DE19709234A1

DE19709234A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose bei einem Elektrolytkondensator im Betrieb

Info

Publication number: DE19709234A1
Application number: DE19709234A
Authority: DE
Inventors: Masami Okano
Original assignee: Airbag Systems Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2017-03-07
Also published as: US5880589A; DE19709234C2; JPH09251049A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchfüh rung einer Diagnose bei einem Elektrolytkondensator im Betrieb und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung, ob der Elektrolytkondensator im Betrieb richtig funktioniert oder nicht.

Beispielsweise wird bei einem sogenannten Airbag-System, das als eines von Fahr zeuginsassen-Schutzsystemen bekannt ist, ein als Stütz- oder Reservekondensator großer Kapazität bezeichneter Elektrolytkondensator verwendet, der als eine Reser vestromversorgung für das Airbag-System dient.

Diese Art von Elektrolytkondensator ist bei einem Fahrzeug vorgesehen, um zu ver hindern, daß das Airbag-System in seiner Fahrzeuginsassen-Schutzwirkung aufgrund von Kabeln oder Drähten ausfällt, die einen Schaltkreis zwischen einer Batterie und einer Stromversorgungsschaltung in dem Airbag-System bilden und durch einen Un fall des mit dem Airbag-System versehenen Fahrzeug unterbrochen werden, wobei die unterbrochenen Kabel und Drähte verhindern, daß die Batterie jedes Schaltungs element des Airbag-Systems mit Strom versorgt. Insbesondere wird der Elektrolyt kondensator bei dem Airbag-System anstelle der Batterie verwendet, wenn aufgrund eines Unfalls des Fahrzeugs ein derartiges Unterbrechen der Kabel und Drähte auf tritt, wobei der Elektrolytkondensator dann seine Energie dem Airbag-System zu führt, um eine normale Funktion des Systems zu ermöglichen.

Unter Berücksichtigung der Wichtigkeit des Zweckes des Reservekondensators im Einsatz ist ein derartiger Elektrolytkondensator bei dem Airbag-System meistens zu sammen mit Diagnoseschaltungen zur Bestimmung einer Verschlechterung der Eigen schaften des Elektrolytkondensators und zur Überprüfung von Schaltungsverbin dungen in dem Airbag-System vorgesehen.

Beispielsweise führt eine Verschlechterung der Kapazität des Elektrolytkondensators dazu, daß seine vorbestimmte Versorgungsspannung abnimmt, was es für den Elektro lytkondensator unmöglich macht, als Reservestromversorgung für das Airbag-System zu dienen. Folglich ist die Überprüfung einer solchen Verschlechterung der Kapazität des Elektrolytkondensators von beträchtlicher Wichtigkeit. Um einen solchen Über prüfungs- oder Diagnosevorgang durchzuführen, sind bereits verschiedene Arten von Kapazitätsüberprüfungs- oder Diagnoseeinrichtungen vorgeschlagen worden, von denen jede aufweist: eine Verstärkerschaltung zur Erzeugung einer Ladespan nung für den Kondensator durch Verstärkung einer von der Batterie bereitgestellten Spannung auf eine vorbestimmte Spannung; eine Entladeschaltung, über die der Kondensator zwangsweise entladbar ist; und eine Zählschaltung zum Messen einer vorbestimmten vergangenen Zeit.

Jede der vorgenannten konventionellen Überprüfungs- oder Diagnoseeinrichtungen erfordert jedoch ihre eigene Schaltung zusätzlich zu den Bauelementschaltungen des Airbag-Systems und erhöht daher die Herstellungskosten des Airbag-Systems insge samt. Des weiteren führt die konventionelle Überprüfungs- oder Diagnoseeinrichtung ihren Überprüfungs- oder Diagnosevorgang nur aus, wenn ein Motor des Fahrzeugs über den Zündschlüssel eingeschaltet wird. Mit anderen Worten, ein Überprüfungs- oder Diagnosevorgang wird nicht ausgeführt, nachdem der Motor gestartet worden ist. Folglich ist die konventionelle Einrichtung aufgrund des Zeitintervalls ihres Überprüfungs- oder Diagnosevorgangs unzureichend, um ihre Funktion richtig bzw. zufriedenstellend auszuführen.

Wenn ein Benutzer das Fahrzeug fährt, ist es für die konventionelle Einrichtung nicht möglich festzustellen, ob Kabel oder Drähte in dem Schaltkreis zwischen dem positi ven (oder dem negativen) Pol des Reservekondensators und den Schaltungselemen ten des Airbag-Systems unterbrochen sind.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose bei einem Elektrolytkondensator während des Be triebes zur Verfügung zu stellen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung feststellen können, ob bei einer Schaltung zwischen dem positiven (oder dem negativen) Pol ei ner Batterie und den Schaltungselementen eines Airbag-Systems unterbrochene Lei tungen (Kabel oder Drähte) vorliegen oder nicht, wobei diese Überprüfung sogar in einem Zustand durchgeführt werden kann, in dem der als Reservekondensator die nende Elektrolytkondensator mit einer Batterie verbunden ist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor richtung zur Durchführung einer Diagnose bei einem Elektrolytkondensator während des Betriebs bereitzustellen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung einfach und zu jedem beliebigen Zeitpunkt feststellen können, ob der als Reservekondensator die nende Elektrolytkondensator sich in seiner Kapazität verschlechtert oder nicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Dia gnose eines Elektrolytkondensators während des Betriebs zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorrichtung einfach im Aufbau und einfach mit der Schaltung des existie renden Airbag-Systems zu kombinieren ist.

Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators wäh rend des Betriebs zu schaffen, wobei es nicht erforderlich ist, den Elektrolytkonden sator zwangsweise aufzuladen und zu entladen.

Die voranstehenden Aufgaben werden einerseits durch ein Verfahren gemäß An spruch 1, 2 oder 4 und andererseits durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 bzw. 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufga ben der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklicht, daß vorgesehen wird:
ein Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators wäh rend des Betriebes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Messen einer Masse/Gehäuse-Spannung, die zwischen der Masse und einem Gehäu se des mit einer Gleichspannung aufgeladenen Elektrolytkondensators auftritt;
Feststellen, daß der Elektrolytkondensator schaltungsmäßig an seiner positiven Pol seite geöffnet ist, wenn die Masse/Gehäuse-Spannung kleiner als eine erste vorbe stimmte Spannung ist; und
Feststellen, daß der Elektrolytkondensator schaltungsmäßig an seiner negativen Pol seite geöffnet ist, wenn die Masse/Gehäuse-Spannung größer als eine zweite vorbe stimmte Spannung ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufga ben der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß bei dem vorgenannten Verfah ren zusätzlich vorgesehen ist, daß eine zwischen der Masse und einem positiven Pol anschluß des Elektrolytkondensators auftretende Spannung gemessen wird, die Dif ferenz zwischen dieser Spannung und der Masse/Gehäuse-Spannung durch die Masse/Gehäuse-Spannung in einem Divisionsvorgang geteilt wird und festgestellt wird, daß der Elektrolytkondensator ausgefallen ist, wenn der aus dem Divisionsvor gang resultierende Wert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufga ben der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklicht, daß vorgesehen ist:
eine Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators im Betrieb, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes Meßmittel zum Messen einer ersten, zwischen der Masse und einem positi ven Polanschluß des mit einer Gleichspannung aufgeladenen Elektrolytkondensators auftretenden Spannung;
ein zweites Meßmittel zum Messen einer zweiten, zwischen der Masse und einem Gehäuse des Elektrolytkondensators auftretenden Spannung;
ein Berechnungsmittel zur Berechnung eines Beurteilungskoeffizienten durch einen Divisionsvorgang, bei dem die Differenz zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung durch die zweite Spannung geteilt wird; und
ein Ausfallbeurteilungsmittel zur Feststellung, daß der Elektrolytkondensator ausge fallen ist, wenn der durch das Berechnungsmittel so berechnete Beurteilungskoeffizi ent außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufga ben der vorliegenden Erfindung durch die vorgenannte Vorrichtung verwirklicht, wobei die Vorrichtung weiter ein Unterbrechungsdetektionsmittel bzw. "offene Schaltung"-Beurteilungsmittel aufweist, bei dem festgestellt wird, daß der Elektrolyt kondensator schaltungsmäßig an seiner positiven Polseite geöffnet bzw. unterbro chen ist, wenn die durch das zweite Meßmittel so gemessene zweite Spannung klei ner als ein erster vorbestimmter Wert ist, und festgestellt wird, daß der Elektrolytkon densator schaltungsmäßig an seiner negativen Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, wenn die zweite Spannung größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Aufga ben der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklicht, daß bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators im Betrieb, ob der Elek trolytkondensator als Reservestromquelle richtig funktioniert oder nicht, wobei der Elektrolytkondensator parallel zu einer stabilisierten Stromversorgungsschaltung zwischen der Masse und einem positiven Polspannungseingabeanschluß der Schal tung an einer Eingabeseite der stabilisierten Stromversorgungsschaltung angeschlos sen ist, die eine von der Batterie zugeführte Spannung zur Stabilisierung aufnimmt und in eine gewünschte Spannung umwandelt, die von der Schaltung abgegeben wird, die Verbesserung darin besteht, daß die Vorrichtung aufweist:
mindestens zwei Spannungsteilerwiderstände, die miteinander in Serie verbunden und parallel an den Elektrolytkondensator angeschlossen sind; und
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die dazu dient, ein analoges Eingangssignal in ein digitales Ausgangssignal umzuwandeln;
wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zwei Spannungen erhält, von denen eine an der Verbindung zwischen den beiden Spannungsteilerwiderständen auftritt, um eine erste zwischen der Masse und einem positiven Polanschluß des Elektrolyt kondensators anliegende Spannung zu bilden, wobei die andere der beiden Span nungen eine zweite Spannung bildet, die zwischen der Masse und einem Gehäuse des Elektrolytkondensators anliegt;
wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) einen Beurteilungskoeffizienten durch einen Divisionsvorgang berechnet, bei dem die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Spannung durch die zweite Spannung geteilt wird, so daß die zen trale Verarbeitungseinheit (CPU) feststellt, daß der Elektrolytkondensator ausgefallen ist, wenn der Beurteilungskoeffizient außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die obigen Auf gaben der vorliegenden Erfindung dadurch verwirklicht, daß bei der gemäß dem vier ten und fünften Aspekt ausgebildeten Vorrichtung vorgesehen ist, daß:
die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) feststellt, daß der Elektrolytkondensator schaltungsmäßig an seiner positiven Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, wenn die zweite Spannung kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist; und
die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) feststellt, daß der Elektrolytkondensator schaltungsmäßig an seiner negativen Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, wenn die zweite Spannung größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators im Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flußdiagramm der Prozeduren bzw. Verarbeitungsschritte des Ver fahrens zur Durchführung einer Diagnose des Elektrolytkondensators im Betrieb, das durch die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ausgeführt wird; und

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild des Elektrolytkondensators.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im einzelnen beschrieben, wobei die Zeichnung eine bevorzugte Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.

