JP4082964B2 - 放電ダイオードの故障診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電ダイオードの故障診断装置に係り、特に自動車のエアバッグ点火装置に適用される放電ダイオードの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車にはエアバッグが搭載されており、車両の衝突を検出したときにインフレータから発生したガスによってエアバッグを膨らませる。
【０００３】
通常インフレータはバッテリから供給される電力によって点火されるが、衝突によりバッテリと点火装置を接続する配線が破損してバッテリから電力が供給されない場合を想定して点火装置内にバックアップコンデンサを設置している。
【０００４】
図１は従来のエアバッグ制御装置の回路図であって、エアバッグ制御装置１０はバッテリ１１から電力の供給を受け、点火回路１２に点火電力を供給する。
【０００５】
バッテリ１１は第一のダイオード１０１１を介して昇圧コンバータ１０１２に電力を供給する。昇圧コンバータ１０１２はバッテリ１１の電圧（例えば１２Ｖ）を例えば２４Ｖに昇圧する機能を有する。
【０００６】
そして、昇圧コンバータ１０１２は第二のダイオード１０１３を介して点火回路１２に電力を供給するとともに、充電スイッチ１０２を介してバックアップコンデンサ１０３を充電する。なおバックアップコンデンサ１０３は放電ダイオード１０４１を介して点火回路１２と接続されている。
【０００７】
上記構成のエアバッグ制御装置１０において、バッテリ１１からの電力供給が遮断されたときはバックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力が放電ダイオード１０４１を介して点火回路１２に供給される。なお、バックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力の昇圧コンバータ１０２１への流れ込みは第２のダイオード１０３１によって阻止される。
【０００８】
しかし、放電ダイオード１０４１が１個だけの場合には放電ダイオード１０４１に開放故障が発生したときには、バックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力を点火回路１２に供給することはできない。
【０００９】
そこで図１（イ）に示すように、放電ダイオード１０４１に開放故障が発生したときにもバックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力を点火回路１２に供給可能とするために、放電ダイオード１０４１に並列に第二の放電ダイオード１０４２を設置することが提案されている。
【００１０】
さらに、放電ダイオード１０４１（又は第二の放電ダイオード１０４２）に短絡故障が発生した場合にも対応するためには、放電ダイオード１０４１及び第二の放電ダイオード１０４２と直列に第三及び第四の放電ダイオード１０４３及び１０４４を設置することが必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、放電ダイオードを四つ設置することは、エアバッグ制御装置のコストアップになるだけでなく大きさも大きくなる。
【００１２】
そこで、従来からエアバッグ制御装置には故障診断部が搭載されていることに鑑み、故障診断部に放電ダイオードの異常診断機能を追加することによるコストアップを抑制するとともに、放電ダイオードの開放及び短絡故障を確実に診断することの可能な放電ダイオードの故障診断装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第一の発明に係る放電ダイオードの故障診断装置は、バッテリから供給される電力をエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、バッテリから供給される電力を蓄積するバックアップコンデンサと、バッテリからバックアップコンデンサへ供給される電力をオン・オフする充電スイッチと、バックアップコンデンサにアノード端子が点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、前記充電スイッチをオフ状態に維持して、前記バックアップコンデンサの充電前において前記バックアップコンデンサの第１端子電圧を計測し、該第１端子電圧の計測から所定時間経過後に前記バックアップコンデンサの第２端子電圧を計測し、該第２端子電圧が前記第１端子電圧より高いときは、前記放電ダイオードが短絡故障していると診断する放電ダイオード短絡故障診断手段を具備する。
【００１４】
本発明にあっては、充電スイッチ開状態における充電前のバックアップコンデンサの端子電圧の変化に基づき放電ダイオードの短絡故障が診断される。
【００１５】
第二の発明に係る放電ダイオードの故障診断装置は、バッテリから供給される電力を昇圧コンバータによって昇圧した電圧でエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、バッテリから供給される電力を昇圧コンバータによって昇圧した電圧で蓄積するバックアップコンデンサと、バッテリから前記バックアップコンデンサへ供給される電力をオン・オフする充電スイッチと、バックアップコンデンサにアノード端子が点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、充電スイッチがオンとしてバックアップコンデンサを充電した後に放電ダイオードのアノード端子及びカソード端子の電圧差を計測する第一の電圧差計測手段と、充電スイッチをオフとし昇圧コンバータによる昇圧を停止した後に放電ダイオードのアノード端子及びカソード端子の電圧差を計測する第二の電圧差計測手段と、第一の電圧差計測手段によって計測された電圧差と第二の電圧計測手段によって計測された電圧差の差が予め定められた閾値より高いときは放電ダイオードが開放故障していると診断する放電ダイオード開放故障診断手段を具備する。
【００１６】
