DE10158268A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers

Info

Publication number
DE10158268A1
DE10158268A1 DE10158268A DE10158268A DE10158268A1 DE 10158268 A1 DE10158268 A1 DE 10158268A1 DE 10158268 A DE10158268 A DE 10158268A DE 10158268 A DE10158268 A DE 10158268A DE 10158268 A1 DE10158268 A1 DE 10158268A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ref
energy store
energy storage
emergency
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10158268A
Other languages
English (en)
Inventor
Albrecht Foell
Helge Grasshoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10158268A priority Critical patent/DE10158268A1/de
Publication of DE10158268A1 publication Critical patent/DE10158268A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

Abstract

Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers (C¶E¶), insbesondere einer Notstromversorgung eines Fahrzeuginsassenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs. Die system- und schaltungsbedingten Messfehler, die bei der Ermittlung der Energiespeicherkapazität (C¶E¶) des Notenergiespeichers (C¶E¶) auftreten, werden durch einen Vergleich mit einem Referenzenergiespeicher (C¶REF¶), dessen Energiespeicherkapazität (C¶REF¶) über denselben Messpfad ermittelt wird, und seiner vorher genau ermittelten Energiespeicherkapazität (C¶REF, ¶¶BEK¶) korrigiert.

Description

  • Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers, insbesondere einer Notstromversorgung eines Fahrzeugsinsassenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs.
  • Um die Funktion eines Fahrzeuginsassenschutzsystems auch bei einem Ausfall der Fahrzeugbatterie sicherzustellen, weisen elektronische Steuereinheiten (ECU) von Fahrzeuginsassenschutzsystemen einen Notenergiespeicher zur Notstromversorgung auf. Herkömmliche ECU überprüfen die elektrische Kapazität dieses Notenergiespeichers selbstständig und zeigen eine Fehlfunktion der Notstromversorgung an.
  • Ein bekanntes Fahrzeuginsassenschutzsystem (EP 0 453 236 B1) weist einen Notenergiespeicher zur Notstromversorgung des Systems auf. Der Notenergiespeicher wird von der ECU überwacht. Hierbei wird die Ladespannung des Notenergiespeichers und die Batteriespannung erfasst. Als Maß für den Zustand des Notenergiespeichers wird seine elektrische Kapazität herangezogen. Diese wird nicht von Schwankungen der Batteriespannung beeinflusst und so können Abweichungen am Notenergiespeicher, z. B. infolge von Alterung oder einer Erhöhung der Ohmschen Verluste des Notenergiespeichers festgestellt werden.
  • Bei dieser Messmethode erweist es sich als nachteilig, dass sowohl die Toleranz des Ladewiderstandes, als auch die bei der Spannungsmessung durch eine Messanordnung, Temperaturschwankungen und eine Verarbeitung der Messgrößen verursachten Messfehler in das Ergebnis mit eingehen. Die elektrische Kapazität des Notenergiespeichers kann daher nur ungenau bestimmt werden.
  • Im ungünstigsten Fall wird eine Kapazität ermittelt, die nach dem Ergebnis der Messung als Notenergiespeicher zur Auslösung des Systems noch ausreichen würde, aber in der Realität aufgrund von Messungenauigkeiten die Funktion des Systems in einem Notfall nicht aufrecht erhalten könnte. Aus diesem Grund müsste in der Praxis ein größerer und teurerer Notenergiespeicher verwendet werden. Nur so wäre die Funktionalität der ECU auch im ungünstigsten Fall gesichert.
  • Eine bekannte Schaltungsanordnung (DE 197 01 899 C2) verwendet zur Erfassung einer Kapazität eines kapazitiven Bauelementes einen Referenzkondensator. Die Spannungen über dem kapazitiven Bauelement und über dem Referenzkondensator werden über zwei getrennte Eingänge einer Auswerteeinheit gemessen. In der Auswerteeinheit werden durch Differenzbildung zwischen einer Messgröße und einer Referenzgröße Zeit- und/oder Temperaturdrift der Schaltungskomponenten eliminiert.
  • Die bekannte Schaltungsanordnung kompensiert zwar Zeit- und/oder Temperaturdrift, nicht aber die durch eine Messanordnung und eine Verarbeitung der Messgrößen verursachten Fehler.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers zu schaffen, die eine verbesserte Genauigkeit der Überprüfung aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 (Verfahren) oder 8 (Schaltungsanordnung) gelöst.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überprüfen eines Notenergiespeichers, ermittelt über einen vorbestimmten Zeitraum zumindest eine elektrische Größe des Notenergiespeichers. Diese elektrische Größe ist von der Energiespeicherkapazität des Notenergiespeichers abhängig. Des Weiteren wird zumindest eine elektrische Referenzgröße ermittelt, die vom Energiespeicherkapazität eines Referenzenergiespeichers abhängig ist. Die Größe und die Referenzgröße werden zeitlich versetzt über einen weitgehend gemeinsamen Messpfad gemessen und zum Zweck des genauen Bestimmens der Energiespeicherkapazität des Notenergiespeichers verglichen.
