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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zündungsvorrichtung für eine Busverbindung,
wobei eine Mehrzahl der Zündungsvorrichtungen über einen
gemeinsamen Bus mit einem Zündungssteuersystem verbunden
sind, und die Zündungsvorrichtungen
mittels elektrischer Energie und eines von dem Zündungssteuersystem gelieferten
elektrischen Signals selektiv betreibbar sind, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, siehe US-B-6 418 853.
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Eine
in einem Automobil angebrachte Airbag-Vorrichtung ist derart angeordnet,
dass ein Airbag von Hochdruckgas aufgeblasen wird, das durch die
Verbrennung eines Treibmittels erzeugt wird, und eine Zündungsvorrichtung
(ein Zünder
oder eine Zündkapsel)
zum Zünden
des Treibmittels in der Airbag-Vorrichtung vorgesehen ist. Die Zündungsvorrichtung
ist mit einem Zündungssteuersystem
verbunden, welchem ein bei einer Fahrzeug-Kollision erzeugtes Beschleunigungssignal
eingegeben wird. Das Erregen eines Zündungselements der Zündungsvorrichtung
erzeugt Hitze zum Entzünden
des Treibmittels, wodurch der Airbag aufgeblasen wird.
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Die
neuesten Automobile sind mit einer großen Anzahl von Airbag-Vorrichtungen
ausgestattet, bspw. einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem Lenkrad
aus entfaltet, einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem Armaturenbrett
aus entfaltet, einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem seitlichen Sitzteil
aus entfaltet, und einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem
seitlichen Dachteil aus entfaltet. Daher muss die Anzahl von Kreisen
innerhalb des Zündungssteuersystems
im Einklang mit der Anzahl der Airbag-Vorrichtungen erhöht werden,
und jedes Mal, wenn sich die Anzahl der Airbag-Vorrichtungen erhöht, muss
das Zündungssteuersystem
sogar für den
gleichen Fahrzeugtyp verändert
werden. In jedem Fall steigen die Produktionskosten. Ferner wird, wenn
das Zündungssteuerystem
und jede der Airbag-Vorrichtungen mittels eines auschließlich hierfür verwendeten
Kabelstrangs verbunden sind, der Kabelstrang sehr lang, und es ist
schwierig, Raum für die
Anordnung des Kabelstrangs sicherzustellen.
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Das
US-Patent Nr. 5,760,489 offenbart eine Anordnung, in der eine Mehrzahl
von Airbag-Vorrichtungen mit einem von einem Zündungssteuersystem ausgehenden,
gemeinsamen Bus verbunden sind, elektrische Energie für die Zündung von
dem Zündungskontrollsystem
an eine Zündungsvorrichtung jeder
der Airbag-Vorrichtungen geliefert wird, und ferner ein elektrisches
Signal geliefert wird, um nur die Zündungsvorrichtung einer vorbestimmten
Airbag-Vorrichtung aus der Mehrzahl der Airbag-Vorrichtungen zu
betätigen.
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In
diesem Fall erfordert die Zündungsvorrichtung
jeder der Airbag-Vorrichtungen einen Kommunikations-Kreis zur Kommunikation
mit dem Zündungssteuersystem
und einen Zündungskreis,
um ein Zündungselement
Hitze erzeugen zu lassen, wenn es während der Kommunikation einen
Zündungsbefehl erhält. Eine
solche, einen Kommunikations/Zündungs-Kreis
umfassende Zündungsvorrichtung
ist aus dem US-Patent
Nr. 6,418,853 bekannt.
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In
der in der
US 6418853 (Japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-241098) offenbarten Anordnung
ist die Zündungsvorrichtung
(ein Zünder 1)
gesondert versehen mit dem Kommunikations/Zündungs-Kreis (einer elektronischen
Karte 17) zum Ausgeben eines Zündungssignals
in Kommunikation mit dem Zündungssteuersystem
(einer zentralen Steuereinheit 110), und mit dem Zündungselement
(ein Widerstands-Heizelement 11), das durch das vom Kommunikations/Zündungs-Kreis
ausgegebenen Zündungssignal
betrieben wird, um ein Treibmittel (eine pyrotechnische Zündungsmischung
7) zu zünden.