本発明にあっては、充電後及び昇圧コンバータ停止後のバックアップコンデンサの端子電圧と点火ライン電圧の差電圧の時間的変化率に基づき放電ダイオードの開放故障が診断される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に係る放電ダイオードの故障診断装置の構成図であって、バッテリ２１は第一のダイオード２０１１を介して昇圧コンバータ２０１２及び５Ｖレギュレータ２０５に電力を供給する。昇圧コンバータ２０１２はバッテリ２１の電圧（例えば１２Ｖ）を例えば２４Ｖに昇圧する機能を有し、５Ｖレギュレータ２０５はバッテリ２１の電圧を５Ｖに降圧してエアバッグ制御装置２０の故障診断を行う故障診断部２０６に電力を供給する。
【００１８】
昇圧コンバータ２０１２は第二のダイオード２０１３を介して点火回路２２に電力を供給する点火バスに接続されるとともに、充電抵抗２０２１及び充電スイッチ２０２２を介してバックアップコンデンサ２０３を充電する。
【００１９】
バックアップコンデンサ２０３に蓄電された電力は放電ダイオード２０４を介して点火ラインに接続され、点火回路２２に電力を供給可能な構成となっている。
【００２０】
なおバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ及び点火ラインの電圧Ｖｂは故障診断部２０６によって監視されている。即ち、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧は第一の分割抵抗２０７１及び２０７２で分割され、第一の分割抵抗２０７１及び２０７２の結合点の電圧が故障診断部２０６に入力される。そして点火回路２２の電圧は第二の分割抵抗２０７３及び２０７４で分割され、第二の分割抵抗２０７３及び２０７４の結合点の電圧が故障診断部２０６によって計測される。
【００２１】
なお、放電ダイオード２０４のカソード端子と第一のダイオード２０１１のカソード端子の間には降圧コンバータ２０９１と第三のダイオード２０５１が配置され、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を故障診断部２０６に供給することが可能な構成となっている。
【００２２】
さらにバックアップコンデンサ２０３をリセットするために、点火ラインには放電スイッチ２０８１及び放電抵抗２０８２が接続されている。
【００２３】
なお、充電スイッチ２０２２及び放電スイッチ２０８１はトランジスタリレイが適用され、これらのオン−オフは故障診断部２０６によって制御される。
【００２４】
さらに、故障診断部２０６は昇圧コンバータ２０１２及び降圧コンバ−タ２０９１の動作を制御する。
【００２５】
図３は故障診断部２０６で実行される第一の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートであって、所定時間（例えば一日）駐車後にイグニッションスイッチをオンとしたときに実行される。
【００２６】
ステップ３０１でバックアップコンデンサ充電前であるかを判定し、肯定判定されたときは、充電前放電ダイオード短絡故障診断タイミングであるとしてステップ３０２でバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃを第一バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（１）として計測する。
【００２７】
ステップ３０３で所定時間Δｔ（数十ミリ秒）経過するまで待機し、ステップ３０４でバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃを第二バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（２）として計測する。
【００２８】
次にステップ３０５で第二バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（２）と第一バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（１）の差電圧ΔＶｃを算出し、ステップ３０６で差電圧ΔＶが正であるか、即ち時間の経過とともにバックアップコンデンサ２０３の端子電圧が上昇するかを判定する。
【００２９】
ステップ３０６で肯定判定されたとき、即ち、イグニッションスイッチがオンとなって昇圧コンバータ２０１２が動作を開始して所定の電圧にまで上昇するに応じてバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが上昇したときは、放電ダイオード２０４が短絡故障しているものとしてステップ３０７で放電ダイオード短絡故障を出力してこのルーチンを終了する。
【００３０】
なお、ステップ３０１で否定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ充電後であるときは充電前放電ダイオード短絡故障診断タイミングでないとして、及び、ステップ３０６で否定判定されたとき、即ち昇圧コンバータの出力電圧が上昇してもバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが上昇しないときは、放電ダイオード２０４は短絡故障していないものとして直接このルーチンを終了する。
【００３１】
なお、バッテリ２１の端子電圧は経時的な劣化によって低下するので、診断精度を維持するためには、バッテリ端子電圧の低下に応じてステップ３０３の待機時間Δｔを長くすることが望ましい。
【００３２】
図４は故障診断部２０６で実行される第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、ステップ４０１で充電スイッチ２０２２に対して閉指令を出力し、バックアップコンデンサ２０３への充電を開始する。そして、ステップ４０２で所定時間待機し、バックアップコンデンサ２０３を十分な期間充電し、ステップ４０３で充電スイッチ２０２に対して開指令を出力する。
【００３３】
ステップ４０４で第一のバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ（１）及び第一の点火ライン電圧Ｖｂ（１）を計測し、ステップ４０５で第一の電圧差ΔＶ（１）を算出する。
【００３４】
次にステップ４０６で昇圧コンバータ２０１２に対し停止指令を出力して昇圧コンバータ２０１２の動作を停止する。その後、ステップ４０７で第二のバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ（２）及び第二の点火ライン電圧Ｖｂ（２）を計測し、ステップ４０８で第二の電圧差ΔＶ（２）を算出する。
【００３５】