  • Dadurch ist es möglich, schaltungs- und systembedingte Messfehler des gemeinsamen Messpfads zu korrigieren und so die Energiespeicherkapazität des Notenergiespeichers und damit auch die aktuelle Ladung genauer zu bestimmen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eines Notenergiespeichers und eines Referenzenergiespeicher,
  • Fig. 2 eine Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ergänzt durch eine Schalteinheit zum Entladen des Referenzenergiespeichers,
  • Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das die Schritte zur Überprüfung eines Notenergiespeichers nach einem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergibt, und
  • Fig. 4 ein beispielhaftes Spannungs-Zeit-Diagramm einer Spannung über einem Notenergiespeicher und einer Batteriespannung.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Überprüfung eines Notenergiespeichers CE. Die Schaltungsanordnung weist einen Notenergiespeicher CE und einen Referenzenergiespeicher CREF auf. Sowohl Notenergiespeicher CE als auch Referenzenergiespeicher CREF sind in dem hier angeführten Beispiel Kondensatoren. Die Überprüfung des Notenergiespeichers CE erfolgt aufgrund seiner elektrischen Kapazität CE.
  • Die Kapazität CREF,BEK des Referenzenergiespeicher CREF wurde vorab genau ermittelt.
  • Der Notenergiespeicher CE, ein positiver und ein negativer Pol einer Batterie und ein erster Ladewiderstand RE bilden eine sogenannte Masche (Stromkreis entlang eines geschlossenen Wegs). Die Batterie weist eine Spannung UBATT auf. Die Masse der Schaltungsanordnung ist mit dem negativen Pol der Batterie elektrisch verbunden. Der Notenergiespeicher CE wird von einem durch den ersten Ladewiderstand RE begrenzten Strom iE aufgeladen. Über dem Notenergiespeicher CE fällt eine vom Ladungszustand abhängige elektrische Größe, und zwar die Spannung uE ab. Ebenso bilden der Referenzenergiespeicher CREF, der positive und der negative Pol der Batterie und ein zweiter Ladewiderstand RREF eine weitere Masche. Der Referenzenergiespeicher CREF wird von einem durch den zweiten Ladewiderstand RREF begrenzten Strom iREF aufgeladen. Über dem Referenzenergiespeicher CREF fällt eine von dessen Ladungszustand abhängige elektrische Referenzgröße, die Spannung uREF ab.
  • Der Notenergiespeicher CE ist einerseits mit der Masse und andererseits über einen Knoten K1 mit dem Ladewiderstand RE elektrisch verbunden. Der Referenzenergiespeicher CREF ist einerseits auch mit Masse und andererseits über einen Knoten K2 mit dem Ladewiderstand RREF elektrisch verbunden.
  • Die Knoten K1 und K2 sind mit einem ersten Schalter S1 bzw. einem zweiten Schalter S2 einer Schalteinheit SE elektrisch verbunden.
  • Die Schalter S1 und S2 werden alternierend geschaltet. Die Messung der Spannungen uE und uREF erfolgt nach der Schalteinheit SE über einen gemeinsamen Messpfad.
  • Der Knoten K1 des Notenergiespeichers CE ist über den ersten Schalter S1 mit der Signalaufbereitungseinheit SAE verbunden. Die Signalaufbereitungseinheit SAE weist einen aus zwei Widerständen RT1 und RT2 bestehenden Spannungsteiler, einen Verstärker V und einen Analog-/Digital-Wandler A/D auf.
  • Der Knoten K2 ist über den zweiten Schalter S2 und einen nach der Schalteinheit SE gemeinsamen elektrischen Leiter mit derselben Signalaufbereitungseinheit SAE verbunden.
  • In einem ersten Zustand ist der Schalter S1 geschlossen, folglich ist der Schalter S2 offen und der Eingang der Signalaufbereitungseinheit SAE weist eine Potenzialdifferenz zur Masse auf, die der über dem Notenergiespeicher CE abfallende Spannung uE entspricht.
  • Im zweiten Zustand, wenn der Schalter S2 geschlossen ist, ist der Schalter S1 offen und die am Referenzenergiespeicher CREF abfallende Spannung uREF entspricht der Potenzialdifferenz zwischen dem Eingang der Signalaufbereitungseinheit SAE und Masse.
  • Die Spannungen uE oder uREF werden von dem Spannungsteiler im Verhältnis der Widerstände RT2 zu (RT1 + RT2) geteilt und so dem Verstärker V das Potenzial des Kotens K3 eingangsseitig zugeführt wird. Die Potenzialdifferenz zwischen dem Knoten K3 und Masse ist gleich der am zweiten Widerstand des Spannungsteilers RT2 abfallenden Spannung uRT2. Der Ausgang des Verstärkers V ist mit dem Eingang des Analog-/Digitalwandlers A/D verbunden. Die Spannung uRT2 wird verstärkt und digitalisiert.
  • Zwischen der Spannung uRT2 und den Spannungen uE oder uREF besteht je nach Zustand der Schalteinheit SE ein linearer Zusammenhang.
  • Für den ersten Zustand gilt:


