DE19956501C1 - Ignition capsule for vehicle airbag system has sensor and evaluation circuit to trigger a safety spray extinguisher in the event of a faulty explosion to reduce the generated gas and prevent airbag inflation - Google Patents
Ignition capsule for vehicle airbag system has sensor and evaluation circuit to trigger a safety spray extinguisher in the event of a faulty explosion to reduce the generated gas and prevent airbag inflationInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch aktivier bare Zündkapsel für ein Insassen-Rückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug.The present invention relates to an electrically activated bare primer for an occupant restraint system in one Motor vehicle.
Ein derartiges Rückhaltesystem kann z. B. als aufblasbares Auf prallschutzkissen (Airbag), Gurtstraffer oder dergleichen ausgebildet sein. Diese Sicherheitssysteme arbeiten jeweils mit einer elektrisch aktivierbaren Zündkapsel(Initialzünder). Im Falle eines Aufpralls des Kraftfahrzeugs wird der Zünd kapsel mittels einer von einem Aufprallsensor angesteuerten elektrischen Schaltung ein Auslösestrom zugeführt, welcher den Widerstandsdraht des Zündelements erhitzt, wodurch der diesen Draht umgebende Zündstoff zur Explosion gebracht wird. Durch die Explosion des Zündstoffes wird eine Treibladung gezündet, welche sodann die zur Betätigung des Insassen-Rückhaltesystems erforderliche Gasmenge freisetzt, wodurch also z. B. das Auf prallschutzkissen in kürzester Zeit aufgeblasen oder ein Tur binenrad in Rotation versetzt wird, welches den Sicherheits gurt spannt. Eine Zündkapsel der eingangs genannten Art ist z. B. in der DE 197 33 353 C1 beschrieben.Such a restraint system can, for. B. as an inflatable impact protection cushion (airbag), belt tensioner or the like be trained. These security systems work each time with an electrically activatable primer. In the event of a motor vehicle crash, the ignition capsule by means of a controlled by an impact sensor electrical circuit supplied a trigger current, which the Resistance wire of the ignition element is heated, causing this Wire surrounding detonator is detonated. By the explosive detonates a propellant charge, which is then used to actuate the occupant restraint system releases the required amount of gas, so what z. B. the up Impact protection cushion inflated in a very short time or a door pinion is set in rotation, which increases the safety belt tensions. A primer of the type mentioned is e.g. B. described in DE 197 33 353 C1.
Damit ein Insassen-Rückhaltesystem im Notfall seine Aufgabe erfüllen kann, muß es in regelmäßigen Zeitabständen auf seine Funktionstüchtigkeit hin überprüft werden. In diesem Zusammen hang ist aus der DE 198 14 589 A1 bekannt, die beiden Zulei tungen der Zündkapsel mit einem Prüfgerät zu verbinden, wel ches ein elektrisches Prüfsignal erzeugt. Dieses Prüfsignal entspricht dem Auslösesignal, ist jedoch von so geringer Amp litude, daß sich eine zum Zünden ausreichende Spannung nicht aufbauen kann. Anhand der Größe und Verzögerung des von der Zündkapsel rückgekoppelten Antwortsignals kann das Prüfgerät feststellen, ob die Zündfähigkeit gegeben ist oder nicht.So that an occupant restraint system does its job in an emergency can meet, it must periodically on its Functionality to be checked. In this together hang is known from DE 198 14 589 A1, the two Zulei connections of the primer with a test device, wel ches generates an electrical test signal. This test signal corresponds to the trigger signal, but is of such a low amp litude that there is not enough voltage to ignite can build up. Based on the size and delay of the Detector feedback signal can the test device determine whether the ignitability is given or not.
