JP2003127822A - バックアップコンデンサ容量診断方法 - Google Patents
バックアップコンデンサ容量診断方法Info
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Abstract
断することが可能なバックアップコンデンサ容量診断方
法を提供すること。 【解決手段】 バックアップコンデンサを充電するため
の電圧Vupを通常時の電圧よりも高い電圧に昇圧する
(時刻t2)。一定時間の経過後、前記バックアップコ
ンデンサを略一定の電流で放電させる(時刻t3)。前
記バックアップコンデンサを放電させる過程において、
該バックアップコンデンサの端子電圧が所定電圧だけ降
下するのに要する放電時間Tdを計測する。そして、前
記放電時間Tdに基づき前記バックアップコンデンサの
容量が正常か否かを判断する。
Description
グ装置の電源をバックアップするためのバックアップコ
ンデンサ容量を診断するバックアップコンデンサ容量診
断方法に関する。
装置が車両に装備されている。このエアーバッグ装置
は、衝突などによる衝撃を感知してエアーバッグを展開
し、車内の乗員を保護するものであるが、例えば衝突に
よりエアーバッグ装置の電源が損傷を受けると、エアー
バッグ装置が機能しなくなり、エアーバッグが展開され
なくなる。そこで、この種の乗員保護装置には、電源を
バックアップするためのバックアップコンデンサが設け
られており、このバックアップコンデンサを充電してお
くことにより、仮に衝突時に電源が損傷を受けたとして
もエアーバッグ装置に必要な電力が確実に供給されるよ
うになっている。
保安上、重要な部品であるが、電解液の減少などによ
り、その容量が経年劣化する性質を本来的に有してい
る。そこで、この種のシステムでは、バックアップコン
デンサの容量が劣化していないかについて診断を行うの
が通例となっている。バックアップコンデンサの容量を
診断するための従来技術として、例えば特許公報第26
53744号に開示された技術が知られている。この従
来技術によれば、コンデンサの充電時間を計測すること
により、このコンデンサの異常を診断する。
プコンデンサの充電時間によって容量を精度よく診断す
る場合、充電電流を一定に保つ必要がある。しかしなが
ら、一般には、昇圧した電圧でバックアップコンデンサ
を充電するため、昇圧時のサージ電圧などによって充電
電流が一定とならない。このため、昇圧時の充電時間を
計測して容量を診断する従来技術によれば、バックアッ
プコンデンサの容量を精度よく診断することは困難であ
るという問題がある。また、昇圧時のサージ電圧により
充電時間が短くなる場合があり、このような場合、容量
が劣化しているにもかかわらず、正常と誤診断されると
いう問題もある。
ので、バックアップコンデンサの容量を精度よく診断す
ることができ、誤診断を防止することが可能なバックア
ップコンデンサ容量診断方法を提供することを目的とす
る。
め、この発明は以下の構成を有する。すなわち、この発
明に係るバックアップコンデンサ容量診断方法は、エア
ーバッグ装置を起動させるための電源をバックアップす
るためのバックアップコンデンサの容量を診断する方法
において、(a)前記電源が投入されたときに、前記バ
ックアップコンデンサを充電するための電圧を通常時の
電圧(例えば20.5V)よりも高い電圧(例えば2
2.5V)に昇圧する第1のステップと、(b)前記バ
ックアップコンデンサを略一定の電流(例えば後述する
CPUの消費電流)で放電させる第2のステップと、
(c)前記バックアップコンデンサを放電させる過程に
おいて、該バックアップコンデンサの端子電圧が所定電
圧(例えば後述する電圧変化分としての1.5V)だけ
降下するのに要する放電時間(例えば後述する放電時間
Td)を計測する第3のステップと、(d)前記放電時
間に基づき前記バックアップコンデンサの容量が正常か
否かを判断するステップと、を含むことを特徴とする。
断方法において、前記第1ないし第3のステップを実行
