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Title:
METHOD FOR SELF-DIAGNOSIS OF A VEHICLE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/229115
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the self-diagnosis of a vehicle system (1) that is supplied with energy by an on-board vehicle electrical system (3) and comprises a control device (ECU) with at least one integrated system circuit (ASIC), which has at least one internal energy supply (11), a sequential and logic controller (10) and a safety controller (12), and with at least one microcontroller (µC), and to a vehicle system (1) for carrying out the method. In this case, after an on-board electrical system voltage (VB) has been applied in an initialization phase independently of an activation state of the at least one microcontroller (µC) within the at least one integrated system circuit (ACIS), at least one internal reference voltage (VBz) and at least one internal system voltage (V1, V2, V3, V4) for supplying the vehicle system (1) are generated from the applied on-board electrical system voltage (VB) and hardware-supported internal self-diagnosis functions are performed, wherein the hardware-supported internal self-diagnosis functions are started in the corresponding integrated system circuit (ASIC) and carried out when the at least one internal reference voltage (VBz) is available, wherein at least two hardware-supported internal self-diagnosis functions are processed at least partly in parallel, and wherein the at least one microcontroller (µC) after the initialization phase of the at least one integrated system circuit (ASIC) has an active state and after an internal self-diagnosis activates and carries out at least one software-supported self-diagnosis function (SEDF).

Inventors:
NEUBERGER MARTIN (DE)
GSCHWIND-SCHILLING RAINER (DE)
HAIST KEVIN (DE)
LIST CARSTEN (DE)
WANG EUGEN (DE)
VOIGT DAVID (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/060924
Publication Date:
November 03, 2022
Filing Date:
April 25, 2022
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
B60T8/88; B60R21/017; G01R31/00; H03K17/00; H03K17/22; B60R21/01; B60W50/02
Foreign References:
DE102011089556A12013-06-27
DE102008012896A12009-09-10
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren (100) zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems (1), welches von einem Fahrzeugbordnetz (3) mit Energie versorgt ist und ein Steu ergerät (ECU) mit mindestens einem integrierten Systemschaltkreis (ASIC), welcher zumindest eine interne Energieversorgung (11), eine Ablauf- und Logiksteuerung (10) und eine Sicherheitssteuerung (12) aufweist, und mit mindestens einem Mikrocontroller (pC) umfasst, wobei nach dem Anlegen einer Bordnetzspannung (VB) in einer Initialisie rungsphase unabhängig von einem Aktivierungszustand des mindestens einen Mikrocontrollers (pC) innerhalb des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises (ASIC) mindestens eine interne Bezugsspannung (VBz) und mindestens eine interne Systemspannung (VI, V2, V3, V4) zur Versorgung des Fahrzeugsystems (1) aus der anliegenden Borde netzspannung (VB) erzeugt und hardwaregestützte interne Eigendiag nosefunktionen (EDF) ausgeführt werden, wobei die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) im korrespondierenden inte grierten Systemschaltkreis (ASIC) gestartet und durchgeführt werden, wenn die mindestens eine interne Bezugsspannung (VBz) verfügbar ist, wobei mindestens zwei hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunkti onen (EDF) zumindest teilweise parallel abgearbeitet werden, und wobei der mindestens eine Mikrocontroller (pC) nach der Initialisierungsphase des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises (ASIC) einen ak tiven Zustand aufweist und nach einer internen Eigendiagnose mindes tens eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion (SEDF) aktiviert und durchführt.

2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen integrierten Systemschaltkreis (ASIC) mindestens ei ne zusätzliche Testschaltung (14) und/oder mindestens ein wiederbe schreibbare Permanentspeicher (13) zur Durchführung der hardwarege- stützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) implementiert werden, wobei der mindestens eine wiederbeschreibbare Permanentspeicher (13) elektrische Parameter bereitstellt.

3. Verfahren (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Testschaltung (14) so gestaltet und platziert wird, dass ein Auftreten von Wechselwirkungen reduziert wird, welche durch Beein flussung von elektrischen Parametern oder durch Übersprechen verur sacht werden.

4. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass zumindest die mindestens zwei hardwaregestützten in ternen Eigendiagnosefunktionen (EDF) jeweils einen digitalen Testteil (DT1) und einen analogen Testteil (ATI, AT2) aufweisen, wobei zumin dest die digitalen Testteile (DT1) der mindestens zwei hardwaregestütz ten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) parallel abgearbeitet wer den.

5. Verfahren (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die analogen Testteile (ATI, AT2) der mindestens zwei hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) in Abhängigkeit von bekannten Rückwirkungen und/oder Sicherheitsvorgaben parallel oder in einer vor gegebenen Reihenfolge abgearbeitet werden.

6. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass basierend auf der mindestens einen internen Bezugs spannung (VBz) mindestens eine Referenzspannung (Vref) und/oder mindestens eine Hilfsspannung (UH) erzeugt und für die hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) bereitgestellt werden.

7. Verfahren (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hilfsspannung (UH) durch eine korrespondierende in terne Systemspannung (VI, V2, V3, V4) ersetzt wird, wenn die interne Systemspannung (VI, V2, V3, V4) zu einem späteren Zeitpunkt ihren Zielwert erreicht hat. 8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens ein Komparator durch mindestens eine der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) überprüft wird, welche ausgeführt ist, durch Verändern einer angelegten Refe renzspannung (Uref) einen Umschaltpunkt des mindestens einen Kom parators zu überprüfen, wobei eine Weiterleitung eines Ausgabesignals des mindestens einen Komparators während der Überprüfung blockiert wird.

9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Komparator nach seiner fehlerfreien Überprüfung von mindestens einer weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnose funktion (EDF) zur Überprüfung eines Unterspannungsschwellwerts und/oder eines Überspannungsschwellwerts der mindestens einen in ternen Bezugsspannung (VBz) und/oder der mindestens einen internen Systemspannung (VI, V2, V3, V4) und/oder von mindestens einer Leis tungsspannung eingesetzt wird.

10. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens ein Logikpfad der Ablauf- und Logiksteue rung (10) und/oder mindestens ein Logikpfad der Sicherheitssteuerung (12) des korrespondierenden integrierten Systemschaltkreises (ASIC) von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnose funktionen (EDF) überprüft wird.

11. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens eine PSI-Schnittstelle (17), über welche Sen sorsignale von mindestens einer peripheren Sensoreinheit (8) empfan gen und aufbereitet werden, von mindestens einer der hardwaregestütz ten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) überprüft wird.

12. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens eine Analogschnittstelle (15), welche Ana logsignale von externen Analogsignalsendern (5) empfängt oder Ana- logsignale an externe Analogsignalempfänger (4) ausgibt, von mindes tens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen (EDF) überprüft wird.

13. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Unterspannungsschwellwert und/oder ein Überspan nungsschwellwert von mindestens einer Energiereserve (VER) des Fahrzeugsystems (1) und/oder eine Analogschnittstelle (2), welche Ana logsignale von externen Analogsignalsendern (5) empfängt oder Ana logsignale an externe Analogsignalempfänger ausgibt, und/oder ein zentraler Beschleunigungssensor (SA) und/oder ein zentraler Drehra tensensor (SD) und/oder eine Datenbuskommunikationsschnittstelle (9) von der mindestens einen softwaregestützten Eigendiagnosefunktion (SEDF) überprüft wird.

14. Fahrzeugsystem (1), welches eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.

15. Fahrzeugsystem (1), gekennzeichnet durch ein Steuergerät (ECU) mit mindestens einem integrierten Systemschaltkreis (ASIC), welcher zu mindest eine interne Energieversorgung (11), eine Ablauf- und Logik steuerung (10) und eine Sicherheitssteuerung (12) umfasst, welche zur Auslösung von mindestens einem Zündschaltkreis (6) einer Rückhalte vorrichtung eine korrespondierende Endstufe (16) ansteuert, und mit mindestens einem Mikrocontroller (pC).

Description:
Beschreibung

Titel

Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Fahrzeugsystem, welches eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeug systems sowie korrespondierende Fahrzeugsysteme zur Durchführung eines solchen Verfahrens bekannt. Durch ein solches Verfahren zur Eigendiagnose kann sichergestellt werden, dass komplexe elektronische Schaltungen während ihrer kompletten Betriebsdauer, von beispielsweise 15 Jahren, fehlerfrei funktio nieren. Hierbei können Hauptfunktionen und/oder Eigenschaften des Fahrzeug systems entweder einmalig pro Bestromungszyklus oder kontinuierlich und/oder zyklisch, je nach Sicherheitseinstufung durch Eigendiagnosefunktionen überprüft werden. Ein Großteil dieser Eigendiagnosefunktionen, die auch als BISTs (Build- in Self-Tests) bezeichnet werden, kann initial bei jedem Start des Fahrzeugsys tems ausgeführt werden und dem Nutzer den fehlerfreien Zustand bzw. das Fehlschlagen der Diagnose signalisieren. In Airbagsystemen erfolgt die Anzeige üblicherweise durch eine Airbagwarnanzeige im Kombinationsinstrument des Fahrzeugs. Sie leuchtet bei jedem Systemstart und wird erst nach erfolgreichem Bestehen der Eigendiagnose deaktiviert. Je nach Systemvariante, Fahrzeugtyp, etc. kann dies mehrere Sekunden dauern. Erst mit dem Erlöschen der Warnan zeige wird die Funktionsbereitschaft garantiert. Da die einzelnen Eigendiagnose funktionen zur Überprüfung von Hardware und Software fast immer sequentiell ablaufen, ergibt sich aus dem initialen Diagnoseumfang ein wesentlicher Beitrag des Zeitbedarfs zur Initialisierung bzw. zum Hochfahren des Airbagsystems. Des Weiteren steigt die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware, da die Eigendiag- nosefunktionen in der Regel softwaregestützt von einem Mikrocontroller über Software gestartet bzw. ausgewertet werden.

