JP4094140B2 - コンデンサの容量診断回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両の乗員を衝突事故から保護するエアバッグ等の乗員保護装置の電源回路を構成しているバックアップコンデンサ等のコンデンサの容量診断回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乗員保護装置の電源回路の一部を構成するバックアップコンデンサの容量診断回路について図２に基づいて以下に説明する。
すなわち、１は車載バッテリ、２はイグニッションスイッチ、３及び４は第１及び第２逆流防止用ダイオード、５はＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電源回路）で、後述のマイクロコンピュータ１１から信号ライン１８を介して作動開始信号が供給されると、前記車載バッテリ１から前記イグニッションスイッチ２、第１逆流防止用ダイオード３を介して供給される電圧を昇圧して、バックアップコンデンサ６を充電する。７ａ，７ｂは前記ＤＣ／ＤＣコンバータ５の出力側に、雷管８を直列に挟むように接続された第1及び第２スイッチ回路で、後述のマイクロコンピュータ１１から点火パルスが供給されると、双方が同時にオンして、前記バックアップコンデンサ６に充電された電力を雷管８に供給する（なお、このとき機械式加速度スイッチ９はオンしている）。
【０００３】
１０は回路系の定電圧回路で、第２逆流防止用ダイオード４を介して前記車載バッテリ１から給電されると共に、後述の第３スイッチ回路１３を介して前記バックアップコンデンサ６の充電電荷が供給される。１１はマイクロコンピュータで、故障診断機能と衝突判断機能とを有し、加速度センサ１２から加速度信号を入力し、その加速度信号に基づいて事故の大きさを判断して、必要に応じて第１及び第２スイッチ回路７ａ，７ｂに点火パルスを供給する。また、前記マイクロコンピュータ１１の故障診断機能によって、前記バックアップコンデンサ６の容量診断を行うときには、第４スイッチ回路１４に一定パルス幅の診断パルスを供給し、前記バックアップコンデンサ６に充電された電荷を抵抗１５を介して放電し、その時のバックアップコンデンサ６の端子電圧を信号ライン１６を介して入力して、前記バックアップコンデンサ６の放電時定数を測定し、それから容量診断を行う。
【０００４】
又、第３スイッチ回路１３をオン駆動したときに、その第３スイッチ回路１３の出力電圧を信号ライン１７を介して入力してバッテリ電圧（第３スイッチ回路１３のオフ前の入力電圧）よりも電圧が高くなることを検出することによって第３スイッチ回路１３が正常であると判断する。なお、前記マイクロコンピュータ１１は、パワーオンリセット後にＤＣ／ＤＣコンバータ５に対して信号ライン１８を介して作動開始指示信号としてクロックパルスを供給する。
【０００５】
次に衝突判断機能について説明する。
マイクロコンピュータ１１に加速度センサ１２から加速度信号が供給されると、マイクロコンピュータ１１はその加速度信号に基づいて衝突の大きさを判断し、衝突の規模が大きく、重大事故と判断すると、点火パルスを第１及び第２スイッチ回路７ａ，７ｂに供給して、双方をオンせしめ、雷管８に点火電流をバックアップコンデンサ６から供給してエアバッグ等を展開して乗員を保護する。
【０００６】
次に、バックアップコンデンサ６の容量診断について説明する。
マイクロコンピュータ１１が第４スイッチ回路１４を一定時間オン動作せしめることによってバックアップコンデンサ６に充電された電荷が抵抗１５及び第４スイッチ回路１４を介して放電され、その時のバックアップコンデンサ６の充電電圧の変化が信号ライン１６を介してマイクロコンピュータ１１に供給され、その時の放電時定数がマイクロコンピュータ１１によって算出され、その放電時定数が所定の範囲内に入るか否かでバックアップコンデンサ６の故障診断、すなわち容量診断がなされる。
【０００７】
次に第３スイッチ回路１３の故障診断について説明する。
マイクロコンピュータ１１によるバックアップコンデンサ６の容量診断が終了し、バックアップコンデンサ６が再充電されると、マイクロコンピュータ１１は第３スイッチ回路１３をオン駆動し、その時の第３スイッチ回路１３の出力電圧を信号ライン１７を介して入力して電圧がバッテリ電圧以上になることを検出することによって第３スイッチ回路１３が正常であると判断する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなコンデンサの容量診断回路にあって、第４スイッチ回路１４及び抵抗１５からなる放電回路を特別に設けてバックアップコンデンサ６の容量診断を行っていたので、部品点数が多く、コストアップになるという問題点があった。
【０００９】