Gleichwohl kommt es gerade bei etwas älteren Kraftfahrzeugen immer wieder vor, daß Airbags, Gurtstraffer oder dergleichen ausgelöst werden, ohne daß sich ein Aufprall ereignet hat. Diese Fehlauslösungen haben oftmals fatale Folgen, beispiels weise wenn der Airbag Insassen verletzt oder dem Fahrer bei hoher Geschwindigkeit die Sicht genommen wird. Nachdem bei einem unbeabsichtigten Auslösen des Airbags aufgrund tech nischer Fehler keine Crash-Situation vorliegt und somit auf den Airbag keine Krafteinwirkung durch den nach vorne ge schleuderten Oberkörper des Fahrers erfolgt, muß der Airbag das eingeströmte Treibgas allein durch sein Eigengewicht über die Gasabströmöffnungen verdrängen. Deshalb dauert die Sicht behinderung für den Fahrer mehrere Sekunden, bis der Airbag in sich zusammengefallen ist. Bei Verwendung sog. Mehrstufengas generatoren wird diese Zeitspanne noch erheblich verlängert. Eine mögliche Ursache für die Fehlauslösung von Insassen- Rückhaltesystemen kann z. B. sein, daß der Widerstandsdraht des Zündelements im Laufe der Zeit korrodiert, wobei sich sein Querschnitt an einer Stelle deutlich verringert. Der ohmsche Widerstand an einer solchen Engstelle wird dann unter Umstän den so groß, daß das Prüfsignal der soeben erörterten Prüf schaltung den Widerstandsdraht lokal zum Glühen bringt und so die Explosion des Zündstoffs herbeiführt. Im Falle eines Bruches des Widerstandsdrahtes infolge von Erschütterungen kann das Prüfsignal zwischen den Bruchenden zu einem elektri schen Überschlag führen, was ebenfalls eine Explosion des Zündstoffes zur Folge hat. Eine weitere Ursache für Fehl auslösungen von Insassen-Rückhaltesystemen können elektrosta tische Aufladungen im Kraftfahrzeug sein, welche ebenfalls zu einer ungewollten Explosion des in der Zündkapsel enthaltenen Zündstoffs führen können.Nevertheless, it happens especially with somewhat older vehicles again and again that airbags, belt tensioners or the like be triggered without an impact occurring. These false trips often have fatal consequences, for example if the airbag injures occupants or instructs the driver the view is taken at high speed. After at an unintentional deployment of the airbag due to tech error, there is no crash situation and therefore on the airbag is not subjected to force by the forward If the driver's body is flung, the airbag must be the inflowing propellant gas only by its own weight displace the gas outflow openings. That's why the view lasts driver for several seconds until the airbag is in has collapsed. When using so-called multi-stage gas generators this time span will be extended considerably. A possible cause of the false triggering of occupant Restraint systems can e.g. B. be that the resistance wire of the Ignition element corroded over time, taking off Cross section significantly reduced at one point. The ohmic Resistance at such a bottleneck may then arise so large that the test signal of the test just discussed circuit makes the resistance wire glow locally and so causes the detonator to explode. in case of a Breakage of the resistance wire due to vibrations can the test signal between the break ends to an electri rollover, which is also an explosion of the Detonator. Another cause of failure Triggering of occupant restraint systems can electrostatic table charges in the motor vehicle, which are also too an unwanted explosion of what is contained in the primer Can lead to explosives.
