診斷交通工具乘客保護系統(tǒng)的儲存電容器的方法及設備、和包含該設備的交通工具安全系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于測量電容器值的方法，包括下述步驟：將電容器(125)加載(61)到給定電壓值(Vboost)；獲得用于通過固定電壓降(dV)將所述電容器放電的時間的第一測量(T1)，所述電容器的放電是由第一電流導致的；將所述電容器重新加載(63)到所述給定電壓值；獲得(64)用于通過所述固定電壓降將所述電容器放電的時間的第二測量(T2)，所述電容器的放電是由所述第一電流和被添加到所述第一電流的已知值的第二電流(I_pd)導致的；以及，分別基于所述給定電壓降或所述給定時間，從所述第一測量和所述第二測量之間的差來確定(65)所述電容值。應用于交通工具安全系統(tǒng)的儲存電容器的診斷。
【專利說明】診斷交通工具乘客保護系統(tǒng)的儲存電容器的方法及設備、和包含該設備的交通工具安全系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于診斷交通工具安全系統(tǒng)的儲存電容器的方法和設備以及涉及包含這種設備的交通工具安全設備。
【背景技術】
[0002]當今，交通工具乘客保護系統(tǒng)，又名交通工具安全系統(tǒng)，通常包括安裝在乘客座位的各種前面和側面位置的氣囊。氣囊包括靈活的氣袋，在交通工具碰撞期間，該氣袋被設計為通過煙火方式快速充氣以防止乘客受重傷。
[0003]典型的氣囊系統(tǒng)包括接近傳感器和碰撞傳感器(其檢測事故何時會發(fā)生)、電導火管以及可能包括微處理器或微控制器的控制模塊。在事故期間，該控制模塊提供了用于展開電導火管的能量，從而點燃煙火材料以給氣囊充氣。
[0004]出于安全原因，不能假定在事故中，交通工具的電源，即電池在碰撞中保持活動。同樣，交通工具的線束可以被損壞以便氣囊系統(tǒng)與電源斷開連接。因此，氣囊系統(tǒng)通常包括能量存儲設備，例如儲存電容器，該儲存電容器用于存儲足夠能量以便在任何需要的時候代替電池提供允許給每個電導火管加熱的電流。因此，在碰撞期間，氣囊系統(tǒng)可能依靠該儲存電容器進行操作，而無需從汽車提供任何電源。
[0005]期望診斷該電容器的值，以便證實有足夠能量可用于點火并且確保所有氣囊的展開。在一些極端情況下，電容器會斷開連接(例如，如果焊接質(zhì)量有缺陷)并且該診斷允許檢測出這些。
[0006]在現(xiàn)有公開技術中，例如在W02006/046218中，診斷可以通過具有固定值的電流導致儲存電容器放電來完成，從而使電壓隨著時間而降低。通過測量固定電壓降V的時間間隔t，或通過測量固定時間間隔t的電壓降V，儲存電容器的電容值C可以被確定為:
[0007]C=1.t/ V
[0008]然而，這種解決辦法需要準確知道該電流以及在測量期間保持穩(wěn)定。當電容器在負載操作測量電容器期間發(fā)生變化的狀況下被放電的時候，這可能很難，因此產(chǎn)生的診斷不準確。此外，測量電容器期間負載電流的變化產(chǎn)生了附加錯誤。
[0009]為了避免這些困難，可能想到導致儲存電容器通過外部電阻，通過具有已知值的電流被充電，從兩個電壓設定點之間的時間測量中計算出RC值。知道了外部電阻器值，電容器就可以被計算。為了使測量基本獨立于溫度的影響，外部電阻器必須具有高的值。這種附加外部組件增加了系統(tǒng)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]正如附屬權利要求中所描述的，本公開發(fā)明提供了一種方法、設備以及系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的具體實施例在附屬權利要求中被陳述。[0012]根據(jù)下文中描述的實施例，本發(fā)明的這些或其它方面將會很明顯并且被闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]根據(jù)附圖，僅僅通過舉例的方式，本發(fā)明的進一步細節(jié)、方面和實施例將被描述。在附圖中，類似的符號被用于表示相同的或功能相似的元素。為了簡便以及清晰，附圖中的元素不一定按比例繪制。
[0014]圖1示意性地顯示了交通工具氣囊系統(tǒng)的電路圖的例子。
[0015]圖2顯示了儲存電容器的電路圖的例子。
[0016]圖3示意性地顯示了適合于圖1的例子的電源電壓生成排列的方框圖。
[0017]圖4是作為時間t的函數(shù)的儲存電容器電壓Vboost的曲線圖。
[0018]圖5示意性地顯示了包含本發(fā)明交通工具氣囊系統(tǒng)的方框圖。