  • Für den zweiten Zustand gilt:


  • Am Ausgangsknoten K4 der Signalaufbereitungseinheit SAE steht ein digitales Signal zur Verfügung, das beispielsweise von einem Mikroprozessor weiterverarbeitet werden kann.
  • Dadurch, dass sowohl die elektrische Größe uE, als auch die Referenzgröße uREF über den nach der Schaltungseinheit SE weitgehend gemeinsamen Messpfad, zu dem auch eine gemeinsame Signalaufbereitungseinheit SAE gehört, ermittelt werden, können durch Vergleich der Größe uE und der Referenzgröße uREF unter Einbeziehung der vorab ermittelten Kapazität CREF,BEK die auf diesem Messpfad entstehenden Fehler korrigiert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Schaltungsanordnung kann sowohl systembedingte, als auch die durch den Messpfad, Temperaturschwankungen und die Verarbeitung der Messgrößen verursachte Fehler korrigieren.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 haben funktionell identische Elemente wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1.
  • Das in Fig. 2 aufgezeigte zweite Ausführungsbeispiel entspricht bis auf einen dritten Schalter S3 der Schaltungsanordnung aus Fig. 1. Der dritte Schalter S3 liegt zwischen dem zweiten Knoten K2 des Referenzenergiespeichers CREF und der Masse der Schaltungsanordnung. Wird der dritte Schalter S3 geschlossen, entlädt sich der Referenzenergiespeicher CREF.
  • Nach dem Öffnen des Schalters S3 wird der Referenzenergiespeicher CREF erneut geladen.
  • Eine der Schaltungsanordnung nachgeschaltete Messeinrichtung benötigt nach dem Einschalten eine gewisse Zeit, bis sie betriebsbereit ist. Ist nun die Ladezeitkonstante der Kapazität CREF des Referenzenergiespeicher CREF kleiner, als die Ladezeitkonstante der Kapazität CE des Notenergiespeicher CE, so kann es vorkommen, dass der Referenzenergiespeicher CREF weitgehend aufgeladen ist, bis die Messeinrichtung die Messung beginnen kann. Mit dem Schalter S3 kann der Referenzenergiespeicher CREF entladen werden und somit kann ein kompletter Ladevorgang oder mehrere Ladevorgänge des Referenzenergiespeichers CREF betrachtet werden. Auf diese Weise kann die Energiespeicherkapazität CREF des Referenzenergiespeichers CREF in einem vorbestimmten Zeitraum mehrfach ermittelt werden und bei dem späteren Vergleich ein Mittelwert der ermittelten Energiespeicherkapazitäten CREF verwendet werden.
  • Durch Weiterverarbeitung des digitalen Signals, z. B. mit einem Mikroprozessor, können aus den ermittelten Spannungen die elektrischen Kapazitäten sowohl des Notenergiespeichers CE als auch des Referenzenergiespeichers CREF berechnet werden. Im Zeitraum T zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 wird die Ladung des Notenergiespeicher CE durch den Strom iE um eine Ladungsdifferenz ΔQE erhöht:


