用于监控储能器的方法和装置以及用于车辆的安全装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于监控用于车辆(100)的安全装置(102)的储能器(105)的方法(500)。所述方法包括分析在适用于运行安全装置(102)的起动值与适用于运行安全装置(102)的测试电压值之间的位于储能器(105)上的电压的电压变化的步骤，以便监控所述储能器(105)。
【专利说明】用于监控储能器的方法和装置以及用于车辆的安全装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于监控用于车辆的安全装置的储能器的方法、相应的装置、用于车辆的安全装置以及相应的计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]安全气囊控制装置具有一个或多个铝-电解质-电容器形式的自身的蓄能器。这样的储能电容确保了在没有外部供电例如在车载电池在碰撞事故中断开预定时间的情况下也确保安全气囊系统的完整功能。
【发明内容】
[0003]在该背景下，本发明按照独立权利要求提出了一种用于监控用于车辆的安全装置的储能器的方法、还有一种使用该方法的装置以及用于车辆的安全装置并且最后一种相应的计算机程序产品。有利的设计方案产生于相应的从属权利要求和随后的说明。
[0004]具有安全装置特别是乘客保护装置的车辆能够具有用于安全装置的自身的储能器。通过自身的储能器也能够在安全装置的主供电电压失灵的情况下确保安全装置的无问题的运行。
[0005]对储能器的测试能够在开始在系统启动期间或在关断期间实现。然而有利的是，附加或备选地在车辆的运行期间例如在车辆的当前行驶周期期间测试储能器的可用性。在行驶周期期间的这样的监控能够例如连续地或周期性地实施。
[0006]能够基于在储能器上的电压变化进行检查储能器的功能能力。为了在对储能器的检查期间也确保安全装置的运行准备状态，能够实施在一个电压范围内的电压变化，该电压范围由对于安全装置允许的运行电压值限制。
[0007]该方法能够例如用于安全气囊系统。在此能够改善安全气囊控制装置诊断的品质，并且能够提高周期的故障识别率。在储能器上存在的硬件故障能够由此也在行驶周期期间确定并且驾驶员能够得知受限的系统功能。
[0008]有利地能够在周期运行中测试蓄能器能力的功能。由此确保了，驾驶员能够随时得知在蓄能器上可能的故障。由此减小了在没有预先的故障显示的情况下安全气囊系统的受限的触发准备状态的风险，并且能够满足用于永久监控储能器的相应的客户要求。该方法相对于仅仅在开始或在运行周期的结束时具有的诊断能力提供了优点。周期测试过程的另一优点在于，几乎没有对其他功能和系统可用性产生影响。
[0009]例如位于在储能器上的电压能够在电压变化期间仅仅如此程度上下降，以使得完全确保安全装置的电路部分的功能。例如在储能器上的电压能够在电压变化期间仅仅如此程度上上升，以使得保持与过压保护、例如相对于静电放电的保护、也称为ESD保护的端子电压足够大的安全间距。如此限定的电压范围足够大，以便确定储能器的容量，而不会危及安全装置的应用准备状态。
[0010]本发明实现了一种用于监控用于车辆的安全装置的储能器的方法，所述方法包括以下步骤:
[0011]分析在适用于运行安全装置的起动值与适用于运行安全装置的测试电压值之间的位于在储能器上的电压的电压变化，以便监控储能器。
[0012]车辆能够是机动车，例如轿车、货车或其他营运车。能够将安全装置理解为乘客保护系统如安全气囊系统或安全带拉紧器。能够将储能器理解为储能电容例如铝-电解质-电容器。在正常运行下安全装置能够由供能装置供以对于安全装置的运行需要的运行电压。储能器能够在正常运行中由供能装置充电。在供能装置失灵时例如由于事故，储能器能够构成为提供对于安全装置的运行需要的运行电压到安全装置。例如储能器能够构成为提供对于安全装置的激活需要的能量。通过对储能器的监控能够检查储能器的功能能力。特别是能够检查储能器是否能够在功能装置失灵的情况下提供足够的用于运行安全装置的能量。对储能器的监控能够在车辆的行驶周期期间实施。行驶周期能够相应于车辆的运行周期，该运行周期除了车辆的行驶之外也能够包括运行有关的停止，如在信号灯之前或者在走停交通中。由此能够在车辆的运行期间并且特别是在车辆的行驶期间监控储能器。起动值和测试电压值能够相互不同。例如起动值能够是最大适合安全装置运行的运行电压值，而测试电压值能够是最小适合安全装置运行的运行电压值，或与之相反。起动值和测试电压值还能够设置在最大和最小的适合安全装置运行的运行电压值之间的电压范围中。第一或测试电压值也能够是正常运行电压的值，如果正好不实施储能器的监控，那么该正常运行电压的值也位于在储能器上。适合安全装置运行能够表示，在相应的运行电压值下确保安全装置的功能。根据对电压变化的分析能够产生监控信号，该监控信号能够显示储能器的功能状态。
