JP4059115B2

JP4059115B2 - Capacity calculation circuit for backup capacitor

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Publication number: JP4059115B2
Application number: JP2003075352A
Authority: JP
Inventors: 清隆杉浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP2004284379A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバックアップコンデンサの容量算出回路に関する。本発明のバックアップコンデンサの容量算出回路は、特に車両の衝突の際に、バッテリ電源から着火回路への電力供給に不都合が生じてもバックアップコンデンサから確実に電力供給できるように構成したエアバッグシステムにおいて、バックアップコンデンサの容量抜けを判定する際に好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグシステムにおいては、車両の衝突状態を検出したときに、車載バッテリまたはバックアップコンデンサから点火回路の点火装置に点火電流を供給して、エアバッグを展開させるようにしている。また、車両の衝突時にバッテリ配線などが切断しても、駆動回路の最低動作電圧を確保するためにＤＣ−ＤＣコンバータ回路よりなる昇圧回路が内蔵されている。
【０００３】
例えば、図４に示されるエアバッグの電源回路では、バッテリ電源８０にイグニッションスイッチ８１及び逆流防止用ダイオード８２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ８３が直列接続されている。
【０００４】
上記ＤＣ−ＤＣコンバータ８３は、バッテリ電源８０からの入力電圧を昇圧して点火回路８４に出力する昇圧回路をなすものであり、逆流防止用ダイオード８２を介してバッテリ電源８０からの電流が供給されるコイル８５と、このコイル８５への給電をオンオフ制御するためのスイッチング素子８６と、昇圧部の逆流防止用ダイオード８７と、出力電圧を安定化させるための電圧平滑用コンデンサ８８と、スイッチング素子８６に発振信号を出力して該スイッチング素子８６をオンオフ制御する制御部８９とを備えている。
【０００５】
このＤＣ−ＤＣコンバータ８３では、イグニッションスイッチ８１のオン操作に伴って制御部８９がスイッチング素子８６をオンオフ制御することにより、直流電源としてのバッテリ電源８０から逆流防止用ダイオード８２を介してコイル８６に供給される電流が変化し、これによりバッテリ電源１からの入力電圧を昇圧するとともに、この昇圧された電圧を電圧平滑用コンデンサ８８で平滑し、その平滑された昇圧電圧を出力する。
【０００６】
そして、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ８３と上記点火回路８４とを接続する電通路９０には、抵抗９１を介してバックアップコンデンサ９２が分岐接続されるとともに、この抵抗９１には放電用ダイオード９３が並列接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３で昇圧された出力電圧が抵抗９１を介してバックアップコンデンサ９２に供給され、バックアップコンデンサ９２が充電される。そして、車両の衝突時には、点火回路８４におけるオン操作に伴い、バックアップコンデンサ９２に充電された電荷が放電用ダイオード９３及び電通路９０を介して点火回路８４に供給される。
【０００７】
このようなエアバッグの電源回路においては、上記バックアップコンデンサ９２は、バックアップ用の電源として用いられているため、衝突時に点火回路８４を確実に駆動させる上で、このバックアップコンデンサ９２の容量が規定値以上あるか否かをチェックすることはきわめて重要なこととなっている。すなわち、使用環境からの温度的影響やコンデンサ自身の劣化等により、バックアップコンデンサ９２の容量が過度に低下すると、充・放電可能な電荷量の低下により、点火回路８４を駆動させるための必要最低限の電荷量を確保できなくなるおそれがある。
【０００８】
そこで、バックアップコンデンサの容量算出方法として、以下に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
この従来のバックアップコンデンサの容量算出方法は、イグニッションスイッチ８１がオンされてからのバックアップコンデンサ９２の端子電圧（非接地側の電圧、すなわち充電電圧）を電圧検出手段９４により検出する。そして、演算処理手段９５で、充電電荷がゼロから基準値Ｖ１となるまでの時間ｔ１を測定し、次に示す数１式により、バックアップコンデンサ９２の容量を算出する。
【００１０】
【数１】

【００１１】
そして、算出された容量値が所定の範囲内であれば、バックアップコンデンサ９２は正常と判定することができ、算出値が所定の範囲外であれば異常と判定することができる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平６−３３１６６８号公報（第２頁、第３図及び第４図）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、エアバッグの電源回路を小型・低コスト化させようとする要請もある。このとき、昇圧回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ８３を小型化させようとする場合、上記従来の算出方法では、バックアップコンデンサ８３の容量算出に時間がかかるという問題がある。