  • Für den Ladestrom iE gilt:


  • Mit Gleichung (4) in (3) ergibt sich:


  • Die Kapazität CE gibt an, wie groß die Ladungsdifferenz ΔQE ist die der Notenergiespeicher CE pro Spannungsdifferenz ΔUE speichern kann. Es gilt:

    ΔQE = CE.ΔUE (6)
  • Aus den Gleichungen (5) und (6) folgt:


  • Für den Referenzenergiespeicher CREF gilt analog zu den Gleichungen (3) bis (7)


  • Um die in die Spannungsmessung mit einfließenden Messfehler zu korrigieren, wird ein Korrekturfaktor FKORR berechnet:


  • Durch Multiplikation der ermittelten Kapazität CE des Notenergiespeichers CE ergibt sich die korrigierte elektrische Kapazität CE,KORR wie folgt:


  • Aufgrund der korrigierten elektrischen Kapazität CE,KORR kann der Zustand des Notenergiespeichers CE frei von Messfehlern der Spannungsmessung ermittelt werden. Dadurch ist eine Überprüfung des Notenergiespeichers CE auf etwaige Kapazitätsverluste, z. B. durch Alterung, genauer möglich. Somit kann auch eine genauere Aussage über seinen aktuellen Ladungszustand getroffen werden.
  • Die einzelnen Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand des in Fig. 3 dargestellten Ablaufdiagramms erläutert.
  • Hier entspricht der Anfangszeitpunkt t1 den Zeitpunkten t0 oder t0' und der Endzeitpunkt t2 den Zeitpunkten (t0 + n.Δt) oder (t0' + n.Δt). Der vorbestimmte Zeitraum T ist gleich n.Δt.
  • Nach dem Start des Verfahrens wird zunächst in Schritt 301 durch entsprechendes Umschalten der Schalteinheit SE die Spannung uE über dem Notenergiespeicher CE zu einem Zeitpunkt t0 ermittelt und als Variable UE,Start gespeichert. Danach wird in Schritt 302, nach dem Umschalten der Schalteinheit SE, über einen weitgehend gemeinsamen Pfad die Spannung UREF über dem Referenzenergiespeicher CREF zur Zeit t0' ermittelt und als Variable UREF,Start gespeichert. Diese beiden Spannungen UE,Start und UREF,Start stellen die Startwerte für die spätere Berechnung der Spannungsdifferenz über einem vorbestimmten Zeitraum T dar (siehe Schritt 313 und 314).
  • In Schritt 303 wird in einer Variable SUME die Differenz aus Batteriespannung UBatt und der Spannung uE für den Zeitpunkt t0 gespeichert.
  • In einer weiteren Variablen SumREF wird in Schritt 304 die Differenz aus den Spannungen UBatt und uRef zum Zeitpunkt t0' gespeichert.
  • In Schritt 305 wird in einer Zählvariablen n ein Startwert 1 gespeichert.
  • In einer darauffolgenden Schleife, die die Schritte 306, 307 und 308 umfasst, wird jeweils die Differenz aus Batteriespannung UBatt und der Spannung uE oder uREF über dem jeweiligen Energiespeicher CE bzw. CREF nach Ablauf einer Zeitdauer Δt zu den Variablen SUME bzw. SUMREF hinzu addiert und danach die Zählvariable n um 1 erhöht. Sobald n mal Δt größer gleich dem vorbestimmten Zeitraum T ist, wird die Schleife verlassen. Für jeden Schleifendurchgang werden die Spannungen uE und uREF neu ermittelt. Zu jeder ermittelten Spannung uE und uREF wird jeweils die Batteriespannung UBatt gemessen.
  • In Schritt 309 wird die Spannung uE über dem Notenergiespeicher CE zum Zeitpunkt (t0 + n.Δt) in einer Variablen uE,Ende gespeichert und in Schritt 310 wird die Spannung uREF über dem Referenzenergiespeicher CREF zum Zeitpunkt (t0' + n.Δt) in einer Variablen UREF,Ende gespeichert.
  • In Schritt 311 wird eine Ladungsdifferenz ΔQE bestimmt, um die sich im Zeitraum T der Ladungszustand des Notenergiespeichers CE verändert hat. Hierzu wird die Summe der Differenzen SUME aus Batteriespannung UBatt und Spannung uE über dem Notenergiespeicher CE durch dessen Ladewiderstand RE geteilt.