[0013]能够在车辆的行驶周期期间多次重复地执行分析步骤。例如能够周期重复地执行该方法。由此能够在预定的持续时间之后分别重新实施对储能器的监控。也能够响应于一个或多个预定事件的出现执行所述方法，所述事件能够在行驶周期期间出现。由此能够根据要求配置一次地、多次地在确定的时刻或在由行驶周期产生的时间点检查储能器。在车辆正常运行期间这样可自由限定的监控可能性相对于在开始执行的纯粹的对储能器上的电压变化的测量是一种改善。
[0014]如果识别到即将使用储能器，那么能够阻止分析步骤的执行或一般所述方法的执行。例如能够在接收步骤中接收到禁止信号，该禁止信号显示安全装置的激活或车辆的即将或完成的碰撞。响应于禁止信号的接收能够阻止或结束所述方法的执行。换言之，仅当通过禁止信号没有显示安全装置的激活、车辆的即将或完成的碰撞时，能够执行所述方法。
[0015]在改变步骤中，能够改变在起动值与测试电压值之间的位于储能器上的电压，以便引起电压变化。由此能够有目的地引起电压变化，以便能够监控储能器。根据实施形式能够提高或降低用于引起电压变化的电压。通过在由起动值和测试电压值限制的电压范围内实现电压变化，也能够在监控期间确保储能器或安全装置的功能。
[0016]在改变步骤中能够改变在测试电压值与起动值之间的位于储能器上的电压。能够与引起对储能器的监控的电压变化相反地实施该变化。通过该变化由此又能够使得引起对储能器的监控的电压变化减弱。在这种情况下，电压的变化能够在时间上在引起对储能器的监控的电压变化之后进行。备选地，电压的变化也能够在时间上在引起对储能器的监控的电压变化之前进行。通过电压的变化在时间上在引起对储能器的监控的电压变化之前或之后能够确保，在对储能器的监控结束之后在储能器上又存在这个开始存在的运彳丁电压值，该运行电压值在监控开始之前已经施加在储能器上。由此，储能器或安全装置的功能在监控之后也能够被确保。
[0017]按照一个实施形式，能够在分析步骤中分析位于储能器上的电压在预定的持续时间内由于电压变化是否到达测试电压值。预定的持续时间能够以电压变化的开始而开始。在这种情况下能够基于起动值如此实施电压变化，直至或者测试电压值在预定持续时间内到达或者预定的持续时间结束。在此起动值能够相应于一个正常的运行电压的值，如果正好没有实施储能器的监控，那么该正常的运行电压的值也位于在储能器上。如果在预定的时间内达到测试电压值，那么能够推断出储能器的失灵或故障。否则能够将储能器视为有功能能力的。
[0018]在此，一旦位于在储能器上的电压在预定的持续时间内由于电压变化到达测试电压值，那么将位于储能器上的电压改变到起动值。通过这种方式能够防止电压下降太大，由此可能危及安全装置的应用准备状态。如果位于在储能器上的电压在预定的持续时间内没有下降到测试电压值，那么能够将位于储能器上的电压在预定的持续时间结束时又改变到起动值。
[0019]按照另一实施形式，能够在分析步骤中分析在起动值与测试电压值之间的电压变化的持续时间。在这种情况下能够基于起动值如此实施电压变化，直至到达测试电压值。能够在认识到在电压变化期间流动的电流、电压变化的电压差和持续时间的情况下以高精度确定储能器的容量。
[0020]在不同的实施形式中，起动值能够小于测试电压值。由此基于电压变化给储能器充电。有利的是，在储能器的该实施形式中不需要提取有用能量。由于对储能器的监控，储能器的电压也不会下降到储能器的正常运行电压之下。
[0021]备选地，起动值也能够大于测试电压值。在这种情况下能够简单地通过接通负载例如放电电阻实施电压变化。为了储能器的电压由于对储能器的监控不下降到储能器的正常运行电压之下，在储能器上的电压能够在实施电压变化之前从正常运行电压首先上升到起动值。