【００１４】
すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３が小型化されると、その能力低下に伴ってバックアップコンデンサ８３への充電時間が増大するため、充電電荷がゼロから基準値Ｖ１となるまでの時間ｔ１が増大してしまい、したがって演算処理手段９５における演算処理時間が増大してしまう。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ＤＣ−ＤＣコンバータを小型化させた場合であっても、迅速にバックアップコンデンサの容量算出を行うことのできるバックアップコンデンサの容量算出回路を提供することを解決すべき技術課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明のバックアップコンデンサの容量算出回路は、コイル及び該コイルへの給電をオンオフ制御するためのコイル用スイッチング素子を具備し、第１電通路を介してバッテリ電源から供給される入力電圧を昇圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、上記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の出力電圧が第２電通路を介して供給されるバックアップコンデンサと、上記ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧及び上記バックアップコンデンサのコンデンサ電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段の検出電圧に基づいて上記バックアップコンデンサの容量を算出する演算処理手段と、上記第１電通路及び上記第２電通路を接続するバイパス電通路、該バイパス電通路に設けられた抵抗並びに該抵抗への給電をオンオフ制御するための抵抗用スイッチング素子よりなり、上記バックアップコンデンサに抵抗充電するための抵抗充電回路と、制御信号により上記コイル用スイッチング素子及び上記抵抗用スイッチング素子をそれぞれオンオフ制御するとともに、上記電圧検出手段及び上記演算処理手段を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記バッテリ電源投入後の初期段階で、上記コイル用スイッチング素子をオフ状態にするとともに上記抵抗用スイッチング素子をオン状態にする抵抗充電用の制御信号を出力し、かつ、該制御信号が出力されて該バッテリ電源からの電流が上記バイパス電通路を介して上記バックアップコンデンサに供給されている間に、上記電圧検出手段の検出電圧に基づいて上記演算処理手段により該バックアップコンデンサの容量を算出する構成とされていることを特徴とするものである。
【００１７】
このバックアップコンデンサの容量算出回路では、バッテリ電源投入後の初期段階において、制御部が、コイル用スイッチング素子をオフ状態にするとともに抵抗用スイッチング素子をオン状態にする抵抗充電用の制御信号を出力する。このため、この初期段階では、ＤＣ−ＤＣコンバータが停止する一方、バッテリ電源からの電流がバイパス電通路を介してバックアップコンデンサに供給される。そして、このバイパス電通路には抵抗が設けられているので、抵抗充電によりバックアップコンデンサが充電される。このとき、電流容量の大きいバッテリ電源で充電することができるので、ＤＣ−ＤＣコンバータの能力に関係なく、バックアップコンデンサを迅速に充電することが可能となる。
【００１８】
したがって、このバッテリ電源投入後の初期段階で、上記制御信号が出力されて該バッテリ電源からの電流がバイパス電通路を介してバックアップコンデンサに供給されている間に、上記電圧検出手段の検出電圧に基づいて上記演算処理手段により該バックアップコンデンサの容量を算出すれば、迅速にバックアップコンデンサの容量算出を行うことが可能となる。よって、本発明のバックアップコンデンサの容量算出回路によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータを小型化させた場合であっても、迅速にバックアップコンデンサの容量算出を行うことができる。
【００１９】
なお、上記演算処理手段による容量算出は、上記電圧検出手段の検出電圧、すなわちＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧（バッテリ電源の電源電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）と、バックアップコンデンサのコンデンサ電圧（Ｖ_C）の変化（充電カーブ）とに基づいて行われる。
【００２０】
このようにＩＧ電圧を基に容量算出を行うのは、容量算出判定までの時間を短くする点で有利となるからである。また、ＩＧ電圧を基に容量算出を行うので、容量算出時には電圧重畳となるＤＣ−ＤＣコンバータ昇圧を停止する。
【００２１】
ここに、バッテリ電源投入時にバックアップコンデンサに電荷が残っており、コンデンサ電圧（Ｖ_C）が入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）以上のときに上記抵抗充電回路の抵抗用スイッチング素子がオンされると、電圧の高いバックアップコンデンサから放電してしまうため、容量算出の誤演算を招いたり、抵抗用スイッチング素子等が破壊されてしまうおそれがある。
【００２２】
そこで、バックアップコンデンサからの逆放電による誤演算及び回路破壊を防止すべく、抵抗充電に切り替え制御する際の条件に、Ｖ_IG＞Ｖ_Cという抵抗充電切替条件を入れることが好ましい。