Es ist darauf hinzuweisen, daß alle in der nachfolgenden Beschreibung der vorlie genden Erfindung erscheinenden Teile und Anordnungen nicht auf diejenigen der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschränkt sind, da viele Änderungen und Modifikationen diesbezüglich vorgenommen werden können, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (nachfolgend als die vorliegende Vorrichtung be zeichnet) zur Durchführung einer Diagnose bzw. Überwachung der Funktionsfähig keit eines Elektrolytkondensators im Betrieb beschrieben.

Im Einsatz wird die vorliegende Vorrichtung mit einer elektrischen Stromversorgung kombiniert, die eine von einer Batterie 10 ausgegebene Spannung aufnimmt, um die Schaltungselemente eines sogenannten Airbag-Systems mit einer vorbestimmten stabilisierten Spannung zu versorgen.

Im einzelnen nimmt, wie in Fig. 1 dargestellt, eine stabilisierte Stromversorgungsschal tung 1 die von der Batterie 10 ausgegebene Spannung auf und wandelt diese Span nung in eine vorbestimmte, stabilisierte Gleichspannung um. Einer der Eingangsan schlüsse der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 1 ist mit einem positiven Polan schluß der Batterie 10 über eine Schutzdiode 2 zur Verhinderung, daß Strom entge gengesetzt in die stabilisierte Stromversorgungsschaltung 1 fließt, verbunden, und der andere der Eingangsanschlüsse ist mit einem Masse- bzw. Erdkabel 3 verbunden, das an einem negativen Polanschluß der Batterie 10 angeschlossen ist. Des weiteren ist ein Ausgangsanschluß der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 1 sowohl mit den Schaltungselementen des Airbag-Systems als auch mit einer Stromversorgungs leitung einer zentralen Verarbeitungseinheit 4 (nachfolgend als die CPU bezeichnet) verbunden.

Ein Elektrolytkondensator 5 (d. h. der Stütz- bzw. Reservekondensator) ist an der Eingangsseite der stabilisierten Stromversorgungsschaltung 1 mit seinem positiven Polanschluß an der Kathode der Schutzdiode 2, also über die Schutzdiode 2 an den positiven Batteriepol, angeschlossen und mit seinem negativen Polanschluß mit der Masseleitung 3 verbunden.

Der Reserve- bzw. Stützkondensator 5 ist mit einem Gehäuse 5a versehen, wobei sowohl der positive Polanschluß als auch der negative Polanschluß gegenüber dem Gehäuse 5a isoliert sind. Das Gehäuse 5a ist mit einem zweiten A/D-Eingangsan schluß AD2 (Analog/Digital-Eingangsanschluß) verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt.

Des weiteren ist der Stützkondensator 5 parallel zu zwei Spannungsteilerwiderstän den 6, 7 geschaltet, die miteinander in Serie verbunden sind. Die Verbindung zwi schen den beiden Spannungsteilerwiderständen 6, 7 ist mit einem ersten A/D-Ein gangsanschluß AD1 (Analog/Digital-Eingangsanschluß) der CPU 4 verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt.

Der erste und zweite A/D-Eingangsanschluß der CPU 4 stellen Eingangsanschlüsse eines (nicht dargestellten) Analog/Digital-Wandlers dar. Folglich werden die über diese ersten und zweiten A/D-Eingangsanschlüsse der CPU 4 aufgenommenen Span nungssignale in digitale Signale konvertiert, die zur Verarbeitung in der CPU 4 ange paßt sind.

Nun wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 2 gezeigte Flußdiagramm ein Verfahren bzw. ein Prozeß zur Durchführung einer Diagnose des Stützkondensators 5 während des Betriebs, das bzw. der von der CPU 4 ausgeführt wird, beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird im Betrieb in einem Schritt 100 eine Spannung, die am er sten A/D-Eingangsanschluß AD1 der CPU 4 anliegt, als eine erste Spannung V1 be stimmt, die an dem positiven Polanschluß des Stützkondensators 5 anliegt. Dem Schritt 100 folgt ein nachfolgender Schritt 102, in dem beurteilt wird, ob die so be stimmte erste Spannung V1 innerhalb eines vorbestimmten normalen Bereichs von Spannungen liegt.

Obwohl ein solcher normaler Bereich von Spannungen in Abhängigkeit von ver schiedenen Faktoren, wie den Spannungen der Batterie 10, Spannungsabfällen in der Schutzdiode 2 und derartigen Einflüssen, variieren kann, wird ein Bereich von 10 bis 16 V als ein normaler Bereich bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung festgelegt.