Daher erhöhen
sich nicht nur die Abmessungen der Zündungsvorrichtung, sondern
ist es auch notwendig, beim Zusammenbau der Zündungsvorrichtung einen Draht
zwischen dem Kommunikations/Zündungs-Kreis
und dem Zündungselement
zu verbinden, wodurch sich die Anzahl der Schritte beim Zusammenbau
nachteilig erhöht.
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Wenn
eine Mehrzahl von Airbag-Vorrichtungen gleichzeitig betrieben wird,
erhöht
sich die Summe der elektrischen Energie, die von dem Zündungssteuersystem
an jede der Zündungsvorrichtungen geliefert
wird. In dieser Hinsicht ist ein Zündungs element, das Hitze mit
wenig elektrischer Energie erzeugen kann, aus dem US-Patent Nr. 5,847,309
bekannt.
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Die
WO 02/01078 betrifft ein Aktuator-System, das eine Matrix von pyrotechnischen
Mikro-Treibsätzen
aufweist. Dieses umfasst eine Anzahl von Vertiefungen, die eine
pyrotechnische Zusammensetzung enthalten, in einer Zwischenplatte.
Die pyrotechnische Zusammensetzung wird dadurch gezündet, dass
Widerständen
Leistung zugeführt
wird, und dadurch eine Abdeckplatte, auf der die Widerstände gehaltert
sind, zerbrochen wird. Das Zünden der
Widerstände
wird beispielsweise von einem integrierten Kreis gesteuert, der
auf einer der Platten angeordnet ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend erwähnten Umstände gemacht,
und es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, die Abmessungen einer
Zündungsvorrichtung
für eine Busverbindung
zu reduzieren und die Anzahl der Verdrahtungsschritte während des
Zusammenbaus der Zündungsvorrichtung
zu verringern.
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Zur
Lösung
der vorstehend genannten Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung
eine Zündungsvorrichtung
für eine
Busverbindung eines Typs, in dem eine Mehrzahl der Zündungsvorrichtungen
mit einem Zündungssteuersystem über einen
gemeinsamen Bus verbunden sind, und die Zündungsvorrichtungen mittels
elektrischer Energie und eines von dem Zündungssteuersystem gelieferten
elektrischen Signals selektiv betreibbar sind, wobei die Zündungsvorrichtung
umfasst: eine Zündungsbaugruppe,
die einen Kommunikations/Zündungs-Kreis
und ein Zündungselement
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündungsbaugruppe den auf einem
Silizium-Chip vorgesehenen Kommunikations/Zündungs-Kreis und das Zündungselement,
welches ebenfalls auf dem Silizium-Chip oder auf einem anderen Silizium-Chip
vorgesehen ist, integral umfasst, und dass die Zündungsbaugruppe ferner ein
Kunstharz umfasst, in das der Kommunikations/Zündungs-Kreis und das Zündungselement
eingebettet sind.
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Gemäß dieser
Anordnung ist die Zündungsvorrichtung
für eine
Busverbindung mit dem Zündungssteuersystem über den
gemeinsamen Bus verbunden, und umfasst die Zündungsbaugruppe, die wiederum
den Kommunikations/Zündungs-Kreis
und das ebenfalls auf dem Silizium-Chip oder anderen Silizium-Chips
vorgesehene Zündungselement
integral umfasst. Daher können
nicht nur die Abmessungen der Zündungsvorrichtung
für eine
Busverbindung im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, in dem
der Kommunikations/Zündungs-Kreis
und das Zündungselement
getrennt vorgesehen sind, sondern kann auch das Verdrahten zwischen
dem Kommunikations/Zündungs-Kreis
und dem Zündungselement vorab
vollendet werden, während
die Zündungsvorrichtung
für die
Busverbindung produziert wird, wodurch die Anzahl der Verdrahtungsschritte
während des
Zusammenbaus der Zündungsvorrichtung
mit dem Zündungssteuersystem
verringert werden.