  • In Schritt 312 wird in der gleichen Vorgehensweise wie in Schritt 311 die Ladungsdifferenz ΔQREF für den Referenzenergiespeicher CREF ermittelt.
  • Im nachfolgenden Schritt 313 wird die Kapazität CE des Notenergiespeichers CE ermittelt. Hierzu wird der Quotient aus der Spannungsdifferenz aus den Variablen UE,Ende und UE,Start über den Zeitraum T und der Ladungsdifferenz ΔQE gebildet.
  • In Schritt 314 wird analog zu Schritt 313 die Kapazität CREF des Referenzenergiespeichers CREF ermittelt.
  • In Schritt 315 wird der Korrekturfaktor FKORR aus einem Quotienten aus einer vorab genau ermittelten Kapazität CREF,BEK des Referenzenergiespeichers CREF und der ermittelten Kapazität CREF des Referenzenergiespeichers CREF ermittelt.
  • Im folgenden Schritt 316 wird die korrigierte Kapazität CE,KORR des Noteenergiespeichers CE aus einem Produkt aus der ermittelten Kapazität CE des Notenergiespeichers CE und dem Korrekturfaktor FKORR ermittelt.
  • Die korrigierte Kapazität CE,KORR des Notenergiespeichers CE wird in Schritt 317 mit einer für den Notenergiespeicher CE minimal zulässigen Kapazität CMIN verglichen. Ist die Kapazität CE,KORR des Notenergiespeichers CE kleiner, als die minimal zulässige Kapazität CMIN so wird ein Alarm ausgelöst (Schritt 317).
  • Durch die Multiplikation mit dem Korrekturfaktor wird erreicht, dass schaltungs- und systembedingte Fehler bei der Messung der Spannungen uE kompensiert werden. Diese Kompensation ist möglich, da die Spannungen uE und uREF über einen nach der Schalteinheit SE gemeinsamen elektrischen Leiter gemessen und von einer gemeinsamen Signalaufbereitungseinheit SAE verarbeitet werden.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung bietet die Möglichkeit, den Referenzenergiespeicher CREF während des Zeitraumes T zumindest einmal zu entladen. Durch eine leichte Abwandlung des beschriebenen Verfahrens lässt sich durch Entladen und erneutes Laden des Referenzenergiespeichers CREF seine Kapazität CREF im vorbestimmten Zeitraum T mehrmals ermitteln. Zur Ermittlung des Korrekturfaktors wird dann ein Mittelwert der ermittelten Kapazitäten CREF des Referenzenergiespeichers CREF verwendet.
  • Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes Spannungs-Zeit-Diagramm der Spannungen uE und UBATT. Die zwischen den Spannungen UBATT und uE über den Zeitraum T aufgespannte Fläche entspricht der Ladungsdifferenz ΔQE zwischen t1 und t2. Aus Ladungsdifferenz ΔQE und der Spannungsdifferenz ΔUE wird die Kapazität CE des Notenergiespeichers CE ermittelt. Die Kapazität CE ist unabhängig von der, den Notenergiespeicher CE speisenden Spannung UBATT. Das Messergebnis wird von möglichen Schwankungen der Batteriespannung UBATT nicht beeinflusst.
  • Zur Ermittlung der Ladungsdifferenzen ΔQE und ΔQREF kann der Ladestrom iE bzw. iREF auch durch Messung der Spannungen über den Ladewiderständen RE und RREF erfolgen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Überprüfen eines Notenergiespeichers, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- über einen vorbestimmten Zeitraum (T) wird zumindest eine elektrische Größe (uE) des Notenergiespeichers (CE) gemessen, wobei die Größe von der Energiespeicherkapazität (CE) des Notenergiespeichers (CE) abhängig ist,
- über den vorbestimmten Zeitraum (T) wird zumindest eine elektrische Referenzgröße (uREF) gemessen, wobei die Referenzgröße von der Energiespeicherkapazität (CREF) eines Referenzenergiespeichers (CREF) abhängig ist,