ステップ４０９で電圧差変化率ΔＶ／ｄｔを第一の電圧差ΔＶ（１）と第二の電圧差ΔＶ（２）の差の絶対値として算出し、ステップ４１０で電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値εより大きいかを判定する。
【００３６】
即ち、昇圧コンバータ２０１２の機能を停止すると、点火ラインの電圧はバッテリ２１の端子電圧まで低下するが、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧は昇圧された電圧をほぼ維持する。従って、放電ダイオード２０４が開放故障していない場合は、点火ラインには放電ダイオード２０４を介してバックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力が供給されるので電圧差変化率ΔＶ／ｄｔは小さい値となり、放電ダイオード２０４が開放故障している場合には電圧差変化率ΔＶ／ｄｔは大きい値となる。そこで本ルーチンでは上記を利用して放電ダイオード２０４が開放故障しているか否かを診断する。
【００３７】
ステップ４１０で肯定判定されたとき、即ち電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値εより大きいときは、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが点火ライン電圧Ｖｂの低下に応じて変化しないのでステップ４１１で放電ダイオード２０４は開放故障している旨を出力してステップ４１２に進む。
【００３８】
ステップ４１０で否定判定されたとき、即ち電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値ε以下であるときは、放電ダイオード２０４は開放故障していないものとして直接ステップ４１２に進む。
【００３９】
ステップ４１２では昇圧コンバータ動作指令及び充電スイッチ閉指令を出力してこのルーチンを終了する。
【００４０】
上記第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンにおいては、昇圧コンバータ２０１２停止後にバックアップコンデンサ２０３の端子電圧は漏洩放電によって低下するとしているが、漏洩放電量が少ない場合には診断に時間を要する。
【００４１】
図５は故障診断部２０６で実行される第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、放電抵抗を介してバックアップコンデンサに蓄えられた電力を強制的に放電することによって診断時間を短縮する。
【００４２】
第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのステップ４０６に代えてステップ５１〜５３が挿入される。
【００４３】
即ち、ステップ４０５で第一の電圧差ΔＶ（１）を算出した後にステップ５１で放電スイッチ２０８１を閉とし、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を放電抵抗２０８２から所定時間放電する。
【００４４】
ステップ５２で所定時間経過するまで待機し、所定時間経過したときはステップ５３で放電スイッチ２０８１を開とする。
【００４５】
そして、ステップ４０６で第二のバックアップコンデンサの端子電圧Ｖｃ（２）及び第二の点火ライン電圧Ｖｂ（２）を計測する。
【００４６】
その後の処理は第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと同様であるので説明を省略する。
【００４７】
ただし、第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンでは昇圧コンバータ２０１２の動作を停止していないので、ステップ４１２では充電スイッチ２０２２の閉指令だけを出力する。
【００４８】
図６は故障診断部２０６で実行される第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンを組み合わせらものであり、第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのステップ４０６と４０７の間にステップ５１から５３が挿入される。
【００４９】
即ち、ステップ４０６で昇圧コンバータ２０１２の動作を停止して後、ステップ５１で放電スイッチ２０８１を閉とし、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を放電抵抗２０８２から所定時間放電する。
【００５０】
ステップ５２で所定時間経過するまで待機し、所定時間経過したときはステップ５３で放電スイッチ２０８１を開とする。
【００５１】
その後の処理は第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと同様であるので説明を省略すが、ステップ４１２では昇圧コンバータ動作指令及び充電スイッチ閉指令を出力する。
【００５２】
なお、本発明に係るエアバッグ制御装置においては、バッテリ２１との間の配線が切断されたときにも故障診断部２０６の動作を継続可能なように、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を降圧コンバータ２０９１及び第三のダイオード２０５１を介して昇圧コンバータ２０１２の入力側にフィードバックしている。そして定期的に昇圧コンバータ２０１２の動作を停止することにより、降圧コンバータ２０９１の異常診断を実施している。
【００５３】
従って、この降圧コンバータの異常診断のタイミングを利用して、第一〜第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンを実施すれば、放電ダイオードの開放故障診断のために昇圧コンバータの動作を停止する必要がなくなる。
【００５４】
さらに、放電抵抗２０８２によるバックアップコンデンサ２０３のリセットを第一の放電ダイオード短絡診断ルーチンに適用することにより、短絡診断の精度を向上することができる。
【００５５】
図７は故障診断部２０６で実行される第二の放電ダイオード短絡診断ルーチンであって、第一の放電ダイオード短絡診断ルーチンのステップ３０１で実行される処理に代えてステップ６１〜６４の処理が実行される。
【００５６】