Wenn die erste Spannung V1 außerhalb des oben beschriebenen normalen Bereichs von Spannungen liegt (d. h., "NEIN" wird in Schritt 102 ausgewählt), kehrt der Ver arbeitungsablauf gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 2 zum Schritt 100 zurück, bis "JA" im Schritt 102 ausgewählt bzw. festgestellt wird. Wenn festgestellt wird, daß die erste Spannung V1 innerhalb des normalen Bereichs von Spannungen liegt (d. h., "JA" wird in Schritt 102 ausgewählt), setzt die Verarbeitungsprozedur mit einem nachfolgenden Schritt 104 fort. Im Schritt 104 wird eine Spannung, die an dem zwei ten A/D-Eingangsanschluß AD2 der CPU 4 anliegt, als eine zweite Spannung V2 (d. h. als Masse/Gehäuse-Spannung) bestimmt, die zwischen dem Gehäuse 5a des Stütz kondensators 5 und der Masse (d. h. dem negativen Polanschluß des Stützkondensa tors 5) auftritt.

Dem Schritt 104 folgt ein Schritt 106, in dem beurteilt wird, ob die zweite Spannung V2 innerhalb eines vorbestimmten normalen Bereichs von Spannungen liegt, vor zugsweise innerhalb von 0,5 bis 1,5 V gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wenn die zweite Spannung V2 größer als 0,5 V und kleiner als 1,5 V ist, dann wird "JA" ausgewählt in Schritt 106, dem ein Schritt 108 folgt. Wenn anderenfalls "NEIN" in Schritt 106 ausgewählt wird, geht die Verarbeitungsprozedur zu einem Schritt 110, der nachfolgend beschrieben ist.

Im Schritt 110 wird, wenn die zweite Spannung V2 kleiner als 0,5 V ist, d. h. kleiner als ein erster vorbestimmter Wert VL, festgestellt, daß der Stützkondensator 5 schal tungsmäßig an seiner positiven Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, d. h. es wird festgestellt, daß unterbrochene Kabel oder Leitungen in der Schaltung der positiven Polseite des Stützkondensators 5 vorhanden sind. Wenn andererseits die zweite Spannung V2 größer als 1,5 V ist ( d. h., wenn die zweite Spannung V2 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert VH ist), wird festgestellt, daß unterbrochene Kabel oder Leitungen in der Schaltung der negativen Polseite des Stützkondensators 5 vorhan den sind, wie in Fig. 2 dargestellt. Dem Schritt 110 folgt ein Schritt 114, in dem eine Behebung des Fehlers, wie der unterbrochenen Kabel, durchgeführt wird. Nach Voll endung einer solchen Behebung geht die Verarbeitungsprozedur zu "ENDE" des Flußdiagramms, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Ausfall, z. B. Ausfälle in der Notstromver sorgung, wird durch entsprechende Warnmittel, wie Warnlampen, Summer od. dgl., angezeigt.

Wenn andererseits in dem vorangehenden Schritt 106 festgestellt wird, daß die zweite Spannung V2 innerhalb des normalen Bereichs von Spannungen liegt (d. h., daß "JA" ausgewählt wird), ist es notwendig zu beurteilen, ob die Kapazität des Stützkonden sators 5 gering bzw. zu niedrig ist oder nicht, indem ein Beurteilungskoeffizient V3 verwendet wird. Dem Schritt 106 folgt daher ein Schritt 108, in dem der Beurtei lungskoeffizient V3, d. h. das Verhältnis V3 gemäß

(Spannung V1 - Spannung V2)/Spannung V2

berechnet wird, wie in Fig. 2 gezeigt.

Dem Schritt 108 folgt ein Schritt 112, in dem beurteilt wird, ob der Beurteilungskoef fizient V3 innerhalb eines vorbestimmten normalen Bereichs von Werten liegt oder nicht. Dieser normale Bereich von Werten kann in Abhängigkeit von den einzelnen Schaltungen variieren. Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung wird ein Bereich von 5,66 bis 31 als solch ein normaler Bereich von Werten bevorzugt.

In einem oben beschriebenen Zustand (d. h. in Schritt 112) geht die Verarbeitungs prozedur, wenn beurteilt bzw. festgestellt wird, daß der Beurteilungskoeffizient V3 innerhalb des vorbestimmten normalen Bereichs von Werten liegt (d. h., wenn "JA" ausgewählt wird), zu einem Schritt 116, der auf den Schritt 112 folgt. Im Schritt 116 wird angezeigt, daß der Beurteilungskoeffizient V3 innerhalb des vorbestimmten normalen Bereichs von Werten liegt, wozu ein passendes Anzeigemittel verwendet wird. Danach geht die Verarbeitungsprozedur zu "ENDE" in dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm. Wenn andererseits im Schritt 112 beurteilt bzw. festgestellt wird, daß der Beurteilungskoeffizient V3 außerhalb des vorbestimmten normalen Bereichs von Werten liegt (d. h., wenn "NEIN" ausgewählt wird), geht die Verarbeitungsprozedur zu Schritt 114, in dem die Reparatur bzw. das Beheben der Fehler vorgenommen wird, wie oben beschrieben. Nach Vollendung der Behebung in Schritt 114 geht die Verarbeitungsprozedur zu "ENDE" in dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm.

Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Grund, warum die Masse/Gehäuse-Span nung V2 des Stützkondensators 5 gemessen wird, zusammen mit dem Grund, warum der Beurteilungskoeffizient V3 zur Beurteilung, ob die Kapazität des Kondensators 5 gering bzw. zu niedrig ist oder nicht, geeignet bzw. fähig ist, beschrieben.

Fig. 3 zeigt eines der bekannten Ersatzschaltbilder des Elektrolytkondensators, der als Stützkondensator bzw. Notstromversorgungskondensator 5 dient. Generell weist der Elektrolytkondensator 5 ein Aluminiumgehäuse 5a auf, wobei eine positive (nicht dargestellte) Folie bzw. ein positives Blättchen mit dem Dielektrikum gegenüber einer negativen (nicht dargestellten) Folie bzw. einem negativen Blättchen angeordnet ist, wobei das Dielektrikum durch mit dem Elektrolyten getränktes Papier gebildet ist und Anschlußleitungen mit den korrespondierenden Folien bzw. Blättchen verbunden sind und sich nach außen durch das Gehäuse 5a erstrecken.

Der Elektrolytkondensator 5 gemäß dem obigen Aufbau kann in seinem Aufbau als äquivalent zu der (in Fig. 3 gezeigten) Ersatzschaltung angesehen werden, bei der eine sich an der (nicht dargestellten) positiven Folie entwickelnde bzw. auftretende Kapazität Ca in Serie mit einer sich an der (nicht dargestellten) negativen Folie ent wickelnden bzw. auftretenden Kapazität Cc geschaltet ist, wobei die Kapazitäten Ca und Cc jeweils parallel zu ihren internen Widerständen Ra und Rc geschaltet sind und ein Plusanschluß und ein Minusanschluß nicht direkt mit dem Gehäuse 5a ver bunden sind, sondern miteinander über das mit dem Elektrolyten getränkte Papier, also das Dielektrikum, verbunden sind, wie in Fig. 3 gezeigt.

Generell ist das Verhältnis von Cc/Ca so eingestellt, daß es innerhalb eines Bereichs von etwa 8 bis etwa 10 liegt.

Daher weist der durch die obige Ersatzschaltung dargestellte Elektrolytkondensator 5 eine Kapazität C auf, die einem Wert von (Ca · Cc/(Ca + Cc)) entspricht, wenn er einer Wechselspannung ausgesetzt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird die effektive Kapazität des Stützkondensators 5 re duziert, da der als Stützkondensator 5 dienende Elektrolytkondensator einer Gleich spannung ausgesetzt und entladen wird, während er im Gebrauch geladen wird.

Der Grund, warum die effektive Kapazität reduziert wird, ist der, daß die Spannungs verteilung beim Laden mit Gleichspannung nicht von dem Kapazitätsverhältnis Cc/Ca, sondern vom Verhältnis Ra/Rc der internen Widerstände abhängt.

Der interne Widerstand Ra hängt andererseits vom Dielektrikum, d. h. von dem durch chemische Behandlung bzw. Einwirkung auf der Folie bzw. dem Blättchen gebilde ten Oxidfilm, ab und ist deshalb hoch, während der interne Widerstand Rc von dem Dielektrikum, d. h. dem durch natürliche Oxidation gebildeten Oxidfilm, abhängt und dadurch relativ niedrig ist. Folglich ist das Verhältnis von Ra/Rc groß.

Insbesondere ist das Verhältnis zwischen diesen Faktoren wie folgt: Das Verhältnis von Ra/Rc ist größer als das Verhältnis Cc/Ca, so daß das Verhältnis von Va/Vc größer als das Verhältnis von Cc/Ca ist, wobei Va den Spannungsabfall über den in ternen Widerstand Ra und Vc den Spannungsabfall über den internen Widerstand Rc darstellt.

Im Ergebnis wird das folgende Verhältnis verwirklicht: Der Wert von (Va . Ca) ist größer als der von (Vc · Cc).

Wenn die Stärke der elektrischen Ladung von Ca mit dem Bezugszeichen Qa und die von Cc mit dem Bezugszeichen Qc bezeichnet wird, ist es möglich zu beschreiben:

Qa = Va · Ca;

und

Qc = Vc · Cc.

Folglich ist es unter Berücksichtigung des obigen Zusammenhangs möglich zu be schreiben, daß Qa größer als Qc ist.

Wenn folglich der positive Polanschluß des Elektrolytkondensators 5, nachdem er mit einer Gleichspannung wie oben beschrieben geladen worden ist, mit seinem negati ven Polanschluß verbunden wird, um eine Entladung in einem Zustand zu bewirken, in dem die Kapazität Qa größer als die Kapazität Qc ist, bleibt immer noch die der Dif ferenz (Qa - Qc) entsprechende Menge elektrischer Ladung als eine Restladung er halten, nachdem die Entladung beendet ist, was es unmöglich macht, den Elektrolyt kondensator 5 vollständig zu entladen.

Mit anderen Worten wird bei einer eine Gleichspannung verwendenden Schaltung eine vollständige Entladung nur bei der kleineren Kapazitätsseite (d. h. Cc) des Elek trolytkondensators 5 erreicht.