Offenbarung der Erfindung

Das Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das korrespondierende Fahrzeugsys tem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 14 haben jeweils den Vorteil, dass der Zeitbedarf zur Initialisierung bzw. zum Hochfahren des Fahrzeugsystems deutlich reduziert werden kann. Das bedeutet, dass die Zeit spanne bis die volle Funktionsbereitschaft bzw. Verfügbarkeit des Fahrzeugsys tems vorliegt, deutlich verkürzt werden kann. Weiterhin kann die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware reduziert werden.

Kern der Erfindung besteht darin, Eigendiagnosefunktionen des Fahrzeugsys tems nicht mehr sequentiell auszuführen, sondern zu parallelisieren. Dies führt zu einer deutlich verkürzten Gesamtdiagnosezeit und somit zu einer früheren Verfügbarkeit der Funktionen des Fahrzeugsystems. Hierzu kann das Hardware design mindestens eines integrierten Systemschaltkreises einschließlich zusätz licher Testschaltungen und das Zusammenspiel mit anderen Systemkomponen ten, wie beispielsweise Mikrocontroller, Sensoren, Kommunikationsschnittstellen usw. entsprechend angepasst werden. Zudem können die einzelnen internen Ei gendiagnosefunktionen des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises hardwaregestützt verstärkt, eigenständig und ohne Beteiligung des mindesten einen Mikrocontrollers des Fahrzeugsystems ausgeführt und bewertet werden. Dies reduziert die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware speziell während der Initialisierungsphase bzw. der Hochfahrphase des Fahrzeugsystems, welches vorzugsweise als Airbagsystem ausgeführt ist. Hierbei kann die volle Funktions bereitschaft bzw. Verfügbarkeit des Airbagsystems beispielsweise durch Aus schalten der Airbagwarnanzeige signalisiert werden.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zur Eigen diagnose eines Fahrzeugsystems zur Verfügung, welches von einem Fahrzeug bordnetz mit Energie versorgt ist und ein Steuergerät mit mindestens einem inte grierten Systemschaltkreis, welcher zumindest eine interne Energieversorgung, eine Ablauf- und Logiksteuerung und eine Sicherheitssteuerung aufweist, und mit mindestens einem Mikrocontroller umfasst. Hierbei werden nach dem Anlegen einer Bordnetzspannung in einer Initialisierungsphase unabhängig von einem Ak tivierungszustand des mindestens einen Mikrocontrollers innerhalb des mindes tens einen integrierten Systemschaltkreises mindestens eine interne Bezugs spannung und mindestens eine interne Systemspannung zur Versorgung des Fahrzeugsystems aus der anliegenden Bordenetzspannung erzeugt und hard waregestützte interne Eigendiagnosefunktionen ausgeführt. Die hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen werden im korrespondierenden inte grierten Systemschaltkreis gestartet und durchgeführt, wenn die mindestens eine interne Bezugsspannung verfügbar ist. Des Weiteren werden mindestens zwei hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen zumindest teilweise parallel abgearbeitet, wobei der mindestens eine Mikrocontroller nach der Initialisie rungsphase des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises einen akti ven Zustand aufweist und nach einer internen Eigendiagnose mindestens eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion aktiviert und durchführt.

Des Weiteren wird ein Fahrzeugsystem vorgeschlagen, welches eingerichtet ist, ein solches Verfahren zur Eigendiagnose auszuführen. Das Fahrzeugsystem kann beispielsweise ein Steuergerät mit mindestens einem integrierten System schaltkreis und mit mindestens einem Mikrocontroller umfassen. Hierbei kann der mindestens eine integrierte Systemschaltkreis zumindest eine interne Energie versorgung, eine Ablauf- und Logiksteuerung und eine Sicherheitssteuerung aufweisen, welche zur Auslösung von mindestens einem Zündschaltkreis einer Rückhaltevorrichtung eine korrespondierende Endstufe ansteuern kann.