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Ferner
kann in dem Fall, in dem der Kommunikations/Zündungs-Kreis und das Zündungselement auf
dem gemeinsamen Silizium-Chip vorgesehen sind, die Anzahl der Bauteile
im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, in dem der Kommunikations/Zündungs-Kreis
und das Zündungselement
einzeln auf getrennten Silizium-Chips
vorgesehen sind. Ferner kann ein Brückendraht zum Bereitstellen
einer Verbindung zwischen dem Kommunikations/Zündungs-Kreis und dem Zündungselement
entfallen, wodurch die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Verdrahtungsschritte
weiter reduziert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Zündungsbaugruppe
als ein Kopfteil der Zündungsvorrichtung
benutzt.
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Gemäß dieser
Anordnung ist es, da die Zündungsbaugruppe
als das Kopfteil benutzt wird, nicht notwendig, ein spezielles Kopfteil
vorzusehen, wodurch zu einer Reduktion der Anzahl an Bauteilen beigetragen
wird.
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Der
Silizium-Chip 27, oder der erste und der zweite Silizium-Chip 27a und 27b in
den offenbarten Ausführungsformen,
entsprechen dem Silizium-Chip der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft und mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 bis 3 eine
erste Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellen, bei welcher:
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1 ein
Kreisdiagramm eines Entfaltungssteuersystems für Airbag-Vorrichtungen ist;
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2 eine
Längsschnittansicht
einer Zündungsvorrichtung
ist;
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3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 2 ist.
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4 eine 3 entsprechende
Ansicht einer zweiten Ausführungsform
ist;
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5 eine 3 entsprechende
Ansicht einer dritten Ausführungsform
ist; und
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6 eine 3 entsprechende
Ansicht einer vierten Ausführungsform
ist.
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Wie
in 1 gezeigt, sind ein erster Beschleunigungssensor 12 zum
Erfassen einer Frontal-Kollision eines Fahrzeugs und ein zweiter
Beschleunigungssensor 12 zum Erfassen einer Seiten-Kollision
des Fahrzeugs mit einem Zündungssteuersystem 11 zur
Steuerung der Betätigung
von Airbag-Vorrichtungen verbunden. Mit einem von dem Zündungssteuersystem 11 ausgehenden
Bus 14 ist eine Mehrzahl von Zündungsvorrichtungen 15 verbunden,
die in der Ausführungsform
insgesamt sechs Zündungsvorrichtungen 15 sind,
welche sowohl auf einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem Steuerrad
aus entfaltet, als auch einer Airbag-Vorrichtung, die sich von einem
Armaturenbrett aus entfaltet, als auch zwei Airbag-Vorrichtungen,
die sich von den rechten und linken Sitzen aus entfalten, als auch
zwei Airbag-Vorrichtungen, die sich von den rechten und linken Seitenteilen
eines Daches aus entfalten, vorgesehen sind.
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Wie
aus 2 und 3 ersichtlich ist, umfasst jede
der Zündungsvorrichtungen 15 ein
zylindrisches Gehäuse 21 mit
einem Boden 21a, einem Verbindungsabschnitt 22,
der derart eingebunden ist, dass er die Außenseite einer Öffnung 21b des
Gehäuses 21 bedeckt,
einem Kopfteil 23, der derart befestigt ist, dass er die Öffnung 21b des
Gehäuses 21 blockiert,
einer Zündungsbaugruppe 24,
die derart befestigt ist, dass sie durch eine Durchlassöffnung 23a des
Kopfteils 23 verläuft,
und einem Zündmittel 25,
das derart angebracht ist, dass es einen Teil der Zündungsbaugruppe 24,
die vom Kopfteil 23 in Richtung des Bodens 21a des
Gehäuses 21 hervorragt, bedeckt.
