DE102009028173A1

DE102009028173A1 - Sensorvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102009028173A1
Application number: DE102009028173A
Authority: DE
Inventors: Patrick Goerlich; Riad Stefo; Wolfram Bauer; Rainer Willig; Burkhard Kuhlmann; Mathias Reimann; Ermin Esch; Michael Baus; Gregor Wetekam; Michael Veith; Emma Abel; Wolfgang Fuerst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-10
Also published as: US8938364B2; US20110066396A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (50) mit einem an einer Leiterplatte (51) angebrachten Sensormodul (52), welches mindestens ein bezüglich einer Größe sensitives Element (56) umfasst, einer Selbstteststeuereinheit (63), auf welcher mindestens ein Selbsttestprogramm implementiert ist, wobei die Selbstteststeuereinheit (63) so ausgebildet ist, dass unter Berücksichtigung des mindestens einen Selbsttestprogramms eine Selbsttestgröße (64) mittels der Selbstteststeuereinheit (63) auf das sensitive Element (56) ausübbar ist, einer Ermittlungseinheit (65), welche so ausgebildet ist, dass mittels der Ermittlungseinheit (65) eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße (64) veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements (56) ermittelbar und unter Berücksichtigung der veränderten Eigenschaft eine Ist-Selbsttestantwort (66) bereitstellbar ist, und einer auf oder in dem Sensormodul (52) ausgebildeten Vergleichseinheit (68), welche so ausgebildet ist, dass mittels der Vergleichseinheit (68) die Ist-Selbsttestantwort (66) mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort vergleichbar und eine entsprechende Vergleichsinformation (71) bereitstellbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung (50).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung.
Stand der Technik
Eine Sensorvorrichtung zum Bestimmen einer physikalischen/chemischen Größe und/oder zum Ausgeben einer entsprechenden Information an eine Fahrzeugkomponente weist in der Regel einen Sensorchip mit mindestens einem bezüglich der physikalischen/chemischen Größe sensitiven Element auf. Eine derartige Sensorvorrichtung ist manchmal dazu ausgelegt, zum Überprüfen ihrer internen Strukturen, insbesondere der Mikromechanik des sensitiven Elements, einen Selbsttest auszuführen.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Sensorvorrichtung.
Die in 1 dargestellte Sensorvorrichtung 10 umfasst ein Sensormodul 12 mit mindestens einem Sensorchip 14 und ein Kontrollmodul 16. Das Sensormodul 12 ist über eine Schnittstelle 18 mit dem Kontrollmodul 16 verbunden. Auf dem Sensorchip 14 ist mindestens ein sensitives Element 20 ausgebildet. Mindestens eine Eigenschaft des sensitiven Elements 20, beispielsweise eine Stellung des sensitiven Elements 20 in Bezug auf ein Gehäuse der Sensorvorrichtung 10, ist bei einer Änderung mindestens einer Größe in einer räumlichen Umgebung des Sensorchips 14 veränderbar. Die Sensorvorrichtung 10 ist so ausgelegt, dass die veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements 20 erfassbar und ein der Größe entsprechendes Sensorsignal durch die Sensorvorrichtung 10 ausgebbar ist.
Auf dem Kontrollmodul 16 ist eine Selbsttestlogikeinheit 22 angeordnet, auf welcher mindestens ein Selbsttestprogramm abgespeichert ist. Über die Schnittstelle 18 kann die Selbsttestlogikeinheit 22 das Sensormodul 12, bzw. den Sensorchip 14, mittels eines Steuersignals 24 so ansteuern, dass eine Selbsttestgröße auf das sensitive Element 20 ausgeübt wird. Das Steuersignal 24 wird über die Schnittstelle 18 von der Selbsttestlogikeinheit 22 an das Sensormodul 12 übertragen. Bei einem Selbsttest wird das Sensormodul 12, bzw. der Sensorchips 14, von außen angesteuert. Zum Messen der Reaktion des Sensorchips 14 kann anschließend eine Ist-Selbsttestantwort 26 des sensitiven Elements 20 durch den Sensorchip 14 erfasst werden.
Über die Schnittstelle 18 wird auch eine Ist-Selbsttestantwort 26 an eine auf dem Kontrollmodul 16 angeordnete Selbsttestauswerteeinheit 28 bereitgestellt. Die Selbsttestauswerteeinheit 28 ist dazu ausgelegt, die Ist-Selbsttestantwort 26 mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort zu vergleichen und eine entsprechende Vergleichsinformation 30 auszugeben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Sensorvorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Vorzugsweise ist das an der Leiterplatte angebrachte Sensormodul eine kompakte Einheit. Die Leiterplatte ist bevorzugterweise eine Platine. Das Sensormodul kann beispielsweise eine Verkapselung oder ein an der Leiterplatte befestigbares Gehäuse aufweisen. Das Sensormodul kann mindestens einen Chip umfassen. In einer möglichen Ausführungsform können das sensitive Element auf einem Sensorchip des Sensormoduls und die Vergleichseinheit auf einem Steuerchip, insbesondere einem ASIC, ausgebildet sein. Die Mikromechanik des sensitiven Elements kann jedoch auch in den Steuerchip integriert sein.
Bevorzugterweise ist das Kontrollmodul beabstandet von dem Sensormodul an der Leiterplatte, z. B. einer Platine, angebracht. Das Kontrollmodul kann beispielsweise ein Mikrokontroller (μC) sein. Das mit dem Sensormodul zusammenwirkende Kontrollmodul kann jedoch auch extern von der Sensorvorrichtung bereitgestellt werden. In diesem Fall umfasst die Sensorvorrichtung eine Datenübertragungsvorrichtung, welcher derart ausgelegt ist, dass Signale/Daten zwischen der Datenübertragungsvorrichtung und dem externen Kontrollmodul übertragbar sind.
Unter einer Selbsttestgröße ist beispielsweise eine Selbsttestkraft, wie sie über einen elektrischen Stimulus auf ein sensitives Element ausgeübt wird, zu verstehen. Die Größe, bezüglich welcher das sensitive Element eine Zustandsänderung durchführt, kann mindestens eine physikalische Größe und/oder eine chemische Größe sein.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Integration der Bewertungslogik für einen automatisch ausführbaren Selbsttest auf einem getrennt von dem Sensormodul angeordneten Kontrollmodul wesentliche Ressourcen des Kontrollmodul erfordert. Zusätzlich hängt in diesem Fall die Dauer der Auswertung eines Selbsttests signifikant von der Geschwindigkeit einer Schnittstelle, über welche das Sensormodul mit dem Kontrollmodul verbunden ist, sowie von der Geschwindigkeit des Kontrollmoduls selbst ab. Dies kann die Auswertezeit nachteilig beeinflussen. Demgegenüber ermöglicht die vorliegende Erfindung ein sensorinternes Bewertungskonzept, durch welches Ressourcen auf dem Kontrollmodul, beispielsweise einen Mikrocontroller, einsparbar sind. Dies ermöglicht die Verwendung eines kostengünstigeren und/oder weniger Bauraum benötigenden Kontrollmoduls.