即ち、ステップ７１で放電スイッチ２０８１を閉とする。そして、ステップ７２でバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）を計測し、ステップ６３でこの電圧が所定の閾値電圧Ｖｔｈより高いかを判定する。
【００５７】
ステップ７３で肯定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）が所定の閾値電圧Ｖｔｈより高いときは、ステップ７２に戻る。
【００５８】
ステップ７３で否定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）が所定の閾値電圧Ｖｔｈ以下に低下したときは、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力は放電抵抗２９８２で放電されたものとして、ステップ７４で充電スイッチ２０２２を開とする。
【００５９】
その後ステップ３０２でバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（１）を計測するが、これ以後の処理は第一のバックアップコンデンサ短絡診断ルーチンと同一であるので説明を省略する。
【００６０】
なお上記の実施形態においては、故障診断部においてバックアップコンデンサの端子電圧及び点火ライン電圧を計測し、充電スイッチ、放電スイッチ及び昇圧コンバータの制御している。これらの機能は放電ダイオードの故障診断のために新たに設けられるものではなく従来のエアバッグ制御装置の故障診断部に組み込まれており、ハードウエアの変更なしに若干のソフトウエアを追加することにより放電ダイオードの故障診断が可能となる。
【００６１】
【発明の効果】
第一の発明に係る放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置によれば、充電スイッチ開状態における充電前バックアップコンデンサの端子電圧の変化に基づき放電ダイオードの短絡故障を診断することが可能となる。
【００６２】
第二の発明に係る放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置によれば、充電後及び昇圧コンバータ停止後のバックアップコンデンサの端子電圧と点火ライン電圧の差電圧の時間的変化率に基づき放電ダイオードの開放故障を診断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエアバッグ制御装置の回路図である。
【図２】本発明に係る放電ダイオードの故障検出装置の構成図である。
【図３】第一の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図４】第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図５】第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図６】第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図７】第二の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
２０…放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置
２０１１…第一のダイオード
２０１２…昇圧コンバータ
２０１３…第二のダイオード
２０２１…充電抵抗
２０２２…充電スイッチ
２０３…バックアップコンデンサ
２０４…放電ダイオード
２０５…５Ｖレギュレータ
２０６…故障診断部
２０９１…降圧コンバータ
２０５２…第三のダイオード
２０８１…放電スイッチ
２０８２…放電抵抗
２１…バッテリ
２２…点火回路
２０７１、２０７２…第一の分割抵抗
２０７３、７０７４…第二の分割抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は放電ダイオードの故障診断装置に係り、特に自動車のエアバッグ点火装置に適用される放電ダイオードの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車にはエアバッグが搭載されており、車両の衝突を検出したときにインフレータから発生したガスによってエアバッグを膨らませる。
【０００３】
通常インフレータはバッテリから供給される電力によって点火されるが、衝突によりバッテリと点火装置を接続する配線が破損してバッテリから電力が供給されない場合を想定して点火装置内にバックアップコンデンサを設置している。
【０００４】
図１は従来のエアバッグ制御装置の回路図であって、エアバッグ制御装置１０はバッテリ１１から電力の供給を受け、点火回路１２に点火電力を供給する。
【０００５】
バッテリ１１は第一のダイオード１０１１を介して昇圧コンバータ１０１２に電力を供給する。昇圧コンバータ１０１２はバッテリ１１の電圧（例えば１２Ｖ）を例えば２４Ｖに昇圧する機能を有する。
【０００６】
そして、昇圧コンバータ１０１２は第二のダイオード１０１３を介して点火回路１２に電力を供給するとともに、充電スイッチ１０２を介してバックアップコンデンサ１０３を充電する。なおバックアップコンデンサ１０３は放電ダイオード１０４１を介して点火回路１２と接続されている。
【０００７】
上記構成のエアバッグ制御装置１０において、バッテリ１１からの電力供給が遮断されたときはバックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力が放電ダイオード１０４１を介して点火回路１２に供給される。なお、バックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力の昇圧コンバータ１０２１への流れ込みは第２のダイオード１０３１によって阻止される。
【０００８】
しかし、放電ダイオード１０４１が１個だけの場合には放電ダイオード１０４１に開放故障が発生したときには、バックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力を点火回路１２に供給することはできない。
【０００９】
そこで図１（イ）に示すように、放電ダイオード１０４１に開放故障が発生したときにもバックアップコンデンサ１０３に蓄えられた電力を点火回路１２に供給可能とするために、放電ダイオード１０４１に並列に第二の放電ダイオード１０４２を設置することが提案されている。