Ein Zwischenraum 26 ist zwischen dem Boden 21a des
Gehäuses 21 und
dem Zündmittel 25 ausgebildet.
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Die
Zündungsvorrichtung 15 umfasst
einen Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
ein Zündungselement 29,
das auf der Oberfläche
eines plattenförmigen
Silizium-Chips 27 vorgesehen
ist, und diese sind über
auf den Silizium-Chip 27 gedruckte Leitungen 30 und 31 miteinander
verbunden. Basisenden von zwei Stiften 32 und 33,
die durch den Verbindungabschnitt 22 verlaufen, sind mit
dem Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 über zwei
Brückendrähte 34 und 35 verbunden.
Der Silizium-Chip 27, der Kommunikations/Zündungs-Kreis 28,
das Zündungselement 29,
die beiden Brückendrähte 34 und 35,
und die Basisenden der beiden Stifte 32 und 33 sind
in ein Kunstharz eingebettet und bilden so die Zündungsbaugruppe 24.
Die Zündungsbaugruppe 24 hat
eine Öffnung 24a,
durch welche das Zündungselement 29 freiliegt,
und die Öffnung 24a ist
mit einem Abschnitt des Zündmittels 25 gefüllt.
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Die
Zündungsvorrichtung 15 mit
diesem Aufbau ist an einer dem Treibmittel einer Aufblasvorrichtung
(als eine Gas erzeugende Vorrichtung) der Airbag-Vorrichtung benachbarten
Position befestigt, und die zwei Stifte 32 und 33 sind
mit dem Bus 14 verbunden.
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Wenn
das Fahrzeug in eine Kollision verwickelt ist und der erste Beschleunigungssensor 12 oder
der zweite Beschleunigungssensor 13 eine Beschleunigung
von einem vorbestimmten Wert oder höher erfasst, gibt das Zündungssteuersystem 11 ein Entfaltungsbefehl-Signal
an den Bus 14 aus, um eine vorbestimmte Airbag-Vorrichtung zu betätigen. Die Zündungsvorrichtung 15 der
Airbag-Vorrichtung, welcher das Entfaltungsbefehl-Signal eingegeben
wurde, bestimmt in ihrem Kommunikations/Zündungs-Kreis 28, ob
oder ob nicht das Entfaltungsbefehl-Signal ein Befehl ist, seine
eigene Airbag-Vorrichtung zu betätigen,
und erregt, falls es ein Befehl ist, seine eigene Airbag-Vorrichtung
zu betätigen, das
Zündungselement 29,
so dass Hitze erzeugt wird. Die elektrische Energie, um das Zündungselement 29 Hitze
erzeugen zu lassen, wird vorab in Speichermöglichkeiten, die im Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 vorgesehen
sind, gespeichert, wodurch sie die Belastung der Energiequelle vermindert,
wenn eine Mehrzahl von Airbag-Vorrichtungen gleichzeitig betätigt wird.
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Wenn
das Zündungselement 29 auf
diese Weise Hitze erzeugt, entzündet
sich das Zündmittel 25,
das mit dem Zündungselement 29 in
Kontakt steht, welches durch die Öffnung 24a der Zündungsbaugruppe 24 nicht
geschützt
ist, und die entstehende Hitze und der Druck brechen den Boden 21a des Gehäuses 21 und
veranlassen das Treibmittel der Aufblasvorrichtung zu zünden und
Hochdruckgas zu erzeugen, so dass das Hochdruckgas den Airbag entfaltet.
Da die Öffnung 21b des
Gehäuses 21 von dem
Kopfteil 23 blockiert ist, können die Hitze und der Druck,
welche von der Verbrennung des Zündmittels 25 erzeugt
werden, auf den Boden 21a des Gehäuses 21 gelenkt werden.