- über den vorbestimmten Zeitraum (T) werden die Größe (uE) und die Referenzgröße (uREF) zeitlich versetzt über einen weitgehend gemeinsamen Messpfad einer Signalaufbereitungseinheit (SAE) zugeführt und
- die Größe (uE) und die Referenzgröße (uREF) werden zum Zweck der Überprüfung des Notenergiespeichers (CE) verglichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die aus den gemessenen Größen (uE) ermittelte Energiespeicherkapazität (CE) des Notenergiespeichers (CE) mit einem Korrekturfaktor (FKORR) multipliziert wird, der aus dem Quotienten aus einer vorab genau ermittelten elektrischen Größe (CREF,BEK) des Referenzenergiespeichers (CREF) und der aus der Referenzgröße (uREF) messtechnisch ermittelten Energiespeicherkapazität (CREF) des Referenzenergiespeichers (CREF) gebildet wird.
3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem die Messgröße (uE) und die Referenzgröße (uREF) Spannungen sind.
4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem die Energiespeicherkapazitäten (CE und CREF) des Notenergiespeichers (CE) und des Referenzenergiespeichers (CREF) mit Hilfe des Quotienten aus einer Ladungsdifferenz (ΔQE oder ΔQREF) und einer Spannungsdifferenz (ΔUE oder ΔUREF) zwischen Beginn (t1) und Ende (t2) des vorbestimmten Zeitraums (T) ermittelt werden.
5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem der Notenergiespeicher (CE) und der Referenzenergiespeicher (CREF) jeweils von einem elektrischen Ladestrom (iE oder iREF), der jeweils von einem elektrischen Ladewiderstand (RE oder RREF) begrenzt wird, aufgeladen werden.
6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem die Ladungsdifferenz (ΔQE) abhängig vom Ladestrom (IR oder iREF) des Notenergiespeichers (CE) oder des Referenzenergiespeichers (CREF) ermittelt wird.
7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem der Referenzenergiespeicher (CREF) im vorbestimmten Zeitraum (T) zumindest einmal entladen wird, wieder aufgeladen wird, seine Energiespeicherkapazität (CREF) mehrmals ermittelt und zum Ermitteln des Korrekturfaktors (FKORR) der Mittelwert der messtechnisch ermittelten Energiespeicherkapazitäten (CREF) des Referenzenergiespeichers (CREF) verwendet wird.
8. Schaltungsanordnung zur Überprüfung des Ladezustandes eines Notenergiespeichers,
die den Notenergiespeicher (CE), einen Referenzenergiespeicher (CREF) und eine Signalaufbereitungseinheit (SAE) aufweist,
bei der ein zumindest weitgehend gemeinsamer Messpfad den Notenergiespeicher (CE) und den Referenzenergiespeicher (CREF) mit der Signalaufbereitungseinheit (SAE) elektrisch verbindet und
die eine Schalteinheit (SE) aufweist, mit der eine elektrische Verbindung wechselweise zwischen dem Notenergiespeicher (CE) und der Signalaufbereitungseinheit (SAE) oder dem Referenzenergiespeicher (CREF) und der Signalaufbereitungseinheit (SAE) hergestellt wird.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, die eine weitere Schalteinheit (S3) zum Entladen des Referenzenergiespeichers (CREF) aufweist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Signalaufbereitungseinheit (SAE) einen Verstärker (V) und einen Analog-Digital-Wandler (A/D) aufweist.
DE10158268A 2001-11-28 2001-11-28 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers Withdrawn DE10158268A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10158268A DE10158268A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10158268A DE10158268A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10158268A1 true DE10158268A1 (de) 2003-06-18