[0022]按照一个实施形式能够通过出现漏电流产生位于储能器上的电压的下降。在这种情况下不需要激活的放电。一旦电压下降到起动值，那么用于产生待分析的电压变化的充电过程能够开始。相应地，一旦电压由于漏电流从测试电压值下降至正常运行电压的值，那么用于保持位于储能器上的正常运行电压的充电过程开始。
[0023]本发明还实现了一种用于监控用于车辆的安全装置的储能器的装置，其中所述装置构成为在相应的各个装置中实施或实现按照本发明的方法的各个步骤。而且通过装置形式的本发明的实施变型能够快速和有效地解决作为本发明的基础的任务。
[0024]在此能够将装置理解为一种电气装置，该电气装置处理传感器信号并且根据该传感器信号输出控制和/或数据信号。该装置能够具有接口，所述接口能够以硬件和/或软件方式构成。在以硬件方式构成的情况下接口能够是例如所谓的系统专用集成电路的部分，所述部分包含装置的不同功能。然而也可能的是，所述接口是自身集成的电路或者至少部分地由离散元件组成。在以软件方式构成的情况下接口能够是软件模块，该软件模块例如除了其他软件模块之外在微控制器上存在。[0025]本发明此外还实现了一种用于车辆的安全装置，具有以下特征:
[0026]安全装置；
[0027]用于安全装置的储能器；
[0028]用于监控储能器的装置。
[0029]能够将安全装置理解为由安全装置、用于安全装置的储能器以及监控装置组成的一个系统。能够将安全装置理解为乘客保护系统。乘客保护系统能够是约束系统，该约束系统能够包括例如安全气囊和/或安全带拉紧器以及用于相应的约束系统的控制装置。用于约束系统的控制装置、用于安全装置的储能器以及用于监控储能器的装置能够共同地在一个壳体中设置。储能器能够经由电气线路与安全装置连接，以便能够提供对于运行或激活安全装置需要的能量到安全装置。用于监控的装置能够与储能器耦合，以便例如能够检测位于储能器上的电压的电压变化。用于监控的装置能够具有用于输出监控信号的接口。
[0030]有利的还有一种计算机程序产品，包括程序代码，该程序代码能够在机器可读的载体如半导体存储器、硬盘存储器或光盘存储器上存储并且用于当所述程序在计算机或装置上执行时实施根据上述实施形式之一所述的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]以下根据附图示例性地进一步阐明本发明。其中:
[0032]图1a示出了按照本发明的一个实施例的具有用于监控储能器的装置的车辆的示意图；
[0033]图1b示出了本发明的一个实施例的方框图；
[0034]图1c示出了按照本发明的一个实施例的用于监控用于车辆的安全装置的储能器的装置；
[0035]图2示出了按照本发明的一个实施例的在监控过程期间位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图；
[0036]图3示出了按照本发明的一个实施例的位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图；
[0037]图4示出了按照本发明的另一实施例的位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图；以及
[0038]图5示出了按照本发明的一个实施例的用于监控用于车辆的安全装置的储能器的方法的流程图。
[0039]在本发明的优选实施例的以下描述中，对于在不同图中示出的并且相似作用的元件使用相同或相似的附图标记，其中对这些元件不再重复描述。
【具体实施方式】
[0040]图1a示出了车辆100的示意图，该车辆包括安全装置102、用于安全装置102的储能器105以及按照本发明的一个实施例的用于监控储能器105的装置108。
[0041]安全装置102能够是安全气囊系统，该安全气囊系统具有至少一个安全气囊和用于控制至少一个安全气囊的控制装置。安全装置102也能够是其他乘客保护系统。例如安全装置102能够附加或备选于安全气囊包括其他约束装置、安全带拉紧器、安全带转动杆或诸如此类以及相应的控制器。储能器105与安全装置102连接并且构成为，至少在安全装置102的主功能装置失灵的情况下提供用于运行安全装置102的能量。用于监控的装置108与储能器105耦合，以便监控储能器105的功能能力。为此用于监控的装置108构成为，分析在储能器105上的电压变化。此外用于监控的装置108能够构成为，实施在储能器105上的电压变化。