【００２３】
すなわち、好適な態様において、前記制御部は、前記コンデンサ電圧（Ｖ_C）が前記入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）以上のときは前記抵抗充電用の制御信号を出力しない構成とされている。
【００２４】
なお、コンデンサ電圧及び入力電圧はコンパレータ等でモニタすればよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１に示されるバックアップコンデンサの容量算出回路を備えたエアバッグの電源回路では、バッテリ電源１にイグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）２及び逆流防止用ダイオード３を介してＤＣ−ＤＣコンバータ４が直列接続されている。
【００２７】
このＤＣ−ＤＣコンバータ４は、バッテリ電源１からの入力電圧を昇圧して点火回路５側に出力する昇圧回路をなすものであり、逆流防止用ダイオード３に第１電通路６により接続され、逆流防止用ダイオード３及び第１電通路６を介してバッテリ電源１からの電流が供給されるコイル７と、このコイル７への給電をオンオフ制御するための第１コイル用スイッチング素子（ＴＲ１）８及び第２コイル用スイッチング素子（ＴＲ２）９とを具備している。なお、第１及び第２コイル用スイッチング素子８及び９は共にＦＥＴトランジスタよりなる。また、第１コイル用スイッチング素子８のスイッチング動作と第２コイル用スイッチング素子９のスイッチング動作とは、互いに反対になるように設定されている。このようにスイッチング動作を逆相にするのは、第１コイル用スイッチング素子（ＴＲ１）８をオフした瞬間にコイル７から放出される昇圧電圧が、後述するバックアップコンデンサ１１の電圧より高いときだけ、第２コイル用スイッチング素子（ＴＲ２）９をオンさせるためである。
【００２８】
このＤＣ−ＤＣコンバータ４では、イグニッションスイッチ２のオン操作に伴って後述する制御部１６が第１及び第２コイル用スイッチング素子８及び９をオンオフ制御することにより、直流電源としてのバッテリ電源１から逆流防止用ダイオード３を介してコイル７に供給される電流が変化し、これによりバッテリ電源１からの入力電圧を昇圧して出力する。
【００２９】
なお、このＤＣ−ＤＣコンバータ４は、昇圧電圧が高いものの出力電流能力が小さい小型のものである。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力側には第２電通路１０が接続され、この第２電通路１０に出力電圧を安定化させるための電圧平滑用を兼ねたバックアップコンデンサ１１が分岐接続されている。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧が、第２電通路１０を介してバックアップコンデンサ１１に供給されて充電されるとともに、バックアップコンデンサ１１で平滑されてから点火回路５側へ供給されるようになっている。
【００３１】
また、上記第１電通路６と上記第２電通路１０とがバイパス電通路１２により接続されており、このバイパス電通路１２には充電抵抗１３と、この充電抵抗１３への給電をオンオフ制御するための抵抗用スイッチング素子（ＴＲ３）１４とが設けられている。なお、これらバイパス電通路１２、充電抵抗１３及び抵抗用スイッチング素子１４によりの抵抗充電回路１５が構成される。また、抵抗用スイッチング素子１４もＦＥＴトランジスタよりなる。
【００３２】
そして、上記第１及び第２コイル用スイッチング素子８及び９並びに上記抵抗用スイッチング素子１４をオンオフ制御する制御部１６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）を検出するためのＩＧ電圧検出手段（ＩＧ電圧モニタ）１７と、バックアップコンデンサ１１のコンデンサ電圧（Ｖ_C、バックアップコンデンサ１１の非接地側の端子電圧）を検出するためのコンデンサ電圧検出手段（コンデンサ電圧モニタ）１８と、これら電圧検出手段の検出電圧に基づいてバックアップコンデンサ１１の容量を算出する演算処理手段１９とを備えている。
【００３３】
なお、この演算処理手段１９は、ＩＧ電圧（Ｖ_IG）、コンデンサ電圧（Ｖ_C）、充電抵抗（Ｒ）及び検出時間（ｔ）に基づき、以下の数２式により、バックアップコンデンサ１１の容量を算出する（充電開始をｔ＝０として１回目の検出を行い、ｔ秒後に２回目の検出を行う。）。
【００３４】
【数２】

【００３５】
上記構成を有する本実施形態のバックアップコンデンサの容量算出回路では、動作タイミングが図２に示されるように、イグニッションスイッチ２がオン操作されたバッテリ電源１投入直後の微小時間に、抵抗充電切替条件が満たされているか否かを制御部１６が判定する。すなわち、ＩＧ電圧検出手段１７及びコンデンサ電圧検出手段１８により入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）及びコンデンサ電圧（Ｖ_C）をモニタし、Ｖ_IG＞Ｖ_Cという抵抗充電切替条件を満たしているか否かを判定する。そして、この条件を満たしていないとき、すなわちコンデンサ電圧（Ｖ_C）が入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）以上のときは、制御部１６は抵抗充電用の制御信号を出力しない。これにより、バックアップコンデンサ１１からの逆放電による容量算出の誤演算を防止ことができる。また、抵抗充電切り替えに伴う部品破壊を防止することができる。
【００３６】