【００１０】
さらに、放電ダイオード１０４１（又は第二の放電ダイオード１０４２）に短絡故障が発生した場合にも対応するためには、放電ダイオード１０４１及び第二の放電ダイオード１０４２と直列に第三及び第四の放電ダイオード１０４３及び１０４４を設置することが必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、放電ダイオードを四つ設置することは、エアバッグ制御装置のコストアップになるだけでなく大きさも大きくなる。
【００１２】
そこで、従来からエアバッグ制御装置には故障診断部が搭載されていることに鑑み、故障診断部に放電ダイオードの異常診断機能を追加することによるコストアップを抑制するとともに、放電ダイオードの開放及び短絡故障を確実に診断することの可能な放電ダイオードの故障診断装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第一の発明に係る放電ダイオードの故障診断装置は、バッテリから供給される電力をエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、バッテリから供給される電力を蓄積するバックアップコンデンサと、バッテリからバックアップコンデンサへ供給される電力をオン・オフする充電スイッチと、バックアップコンデンサにアノード端子が点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、前記充電スイッチをオフ状態に維持して、前記バックアップコンデンサの充電前において前記バックアップコンデンサの第１端子電圧を計測し、該第１端子電圧の計測から所定時間経過後に前記バックアップコンデンサの第２端子電圧を計測し、該第２端子電圧が前記第１端子電圧より高いときは、前記放電ダイオードが短絡故障していると診断する放電ダイオード短絡故障診断手段を具備する。
【００１４】
本発明にあっては、充電スイッチ開状態における充電前のバックアップコンデンサの端子電圧の変化に基づき放電ダイオードの短絡故障が診断される。
【００１５】
第二の発明に係る放電ダイオードの故障診断装置は、バッテリから供給される電力を昇圧コンバータによって昇圧した電圧でエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、バッテリから供給される電力を昇圧コンバータによって昇圧した電圧で蓄積するバックアップコンデンサと、バッテリから前記バックアップコンデンサへ供給される電力をオン・オフする充電スイッチと、バックアップコンデンサにアノード端子が点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、充電スイッチがオンとしてバックアップコンデンサを充電した後に放電ダイオードのアノード端子及びカソード端子の電圧差を計測する第一の電圧差計測手段と、充電スイッチをオフとし昇圧コンバータによる昇圧を停止した後に放電ダイオードのアノード端子及びカソード端子の電圧差を計測する第二の電圧差計測手段と、第一の電圧差計測手段によって計測された電圧差と第二の電圧計測手段によって計測された電圧差の差が予め定められた閾値より高いときは放電ダイオードが開放故障していると診断する放電ダイオード開放故障診断手段を具備する。
【００１６】
本発明にあっては、充電後及び昇圧コンバータ停止後のバックアップコンデンサの端子電圧と点火ライン電圧の差電圧の時間的変化率に基づき放電ダイオードの開放故障が診断される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に係る放電ダイオードの故障診断装置の構成図であって、バッテリ２１は第一のダイオード２０１１を介して昇圧コンバータ２０１２及び５Ｖレギュレータ２０５に電力を供給する。昇圧コンバータ２０１２はバッテリ２１の電圧（例えば１２Ｖ）を例えば２４Ｖに昇圧する機能を有し、５Ｖレギュレータ２０５はバッテリ２１の電圧を５Ｖに降圧してエアバッグ制御装置２０の故障診断を行う故障診断部２０６に電力を供給する。
【００１８】
昇圧コンバータ２０１２は第二のダイオード２０１３を介して点火回路２２に電力を供給する点火バスに接続されるとともに、充電抵抗２０２１及び充電スイッチ２０２２を介してバックアップコンデンサ２０３を充電する。
【００１９】
バックアップコンデンサ２０３に蓄電された電力は放電ダイオード２０４を介して点火ラインに接続され、点火回路２２に電力を供給可能な構成となっている。
【００２０】
なおバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ及び点火ラインの電圧Ｖｂは故障診断部２０６によって監視されている。即ち、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧は第一の分割抵抗２０７１及び２０７２で分割され、第一の分割抵抗２０７１及び２０７２の結合点の電圧が故障診断部２０６に入力される。そして点火回路２２の電圧は第二の分割抵抗２０７３及び２０７４で分割され、第二の分割抵抗２０７３及び２０７４の結合点の電圧が故障診断部２０６によって計測される。
【００２１】
なお、放電ダイオード２０４のカソード端子と第一のダイオード２０１１のカソード端子の間には降圧コンバータ２０９１と第三のダイオード２０５１が配置され、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を故障診断部２０６に供給することが可能な構成となっている。
【００２２】
さらにバックアップコンデンサ２０３をリセットするために、点火ラインには放電スイッチ２０８１及び放電抵抗２０８２が接続されている。
【００２３】
なお、充電スイッチ２０２２及び放電スイッチ２０８１はトランジスタリレイが適用され、これらのオン−オフは故障診断部２０６によって制御される。
【００２４】
さらに、故障診断部２０６は昇圧コンバータ２０１２及び降圧コンバ−タ２０９１の動作を制御する。
【００２５】
図３は故障診断部２０６で実行される第一の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートであって、所定時間（例えば一日）駐車後にイグニッションスイッチをオンとしたときに実行される。
【００２６】