[0019]圖6顯示了說明了一種診斷儲存電容器的方法的例子的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]由于本發(fā)明說明的實施例可能大部分是通過使用本領域所屬技術人員所熟知的電子元件和電路被實施，細節(jié)不會在比上述所說明的認為有必要的程度大的任何程度上進行解釋。對本發(fā)明基本概念的理解以及認識是為了不混淆或偏離本發(fā)明所教之內(nèi)容。
[0021]圖1以圖解的方式說明了交通工具的簡化氣囊系統(tǒng)。在所顯示的例子中，驅(qū)動電路可以啟用/禁用與電容器并聯(lián)的路徑，因此允許電容器125放電。
[0022]該系統(tǒng)包括至少一個耦合于驅(qū)動電路103的點燃器元件101，該驅(qū)動電路103被布置成從儲存電容器125給點燃器元件101提供電力。通常，該點燃器元件，又名電導火管，包括被點火信號加熱的熱線電橋，例如1-2安(A)的點火電流。在點燃器元件中生成的熱點燃了鄰近點燃器元件的煙火材料，其中該點燃器元件點燃了推進物。這就產(chǎn)生了給氣囊充氣的氣體。
[0023]當需要的時候，也就是當發(fā)生碰撞或如果電池因為各種原因不操作的時候，該儲存電容器被設置大小以存儲足夠能量來代替電池啟動電導火管101。
[0024]驅(qū)動電路103被布置成生成點火信號并且將其提供給電導火管101，以便啟動電導火管并且從而展開氣囊。更具體地說，驅(qū)動電路103包括開關布置結構，該開關布置結構包括高側開關105和低側開關107。在該例子中，開關105、107通過場效應晶體管(FET)被實施。在常規(guī)操作期間，當氣囊沒有被展開的時候，高側開關105和低側開關107都處于關斷狀態(tài)并且沒有電流流經(jīng)電導火管。使用兩個串聯(lián)開關晶體管允許提高可靠性以及故障預防。特別是，如果其中一個開關FET短路，這可能避免了無意中激活氣囊，因為另一個開關FET還處于關斷狀態(tài)。因此，可以避免無意中激活氣囊，以及驅(qū)動器的相關擾動和可能發(fā)生的事故。
[0025]在所顯示的例子中，高側FET105和低側FET107每個被控制電路109控制?？刂齐娐?09耦合于模擬混合信號模塊110，該模擬混合信號模塊110被連接到一個或多個碰撞傳感器111，例如加速度計或加速度傳感器，用于確定氣囊應該被展開的特定碰撞狀況何時發(fā)生。在所顯示的例子中，只顯示了單一的碰撞傳感器111，但是很明顯也可以存在任何其它數(shù)目的傳感器。模塊110可以是專用集成電路(ASIC)。在所顯示的例子中，模塊110通過輸入被連接到(一個或多個)傳感器的輸出。該芯片110可以在輸入處接收信號，該信號表示感測的參數(shù)值，并且將該值與一個或多個準則進行比較，這些準則表示碰撞狀況，例如極快的減速。
[0026]控制電路109被連接到處理器110，并且可以從處理器110接收氣囊激活信號，當發(fā)現(xiàn)碰撞狀況(例如，當來自(一個或多個)傳感器111的信號達到準則)的時候處理器110輸出該激活信號。
[0027]控制電路109產(chǎn)生信號，該信號在常規(guī)操作期間關斷了低側FET107，以及如果氣囊通過氣囊激活信號被激活，該信號開啟低側FET107;并且在常規(guī)操作期間，該信號也控制高側FET105被關斷，以及在氣囊激活期間被開啟。
[0028]在所顯示的例子中，驅(qū)動電路103非直接連接(在這個例子中是并聯(lián)連接)到儲存電容器125。電源開關晶體管或其它類型的第三或主開關113串聯(lián)耦合于驅(qū)動電路103，即串聯(lián)耦合于開關105和107。主開關113可以例如是外部離散組件，例如離散電源FET。主開關113在氣囊激活操作中可以通過提供附加冗余來提供進一步故障預防。具體來說，正如在這個例子中，基于與那些用于控制驅(qū)動電路不同的傳感器輸入，通過單獨的控制電路115，控制主開關113的操作可以被控制。例如，主開關113可以基于來自傳感器112的信號被控制，其中傳感器112與被用于驅(qū)動驅(qū)動電路103的傳感器111不同。圖1中顯示了加速度傳感器112，但是很明顯更多的傳感器可以被使用。
[0029]為了增強故障預防，主開關113可以被單獨的控制電路控制，該單獨的控制電路使用了不同的碰撞檢測算法并且具有與驅(qū)動電路103的控制電路110不同的傳感器輸入?？刂齐娐?15可以例如是被連接到控制輸入，例如主開關113的柵極的小型微處理器。
[0030]主開關113串聯(lián)耦合于反向流阻塞二極管117。該反向流阻塞二極管117將儲存電容器125連接到給驅(qū)動電路103和電導火管101提供電源電壓Vbat的電池。