Zur Lösung des angesprochenen Problems wird in der DE 198 01 777 A1 ein Airbag aus transparentem Material vorgeschlagen. Der durchsichtige Airbag ermöglicht dem Fahrer im Falle einer Fehlauslösung eine weitgehend freie Sicht nach vorne, so daß er das Fahrzeug noch sicher zum Stehen bringen kann. Die Nach teile dieses Standes der Technik sind allerdings darin zu sehen, daß der Fahrer durch den sich auch bei einer Fehlaus lösung explosionsartig aufblähenden Airbag erschreckt wird, was ebenfalls zu einem Unfall führen kann, und die gesamte, aus Gasgenerator, Airbag, Lenkrad- bzw. Armaturenabdeckung bestehende Sicherheitseinrichtung erneuert werden muß. Darüber hinaus kann natürlich auch die transparente Ausführungsform nicht verhindern, daß bei einer Fehlauslösung der Beifahrer zu Schaden kommt.To solve the problem addressed, DE 198 01 777 A1 proposed an airbag made of transparent material. The transparent airbag enables the driver in the event of a False triggering a largely unobstructed view to the front, so that he can still bring the vehicle to a safe stop. The After however, parts of this state of the art are included see that the driver is by even in the event of a malice solution of explosively inflating airbag is frightened, which can also lead to an accident and the entire from gas generator, airbag, steering wheel or dashboard cover existing safety device must be replaced. About that the transparent embodiment can of course also be used not prevent the passenger from accidentally tripping Damage comes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zündkapsel des Gasgenerators für ein Insassen-Rückhaltesystem, insbesondere für ein aufblasbares Aufprallschutzkissen, derart auszugestal ten, daß es im Falle einer Fehlzündung zu keiner aktiven Be tätigung des Insassen-Rückhaltesystems kommt, daß mit anderen Worten der Airbag nicht aufgeblasen oder der Sicherheitsgurt nicht gestrafft wird.The invention has for its object the squib Gas generator for an occupant restraint system, in particular for an inflatable impact protection cushion, to be designed in this way ten that there is no active loading in the event of a misfire activity of the occupant restraint system that comes with others Words the airbag is not inflated or the seat belt is not tightened.
Diese Aufgabe wird durch die Zündkapsel mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved by the primer with the in claim 1 Features listed solved.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Zündkapsel mit mindestens einem Meßfühler auszustatten, durch welchen die Explosion des in der Zündkapsel enthaltenen Zündstoffes zuver lässig registriert werden kann. Das vom Meßfühler im Falle einer Explosion abgegebene Signal wird einer Auswerteschaltung zugeführt; diese ist mit dem Aufprallsensor des Insassen-Rück haltesystems verbunden. Im Falle einer Fahrzeugkollision emp fängt die Auswerteschaltung vom Aufprallsensor ein Stoppsig nal, aufgrund dessen sie in ihrer Funktion blockiert wird. Gleichzeitig wird in an sich bekannter Weise dem Zünddraht der Zündkapsel ein Stromimpuls zugeführt, der den Zünddraht zum Glühen oder Schmelzen bringt und so die Explosion des den Zünddraht umgebenden Zündstoffes herbeiführt. Im Falle einer Fehlzündung bleibt das vom Aufprallsensor gesendete Stoppsig nal aus. Die Auswerteschaltung empfängt lediglich vom Meßfüh ler die Meldung, daß eine Explosion des Zündstoffes erfolgt ist. Aufgrund dessen gibt sie ein Auslösesignal an eine Sicherheitseinrichtung ab, welche die Detonation der Treibla dung im Gasgenerator entweder unterbindet oder aber das durch die Detonation der Treibladung freigesetzte Gas in unschädli cher Weise ableitet, ohne daß z. B. der Airbag aufgeblasen oder der Sicherheitsgurt gestrafft wird.The invention is based on the idea of using the primer to equip at least one sensor through which the Explosion of the primer contained in the primer can be casually registered. That from the sensor in the case an explosion signal is sent to an evaluation circuit fed; this is with the impact sensor of the rear passenger holding system connected. In the event of a vehicle collision, emp the evaluation circuit catches a stop signal from the impact sensor nal, because of which it is blocked in its function. At the same time, the ignition wire is in a manner known per se Detonator supplied with a current pulse that leads the ignition wire to the Brings glow or melting and so the explosion of the Ignition wire surrounding igniter causes. In case of a The stop signal sent by the impact sensor remains a misfire nal out. The evaluation circuit only receives from the measuring sensor ler the message that an explosion of the explosive takes place is. Because of this, it sends a trigger signal to a Safety device from which the detonation of the Treibla either in the gas generator or by the detonation of the propellant gas released in harmless cher derives without z. B. the airbag inflated or the seat belt is tightened.