[0042]图1b示出了按照本发明的一个实施例的储能器105的充电和放电电路的方框图。储能器105能够是用于车辆的安全装置的在图1a中示出的储能器。该电路包括转换器110——该转换器构成为DC/DC升压转换器——、用于相对于接地120连接的储能器105的充电电路115以及用于储能器105的放电电路125。
[0043]升压转换器110在输入端由车辆的车载电池供以电压VBat。升压转换器110的输出端与用于储能器105的集成充电电路115连接并且提供由电压VBat转换的电压到充电电路115的输入端。充电电路115的输出端与储能器105的一个连接端连接。充电电路115构成为，提供用于储能器105的充电的充电电压到储能器105。储能器105的另一连接端与接地120连接。与充电电路115并联地放置用于储能器105的放电的放电电路125。用于储能器的放电的电路125的一个连接端与节点130连接。该节点此外位于在用于储能器的充电的电路115与储能器105的一个连接端之间。在节点130上能够实施电压测量，其中该测量能够或者通过模拟/数字转换器或者借助于具有固定比较器阈值的电路实现。例如该测量能够由在图1a中示出的用于监控储能器的装置实施。充电电路115和放电电路125能够分别具有控制输入端，经由该控制输入端能够控制充电电路115的充电功能以及放电电路125的放电功能。相应的控制能够例如由用于监控储能器的装置实施。
[0044]在电池电压VBat失灵时能够通过储能器105运行安全装置。
[0045]在下文中根据图1b描述了关于车辆的安全气囊系统的本发明的一个实施例。该安全气囊系统具有储能器105。在图1b中示出了安全气囊系统的储能器-充电/放电电路的方框图。
[0046]设定安全气囊系统的供压方案，即所有系统构件对于电池断开的情况也就是例如在碰撞事故中断开也能够自给自足地由独立的储能器105，在此为储能器电容，至少暂时供电。该系统状态称为自给自足。
[0047]借助于DC/DC开关转换器110的形式的、包括限流器115的集成充电电路将储能器105首先充电到高的电压水平(例如33V)并且随后用作在自给自足情况下整个安全气囊系统的中央供电电源。储能器105的电容值在开始在系统起动期间被测量并且借助于软件诊断在安全气囊系统中被评估。在故障、也就是说太小的储能器电容的情况下，储存系统故障并且通过激活的安全气囊警告灯告知驾驶员。如果在储能器电容上的故障仅仅在运行周期的过程中出现，那么这能够借助于在当前周期中的诊断和故障显示处理。也可能的是，还周期性地检测在储能器电容105上存在的故障并且在影响系统可用性时告知驾驶员。测试的中央机制是将位于储能器105上的电压由正常值33V短时地提高或降低到一个不同的水平并且监控该过程。该电压变化在此保持如此小，以使得不干扰其他电路部件或影响自给自足时间。例如如果电池断开直接在测试开始之后出现，那么在储能器电解质电容器上电压的大幅下降将缩短自给自足时间。
[0048]图1c示出了具有按照本发明的一个实施例的用于监控用于车辆的安全装置的储能器105的装置108的电路。示出了已经根据图1b描述的由转换器110、充电电路115和放电电路125组成的装置。充电电路115、放电电路125以及储能器105的连接端经由一个共同的节点130相互连接。
[0049]检测装置135与节点130连接。检测装置135构成为，在节点130上实施电压测量。由此检测装置135构成为，检测位于储能器105上的电压。检测装置135构成为，提供检测的电压的值到装置108。
[0050]在正常运行中，由供能装置给安全装置供以对于运行安全装置需要的运行电压。储能器105在正常运行中由供能装置充电。在供能装置失灵的情况下，例如由于事故，储能器105构成为，提供对于运行安全装置需要的运行电压到安全装置。储能器105如此确定大小，以便提供对于激活安全装置需要的能量。装置108构成为，监控是否储能器105能够在供能装置失灵的情况下提供用于运行安全装置的足够的能量。
[0051]为此装置108构成为，控制充电电路115和放电电路125，以便引起在储能器105上的电压变化。装置108构成为，分析由检测装置135检测的电压变化并且根据对电压变化的分析决定是否储能器105无故障地起作用或是故障的。如果将储能器105分级为故障的，那么装置108能够输出警告信号，该警告信号指示储能器105的故障。