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Da
der Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
das Zündungselement 29 der
Zündungsvorrichtung 15 in
der Zündungsbaugruppe 24 integriert
und enthalten sind, können
die Abmessungen der Zündungsvorrichtung 15,
wie vorstehend beschrieben, auf ähnliche
Werte reduziert werden, wie sie eine herkömmliche Zündungsvorrichtung aufweist,
welche ohne den Bus 14 individuell mit dem Zündungssteuersystem 11 verbunden
ist. Somit kann eine herkömmliche
Airbag-Vorrichtung ohne jegliche Modifikation mit dem Bus 14 verbunden
werden, was zu einer Reduzierung der Kosten beiträgt. In dieser
Ausführungsform
kann, da der Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
das Zündungselement 29 auf
einem gemeinsamen Silizium-Chip 27 vorgesehen sind, nicht
nur die Anzahl der Bauteile reduziert und die Abmessungen der Zündungsvorrichtung 15 weiter
reduziert werden, sondern ist es auch nicht notwendig, einen Brückendraht
zwischen dem Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
dem Zündungselement 29 zu
verbinden, wodurch sich die Anzahl der Arbeitsschritte reduziert.
Da beim Zusammenbau der Zündungsvorrichtung 15 nicht
die Notwendigkeit einer speziellen Verdrahtung besteht, kann ferner
auch die Anzahl der Verdrahtungsschritte reduziert werden.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 4 erläutert.
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In
der ersten Ausführungsform
sind der Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
das Zündungselement 29 auf
dem gemeinsamen Silizium-Chip 27 vorgesehen, aber in der
zweiten Ausführungsform sind
ein erster Silizium-Chip 27a, der einen Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 darauf
aufweist, und ein zweiter Silizium-Chip 27b, der ein Zündungselement 29 darauf
aufweist, als getrennte Elemente ausgebildet, und der Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und
das Zündungselement 29 sind
miteinander über einen
Brückendraht
(nicht dargestellt) verbunden.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann das Zündungselement 29 direkt
auf der Oberfläche einer
Zündungsbaugruppe 24 freigelegt
sein, und es ist nicht notwendig, in der Zündungsbaugruppe 24 eine Öffnung 24a (siehe 3)
auszubilden, wodurch sich die Anzahl der Bearbeitungsschritte reduziert.
Da die Verbindung eines Brückendrahts
zwischen dem Kommunikations/Zündungs-Kreis 28 und dem
Zündungselement 29 beim
Herstellen einer Zündungsvorrichtung 15 vollendet
werden kann, besteht darüber
hinaus nicht die Notwendigkeit, eine Spezial-Verdrahtung beim Zusammenbau
der Zündungsvorrichtung 15 auszuführen, wodurch
die Anzahl der Verdrahtungsschritte reduziert wird.
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Eine
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 5 erläutert.
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In
der dritten Ausführungsform
wird die Zündungsbaugruppe 24 der
ersten Ausführungsform
um 90° gedreht,
so dass die Öffnung 24a der
Zündungsbaugruppe 24 der
Rückseite
des Zündmittels 25 gegenüber liegt.
Diese dritte Ausführungsform
kann die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform
zeigen.
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Eine
vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 6 erläutert.
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Die
vierte Ausführungsform
ist eine Verbesserung der dritten Ausführungsform; eine Öffnung 21b eines
Gehäuses 21 wird
unmittelbar von einer Zündungsbaugruppe 24 blockiert,
wodurch das Kopfstück 23 (siehe 5)
weggelassen und die Anzahl der Bauteile weiter reduziert wird.
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Obwohl
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorstehend im Detail erläutert wurden, kann
die vorliegende Erfindung auf mannigfaltige Weise abgewandelt werden,
ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie sie
durch die Ansprüche
definiert ist.
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Beispielsweise
ist die Zündungsvorrichtung für die Busverbindung
der vorliegenden Erfindung in den Ausführungsformen bei einer Airbag-Vorrichtung eines
Automobils einsetzbar, aber sie ist auch bei einer Vorspanneinrichtung
eines Sicherheitsgurtsystems eines Automobils einsetzbar, und kann
auch in anderen Anwendungen als Automobilen verwendet werden.