Die Verwendung von Meßfühlern in Insassen-Rückhaltesystemen von Kraftfahrzeugen ist an sich bereits bekannt. So wird in der DE 197 43 304 A1 ein Verfahren zum Steuern des Aufblasens eines Airbags beschrieben, bei welchem ein Gasgenerator auf ein Zündsignal hin aktiviert wird und bei welchem die Tempera tur des Gasgenerators und/oder der Gasdruck gemessen werden und der Aufblasvorgang derart erfolgt, daß ein Solldruckver lauf im Airbag erzielt wird. Als Meßfühler für die im Gasgene rator herrschende Temperatur kann dabei der Widerstand einer Zündpille verwendet werden.The use of sensors in occupant restraint systems of motor vehicles is already known per se. So in DE 197 43 304 A1 describes a method for controlling inflation described an airbag in which a gas generator an ignition signal is activated and at which the tempera tur of the gas generator and / or the gas pressure can be measured and the inflation process is such that a target pressure ver run is achieved in the airbag. As a sensor for those in the gas gene rator prevailing temperature can be the resistance of a Primer can be used.
In der älteren, nachveröffentlichten DE 199 28 691 A1 ist ein Airbagsystem offenbart, bei welchem die Detonation der Treib ladung des Gasgenerators mittels Sensoren überwacht wird. Bleibt im Falle einer vom Aufprallsensor gemeldeten Fahrzeug kollision das Signal dieser Sensoren infolge einer Fehlfunk tion des Gasgenerators aus, wird ein Programmschaltwerk akti viert, auf dessen Signal hin eine Reservezündpille gezündet wird.In the older, post-published DE 199 28 691 A1 a Airbag system disclosed in which the detonation of the propellant charge of the gas generator is monitored by sensors. Remains in the case of a vehicle reported by the impact sensor collision the signal of these sensors due to a malfunction tion of the gas generator, a program switch is acti fourth, on the signal of which ignited a reserve pill becomes.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert:The invention is illustrated below with the aid of an embodiment explained in more detail:
Die Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch die erfin dungsgemäße Zündkapsel 1 sowie in Form eines Blockschaltbildes die zugehörigen elektronischen Komponenten. Die Zündkapsel 1 verfügt über ein Gehäuse 2, dessen Oberseite durch Einkerbun gen veranschaulichte Sollbruchstellen aufweist. Im oberen Teil des Gehäuses 2 befindet sich der für die sog. Initialzündung des zugehörigen Gasgenerators erforderliche Zündstoff 3. Bei dem Gasgenerator kann es sich in an sich bekannter Weise auch um einen Mehrstufengenerator oder einen sog. Hybridgenerator handeln, bei welchem neben der eigentlichen Treibladung noch ein in einem Behältnis vorgespanntes Gas vorhanden ist. Das Gehäuse 2 der Zündkapsel 1 ist an seiner Unterseite durch einen Isolierkörper 7 abgeschlossen, der zugleich als Halte rung für die in das Gehäuse ragenden Kontaktstifte 4, 5 dient. Die Kontaktstifte 4, 5 sind an ihrem im Gehäuse befindlichen Ende durch einen Zünddraht 6, der den Zündstoff 3 durchsetzt, elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Isolierkörper 7 ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem transparen ten Material gefertigt, beispielsweise aus Glas.The figure shows schematically a section through the primer 1 according to the invention and in the form of a block diagram of the associated electronic components. The primer 1 has a housing 2 , the upper side of which has predetermined breaking points illustrated by Einkerbun conditions. The igniter 3 required for the so-called initial ignition of the associated gas generator is located in the upper part of the housing 2 . The gas generator can, in a manner known per se, also be a multi-stage generator or a so-called hybrid generator, in which, in addition to the actual propellant charge, a gas which is biased in a container is also present. The housing 2 of the primer 1 is closed on its underside by an insulating body 7 , which also serves as a holding for the projecting into the housing contact pins 4 , 5 . The contact pins 4 , 5 are connected to one another in an electrically conductive manner at their end located in the housing by means of an ignition wire 6 which passes through the primer 3 . In a preferred embodiment, the insulating body 7 is made of a transparent material, for example of glass.