ステップ３０１でバックアップコンデンサ充電前であるかを判定し、肯定判定されたときは、充電前放電ダイオード短絡故障診断タイミングであるとしてステップ３０２でバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃを第一バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（１）として計測する。
【００２７】
ステップ３０３で所定時間Δｔ（数十ミリ秒）経過するまで待機し、ステップ３０４でバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃを第二バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（２）として計測する。
【００２８】
次にステップ３０５で第二バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（２）と第一バックアップコンデンサ電圧Ｖｃ（１）の差電圧ΔＶｃを算出し、ステップ３０６で差電圧ΔＶが正であるか、即ち時間の経過とともにバックアップコンデンサ２０３の端子電圧が上昇するかを判定する。
【００２９】
ステップ３０６で肯定判定されたとき、即ち、イグニッションスイッチがオンとなって昇圧コンバータ２０１２が動作を開始して所定の電圧にまで上昇するに応じてバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが上昇したときは、放電ダイオード２０４が短絡故障しているものとしてステップ３０７で放電ダイオード短絡故障を出力してこのルーチンを終了する。
【００３０】
なお、ステップ３０１で否定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ充電後であるときは充電前放電ダイオード短絡故障診断タイミングでないとして、及び、ステップ３０６で否定判定されたとき、即ち昇圧コンバータの出力電圧が上昇してもバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが上昇しないときは、放電ダイオード２０４は短絡故障していないものとして直接このルーチンを終了する。
【００３１】
なお、バッテリ２１の端子電圧は経時的な劣化によって低下するので、診断精度を維持するためには、バッテリ端子電圧の低下に応じてステップ３０３の待機時間Δｔを長くすることが望ましい。
【００３２】
図４は故障診断部２０６で実行される第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、ステップ４０１で充電スイッチ２０２２に対して閉指令を出力し、バックアップコンデンサ２０３への充電を開始する。そして、ステップ４０２で所定時間待機し、バックアップコンデンサ２０３を十分な期間充電し、ステップ４０３で充電スイッチ２０２に対して開指令を出力する。
【００３３】
ステップ４０４で第一のバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ（１）及び第一の点火ライン電圧Ｖｂ（１）を計測し、ステップ４０５で第一の電圧差ΔＶ（１）を算出する。
【００３４】
次にステップ４０６で昇圧コンバータ２０１２に対し停止指令を出力して昇圧コンバータ２０１２の動作を停止する。その後、ステップ４０７で第二のバックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃ（２）及び第二の点火ライン電圧Ｖｂ（２）を計測し、ステップ４０８で第二の電圧差ΔＶ（２）を算出する。
【００３５】
ステップ４０９で電圧差変化率ΔＶ／ｄｔを第一の電圧差ΔＶ（１）と第二の電圧差ΔＶ（２）の差の絶対値として算出し、ステップ４１０で電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値εより大きいかを判定する。
【００３６】
即ち、昇圧コンバータ２０１２の機能を停止すると、点火ラインの電圧はバッテリ２１の端子電圧まで低下するが、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧は昇圧された電圧をほぼ維持する。従って、放電ダイオード２０４が開放故障していない場合は、点火ラインには放電ダイオード２０４を介してバックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力が供給されるので電圧差変化率ΔＶ／ｄｔは小さい値となり、放電ダイオード２０４が開放故障している場合には電圧差変化率ΔＶ／ｄｔは大きい値となる。そこで本ルーチンでは上記を利用して放電ダイオード２０４が開放故障しているか否かを診断する。
【００３７】
ステップ４１０で肯定判定されたとき、即ち電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値εより大きいときは、バックアップコンデンサ２０３の端子電圧Ｖｃが点火ライン電圧Ｖｂの低下に応じて変化しないのでステップ４１１で放電ダイオード２０４は開放故障している旨を出力してステップ４１２に進む。
【００３８】
ステップ４１０で否定判定されたとき、即ち電圧差変化率ΔＶ／ｄｔが所定値ε以下であるときは、放電ダイオード２０４は開放故障していないものとして直接ステップ４１２に進む。
【００３９】
ステップ４１２では昇圧コンバータ動作指令及び充電スイッチ閉指令を出力してこのルーチンを終了する。
【００４０】
上記第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンにおいては、昇圧コンバータ２０１２停止後にバックアップコンデンサ２０３の端子電圧は漏洩放電によって低下するとしているが、漏洩放電量が少ない場合には診断に時間を要する。
【００４１】
図５は故障診断部２０６で実行される第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、放電抵抗を介してバックアップコンデンサに蓄えられた電力を強制的に放電することによって診断時間を短縮する。
【００４２】
第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのステップ４０６に代えてステップ５１〜５３が挿入される。
【００４３】