Die Ausführung und der Ablauf der einzelnen Eigendiagnosefunktionen des Fahrzeugsystems ist an mehrere Parameter bzw. Abhängigkeiten geknüpft. So berücksichtigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ei gendiagnose eines Fahrzeugsystems im Hardwaredesign und in der Steuerung der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen elektrische Randbe dingungen, wie beispielsweise das Vorliegen von internen Systemspannungen. Zudem wird der Start der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen vorzugsweise mit dem Vorliegen der mindestens einen internen Bezugsspan nung ausgelöst. Des Weiteren können bei der Ausführung der hardwaregestütz- ten internen Eigendiagnosefunktionen Wechselwirkungen mit anderen Funktio nen und/oder Tests beachtet und Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. Es ist somit möglich, den Ablauf der Eigendiagnose des Fahrzeugsystems zu be schleunigen, Eigendiagnosefunktionen zu parallelisieren und die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware zu reduzieren.

Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielswei se ein Airbagsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Das Steuergerät kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hardwaremäßig und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise auch Teil des integrierten Systemschaltkreises sein, der verschiedenste Funktio nen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnitt stellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskre ten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf dem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Com puterprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem opti schen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von dem Mikrocontroller des Steuergeräts ausgeführt wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiter bildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentan spruch 1 angegebenen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems und des im unabhängigen Patentanspruch 14 angegebenen Fahrzeugsystems möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass in dem mindestens einen integrierten System schaltkreis mindestens eine zusätzliche Testschaltung und/oder mindestens ein wiederbeschreibbare Permanentspeicher zur Durchführung der hardwaregestütz ten internen Eigendiagnosefunktionen implementiert werden kann. Hierbei kann der mindestens eine wiederbeschreibbare Permanentspeicher elektrische Para meter bereitstellen. Alternativ können die hardwaregestützten internen Eigendi- agnosefunktionen auch ohne Parametrisierung und ohne Bewertung in der Ab lauf- und Logiksteuerung selbst ablaufen. So kann die Ablauf- und Logiksteue rung die einzelnen hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen bei spielsweise immer gleichermaßen ausführen und dem mindestens einen Mikro controller dann einen korrespondierenden „Rohwert“ als Ergebnis bereitstellen. Ob die hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion positiv abgeschlossen wurde oder nicht, kann dann der mindestens eine Mikrocontroller je nach Sys temvariante bewerten. Zudem kann die mindestens eine Testschaltung so ge staltet und platziert werden, dass ein Auftreten von Wechselwirkungen reduziert werden kann, welche durch Beeinflussung von elektrischen Parametern oder durch Übersprechen verursacht werden können. Die Wechselwirkungen können sich beispielsweise direkt durch Beeinflussungen von elektrischen Parametern oder durch „Übersprechen“ oder Störungen bei geringen räumlichen Nachbar schaften auf dem gemeinsamen Siliziumsubstrat ergeben. Ausführungsformen der Erfindung können die Wechselwirkungen der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen durch Anpassung der mindestens einen Testschaltung, beispielsweise durch optimierte Dimensionierung von Stromquellen und/oder Stromsenken, „Entkopplung“ von Strompfaden mit Dioden o.ä. bestmöglich redu zieren, um rückwirkungsfreie Eigendiagnosefunktionen zu gewährleisten. Ebenso sind Maßnahmen im Layout des mindestens einen integrierten Systemschaltkrei ses möglich, welche zu einer besseren Isolierung der Schaltungsblöcke führen kann. So können beispielsweise optimierte Masseanbindungen, optimierte Lei tungsführungen, Gräben bzw. Trenches zwischen benachbarten Strukturen, o.ä. implementiert werden. Durch solche Verbesserungen kann die Parallelisierung der Eigendiagnosefunktionen gesteigert werden, da keine bzw. reduzierte funkti onale Beeinflussungen der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktio nen vorliegen.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können zumindest die mindestens zwei hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen, welche zumindest teilweise parallel abgearbeitet werden, jeweils einen digitalen Testteil und einen analogen Testteil aufweisen. Hierbei können zumindest die digitalen Testteile der mindestens zwei hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen parallel abgearbeitet werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können die analogen Test teile der mindestens zwei hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen in Abhängigkeit von bekannten Rückwirkungen und/oder Sicherheitsvorgaben parallel oder in einer vorgegebenen Reihenfolge abgearbeitet werden. Bedingt durch die Hochintegration der elektrischen Schaltungen in dem mindestens einen integrierten Systemschaltkreis kann es Vorkommen, dass es Wechselwirkungen zwischen den einzelnen hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen geben kann, welche auch die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunkti onen beeinflussen können. Bei der Implementierung von solchen hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen wird daher beachtet, dass nicht alle Eigendiagnosefunktionen beliebig zu jedem Zeitpunkt und auch nicht parallel ge startet werden können. Gerade in sicherheitskritischen Anwendungen, wie bei spielsweise in Airbagsteuergeräten darf es nicht zu Verletzungen der Sicher heitsanforderungen kommen. So gibt es Abhängigkeiten der einzelnen Eigendi agnosefunktionen zueinander, die beispielsweise die Ausführung einer zweiten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion verhindern, wenn eine erste hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion nicht erfolgreich abgeschlos sen wurde. Auch diese Abhängigkeiten und die erforderliche Steuerung führen in heutigen Systemen zu einer komplexen Systemsoftware und zur Verlängerung der Gesamtzeit des initialen Eigendiagnoseverfahrens. In Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems werden die integrierten Testschaltungen und deren Hardwareablaufsteuerung derartig ausgeführt, dass es keine Verletzung der Sicherheitsanforderungen ge ben kann. So würde eine nicht bestandene hardwaregestützte interne Eigendi agnosefunktionen für eine sicherheitskritische Funktion beispielsweise automa tisch zum Abbruch der weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnose funktionen führen. Im besten Fall können die Testschaltungen so gestaltet wer den, dass sie selbst auch bei Fehlfunktion kein Sicherheitsrisiko darstellen und die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen damit mit höchstmög licher Testabdeckung weiterlaufen können. So können beispielsweise die inter nen Systemspannungen zu verschiedenen Zeitpunkten zur Verfügung stehen und/oder voneinander abhängig sein. Daher kann eine von einer ersten System spannung abhängige zweite Systemspannung erst überprüft werden, nachdem die erste Systemspannung überprüft und kein Fehler festgestellt wurde. Durch solche Verbesserungen kann auch die Parallelisierung der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen gesteigert werden, da es keine bzw. reduzier te Abhängigkeiten der Sicherheitsanforderungen der hardwaregestützten inter nen Eigendiagnosefunktionen gibt

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann basierend auf der mindestens einen internen Bezugsspannung mindestens eine Referenzspannung und/oder mindestens eine Hilfsspannung erzeugt und für die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen bereitgestellt werden. So kann die mindestens eine Hilfsspannung beispielsweise durch eine korrespondierende interne Sys temspannung ersetzt werden, wenn die interne Systemspannung zu einem spä teren Zeitpunkt ihren Zielwert erreicht hat. Dass bedeutet, dass eine Vielzahl von Eigendiagnosefunktionen schon ausgeführt werden können, bevor alle internen Spannungen ihren Zielwert erreicht haben. So können beispielsweise Auswer teschaltungen, wie beispielsweise Komparatoren überprüft werden, bevor die durch die korrespondierende Auswerteschaltung zu überprüfende interne Sys temspannung verfügbar ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann mindestens ein Komparator durch mindestens eine der hardwaregestützten internen Eigendiag nosefunktionen überprüft werden, welche ausgeführt ist, durch Verändern einer angelegten Referenzspannung einen Umschaltpunkt des mindestens einen Komparators zu überprüfen. Hierbei kann eine Weiterleitung eines Ausgabesig nals des mindestens einen Komparators während der Überprüfung blockiert wer den. Nach seiner fehlerfreien Überprüfung kann der mindestens eine Komparator von mindestens einer weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunk tion zur Überprüfung eines Unterspannungsschwellwerts und/oder eines Über spannungsschwellwerts der mindestens einen internen Bezugsspannung und/oder der mindestens einen internen Systemspannung und/oder von mindes tens einer Leistungsspannung eingesetzt werden. Der Einsatz von Komparatoren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Implementierung der korrespondie renden hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann mindestens ein Lo gikpfad der Ablauf- und Logiksteuerung und/oder mindestens ein Logikpfad der Sicherheitssteuerung des korrespondierenden integrierten Systemschaltkreises von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen überprüft werden. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine PSI- Schnittstelle, über welche Sensorsignale von mindestens einer peripheren Sen soreinheit empfangen und aufbereitet werden können, von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen überprüft werden. Des Weiteren kann zusätzlich oder alternativ mindestens eine Analogschnittstelle, welche Analogsignale von externen Analogsignalsendern empfangen oder Ana logsignale an externe Analogsignalempfänger ausgeben kann, von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen überprüft wer den. Die aufgeführten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen sind nur als Beispiele zu verstehen, da der Gesamtumfang der hardwaregestütz ten internen Eigendiagnosefunktionen deutlich größer sein kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können ein Unterspan nungsschwellwert und/oder ein Überspannungsschwellwert von mindestens einer Energiereserve des Fahrzeugsystems und/oder eine Analogschnittstelle, welche Analogsignale von externen Analogsignalsendern empfangen oder Analogsigna le an externe Analogsignalempfänger ausgeben kann, und/oder ein zentraler Be schleunigungssensor und/oder ein zentraler Drehratensensor und/oder eine Bus schnittstelle von der mindestens einen softwaregestützten Eigendiagnosefunktion überprüft werden. Die mindestens eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion wird beispielsweise durch die Systemsoftware per SPI-Befehl gestartet und durchgeführt. Dies geschieht, wenn die internen Systemspannungen verfügbar sind und der Mikrocontroller vollständig versorgt ist und seine interne Eigendiag nose erfolgreich abgeschlossen hat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems. Fig. 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Ablauf von mehreren hardwaregestützten Eigendiag nosefunktionen und einer softwaregestützten Eigendiagnosefunktion gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems aus Fig. 2.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 1, welches eingerichtet ist, das in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren 100 auszuführen, ein Steuergerät ECU mit mindestens einem integrierten Systemschaltkreis ASIC und mindestens einen Mikrocontroller pC. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeugsystem 1 als Airbagsystem 1A ausgeführt, welches nur einen integrierten Systemschalt kreis ASIC und nur einen Mikrocontroller pC umfasst. Der integrierte System schaltkreis ASIC umfasst zumindest eine interne Energieversorgung 11, eine Ab lauf- und Logiksteuerung 10 und eine Sicherheitssteuerung 12, welche zur Aus lösung von mindestens einem Zündschaltkreis 6 einer nicht dargestellten Rück haltevorrichtung eine korrespondierende Endstufe 16 ansteuert. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist das dargestellte Fahrzeugsystem 1 von einem Fahrzeug bordnetz 3 mit Energie versorgt, welches eine Bordnetzspannung VB zur Verfü gung stellt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Eigendiagnose des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeugsystems 1 werden nach dem Anlegen der Bordnetzspannung VB in einer Initialisierungsphase unabhän gig von einem Aktivierungszustand des mindestens einen Mikrocontrollers pC in nerhalb des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises ASIC mindestens eine interne Bezugsspannung VBz und mindestens eine interne Systemspan nung VI, V2, V3, V4 zur Versorgung des Fahrzeugsystems 1 aus der anliegen den Bordenetzspannung VB erzeugt und hardwaregestützte interne Eigendiag- nosefunktionen EDF ausgeführt, welche in Fig. 3 dargestellt sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden in einem Schritt S100 die hardwaregestützten internen Ei gendiagnosefunktionen EDF im korrespondierenden integrierten Systemschalt kreis ASIC gestartet und im Schritt S120 durchgeführt, wenn die mindestens eine interne Bezugsspannung VBz verfügbar ist. Im Schritt S120 werden mindestens zwei hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen EDF zumindest teilwei se parallel abgearbeitet, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Nach der Initialisierungs phase des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises ASIC weist der mindestens eine Mikrocontroller pC einen aktiven Zustand auf und aktiviert nach einer internen Eigendiagnose in einem Schritt S130 mindestens eine softwarege stützte Eigendiagnosefunktion SEDF, welche im Schritt S140 durchführt wird.

Der in Fig. 3 dargestellte zeitliche Ablauf von mehreren hardwaregestützten Ei gendiagnosefunktionen EDF zeigt, dass im Normalbetrieb des Fahrzeugs zu ei nem Zeitpunkt TO die Bordnetzspannung VB an das Steuergerät ECU angelegt wird. Zudem umfasst das Steuergerät ECU eine interne Energiereserve VER, welche basierend auf der Bordnetzspannung VB aufgeladen wird. Bei Ausfall der Bordnetzspannung VB stellt die interne Energiereserve VER in einem Notbetrieb der internen Energieversorgung 11 eine Energiereservespannung zur Verfügung. Somit erzeugt die interne Energieversorgung 11 des integrierten Systemschalt kreises ASIC im dargestellten Ausführungsbeispiel vier verschiedene interne Systemspannungen VI, V2, V3, V4 im Normalbetrieb aus der zur Verfügung ge stellten Bordnetzspannung VB und im Notbetrieb aus der zur Verfügung gestell ten Energiereservespannung. Hierzu umfasst die interne Energieversorgung 11 mehrere nicht dargestellte Spannungsregler und/oder Spannungswandler, wel che die verschiedenen internen Systemspannungen VI, V2, V3, V4 erzeugen und ausgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine erste interne Systemspannung VI einen Spannungspegel von 6,7V auf und wird beispielswei se zur Versorgung eines zentralen Beschleunigungssensors SA und eines zent ralen Drehratensensors SD verwendet. Eine zweite interne Systemspannung V2 weist einen Spannungspegel von 5,0V auf und wird beispielsweise zur Versor gung einer Datenbuskommunikationsschnittstelle 9 und einer Analogschnittstelle 2 verwendet. Eine dritte interne Systemspannung V3 weist einen Spannungspe gel von 3,3V auf und wird beispielsweise zur Versorgung einer Analogschnittstel le 15 und einer PSI-Schnittstelle 17 des integrierten Systemschaltkreises ASIC und zur Versorgung des Mikrocontrollers pC verwendet. Eine vierte interne Sys temspannung V4 weist einen Spannungspegel von 1,29V auf und wird beispiels weise zur Versorgung eines Rechnerkerns des Mikrocontrollers pC verwendet. Zudem werden die vier internen Systemspannungen VI, V2, V3, V4 zur Versor gung eines wiederbeschreibbaren Permanentspeichers NVM (non-volatile Me mory), welcher Programmcode und elektrische Parameter für die interne Eigen diagnose des Mikrocontrollers pC enthält, sowie für die Versorgung der Ablauf und Logiksteuerung 10, der Sicherheitssteuerung 12 und der Endstufe 16 des in tegrierten Systemschaltkreises ASIC verwendet. Die aufgeführten internen Sys temspannungen VI, V2, V3, V2 sind nur als Beispiele zu verstehen, selbstver ständlich können auch mehr oder weniger als vier interne Systemspannungen VI, V2, V3, V4 erzeugt und verwendet werden, welche auch andere als die an gegebenen Spannungswerte aufweisen können.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst der integrierte Systemschaltkreis ASIC im dargestellten Ausführungsbeispiel einen wiederbeschreibbaren Perma nentspeicher 13, welcher elektrische Parameter für die hardwaregestützten inter nen Eigendiagnosefunktionen EDF enthält und ebenfalls von einer der vier inter nen Systemspannungen VI, V2, V3, V4 versorgt wird, und mehrere Testschal tungen von denen eine Testschaltung 14 beispielhaft dargestellt ist. Die Test schaltungen 14 werden ebenfalls von einer der vier internen Systemspannungen VI, V2, V3, V4 versorgt. Die Testschaltungen 14 sind so gestaltet und platziert, dass ein Auftreten von Wechselwirkungen reduziert wird, welche durch Beein flussung von elektrischen Parametern oder durch Übersprechen verursacht wer den.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, erzeugt die interne Energieversorgung 11 die mindestens eine interne Bezugsspannung VBz. Basierend auf der mindestens einen internen Bezugsspannung VBz werden im dargestellten Ausführungsbei spiel eine Referenzspannung Vref und mindestens eine Hilfsspannung UH er zeugt und für die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF be reitgestellt. Die mindestens eine Hilfsspannung UH wird durch eine korrespondie rende interne Systemspannung VI, V2, V3, V4 ersetzt, wenn die interne System spannung VI, V2, V3, V4 zu einem späteren Zeitpunkt ihren Zielwert erreicht hat. Der in Fig. 3 dargestellte zeitliche Ablauf zeigt, dass die interne Bezugsspannung UBz zu einem Zeitpunkt TI zur Verfügung steht. Daher startet das Verfahren 100 innerhalb der Initialisierungsphase, deren Ende in Fig. 3 durch einen Zeitpunkt TI dargestellt ist, im Schritt S100 zum Zeitpunkt TI die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren 100 im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen EDF und eine softwarege stützte Eigendiagnosefunktion SEDF, welche nach dem Ende der Initialisie rungsphase zum Zeitpunkt TI vom Mikrocontroller pC gestartet wird.

Hierbei wird mindestens ein Komparator durch mindestens eine der hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft, welche ausgeführt ist, durch Verändern einer angelegten Referenzspannung Uref einen Umschaltpunkt des mindestens einen Komparators zu überprüfen, wobei eine Weiterleitung ei nes Ausgabesignals des mindestens einen Komparators während der Überprü fung blockiert wird. Der mindestens eine Komparator wird nach seiner fehler freien Überprüfung von mindestens einer weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF zur Überprüfung eines Unterspannungsschwellwerts und/oder eines Überspannungsschwellwerts der mindestens einen internen Be zugsspannung VBz und/oder der mindestens einen internen Systemspannung VI, V2, V3, V4 und/oder von mindestens einer Leistungsspannung eingesetzt. Zudem wird mindestens ein Logikpfad der Ablauf- und Logiksteuerung 10 und/oder mindestens ein Logikpfad der Sicherheitssteuerung 12 des integrierten Systemschaltkreises ASIC von mindestens einer der hardwaregestützten inter nen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft. Die PSI-Schnittstelle 17, über wel che Sensorsignale von mindestens einer peripheren Sensoreinheit 8 empfangen und aufbereitet werden, wird ebenfalls von mindestens einer der hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft. Die PSI-Schnittstelle 17 leitet die aufbereiteten Sensorsignale der mindestens einen peripheren Sen soreinheit 8 über einen systeminternen Datenbus SPI, welcher als SPI-Bus aus geführt ist, an die anderen Komponenten des Fahrzeugsystems 1 weiter. Die Analogschnittstelle 15, welche Analogsignale von externen Analogsignalsendern 5, wie beispielweise von einem Kontaktsensor 5A eines Gurtschlosses, empfängt oder Analogsignale an externe Analogsignalempfänger 4, wie beispielsweise ei- ne Warnanzeige 4A ausgibt, wird ebenfalls von mindestens einer der hardware gestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft.

Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, weist eine erste hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF1 einen digitalen Testteil DT1 und zwei analoge Test teile ATI, AT2. Eine zweite hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF2 weist einen digitalen Testteil DT1 und einen analogen Testteil ATI auf. Ei ne dritte hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF3 weist nur einen analogen Testteil ATI auf. Eine vierte hardwaregestützte interne Eigendiagnose funktion EDF4 weist einen digitalen Testteil DT1 und einen analogen Testteil ATI auf. Eine fünfte hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF5 weist ebenfalls einen digitalen Testteil DT1 und einen analogen Testteil ATI auf.

Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, werden zumindest die digitalen Testteile DT1 der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF1, EDF2, EDF4, EDF5 parallel abgearbeitet. Die analogen Testteile ATI, AT2 der fünf hardware gestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF1, EDF2, EDF3, EDF4, EDF5 werden in Abhängigkeit von bekannten Rückwirkungen und/oder Sicherheitsvor gaben parallel oder in einer vorgegebenen Reihenfolge abgearbeitet. So werden die analogen Testteile ATI der ersten hardwaregestützten internen Eigendiagno sefunktion EDF1 und der vierten hardwaregestützten internen Eigendiagnose funktion EDF4 parallel nach der Abarbeitung der digitalen Testteile DT1 der vier hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF1, EDF2, EDF4,

EDF5 abgearbeitet. Da der zweite analoge Testteil AT2 der ersten hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktion EDF1 sowie der analoge Testteil ATI der zweiten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF2 und der analoge Testteil ATI der dritten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunk tion EDF3 vom ersten analogen Testteil ATI der ersten hardwaregestützten in ternen Eigendiagnosefunktion EDF1 abhängig sind, werden diese drei analogen Testteile ATI, AT2 parallel nach der Abarbeitung des ersten analogen Testteils ATI der ersten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF1 abge arbeitet. Da der analoge Testteil ATI der fünften hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF5 vom analogen Testteil ATI der dritten hardwarege stützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF3 abhängig ist, wird dieser nach der Abarbeitung des analogen Testteils ATI der dritten hardwaregestützten in ternen Eigendiagnosefunktion EDF3 abgearbeitet.

Die in Fig. 3 dargestellte softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF über- prüft im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Unterspannungsschwellwert und/oder ein Überspannungsschwellwert der Energiereserve VER des Fahr zeugsystems 1. In nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispielen über prüfen weitere softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF die Analog schnittstelle 2 und/oder den zentralen Beschleunigungssensor SA und/oder den zentralen Drehratensensor SD und/oder die Datenbuskommunikationsschnittstel le 9, welche mit einem beispielsweise als CAN-Bus ausgeführten Fahrzeugbus system 7 verbunden ist. Die Analogschnittstelle 2 empfängt Analogsignale von externen Analogsignalsendern 5, wie beispielsweise einen Schaltzustand 5B ei nes nicht dargestellten Airbagschalters. Hierbei kann die Analogschnittstelle 2 auch in den Mikrocontroller pC integriert sein. Zudem kann die Analogschnittstel le auch Analogsignale an externe Analogsignalempfänger ausgeben.