Folglich wird in diesem Fall die effektive Kapazität, die mit dem Bezugszeichen "Ceff" bezeichnet wird, durch die folgende Gleichung dargestellt:

Ceff = Qc/V = Cc · Vc/V = Cc · Vc/(Va + Vc)

Hierbei bezeichnet V eine Gleichspannung, die über den Elektrolytkondensator 5 an gelegt ist.

Wenn weiter die individuellen Terme der obigen Gleichung durch den Spannungsab fall Vc dividiert werden, stellt sich die effektive Kapazität wie folgt dar:

Ceff = Cc/(Va/Vc + 1)

Wenn die Kapazität Cc ein bekannter Wert ist, der aus den Herstellungsdaten erhält lich ist, ist es folglich möglich, die effektive Kapazität Ceff durch Messen beider Spannungsabfälle Va und Vc zu berechnen.

Es ist also möglich, ohne Berechnen der effektiven Kapazität Ceff einfach zu beurtei len, ob die effektive Kapazität Ceff normal ist oder nicht, indem das Verhältnis von Va/Vc mit dem korrespondierenden normalen Verhältnis davon verglichen wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung korres pondiert die Masse/Gehäuse-Spannung V2 zu dem Spannungsabfall Vc, und die Dif ferenz zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2, d. h. V1-V2, korrespondiert zu dem Spannungsabfall Va.

Des weiteren wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der vorlie genden Erfindung die effektive Kapazität Ceff unter Verwendung der obigen Glei chung (d. h. Ceff = Cc/(Va/Vc + 1)) nicht direkt berechnet. Bei der Ausführungs form gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Beurteilung, ob die Kapazität des Stützkondensators 5 gering bzw. zu niedrig ist oder nicht, zuerst das Verhältnis von Va/Vc, d. h. (V1 - V2)/V2, wie oben beschrieben berechnet. Dann wird basierend auf dem so berechneten Verhältnis beurteilt bzw. festgestellt, ob die Kapazität des Stütz kondensators bzw. Elektrolytkondensators 5 gering bzw. zu gering ist oder nicht.

Bei der obigen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist der erste A/D-Eingangsanschluß AD1 der CPU 4 mit der Verbindung zwischen den Spannungsteilerwiderständen 6, 7 und der zweite A/D-Eingangsanschluß AD2 der CPU 4 mit dem Gehäuse 5a des Stützkondensators 5 verbunden, so daß die Schritte 100 und 104 durchgeführt werden, um ein erstes und ein zweites Meßmittel zu realisieren. Das er ste Meßmittel mißt bzw. bestimmt die erste, zwischen der Masse und dem positiven Polanschluß des Stützkondensators 5, der mit einer Gleichspannung aufgeladen wor den ist, anliegende Spannung V1. Andererseits mißt das zweite Meßmittel die zweite, zwischen der Masse und dem Gehäuse 5a des Stützkondensators 5 auftretende Spannung V2.

Wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm kann bei der durch die CPU 4 ausge führten Verarbeitungsprozedur gemäß dem Flußdiagramm durch Schritt 108 ein Be rechnungsmittel realisieren, um den Beurteilungskoeffizienten V3 (d. h. das Verhältnis Va/Vc) durch einen Divisionsvorgang zu berechnen, bei dem die Differenz zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 durch die zweite Spannung V2 dividiert wird.

Der Schritt 112 kann ein Fehler- bzw. Ausfallbeurteilungsmittel zur Beurteilung bzw. Feststellung, daß der Stützkondensator 5 ausgefallen ist, wenn der durch das Berech nungsmittel so berechnete Beurteilungskoeffizient (d. h. Va/Vc) außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt, realisieren.

Der Schritt 110 kann ein "offene Schaltung"- bzw. Schaltungsunterbrechungs-Beur teilungsmittel realisieren, mit dem beurteilt bzw. festgestellt wird, daß der Reserve- bzw. Stützkondensator 5 schaltungsmäßig an seiner positiven Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, wenn die durch das zweite Meßmittel so gemessene zweite Span nung V2 kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, und mit dem beurteilt bzw. fest gestellt wird, daß der Reserve- bzw. Stützkondensator 5 schaltungsmäßig an seiner negativen Polseite geöffnet bzw. unterbrochen ist, wenn die zweite Spannung V2 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.

Wie oben beschrieben wird bei der vorliegenden Erfindung die Ersatzschaltung des Elektrolytkondensators 5 verwendet, um die sogenannten dividierten Spannungen (d. h. Va und Vc) zu messen, und basierend auf dem Verhältnis der so gemessenen Werte (d. h. Va/Vc) wird beurteilt bzw. festgestellt, ob unterbrochene Leitungen bzw. Kabel in den mit den gegenüberliegenden Anschlüssen des Elektrolytkonden sators 5 verbundenen Schaltungen auftreten bzw. vorhanden sind oder nicht, und es wird auch beurteilt bzw. festgestellt, ob die Kapazität des Kondensators 5 (zu) gering ist oder nicht, wodurch es der vorliegenden Erfindung bzw. vorschlagsgemäßen Vor richtung bzw. dem vorschlagsgemäßen Verfahren möglich ist, den Zustand des Elek trolytkondensators 5 im Betrieb auf Basis der so gemessenen, sich an vorbestimmten Stellen entwickelnden bzw. anliegenden Spannungen zu beurteilen bzw. abzuschät zen. Folglich ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, den Zustand des Elektro lytkondensators 5 zu jeder beliebigen Zeit zu beurteilen bzw. festzustellen, was das Fahrzeuginsassen-Schutzsystem, wie das Airbag-System u. dgl., in seiner Betriebssi cherheit bzw. Zuverlässigkeit verbessert.