することにより、前記バックアップコンデンサの容量に
ついて最初の診断を行った結果、前記バックアップコン
デンサの容量が正常ではないと判断された場合、再び前
記第1ないし第3のステップを実行して前記バックアッ
プコンデンサの容量を診断することを特徴とする。さら
に、前記バックアップコンデンサ容量診断方法におい
て、前記バックアップコンデンサの容量を再び診断した
結果、前記バックアップコンデンサの容量が正常ではな
いと判断された場合、該バックアップコンデンサの容量
が劣化していると判断することを特徴とする。さらにま
た、前記バックアップコンデンサ容量診断方法におい
て、前記バックアップコンデンサの負荷として前記エア
ーバッグ装置の動作を制御するためのCPUを接続し
て、該バックアップコンデンサを放電させることを特徴
とする。
の実施の形態を説明する。なお、本発明はエアーバッグ
装置に適用されるものであるが、便宜上、エアーバッグ
装置の電源をバックアップするためのコンデンサ(バッ
クアップコンデンサ)を充電するための昇圧回路に着目
して説明する。図1に、この実施の形態に係る昇圧回路
の構成を示す。同図において、電源VAは電源であっ
て、逆流防止用のダイオードD0を介してエアーバッグ
の着火回路側(図示省略)に供給される。
個に設けられた電源であって、この電源VBと着火回路
との間には、ダイオードD1、昇圧用のコイルL、ダイ
オードD2、ダイオードD3がこの順に接続され、各ダ
イオードは、電源VBから着火回路に向かう方向が順方
向となるように接続される。電源VA,VBは、エアー
バッグ装置以外の電装装置に対しても給電するものであ
り、このように別個に電源を設けることにより、何れか
の電源が故障したとしても、正規の給電とバックアップ
による給電の双方が共にダウンする事態を避けることが
できる。
は、平滑用のコンデンサC1の一方の電極が接続され、
このコンデンサC1の他方の電極は接地される。コイル
Lの他端と接地との間には、トランジスタ(FET)T
の電流経路が接続され、そのゲートには、抵抗R1を介
して図示しないCPUからのパルス信号PLSが印加さ
れる。この抵抗R1は、トランジスタTがスイッチング
する際のノイズを抑制するためのものである。また、ト
ランジスタTのゲートは、抵抗R1および抵抗R2を介
して接地される。この抵抗R2は、例えばパルス信号P
LSの配線が断線する事態が発生した場合にトランジス
タTをオフ状態に固定し、電源VBが接地と短絡される
事態を回避するためのものである。
には、バックアップコンデンサC2とバックアップコン
デンサC3とが並列接続される。このようにバックアッ
プコンデンサを2個に分割することにより、仮に一方が
破損してもバックアップコンデンサとしての機能を喪失
しないようにするためである。この実施の形態では、バ
ックアップコンデンサC2,C3の容量を、それぞれ4
700μFとする。従って、バックアップコンデンサと
しての容量は合計9400μFとなる。
に係るエアーバッグ装置は、昇圧電圧Vup(すなわち
バックアップコンデンサC2,C3の端子電圧)を検出
するための手段と、この電圧変化を検出するための手段
とを備える。ただし、これらの手段は、公知の技術を用
いることができる。また、図1では示されていないが、
ダイオードD0,D3のカソード側に出力される電圧
は、このエアーバッグ装置の全体動作を制御するための
CPUの電源としても供給される。
よれば、パルス信号PLSによりトランジスタTがスイ
ッチングすると、このスイッチングの過程でコイルLに
蓄積されたエネルギーが放出され、ダイオードD2のア
ノードの電圧が上昇する結果、このダイオードD2のカ
ソードには、昇圧電圧Vupが現れ、バックアップコン
デンサC2,C3が充電される。通常時には、電源VA
から着火回路側に給電が行われるが、例えば衝突時の衝
撃で電源VAからの給電が途絶えた場合、バックアップ
コンデンサC2,C3に蓄積された電荷がダイオードD
3を介して着火回路側に放電され、この着火回路側に対