即ち、ステップ４０５で第一の電圧差ΔＶ（１）を算出した後にステップ５１で放電スイッチ２０８１を閉とし、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を放電抵抗２０８２から所定時間放電する。
【００４４】
ステップ５２で所定時間経過するまで待機し、所定時間経過したときはステップ５３で放電スイッチ２０８１を開とする。
【００４５】
そして、ステップ４０６で第二のバックアップコンデンサの端子電圧Ｖｃ（２）及び第二の点火ライン電圧Ｖｂ（２）を計測する。
【００４６】
その後の処理は第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと同様であるので説明を省略する。
【００４７】
ただし、第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンでは昇圧コンバータ２０１２の動作を停止していないので、ステップ４１２では充電スイッチ２０２２の閉指令だけを出力する。
【００４８】
図６は故障診断部２０６で実行される第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートであって、第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンを組み合わせらものであり、第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのステップ４０６と４０７の間にステップ５１から５３が挿入される。
【００４９】
即ち、ステップ４０６で昇圧コンバータ２０１２の動作を停止して後、ステップ５１で放電スイッチ２０８１を閉とし、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を放電抵抗２０８２から所定時間放電する。
【００５０】
ステップ５２で所定時間経過するまで待機し、所定時間経過したときはステップ５３で放電スイッチ２０８１を開とする。
【００５１】
その後の処理は第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンと同様であるので説明を省略すが、ステップ４１２では昇圧コンバータ動作指令及び充電スイッチ閉指令を出力する。
【００５２】
なお、本発明に係るエアバッグ制御装置においては、バッテリ２１との間の配線が切断されたときにも故障診断部２０６の動作を継続可能なように、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力を降圧コンバータ２０９１及び第三のダイオード２０５１を介して昇圧コンバータ２０１２の入力側にフィードバックしている。そして定期的に昇圧コンバータ２０１２の動作を停止することにより、降圧コンバータ２０９１の異常診断を実施している。
【００５３】
従って、この降圧コンバータの異常診断のタイミングを利用して、第一〜第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンを実施すれば、放電ダイオードの開放故障診断のために昇圧コンバータの動作を停止する必要がなくなる。
【００５４】
さらに、放電抵抗２０８２によるバックアップコンデンサ２０３のリセットを第一の放電ダイオード短絡診断ルーチンに適用することにより、短絡診断の精度を向上することができる。
【００５５】
図７は故障診断部２０６で実行される第二の放電ダイオード短絡診断ルーチンであって、第一の放電ダイオード短絡診断ルーチンのステップ３０１で実行される処理に代えてステップ６１〜６４の処理が実行される。
【００５６】
即ち、ステップ７１で放電スイッチ２０８１を閉とする。そして、ステップ７２でバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）を計測し、ステップ６３でこの電圧が所定の閾値電圧Ｖｔｈより高いかを判定する。
【００５７】
ステップ７３で肯定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）が所定の閾値電圧Ｖｔｈより高いときは、ステップ７２に戻る。
【００５８】
ステップ７３で否定判定されたとき、即ちバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（０）が所定の閾値電圧Ｖｔｈ以下に低下したときは、バックアップコンデンサ２０３に蓄えられた電力は放電抵抗２９８２で放電されたものとして、ステップ７４で充電スイッチ２０２２を開とする。
【００５９】
その後ステップ３０２でバックアップコンデンサ端子電圧Ｖｃ（１）を計測するが、これ以後の処理は第一のバックアップコンデンサ短絡診断ルーチンと同一であるので説明を省略する。
【００６０】
なお上記の実施形態においては、故障診断部においてバックアップコンデンサの端子電圧及び点火ライン電圧を計測し、充電スイッチ、放電スイッチ及び昇圧コンバータの制御している。これらの機能は放電ダイオードの故障診断のために新たに設けられるものではなく従来のエアバッグ制御装置の故障診断部に組み込まれており、ハードウエアの変更なしに若干のソフトウエアを追加することにより放電ダイオードの故障診断が可能となる。
【００６１】
【発明の効果】
第一の発明に係る放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置によれば、充電スイッチ開状態における充電前バックアップコンデンサの端子電圧の変化に基づき放電ダイオードの短絡故障を診断することが可能となる。
【００６２】
第二の発明に係る放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置によれば、充電後及び昇圧コンバータ停止後のバックアップコンデンサの端子電圧と点火ライン電圧の差電圧の時間的変化率に基づき放電ダイオードの開放故障を診断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のエアバッグ制御装置の回路図である。
【図２】本発明に係る放電ダイオードの故障検出装置の構成図である。
【図３】第一の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図４】第一の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図５】第二の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図６】第三の放電ダイオード開放故障診断ルーチンのフローチャートである。