Das Gehäuse 2 der Zündkapsel 1 ist in dem hier gezeigten Aus führungsbeispiel von einem ringförmig gestalteten Meßfühler 8 umgeben. Bei einer solchen Anordnung des Meßfühlers 8 wird dieser zweckmäßigerweise als Dehnungsmeßstreifen, piezoelek trischer Wandler oder als Thermoelement ausgebildet. Im Falle einer gewollten oder ungewollten Explosion des Zündstoffes 3 registriert ein solcher Meßfühler zuverlässig die durch die Explosion hervorgerufene Ausdehnung des Gehäuses oder dessen Erwärmung. Ebenso kann der Meßfühler 8 ein Drucksensor oder Mikrophon sein oder bei entsprechender Plazierung in der Nähe der Sollbruchstellen den durch die Explosion freigesetzten Lichtblitz erfassen. In diesem Falle würde der Meßfühler z. B. als Photoelement ausgebildet sein, welches einen Stromimpuls an die Auswerteschaltung 10 sendet, oder es könnte einen Lichtleiter umfassen, der den Lichtblitz unmittelbar an die entsprechend ausgestaltete Auswerteschaltung 10 weiterleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Meßfühler 8 an der Unterseite des Isolierkörpers 7 befestigt oder in den Isolierkörper 7 eingebettet. Ist der Isolierkörper 7 aus transparentem Material wie z. B. Glas gefertigt, dann lassen sich bevorzugt Meßfühler verwenden, die nach optischen Prin zipien arbeiten. In jedem der möglichen Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, den Meßfühler 8 über eine geeignete erste Signalleitung 9 mit der Auswerteschaltung 10 zu verbinden.The housing 2 of the primer 1 is in the exemplary embodiment shown here surrounded by a ring-shaped sensor 8 . In such an arrangement of the sensor 8 , this is expediently designed as a strain gauge, piezoelectric transducer or as a thermocouple. In the event of an intentional or unwanted explosion of the primer 3 , such a sensor reliably registers the expansion of the housing or its heating caused by the explosion. Likewise, the sensor 8 can be a pressure sensor or microphone or, if it is placed appropriately near the predetermined breaking points, can detect the flash of light released by the explosion. In this case, the sensor would, for. B. can be designed as a photo element which sends a current pulse to the evaluation circuit 10 , or it could comprise a light guide that forwards the flash of light directly to the correspondingly configured evaluation circuit 10 . In a preferred embodiment, the sensor 8 is attached to the underside of the insulating body 7 or embedded in the insulating body 7 . Is the insulating body 7 made of transparent material such. B. glass, then preferably sensors can be used that work according to optical principles. In each of the possible exemplary embodiments, it is provided to connect the sensor 8 to the evaluation circuit 10 via a suitable first signal line 9 .