する給電が維持される。従って、衝突時に電源VAが仮
に使用不能になったとしても、エアーバッグを展開する
ことが可能になる。
示す波形図を参照しながら、この実施の形態に係るバッ
クアップコンデンサC2,C3の診断方法を説明する。
なお、乗員が車両のイグニッションスイッチを投入する
と、エアーバッグ装置では、衝撃を検知するための加速
度センサや、発火用のスクイブ抵抗などについて、一連
の自己診断がイニシャルチェックとして実行されるが、
バックアップコンデンサの容量診断は、イニシャルチェ
ックおける一つの項目として実施される。この実施の形
態では、バックアップコンデンサ以外の診断については
説明を省略する。
Bが投入されると、全体動作としてイニシャルチェック
(自己診断)が最初に実施され、その後、規定値以上の
強い衝撃を感知した場合にエアーバッグを展開するため
の通常時の動作に移行する。イニシャルチェックでは、
以下に詳細に説明するように、図1に示すバックアップ
コンデンサC2,C3の容量についての診断が実施され
る。すなわち、電源VBが投入されると、一定の期間に
わたって昇圧動作が禁止された後、時刻t1において図
1に示す昇圧回路による昇圧動作が開始され、昇圧電圧
Vupが上昇し始める。そして、エアーバッグ装置の全
体動作を制御するCPU(図示省略)は、現在のステー
タスがバックアップコンデンサの容量診断を行うステー
タス(B/Uコンデンサチェックステータス)か否を逐
次判断する(ステップS1)。
定した時刻t2において、ステータスが「00H」にな
ると、CPUはバックアップコンデンサの容量診断を開
始する旨の判定処理を実行する(ステップS2)。これ
により、時刻t2において図1に示す昇圧回路によるり
更なる昇圧が行われ、昇圧電圧Vupが通常の昇圧電圧
である20.5Vよりも高い電圧に上昇し始める。この
昇圧動作の過程において、ステータスが「01H」にな
ると、昇圧電圧Vupをチェック開始電圧の22.5V
に設定するための処理を実行する(ステップS3)。こ
の後、昇圧電圧Vupは22.5Vに到達して安定す
る。
500msが経過し、ステータスが「02H」になる
と、昇圧動作が停止され、放電時間計測処理が実行され
る(ステップS4)。このとき、バックアップコンデン
サC2,C3はCPUを負荷として放電される。CPU
の消費電流は、昇圧回路を構成するトランジスタTのス
イッチング周波数に比較して十分小さいので、略一定の
電流を流す負荷として振る舞う。このため、バックアッ
プコンデンサC2,C3の端子電圧(即ち昇圧電圧Vu
p)は一定の勾配で直線的に低下する。CPUは、この
バックアップコンデンサの放電時間Tdを計測する。
クアップコンデンサC2,C3の容量が正常か異常かに
ついて、図4に示す判断条件に従って判断する。即ち、
図4に示す例では、端子電圧の電圧変化分△Vが1.5
V(所定電圧)に降下するまでの放電時間Tdが93m
s以上である場合、または、放電時間Tdが1500m
sを越しても、電圧変化分△Vが1.5V以下である場
合には、バックアップコンデンサC2,C3の容量が正
常(OK)であると判断する。これに対し、放電時間T
dが93ms以前に電圧変化分が1.5V以上となった
場合、バックアップコンデンサC2,C3の容量が劣化
している可能性があると判断し、再びチェック開始電圧
の22.5Vにまで昇圧電圧Vupを上昇させて放電時
間Tdを計測し直す。この2度にわたる何れの診断にお
いても、バックアップコンデンサの容量が劣化している
と判断された場合には異常(NG)であると判断し、故
障である旨の判断を確定する。このような判断がなされ
た場合、CPUは乗員に対しエアーバッグ装置に異常が
存在する旨の警報を発する。
チェックに割り当てられた時間が経過した場合、また
は、バックアップコンデンサの診断結果が異常と判断さ
れた場合、ステータスが「03H」となり、一連のバッ
クアップコンデンサの診断処理を途中で終了させる(ス
テップS5)。そして、昇圧電圧Vupを規定の20.