一方、上記抵抗充電切替条件Ｖ_IG＞Ｖ_Cを満たしている場合は、バッテリ電源１投入してから上記抵抗充電切替条件の判定時間の経過後に、制御部１６が抵抗充電用の制御信号を出力する。すなわち、制御部１６は、上記第１及び第２コイル用スイッチング素子８及び９を共にオフ状態にするとともに上記抵抗用スイッチング素子１４をオン状態にする抵抗充電用の制御信号をそれぞれのスイッチング素子に出力する。これにより、この抵抗充電期間では、ＤＣ−ＤＣコンバータ４が停止する一方、バッテリ電源１からの電流が逆流防止用ダイオード３、第１電通路６及びバイパス電通路１２を介してバックアップコンデンサ１１に供給される。そして、このバイパス電通路１２には充電抵抗１３が設けられているので、抵抗充電によりバックアップコンデンサ１１が充電される。このとき、電流容量の大きいバッテリ電源１で充電することができるので、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の能力に関係なく、バックアップコンデンサ１１を迅速に充電することが可能となる。なお、図２中、実線で示す充電カーブ（コンデンサ電圧の変化）が本実施形態に係るものであり、点線で示す充電カーブは、抵抗充電することなく小型のＤＣ−ＤＣコンバータ４の出力電圧だけでバックアップコンデンサ１１を充電した場合の比較例である。
【００３７】
したがって、この抵抗充電期間中に、ＩＧ電圧検出手段１７及びコンデンサ電圧検出手段１８により入力電圧（ＩＧ電圧：Ｖ_IG）及びコンデンサ電圧（Ｖ_C）をモニタし、これら検出電圧に基づいて演算処理手段１９によりバックアップコンデンサ１１の容量を算出すれば、迅速にバックアップコンデンサの容量算出を行うことが可能となる。
【００３８】
そして、この抵抗充電期間の経過後に、制御部１６は、上記抵抗充電用の制御信号の代わりに、上記抵抗用スイッチング素子１４にオフ信号を出力するとともに、所定の周期で互いに逆相となるオンオフ信号を上記第１及び第２コイル用スイッチング素子８及び９に出力する。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ４は入力電圧を所定の昇圧電圧に昇圧して出力する。
【００３９】
このように、本実施形態のバックアップコンデンサの容量算出回路によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を小型化させた場合であっても、迅速にバックアップコンデンサ１１の容量算出を行うことができる。
【００４０】
（その他の実施形態）
図３に示されるように、上述の実施形態において、第２コイル用スイッチング素子９を第２逆流防止用のダイオード２０に置き換えてもよい。この態様によっても、上述の実施形態と同様、ＤＣ−ＤＣコンバータ４を小型化させた場合であっても、迅速にバックアップコンデンサ１１の容量算出を行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明のバックアップコンデンサの容量算出回路によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータを小型化させた場合であっても、迅速にバックアップコンデンサの容量算出を行うことができる。したがって、昇圧回路の小型・低コスト化を図りつつ、エアバッグシステムの信頼性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施形態に係るバックアップコンデンサの容量算出回路を示す電気回路図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバックアップコンデンサの容量算出回路における動作タイミングを示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るバックアップコンデンサの容量算出回路を示す電気回路図である。
【図４】従来のバックアップコンデンサの容量算出回路を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１…バッテリ電源４…ＤＣ−ＤＣコンバータ
６…第１電通路７…コイル
８…第１コイル用スイッチング素子９…第２コイル用スイッチング素子
１０…第２電通路１１…バックアップコンデンサ
１２…バイパス電通路１３…抵抗
１４…抵抗用スイッチング素子１５…抵抗充電回路
１６…制御部１７…入力電圧（ＩＧ電圧）検出手段
１８…コンデンサ電圧検出手段１９…演算処理手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacity calculation circuit for a backup capacitor. The capacity calculation circuit of the backup capacitor according to the present invention is an airbag system configured so that power can be reliably supplied from the backup capacitor even when a problem occurs in power supply from the battery power source to the ignition circuit, particularly in the event of a vehicle collision. Therefore, it can be suitably used when determining the capacity loss of the backup capacitor.