[0031]參照圖2，儲存電容器可以包括并聯(lián)連接的多個(例如至少三個)基本電容器21、22和23的布置結構。例如，每個基本電容器可以具有幾毫法拉(例如7毫法拉)(mF)的電容值，以便儲存電容器的總電容C是ca.20mF。C的準確值可能具有適合允許儲存電容器提供具體應用所需數(shù)目的點燃器的任何值。有并聯(lián)連接的電容器組允許使用小尺寸、低價格的組件。其還有的優(yōu)勢就是最小化了所損壞的一個單一的電容器對安全系統(tǒng)的整個可操作性的影響。
[0032]由于可以設想到不同數(shù)目的基本電容器和/或這些基本電容器的不同值，上述例子并不旨在限定。同樣，并聯(lián)連接的電容器組可能有相應的，即不同的值。通常，基本電容器的值在幾毫法拉的范圍內(nèi)。
[0033]圖3是模塊110的部分的例子的方框圖，其中該模塊包括了適合被用于圖1的例子中的電源電壓生成電路118。
[0034]在所顯示的例子中，電源電壓Vbat由電源I提供。
[0035]圖3的電源I主要包括交通工具電池1，該電池提供了電壓Vbat，例如當被完全加載的時候為14伏(V)。交通工具的電池電壓Vbat通過交通工具的點燃開關2和反向流阻塞二極管3被電路118的第一輸入11接收。
[0036]該電路通過點燃開關2、反向流阻塞二極管3、電感器4以及外部二極管5被連接至IJ電源I。在該例子中，組件2-5被串聯(lián)連接，因此形成了將電源I連接到儲存電容器125的高電壓側的鏈。
[0037]如圖所示，二極管5的鏈上游的第一節(jié)點被連接到電路118的輸入，而二極管5的下游的第二節(jié)被連接到電路118的電壓輸入12。因此，儲存電容器125被連接電路118的輸入/輸出12。
[0038]電路118包括電壓提升結構31和電壓降低結構32，二者都被連接到輸出12。電壓提升結構31，其與電感器4、二極管5以及儲存電容器125相結合形成了升壓轉(zhuǎn)換器。在所顯示的例子中，電感器4和二極管5在電路118外部。該升壓轉(zhuǎn)換器被布置成將電池電壓被步進式增大到更高的電壓Vboost，例如23伏，該電壓適合于給儲存電容器充電，以便當需要的時候該儲存電容器代替電池存儲足夠能量以啟動電導火管101。
[0039]電壓輸出12也被連接到電壓降低結構，在該例子中，是被布置成從電壓Vboost生成低于Vboost的電壓Vbuck的降壓轉(zhuǎn)換器。因此，電壓Vboost被步進式下降到電壓Vbuck,例如9伏。電路118包括了降壓轉(zhuǎn)換器32的控制邏輯，其與電感器6和電容器7協(xié)作。在所顯示的例子中，電感器6和二極管7在電路118外部。該降壓轉(zhuǎn)換器允許將電源電壓Vboost轉(zhuǎn)換降至較低的電壓Vbuck，該電壓適合于允許調(diào)節(jié)器生成操作的電源電壓，分別被用于給系統(tǒng)中的其它設備提供電源。
[0040]電壓Vboost的上述值只是例子,但是Vboost通常大于20V。
[0041]電路118的輸入/輸出12 f禹合于升壓轉(zhuǎn)換器31的共用輸出和降壓轉(zhuǎn)換器32的輸入。這樣連接之后，點燃開關2 —被閉合并且電源被啟用，外部儲存電容器125被升壓轉(zhuǎn)換器充電到Vboost，例如在常規(guī)操作狀況下的23伏。降壓轉(zhuǎn)換器31作為儲存電容器125上的負載操作。如果電池變得不操作，或由于交通工具的碰撞而從電路118斷開連接，儲存電容器125能夠給降壓轉(zhuǎn)換器提供它所存儲的能量。
[0042]電路118還包括至少一個電壓調(diào)節(jié)器33，以及通常電壓調(diào)節(jié)器組，其被布置成交付分別在電路118的相應輸出15、16、17、18和19上被調(diào)節(jié)的電源電壓Vccl、Vcc2、Vcc3、Vcc4和Vcc5。這些各種電源電壓允許給附加設備(未呈現(xiàn))，例如安全系統(tǒng)(例如預緊安全帶系統(tǒng))和/或交通工具中的任何其它系統(tǒng)的外部微控制器、模擬模塊、數(shù)字模塊等提供電力，這些可以被連接到調(diào)節(jié)器相應的輸出15、16、17、18和19。
[0043]在這個例子中，使儲存電容器放電的電流包括了從儲存電容器125流向電壓降低結構的未確定電流。由于這是獨立于由調(diào)節(jié)器提供的設備的活動，因此該電流的量值是未知的，或至少隨著時間而變化。