5Vに設定し直し、容量に異常を抱えながらもバックア
ップコンデンサC2,C3を規定電圧(20.5V)に
まで充電する。この場合、バックアップコンデンサC
2,C3は劣化している可能性があるから、衝突時に電
源VAをバックアップできなくなる可能性が残ることに
なる。従って、車両の乗員は上述の警報に従って早期に
バックアップコンデンサC2,C3を交換することによ
り、電源のバックアップを万全なものとすることができ
る。これに対し、ステップS4において、診断結果が正
常と判断された場合には、ステータスが「04H」とな
り、一連のバックアップコンデンサの診断処理を正常に
終了する(ステップS6)。以上で実施の形態を説明し
た。
コンデンサC2,C3が手挿入部品の場合であっても、
オープンモードの不良や、容量低下による不良をチェッ
クすることが可能になる。また、バックアップコンデン
サを放電させる方式であるため、昇圧によるサージ電圧
などの影響を受けることがない。従って、精度よくバッ
クアップコンデンサの容量を診断することが可能にな
る。
が、この発明は、上述の実施の形態に限られるものでは
なく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等が
あっても本発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態
では、バックアップコンデンサの端子電圧が22.5V
から1.5Vだけ降下するまでに要する放電時間Tdを
計時するものとしたが、必要な精度が得られる限度にお
いて、この電圧変化分と放電時間との関係をどのように
設定してもよい。また、上述の実施の形態では、最初の
診断で異常と診断された場合、再び診断をし直し、2度
の診断を行うものとしたが、これに限定されることな
く、3度以上であってもよい。さらに、1度だけ診断結
果が正常であれば、異常なしと確定するものとしたが、
複数回の診断結果のすべてが正常の場合に異常なしと確
定するものとしてもよい。
ば、電源が投入されたときに、バックアップコンデンサ
を充電するための電圧を通常時の電圧よりも高い電圧に
昇圧し、前記バックアップコンデンサを略一定の電流で
放電させ、前記バックアップコンデンサを放電させる過
程において端子電圧が所定電圧だけ降下するのに要する
放電時間を計測し、前記放電時間に基づき前記バックア
ップコンデンサの容量が正常か否かを判断するようにし
たので、バックアップコンデンサの容量を精度よく診断
することができ、誤診断を防止することが可能となる。
路の構成を示す回路図である。
ンデンサの容量診断方法の流れを示すフローチャートで
ある。
路の動作を説明するための波形図である。
ンデンサの容量診断方法における正常/異常の判断条件
を説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 エアーバッグ装置を起動させるための電
源をバックアップするためのバックアップコンデンサの
容量を診断する方法において、 (a)前記電源が投入されたときに、前記バックアップ
コンデンサを充電するための電圧を通常時の電圧よりも
高い電圧に昇圧する第1のステップと、 (b)前記バックアップコンデンサを略一定の電流で放
電させる第2のステップと、 (c)前記バックアップコンデンサを放電させる過程に
おいて、該バックアップコンデンサの端子電圧が所定電
圧だけ降下するのに要する放電時間を計測する第3のス
テップと、 (d)前記放電時間に基づき前記バックアップコンデン
サの容量が正常か否かを判断するステップと、 を含むことを特徴とするバックアップコンデンサ容量診
断方法。 - 【請求項2】 前記第1ないし第3のステップを実行す
ることにより、前記バックアップコンデンサの容量につ
いて最初の診断を行った結果、前記バックアップコンデ
ンサの容量が正常ではないと判断された場合、再び前記
第1ないし第3のステップを実行して前記バックアップ
コンデンサの容量を診断することを特徴とする請求項1
に記載されたバックアップコンデンサ容量診断方法。 - 【請求項3】 前記バックアップコンデンサの容量を再
び診断した結果、前記バックアップコンデンサの容量が
正常ではないと判断された場合、該バックアップコンデ
ンサの容量が劣化していると判断することを特徴とする
請求項2に記載されたバックアップコンデンサ容量診断
方法。 - 【請求項4】 前記バックアップコンデンサの負荷とし
て前記エアーバッグ装置の動作を制御するためのCPU
を接続して、該バックアップコンデンサを放電させるこ
とを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載された
バックアップコンデンサ容量診断方法。
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JP2001323820A JP3683522B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | バックアップコンデンサ容量診断方法 |
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