电容器容量引起的耐静电测试时的电阻变化量(N＝5)静电施加条件(i)

[表2]

表2.由电容器容量引起的耐静电测试时的电阻变化量(N＝5)静电施加条件(ii)

表1、表2表示点火器的点火元件的由耐静电引起的电阻变化量。表 1是后述的静电施加条件(i)的情况，表2是后述的静电施加条件(ii)的情况。

若所述电阻变化量变大，则有可能会损伤点火元件。

在该例子中，点火元件(SCB)的电阻为5Ω～6Ω，使用市售的陶瓷电容器作为静电保护用电容器，对0.22μF、0.47μF、0.68μF、1.00μF、1.47μF、以及2.00μF这六种静电容量进行比较。

将静电施加于搭载有选自所述六种静电容量中的四种静电容量的各陶瓷电容器的点火器的规定的部位，借此来进行测试。

·静电施加部位

(1)施加于两个电极接脚4(参照图7)。在表1中，由“测试部位：P-P”来表示。

(2)施加于一个电极接脚4与金属制的杯体1(参照图8)。在表1中中，由“测试部位：P-B”来表示。

·静电施加条件(i)

静电充电电容器：150pF

充电电压：25kV

内部电阻：150Ω

施加次数：25次

·静电施加条件(ii)

静电充电电容器：330pF

充电电压：25kV

内部电阻：2kΩ

施加次数：25次

所述静电施加条件是各公司对于静电测试的规范中的一般的条件。

结果，在静电条件(i)下，当静电保护用电容器的静电容量为0.22μF时，全部发生误工作。另外，在静电容量为0.47μF的情况下，点火元件的电阻变化为-0.11～-0.15，可看到施加静电所产生的影响，但电阻元件并未发生误工作，相对于在条件(i)下所施加的静电，表现出某种程度的保护作用。此外，在静电保护用电容器的静电容量为0.68μF以上的情况下，完全未发生误工作，而且点火元件的电阻变化量也未增大。

在更严格的静电条件(ii)下，当静电保护用电容器的静电容量为0.68μF时，全部发生误工作。另外，在静电容量为1.00μF的情况下，当静电施加部位为“测试部位：P-B”时，全部发生误点火，但在“测试部位：P-P”的情况下，可看到施加静电所产生的影响，但电阻元件并未发生误工作，相对于在条件(ii)下所施加的静电，表现出某种程度的保护作用。此外，在静电保护用电容器的静电容量为1.47μF以上的情况下，完全未发生误工作或误点火，而且点火元件的电阻变化量也未增大。

根据以上的结果，借由将静电容量为0.47μF以上的电容器用作静电保护用电容器，在条件(i)下所假设的程度的施加静电的环境中，可防止所述点火系统的误工作。

[表3]

表3.基于点火用电容器的静电容量值的99.9999％的点火充电电压

[表4]

表4.将点火用电容器与静电保护用电容器予以组合而成的点火系统的最低点火电压值V_F(V)

※表中，下划线部表示V_F处于6V～25V的适当范围的所述点火系统。

表3针对未搭载有静电保护用电容器的状态的点火器，借由实验来求出具有各种静电容量的点火用电容器的点火感度，并将该点火感度的值设为点火用电容器的基准点火充电电压。此处的点火用电容器的基准点火充电电压是使用根据求出汽车用安全气囊的性能感度的一般的方法即布鲁斯顿法而求出的可靠性为99.9999％的点火电压值(VAF)。此处，使点火用电容器的静电容量值分为9个阶段地发生变化，求出各个电容器的情况下的点火电压值(VAF)。表3是对求出的结果进行归纳的表。

表4针对将具有各种静电容量的点火用电容器与静电保护用电容器予以组合而成的本发明的点火系统，表示使用所述(1)式来对能够确实地使所述点火系统点火的最低点火电压值(VF)进行计算而得的结果。表4表示根据点火用电容器的静电容量值(Cx)、表3中所求出的点火电压值(VAF)、及静电保护用电容器的静电容量值(Cd)，借由所述(1)式：VF＝(VAF/Cd)×(Cd+Cx)来进行计算，并对可由点火用电容器来确实地使所述点火系统工作的最低点火电压进行计算而得的结果。此处，为了确实地使所述点火系统点火，点火用电容器的充电电压(Vd)必须大于所述点火系统的最低点火电压值(VF)(Vd VF)。

较为理想的是考虑使用有包含电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的所述点火系统的车辆安全装置的设计自由度，此外，参考所述点火系统的小型化设计来将电容器的静电容量及尺寸予以最佳化，将所述点火系统的最低点火电压值(VF)设定为6V～25V。在表4中，附加下划线(underline)来表示处于该适当范围内的所述点火系统。即，表4中的下划线所示的静电保护用电容器与点火用电容器组合而成的所述点火系统的最低点火电压值(VF)设定为6V～25V，该点火系统更优选作为本发明的点火系统。因此，基于表4来对静电保护用电容器与点火用电容器的组合进行设定，借此，可提供考虑了尺寸或能量容量的平衡的所述点火系统。

Claims

1.一种点火系统，包括：使一个端部形成开口的杯体；以及栓塞，使多个电极接脚分别绝缘并保持着所述多个电极接脚，将所述杯体的开口部予以封闭，将点火药填充至所述杯体的内部，并且将借由通电而使所述点火药点火的半导体桥(SCB)芯片搭载于所述栓塞，所述SCB芯片包括与电极接脚形成电性连接的点火器、与配置于所述杯体外用以将所述点火器连接于电子控制单元(ECU)的连接器，其中所述连接器透过所述电极接脚与所述点火器连接，

2.一种点火系统，包括：使一个端部形成开口的杯体；以及栓塞，使多个电极接脚分别绝缘并保持着所述多个电极接脚，将所述杯体的开口部予以封闭，将点火药填充至所述杯体的内部，并且将借由通电而使所述点火药点火的SCB芯片搭载于所述栓塞，所述SCB芯片包括与电极接脚形成电性连接的点火器、配置于所述杯体外用以将所述点火器连接于ECU的连接器、以及配置于所述杯体外将所述点火器与所述连接器予以连接的转接器，其中所述连接器透过所述电极接脚与所述点火器连接，

3.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中

所述静电保护用电容器的等效串联电阻为100mΩ以下。

4.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中

所述静电保护用电容器的静电容量（Cx）为0.47μF～10μF。

5.根据权利要求1或2所述的点火系统，其中

当将所述点火系统的最低点火电压设为V_F，将所述点火用电容器的充电电压设为Vd，将所述静电保护用电容器的静电容量设为Cx，将所述点火用电容器的静电容量设为Cd，以及将在未连接有所述静电保护用电容器的状态（Cx＝0）下根据布鲁斯顿法而求出的SCB芯片的点火电压值设为V_AF时，使所述V_F、Vd、Cx、Cd、V_AF满足下式（1）

V_F＝{（V_AF/Cd）×（Cd＋Cx）} （1）

的关系，其中，V_F≦Vd，借此，一面保持静电保护，一面利用点火用电容器的正常放电来进行点火。

6.根据权利要求5所述的点火系统，其中

所述点火用电容器的静电容量（Cd）为0.68μF～22μF。

7.根据权利要求5所述的点火系统，其中

所述点火系统的最低点火电压（V_F）为6V～25V。

8.一种安全气囊用气体产生装置，其特征在于：

搭载有根据权利要求1至7中任一项所述的点火系统。

9.一种安全带预收紧器用气体产生装置，其特征在于：

搭载有根据权利要求1至7中任一项所述的点火系统。