[0002]
[Prior art]
In an airbag system, when a collision state of a vehicle is detected, an ignition current is supplied from an in-vehicle battery or a backup capacitor to an ignition device of an ignition circuit so that the airbag is deployed. In addition, a booster circuit including a DC-DC converter circuit is incorporated in order to ensure the minimum operating voltage of the drive circuit even if the battery wiring is disconnected in the event of a vehicle collision.
[0003]
For example, in the airbag power supply circuit shown in FIG. 4, a DC-DC converter 83 is connected in series to a battery power supply 80 via an ignition switch 81 and a backflow prevention diode 82.
[0004]
The DC-DC converter 83 forms a booster circuit that boosts the input voltage from the battery power supply 80 and outputs the boosted voltage to the ignition circuit 84. A current from the battery power supply 80 is supplied through the backflow prevention diode 82. A coil 85, a switching element 86 for controlling on / off of power feeding to the coil 85, a backflow prevention diode 87 for the booster, a voltage smoothing capacitor 88 for stabilizing the output voltage, and a switching element 86. And a control unit 89 that outputs an oscillation signal to control the on / off of the switching element 86.
[0005]
In this DC-DC converter 83, the control unit 89 controls the switching element 86 to be turned on / off in accordance with the ON operation of the ignition switch 81, so that the battery 86 from the DC power source is connected to the coil 86 through the backflow prevention diode 82. The supplied current changes, thereby boosting the input voltage from the battery power supply 1, smoothing the boosted voltage by the voltage smoothing capacitor 88, and outputting the smoothed boosted voltage.
[0006]
A backup capacitor 92 is branchedly connected to the electric path 90 connecting the DC-DC converter 83 and the ignition circuit 84 via a resistor 91, and a discharging diode 93 is connected in parallel to the resistor 91. Has been. As a result, the output voltage boosted by the DC-DC converter 83 is supplied to the backup capacitor 92 via the resistor 91, and the backup capacitor 92 is charged. When the vehicle collides, the charge charged in the backup capacitor 92 is supplied to the ignition circuit 84 via the discharge diode 93 and the electric path 90 in accordance with the ON operation in the ignition circuit 84.
[0007]
In such an air bag power supply circuit, the backup capacitor 92 is used as a backup power supply. Therefore, when the ignition circuit 84 is reliably driven in the event of a collision, the capacity of the backup capacitor 92 is a specified value. It is very important to check whether there is any more. That is, if the capacity of the backup capacitor 92 is excessively reduced due to the temperature influence from the usage environment or the deterioration of the capacitor itself, the minimum necessary for driving the ignition circuit 84 due to the decrease in the charge amount that can be charged and discharged. There is a risk that the amount of charge cannot be secured.
[0008]
Therefore, the following method is known as a method for calculating the capacity of the backup capacitor (see, for example, Patent Document 1).
[0009]
In this conventional method of calculating the capacity of the backup capacitor, the voltage detection means 94 detects the terminal voltage (non-ground side voltage, ie, charging voltage) of the backup capacitor 92 after the ignition switch 81 is turned on. Then, the arithmetic processing means 95 measures the time t1 until the charged charge reaches zero to the reference value V1, and calculates the capacity of the backup capacitor 92 by the following equation (1).
[0010]
[Expression 1]

[0011]
If the calculated capacitance value is within a predetermined range, the backup capacitor 92 can be determined to be normal, and if the calculated value is outside the predetermined range, it can be determined to be abnormal.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-6-331668 (Page 2, FIGS. 3 and 4)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, there is a demand to reduce the size and cost of the power supply circuit of the airbag. At this time, when the DC-DC converter 83 as the booster circuit is to be reduced in size, the conventional calculation method has a problem that it takes time to calculate the capacity of the backup capacitor 83.