[0052]根据实施例装置108构成为，通过对充电电路115和放电电路125的控制监控在储能器105的充电过程或备选地放电过程期间的时间或电压。图2至4示出了用于本发明的相应实施例的电压曲线。
[0053]按照本发明的一个实施例，该实施例以下根据图2进一步阐明，为了对储能器105的监控过程，解除充电电路115并且激活放电电路125。装置108构成为，分析自从放电的时间点由检测装置135检测的在储能器105上的电压降。如果位于储能器105上的电压在自从放电的时刻的一个预定的时间中没有低于预定的阈值，那么将储能器105识别为足够的。如果在自从放电的时刻的一个预定的时间中位于储能器105上的电压下降到预定的值之下，那么装置108构成为分离放电电路125与储能器105并且激活充电电路115。通过这种方式能够防止在储能器105上的电压由于监控而下降太大并且由此危及安全装置的应用准备状态。在该情况下将储能器105视为故障的。装置108构成为，输出用于显示故障的储能器105的信号。
[0054]此外能够实施另外的措施，该另外的措施应该用于，在即将触发安全气囊时禁止或最快可能地断开储能器105的放电。由此能够防止，在储能器105的即将使用情况下实施储能器105的监控。如此能够在识别到电池断开时实施附加的测试锁定或监控的中断。电池断开能够根据电压VBat_低压阈值识别，也就是说对此，即实现直至VBat_低压阈值的电压降。此外，一旦在系统专用集成电路中存在触发相关的信号，例如点火电路的释放，能够实施储能器105的测试的锁定。而且如果在系统中识别到碰撞信息，那么能够通过软件不起动储能器105的测试。也就是说一旦预点火或碰撞算法变得激活。
[0055]在以下根据图3和4进一步描述的另外的实施例中监控充电过程而不是放电过程。按照以下根据图3进一步描述的方法在此首先进行储能器105的部分放电。随后又给储能器充电并且由装置108分析再充电的持续时间。为此该装置构成为，分离充电电路115与储能器105并且接通放电电路125，直至在储能器105上的运行电压从正常的运行电压值到达下阈值。阈值的保持在节点130借助于检测装置135由装置108监控。一旦到达下阈值，装置108构成为，分离放电电路125与储能器105并且又激活充电电路115。储能器105以下的充电过程又被实施直至正常的运行电压值。装置108构成为，确定并且分析充电过程的持续时间。根据该持续时间装置108构成为，决定是否储能器有功能能力或故障。
[0056]按照以下根据图4进一步描述的方法，从正常运行电压首先又给储能器105充电并且随后又放电。在此，由装置108分析充电的持续时间。代替从正常的运行电压值借助于放电电路125首先降低运行电压，也可能的是，从正常运行提高运行电压直至运行电压的上阈值。对于该充电过程由装置108预定用于运行电压的新的额定值或至充电电路115的充电电压。通过充电过程引起的在节点130上的电压变化由检测装置135检测并且由装置108分析。由于充电过程引起的电压变化以及充电过程的持续时间形成了用于计算在储能器105中存在的电容的基础，该电容与在装置108中的额定值比较。如果储能器105的电容位于用于储能器105的电容的预定的额定值之下，那么输出用于故障的储能器105的监控信号。在达到用于运行电压的上阈值之后，由此标记出充电过程的结束，装置108构成为，输出相应的控制信号，从而充电电路115与储能器105分离，放电电路125与储能器105连接并且位于储能器105上的电压又降低到对于正常运行确定的值。一旦达到了对于正常运行的运行电压的值，装置108构成为，输出相应的控制信号，由此充电电路115又与储能器105连接并且放电电路125与储能器分离。由此又达到在开始存在的状态并且能够周期地重复监控。
[0057]通过对储能器的监控能够检查储能器的功能能力。特别是能够检查，储能器能够在供能装置失灵的情况下提供足够的用于运行安全装置的能量。储能器的监控能够在车辆的行驶周期期间多次地例如以预定的时间间隔重复。行驶周期能够相应于车辆的运行周期，该运行周期除了车辆的行驶之外也能够包括运行有关的停止，如在信号灯之前或者在走停交通中。由此能够在车辆的运行期间并且特别是在车辆的行驶期间监控储能器。 [0058]图2至4示出了按照本发明的不同实施例在车辆中用于安全装置的储能器的监控周期期间运行电压的电压曲线。