[0044]從理論上說，如果準確地知道電流下拉，那么只用電壓衰減的一個測量來進行電容器測量是可能的。然而，降壓轉(zhuǎn)換器輸入被連接到儲存電容器125以便繼續(xù)給降壓轉(zhuǎn)換器提供電源，并且因此在診斷期間給調(diào)節(jié)器和被連接的設備提供電源。同樣，電流輸入降壓轉(zhuǎn)換器，并且因此無法準確地知道儲存電容器的放電電流。此外，被調(diào)節(jié)器提供的任何設備吸收的負載電流隨著，例如該設備中的微控制器的活動而變化。在電容測量期間，該負載電流變化是產(chǎn)生潛在錯誤的原因。
[0045]因此，在存在來自降壓轉(zhuǎn)換器輸入的未知負載電流的情況下，電容被測量，并且隨著時間推移，該電流的變化導致關于交通工具安全系統(tǒng)不能接受的電容器的值的診斷不準確。
[0046]圖4是在正如圖6的流程圖所說明的方法中作為時間函數(shù)的電源電壓Vboost的曲線圖。
[0047]在第一階段期間，從t=0到tl，電容器已被加載到給定電壓值V2，例如23伏。在t=tl處，電容器開始放電并且第一時間段tl被測量，該第一時間段tl對應于需要通過給定電壓降dv(從Vl到V2)、通過負載電流I_loadl (未知值)來將電容器放電所需要的時間(從t=l到t=2)。換句話說，當通過電流I_loadl放電的時候，這個第一階段允許獲得電容器125的放電速率的測量Tl。在這個步驟期間，儲存電容器的放電由圖4的曲線圖中的曲線的部分41說明。
[0048]根據(jù)基爾霍夫的法則，在降壓轉(zhuǎn)換器(對應于模塊110的插腳12)的輸入處，負載電流I_loadl由以下產(chǎn)生:
[0049]I_loadl=I_buck_in+I_bias_boost (I)
[0050]其中I_buck_in指定了被降壓轉(zhuǎn)換器32吸收的輸入電流以及I_bias_boost指定了升壓轉(zhuǎn)換器31的偏置電流。在第一持續(xù)時間之后，即在t2之后，電容器被重新充電。
[0051]在后來的第二階段中，電容器被重新加載到與在第一階段的開始處相同的給定電壓值V2，以及第二時間段T2對應于通過相同的給定電壓降dV、包括了未知值的第一電流1_1adl和被添加到第一電流的已知給定值的第二負載電流I_pd的負載電流I_load2給電容器放電所需的時間t3-t4。換句話說，當通過I_load2+I_pd被放電的時候，該第二階段允許獲得電容器125的放電速率的測量T2。在第二步驟期間，儲存電容器的放電由圖4的曲線圖中的曲線的部分42說明。為了進行對比，曲線41的斜率由沿著曲線42的虛線表示。
[0052]該第二測量在與第一操作相同的狀況下被執(zhí)行，即通過被降壓轉(zhuǎn)換器的輸入吸收的相同的電流I_buck_in來執(zhí)行。
[0053]通過負載電流I_load2將電容器放電，通過以下來獲得:
[0054]I_load2=I_loadl+I_pd (2)
[0055]正如從曲線41和42的斜率之間的比較看到的，T2短于T2，因為通過已知給定值的附加負載電流將儲存電容器放電。
[0056]在第三階段中，完成了微分計算。從兩個測量之間觀察到的差T1-T2，電容值C可以被如下計算:
[0057]第一階段產(chǎn)生了Tl 以便 C= (Tlx I_Loadl)/dV,即:
[0058]I_Loadl=C.dV/Tl (3)
[0059]第二階段產(chǎn)生了T2 以便 C=(t2x I_Load2)/dV,即:
[0060]I_Load2=C.dV/T2 (4)
[0061]將關系(3)和(4)插入關系⑴產(chǎn)生了:
[0062](dV X C)/t2=(dV x C)/tl+Ipd (5)
[0063]在(5)的變換之后，得到:
[0064]C= (Ipd X T2 X Tl)/(dV x(Tl_T2)) (6)
[0065]從上述關系(6)來看，可以看到電容器測量不再取決于不準確的I_loadl，而只取決于I_pd,即診斷電流源的準確電流。
[0066]值I_pd、Vl、V2和dV可以是適合于特定實施的任何值。例如，電壓降dV可以是從恰好低于Vboost (例如22.5V的電壓(即，恰好低于Vboost=23V))的第一電壓衰減到例如20V電壓的電容器電壓的衰減。已知附加負載電流I_pd可以等于幾十mA，例如50mA。這些值僅僅是說明性的并不旨在限定本發(fā)明。
[0067]在一個例子中，附加負載電流I_pd可以通過可以是功率MOS晶體管的控制開關，從儲存電容器125下沉到地。通常，該開關在超過20V的最大電壓下驅(qū)動了 50mA的電流，其中該最大電壓對應于大于I瓦(W)的功率。具有這種容量的功率MOS晶體管可以例如是外部晶體管。該控制開關的功能可以例如被參照圖1的電路圖的氣囊系統(tǒng)的所謂的第三或主開關113執(zhí)行。下面將參照圖5對這個進行更加詳細的解釋。
