JP3481315B2 - 乗員保護装置の診断システム - Google Patents

乗員保護装置の診断システム

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、乗員保護装置の診断シ
ステムに係わり、特にバックアップコンデンサの容量の
診断に関する。 【0002】 【従来の技術】乗員保護装置のバックアップコンデンサ
は、常時はイグニッションスイッチをオンすると車載バ
ッテリにより充電されて電気を蓄積し、車両の衝突発生
時には、この充電された電気を作動回路に供給し、車載
バッテリとの接続を絶たれてもエアバッグ等の乗員保護
手段の作動を可能とするものである。この乗員保護装置
の作動回路は通常、イグニッションスイッチをオンする
毎に、診断回路により回路の異常の有無をチェックする
ようになっている。従来このバックアップコンデンサの
容量の診断は、図4に示すように、充電電圧V(t)に
対して、第1、第2のしきい値V1及びV2を設定し、
第1のしきい値V1を超えた時から第2のしきい値V2
を超えるまでの時間Tを測定し、これを所定の充電カー
ブV0 より求めた時間間隔T0 と比較することによりコ
ンデンサの容量異常が発生しているかどうかを検出して
いる。これは、コンデンサの充電時の場合であるが、コ
ンデンサの放電時に同様なことが言え、これと同様の測
定により容量異常を検出している(実公平6─8935
号公報参照)。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では充電時には0Vから始まる必要があり、もしイグ
ニッションスイッチをオフした後、放電し切らない間に
再びイグニッションスイッチをオンした場合、図4に点
線で示すように、コンデンサの端子電圧Viの初期値が
しきい値V1を超えていると容量診断ができなくなる。
また、電圧の測定精度を上げるためには第1のしきい値
V1と第2のしきい値V2の差は大きい方がよく、すな
わち放電カーブが立っている充電開始の初期の段階で容
量診断を行う必要があり、コンデンサの充電電圧の影響
を受けやすくなる。また、この場合に、診断時にその都
度バックアップコンデンサを放電させる手段を設けるこ
とは回路が複雑となり、かつ手間であるという問題点が
あった。 【0004】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、バックアップコンデンサの初期電圧に関係なく
簡単に容量診断が行える乗員保護装置の診断システムを
提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における乗員保護装置の診断システムは、イ
グニッションスイッチをオンすると車載バッテリにより
充電され、車両の衝突発生時にこの充電された電気を乗
員保護手段の作動回路に供給するバックアップコンデン
サと、該バックアップコンデンサの充電時の電圧(V
(t))を所定の時間間隔(Δt)で逐次測定する手段
と、この逐次測定された電圧(Vn )の前記時間間隔
(Δt)の間の電圧変化(ΔVn =Vn+1 −Vn )を逐
次算出する手段と、この逐次算出された電圧変化(ΔV
n )の当該電圧変化(ΔVn )の後の電圧変化(ΔV
n+1 )に対する比(ΔVn+1 /ΔVn )を算出する手段
と、この算出される電圧変化比(ΔVn+1 /ΔVn )を
コンデンサ容量の所定の減少程度により定まるしきい値
((e-dt/RC1/a )と比較し、しきい値
((e-dt/RC1/a )を下回るとバックアップコンデン
サ容量の異常信号を出力する手段とを備えたものであ
る。 【0006】 【作用】バックアップコンデンサの充電時の端子電圧V
(t)は、e-t/RC (e;自然対数の底、C;バックア
ップコンデンサの容量、R;充電抵抗)の割合で増加す
る。従って、一定の微小時間間隔Δtでこの電圧V
(t)を測定すれば、該微小時間間隔Δtの間の電圧変
化ΔVn のその相前後する値の比はe-dt/RCとなり(d
tはΔtの意味である)、充電抵抗が一定であれば放電
の程度に関係なくコンデンサの容量のみにより一義的に
定まる値となる。従って、この電圧変化比e-dt/RCを、
コンデンサ容量の許容される減少程度(例えばa倍)に
応じて定めたしきい値(e-dt/RC1/a と比較すること
により、バックアップコンデンサの初期電圧に関係なく