[0059]图2示出了按照本发明的一个实施例的位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图。储能器能够是在图la、lb和Ic中示出的用于安全装置的储能器。示出了在储能器的监控过程期间在笛卡尔坐标系统中的电压曲线。在横坐标上是时间t，而在纵坐标上是位于在储能器上的电压V。
[0060]在纵坐标上标记出了起动值V1和测试电压值V2。V1和V2的值在坐标系统中描绘为虚的边界线。两条曲线210、220示出了在按照本发明的方法的实施例的一个监控过程期间的两个不同的电压曲线。直至时刻&电压具有值％。值％由此相应于储能器的正常运行电压。监控过程在时刻^开始。自从时刻^开始储能器的放电。放电随后在随后的时刻t2结束。
[0061]电压曲线210示出了一个电压曲线，该电压曲线指示储能器的故障。与之相对地电压曲线220示出了一个电压曲线，该电压曲线指示储能器的正确的功能。
[0062]电压曲线210直至时刻&在起动值V1的水平上走向。在时刻&电压曲线210陡峭地下降并且已经在时刻t2之前与用于位于储能器上的电压的通过测试电压值V2限定的下边界值相交。
[0063]电压曲线220直至时刻&在起动值V1的水平上走向。在时刻L电压曲线220缓慢地下降并且直至时刻t2没有达到用于位于储能器上的电压的通过测试电压值V2限定的下边界值。
[0064]对位于用于安全装置的储能器上的电压的按照本发明的监控的一个实施例的在图2中示出的视图在电压曲线210中示出了故障的储能器的测试，与之相对地电压曲线220代表正确起作用的储能器的测试。按照本发明的方法的在图2中示出的实施例提前限定了在时刻h与时刻t2之间的时间间隔。
[0065]在图2中示出的方法能够描述为这样的方法，在该方法中起动值V1大于测试电压值V2。在时刻h与时刻t2之间的持续时间期间检测和分析电压降。为了引起电压降，能够解除储能器的充电电路并且激活储能器的放电电流源。在图2中示出的方法能够由此描述为这样的方法，在该方法中在分析步骤中在预定的持续时间内分析电压变化的值。
[0066]按照一个实施例，通过短时解除(例如10毫秒)储能器充电电路并且附加地接通限流的放电电流源(例如5毫安)主动降低在储能器上的电压。如果在此在确定的时间内低于确定的电压阈值V2 (例如31V，也就是在33V的额定值之下2V)，那么能够推断储能器电容的完全 失灵，例如由于电解质电容器的断开或故障的焊点和/或导体或接触。能够在此直接在硬件中例如通过比较器或借助于通过ADC的测量实现对确定的阈值％、V2的监控。
[0067]图3示出了按照本发明的一个实施例的位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图。储能器能够是在图la、lb和Ic中示出的用于安全装置的储能器。示出了在储能器的监控过程期间在笛卡尔坐标系统中的电压曲线。在横坐标上是时间t，而在纵坐标上是位于用于安全装置的储能器上的电压V。
[0068]在纵坐标上标记出了起动值V3和测试电压值V4。V3和V4的值在坐标系统中描绘为虚的边界线。两条曲线310、320示出了在按照本发明的方法的实施例的一个监控过程期间的两条不同的电压曲线。
[0069]电压曲线310示出了一条电压曲线，该电压曲线指示储能器的故障。与之相对地电压曲线320示出了一条电压曲线，该电压曲线指示储能器的正确的功能。
[0070]电压曲线310直至时刻t3在测试电压值V4的水平上走向并且随后直线地下降直至时刻t4到起动值V3的水平。在时刻t4与时刻t5之间电压曲线310上升到第二运行电压V4的水平。时间间隔At1限定为在时刻t4与时刻15之间的时间段。电压差AV限定为起动值V3与测试电压值V4的差的值。第二电压曲线320直至时刻t3在测试电压值V4的水平上走向并且随后直线地下降直至时刻t6到起动值V3的水平。在时刻t6与时刻〖7之间电压曲线320上升到第二运行电压V4的水平。时间间隔At2限定为在时刻t6与时刻t7之间的时间段。在图3中示出的实施例中评估时间间隔Atl、At2，以便做出关于储能器的功能的结论。在分析步骤中，能够分析在时间上在充电过程期间由较小的运行电压值V3到与之相比更大的运行电压值V4的上升，以便计算储能器的电容。