[0068]參照圖5,簡潔起見,其中所顯示的與圖1相對應的元件不再詳細描述了。在圖5a的例子中，被控制的電流吸收器119被提供用于在測量期間實現(xiàn)儲存電容器對地的放電。該電流吸收器119被確定大小，以將對模塊110來說是已知的固定值I_pd的電流從儲存電容器125的高電壓側驅(qū)動到地。在所顯示的例子中，電流吸收器是驅(qū)動電路103的一部分。然而，該電流吸收器可以以適合于特定實施的任何其它方式被實施。
[0069]該控制開關可以是外部功率MOS晶體管。
[0070]在所顯示的例子中，存在可以啟用或禁用固定大小電流的控制開關。該控制開關被放置在儲存電容器的高電壓節(jié)點和電流吸收器119之間。
[0071]例如，氣囊系統(tǒng)現(xiàn)存的第三或主開關113可以被用于控制電流。為了達到那個目的，電流吸收器119可以被放置在晶體管113的源極端子和地之間。
[0072]所顯示的例子包括被配置以確定該方法的電容和控制執(zhí)行的控制單元114，例如模塊110的硬件和/或軟件模塊。該控制單元114接收了儲存電容器的電壓Vboost，并且監(jiān)測了在測量期間它的值的下降。例如，Vboost的下降值可以與高和低的閾值進行比較，這兩個閾值分別觸發(fā)計數(shù)器的開始和停止。電壓降dV對應于這些閾值之間的差，并且當Vboost變得低于低閾值的時候(假定當Vboost首先變得低于高閾值的時候，計數(shù)器被重置為零)，所測量的持續(xù)時間Tl和T2對應于計數(shù)器所達到的值。
[0073]控制單元114還控制了控制開關113，例如通過” 0R”(或)型的邏輯門116，該邏輯門也從控制電路115接收了控制信號以用于控制上述所描述的開關113。
[0074]參照圖6的流程圖，其中所顯示的方法包括，在61，將儲存電容器125加載到給定電壓值，該值例如對應于由升壓轉(zhuǎn)換器31提供的電壓Vboost。因此可以通過圖2的升壓轉(zhuǎn)換器31的標準操作，簡單地將電容器125加載到Vboost。
[0075]然后，在62，獲得了通過所述固定電壓降dV將所述電容器放電所需要的時間段Tl的第一測量，電容器的放電由未知的負載電流I_loadl導致。為了達到那個目的，在圖5的例子中，模塊110的控制單元114激活主開關113，并且監(jiān)測電壓Vboost。
[0076]在63，電容器被重新加載到與在61相同的電壓值，S卩加載到Vboost。電容器可以例如以與在61相同的方式被重新加載，例如被圖2的例子中的升壓轉(zhuǎn)換器加載。
[0077]然后，在64，正如在62測量通過相同的固定電壓降dV將儲存電容器125放電所需要的時間T2，但是這次電容器的放電由第二電流導致，該電流包括與在62相同的負載電流I_loadl和添加到I_loadl的已知值的至少一個負載電流I_pd。
[0078]在變化中，并沒有測量電壓衰減dV所需要的時間段Tl、T2，在固定時間段δ T期間，在將所述電容器放電之后，跨越電容器的電壓降δ V可以在62或64被測量，這就產(chǎn)生了測量值3%2和δν64。在這兩種情況下，測量都在控制單元114的控制下被實施，其激活控制開關113以引起儲存電容器放電并且監(jiān)測電容電壓Vboost中的下降。[0079]在65,基于固定電壓降dV的已知值(或當合適的時候，固定時間dT的已知值)以及還基于附加負載電流I_pd的已知值，從T1-T2或δ V62-δ V64的差來確定電容值C。很明顯，放電速率dV/dt的測量可以以任何其它合適的方式被獲得，以及測量62、64可以以任何合適的方式被實施。同樣，電容可以以任何合適的方式從確定的放電速率中被計算出來。
[0080]固定電壓dV或固定時間段dT可以被設置為任何合適的值，例如以便每個測量的持續(xù)時間長于由降壓轉(zhuǎn)換器32通過調(diào)節(jié)器33的組而提供的任何微控制器的周期的持續(xù)時間，以便有利地獲得了從第一到第二測量的降壓轉(zhuǎn)換器33的輸入電流的穩(wěn)定性，假定所述測量在短的時間序列中被順次地實施。
[0081]最后，在66，控制單元114可以將確定的電容值C與閾值進行比較，以便檢查所述值充分與給定準則相關聯(lián)，該準則關系到在交通工具碰撞發(fā)生的情況下給電導火管提供所必需的能量的量。如果沒有，也就是說，如果該電容值低于該閾值，控則制單元可能觸發(fā)表示這種情況的警報信號。由于這個警報信號，該交通工具的用戶可能會意識到機能故障的出現(xiàn)并且可能安排系統(tǒng)的修復。當使用包括了圖2中描述的三個并聯(lián)連接的基本電容器的儲存電容器的時候，一個單一的基本電容器的機能故障導致在被測量電容值上的ca.33%的錯誤?；倦娙萜鞯臄?shù)目越多，被檢測到的錯誤越少。上述信號可以，例如以人類可以感知到的形式被輸出到計算機單元中。