Des weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleichspannung gemes sen, was einen Fehler bei der zeitlichen Abstimmung der Messung im Vergleich zu der Messung einer Wechselspannung reduzieren und zu einer sehr verläßlichen Beurtei lung bzw. Abschätzung führen kann.

Des weiteren wird bei der Messung der Spannung gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik der Elektrolytkondensator 5 nicht zwangswei se geladen und entladen und deshalb nicht in seiner Standzeit beeinträchtigt.

Des weiteren besteht bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Durchführung einer Diagnose des Elektrolytkondensators 5 im Betrieb, wie gemäß dem dritten und achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgeführt, im Gegensatz zum Stand der Technik kein Bedarf an Schaltungen zum zwangsweisen Laden und Entladen des Elektrolytkondensators 5 bei der Messung, was die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrem Aufbau vereinfachen und Herstellungskosten reduzieren kann.

Weiter besteht bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Durchfüh rung einer Diagnose des Elektrolytkondensators 5 im Betrieb, wie gemäß dem dritten und achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgeführt, im Gegensatz zum Stand der Technik kein Bedarf an einer Verstärkung der Batteriespannung auf einen vorbe stimmten Level durch eine schaltende, stabilisierende Stromversorgungsschaltung, um diese vorbestimmte Levelspannung dem Elektrolytkondensator 5 zuzuführen. Mit anderen Worten, wenn die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung frei von Leistungskurzschlüssen in ihrer Stromversorgungsleitung ist, ist es möglich, die Ver wendung der oben genannten schaltenden stabilisierenden Stromversorgungsschal tung bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wegzulassen, was das elektrische Rauschen aufgrund dieser schaltenden stabilisierenden Stromversor gungsschaltung eliminieren kann, um zu erreichen, daß die Meßergebnisse frei von einer Beeinflussung durch dieses Rauschen bei der Vorrichtung gemäß der vorlie genden Erfindung sind.

Des weiteren ist es bei der vorliegenden Erfindung, da der positive Pol, der negative Pol und das Gehäuse 5a des Elektrolytkondensators drei Meßpunkte bilden, not wendig, diese drei Meßpunkte zu verdrahten. Eine solche Verdrahtung bzw. ein An schluß dieser drei Meßpunkte des Elektrolytkondensators 5 bildet eine Dreipunkt aufhängung bzw. einen Dreipunkt-Lagerungsaufbau, die bzw. der den Elektrolyt kondensator 5 fest halten kann, um seine Widerstandsfähigkeit gegen Erdbeben bzw. Erschütterungen zu verbessern. Folglich ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im wesentlichen frei von der Gefahr unterbrochener Leitungen und Kabel, sogar wenn die Vorrichtung Vibrationen ausgesetzt ist.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators (5) im Betrieb, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Messen einer zwischen der Masse und einem Gehäuse (5a) des mit einer Gleich spannung aufgeladenen Elektrolytkondensators (5) auftretenden Masse/Ge häuse-Spannung V2;
- Feststellen, daß der Elektrolytkondensator (5) in einer Schaltung seiner positi ven Polseite geöffnet ist, wenn die Masse/Gehäuse-Spannung V2 kleiner als eine erste vorbestimmte Spannung ist; und
- Feststellen, daß der Elektrolytkondensator (5) in einer Schaltung seiner negati ven Polseite geöffnet ist, wenn die Masse/Gehäuse-Spannung V2 größer als eine zweite vorbestimmte Spannung ist.

2. Verfahren zur Überwachung eines an eine Stromversorgung, wie eine Batterie (10), angeschlossenen, insbesondere einer Notstromversorgung dienenden Elektrolytkon densators (5) auf Auftreten einer Unterbrechung des Anschlusses an der Stromver sorgung und/oder Funktionsfähigkeit, wobei die Stromversorgung den Elektrolyt kondensator (5) mit einer Gleichspannung versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen einem Gehäuse (5a) des Elektrolytkondensators (5) und dem Mi nuspol bzw. der Masse auftretende Spannung (V2) gemessen und festgestellt wird, daß der Anschluß des Elektrolytkondensators (5) an der Stromversorgung pluspol seitig unterbrochen ist, wenn die Spannung V2 kleiner als eine erste vorbestimmte Spannung ist, und minuspolseitig unterbrochen ist, wenn die Spannung V2 größer als eine zweite vorbestimmte Spannung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen der Masse und einem positiven Polanschluß des Elektrolytkondensators (5) anlie gende Spannung V1 gemessen wird, daß eine Differenz zwischen dieser Spannung V1 und der Masse/Gehäuse-Spannung V2 durch die Masse/Gehäuse-Spannung V2 in ei nem Divisionsvorgang dividiert wird und daß festgestellt wird, daß der Elektrolyt kondensator (5) ausgefallen ist, wenn der aus dem Divisionsvorgang resultierende Wert V3 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