この発明は、このような問題点に着目してなされたもので、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成する抵抗及びスイッチングトランジスタを利用して部品の共用化を図り、コストの低減を行うことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るコンデンサの容量診断回路は、順次直列に接続した電流検出抵抗、コイルおよび逆流防止ダイオードと、制御パルスを受けて前記コイルに流れる電流をオン、オフ制御する第１制御トランジスタと、前記電流検出抵抗からエミッタ・ベース間にバイアス電圧の印加を受ける第２制御トランジスタと、前記第２制御トランジスタの出力と基準電圧とを比較して比較結果により前記第１トランジスタを制御するコンパレータとを有し、バッテリ電圧を昇圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される昇圧電圧によって充電されるコンデンサと、前記バッテリ電圧が供給される定電圧回路と、前記電流検出抵抗、前記コイル間の接続ラインと前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子との間に設けられ、前記バッテリ電圧の非供給状態への切り替わり時にオンされ、前記コンデンサに充電された電力の前記定電圧回路への給電路を前記電流検出抵抗を介して形成する制御トランジスタと、前記コンデンサの放電による前記電流検出抵抗の端子間電圧を検出する差動増幅器と、前記定電圧回路から給電された後に前記制御トランジスタのオン状態への切り替えを行い、前記コンデンサの充電電力を前記電流検出抵抗を介して供給するとき、前記差動増幅器によって検出される前記電流検出抵抗の端子間に発生する電圧に基づいて前記コンデンサの容量診断を行うマイクロコンピュータとを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１に基づいて説明する。
図１において、２０は車載バッテリ、２１はイグニッションスイッチ、２２、２３は第３及び第４逆流防止用ダイオード、２４はＤＣ／ＤＣコンバータで、電流検出抵抗２４ｂ、コイル２４ｃ及び第１逆流防止用ダイオード２４ｄからなる直列回路を有し、その直列回路の一端はＤＣ／ＤＣコンバータ２４の入力端子を、また他端は出力端子を形成する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、第１制御トランジスタ２４ｅ、コンパレータ２４ｆ、第２制御トランジスタ２４ｇ、電圧分割抵抗２４ｈを含み、第１制御トランジスタ２４ｅが、マイクロコンピュータ２５の出力端子Ｐ１からクロックパルスを受けて、オン・オフし、前記コイル２４ｃに断続的に電流を流すことによって前記車載バッテリ２０からの入力電圧を昇圧して第１逆流防止用ダイオード２４ｄを介して後述バックアップコンデンサ２６に供給する。
【００１２】
また、その昇圧された出力電圧は、コンパレータ２４ｆに供給され、コンパレータ２４ｆが電圧分割抵抗２４ｈを介して供給される電圧が所定電圧Ｅ０以上になったと判断するとバックアップコンデンサ２６は十分に充電されたとして、コンパレータ２４ｆの出力をローレベルにして第１制御トランジスタ２４ｅを不作動状態にする。
【００１３】
また第１制御トランジスタ２４ｅがオンしてコイル２４ｃに流れる電流が大きくなると電流検出抵抗２４ｂの電圧降下により、この電流検出抵抗２４ｂの一端にエミッタを他端にベースを接続した第２制御トランジスタ２４ｇのベース・エミッタ間にバイアス電圧が印加されて、第２制御トランジスタ２４ｇがオンして前記コンパレータ２４ｆの出力をローレベルにし、第１制御トランジスタ２４ｅを不作動状態にする。
【００１４】
２７は第６逆流防止用ダイオードで、前記バックアップコンデンサ２６と第４逆流防止用ダイオード２３との間に接続されて、前記イグニッションスイッチ２１がオンされることによって前記バックアップコンデンサ２６へ突入する電流を防止する。
２８は第１スイッチ回路で、前記第６逆流防止用ダイオード２７のカソード側と雷管２９との間に接続され、前記マイクロコンピュータ２５からの点火信号のパルスによってオンされる。また３０は第２スイッチ回路で、前記雷管２９と機械式加速度スイッチ３１との間に接続され、前記第１スイッチ回路２８に供給される点火信号によってオンされる。
【００１５】
３２は前記イグニッションスイッチ２１と第３逆流防止用ダイオード２２を介して車載バッテリ２０から給電される定電圧回路で、前記マイクロコンピュータ２５の電源としての機能を有する。３３は制御トランジスタで、マイクロコンピュータ２５が、前記定電圧回路３２からマイクロコンピュータ２５に供給される電圧が所定値以下になってマイクロコンピュータ２５が正常動作できなくなると判断した場合に出力端子Ｐ２からローレベル信号の供給を受け、オンし、前記バックアップコンデンサ２６に充電された電力を、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電流検出抵抗２４ｂとコイル２４ｃとの接続点に供給することよって、前記バックアップコンデンサ２６に充電された電力が電流検出抵抗２４ｂを介して前記定電圧回路３２の入力端子に供給される。
【００１６】