[0014]
That is, when the DC-DC converter 83 is reduced in size, the charging time for the backup capacitor 83 increases as the capacity thereof decreases, so that the time t1 until the charge charge reaches the reference value V1 increases from zero. Therefore, the arithmetic processing time in the arithmetic processing means 95 increases.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a capacity calculation circuit for a backup capacitor capable of quickly calculating the capacity of the backup capacitor even when the DC-DC converter is downsized. This is a technical problem to be solved.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A capacity calculation circuit for a backup capacitor according to the present invention that solves the above problems includes a coil and a coil switching element for on / off control of power supply to the coil, and is supplied from a battery power supply via a first electrical path. A DC-DC converter that boosts and outputs an input voltage, a backup capacitor to which an output voltage of the DC-DC converter circuit is supplied via a second electric path, an input voltage of the DC-DC converter, and the backup capacitor Voltage detecting means for detecting the capacitor voltage of each of them, arithmetic processing means for calculating the capacity of the backup capacitor based on the detection voltage of the voltage detecting means, and a bypass connecting the first electric path and the second electric path ON / OFF the electric path, the resistance provided in the bypass electric path, and the power supply to the resistance A resistance charging circuit for controlling the resistance of the backup capacitor, and controlling on / off of the coil switching element and the resistance switching element by a control signal, and the voltage detecting means. And a control unit for controlling the arithmetic processing means, and the control unit turns off the coil switching element and turns on the resistance switching element at an initial stage after the battery power is turned on. While the control signal for resistance charging is output, and the control signal is output and the current from the battery power supply is supplied to the backup capacitor via the bypass electrical path, the detection of the voltage detection means The capacity of the backup capacitor is calculated by the arithmetic processing means based on the voltage. That is configured to calculate the is characterized in.
[0017]
In this backup capacitor capacity calculation circuit, in an initial stage after the battery power is turned on, the control unit outputs a control signal for resistance charging that turns off the coil switching element and turns on the resistance switching element. . Therefore, in this initial stage, the DC-DC converter is stopped, while the current from the battery power supply is supplied to the backup capacitor via the bypass electrical path. Since this bypass electric path is provided with a resistor, the backup capacitor is charged by resistance charging. At this time, since it can be charged by a battery power source having a large current capacity, the backup capacitor can be quickly charged regardless of the capability of the DC-DC converter.
[0018]
Therefore, at the initial stage after the battery power is turned on, the control signal is output and the current from the battery power supply is supplied to the backup capacitor via the bypass electric path. If the capacity of the backup capacitor is calculated by the arithmetic processing unit based on the above, it is possible to quickly calculate the capacity of the backup capacitor. Therefore, according to the capacity calculation circuit of the backup capacitor of the present invention, the capacity of the backup capacitor can be quickly calculated even when the DC-DC converter is downsized.
[0019]
The capacity calculation by the arithmetic processing means is performed by detecting the detection voltage of the voltage detection means, that is, the DC-DC converter input voltage (battery power supply voltage (IG voltage: V _IG ) and backup capacitor voltage (V _C ) (Charge curve).
[0020]
The reason for calculating the capacity based on the IG voltage in this way is advantageous in that the time until the capacity calculation determination is shortened. Further, since the capacity calculation is performed based on the IG voltage, the DC-DC converter boosting that causes voltage superposition is stopped when the capacity is calculated.
[0021]
Here, when the battery power is turned on, the charge remains in the backup capacitor. When the capacitor voltage (V _C ) is equal to or higher than the input voltage (IG voltage: V _IG ), the resistance switching element of the resistance charging circuit is turned on. Since the high-voltage backup capacitor is discharged, there is a risk of causing an erroneous calculation of capacity calculation or destroying the switching element for resistance.
[0022]
Therefore, in order to prevent erroneous calculation and circuit destruction due to reverse discharge from the backup capacitor, it is preferable to include a resistance charge switching condition of V _IG > V _{C as} a condition for switching control to resistance charging.
[0023]
That is, in a preferred aspect, the control unit is configured not to output the control signal for resistance charging when the capacitor voltage (V _C ) is equal to or higher than the input voltage (IG voltage: V _IG ).
[0024]
The capacitor voltage and input voltage may be monitored with a comparator or the like.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
In the airbag power supply circuit having the backup capacitor capacity calculation circuit shown in FIG. 1, a DC-DC converter 4 is connected in series to a battery power supply 1 via an ignition switch (IG-SW) 2 and a backflow prevention diode 3. Has been.