容量異常を簡単に検出することができる。 【0007】 【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の乗員保護装置の診断シス
テムの構成を示す回路図、図2は図1の診断回路の演算
内容を示すブロック図、図3は図1の診断システムの容
量異常の検出原理を示す電圧グラフ図である。 【0008】まず、図1に基づき構成を説明する。図1
において、1は車載バッテリ、2はイグニッションスイ
ッチ、3は車載バッテリから供給される電圧を昇圧する
昇圧回路、Rは該昇圧回路に接続される充電抵抗、Cは
該充電抵抗に接続されるバックアップコンデンサであ
る。このバックアップコンデンサCの端子間に、セーフ
ィングセンサSS、スクイブQ、半導体スイッチSWが
直列接続されている。スクイブQはエアバッグ等の乗員
保護手段5に内蔵されており、半導体スイッチSWのゲ
ートは衝突検知部9と接続されている。また、セーフィ
ングセンサSS、半導体スイッチSWには各々診断抵抗
7、8が並列接続されている。これらセーフィングセン
サSS、スクイブQ、半導体スイッチSW、診断抵抗
7、8が乗員保護手段5の作動回路4を構成する。6は
CPU等からなる診断回路であり、抵抗R1、R2で分
圧されたバックアップコンデンサCの端子電圧V(t)
が入力される他、前記診断抵抗7、8を通じて昇圧回路
3、作動回路4に診断電流を流し、所定箇所の電位10
等を監視して回路の異常を検出するようになっている。
この乗員保護装置は、常時はイグニッションスイッチ2
をオンすると、昇圧回路3、充電抵抗Rを介して車載バ
ッテリ1によりバックアップコンデンサCが充電される
とともに、診断回路6により上述の診断が行われる。そ
して、車両の衝突が発生すると、衝突検知部9からの信
号により半導体スイッチSWが導通し、セーフィングセ
ンサSSも導通してスクイブQにバックアップコンデン
サCの充電された電気が供給され、これにより乗員保護
手段5が作動するようになっている。 【0009】つぎに、上述のバックアップコンデンサC
の容量異常の検出原理を図3に基づき説明する。図3に
おいて、バックアップコンデンサの充電時の端子電圧を
V(t)、初期値をVi、飽和値をVm、バックアップ
コンデンサCの容量をC、充電抵抗Rの抵抗値をR、サ
ンプリング間隔をΔtとすると、 V(t)=(Vm−Vi)(1−e-t/CR )+Viで表
される。 従って、V(tn )=(Vm−Vi)(1−e-tn/RC
+Vi、 V(tn+1 )=(Vm−Vi)(1−e-tn+1/RC)+V
i・・・(tn+1のn+1は添字である)、 V(tn+2 )=(Vm−Vi)(1−e-tn+2/RC)+V
i、 ΔVn =V(tn+1 )−V(tn )=(Vm−Vi)
(e-tn/RC−e-tn+1/RC)、 ΔVn+1 =V(tn+2 )−V(tn+1 )=(Vm−V
i)(e-tn+1/RC−e-tn+2/RC)、 ここで、 e-tn/RC−e-tn+1/RC=e-tn/RC−e-(tn+dt)/RC =e-tn/RC(1−e-dt/RC)、 また、e-tn+1/RC−e-tn+2/RC=e-tn+1/RC(1−e-dt/RC) =e-dt/RC(e-tn/RC−e-tn+1/RC)、 よって、ΔVn+1 =ΔVn -dt/RC、 従って、バックアップコンデンサの容量Cがa×C(a
<1)に低下したとすると、 ΔVn+1 ′=ΔVn ′e-dt/R(ac) となり、これより、
ΔVn+1 ′/ΔVn ′=(e-dt/Rc1/a と表される。
ΔVn+1 ′とΔVn ′は測定により求めことができ、e
-dt/Rcは設計時に算出しておくことができるので、バッ
クアップコンデンサの容量が初期のa倍になると異常で
あると設定すると、 ΔVn+1 ′/ΔVn ′<(e-dt/Rc1/a であれば、バックアップコンデンサの容量異常として判
定し、これを検出することができる。そして、この判定
はバックアップコンデンサの端子電圧の初期値Vi、飽
和値Vmに依存しない。 【0010】つぎに、上述の診断回路6のバックアップ
コンデンサCの容量の診断機能を図2に基づき説明す
る。図2において、診断回路6に入力されるバックアッ
プコンデンサCの端子電圧V(t)をブロック11で所
定時間間隔Δtでサンプリングする。このサンプリング
された電圧の値Vn をブロック12で逐次測定する。こ
の逐次測定された電圧Vn の所定時間間隔Δtの間の変
化ΔVn =Vn+1 −Vnをブロック13で逐次算出す
る。この逐次算出された電圧変化ΔVn の当該電圧変化