なお、前記マイクロコンピュータ２５は、衝突判断機能と診断機能とを有し、端子Ａを介して供給される加速度センサ（不図示）からの加速度信号に基づいて衝突判断を行い、必要に応じて出力端子Ｐ３から点火信号を出力する。また前記マイクロコンピュータ２５は、周期的に制御トランジスタ３３をオンして、前記バックアップコンデンサ２６に充電された電力を電流検出抵抗２４ｂを介して定電圧回路３２に供給することによって放電し、その放電に伴って発生する電流検出抵抗２４ｂの端子間電圧が差動増幅器３４で算出され、マイクロコンピュータ２５に供給される。
マイクロコンピュータ２５は、差動増幅器３４から供給される電圧をＶ−１変換して入力し、前記バックアップコンデンサ２６の容量診断を行う。この容量診断に用いる手法は定電圧回路３２によって電源が供給される回路に流れ込む電流値、すなわち消費電流値を放電電流として利用するもので、規定電圧低下するのに要する時間を測定することによって行うものである。
【００１７】
次に上記構成による作用説明を行う。
イグニッションスイッチ２１がオンされて、定電圧回路３２からマイクロコンピュータ２５に給電されると、マイクロコンピュータ２５の出力端子Ｐ１からクロックパルスがＤＣ／ＤＣコンバータ２４の第1制御トランジスタ２４ｅに供給されることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は昇圧動作を開始して、バックアップコンデンサ２６を充電する。その後、マイクロコンピュータ２５が端子Ａに供給される加速度信号に基づいて衝突判断をし、エアバッグの展開の必要性があると判断すると、マイクロコンピュータ２５の出力端子Ｐ３からの点火信号のパルスによって第１及び第２スイッチ回路２８、３０がオンしてエアバッグが展開される。
【００１８】
次に、バックアップコンデンサ２６の容量診断では、マイクロコンピュータ２５は、出力端子Ｐ２をローレベルにして制御トランジスタ３３をオンし、バックアップコンデンサ２６に充電された電力を電流検出抵抗２４ｂを介して定電圧回路３２に供給する。このとき、電流検出抵抗２４ｂの両端子間に発生する電位差を作動増幅器３４で検出し、その検出出力に基づいて、マイクロコンピュータ２５は、バックアップコンデンサ２６の容量診断を行い、異常と判断した場合には、図示されないメモリに記憶せしめる。
この記憶結果は、次回のイグニッションスイッチ２１のオン時に、マイクロコンピュータ２５が読み取って報知する。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、バックアップコンデンサの容量診断を特別の時定数回路を用いずにＤＣ／ＤＣコンバータを構成する抵抗を共用することによってバックアップコンデンサの容量診断を行うことができるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電源回路を用いた乗員保護装置の実施の形態１の回路ブロック説明図である。
【図２】従来の回路ブロック説明図である。
【符号の説明】
１，２０ 車載バッテリ
５，２４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６，２６ バックアップコンデンサ
７ａ，２８ 第１スイッチ回路
７ｂ，３０ 第２スイッチ回路
８，２９ 雷管
９ 機械式加速度スイッチ
１０，３２ 定電圧回路
１３ 第３スイッチ回路
２４ｂ 電流検出抵抗
２４ｃ コイル
２４ｄ 第1逆流防止用ダイオード
２４ｅ 第1制御トランジスタ
２４ｆ コンパレータ
２４ｇ 第２制御トランジスタ
３３ 制御トランジスタ
Claims (1)
- 順次直列に接続した電流検出抵抗、コイルおよび逆流防止ダイオードと、制御パルスを受けて前記コイルに流れる電流をオン、オフ制御する第１制御トランジスタと、前記電流検出抵抗からエミッタ・ベース間にバイアス電圧の印加を受ける第２制御トランジスタと、前記第２制御トランジスタの出力と基準電圧とを比較して比較結果により前記第１トランジスタを制御するコンパレータとを有し、バッテリ電圧を昇圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータから出力される昇圧電圧によって充電されるコンデンサと、
前記バッテリ電圧が供給される定電圧回路と、
前記電流検出抵抗、前記コイル間の接続ラインと前記ＤＣ−ＤＣコンバータの出力端子との間に設けられ、前記バッテリ電圧の非供給状態への切り替わり時にオンされ、前記コンデンサに充電された電力の前記定電圧回路への給電路を前記電流検出抵抗を介して形成する制御トランジスタと、
前記コンデンサの放電による前記電流検出抵抗の端子間電圧を検出する差動増幅器と、
前記定電圧回路から給電された後に前記制御トランジスタのオン状態への切り替えを行い、前記コンデンサの充電電力を前記電流検出抵抗を介して供給するとき、前記差動増幅器によって検出される前記電流検出抵抗の端子間に発生する電圧に基づいて前記コンデンサの容量診断を行うマイクロコンピュータと
を備えたコンデンサの容量診断回路。
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