4. Verfahren zur Überwachung und/oder Bestimmung der Kapazität eines an eine Stromversorgung, wie eine Batterie (10), angeschlossenen, insbesondere einer Not stromversorgung dienenden Elektrolytkondensators (5), wobei die Stromversorgung den Elektrolytkondensator (5) mit einer Gleichspannung versorgt, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Pluspol des Elektrolytkondensators (5) und dem Minuspol bzw. der Masse auftretende, erste Spannung V1 und die zwischen einem Gehäuse (5a) des Elektrolytkondensators (5) und dem Minuspol bzw. der Masse auftretende, zweite Spannung V2 gemessen werden, daß die Differenz zwischen der ersten Span nung V1 und der zweiten V2 durch die Spannung V2 zur Bestimmung eines Beurtei lungskoeffizienten V3 dividiert wird und daß festgestellt wird, daß der Elektrolytkon densator (5) eine verringerte bzw. zu geringe Kapazität aufweist, wenn der Beurtei lungskoeffizient V3 außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.

5. Vorrichtung zur Durchführung einer Diagnose eines Elektrolytkondensators (5) im Betrieb, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Vorrichtung aufweist:

- ein erstes Meßmittel zur Messung einer ersten, zwischen der Masse und einem positiven Polanschluß des mit einer Gleichspannung aufgeladenen Elektrolyt kondensators (5) auftretenden Spannung V1;
- ein zweites Meßmittel zur Messung einer zweiten, zwischen der Masse und ei nem Gehäuse (5a) des Elektrolytkondensators (5) auftretenden Spannung V2;
- ein Berechnungsmittel zur Berechnung eines Beurteilungskoeffizienten V3 durch einen Divisionsvorgang, bei dem die Differenz zwischen der ersten Span nung V1 und der zweiten Spannung V2 durch die zweite Spannung V2 dividiert wird; und
- ein Ausfallbeurteilungsmittel zur Feststellung, daß der Elektrolytkondensator (5) ausgefallen ist, wenn der durch das Berechnungsmittel derart berechnete Beur teilungskoeffizient V3 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wei ter ein Mittel zur Bestimmung einer offenen Schaltung bzw. einer Schaltungs- oder Leitungsunterbrechung aufweist, wobei festgestellt wird, daß der Elektrolytkonden sator (5) schaltungsmäßig an seiner positiven Polseite geöffnet ist, wenn die zweite Spannung V2 kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, und bei dem festgestellt wird, daß der Elektrolytkondensator (5) schaltungsmäßig an seiner negativen Polseite geöffnet ist, wenn die zweite Spannung V2 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.

7. Vorrichtung zur Feststellung bei einem Elektrolytkondensator (5) im Betrieb, ob der Elektrolytkondensator (5) als Notstromversorgungsquelle richtig funktioniert oder nicht, wobei der Elektrolytkondensator (5) parallel zu einer stabilisierenden Stromversorgungsschaltung (1) geschaltet ist, die eine Spannung von einer Batterie (10) zur Stabilisierung aufnimmt und diese Spannung in eine gewünschte stabilisierte Ausgangsspannung umwandelt, wobei der Elektrolytkondensator (5) zwischen der Masse und einem positiven Polspannungseingangsanschluß an der Eingangsseite der stabilisierten Stromversorgungsschaltung (1) angeschlossen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorrichtung aufweist:

- zwei Spannungsteilerwiderstände (6, 7), die miteinander in Serie geschaltet und parallel an den Elektrolytkondensator (5) angeschlossen sind; und
- eine zentrale Verarbeitungseinheit (4) zur Umwandlung eines analogen Ein gangssignals in ein digitales Ausgangssignal;

wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (4) zwei Spannungen aufnimmt, von denen eine an der Verbindung zwischen den beiden Spannungsteilerwiderständen (6, 7) auftritt, um eine erste Spannung V1 zu bilden, die der Spannung zwischen der Masse und einem positiven Polanschluß des Elektrolytkondensators (5) entspricht, wobei die andere der zwei Spannungen eine zweite Spannung V2 bildet, die der Spannung zwischen der Masse und einem Gehäuse (5a) des Elektrolytkondensators (5) ent spricht;
wobei die zentrale Verarbeitungseinheit (4) einen Beurteilungskoeffizienten V3 durch einen Divisionsvorgang berechnet, bei dem die Differenz zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 durch die zweite Spannung V2 dividiert wird, so daß die zentrale Verarbeitungseinheit (4) feststellen kann, daß der Elektrolyt kondensator (5) ausgefallen ist, wenn der Beurteilungskoeffizient V3 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Verarbei tungseinheit (4) feststellt, daß der Elektrolytkondensator (5) schaltungsmäßig an sei ner positiven Polseite geöffnet ist, wenn die zweite Spannung V2 kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, und daß die zentrale Verarbeitungseinheit (4) feststellt, daß der Elektrolytkondensator (5) schaltungsmäßig an seiner negativen Polseite geöffnet ist, wenn die zweite Spannung V2 größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierte Stromversorgungsschaltung (1) ein Airbag-System mit Strom versorgt und daß die zentrale Verarbeitungseinheit (4) eine Überwachungseinheit für das Airbag-System im Betrieb bildet.