Die Auswerteschaltung 10 liefert aufgrund des vom Meßfühler 8 her rührenden Explosionssignals über eine zweite Signalleitung 13 ein vorzugsweise elektrisches Auslösesignal an die Sicher heitseinrichtung 11. Diese Sicherheitseinrichtung 11 kann bei spielsweise ein Absperrelement, das eine im Gehäuse des Gasge nerators befindliche Notablaßöffnung verschließt, entriegeln, so daß das Absperrelement durch den Gasdruck der detonierenden Treibladung aufgestoßen wird und das Gas nahezu ungehindert nach außen entweichen läßt, ohne daß der Airbag aufgeblasen oder das Turbinenrad eines Gurtstraffers in Rotation versetzt wird. Die Sicherheitseinrichtung 11 kann auch so beschaffen sein, daß sie im Falle einer Fehlzündung ein flüssiges, schaum-, gas- oder pulverförmiges Löschmittel in den Gas generator einspritzt, durch welches die Treibladung befeuchtet, "erstickt" oder chemisch derart verändert wird, daß sie trotz der Explosion des Zündstoffes 3 der Zündkapsel 1 nicht detonieren kann oder aber nur vergleichsweise wenig Gas freisetzt.The evaluation circuit 10 supplies a preferably electrical trigger signal to the safety device 11 via a second signal line 13 due to the explosion signal coming from the sensor 8 . This safety device 11 can unlock, for example, a shut-off element, which closes an emergency drain opening located in the housing of the gas generator, so that the shut-off element is pushed open by the gas pressure of the detonating propellant charge and the gas can escape to the outside almost without hindrance, without the airbag being inflated or the belt wheel of a belt tensioner is set in rotation. The safety device 11 can also be such that in the event of a misfire, it injects a liquid, foam, gas or powdered extinguishing agent into the gas generator, by means of which the propellant charge is moistened, "suffocated" or chemically changed in such a way that it is despite the explosion of the primer 3 of the primer 1 cannot detonate or only releases comparatively little gas.
Der Meßfühler 8 gibt sein Explosionssignal an die Auswerte schaltung 10 ab, unabhängig davon, ob es sich um eine gewollte oder eine ungewollte Explosion, d. h. um eine Fehlzündung han delt. Entscheidend für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zündkapsel ist, ob die Auswerteschaltung 10 vom Aufprallsensor 12 eine Fahrzeugkollision gemeldet bekommt oder nicht. Bleibt die entsprechende Meldung aus, liegt zweifelsfrei eine Fehl zündung vor und das System arbeitet in der soeben geschilder ten Art und Weise. Meldet der Aufprallsensor 12 jedoch eine Fahrzeugkollision, wird mit an sich bekannten Mitteln der Zündstoff 3 in der Zündkapsel 1 zur Explosion gebracht. Gleichzeitig sendet der Aufprallsensor 12 über die dritte Sig nalleitung 14 ein Stoppsignal an die Auswerteschaltung 10. Diese wird hierdurch in ihrer Funktion blockiert und gibt somit kein Auslösesignal an die Sicherheitseinrichtung 11 ab. Die Notablaßöffung im Gehäuse des Gasgenerators bleibt demnach verschlossen bzw. es erfolgt keine Einspritzung eines Lösch mittels in das Innere des Gasgenerators. Das Fahrzeuginsassen- Rückhaltesystem arbeitet mit anderen Worten in der bei einer Kollision tatsächlich erwünschten Art und Weise: Der Airbag wird aufgeblasen bzw. der Sicherheitsgurt gestrafft.The sensor 8 outputs its explosion signal to the evaluation circuit 10 , regardless of whether it is a deliberate or an unwanted explosion, ie misfire. The decisive factor for the mode of operation of the primer according to the invention is whether the evaluation circuit 10 receives a vehicle collision from the impact sensor 12 or not. If the corresponding message does not appear, there is no doubt that the engine is misfiring and the system is working in the manner just described. However, if the impact sensor 12 reports a vehicle collision, the detonator 3 is detonated in the primer 1 using known means. At the same time, the impact sensor 12 sends a stop signal to the evaluation circuit 10 via the third signal line 14 . This blocks their function and therefore does not emit a trigger signal to the safety device 11 . The emergency drain opening in the housing of the gas generator therefore remains closed or there is no injection of an extinguishing agent into the interior of the gas generator. In other words, the vehicle occupant restraint system works in the manner actually desired in the event of a collision: the airbag is inflated or the seat belt is tightened.
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2000
- 2000-11-23 WO PCT/DE2000/004159 patent/WO2001038142A1/en active Search and Examination
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