[0071]对位于用于安全装置的储能器上的电压的按照本发明的监控的一个实施例的在图3中示出的视图在电压曲线310中示出了故障的储能器的测试，与之相对地电压曲线320代表正确起作用的储能器的测试。按照本发明的方法的在图3中示出的实施例提前限定了在起动值V3与测试电压值V4之间的电压差。
[0072]在图3中示出的方法能够描述为这样的方法，在该方法中起动值V3小于测试电压值V4。在第一时刻t4、t6与第二时刻t5、t6之间检测和分析电压增益AV和时间间隔。为了在充电过程之前引起电压降，能够解除储能器的充电电路并且激活储能器的放电电流源。如果达到了下运行电压值V3，那么又与之相反，也就是说解除放电电流源并且激活充电电路。在图3中示出的方法能够由此描述为这样的方法，在该方法中在分析步骤中在预定的电压差内分析时间段的值。
[0073]如在图2中示出的实施例中那样，在图3中示出的实施例中在周期测试期间借助于放电电流源给储能器放电。在此，放电时间亦即在t3与t4之间的时间段和允许的放电电压水平V3能够项目特定地匹配并且在控制装置软件中保存。如果达到了预定的放电电压水平V3，那么又将储能器上的电压充电到额定值v4。使用的充电电流能够项目特定地进行编程并且是非常准确的。在此借助于ADC测量监控在充电期间在储能器上的电压上升电压变化并且相对于预定值进行比较。如此可能的是，以高精度确定储能器电容(C = I*t/U)。如果确定的电容值没有满足提出的要求，也就是说该电容值太小，那么能够存储相应的故障并且告知驾驶员。
[0074]按照一个实施例，单独地通过在储能器上的漏电流实现从原来的电压值V4到起动值V3的放电。这相比于主动放电显著地持续更长时间，然而如果可能能够节省放电电流源。因为仅仅测量随后的充电，所以放电的持续时间不起作用，并且也能够没有确定的时间地放电直至阈值V3。
[0075]图4示出了按照本发明的另一实施例的位于用于安全装置的储能器上的电压的图形视图。储能器能够是在图la、lb和Ic中示出的用于安全装置的储能器。示出了在储能器的监控过程期间在笛卡尔坐标系统中的电压曲线。在横坐标上是时间t，而在纵坐标上是位于在用于安全装置的储能器上的电压V。
[0076]在纵坐标上标记出了起动值V3和测试电压值V4。V3和V4的值在坐标系统中描绘为虚的边界线。两条曲线 410、420示出了在按照本发明的方法的实施例的一个监控过程期间的两条不同的电压曲线。
[0077]电压曲线410示出了一条电压曲线，该电压曲线指示储能器的故障。与之相对地电压曲线420示出了一条电压曲线，该电压曲线指示储能器的正确的功能。
[0078]电压曲线410直至时刻t8在起动值V3的水平上走向并且随后直线地上升直至时刻t9到测试电压值V4的水平。在时刻t9之后电压曲线410又下降到第一运行电压V3的水平。时间间隔At3限定为在时刻t8与时刻^之间的时间段。电压差AV限定为起动值V3与测试电压值V4的差的值。电压曲线420直至时刻t8在起动值V3的水平上走向并且随后直线地上升直至时刻t1(l到测试电压值V4的水平。在时刻t1(l之后电压曲线420又下降到第一运行电压V3的水平。时间间隔At4限定为在时刻t8与时刻t1(l之间的时间段。在图4中示出的本发明的实施例中测量时间间隔At3、At4并且与预定的电压差AV共同地确定在储能器中包含的电容。通过如此确定的电容与用于储能器的预定电容的比较能够决定储能器的可用性。
[0079]在基于图4的本发明的实施例在时刻t8离开下运行电压V3，其中该下运行电压V3在该实施例中相应于在正常运行中的运行电压。由在图1c中示出的控制装置现在促使提高充电电压，直至位于储能器上的电压到达上运行电压V4。监控充电过程并且确定用于充电过程的时间段。根据在图4中确定的时间段和预定的电压差，监控装置能够确定储能器的电容。在运行电压到达上运行电压V4的时刻，由控制装置促使，解除充电电路而激活放电电路，直至运行电压到达下运行电压v3。在运行电压到达下运行电压V3的时刻，解除放电电路而又激活充电电路。
[0080]不同于在图2和图3中示出的实施例在按照在图4中示出的实施例的测试中不周期性地给储能器电解质电容器放电，而是充电超过例如33V的额定值。产生储能器电压的DC/DC升压转换器在测试期间处于一个较高的额定值，例如34V (也就是在额定值33V之上IV)。以精确编程的电流实现了将储能器电解质电容器充电到新的额定值。测量直至达到新额定值的时间，并且由此确定和评估储能器电容(C = I*t/U)。在测试的结束使得升压转换器的额定值又处于额定值V3,例如33V。