[0082]在前面的說明中，參照本發(fā)明實施例的特定例子已經(jīng)對本發(fā)明進行了描述。然而，很明顯各種修改和變化可以在不脫離附屬權利要求中所陳述的本發(fā)明的寬范圍精神及范圍的情況下被做出。
[0083]例如，儲存電容器125可以被用于提供其它類型的交通工具安全系統(tǒng)或設備，例如安全帶預緊系統(tǒng)、給設備解鎖的被動門禁系統(tǒng)(PAS)，假使有影響了交通工具的電源和/或線束的碰撞，這些同樣需要保持可操作。
[0084]本發(fā)明所討論的連接可以是任何類型的連接。該連接適于將信號從或傳輸?shù)较鄳墓?jié)點、單元或設備，例如通過穿孔中間設備。因此，除非暗示或說明，連接，例如，可能是直接連接或間接連接。連接可以被說明或描述，涉及到是單一連接、多個連接、單向連接、或雙向連接。然而，不同實施例可能改變連接的實現(xiàn)。例如，可以使用單獨單向連接而不是雙向連接，反之亦然。此外，多個連接可以被替換為連續(xù)地或以時間多路復用方式傳輸多個信號的單一連接。同樣，攜帶多個信號的單一連接可以被分離成各種不同的攜帶這些信號的子集的連接。因此，存在傳輸信號的許多選項。
[0085]關于具體導電類型或電位極性，雖然本發(fā)明已被描述，技術人員知道導電類型和電位極性可以是相反的。
[0086]本發(fā)明所描述的每個信號可以被設計為正邏輯或負邏輯。在負邏輯信號的情況下，所述邏輯真狀況對應于邏輯電平O的地方所述信號是低活性。在正邏輯信號的情況下，所述邏輯真狀況對應于邏輯電平I的地方所述信號是高活性。注意，本發(fā)明說所描述的任何信號可以被設計為負邏輯信號或正邏輯信號。因此，在替代實施例中，那些被描述為正邏輯信號的信號可以被實施為負邏輯信號，以及那些被描述為負邏輯信號的信號可以被實施為正邏輯信號。
[0087]此外，當將信號、狀況位、或類似的設備分別變?yōu)槠溥壿嬚婊蜻壿嫾贍顩r時，術語“明確肯定”或“設置”以及“否定”(或“非明確肯定”或“清除”)在本發(fā)明中被使用。如果邏輯真狀況是邏輯電平“ I ”，邏輯假狀況是邏輯電平“ O ”。如果邏輯真狀況是邏輯電平“ O ”，邏輯假狀況是邏輯電平“I”。
[0088]本領域所屬技術人員將認識到邏輯塊之間的界限僅僅是說明性的并且替代實施例可能合并邏輯塊或電路元素或在各種邏輯塊或電路元素上強加替代的分解功能。因此，應了解本發(fā)明描述的架構僅僅是示范的，并且事實上實現(xiàn)相同功能的很多其它架構可以被實現(xiàn)。例如，控制開關113可以是驅(qū)動電路103的一部分。同樣，實施該方法的控制單元114可以被包括在用于診斷功能的微控制器中，或被包括在與交通工具安全系統(tǒng)的控制模塊110分離開的任何其它微控制器中(例如，微控制器115)。這樣微控制器可能用于這種功能或執(zhí)行交通工具中各種功能的診斷。在其它實施例中，控制單元114可以是通用診斷工作站的一部分，當執(zhí)行維護操作的時候，無論是定期被執(zhí)行還是檢測到機能故障的時候執(zhí)行，其都被連接到交通工具。
[0089]為實現(xiàn)相同功能的任何元件的排列是有效地“關聯(lián)”以便所需的功能得以實現(xiàn)。因此，為實現(xiàn)特定功能，本發(fā)明中結合在一起的任何兩個元件可以被看作彼此“相關聯(lián)”以便所需的功能得以實現(xiàn)，不論架構還是中間元件。同樣，如此關聯(lián)的任何兩個元件還可以被認為是彼此被“可操作連接”或“可操作耦合”以實現(xiàn)所需的功能。
[0090]此外，本領域所屬技術人員將認識到上述描述的操作之間的界限只是說明性的。多個操作可以組合成單一的操作，單一的操作可以分布在附加操作中，并且操作可以至少在時間上部分重疊被執(zhí)行。而且，替代實施例可能包括特定操作的多個實例，并且操作的順序在各種其它實施例中會改變。
[0091 ] 又如，在一個實施例中，說明的例子可以被作為位于單一集成電路上的電路或在相同設備內(nèi)的電路被實現(xiàn)。例如，開關21或電流源22可以與控制單元24集成在一起，這可以還被包括在模塊110中?；蛘?，所述例子可以作為任何數(shù)目的單獨集成電路或以一種合適的方式彼此相聯(lián)接的單獨設備被實現(xiàn)。例如，開關21和/或電流源可以是外部組件。
[0092]又如，一個例子或其中的一部分可能作為物理電路的軟或代碼表征被實現(xiàn)，或作為能夠轉(zhuǎn)化成物理電路的邏輯表征，例如在任何合適類型的硬件描述語言中被實現(xiàn)。