Auch eine Integration der Ansteuerlogik für einen automatisch ausführbaren Selbsttest auf einem getrennt von dem Sensormodul angeordneten Kontrollmodul benötigt wesentliche Ressourcen aus dem Kontrollmodul. Die Dauer eines Selbsttests wird auch in diesem Fall signifikant von der Geschwindigkeit der Schnittstelle und der Geschwindigkeit des Kontrollmoduls beeinträchtigt. Dies führt in der Regel dazu, dass automatisch ausführbare Selbsttests eine vergleichsweise lange Zeit benötigen. Zusätzlich kann der Selbsttest bei einer derartigen Auslegung des Sensormoduls und des Kontrollmoduls erst gestartet werden, wenn beide Module initialisiert sind. Die Verantwortung für die richtige Ausführung und Bewertung des automatisch ausführbaren Selbsttests liegt in diesem Fall bei dem Kontrollmodul. Fehlbedienungen oder falsche Bewertungen können somit nicht von dem Sensormodul verhindert werden. Um diesen Nachteil zu umgehen, ermöglicht eine Weiterbildung der Erfindung eine sensorinterne Selbsttestansteuerung, welche keine Ressourcen auf dem Kontrollmodul verbraucht. Bei einem kombinierten sensorinternen Ansteuer- und Bewertungskonzept kann ein Selbsttest bereits vor dem Initialisieren des Kontrollmoduls gestartet werden. Da die Geschwindigkeit des Selbsttests nicht durch eine Schnittstelle beeinträchtigt wird, ist eine schnellere Ausführung der Selbsttests möglich. Zusätzlich kann eine Fehlbedienung des Sensor- und Auswertemoduls in diesem Fall nicht zu einer falschen Ausführung des automatischen Selbsttests führen, was die Robustheit der Sensorvorrichtung verbessert.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Vorteile einer Sensorvorrichtung sind auch bei einem entsprechenden Herstellungsverfahren gewährleistet.
Die Erfindung ermöglicht auch eine Sensorvorrichtung mit einem sensitiven Element, einer Selbstteststeuereinrichtung (Selbsttestablaufsteuereinrichtung) und einer Selbsttestausführeinrichtung, wobei die Selbstteststeuereinrichtung und die Selbsttestausführeinrichtung auf einem gemeinsamen Chip angeordnet sind. Dabei ist auf der Selbstteststeuereinrichtung mindestens ein Selbsttestprogramm implementiert. Vorzugsweise ist das mindestens eine Selbsttestprogramm so auf der Selbstteststeuereinrichtung implementiert, dass mindestens zwei (Selbsttest-)Steuerzustände des sensitiven Elements und ein zeitlicher Ablauf/eine zeitliche Reihenfolge der mindestens zwei (Selbsttest-)Steuerzustände durch das implementierte Selbsttestprogramm festgelegt sind. Man kann dies auch so bezeichnen, dass die Selbstteststeuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Ausführung mindestens eines Selbsttestprogramms mit mindestens zwei (Selbsttest-)Steuerzustände in einem festgelegten zeitlichen Ablauf durch die Selbstteststeuereinrichtung steuerbar ist. Zusätzlich ist die Selbstteststeuereinrichtung derart ausgebildet, dass mindestens ein Steuersignal unter Berücksichtigung des mindestens einen implementierten Selbsttestprogramms an die Selbsttestausführeinrichtung mittels der Selbstteststeuereinrichtung aufgebbar ist. Die Selbsttestausführeinrichtung ist derart ausgebildet, dass unter Berücksichtigung eines von der Selbstteststeuereinrichtung ausgegebenen Steuersignals mindestens eine physikalische oder chemische Selbsttestgröße (z. B. ein physikalischer Stimulus) mittels der Selbsttestausführeinrichtung auf das sensitive Element ausübbar ist. Die Sensorvorrichtung kann zusätzlich eine Ermittlungseinheit, welche so ausgebildet ist, dass mittels der Ermittlungseinheit eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements ermittelbar und unter Berücksichtigung der veränderten Eigenschaft eine Ist-Selbsttestantwort bereitstellbar ist und/oder eine Vergleichseinheit, welche so ausgebildet ist, dass mittels der Vergleichseinheit die Ist-Selbsttestantwort mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort vergleichbar und unter Berücksichtigung des Vergleichs der Ist-Selbsttestantwort mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort eine Vergleichsinformation bereitstellbar ist, umfassen.
Die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale sind auch auf die in dem vorhergehenden Absatz beschriebene Sensorvorrichtung anwendbar, um die unten genannten Vorteile zu realisieren. Ebenso ermöglicht die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine derartige Sensorvorrichtung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Sensorvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung;
3 ein Koordinatensystem zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung; und
4 ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Sensorvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindungen
2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
Die in 2 schematisch wiedergegebene Sensorvorrichtung 50 ist zum Festlegen einer Information bezüglich mindestens einer Größe ausgelegt. Die Größe, für welche eine Information durch die Sensorvorrichtung 50 festlegbar/ermittelbar ist, kann mindestens eine physikalische Größe und/oder eine chemische Größe sein. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung 50 dazu ausgelegt sein, einen Messwert für die Größe zu bestimmen. Die durch die Sensorvorrichtung 50 bestimmbare Größe kann beispielsweise eine Beschleunigung, eine Drehrate, eine Temperatur, eine Stoffkonzentration und/oder ein Druck sein. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die im Weiteren beschriebene Sensorvorrichtung 50 nicht auf das Bestimmen einer derartigen Größe beschränkt ist. Die Sensorvorrichtung 50 kann auch zum Bestimmen einer anderen Größe ausgelegt sein.
Die Sensorvorrichtung 50 umfasst eine Platine 51 und ein an der Platine 51 angebrachtes Sensormodul 52. Das Sensormodul weist vorzugsweise mindestens einen Chip, beispielsweise den Sensorchip 54, auf. Die Platine 51 kann eine Hauptplatine der Sensorvorrichtung 50 sein. Das Sensormodul 52 kann ein Verkapselung oder ein eigenes Gehäuse haben, in welchem der mindestens eine Sensorchip 54 angeordnet ist. Vorzugsweise ist unter dem Sensormodul 52 eine kompakte Einheit zu verstehen, welche vor einem Befestigen des Sensormoduls 52 an der Platine 51 bereits einstückig ausgebildet ist. Die Sensorvorrichtung 50 ist nicht auf eine Verwendung eines einzigen Sensorchips 54 beschränkt. Die Sensorvorrichtung 50 kann auch mehrere Sensorchips 54 aufweisen, welche vorzugsweise in dem gemeinsamen Sensormodul 52 angeordnet sind. Zusätzlich zu dem mindestens einen Sensorchip 54 kann noch mindestens ein andere Chip, beispielsweise ein Steuerchip, auf oder in dem Sensormodul 52 angeordnet sein.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird die Platine 51 als Leiterplatte verwendet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die im Weiteren beschriebenen Sensorvorrichtung 50 nicht auf eine als Platine 51 ausgebildete Leiterplatte beschränkt ist. Als Alternative oder als Ergänzung zu der Platine 51 kann die Sensorvorrichtung 50 mindestens eine andere Leiterplatte umfassen.
Auf dem mindestens einen Sensorchip 54 ist mindestens ein sensitives Element 56 ausgebildet. Das sensitive Element 56 kann beispielsweise mikromechanisch ausgebildet sein. Unter einem sensitiven Element 56 wird eine Untereinheit des Sensorchips 54 verstanden, bei welcher mindestens eine Eigenschaft durch die mittels der Sensorvorrichtung 50 zu bestimmende mindestens eine physikalische und/oder chemische Größe veränderbar ist. Die durch die Größe veränderbare Eigenschaft des sensitiven Elements 56 ist beispielsweise seine Stellung in Bezug auf eine unverstellbare Einheit des Sensorchips 54 und/oder eines Gehäuses der Sensorvorrichtung 50. Das mindestens eine sensitive Element 56 kann beispielsweise mindestens eine seismische Masse und/oder mindestens eine Druckkammer umfassen. Die Sensorvorrichtung 50 ist jedoch nicht auf ein derartiges sensitives Element 56 beschränkt. Die Sensorvorrichtung 50 kann somit auch ein anders ausgebildetes sensitives Element 56 umfassen.
Das Sensormodul 52 ist bei der dargestellten Ausführungsform über eine Schnittstelle 60 mit einem an der Platine 51 angebrachten Kontrollmodul 62 verbunden. Das Kontrollmodul 62 und/oder das Sensormodul 52 können beispielsweise an der Platine 51 festgelötet und/oder festgesteckt sein.
Die Schnittstelle 60 kann beispielsweise eine digitale Schnittstelle 60 sein, über welche ein elektrischer PIN und/oder ein digitales Kommando übertragbar sind. Auf dem Kontrollmodul 62 können Komponenten zum Steuern des Sensormoduls 52 und/oder zum Auswerten von einer an dem Sensormodul 52 erfassten Information ausgebildet sein. Das auch als Controller bezeichenbare Kontrollmodul 62 kann ein (externer) Prozessor oder ein (externer) Mikrocontroller sein. Das Kontrollmodul 62 kann beispielsweise mindestens einen Chip umfassen, auf welchem mindestens eine Schaltung zum Steuern des Sensormoduls 52 und/oder zum Auswerten von einer an dem Sensormodul 52 erfassten Information ausgebildet ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die beschriebene Sensorvorrichtung 50 nicht auf eine Ausbildung mit dem Kontrollmodul 62 beschränkt ist. Die von dem Kontrollmodul ausgeführten Funktionen können auch von einem externen Kontrollmodul ausgeführt werden. In diesem Fall kann die Sensorvorrichtung 50 eine Datenübertragungseinrichtung für eine Datenübertragung mit dem externen Kontrollmodul aufweisen. Das externe Kontrollmodul kann beispielsweise Bestandteil eines zentralen fahrzeugeigenen Steuer- und/oder Auswertegeräts sein. Die Sensorvorrichtung ist somit auf einfache Weise mit einem vergleichsweise niedrigen Bauraumbedarf ausführbar.
Die Sensorvorrichtung 50 kann eine (nicht dargestellte) Sensor- und Auswerteeinrichtung umfassen, welche dazu ausgelegt ist, die aufgrund einer zeitlichen Änderung der Größe veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements 56 zu erfassen und unter Berücksichtigung der erfassten veränderten Eigenschaft die Information bezüglich der Größe festzulegen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann mindestens eine in dem Sensormodul 52 angeordnete (nicht skizzierte) Untereinheit der Sensor- und Auswerteeinrichtung die veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements 56 erfassen und ein entsprechendes Sensorsignal 58 ausgeben. Vorzugsweise ist das Sensorsignal 58 ein elektrisch auswertbares Signal. Das Sensorsignal 58 kann anschließend durch mindestens eine weitere (nicht skizzierte) Untereinheit der Sensor- und Auswerteeinrichtung, welche beispielsweise auf dem Kontrollmodul 62 oder auf einem externen Kontrollmodul angeordnet ist, ausgewertet werden. In diesem Fall wird das Sensorsignal 58 über die Schnittstelle 60 an das Kontrollmodul 62 oder an die Datenübertragungseinrichtung ausgegeben. Das Kontrollmodul 62 kann zusätzlich zu dem Festlegen der Information bezüglich der Größe auch dazu ausgelegt, unter Berücksichtigung des empfangenen Sensorsignals 58, bzw. der festgelegten Information bezüglich der Größe, eine Fahrzeugkomponente und/oder eine fahrzeugeigene Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der gemessenen Größe zu steuern. Das Kontrollmodul 62 kann die festgelegte Information bezüglich der Größe auch an eine weitere Komponente ausgeben.
Die im Weiteren beschriebene Sensorvorrichtung 50 ist nicht auf eine Ausbildung der Sensor- und Auswerteeinrichtung entsprechend dem vorhergehenden Absatz beschränkt. Die einzelnen Komponenten der Sensor- und Auswerteeinrichtung können beispielsweise auch auf anderen Komponenten der Sensorvorrichtung 50 angeordnet sein.
Die in 2 schematisch dargestellte Sensorvorrichtung 50 ist zum Ausführen eines Selbsttests ausgelegt. Vorzugsweise erfolgt das Ausführen des Selbsttests durch die Sensorvorrichtung 50 automatisch. Bei dem Selbsttest können die internen Strukturen des Sensormoduls 52 und/oder des Sensorchips 54, insbesondere die Mikromechanik des sensitiven Elements 56, bezüglich einer möglichen Beschädigung während des Betriebs der Sensorvorrichtung 50 und/oder eines möglichen Alterungsschadens untersucht werden.
Zum (automatischen) Ausführen des Selbsttests weist die Sensorvorrichtung 50 eine Selbstteststeuereinheit 63 auf. Die Selbstteststeuereinheit 63 ist dazu ausgelegt, während des Selbsttests unter Berücksichtigung mindestens eines vorgegebenen Selbsttestprogramms eine Selbsttestgröße 64 auf das sensitive Element 56 auszuüben. Die Selbsttestgröße 64 kann eine Selbsttestkraft sein. Die während des Ausführens des Selbsttestprogramms ausgeübte Selbsttestgröße 64 kann zeitlich konstant sein oder mit einen nicht-konstanten Soll-Zeitverlauf aufweisen. Das Ausüben der Selbsttestgröße 64 kann beispielsweise ein Ausüben mindestens eines elektrischen Stimulus auf das sensitive Element 56 umfassen. Dabei ist die eine auf das sensitive Element 56 ausgeübte Selbsttestgröße 64 so gewählt, dass mittels einer Ermittlungseinheit 65 aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße 64 veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements 56, beispielsweise eine Stellungsänderung, erfassbar und eine entsprechende Ist-Selbsttestantwort 66 bereitstellbar ist.
Unter der Ist-Selbsttestantwort 66 ist eine Information über eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße 64 veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements 56 zu verstehen. Sofern das sensitive Element 56 eine seismische Masse ist, kann ein Teil des sensitiven Elements 56 als Aktor-Elektrode, welche durch die Selbsttestgröße 64 gegenüber einer fest mit dem Sensorchip 54 verbundenen Stator-Elektrode verstellbar ist, ausgebildet sein. Somit kann die Ist-Selbsttestantwort 66 beispielsweise eine Kapazitätsänderung eines aus den beiden Elektroden gebildeten Kondensators sein.
Die Selbstteststeuereinheit 63 umfasst eine als Steuerlogikuntereinheit 63a bezeichenbare Untereinheit, auf welcher das mindestens eine Selbsttestprogramm implementiert ist. Unter einem Implementieren des mindestens einen Selbsttestprogramms kann auch ein Abspeichern des mindestens einen Selbsttestprogramms auf der Steuerlogikuntereinheit 63a verstanden werden. Vorzugsweise ist die Steuerlogikuntereinheit 63a auf oder in dem Sensormodul 52 ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Selbstteststeuereinheit 63, insbesondere als kompakte Einheit, auf oder in dem Sensormodul 52 ausgebildet.
Ein von der Selbstteststeuereinheit 63 ausgeführtes Selbsttestprogramm kann einen Einzeltest, eine Testsequenz und/oder mehrere Testsequenzen umfassen. Eine Testsequenz kann beispielsweise einen positiven Selbsttest, einen Null-Selbsttest (kein Selbsttest-Stimulus) und einen negativen Selbsttest in einer beliebigen Reihenfolge umfassen. Somit ist eine große Vielfalt von Selbsttestprogrammen bei der hier beschriebenen Sensorvorrichtung 50 automatisch ausführbar. Auf Beispiele für einen ausführbaren Selbsttest wird bei der Beschreibung der 3 noch genauer eingegangen.
Vorzugsweise ist mindestens eines der Selbsttestprogramme so auf der Steuerlogikuntereinheit 63a des Sensormoduls 52 implementiert, dass für das Selbsttestprogramm mindestens zwei Teilprogramme mit voneinander abweichenden Soll-Zeitverläufen der auf das sensitive Element 56 ausgeübten Selbsttestgröße 64 und mit einer Soll-Reihenfolge der mindestens zwei Teilprogramme beim Ausführen des Selbsttestprogramms auf der Untereinheit implementiert sind. Das betreffende Testprogramm umfasst somit mehrere Verfahrensschritte, in welchen die Selbsttestgröße 64 gezielt von mindestens einem Anfangs-Sollwert zu einem End-Sollwert verändert wird. Dabei ist unter dem Anfangs-Sollwert und dem End-Sollwert bevorzugterweise jeweils eine von der Selbstteststeuereinheit 63 aufzubringende Selbsttestgröße 64 und nicht eine aufgrund einer Deaktivierung oder einer Aktivierung der Selbstteststeuereinheit 63 sich einstellende Kraft zu verstehen. Beispielsweise kann die Selbsttestgröße 64 sich in einem ersten Teilprogramm zu einem positiven Maximalwert und in einem zweiten Teilprogramm zu einem negativen Maximalwert steigern. Das implementierte Programm legt dabei auch die zeitliche Reihenfolge der mindestens zwei Verfahrensschritte fest. Beispielweise legt das implementierte Programm die zeitliche Reihenfolge von mehreren auf das sensitive Element 56 ausgeübten (elektrischen) Stimuli fest.
Zur Auswertung der von der Ermittlungseinheit 65 bereitgestellten Ist-Selbsttestantwort 66 ist eine Vergleichseinheit 68 auf oder in dem Sensormodul 52 ausgebildet. Die Vergleichseinheit 68 ist an eine Speichereinheit 70 gekoppelt, auf welcher mindestens eine vorgegebene Soll-Selbsttestantwort implementiert/abgespeichert ist. Die Speichereinheit 70 ist vorzugsweise ebenfalls auf oder in dem Sensormodul 52 ausgebildet. In diesem Fall muss die mindestens eine für die Auswertung der Ist-Selbsttestantwort 66 verwendete Soll-Selbsttestantwort nicht über eine Schnittstelle 60 an die Vergleichseinheit 68 bereitgestellt werden. Dies beschleunigt die Auswertung der Ist-Selbsttestantwort 66. Insbesondere kann die Speichereinheit 70 eine Untereinheit der Vergleichseinheit 68 sein.
Die Vergleichseinheit 68 ist dazu ausgebildet, die mindestens eine Ist-Selbstantwort 66 mit der mindestens einen bereitgestellten Soll-Selbsttestantwort zu vergleichen und unter Berücksichtigung des Vergleichs der Ist-Selbsttestantwort 66 mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort eine Vergleichsinformation 71 bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Vergleichseinrichtung 68 dazu ausgelegt, sofern die mindestens eine erfasste Ist-Selbsttestantwort 66 um mindestens eine vorgegebene Mindestabweichung von der mindestens einen bereitgestellten Soll-Selbsttestantwort abweicht, eine entsprechende Fehlermeldung als Vergleichsinformation 71 auszugeben. Das Ausgeben der Vergleichsinformation 71 kann beispielsweise über die Schnittstelle 60 an das Kontrollmodul 62 erfolgen.
Anstelle einer Fehlermeldung kann auch nach jedem Vergleich und/oder nach einer vorgegebenen Anzahl von Vergleichen ein Vergleichsergebnis als Vergleichsinformation 71 an das Kontrollmodul 62 ausgegeben werden. Die Fehlermeldung und/oder die Vergleichsergebnisse können auf einem externen Speicher hinterlegt werden, welcher von einer Werkstatt abfragbar ist.
Die mindestens eine auf der Speichereinheit 70 abgespeicherte/implementierte Soll-Selbsttestantwort, welche beispielsweise mindestens ein Zielwert sein kann, kann vor der Inbetriebnahme für den jeweiligen Sensormoduls 52 spezifisch auf der Speichereinheit 70 abgespeichert werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Soll-Selbsttestantwort abhängig von mindestens einer Eigenschaft des Sensormoduls 52 und/oder des zugehörigen Sensorchips 54, bzw. des zu untersuchenden sensitiven Elements 56, vorgegeben wird. Dies ist gewährleistet, indem bei der Herstellung des Sensormoduls 52 mindestens eine gemessene Ist-Selbsttestantwort 66 oder ein Mittelwert aus gemessenen Ist-Selbsttestantworten 66 als die mindestens eine Soll-Selbsttestantwort auf der Speichereinheit 70 abgespeichert wird. Entsprechend kann auch die Mindestabweichung (Toleranz) für auf jedem Sensormodul 52 spezifisch vorgegebenen werden.
Als Alternative zu einem Abspeichern der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort und/oder der Mindestabweichung bei der Herstellung des Sensormoduls 52 kann zumindest einer dieser Vergleichswerte auch von einer Vorgabeeinrichtung, beispielsweise einem Benutzer der Sensorvorrichtung 50 oder einem internen Controller, der Vergleichseinheit 68 vorgegeben werden, bzw. auf der Speichereinheit 70 abgespeichert werden. Dies kann bei jedem Starten des Sensormoduls 52 oder einmalig erfolgen. Insbesondere kann die Vorgabeeinrichtung dazu ausgelegt sein, die mindestens eine Soll-Selbsttestantwort und/oder die Mindestabweichung unter Berücksichtigung eines Zustands der Sensorvorrichtung 50, des zugehörigen Fahrzeugs, einer Verkehrssituation und/oder einer Umgebungsbedingung bereitzustellen. In diesem Fall können diese Faktoren bei der Auswertung der Ist-Selbsttestantwort 66 berücksichtigt werden.
Ein von der Selbstteststeuereinheit 63 ausgeführtes Selbsttestprogramm kann beispielsweise durch ein von dem Kontrollmodul 62 über die Schnittstelle 60 ausgegebenes Startsignal 72 gestartet werden. Man kann dies auch so bezeichnen, dass die Selbstteststeuereinheit 63 durch das Startsignal 72 von einem Inaktivmodus in einen Selbsttestmodus geschaltet wird. Die hier beschriebene Sensorvorrichtung 50 ist jedoch nicht auf eine Initialisierung eines Selbsttests durch ein derartiges Startsignal 72 beschränkt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Selbstteststeuereinheit 63 dazu ausgelegt, sich selbst zum Ausführen eines Selbsttest zu initialisieren. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann auch eine andere Komponente des Sensormoduls 52 die Selbstteststeuereinheit 63 zu einem vorgegebenen Zeitpunkt zum Ausführen eines Selbsttest initialisieren. Vorteilhafterweise liegt der vorgegebene Zeitpunkt innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls/nach dem vorgegebenen Zeitintervall kurz nach einem Erkennen eines Einschaltens/Aktivierens des Sensormoduls 52, bzw. des Sensorchips 54 durch die Selbstteststeuereinheit 63 oder die andere Komponente des Sensormoduls 52. In diesem bevorzugten Fall ist die Sensorvorrichtung 50 so ausgelegt, dass bei einem Aktivieren des Sensormoduls 52, bzw. des Sensorchips 54, die Selbstteststeuereinheit 63 automatisch mindestens einen Selbsttest ausführt. Auf diese Weise kann schon vor einer Nutzung des Sensormoduls 52, insbesondere des sensitiven Elements 56, überprüft werden, ob die gewünschte Funktionalität bei der Nutzung gewährleistet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Selbstteststeuereinheit 63 dazu ausgelegt, in einem vorgegebenen Rhythmus oder unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Selbsttestzwischenintervalls, beispielsweise alle zwei Sekunden, einen Selbsttest auszuführen. Insbesondere kann die Selbstteststeuereinheit 63 einen Signaleingang aufweisen, über welchen ein vorteilhafter Rhythmus/ein bevorzugtes Selbsttestzwischenintervall zum Ausführen von nacheinander folgenden Selbsttesten von einer fahrzeugeigenen Zustandserfassungseinrichtung vorgegeben wird. Der Rhythmus oder das Selbsttestzwischenintervall, mit welchem insbesondere der Zustand des sensitiven Elements 56 automatisch überprüft wird, kann somit unter Berücksichtigung eines Zustands der Sensorvorrichtung 50, des zugehörigen Fahrzeugs, einer Verkehrssituation und/oder einer Umgebungsbedingung festgelegt werden.
Die hier beschriebene Sensorvorrichtung 50 kann somit anhand von automatischem Selbsttest, bzw. internen Überprüfungen (Statusflags), angeben, wann sie fertig initialisiert und betriebsbereit ist. Insbesondere kann das Sensormodul 52 erkennen, wann ein vorteilhafter Zustand zum Ausführen eines Selbsttests gewährleistet ist. Dabei ermöglicht das Koppeln eines Starts des Selbsttests mit einer Initialisierung des Sensormoduls 52 einen schnellstmöglichen Start des Sensormoduls 52 inklusive mindestens eines ausgeführten Selbsttests.
Auch eine Kombination der in den oberen Absätzen beschriebenen Ausführungsformen ist möglich. Beispielsweise kann, nachdem ein erfolgreicher Start des Sensors festgestellt wird, ein vorgegebenes Zeitintervall eingehalten werden, bevor eine Selbsttestsequenz gestartet wird. Diese kann innerhalb eines vorgegebenen Rhythmus, wie z. B. alle zwei Sekunden, wiederholt werden.
Abhängig von der Auswertung einer Ist-Selbsttestantwort 66 durch die Vergleichseinheit 68 kann der gerade ausgeführte Selbsttest wiederholt und/oder ein anderer Selbsttest gestartet werden. Dies ist realisierbar, indem die Vergleichseinheit 68 beispielsweise dazu ausgelegt wird, nach einem Feststellen eines Abweichens einer Ist-Selbsttestantwort 66 von der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort um mehr als die vorgegebene Mindestabweichung die Selbstteststeuereinheit 63 zu einem Wiederholen des gerade ausgeführten Selbsttests und/oder zum Ausführen eines anderen Selbsttests anzusteuern. Kurzzeitige Störungen, beispielsweise durch externe Störeinflüsse wie eine mechanische Überlast, können somit nicht zu einem Fehlschlagen der Selbsttests insgesamt führen. Erkennt die Vergleichseinheit 68, dass die Ist-Selbsttestantwort 66 oder eine vorgegebene Anzahl von Ist-Selbsttestantworten 66 innerhalb der vorgegebenen Mindestabweichungen mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort übereinstimmt, so kann die Wiederholungen der Selbsttests abgeschlossen werden. Ebenso können die Wiederholungen der Selbstteste abgebrochen werden, sobald eine vorgegebene maximale Anzahl von nacheinander auszuführenden Selbsttesten überschritten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 50 sind die Komponenten 63, 65, 66 und 70 auf oder in dem Sensormodul 52 ausgebildet. Zum Ausführen der einzelnen Verfahrensschritte eines Selbsttest ist somit kein Weiterleiten eines Signals über die Schnittstelle 60 erforderlich. Somit können alle Verfahrensschritte des Selbsttests in einer vergleichsweise kurzen Zeit ausgeführt werden. Vorzugsweise ist die für die Selbsttestausführung vorgegebene Zeit so bemessen, dass aufgrund ihrer Kürze bereits die erste korrekte Antwort eines Selbsttests bewertbar ist. Auf diese Weise kann die Gesamtdauer einer Selbsttest-Sequenz und/oder mehrerer Selbsttest-Sequenzen vergleichsweise kurz gehalten werden. Der gesamte Selbsttestprozess ist somit innerhalb einer kurzen Zeitdauer ausführbar. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann eine Ist-Selbsttestantwort 66 aufgrund ihrer vergleichsweise geringen Zeitdauer einfach aus den Nutzsignalen gefiltert werden, beispielsweise durch einen Tiefpassfilter.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Sensormodul 52 zusätzlich dazu ausgelegt, einen Selbsttest-Zustand über die Schnittstelle 60 anzeigen solange ein Selbsttest ausgeführt wird dem Kontrollmodul 62. In diesem Fall verfügt das Kontrollmodul 62 während eines ausgeführten Selbsttests über eine Information, dass die momentan bereitgestellten Sensorsignale 58 möglicherweise von dem gerade durchgeführten Selbsttest beeinträchtigt sind. Vor allem bei einer automatischen Initialisierung eines Selbsttest durch eine Komponente des Sensormoduls 52 ist dies vorteilhaft.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 50 sind die Komponenten 63, 65, 66, 68 und 70 auf dem Sensorchip 54 angeordnet/ausgebildet. Das hier beschriebene Sensormodul 52 ist jedoch nicht auf eine derartige Ausbildung beschränkt. Die Komponenten 63, 65, 66, 68 und 70 können beispielsweise auch auf einem Steuerchip des Sensormoduls 52 angeordnet/ausgebildet sein. Der Steuerchip kann ein ASIC sein. Auf dem Sensorchip 54 kann das mittels des Steuerchips steuerbare sensitive Element 56 ausgebildet sein. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist der Steuerchip jedoch in 2 nicht dargestellt.
Der Sensorchip 52 kann als Mikromechanik auch in den, beispielsweise als ASIC ausgebildeten Steuerchip integriert sein. Auch diese Ausführungsform gewährleistet die oben schon beschriebenen Vorteile.
Bei der in 2 schematisch dargestellten Sensorvorrichtung 50 werden keine Ressourcen des Kontrollmoduls 62 zum Steuern eines Selbsttests oder zum Implementieren einer Ausführungslogik für einen Selbsttest verbraucht. Die Ressourcen des Kontrollmoduls 62 können somit für eine Vielzahl von weiteren Verwendungsmöglichkeiten der Sensorvorrichtung 50 verwendet werden.
Die in den oberen Absätzen beschriebene Sensorvorrichtung 50 ist vorzugsweise ein kombinierter Drehraten- und Beschleunigungssensor mit einer digitalen seriellen Schnittstelle 60, welche als SPI ausgebildet ist. Somit kann eine derartige Sensorvorrichtung 50 durch die oben beschriebene konkrete Implementierung für eine automatische Selbsttestsequenz mit sensorinterner Steuerung und Bewertung ausgelegt werden.
Anhand der 2 ist auch eine Sensorvorrichtung mit einem sensitiven Element, einer Selbstteststeuereinrichtung (Selbsttestablaufsteuereinrichtung) und einer Selbsttestausführeinrichtung, wobei die Selbstteststeuereinrichtung und die Selbsttestausführeinrichtung auf einen gemeinsamen Chip angeordnet sind, nahegelegt. Die die Selbstteststeuereinrichtung und die Selbsttestausführeinrichtung können beispielsweise Komponenten der Selbstteststeuereinheit 63 sein. Insbesondere kann die Selbstteststeuereinrichtung als Steuerlogikuntereinheit 63a ausgebildet sein. Auf eine derartige Sensorvorrichtung wird deshalb hier nicht weiter eingegangen.
3 zeigt ein Koordinatensystem zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
Die anhand des Koordinatensystems der 3 wiedergegebene Sensorvorrichtung kann einen Aufbau entsprechend der 2 haben. Auf den Aufbau der Sensorvorrichtung wird deshalb hier nicht eingegangen. Die Sensorvorrichtung ist dazu ausgelegt, den in dem Koordinatensystem der 3 wiedergegebenen Verlauf von drei Selbsttestensequenzen 80 bis 84 auszuführen. Die Abszisse des Koordinatensystems entspricht der Zeitachse t (in Millisekunden). Die Ordinate des Koordinatensystems gibt die zu den jeweiligen Zeiten ermittelten Signalstärken I der Ist-Selbsttestantwort an.
Die im Weiteren beschriebenen Selbsttestsequenzen 80 bis 84 weisen jeweils eine Zeitdauer Sges von 24 ms auf. Für die von einer Sensorvorrichtung automatisch ausgeführten Selbsttestsequenzen 80 bis 84 können aber auch kürzere und längere Zeitdauern Sges gewählt werden.
Zu einem Zeitpunkt t0 wird eine erste Selbsttestsequenz 80 gestartet. Das Starten der ersten Selbsttestsequenz 80 kann beispielsweise nach einem Aktivieren eines Sensormoduls/Sensorchips durch eine Komponente des Sensormoduls/Sensorchips initialisiert werden.
Innerhalb eines ersten Schritts 86 der ersten Selbsttestsequenz 80 mit einer Zeitdauer s0 von 8 ms wird eine erste Selbsttestgröße auf das sensitive Element aufgebracht. Die erste Selbsttestgröße ist so festgelegt, dass eine Eigenschaft des sensitiven Elements in eine erste (positive) Richtung ausgelenkt wird. Sofern das sensitive Element korrekt auf die erste Selbsttestgröße reagiert, ist nach dem ersten Schritt 86 zum Zeitpunkt t1 ein maximales positives Selbsttestantwortsignal I1 von der Ermittlungseinheit erfassbar.
In einem zweiten Verfahrensschritt 88 der ersten Selbsttestsequenz 80 wird die auf das sensitive Element ausgeübte Selbsttestgröße reduziert. Der zweite Verfahrensschritt 88 kann vorzugsweise die Zeitdauer s0 haben. Nach dem zweiten Verfahrensschritt 88 zum Zeitpunkt t2 ist somit ein Null-Selbsttestsignal I2 erfassbar, sofern sich das sensitive Element korrekt verhält.
Während eines dritten Verfahrensschritts 90 der ersten Selbsttestsequenz 80 wird eine von der ersten Selbsttestgröße abweichende zweite Selbsttestgröße auf das sensitive Element ausgeübt. Die zweite Selbsttestgröße ist so ausübbar, dass die Eigenschaft des sensitiven Elements in eine zweite (negative) Richtung ausgelenkt wird. Auch der dritte Verfahrensschritt 90 kann die Zeitdauer s0 haben. Zu einem Zeitpunkt t3, welcher den dritten Verfahrensschritt 90 beendet, ist vorzugsweise ein maximales negatives Selbsttestantwortsignal I3 erfassbar.
Die Ermittlungseinheit ist dazu ausgelegt, eine erste Differenz d1 aus dem Null-Selbsttestsignal I2 und dem positiven Selbsttestsignal I1 und eine zweite Differenz d2 aus dem negativen Selbsttestsignal I3 und dem Null-Selbsttestsignal I2 festzulegen und als Ist-Selbsttestantwort an die Vergleichseinheit auszugeben. Die Differenzen d1 und d2 werden von der Vergleichseinheit mit mindestens einem als Soll-Selbsttestantwort bereitgestellten Vergleichswert verglichen. Anhand dieser Vergleiche kann die Funktionsfähigkeit des Sensormoduls und/oder des Sensorchips, insbesondere des sensitiven Elements, überprüft werden.
Sofern die Bewertungen der Differenzen d1 und d2 kein Abweichen über einer Mindestabweichung von dem vorgegebenen Vergleichswert ergeben, so gilt der Selbsttest als bestanden. Werden Abweichungen der Differenzen d1 und d2 von dem vorgegebenen Vergleichswert um mehr als die vorgegebenen Toleranzen festgestellt, so kann die erste Selbsttestsequenz 80 mindestens einmal wiederholt werden. Sofern auch bei einer zweiten Selbsttestsequenz 82 und bei einer dritten Selbsttestsequenz 84 keine zufriedenstellendes Übereinstimmen der Differenzen d1 und d2 mit dem vorgegebenen Vergleichswert festgestellt wird, so kann eine Fehlermeldung und/oder ein negatives Statusflag an eine Einrichtung der Sensorvorrichtung, beispielsweise an das Kontrollmodul, ausgegeben werden. Als Alternative oder als Ergänzung dazu kann auch eine Fehlermeldung und/oder ein negatives Statusflag an ein externes Gerät ausgegeben werden.
Eine Ausführung der hier beschriebenen Selbsttestsequenzen 80 bis 84 ist in Kombination mit der vergleichsweise kurzen Ausführbarkeit der einzelnen Selbsttests durch die bevorzugte Anordnung der Selbstteststeuereinheit und der Vergleichseinheit auf oder in dem Sensormodul mit dem Vorteil verbunden, dass niederfrequente (sich langsam ändernde) Störungen keine signifikanten Einflüsse auf die Selbsttestbewertung haben. Obwohl die niederfrequenten Störungen die positive Selbsttestantwort (positives Selbsttestsignal I1), die negative Selbsttestantwort (negatives Selbsttestsignal I3) und die Null-Selbsttestantwort (Null-Selbsttestsignal I2) möglicherweise verändern können, ist durch die Differenzbildung diese Veränderung verlässlich herausfilterbar.
In einer Weiterbildung kann die Sensorvorrichtung mehrere Sensorkanäle, beispielsweise mindestens einen Beschleunigungskanal und mindestens einen Drehratenkanal umfassen. Für jeden der Kanäle kann mit der hier beschriebenen Methode unter Realisierung der genannten Vorteile ein Selbsttest ausgeführt werden. Insbesondere können die in den oberen Absätzen beschriebenen Methoden auf den mehreren Kanälen gleichzeitig, zeitlich versetzt oder nacheinander angewandt werden. Die Abläufe der ausgeführten Selbsttests können dabei gleich oder invers sein. Eine Ausführungsmöglichkeit umfasst einen ersten Selbsttest für einen ersten Kanal mit einem positiven Selbsttest, einem Null-Selbsttest und einem anschließend ausgeführten negativen Selbsttest und mindestens einen zweiten Selbsttest für einen zweiten Kanal mit einem negativen Selbsttest, einem Null-Selbsttest und einem abschließenden positiven Selbsttest.
4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Sensorvorrichtung.
In einem Verfahrensschritt S1 wird ein Sensormodul an einer Platine der Sensorvorrichtung angebracht. Das Anbringen des Sensormoduls erfolgt so, dass mindestens ein bezüglich mindestens einer physikalischen und/oder chemischen Größe sensitives Element aufgrund der mindestens einen Größe eine Eigenschaft ändern kann, und dass bei einem Betrieb der Sensorvorrichtung ein der Größe entsprechendes Sensorsignal aufgrund der Reaktion des sensitiven Elements auf eine Änderung der Größe ausgebbar ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird eine Selbstteststeuereinheit, auf welcher mindestens ein Selbsttestprogramm implementiert wird, ausgebildet. Unter dem Ausbilden kann ein Bilden der Selbstteststeuereinheit oder an Anordnen der fertigen Selbstteststeuereinheit in der Sensorvorrichtung verstanden werden. Die Implementierung des Selbsttestprogramms kann auch ein Abspeichern des Selbsttestprogramms auf einer Speichervorrichtung sein. Beispiele für ein geeignetes Selbsttestprogramm sind bei der Beschreibung der vorhergehenden Figuren bereits aufgezählt. Die Selbstteststeuereinheit wird so ausgebildet, dass bei einem Selbsttest der Sensorvorrichtung eine Selbsttestgröße von der Selbstteststeuereinheit unter Berücksichtigung des mindestens einen Selbsttestprogramms auf das sensitive Element ausgeübt wird. Vorzugsweise wird die in dem Verfahrensschritt S2 gebildete Selbstteststeuereinheit auf oder in dem Sensormodul angeordnet.
Eine Ermittlungseinheit wird in einem Verfahrensschritt S3 so ausgebildet, dass bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements von der Ermittlungseinheit ermittelt und unter Berücksichtigung der veränderten Eigenschaft eine Ist-Selbsttestantwort von der Ermittlungseinheit bereitgestellt wird. Die veränderte Eigenschaft kann beispielsweise eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße veränderte Stellung des sensitiven Elements sein. Die Ermittlungseinheit kann auf oder in dem Sensormodul gebildet oder angeordnet werden.
Zusätzlich wird in einem Verfahrensschritt S4 eine Vergleichseinheit ausgebildet, welche so ausgelegt wird, dass die Vergleichseinheit bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung die Ist-Selbsttestantwort mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort vergleicht und unter Berücksichtigung des Vergleichs der Ist-Selbsttestantwort mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort eine Vergleichsinformation bereitstellt. Die in dem Verfahrensschritt S4 ausgebildete Vergleichseinheit wird auf oder in dem Sensormodul angeordnet. Dadurch sind die oben schon genannten Vorteile realisierbar.
In einem optionalen Verfahrensschritt S5 kann eine Speichereinheit ausgebildet werden. Auch die in dem Verfahrensschritt S5 ausgebildete Speichereinheit kann auf oder in dem Sensormodul angeordnet werden. Die Speichereinheit wird so an die Vergleichseinheit gekoppelt, dass bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung mindestens eine auf der Speichereinheit abgespeicherte Vergleichsinformation als mindestens eine Soll-Selbsttestantwort der Vergleichseinheit vorgegeben wird.
In einem weiteren optionalen Verfahrensschritt S6 kann bei einer Festlegung der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort mindestens eine ermittelte Ist-Selbsttestantwort als Vergleichsinformation auf der Speichereinheit abgespeichert werden. Die Soll-Selbsttestantwort ist somit auf einfache Weise spezifisch für das bei dem Selbsttest zu überprüfende sensitive Element festlegbar.
Die in den oberen Absätzen beschriebenen Verfahrensschritte S1 bis S6 sind in einer beliebigen Reihenfolge ausführbar. Die Nummerierungen legen keine Reihenfolge der Verfahrensschritte S1 bis S6 fest.
Anhand der 4 ist auch Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung mit einem sensitiven Element, einer Selbstteststeuereinrichtung (Selbsttestablaufsteuereinrichtung) und einer Selbsttestausführeinrichtung, wobei die Selbstteststeuereinrichtung und die Selbsttestausführeinrichtung auf einen gemeinsamen Chip angeordnet werden, erläutert. Auf ein derartiges Herstellungsverfahren wird deshalb hier nicht weiter eingegangen.

Claims

Sensorvorrichtung (50) mit: einer Leiterplatte (51); einem an der Leiterplatte (51) angebrachten Sensormodul (52), welches mindestens ein bezüglich einer Größe sensitives Element (56) umfasst; einer Selbstteststeuereinheit (63), auf welcher mindestens ein Selbsttestprogramm implementiert ist, wobei die Selbstteststeuereinheit (63) so ausgebildet ist, dass unter Berücksichtigung des mindestens einen Selbsttestprogramms eine Selbsttestgröße (64) mittels der Selbstteststeuereinheit (63) auf das sensitive Element (56) ausübbar ist; einer Ermittlungseinheit (65), welche so ausgebildet ist, dass mittels der Ermittlungseinheit (65) eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße (64) veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements (56) ermittelbar und unter Berücksichtigung der veränderten Eigenschaft eine Ist-Selbsttestantwort (66) bereitstellbar ist; und einer Vergleichseinheit (68), welche so ausgebildet ist, dass mittels der Vergleichseinheit (68) die Ist-Selbsttestantwort (66) mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort vergleichbar und unter Berücksichtigung des Vergleichs der Ist-Selbsttestantwort (66) mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort eine Vergleichsinformation (71) bereitstellbar ist, wobei die Vergleichseinheit (68) auf oder in dem Sensormodul (52) ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung (50) nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Untereinheit (63a) der Selbstteststeuereinheit (63), auf welcher das mindestens eine Selbsttestprogramm implementiert ist, auf oder in dem Sensormodul (52) ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung (50) nach Anspruch 2, wobei auf der Untereinheit (63a) mindestens eines der Selbsttestprogramme so implementiert ist, dass für das Selbsttestprogramm mindestens zwei Teilprogramme (86 bis 90) mit voneinander abweichenden Soll-Zeitverläufen der auf das sensitive Element (56) ausgeübten Selbsttestgröße (64) und mit einer Soll-Reihenfolge der mindestens zwei Teilprogramme (86 bis 90) beim Ausführen des Selbsttestprogramms auf der Untereinheit (63a) implementiert sind.
Sensorvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Speichereinheit (70) auf oder in dem Sensormodul (52) ausgebildet ist, auf welcher die mindestens eine Soll-Selbsttestantwort abspeicherbar ist, und welche so an die Vergleichseinheit (68) gekoppelt ist, dass die mindestens eine auf der Speichereinheit (70) abgespeicherte Soll-Selbsttestantwort an die Vergleichseinheit (68) ausgebbar ist.
Sensorvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Selbstteststeuereinheit (63) zusätzlich dazu ausgelegt ist, unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Selbsttestzwischenintervalls und/oder nach einem vorgegebenen Zeitintervall nach einem Erkennen einer Aktivierung des Sensormoduls (52) durch die Selbstteststeuereinheit (73) automatisch unter Berücksichtigung mindestens eines der implementierten Selbsttestprogramme die Selbsttestgröße (64) auf das sensitive Element (56) auszuüben.
Sensorvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (50) ein auf der Leiterplatte (51) angebrachtes Kontrollmodul (62) umfasst, und wobei das Kontrollmodul (62) über eine Schnittstelle (60) an das Sensormodul (52) gekoppelt ist.
Sensorvorrichtung (50) nach Anspruch 6, wobei das Kontrollmodul (62) so ausgelegt ist, dass die Selbstteststeuereinheit (63) mittels eines von dem Kontrollmodul (62) ausgegebenen Startsignals (72) aus einem Inaktivmodus in einen Selbsttestmodus steuerbar ist.
Sensorvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensormodul (52) und/oder das Kontrollmodul (62) jeweils als kompakter Baustein auf der Leiterplatte (51) festgelötet und/oder festgesteckt sind.
Sensorvorrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (50) als das mindestens eine sensitive Element (56) mindestens eine seismische Masse und/oder mindestens eine Druckkammer umfasst.
Herstellungsverfahren für eine Sensorvorrichtung (50) mit den Schritten: Anbringen eines Sensormoduls (52) mit mindestens bezüglich einer Größe sensitivem Element (56) auf einer Leiterplatte (51) (S1); Ausbilden einer Selbstteststeuereinheit (63), auf welcher mindestens ein Selbsttestprogramm implementiert wird, wobei die Selbstteststeuereinheit (63) so ausgebildet wird, dass bei einem Selbsttest der Sensorvorrichtung (50) eine Selbsttestgröße (64) unter Berücksichtigung des mindestens einen Selbsttestprogramms von der Selbstteststeuereinheit (63) auf das sensitive Element (56) ausgeübt wird (S2); Ausbilden einer Ermittlungseinheit (65), welche so ausgebildet wird, dass bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung (50) eine aufgrund der ausgeübten Selbsttestgröße (64) veränderte Eigenschaft des sensitiven Elements (56) von der Ermittlungseinheit (65) ermittelt und unter Berücksichtigung der veränderten Eigenschaft eine Ist-Selbsttestantwort (66) von der Ermittlungseinheit (65) bereitgestellt wird (S3); und Ausbilden einer Vergleichseinheit (68) auf oder in dem Sensormodul (52), wobei die Vergleichseinheit (68) so ausgebildet wird, dass bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung (50) die Ist-Selbsttestantwort (66) mit mindestens einer vorgegebenen Soll-Selbsttestantwort von der Vergleichseinheit (68) verglichen und unter Berücksichtigung des Vergleichs der Ist-Selbsttestantwort (66) mit der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort eine Vergleichsinformation (71) von der Vergleichseinheit (68) bereitgestellt wird (S4).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, wobei eine Speichereinheit (70) auf oder in dem Sensormodul (52) ausgebildet wird, welche so an die Vergleichseinheit (68) gekoppelt wird, dass bei dem Selbsttest der Sensorvorrichtung (50) mindestens eine auf der Speichereinheit (70) abgespeicherte Vergleichsinformation als mindestens eine Soll-Selbsttestantwort der Vergleichseinheit (68) vorgegeben wird (S5).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, wobei bei einer Festlegung der mindestens einen Soll-Selbsttestantwort mindestens eine ermittelte Ist-Selbsttestantwort (66) als Vergleichsinformation auf der Speichereinheit (70) abgespeichert wird (S6).