【図７】第二の放電ダイオード短絡故障診断ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
２０…放電ダイオードの故障検知機能付エアバッグ制御装置
２０１１…第一のダイオード
２０１２…昇圧コンバータ
２０１３…第二のダイオード
２０２１…充電抵抗
２０２２…充電スイッチ
２０３…バックアップコンデンサ
２０４…放電ダイオード
２０５…５Ｖレギュレータ
２０６…故障診断部
２０９１…降圧コンバータ
２０５２…第三のダイオード
２０８１…放電スイッチ
２０８２…放電抵抗
２１…バッテリ
２２…点火回路
２０７１、２０７２…第一の分割抵抗
２０７３、７０７４…第二の分割抵抗
Claims (7)
- バッテリから供給される電力をエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、
前記バッテリから供給される電力を蓄積するバックアップコンデンサと、
前記バッテリから前記バックアップコンデンサへ供給される電力をオン・オフする充電スイッチと、
前記バックアップコンデンサにアノード端子が、前記点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、
前記充電スイッチをオフ状態に維持して、前記バックアップコンデンサの充電前において前記バックアップコンデンサの第１端子電圧を計測し、該第１端子電圧の計測から所定時間経過後に前記バックアップコンデンサの第２端子電圧を計測し、該第２端子電圧が前記第１端子電圧より高いときは、前記放電ダイオードが短絡故障していると診断する放電ダイオード短絡故障診断手段を具備する放電ダイオードの故障診断装置。 - バッテリから供給される電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから出力される電力を、逆流防止ダイオード及び充電抵抗を介して蓄えるバックアップコンデンサと、
前記昇圧コンバータと前記バックアップコンデンサの接続を制御する充電スイッチと、
前記昇圧コンバータから出力される電力を前記逆流防止ダイオードを介してエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、
前記バックアップコンデンサにアノード端子が、前記点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、
前記充電スイッチを開状態に維持して前記バックアップコンデンサの端子電圧を計測する第一の電圧測定手段と、
前記第一の電圧測定手段による電圧計測から所定時間経過後に、前記充電スイッチを開状態に維持して前記バックアップコンデンサの端子電圧を計測する第二の電圧測定手段と、
前記第二の電圧測定手段により計測された第二の電圧から前記第一の電圧測定手段により計測された第一の電圧を減算した差電圧が正であるときは、前記放電ダイオードが短絡故障していると診断する放電ダイオード短絡故障診断手段を具備する放電ダイオードの故障診断装置。 - 前記第一の電圧測定手段が、
前記点火ラインに接続される放電抵抗と、
前記点火ラインと前記放電抵抗の接続を制御する放電スイッチと、
前記放電スイッチを閉として前記バックアップコンデンサに蓄えられた電力を前記放電抵抗によって放電した後に、前記充電スイッチを開状態に維持して前記バックアップコンデンサの端子電圧を計測する電圧測定手段を具備する請求項２に記載の放電ダイオードの故障診断装置。 - 前記第二の電圧測定手段が、
前記第一の電圧測定手段により電圧計測してから前記第二の電圧測定手段による電圧計測までの所定時間をバッテリの電圧の低下に応じて長くする所定時間変更手段を具備する請求項２または３に記載の放電ダイオードの故障診断装置。 - バッテリから供給される電力の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータから出力される電力を、逆流防止ダイオード及び充電抵抗を介して蓄えるバックアップコンデンサと、
前記昇圧コンバータと前記バックアップコンデンサの接続を制御する充電スイッチと、
前記昇圧コンバータから出力される電力を、前記逆流防止ダイオードを介してエアバッグ点火回路に供給する点火ラインと、
前記バックアップコンデンサにアノード端子が、前記点火ラインにカソード端子が接続される放電ダイオードと、
前記充電スイッチを閉として前記バックアップコンデンサを充電した後に、前記バックアップコンデンサの端子電圧と前記点火ラインの電圧の電圧差を計測する第一の電圧差計測手段と、
前記第一の電圧差計測手段による電圧差計測後に前記昇圧コンバータによる昇圧を停止し、前記充電スイッチを開として、前記バックアップコンデンサの端子電圧と前記点火ラインの電圧の電圧差を計測する第二の電圧差計測手段と、
前記第一の電圧差計測手段で計測された第一の電圧差及び前記第二の電圧差計測手段で計測された第二の電圧差から算出される電圧差時間変化が所定の閾値より大きいときは、前記放電ダイオードは開放故障していると診断する放電ダイオード開放故障診断手段を具備する放電ダイオードの故障診断装置。 - 前記第二の差電圧計測手段が、
前記点火ラインに接続される放電抵抗と、
前記充電スイッチを開とした後に前記点火ラインと前記放電抵抗の接続を制御する放電スイッチと、
前記第一の電圧差計測手段による電圧差計測後に前記放電スイッチを閉として前記バックアップコンデンサに蓄えられた電力を前記放電抵抗によって放電した後に、前記バックアップコンデンサの端子電圧と前記点火ラインの電圧の差電圧を計測する差電圧計測手段を具備する請求項５に記載の放電ダイオードの故障診断装置。 - 前記第二の差電圧計測手段が、
前記点火ラインに接続される放電抵抗と、
前記充電スイッチを開とした後に前記点火ラインと前記放電抵抗の接続を制御する放電スイッチと、
前記第一の電圧差計測手段による電圧差計測後に前記昇圧コンバータによる昇圧を停止し、前記放電スイッチを閉として前記バックアップコンデンサに蓄えられた電力を前記放電抵抗によって放電した後に、前記バックアップコンデンサの端子電圧と前記点火ラインの電圧の差電圧を計測する差電圧計測手段を具備する請求項５に記載の放電ダイオードの故障診断装置。
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