[0093]此外，本發(fā)明不限定在非程序化硬件中被實現(xiàn)的物理設備或單元，但也可以應用在可編程設備或單元中。這些設備或單元通過操作能夠執(zhí)行所需的設備功能。該執(zhí)行是根據(jù)合適的程序代碼，例如，主機、微型計算機、服務器、工作站、個人電腦、筆記本、個人數(shù)字助理、電子游戲、汽車和其它嵌入式系統(tǒng)、手機和其它無線設備，在本申請中通常表示“計算機系統(tǒng)”。
[0094]然而，其它修改、變化和替代也是可能的。說明書和附圖相應地被認為是從說明性的而不是嚴格意義上來講的。
[0095]在權利要求中，放置在括號之間的任何參考符號不得被解釋為限定權利要求。單詞“包括”不排除其它元素或然后在權力要求中列出的那些步驟的存在。此外，本發(fā)明所用的“a”或“an”被定義為一個或多個。此外，本發(fā)明所用的“a”或“an”被定義為一個或多個。并且，在權利要求中所用詞語如“至少一個”以及“一個或多個”不應該被解釋以暗示通過不定冠詞“a”或“an”引入的其它權利要求元素限定任何其它特定權利要求。所述特定權利要求包括這些所介紹的對發(fā)明的權利元素，所述權利元素不僅僅包括這樣的元素。即使當同一權利要求中包括介紹性短語“一個或多個”或“至少一個”以及不定冠詞，例如“a”或“an”。使用定冠詞也是如此。除非另有說明，使用術語如“第一”以及“第二”是用于任意區(qū)分這些術語描述的元素的。因此，這些術語不一定表示時間或這些元素的其它優(yōu)先次序。某些措施在相互不同的權利要求中被列舉的事實并不表示這些措施的組合不能被用于獲取優(yōu)勢。
【權利要求】
1.一種用于診斷交通工具安全系統(tǒng)的儲存電容器的方法: 將所述電容器(125)加載(61)到給定電壓值(Vboost)， 當通過第一未確定電流將所述電容器放電的時候，獲得(62)所述電容器的放電速率的第一測量(Tl)， 將所述電容器重新加載(63)到所述給定電壓值， 當通過所述第一未確定電流和第二固定電流(I_pd)將所述電容器放電的時候，獲得(64)所述電容器的所述放電速率的第二測量(T2)，其中所述第二固定電流(I_pd)具有被添加到所述第一未確定電流的已知值， 基于所述第二固定電流的所述已知值，從所述第一測量和所述第二測量之間的差來確定(65)所述電容值， 將所述電容器的所述電容值和閾值進行比較，以及，如果所述電容值低于所述閾值，則觸發(fā)表示這種情況的警報信號。
2.一種用于診斷交通工具安全系統(tǒng)的儲存電容器的設備，包括: 電源電壓生成電路(118)，所述電源電壓生成電路(118)被布置成將所述電容器(125)加載(61、62)到給定電壓(Vboost)； 電流吸收器(119)，所述電流吸收器(119)被布置成通過具有已知值的給定固定電流(I_pd)來選擇性地將所述電容器放電； 控制單元(114)，所述控制單元(114)被布置成: 當通過第一未確定電流將所述電容器放電的時候，獲得(62、64)所述電容器的放電速率的第一測量(Tl);以及， 在已經(jīng)通過所述電源電壓將所述電容器重新加載(63)到所述給定電壓值之后， 當通過所述第一電流和由所述電流吸收器(119)添加到所述第一電流的所述給定固定電流將所述電容器放電的時候，獲得(64)所述電容器的所述放電速率的第二測量(T2)；基于所述電流吸收器的所述給定固定電流的所述已知值，從所述第一測量和所述第二測量之間的差來確定(65)所述電容值；以及 將所述電容器的所述電容值和閾值進行比較，以及，如果所述電容值低于所述閾值，則觸發(fā)表示這種情況的警報信號。
3.一種交通工具安全系統(tǒng)，包括: 電池⑴； 啟動設備(101)； 儲存電容器(125)，所述儲存電容器(125)被布置成:當需要的時候代替所述電池來給所述啟動設備提供電力；以及， 被實施用于診斷所述儲存電容器的診斷設備，所述診斷設備被布置成檢測所述儲存電容器中是否有足夠能量可用于啟動所述啟動設備， 其中所述診斷設備包括: 電源電壓生成電路(118)，所述電源電壓生成電路(118)被布置成將所述電容器(125)從由所述電池提供的電池電壓加載(61、62)到第一給定電壓值(Vboost), 電流吸收器(119)，所述電流吸收器(119)被布置成通過具有已知值的第二固定電流(I_pd)來選擇性地將所述電容器放電；控制單元(114)，所述控制單元(114)被布置成: 當通過第一未確定電流將所述電容器放電的時候，獲得(62、64)所述電容器的放電速率的第一測量(Tl);以及，、 在已經(jīng)通過所述電源電壓生成電路將所述電容器重新加載(63)到所述第一給定電壓值之后， 當通過所述第一未確定電流和由所述電流吸收器(119)添加到所述第一未確定電流的所述第二固定電流將所述電容器放電的時候，獲得(64)所述電容器的所述放電速率的第二測量(T2)； 