[0081]该实施例具有的优点在于，不从电解质电容器提取有用能量，当然应当确保，保证了与内部ESD保护(典型:38V)的端子电压的足够的安全间距。
[0082]周期性的储能器监控能够如下实现:测试的实现和重复能够通过软件命令实现或者在状态机也称为“State-Machine”中在硬件中构成。
[0083]在图2和3中示例性地示出的实施例的能量提取通过短的测试时间和小的储能器放电保持得极端小，从而不危及系统可用性并且不实质上减少自给自足时间。此外，通过在秒的范围中的缓慢的重复速度再实现了，测试对电磁兼容性及诸如此类不具有影响。
[0084]图5示出了按照本发明的一个实施例的用于监控用于车辆的安全装置的储能器的方法500的流程图。在读入步骤510中，读入在储能器上的电压，也称为端子电压。代表电压的值能够在图5中未示出地在测量步骤中测量并且随后在方法500的读入步骤中被读入，或者备选地也能够在读入步骤510中通过接口读入电压的值。在分析步骤520中分析读入的电压，从而能够对电压变化以及同时或备选地对时间做出结论。根据分析步骤520中的分析能够做出关于储能器的结论，从而在步骤530中能够产生监控信号。借助于监控信号能够例如告知车辆驾驶员受限的系统功能。
[0085]所述的和在附图中示出的各实施例仅仅示例性地选择。不同实施例能够完全地或关于单个特征相互组合。而且一个实施例能够通过另一实施例的特征补充。此外能够重复按照本发明的方法步骤以及以不同于所述顺序的其他顺序执行本发明的方法步骤。
【权利要求】
1.用于监控用于车辆(100)的安全装置(102)的储能器(105)的方法(500)，所述方法包括以下步骤: 分析(520)在适用于运行所述安全装置(102)的起动值(VpV3)与适用于运行所述安全装置(102)的测试电压值(V2 ；V4)之间的位于所述储能器(105)上的电压(V)的电压变化(Λ V)，以便监控储能器(105)。
2.根据权利要求1所述的方法(500)，其中，在所述车辆(100)的行驶周期期间多次重复地执行分析步骤(520)。
3.根据上述权利要求之一所述的方法(500)，具有改变在所述起动值(V1J3)与所述测试电压值(V2 ；V4)之间的位于所述储能器(105)上的电压(V)以便引起所述电压变化(AV)的步骤。
4.根据上述权利要求之一所述的方法(500)，其中，在所述改变步骤中改变在所述测试电压值(V2 ；V4)与所述起动值(V1 ；V3)之间的位于所述储能器(105)上的电压(V)。
5.根据上述权利要求之一所述的方法(500)，其中，在分析(520)步骤中分析位于所述储能器(105)上的电压(V)在预定的持续时间内由于所述电压变化是否到达所述测试电压值(V2 ;V4)。
6.根据权利要求5所述的方法(500)，其中，一旦位于所述储能器(105)上的电压(V)在所述预定的持续时间内由于所述电压变化到达所述测试电压值(V2 ;v4)，那么将位于所述储能器(105)上的 电压(V)改变到所述起动值(H)。
7.根据上述权利要求之一所述的方法(500)，其中，在分析步骤中分析在所述起动值(V1 ；V3)与所述测试电压值(V2 ；v4)之间的所述电压变化的持续时间。
8.根据上述权利要求之一所述的方法(500)，其中，所述起动值(V1；V3)小于所述测试电压值(V2 ；V4)。
9.用于监控用于车辆(100)的安全装置(102)的储能器(105)的装置(108)，所述装置具有多个装置，所述多个装置构成为实施按照权利要求1至8之一所述的方法(500)的步骤中的至少之一。
10.用于车辆的安全装置，具有以下特征: 安全装置(102)； 用于安全装置(102)的储能器(105)； 按照权利要求9用于监控储能器(105)的装置(108)。
11.计算机程序产品，包括程序代码，用于当程序在装置上执行时实施根据权利要求1至8之一所述的方法。
【文档编号】B60R21/017GK104024058SQ201280064428
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】F·西韦尔斯, H·舒马赫, C·利斯特 申请人:罗伯特·博世有限公司