[0027]
The DC-DC converter 4 forms a booster circuit that boosts the input voltage from the battery power source 1 and outputs the boosted voltage to the ignition circuit 5 side. The DC-DC converter 4 is connected to the backflow prevention diode 3 by the first electric path 6 and is connected to the backflow current. A coil 7 to which a current from the battery power source 1 is supplied via the prevention diode 3 and the first electric path 6; a first coil switching element (TR1) 8 for on / off control of power supply to the coil 7; The second coil switching element (TR2) 9 is provided. The first and second coil switching elements 8 and 9 are both FET transistors. The switching operation of the first coil switching element 8 and the switching operation of the second coil switching element 9 are set to be opposite to each other. The switching operation is thus reversed in phase only when the boosted voltage released from the coil 7 at the moment when the first coil switching element (TR1) 8 is turned off is higher than the voltage of the backup capacitor 11 described later. This is because the second coil switching element (TR2) 9 is turned on.
[0028]
In the DC-DC converter 4, the control unit 16, which will be described later, performs on / off control of the first and second coil switching elements 8 and 9 in accordance with the turning-on operation of the ignition switch 2, thereby The current supplied to the coil 7 through the backflow prevention diode 3 changes, thereby boosting and outputting the input voltage from the battery power supply 1.
[0029]
The DC-DC converter 4 is a small one with a high boosted voltage but a small output current capability.
[0030]
A second electrical path 10 is connected to the output side of the DC-DC converter 4, and a backup capacitor 11 that also serves as a voltage smoothing for stabilizing the output voltage is branchedly connected to the second electrical path 10. As a result, the output voltage of the DC-DC converter 4 is supplied to the backup capacitor 11 via the second electric path 10 and charged, and after being smoothed by the backup capacitor 11, it is supplied to the ignition circuit 5 side. It has become.
[0031]
The first electric path 6 and the second electric path 10 are connected by a bypass electric path 12, and the bypass electric path 12 is controlled to turn on and off the charging resistor 13 and the power supply to the charging resistor 13. And a switching element for resistance (TR3) 14 is provided. The bypass charging path 12, the charging resistor 13, and the resistance switching element 14 constitute a resistance charging circuit 15. The resistance switching element 14 is also composed of an FET transistor.
[0032]
The control unit 16 that controls the on / off of the first and second coil switching elements 8 and 9 and the resistance switching element 14 detects the input voltage (IG voltage: V _IG ) of the DC-DC converter 4. IG voltage detection means (IG voltage monitor) 17, capacitor voltage detection means (capacitor voltage monitor) 18 for detecting the capacitor voltage (V _C , terminal voltage on the non-ground side of the backup capacitor 11) of the backup capacitor 11, And an arithmetic processing means 19 for calculating the capacity of the backup capacitor 11 based on the detected voltage of the voltage detecting means.
[0033]
The arithmetic processing means 19 calculates the capacity of the backup capacitor 11 according to the following equation (2) based on the IG voltage (V _IG ), capacitor voltage (V _C ), charging resistance (R), and detection time (t). (First detection is performed with t = 0 as the start of charging, and second detection is performed after t seconds).
[0034]
[Expression 2]

[0035]
In the capacity calculation circuit of the backup capacitor according to the present embodiment having the above-described configuration, as shown in FIG. 2, the resistance charge switching condition is satisfied in a minute time immediately after the battery power source 1 is turned on when the ignition switch 2 is turned on. The control part 16 determines whether it is satisfy | filled. That is, the input voltage (IG voltage: V _IG ) and the capacitor voltage (V _C ) are monitored by the IG voltage detection means 17 and the capacitor voltage detection means 18, and whether or not the resistance charge switching condition of V _IG > V _C is satisfied. Determine. When this condition is not satisfied, that is, when the capacitor voltage (V _C ) is equal to or higher than the input voltage (IG voltage: V _IG ), the control unit 16 does not output a control signal for resistance charging. Thereby, it is possible to prevent erroneous calculation of capacity due to reverse discharge from the backup capacitor 11. In addition, it is possible to prevent component destruction due to resistance charge switching.