Family

ID=7707195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10158268A Withdrawn DE10158268A1 (de) 2001-11-28 2001-11-28 Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10158268A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046218A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. System for diagnosing impedances having accurate current source and accurate voltage level-shift
US9176179B2 (en) 2011-04-22 2015-11-03 Freescale Semiconductor, Inc. Method and device for diagnosing a reservoir capacitor of a vehicle passenger protection system, and vehicle safety system incorporating such device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3639070A1 (de) * 1986-02-07 1987-08-13 Mettler Instrumente Ag Verfahren zur messung des verhaeltnisses einer messgroessenabhaengigen kapazitaet zu einer referenzkapazitaet und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3143114C2 (de) * 1980-11-07 1989-02-02 Mestra Ag, Reinach, Ch
EP0453236B1 (de) * 1990-04-16 1993-06-23 Nippondenso Co., Ltd. Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Ungewöhnlichkeit in einem Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
DE19701899C2 (de) * 1996-01-21 2001-01-25 Ifm Electronic Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3143114C2 (de) * 1980-11-07 1989-02-02 Mestra Ag, Reinach, Ch
DE3639070A1 (de) * 1986-02-07 1987-08-13 Mettler Instrumente Ag Verfahren zur messung des verhaeltnisses einer messgroessenabhaengigen kapazitaet zu einer referenzkapazitaet und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
EP0453236B1 (de) * 1990-04-16 1993-06-23 Nippondenso Co., Ltd. Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins einer Ungewöhnlichkeit in einem Fahrzeuginsassen-Schutzsystem
DE19701899C2 (de) * 1996-01-21 2001-01-25 Ifm Electronic Gmbh Schaltungsanordnung und Verfahren zur Erfassung der Kapazität bzw. einer Kapazitätsänderung eines kapazitiven Schaltungs- oder Bauelementes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046218A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. System for diagnosing impedances having accurate current source and accurate voltage level-shift
US8344740B2 (en) 2004-10-29 2013-01-01 Nxp B.V. System for diagnosing impedances having accurate current source and accurate voltage level-shift
US9176179B2 (en) 2011-04-22 2015-11-03 Freescale Semiconductor, Inc. Method and device for diagnosing a reservoir capacitor of a vehicle passenger protection system, and vehicle safety system incorporating such device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015206078B4 (de) Isolierungserfassungsvorrichtung
DE2347450C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der elektrostatischen Kapazität eines Kondensators
DE2913900C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Betriebsparameters einer Sekundärbatterie in einem Fahrzeug
EP1500940B1 (de) Verfahren zum Auswerten einer Messkapazität
DE102005028507B3 (de) Verfahren zur Kapazitäts-Spannungs-Wandlung und Kapazitäts-Spannungs-Wandler
EP0548495A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Induktivität einer Spule
EP0741299B1 (de) Schaltungsanordnung zur Bestimmung von Kapazitätsdifferenzen
EP1574847A2 (de) Schaltungsanordnung zur kapazitiven Feuchtemessung und Verfahren zum Betrieb derselben
EP0154716B1 (de) Schaltungsanordnung zur elektrothermischen, Umgebungstemperaturkompensierten Füllstandmessung
DE2349465C2 (de) Verfahren zur Begrenzung der Ladung einer Akkumulatorenbatterie
EP3449264B1 (de) Verfahren zum bestimmen eines laststroms und batteriesensor
DE4421906C2 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung des Widerstandes eines Widerstandssensors
WO2004070401A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur bestimmung eines elektrischen messwerts für ein widerstandselement, vorzugsweise zur bestimmung eines elektrischen stroms durch das widerstandselement
EP2233890A2 (de) Kapazitiver Sensor und Verfahren zur kapazitiven Erfassung eines Objektabstandes
DE3515969A1 (de) Verfahren zum betrieb einer elektromagnetisch kraftkompensierenden waage sowie waage zum durchfuehren des verfahrens
DE10158268A1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Überprüfen eines Notenergiespeichers
DE19528454C1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung einer Kapazität
WO2010043432A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum messen eines widerstandswerts
DE10030389C2 (de) Schaltungsanordnung zum Messen der Kapazität des Zündkondensators für ein Insassenschutzmittel
EP0489259A2 (de) Kapazitäts-Frequenz-Wandler
EP0561054B1 (de) Verfahren und Messvorrichtung zur Messung der Zeitkonstanten eines elektrischen Wegaufnehmers
EP2844989B1 (de) Schaltungsanordnung zur messung einer sensorelementkapazität
DE60037224T2 (de) Verfahren zum Messen einer elektrischen Spannung und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE102005023486B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen und Steuern mehrerer in Serie geschalteter Kapazitäten
DE3332940C1 (de) Schaltungsanordnung zum Erfassen der Ausfallzeit einer Versorgungsspannung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal