Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Sensorsignals, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, eine Datenschnittstelle zum Versenden des Sensorsignals mit der Vorrichtung und einen Sensor zum Erzeugen des Sensorsignals mit der Datenschnittstelle. Aus der WO 2010 / 037 810 AI ist ein Sensors zum Ausgeben von Messdaten basierend auf einer erfassten physikalischen Größe bekannt. Der Sensor überträgt die Messdaten an eine Steuereinrichtung eines Fahrzeuges. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Übertragung der Messdaten zu verbessern .

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Überwachen eines Sensorsignals in einem Sensor die Schritte Erfassen eines Betriebssignals, das zum Betrieb des Sensors bei der Erzeugung des Sensorsignals verwendet wird, Generieren eines Erwartungssignals für das Betriebssignal, Korrigieren eines der beiden Signale um eine auf das Betriebssignal wirkende Ein ^¬ flussgröße, und Überwachen des Sensorsignals basierend auf einer Gegenüberstellung der beiden Signale nach der Korrektur.

Dem angegebenen Verfahren liegt die Überlegung zugrunde, dass zur Einhaltung hoher Sicherheitsstandards fehlerhafte Messwerte erkannt und entsprechend bei der Verarbeitung berücksichtigt werden müssen. Die Erkennung der fehlerhaften Messwerte könnte in der Einrichtung geschehen, die die Messwerte nach dem Sensor verarbeitet. Hier stellt sich jedoch das Problem, dass der Erkennung teils rechenintensive Algorithmen zugrungeliegen, deren Ablauf einer gewissen Zeit bedarf. Aus diesem Grund wäre es wünschenswert, den die Messwerte erfassenden Sensor in die Erkennung der fehlerhaften Messwerte mit einzubinden. Je mehr Fehler ein Sensor selbst detektieren und die nachgelagerte Einrichtung darüber informieren kann, desto schneller kann dabei bei der Verarbeitung darauf reagiert werden, was insbesondere bei Anwendungen in einem Fahrzeug die Sicherheit deutlich erhöhen kann. Im Rahmen des angegebenen Verfahrens wird zum Detektieren von Fehlern in einem Sensor ein Betriebssignal überwacht, das zum Betrieb des Sensors notwendig ist. Ein derartiges Betriebssignal kommt vor allem modernen Fahrzeug ^¬ sensoren häufig vor. Dies sind zum Beispiel Referenz- und/oder Versorgungsspannungen oder Spannungen zu Führungs-, Stell- oder Regedifferenzgrößen. Für den zeitlichen Verlauf dieser Span- nungen kann in der Regel ein Erwartungswert gebildet werden. Beispielsweise kann erwartet werden, dass Regeldifferenz über die Zeit immer gleich Null ist. Entsprechende Erwartungswerte lassen sich auf die anderen Spannungen bilden. Unter Verwendung des Erwartungswerts kann überprüft werden, ob das Betriebssignal zeitlich erwartungsgemäß verläuft und damit fehlerfrei ist, denn ist das Betriebssignal fehlerfrei, kann auch davon ausgegangen werden, dass auch das Sensorsignal fehlerfrei ist.

Dabei werden das Sensorsignal und auch das Betriebssignal von verschiedenen externen Einflussgrößen, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur verfälscht. Unter diesen verfälschenden Einflussgrößen gibt es jedoch einige, um die sich das Sensorsignal und das Betriebssignal korrigieren lassen, weil einerseits Bezugswerte für die Korrektur messbar sind und weil die Verfälschung selbst nachvollziehbar ist, so dass diese basierend auf den Bezugswerten beispielsweise von der nach ^¬ gelagerten Einrichtung rückgängig gemacht werden kann. Andere Fehler, die sich nicht mehr aus dem Sensorsignal

herauskorrigieren lassen müssen demgegenüber ermittelt und als Fehler nach außen hin kenntlich gemacht werden.

Zwar könnte man durch die Wahl geeignet hoher Toleranzen für das Betriebssignal und damit das Sensorsignal berücksichtigen, dass es korrigierbare Fehler und nicht korrigierbare Fehler gibt, je höher die Toleranzen für das Betriebssignal und damit das Sensorsignal gewählt werden, desto höher ist auch die Wahr ^¬ scheinlichkeit, dass ein nicht korrigierbarer Fehler unerkannt bleibt. Daher wird im Rahmen des angegebenen Verfahrens zunächst das Betriebssignal oder das Erwartungssignal mit dem Erwar ^¬ tungswert zur Überwachung des Sensorsignals um die detektierbare Einflussgröße korrigiert. Dann können die Toleranzgrenzen gering gehalten und damit die Zuverlässigkeit des Sensorsignals ge- steigert werden.

Zum Gegenüberstellen des Betriebssignals und des Erwartungs ^¬ signals bei der Überwachung des Sensorsignals kann eine Differenz gebildet und mit einem Schwellwert verglichen werden. Auf diese Weise lässt sich rechentechnisch ohne Multiplikatoren in einfacher Weise die Existenz eines Fehlers ermitteln. Dabei könnte ein Fehlersignals ausgegeben werden, wenn die Differenz den Schwellwert betragsmäßig übersteigt, um beispielsweise die oben genannte nachgelagerte Einrichtung von der Existenz des Fehlers zu unterrichten.

In einer Weiterbildung des angegebenen Verfahrens wird das Erwartungssignal basierend auf der Einflussgröße verfälscht. Mit anderen Worten wird das Erwartungssignal bei einer bekannten Störung im Betriebssignal an das Betriebssignal angeglichen. Das Erwartungssignal könnte basierend auf Koeffizienten, die in einem Speicher hinterlegt sind mit einem Rechenwerk in beliebiger Weise mathematisch entwickelt werden. Neben dem Erwartungssignal könnte selbstverständlich auch das Betriebssignal selbst um die Einflussgröße bereinigt und an ^¬ schließend bereinigt ausgegeben werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung eingerichtet, eines der angegebenen Verfahren durchzuführen.

In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist eines der angegebenen Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem compu ^¬ terlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Da ^¬ tenschnittstelle eine der angegebenen Vorrichtungen.

In einer Weiterbildung ist die angegebene Datenschnittstelle eine Peripheral Sensor Interface 5 - Schnittstelle,

PSI5-Schnittstelle genannt. Eine PSI5-Schnittstelle basiert auf einer Zweidrahtleitung und wird in der Automobilelektronik zum Anschluss ausgelagerter Sensoren an elektronische Steuergeräte eingesetzt. Da eine PSI5-Schnittstelle Punkt-zu-Punkt- und Buskonfigurationen mit asynchroner und synchroner Kommunikation unterstützt, lässt sich das angegebene Verfahren im Rahmen einer derartigen Schnittstelle besonders einfach technisch umsetzen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor einen Messaufnehmer, der eingerichtet ist, basierend auf einer physikalischen Größe Messdaten zu generieren, und eine der angegebenen Datenschnittstellen zum Versenden der Messdaten.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei : Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit einer Fahrdynamikregelung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Inertialsensors in dem Fahrzeug der Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Inertialsensors der Fig. 2 in einem Bordnetz des Fahrzeugs der Fig. 1, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Überwachungs- moduls in einer Datenschnittstelle des Inertialsensors der Fig. 2 zeigen.

Fig. 5 zeigt alternativ ein schematisches Ausführungsbeispiel anhand eines Drehzahlsensors,

Fig. 6 eine schematische, beispielhafte Darstellung des Drehzahlsensors der Fig. 5 in einem Bordnetz des Fahrzeugs der Fig. 1, und Fig. 7 eine schematische, beispielhafte Darstellung eines Überwachungsmoduls in einer Datenschnittstelle des Drehzahl ^¬ sensors der Fig. 5.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges 1 mit einer an sich bekannten Fahrdynamik- regelung zeigt. Details zu dieser Fahrdynamikregelung können beispielsweise der DE 10 2011 080 789 AI entnommen werden. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Chassis 2 und vier Räder 3. Jedes Rad 3 kann über eine ortsfest am Chassis 2 befestigte Bremse 4 gegenüber dem Chassis 2 verlangsamt werden, um eine Bewegung des Fahrzeuges 1 auf einer nicht weiter dargestellten Straße zu verlangsamen.

Dabei kann es in einer dem Fachmann bekannten Weise passieren, dass das die Räder 3 des Fahrzeugs 1 ihre Bodenhaftung verlieren und sich das Fahrzeug 1 sogar von einer beispielsweise über ein nicht weiter gezeigtes Lenkrad vorgegebenen Trajektorie durch Untersteuern oder Übersteuern wegbewegt. Dies wird durch an sich bekannte Regelkreise wie ABS (Antiblockiersystem) und ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) vermieden. In derartigen Regelkreisen werden durch Sensoren Messdaten erfasst. Regler vergleichen die Messdaten dann mit Solldaten und führen die Messdaten mittels Stellgliedern an die Solldaten heran.

In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug 1 als Sensoren Drehzahlsensoren 5 an den Rädern 3 auf, die als Messdaten jeweils Drehzahlen 6 der Räder 3 erfassen. Ferner weist das Fahrzeug 1 als Sensor einen Inertialsensor 7 auf, der als Messdaten Fahrdynamidaten 8 des Fahrzeuges 1 erfasst aus denen bei ^¬ spielsweise eine Nickrate, eine Wankrate, eine in Fig. 2 gezeigte Gierrate 10, eine in Fig. 2 gezeigte Querbeschleunigung 11, eine in Fig. 2 gezeigte Längsbeschleunigung 12 und/oder eine Vertikalbeschleunigung in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise ausgegeben werden kann.

Basierend auf den erfassten Drehzahlen 6 und Fahrdynamikdaten 8 kann ein Regler 9 in einer dem Fachmann bekannten Weise bestimmen, ob das Fahrzeug 1 auf der Fahrbahn rutscht oder sogar von der oben genannten vorgegebenen Trajektorie abweicht und entsprechen mit einem an sich bekannten Reglerausgangssignal 13 darauf rea ^¬ gieren. Das Reglerausgangssignal 13 kann dann von einer

Stelleinrichtung 14 verwendet werden, um mittels Stellsignalen 15 Stellglieder, wie die Bremsen 4 anzusteuern, die auf das Rutschen und die Abweichung von der vorgegebenen Trajektorie in an sich bekannter Weise reagieren. Der Regler 9 kann beispielsweise in eine an sich bekannte Motorsteuerung des Fahrzeuges 1 integriert sein. Auch können der Regler 9 und die Stelleinrichtung 14 als eine gemeinsame Re- geleinrichtung ausgebildet und optional in die zuvor genannte Motorsteuerung integriert sein.

Anhand des in Fig. 1 gezeigten Inertialsensors 7 soll die vorliegende Erfindung näher verdeutlicht werden, auch wenn die vorliegende Erfindung an beliebigen elektronischen Vorrichtungen und insbesondere an beliebigen Sensoren, wie den

Drehzahlsensoren 5, Magnetfeldsensoren, Körperschallsensoren oder Temperatursensoren umsetzbar ist. Für die in Fig. 1 erläuterte Fahrdynamikregelung muss, wie beispielsweise in der DE 10 2006 053 308 AI ausgeführt, min ^¬ destens die Gierrate 10 erfasst werden. Auch die Erfassung der Querbeschleunigung 11 ist im Rahmen der Fahrdynamikregelung sinnvoll. Jedoch können mit dem Inertialsensor 7 applikati- onsabhängig Drehraten und Beschleunigungen in beliebigen Raumrichtungen erfasst werden. Dabei soll nachstehend der Übersichtlichkeit halber angenommen werden, dass für jede Drehrate und für jede Beschleunigung ein eigener Messaufnehmer notwendig ist, wobei die einzelnen Messaufnehmer in dem

Inertialsensor 7 der Fig. 3 zu einem Sensorcluster 15 zusam- mengefasst sind.

Der Inertialsensor 7 der Fig. 3 soll beispielhaft als sechs- achsiger Inertialsensor ausgebildet sein, der in der Lage ist, die Drehraten und Beschleunigungen in allen drei Raumrichtungen zu erfassen. Hierzu müsste der Sensorcluster 15 unter der zuvor genannten Voraussetzung sechs verschiedene Messaufnehmer umfassen. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 3 jedoch nur drei der Messaufnehmer in dem Sensorcluster 15 dargestellt, und zwar im Einzelnen ein Gierratenmessaufnehmer 16, einen

Querbeschleunigungsmessaufnehmer 17 und einen

Längsbeschleunigungsmessaufnehmer 18. Jeder der Messaufnehmer 16, 17, 18 ist über Verdrahtungen 19 an eine eigene Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 angeschlossen, über die der jeweilige Messaufnehmer 16, 17, 18 an die jeweilige Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 ein nicht weiter indiziertes von der j eweiligen zu erfassenden Messgröße 10, 11, 12 abhängiges Messsignal ausgibt.

Die einzelnen Signalaufbereitungsschaltungen 20 in dem

Inertialsensor 7 bestimmen aus dem jeweils empfangenen Mess- signal aus den einzelnen Messaufnehmern 16, 17, 18 die jeweilige Messgröße 10, 11, 12 und geben sie als digitale Daten über Verdrahtungen an eine Datenschnittstelle 21 aus.

Die Datenschnittstelle 21 moduliert die empfangenen digitalen Daten dann gemäß einem bestimmten Muster und überträgt sie als die Fahrdynamikdaten 8 an den Regler 9. Das Modulationsmuster hängt dabei von der verwendeten Schnittstelle ab. Im Automo ^¬ bilbereich sind verschiedene Schnittstellen gängig, wie beispielsweise eine Schnittstelle zu einem Controller Area Network Bus, CAN-Bus genannt. Sensordaten, wie die Messgrößen 10, 11, 12 aus dem Inertialsensor 7 können jedoch in besonders effizienter Weise mit einer sogenannten Peripheral Sensor Interface 5 Schnittstelle, PSI5-Schnittstelle genannt, über eine Zwei ^¬ drahtleitung 22 an den Regler 9 übertragen werden, weshalb die Datenschnittstelle 21 in besonders günstiger Weise als

PSI5-Schnittstelle 21 ausgebildet sein kann. Nähere Informa ^¬ tionen hierzu können dem einschlägigen Standard entnommen werden . Einer der Hauptvorteile der PSI5-Schnittstelle ist, dass sie sich beispielsweise gegenüber einem CAN-Bus vollständig ohne einen MikroController realisieren lässt, wodurch deutliche Kostenvorteile bei der Herstellung und Wartung von Sensoren zu erwarten sind .

Die einzelnen Komponenten des Inertialsensors 7 können in einem Gehäuse 23 aufgenommen und mit einem Abschirmblech 24 gegen elektromagnetische Störstrahlung abgeschirmt sein. Um die immer weiter wachsenden Sicherheitsstandards zu erfüllen, müssen modernde Sensoren zudem in der Lage sein, gewisse Selbstdiagnosefunktionen zu erfüllen. Aus den oben genannten Gründen sollte jedoch hierbei ebenfalls auf den Einsatz eines MikroControllers verzichtet werden. Nachstehend wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, wie dies technisch umgesetzt werden könnte. Dies wird im Rahmen der vorliegenden Ausführung wie bereits erwähnt anhand des Inertialsensors 7 erläutert. Das Prinzip lässt sich jedoch an jedem beliebigen Sensor in dem Fahrzeug 2, wie beispielsweise auch an einem der Drehzahl ^¬ sensoren 5 umsetzen.

Im Rahmen der vorliegenden Ausführung weist jede Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 eine Versorgungsschaltung 25 auf, die an den jeweiligen Messaufnehmer 16, 17, 18 eine Speisespannung 26 anlegt, die beispielsweise aus einer vom Regler 9 über die Zweidrahtleitung 22 bereitgestellten Versorgungsspannung 27 abgeleitet werden. Dabei kann die Speisespannung 26 bei- spielsweise über eine Band Gap Schaltung oder Ähnliches stabil aus der Versorgungsspannung 27 generiert werden. Der Aufbau der einzelnen Messaufnehmer 16, 17, 18 ist abhängig von der zur erfassenden Messgröße. Soll beispielsweise die Gierrate 10 erfasst werden, kann der entsprechende Messaufnehmer 16 in der in DE 10 2010 002 796 AI gezeigten Weise als mikromechanischer Messaufnehmer ausgebildet sein, in der über eine schwingende seismische Massen angeordnet sind, die durch eine durch die zu erfassende Gierrate 10 verursachte Corioliskraft zu einer Detektionsbewegung angeregt wird. Diese Detektionsbewegung wird mit Auslesemitteln erfasst, die in Abhängigkeit der Speise ^¬ spannung 26 und der Detektionsbewegung ein Gebersignal 28 ausgibt. In der Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 wertet eine Auswerteeinrichtung 29 das Gebersignal 28 unter der Voraussetzung aus, dass die Auslesemittel im Messaufnehmer 16 mit der Speisespannung 26 in vorbekannter Höhe versorgt werden. Ist mit anderen Worten die Speisespannung 26 falsch, wird auch das Gebersignal 28 falsch ausgewertet und führt zu einer fehler ^¬ haften Gierrate 10. Um derartige Fehler zu überwachen wird im Rahmen der vorliegenden Ausführung eine Selbstdiagnosefunktion für jeden Messaufnehmer 16, 17, 18 des Inertialsensors 7 eine Selbstdiagnosefunktion vorgeschlagen . Zur technischen Realisierung einer der oben genannten

Selbstdiagnosefunktionen soll im Rahmen der vorliegenden Ausführung nicht das Sensorsignal und damit das Gebersignal 28 und/oder die erfasste physikalische Größe, wie die Gierrate 10, die Querbeschleunigung 11 oder die Längsbeschleunigung 12 sondern ein Betriebssignal des Inertialsensors 7 überwacht werden, das zu Erzeugung des Sensorsignals notwendig ist. Dies können beispielsweise die Speisespannung 26, die Versorgungsspannung 27 und/oder ein daraus abgeleitete Spannung sein. Im Rahmen der vorliegenden Ausführung wird zur Überwachung in nicht einschränkender Weise die Speisespannung 26 gewählt.

Ferner wird in jeder Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 über einen Temperatursensor 30 die Umgebungstemperatur 31 um die jeweilige Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 gemessen. Ferner soll die Überwachung des Sensorsignals basierend auf der Speisespannung 26 in nicht einschränkender Weise in der

PSI5-Schnittstelle 21 erfolgen. Genauso gut könnte die Über ^¬ wachung jedoch auch direkt in der Ansteuer- und Auswerteschaltung 20 oder in einer extra Schaltung erfolgen. Daher werden die Umgebungstemperatur 31 und die Speisespannung 26 in die PSI5-Schnittstelle 21 geführt.

Nachstehend wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der die bei ^¬ spielhaft als PSI5-Schnittstelle 21 ausgeführte Daten- schnittsteile schematisch im Detail in einem Bereich dargestellt ist, in dem der Messaufnehmer 16 zur Erfassung der Gierrate 10 überwacht wird.

Hauptaufgabe der PSI5-Schnittstelle 21 ist es, die einzelnen Messgrößen, also die Gierrate 10, die Querbeschleunigung 11, die Längsbeschleunigung 12, u.s.w. über die Zweidrahtleitung 22 an den Regler 9 zu versenden. Nebenbei soll die

PSI5-Schnittstelle 21 dabei ferner die zuvor erläuterte Selbstdiagnosefunktion für jeden einzelnen Messaufnehmer 16, 17, 18 wahrnehmen und dem Regler 9 mitteilen, wenn eine erfasste Messgröße 10, 11, 12 fehlerbehaftet ist. Diese Selbstdiagnose soll, wie bereits erwähnt, unter anderem basierend auf der Speisespannung 26 durchgeführt werden.

Neben der Speisespannung 26 könnten noch andere Betriebssignale 32, wie beispielsweise Führungsgrößen, Regelgrößen, Stellgrößen, und so weiter aus der Ansteuer- und Auswerte- Schaltung 20 verwendet werden, die dann ebenfalls von der PSI5-Schnittstelle 21 zur Durchführung der Selbstdiagnose empfangen werden könnten.

Für den Fall, dass an der PSI5-Schnittstelle 21 verschiedene Betriebssignale 26, 32 empfangen werden, sollte zunächst mit einem Multiplexer 33 über ein Auswahlsignal 34 die Speise ^¬ spannung 26 zur Überwachung des Sensorsignals (also im vorliegenden Fall der Gierrate 10) ausgewählt werden. Anschließend wird die Speisespannung 26 einem Berechnungsblock 34 zugeführt, der dann die Speisespannung 26 plausibilisiert . Dazu werden dem Berechnungsblock 34 Koeffizienten 35 bereitgestellt, die einen Erwartungswert 36 für die Speisespannung 26 mit einer aus ^¬ reichend kleinen Varianz (also mit einer hohen Schätzsicherheit) beschreiben. Für die Speisespannung 26 kann deshalb ein Er- wartungswert 36 mit einer ausreichend kleinen Varianz angegeben werden, weil der Informationsgehalt der Speisespannung 26 gleich Null ist. Sie ist zum Betrieb des Inertialsensors 7 fest vorgegeben. Für das eigentliche Sensorsignal, also die

Gierrate 10 ließe sich ein solcher Erwartungswert mit einer ausreichend kleinen Varianz nicht angeben, da dieses Signal Informationen führt und sein Informationsgehalt gerade nicht Null ist. Mit einem Rechenwerk 37 wird dann aus den Koeffi ^¬ zienten 35 der Erwartungswert 36 gebildet. Der so gebildete Erwartungswert 36 für Speisespannung 26 wird dann verwendet, um die Speisespannung 26 zu überwachen. Dazu wird zunächst basierend auf der Umgebungstemperatur 31 in einem Korrekturabschnitt 38 ein Korrektursignal 39 bestimmt, mit dem Temperatureinflüsse auf die Speisespannung 26 korrigiert werden können. Anschließend wird die Speisespannung 26 basierend auf diesem Korrektursignal 39 nach folgenden Muster um die Temperatureinflüsse korrigiert. Liegt die Umgebungstempera ^¬ tur 31 über einem Normwert, auf den sich der Erwartungswert 36 für die Speisespannung 26 bezieht, dann wird das Korrektursignal 39 in einem Korrekturabschnitt 40 von der Speisespan- nung 26 abgezogen. Anderenfalls wird das Korrektursignal 39 in dem Korrekturabschnitt 40 auf die Speisespannung 26 aufaddiert. Auf diese Weise wird eine temperaturbereinigte Speisespannung 42 gebildet . Diese temperaturbereinigte Speisespannung 42 wird dann in einem Subtraktionsglied 45 dem Erwartungswert 36 gegenübergestellt und eine Differenz 46 zwischen den Erwartungswert 36 und der temperaturbereinigten Speisespannung 42 gebildet. Die Differenz 46 wird schließlich einem Toleranzmonitor 47 zugeführt, der dann ein Fehlersignal 48 ausgeben kann, wenn die Differenz 46 betragsmäßig einen vorbestimmten Schwellwert 49 überschreitet.

Die Gierrate 10, das Fehlersignal 48 und die temperaturbe ^¬ reinigte Speisespannung 42 können dann einem Sendeabschnitt 45 der PSI5-Schnittstelle 21 zugeführt werden, der die drei Signale dann gemäß dem oben genannten PSI5-Standard über die Zwei ^¬ drahtleitung 22 an den Regler 9 gemultiplext mit den anderen Messdaten 11, 12 versendet. Die Koeffizienten 35 sowie der Schwellwert 49 können für jedes einzelne Betriebssignal 26, 32 in einem Speicher 50 hinterlegt sein, wobei eine Datenverwaltungseinrichtung 51 die Koeffizienten beziehungsweise Schwellwerte für alle Betriebssigna ^¬ le 25, 29 an entsprechende Multiplexer 33 anliegt. Die jeweils für das aktuell gewählte Betriebssignal, also im vorliegenden Fall für die Speisespannung 26 notwendigen Koeffizienten 35 beziehungsweise der Schwellwert 49 können dann über das Aus ^¬ wahlsignal 34 ausgewählt werden. ₁

Die PSI5-Schnittstelle 21 kann weiter dadurch verbessert werden, dass nicht alle Fehler unmittelbar nach außen gegeben werden. Dies könnte beispielsweise von der Natur des überwachten Sensorsignals, also beispielsweise Gierrate 10 abhängen. Weicht beispielsweise die Versorgungsspannung 27 von einem bestimmten Sollwert ab, so ist das in aller Regel kaum als kritisch einzustufen, während eine fehlerhafte Speisespannung 26 unmittelbar zu einem Ausfall des Sensors führen sollte. Zur Realisierung der vorgeschlagenen Verbesserung könnten folgende weitere Maßnahmen in Betracht gezogen werden: a) Zusammenfassung in Fehlerklassen

Verschiedene Einzelfehler könnten in Gruppen zusammengefasst werden, was jedoch vom jeweiligen Sensorsystem abhängig ist. Bei dem Intertialsensor 7 in dem Fahrzeug 1 der Fig. 1 kann es zum Beispiel sinnvoll sein, alle Fehlersignale zusammenzufassen, welche am jeweiligen Sensorsignal direkt beteiligt sind - also alle Fehlersignale, die zur Gierrate 10 gehören, alle Feh ^¬ lersignale, die zur Querbeschleunigung gehören, und so weiter. Es wäre aber auch eine Unterteilung nur in Drehratenfehler und Beschleunigungsfehler möglich. So könnten sich z.B. die Klassen „Drehrate", „Beschleunigung", „Supportfunktionen" ergeben.

Die Zusammenfassung geschieht derart, dass alle Ein ^¬ zel-Fehlersignale zu einem einzigen Summen-Fehlersignal kom ^¬ biniert werden, welches einen Fehler signalisiert, sobald einer oder mehr Einzelfehler auftreten. b) Unterscheidung nach Auftreten und Systemrelevanz Ansprechschwellen

Um das Fehlererkennungssystem, das wie bereits erläutert beispielsweise in der PSI5-Schnittstelle 21 untergebracht sein kann, weiter zu verfeinern und flexibler zu gestalten, wird pro Klasse mindestens eine (vorteilhafterweise programmierbare) sogenannte Ansprechschwelle implementiert: Sobald ein bestimmter Fehler auftritt, der ein Problem innerhalb einer Fehlerklasse/eines Sensorsignalpfades andeutet, kann ein Zähler gestartet werden, der in festen Zeitschritten inkre- mentiert, solange der Fehler anliegt. Entsprechend kann der Zähler optional auch (beispielsweise wieder in festen Zeit ^¬ schritten) dekrementiert werden, wenn der bestimmte Fehler wieder zurückgesetzt wird. Erreicht der Zähler einen (ein ^¬ stellbaren) oberen Grenzwert, ist die Ansprechschwelle erreicht .

Bei einer konkreten Realisierung kann es von Vorteil sein, die Zeitschritte für Inkrementierung und Dekrementierung unterschiedlich zu gestalten. c) Optional: Speichern des Systemzustands

Sind bestimmte Bedingungen gegeben, können alle Einzel-Fehlerbits in einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt werden. So wären die Daten zur Fehleranalyse - auch ohne Messprotokoll - verfügbar. Da z.B. die PSI5-Schnittstelle nicht ohne weiteres bi-direktional ist und man hier von einem Sensor ohne Mikrokontroller ausgeht, können die gespeicherten Daten nicht mehr im Betrieb gelöscht werden. Ein solcher Sensor wird demnach ausgebaut. Entsprechend ist die Bedingung zum Speichern des Sensorzustands sorgfältig auszulegen. Was mit Hilfe der Ansprechschwellen relativ leicht zu realisieren ist.

Mit Hilfe der Ansprechschwelle (n) kann zum einen eine Art Filterung realisiert werden, sofern man einen Fehler erst propagiert, wenn die Schwelle erreicht wurde. Dies ist besonders hilfreich, um die Verfügbarkeit des Sensorsystems an die je ^¬ weilige Anwendung anzupassen.

Desweiteren bieten mehrere Ansprechschwellen pro Fehlerklasse die Möglichkeit unterschiedliche Stufen der Fehler-Reifung zu implementieren und ermöglichen eine noch feinere Anpassung an das Host-System. Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, welche eine schematische Ansicht eines der beispielhaften Drehzahlsensoren 5 zeigt. Jeder Drehzahlsensor 5 besitzt ein Gehäuse 113, in dem eine Messschaltung 114, eine Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 und eine Datenschnittstelle 116 eingehaust ist. Ein optionales Leitblech 117 kann angeordnet sein, um die elektromagnetische Verträglichkeit des Drehzahlsensors zu erhöhen.

Aufgabe des Drehzahlsensors 5 ist es, die Drehzahl 6 des je ^¬ weiligen Rades 3 basierend auf einem ortsfest am Rad 3 be ^¬ festigten Encoder 118 abzuleiten, der mehrere in Umfangsrichtung um die Drehachse des Rades 3 angeordnete Gebermagnete 119 aufweist, die ein in Umfangsrichtung um die Drehachse des Rades 3 verlaufendes Gebermagnetfeld 120 erregen. Dazu ist der Dreh ^¬ zahlsensor 5 gegenüber dem Encoder 118 drehfest am Chassis 2 befestigt . Die Messschaltung 114 kann beispielsweise in der in der

Druckschrift DE 10 2006 032 266 AI gezeigten Weise aufgebaut sein, worauf an späterer Stelle näher eingegangen wird. Sie erfasst das sich gegenüber dem Chassis 2 und damit dem

Drehzahlssensor 5 drehende Gebermagnetfeld 120 und gibt somit ein von der Drehzahl 6 abhängiges Gebersignal 121 an die An ^¬ steuer- und Auswerteschaltung 115 aus. Das Gebersignal 121 weist in an sich bekannter Weise eine Sinusform auf, deren Frequenz von der Drehzahl 6 abhängig ist. Die Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 erzeugt dann im Rahmen der vorliegenden Ausführung ein Pulssignal 122 mit einer Frequenz, die gleich der des Gebersignals ist. Das damit von der Drehzahl 6 abhängige Pulssignal 122 wird abschließend über eine Zweidrahtleitung 123 an den Regler 9 übertragen. Zur Datenübertragung von Sensordaten über eine Zweidrahtleitung in Fahrzeugen wie dem Fahrzeug 2 wurde die sogenannte Peripheral Sensor Interface 5 - Schnittstelle, nachstehend

PSI5-Schnittstelle genannt, vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um einen Standard in der Automobilelektronik zum Anschluss ausgelagerter Sensoren an elektronische Steuergeräte. Im Rahmen des PSI5-Standards ist sowohl die Einkanal- als auch die asynchrone und synchrone Buskommunikation geregelt. Für nähere Informationen zur PSI5-Schnittstelle wird auf die Stan ^¬ dard-Spezifikation verwiesen.

Einer der Hauptvorteile der PSI5-Schnittstelle ist, dass sie sich beispielsweise gegenüber einem CAN-Bus vollständig ohne einen MikroController realisieren lässt, wodurch deutliche Kostenvorteile bei der Herstellung und Wartung von Sensoren zu erwarten sind .

Um die immer weiter wachsenden Sicherheitsstandards zu erfüllen, müssen modernde Sensoren zudem in der Lage sein, gewisse

Selbstdiagnosefunktionen zu erfüllen. Aus den oben genannten Gründen sollte jedoch hierbei ebenfalls auf den Einsatz eines MikroControllers verzichtet werden. Nachstehend wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, wie dies technisch umgesetzt werden könnte. Dies wird im Rahmen der vorliegenden Ausführung betreffend Fig. 5 bis 7 auch alternativ beispielhaft anhand des Drehzahlsensors 5 erläutert.

Im Rahmen der vorliegenden Ausführung weist die Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 eine Versorgungsschaltung 124 auf, die an die Messschaltung 114 eine Speisespannung 125 anlegt, die beispielsweise aus einer vom Regler 9 über die Zweidrahtlei ^¬ tung 123 bereitgestellten Versorgungsspannung 126 abgeleitet werden. Dabei kann die Speisespannung 125 beispielsweise über eine Band Gap Schaltung oder ähnliches stabil aus der Ver ^¬ sorgungsspannung 126 generiert werden. Die Messschaltung 114 kann in der in DE 10 2006 032 266 AI gezeigten Weise als Brückenschaltung ausgebildet sein, in der wenigstens ein magnetoresistives Element mit anderen elektrischen Widerständen zusammen zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet sind. Das sich in Abhängigkeit der Drehzahl 6 drehende Gebermag ^¬ netfeld 120 durchdringt dabei das wenigstens eine

magnetoresistive Element und ändert seinen elektrischen Wi- derstand. Wird die Speisespannung 125 an die Wheatstonesche Messbrücke angelegt, so bewirkt der sich ändernde elektrische Widerstand des wenigstens einen magnetoresistiven Elementes eine Änderung in der Brückenspannung, die dann an die Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 als Gebersignal 121 ausgegeben werden kann. Zu weiteren technischen Details wird auf die

DE 10 2006 032 266 AI verwiesen.

Zur technischen Realisierung einer der oben genannten

Selbstdiagnosefunktionen soll im Rahmen der vorliegenden

Ausführung nicht das Sensorsignal und damit das Gebersignal 121 und/oder das Pulssignal 122 sondern ein Betriebssignal des Drehzahlsensors 5 überwacht werden, das zu Erzeugung des Sensorsignals notwendig ist. Dies können beispielsweise die Speisespannung 125, die Versorgungsspannung 126 und/oder ein daraus abgeleitete Spannung sein. Im Rahmen der beispielhaften Ausführung wird zur Überwachung in nicht einschränkender Weise die Speisespannung 125 gewählt. Ferner wird über einen Temperatursensor 127 die Umgebungstemperatur 128 um die Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 gemessen.

Ferner soll die Überwachung des Sensorsignals basierend auf der Speisespannung 125 in nicht einschränkender Weise in der Datenschnittstelle 116 erfolgen. Genauso gut könnte die Über- wachung jedoch auch direkt in der Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 oder in einer extra Schaltung erfolgen. Daher werden die Umgebungstemperatur 128 und die Speisespannung 125 in die Datenschnittstelle 116 geführt. Nachstehend wird auf Figuren 6 und 7 Bezug genommen, in der die Datenschnittstelle 116 schematisch im Detail dargestellt ist.

Hauptaufgabe der Datenschnittstelle 116 ist es, das von der Drehzahl 6 abhängige Pulssignal 122 über die Zweidrahtlei- tung 123 an den Regler 9 zu versenden. Nebenbei soll die Da ^¬ tenschnittstelle 116 dabei ferner eine Selbstdiagnosefunktion wahrnehmen und dem Regler 9 mitteilen, wenn die Drehzahl 6 in dem Pulssignal 122 gegebenenfalls fehlerbehaftet ist. Diese Selbstdiagnose soll, wie bereits erwähnt, unter anderem ba ^¬ sierend auf der Speisespannung durchgeführt werden.

Neben der Speisespannung 125 könnten noch andere Betriebs- signale 129, wie beispielsweise Führungsgrößen, Regelgrößen, Stellgrößen, und so weiter aus der Ansteuer- und Auswerteschaltung 115 verwendet werden, die dann ebenfalls von der Datenschnittstelle 116 zur Durchführung der Selbstdiagnose empfangen werden könnten.

Für den Fall, dass an der Datenschnittstelle 116 verschiedene Betriebssignale 125, 129 empfangen werden, sollte zunächst mit einem Multiplexer 130 über ein Auswahlsignal 131 die Speise ^¬ spannung 125 zur Überwachung des Sensorsignals (also des Pulssignals 122) ausgewählt werden. Anschließend wird die

Speisespannung 125 einem Berechnungsblock 132 zugeführt, der dann die Speisespannung 125 plausibilisiert . Dazu werden dem Berechnungsblock 132 Koeffizienten 133 bereitgestellt, die einen Erwartungswert 134 für die Speisespannung 125 mit einer ausreichend kleinen Varianz (also mit einer hohen Schätzsi ^¬ cherheit) beschreiben. Für die Speisespannung 125 kann deshalb ein Erwartungswert 134 mit einer ausreichend kleinen Varianz angegeben werden, weil der Informationsgehalt der Speise ^¬ spannung 125 gleich Null ist. Sie ist zum Betrieb des Dreh- zahlsensors 5 fest vorgegeben . Für das eigentliche Sensorsignal, also das Pulssignal 122 ließe sich ein solcher Erwartungswert mit einer ausreichend kleinen Varianz nicht angeben, da dieses Signal Informationen führt und sein Informationsgehalt gerade nicht Null ist. Mit einem Rechenwerk 135 wird dann aus den Koeffi- zienten 133 der Erwartungswert 134 gebildet.

Der so gebildete Erwartungswert 134 für Speisespannung 125 wird dann verwendet, um die Speisespannung 125 zu überwachen. Dazu wird zunächst basierend auf der Umgebungstemperatur 128 in einem Korrekturabschnitt 136 ein Korrektursignal 137 bestimmt, mit dem Temperatureinflüsse auf die Speisespannung 125 kor ^¬ rigiert werden können. Anschließend wird die Speisespannung 125 basierend auf diesem Korrektursignal 137 nach folgenden Muster um die Temperatureinflüsse korrigiert. Liegt die Umgebungs ^¬ temperatur 128 über einem Normwert, auf den sich der Erwartungswert 134 für die Speisespannung 125 bezieht, dann wird das Korrektursignal 137 in einem Korrekturabschnitt 38 von der Speisespannung 125 abgezogen. Anderenfalls wird das Korrektursignal 137 in dem Korrekturabschnitt 138 auf die Speise ^¬ spannung 125 aufaddiert. Auf diese Weise wird eine tempera ^¬ turbereinigte Speisespannung 140 gebildet.

Diese temperaturbereinigte Speisespannung 140 wird dann in einem Subtraktionsglied 143 dem Erwartungswert 134 gegenübergestellt und eine Differenz 144 zwischen den Erwartungswert 134 und der temperaturbereinigten Speisespannung 140 gebildet. Die Dif- ferenz 144 wird schließlich einem Toleranzmonitor 140 zugeführt, der dann ein Fehlersignal 141 ausgeben kann, wenn die Differenz 144 betragsmäßig einen vorbestimmten Schwellwert 142 überschreitet . Das Pulssignal 122, das Fehlersignal 141 und die temperatur ^¬ bereinigte Speisespannung 140 können dann einem Sendeabschnitt 145 der Datenschnittstelle 116 zugeführt werden, der die drei Signale dann gemäß dem oben genannten PSI5-Standard über die Zweidrahtleitung 123 an den Regler 9 versendet.

Die Koeffizienten 133 sowie der Schwellwert 142 können für jedes einzelne Betriebssignal 125, 129 in einem Speicher 146 hin ^¬ terlegt sein, wobei eine Datenverwaltungseinrichtung 147 die Koeffizienten beziehungsweise Schwellwerte für alle Be- triebssignale 125, 129 an entsprechende Multiplexer 130 an ^¬ liegt. Die jeweils für das aktuell gewählte Betriebssignal, also im vorliegenden Fall für die Speisespannung 125 notwendigen Koeffizienten 133 beziehungsweise der Schwellwert 142 können dann über das Auswahlsignal 131 ausgewählt werden.

Die Datenschnittstelle 116 kann weiter dadurch verbessert werden, dass nicht alle Fehler unmittelbar nach außen gegeben werden. Dies könnte beispielsweise von der Natur des überwachten Sensorsignals, also beispielsweise des Pulssignals 122 ab ^¬ hängen. Weicht beispielsweise die Versorgungsspannung 126 von einem bestimmten Sollwert ab, so ist das in aller Regel kaum als kritisch einzustufen, während eine fehlerhafte Speisespan- nung 125 unmittelbar zu einem Ausfall des Sensors führen sollte. Zur Realisierung der vorgeschlagenen Verbesserung könnten folgende weitere Maßnahmen in Betracht gezogen werden: a) Zusammenfassung in Fehlerklassen

Verschiedene Einzelfehler könnten in Gruppen zusammengefasst werden, was jedoch vom jeweiligen Sensorsystem abhängig ist. Bei dem Intertialsensor 7 in dem Fahrzeug 1 der Fig. 1 kann es zum Beispiel sinnvoll sein, alle Fehlersignale zusammenzufassen, welche am jeweiligen Sensorsignal direkt beteiligt sind - also alle Fehlersignale, die zur Gierrate gehören, alle Fehler ^¬ signale, die zur Querbeschleunigung gehören, und so weiter. Es wäre aber auch eine Unterteilung nur in Drehratenfehler und Beschleunigungsfehler möglich. So könnten sich z.B. die Klassen „Drehrate", „Beschleunigung", „Supportfunktionen" ergeben.

Die Zusammenfassung geschieht derart, dass alle Ein ^¬ zel-Fehlersignale zu einem einzigen Summen-Fehlersignal kom ^¬ biniert werden, welches einen Fehler signalisiert, sobald einer oder mehr Einzelfehler auftreten. b) Unterscheidung nach Auftreten und Systemrelevanz Ansprechschwellen Um das Fehlererkennungssystem, das wie bereits erläutert beispielsweise in der Datenschnittstelle 116 untergebracht sein kann, weiter zu verfeinern und flexibler zu gestalten, wird pro Klasse mindestens eine (vorteilhafterweise programmierbare) sogenannte Ansprechschwelle implementiert:

Sobald ein bestimmter Fehler auftritt, der ein Problem innerhalb einer Fehlerklasse/eines Sensorsignalpfades andeutet, kann ein Zähler gestartet werden, der in festen Zeitschritten inkre- mentiert, solange der Fehler anliegt. Entsprechend kann der Zähler optional auch (beispielsweise wieder in festen Zeit ^¬ schritten) dekrementiert werden, wenn der bestimmte Fehler wieder zurückgesetzt wird. Erreicht der Zähler einen (ein- stellbaren) oberen Grenzwert, ist die Ansprechschwelle erreicht .

Bei einer konkreten Realisierung kann es von Vorteil sein, die Zeitschritte für Inkrementierung und Dekrementierung unterschiedlich zu gestalten. c) Optional: Speichern des Systemzustands

Sind bestimmte Bedingungen gegeben, können alle Einzel-Fehlerbits in einem nicht-flüchtigen Speicher abgelegt werden. So wären die Daten zur Fehleranalyse - auch ohne

Messprotokoll - verfügbar. Da z.B. die PSI5-Schnittstelle nicht ohne weiteres bi-direktional ist und man hier von einem Sensor ohne Mikrokontroller ausgeht, können die gespeicherten Daten nicht mehr im Betrieb gelöscht werden. Ein solcher Sensor wird demnach ausgebaut. Entsprechend ist die Bedingung zum Speichern des Sensorzustands sorgfältig auszulegen. Was mit Hilfe der Ansprechschwellen relativ leicht zu realisieren ist.

Mit Hilfe der Ansprechschwelle (n) kann zum einen eine Art Filterung realisiert werden, sofern man einen Fehler erst propagiert, wenn die Schwelle erreicht wurde. Dies ist besonders hilfreich, um die Verfügbarkeit des Sensorsystems an die je ^¬ weilige Anwendung anzupassen. Desweiteren bieten mehrere Ansprechschwellen pro Fehlerklasse die Möglichkeit unterschiedliche Stufen der Fehler-Reifung zu implementieren und ermöglichen eine noch feinere Anpassung an das Host-System.