[0036]
On the other hand, when the resistance charge switching condition V _IG > V _C is satisfied, the control unit 16 outputs a control signal for resistance charging after the determination time of the resistance charge switching condition after the battery power source 1 is turned on. To do. In other words, the control unit 16 turns off the first and second coil switching elements 8 and 9 and supplies the resistance charging control signal for turning on the resistance switching element 14 to each switching element. Output. As a result, during this resistance charging period, the DC-DC converter 4 is stopped, while the current from the battery power supply 1 is supplied to the backup capacitor 11 via the backflow prevention diode 3, the first electric path 6, and the bypass electric path 12. Is done. Since the bypass electric path 12 is provided with the charging resistor 13, the backup capacitor 11 is charged by resistance charging. At this time, since the battery power supply 1 having a large current capacity can be charged, the backup capacitor 11 can be quickly charged regardless of the capability of the DC-DC converter 4. In FIG. 2, a charging curve (change in capacitor voltage) indicated by a solid line relates to the present embodiment, and the charging curve indicated by a dotted line indicates only the output voltage of the small DC-DC converter 4 without resistance charging. This is a comparative example when the backup capacitor 11 is charged.
[0037]
Therefore, during this resistance charging period, the input voltage (IG voltage: V _IG ) and the capacitor voltage (V _C ) are monitored by the IG voltage detecting means 17 and the capacitor voltage detecting means 18, and the arithmetic processing means is based on these detected voltages. If the capacity of the backup capacitor 11 is calculated according to 19, the capacity of the backup capacitor can be calculated quickly.
[0038]
Then, after the resistance charging period has elapsed, the control unit 16 outputs an off signal to the resistance switching element 14 instead of the resistance charging control signal, and is turned on and off in phases opposite to each other at a predetermined cycle. A signal is output to the switching elements 8 and 9 for the first and second coils. As a result, the DC-DC converter 4 boosts the input voltage to a predetermined boosted voltage and outputs the boosted voltage.
[0039]
Thus, according to the capacity calculation circuit of the backup capacitor of the present embodiment, the capacity of the backup capacitor 11 can be quickly calculated even when the DC-DC converter 4 is downsized.
[0040]
(Other embodiments)
As shown in FIG. 3, in the above-described embodiment, the second coil switching element 9 may be replaced with a second backflow preventing diode 20. According to this aspect, similarly to the above-described embodiment, even when the DC-DC converter 4 is downsized, the capacity of the backup capacitor 11 can be quickly calculated.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the capacity calculation circuit of the backup capacitor of the present invention, the capacity of the backup capacitor can be quickly calculated even when the DC-DC converter is downsized. Therefore, it is possible to maintain the reliability of the airbag system while reducing the size and cost of the booster circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a capacity calculation circuit of a backup capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing operation timings in the capacity calculation circuit of the backup capacitor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a capacity calculation circuit of a backup capacitor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a conventional capacity calculation circuit for a backup capacitor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery power supply 4 ... DC-DC converter 6 ... 1st electricity path 7 ... Coil 8 ... Switching element for 1st coils 9 ... Switching element for 2nd coils 10 ... 2nd electricity path 11 ... Backup capacitor 12 ... Bypass electricity path DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Resistor 14 ... Resistance switching element 15 ... Resistance charging circuit 16 ... Control part 17 ... Input voltage (IG voltage) detection means 18 ... Capacitor voltage detection means 19 ... Arithmetic processing means

Claims

A DC-DC converter including a coil and a coil switching element for controlling on / off of power feeding to the coil, and boosting and outputting an input voltage supplied from the battery power supply via the first electrical path;
A backup capacitor to which the output voltage of the DC-DC converter circuit is supplied via the second electrical path;
Voltage detection means for detecting the input voltage of the DC-DC converter and the capacitor voltage of the backup capacitor,
Arithmetic processing means for calculating the capacity of the backup capacitor based on the detection voltage of the voltage detection means;
A bypass electrical path connecting the first electrical path and the second electrical path, a resistance provided in the bypass electrical path, and a resistance switching element for on / off control of power supply to the resistance, and the backup capacitor A resistance charging circuit for resistance charging;
The on-off control of the coil switching element and the resistance switching element by a control signal, respectively, and a control unit for controlling the voltage detection means and the arithmetic processing means,
The control unit outputs a control signal for resistance charging that turns off the coil switching element and turns on the resistance switching element at an initial stage after the battery power is turned on, and While the signal is output and the current from the battery power supply is supplied to the backup capacitor via the bypass electrical path, the capacity of the backup capacitor is calculated by the arithmetic processing unit based on the detection voltage of the voltage detection unit. A capacity calculation circuit for a backup capacitor, characterized in that:

2. The capacity calculation circuit for a backup capacitor according to claim 1, wherein the control unit is configured not to output a control signal for resistance charging when the capacitor voltage is equal to or higher than the input voltage.