ΔVn の後の電圧変化ΔVn+1 に対する比ΔVn+1 /Δ
n をブロック14で逐次算出する。ブロック15で、
この逐次算出された電圧変化比ΔVn+1 /ΔVn をブロ
ック16に予め記憶された所定のしきい値(e-dt/RC
1/a と比較し、このしきい値(e-dt/RC1/a を下回る
とバックアップコンデンサ容量の異常信号を出力する。 【0011】従って、図1のイグニッションスイッチ2
をオンすると、バックアップコンデンサCの端子電圧V
(t)は図3に示すように上昇するが、これを診断回路
6が上述の演算を行って容量異常を診断する。この際、
バックアップコンデンサCの端子電圧の初期値Vi、飽
和値Vmに依存することなく診断を行うことができる。 【0012】 【発明の効果】本発明の乗員保護装置の診断システムは
上述のように、バックアップコンデンサの充電時の電圧
を所定の時間間隔で逐次測定する手段と、その電圧変化
を逐次算出する手段と、その電圧変化比を逐次算出する
手段と、この電圧変化比をコンデンサ容量の所定の減少
程度により定まるしきい値と比較して容量異常信号を出
力する手段とを備えたものであるので、バックアップコ
ンデンサの初期電圧に関係なく容量異常を簡単に検出す
ることができ、且つ物理現象に忠実で高精度な検出が可
能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の乗員保護装置の診断システムの構成を
示す回路図である。 【図2】図1の診断回路の演算内容を示すブロック図で
ある。 【図3】本発明の乗員保護装置の診断システムの容量異
常の検出原理を示す電圧グラフ図である。 【図4】従来の乗員保護装置の診断システムの容量異常
の検出方法を示す電圧グラフ図である。 【符号の説明】 C バックアップコンデンサ V(t) バックアップコンデンサの端子電圧(充電時
の電圧) Δ(t) サンプリング間隔(所定時間間隔) Vn 測定電圧 ΔVn 電圧変化 ΔVn+1 /ΔVn 電圧変化比 (e-dt/RC1/a しきい値 1 車載バッテリ 2 イグニッションスイッチ 4 作動回路 5 乗員保護手段 6 診断回路(CPU) 11 ブロック(サンプリング手段、電圧測定手段) 12 ブロック(電圧測定手段) 13 ブロック(電圧変化算出手段) 14 ブロック(電圧変化比算出手段) 15 ブロック(比較手段) 16 ブロック(しきい値記憶手段)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−14946(JP,A) 特開 昭54−40435(JP,A) 特開 平7−27801(JP,A) 特開 平4−305172(JP,A) 特開 平2−266820(JP,A) 特開 平6−207959(JP,A) 特開 平6−331668(JP,A) 実開 平6−53981(JP,U) 実開 平5−58518(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 21/16 - 21/32 G01R 31/00 G01R 27/26 H01G 13/00 361

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 イグニッションスイッチをオンすると車
    載バッテリにより充電され、車両の衝突発生時にこの充
    電された電気を乗員保護手段の作動回路に供給するバッ
    クアップコンデンサと、該バックアップコンデンサの充
    電時の電圧(V(t))を所定の時間間隔(Δt)で逐
    次測定する手段と、この逐次測定された電圧(Vn )の
    前記時間間隔(Δt)の間の電圧変化(ΔVn =Vn+1
    −Vn)を逐次算出する手段と、この逐次算出された電
    圧変化(ΔVn )の当該電圧変化(ΔVn )の後の電圧
    変化(ΔVn+1 )に対する比(ΔVn+1 /ΔVn )を算
    出する手段と、この算出される電圧変化比(ΔVn+1
    ΔVn )をコンデンサ容量の所定の減少程度により定ま
    るしきい値((e-dt/RC1/a )と比較し、しきい値
    ((e-dt/RC1/a )を下回るとバックアップコンデン
    サ容量の異常信号を出力する手段とを備えた乗員保護装
    置の診断システム。
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