基于所述電流吸收器的所述給定電流的所述已知值，從所述第一測量和所述第二測量之間的差來確定(65)所述儲存電容器的所述電容值， 將所述電容器的所述電容值和閾值進行比較，以及，如果所述電容值低于所述閾值，則觸發(fā)表示這種情況的警報信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述電源電壓生成電路還包括電壓提升結構(31)，所述電壓提升結構(31)具有耦合于所述電池的輸入(11)、和輸出(12)，并且被布置成從所述電池電壓在所述輸出上生成所述第一給定電壓值，所述儲存電容器被連接到所述電壓提升結構的所述輸出。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述電壓提升結構被布置成形成升壓轉(zhuǎn)換器，所述升壓轉(zhuǎn)換器具有電感器(4)、二極管(5)以及所述儲存電容器(125)。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述電感器(4)和所述二極管(5)在所述電源電壓生成電路外部。
7.根據(jù)權利要求4-6中任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述電源電壓生成電路還包括電壓降低結構(32)，所述電壓降低結構(32)具有被連接到所述電壓提升結構的所述輸出的輸入(13)、和輸出(14)，并且被布置成從所述第一給定電壓值，在所述電壓降低結構的所述輸出上生成第二給定電壓值(Vbuck)，所述第二給定電壓值低于所述第一給定電壓值。
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述電壓降低結構被布置成形成具有電感器(6)和電容器(7)的降壓轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述降壓轉(zhuǎn)換器的所述電感器和所述電容器在所述電源電壓生成電路外部。
10.根據(jù)權利要求8和9中任何一項所述的系統(tǒng),其中所述第一未確定電流(I_loadl)包括被所述降壓轉(zhuǎn)換器吸收的所述輸入電流。
11.根據(jù)權利要求8-10中任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述電源電壓生成電路還包括至少一個電壓調(diào)節(jié)器(33)，所述至少一個電壓調(diào)節(jié)器(33)被布置成從所述第二給定電壓值交付被調(diào)節(jié)的電源電壓，所述被調(diào)節(jié)的電源電壓適于向所述交通工具安全系統(tǒng)的另一個設備提供電力。
12.根據(jù)權利要求3-11中任何一項所述的系統(tǒng)，還包括: 驅(qū)動電路(103)，所述驅(qū)動電路(103)被布置成生成用于啟動所述啟動設備的信號，并且包括開關布置結構，所述開關布置結構具有高側開關(105)和低側開關(107);以及 主開關(113)，所述主開關(113)與所述高側開關和所述低側開關串聯(lián)并且在所述驅(qū)動電路外部，所述主開關被連接到所述電流吸收器，用于開啟和關斷所述電流吸收器。
13.根據(jù)權利要求3-12中任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述儲存電容器包括并聯(lián)連接的至少三個基本電容器。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述基本電容器具有的值在幾毫法拉，例如7毫法拉的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權利要求3-14中任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述第二固定電流(I_pd)在幾十暈安，例如50暈安的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權利要求3-15中任何一項所述的系統(tǒng)，其中所述第一給定電壓值(Vboost)大于20伏特。
【文檔編號】B60R21/017GK103492235SQ201180070343
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2011年4月22日 優(yōu)先權日:2011年4月22日
【發(fā)明者】艾萬·埃蒙, 哈馬達·艾哈邁德, 皮埃爾·圖爾平 申請人:飛思卡爾半導體公司