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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Fahrzeugsystem, welches eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems 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 funktionieren. Hierbei können Hauptfunktionen und/oder Eigenschaften des Fahrzeugsystems entweder einmalig pro Bestromungszyklus oder kontinuierlich und/oder zyklisch, je nach Sicherheitseinstufung durch Eigendiagnosefunktionen überprüft werden. Ein Großteil dieser Eigendiagnosefunktionen, die auch als BISTs (Buildin Self-Tests) bezeichnet werden, kann initial bei jedem Start des Fahrzeugsystems 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 Warnanzeige wird die Funktionsbereitschaft garantiert. Da die einzelnen Eigendiagnosefunktionen 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 Eigendiagnosefunktionen in der Regel softwaregestützt von einem Mikrocontroller über Software gestartet bzw. ausgewertet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und das korrespondierende Fahrzeugsystem 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 Zeitspanne bis die volle Funktionsbereitschaft bzw. Verfügbarkeit des Fahrzeugsystems vorliegt, deutlich verkürzt werden kann. Weiterhin kann die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware reduziert werden.
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Kern der Erfindung besteht darin, Eigendiagnosefunktionen des Fahrzeugsystems 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 Hardwaredesign mindestens eines integrierten Systemschaltkreises einschließlich zusätzlicher Testschaltungen und das Zusammenspiel mit anderen Systemkomponenten, wie beispielsweise Mikrocontroller, Sensoren, Kommunikationsschnittstellen usw. entsprechend angepasst werden. Zudem können die einzelnen internen Eigendiagnosefunktionen 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 Funktionsbereitschaft bzw. Verfügbarkeit des Airbagsystems beispielsweise durch Ausschalten der Airbagwarnanzeige signalisiert werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems zur Verfügung, welches von einem Fahrzeugbordnetz mit Energie versorgt ist und ein Steuergerät mit mindestens einem integrierten 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 Aktivierungszustand des mindestens einen Mikrocontrollers innerhalb des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises mindestens eine interne Bezugsspannung und mindestens eine interne Systemspannung zur Versorgung des Fahrzeugsystems aus der anliegenden Bordenetzspannung erzeugt und hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen ausgeführt. Die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen werden im korrespondierenden integrierten 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 Initialisierungsphase des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises einen aktiven Zustand aufweist und nach einer internen Eigendiagnose mindestens eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion aktiviert und durchführt.
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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 Systemschaltkreis und mit mindestens einem Mikrocontroller umfassen. Hierbei kann der mindestens eine integrierte Systemschaltkreis zumindest eine interne Energieversorgung, eine Ablauf- und Logiksteuerung und eine Sicherheitssteuerung aufweisen, welche zur Auslösung von mindestens einem Zündschaltkreis einer Rückhaltevorrichtung eine korrespondierende Endstufe ansteuern kann.
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Die Ausführung und der Ablauf der einzelnen Eigendiagnosefunktionen des Fahrzeugsystems ist an mehrere Parameter bzw. Abhängigkeiten geknüpft. So berücksichtigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems im Hardwaredesign und in der Steuerung der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen elektrische Randbedingungen, wie beispielsweise das Vorliegen von internen Systemspannungen. Zudem wird der Start der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen vorzugsweise mit dem Vorliegen der mindestens einen internen Bezugsspannung ausgelöst. Des Weiteren können bei der Ausführung der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen Wechselwirkungen mit anderen Funktionen und/oder Tests beachtet und Sicherheitsanforderungen erfüllt werden. Es ist somit möglich, den Ablauf der Eigendiagnose des Fahrzeugsystems zu beschleunigen, Eigendiagnosefunktionen zu parallelisieren und die Komplexität der Fahrzeugsystemsoftware zu reduzieren.
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Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise 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 Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten 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 Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von dem Mikrocontroller des Steuergeräts ausgeführt wird.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems und des im unabhängigen Patentanspruch 14 angegebenen Fahrzeugsystems möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass in dem mindestens einen integrierten Systemschaltkreis mindestens eine zusätzliche Testschaltung und/oder mindestens ein wiederbeschreibbare Permanentspeicher zur Durchführung der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen implementiert werden kann. Hierbei kann der mindestens eine wiederbeschreibbare Permanentspeicher elektrische Parameter bereitstellen. Alternativ können die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen auch ohne Parametrisierung und ohne Bewertung in der Ablauf- und Logiksteuerung selbst ablaufen. So kann die Ablauf- und Logiksteuerung die einzelnen hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen beispielsweise immer gleichermaßen ausführen und dem mindestens einen Mikrocontroller 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 Systemvariante bewerten. Zudem kann die mindestens eine Testschaltung so gestaltet 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 Nachbarschaften 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 reduzieren, um rückwirkungsfreie Eigendiagnosefunktionen zu gewährleisten. Ebenso sind Maßnahmen im Layout des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises möglich, welche zu einer besseren Isolierung der Schaltungsblöcke führen kann. So können beispielsweise optimierte Masseanbindungen, optimierte Leitungsführungen, Gräben bzw. Trenches zwischen benachbarten Strukturen, o.ä. implementiert werden. Durch solche Verbesserungen kann die Parallelisierung der Eigendiagnosefunktionen gesteigert werden, da keine bzw. reduzierte funktionale Beeinflussungen der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen vorliegen.
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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.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können die analogen Testteile 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 Eigendiagnosefunktionen beeinflussen können. Bei der Implementierung von solchen hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen wird daher beachtet, dass nicht alle Eigendiagnosefunktionen beliebig zu jedem Zeitpunkt und auch nicht parallel gestartet werden können. Gerade in sicherheitskritischen Anwendungen, wie beispielsweise in Airbagsteuergeräten darf es nicht zu Verletzungen der Sicherheitsanforderungen kommen. So gibt es Abhängigkeiten der einzelnen Eigendiagnosefunktionen zueinander, die beispielsweise die Ausführung einer zweiten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion verhindern, wenn eine erste hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion nicht erfolgreich abgeschlossen 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 geben kann. So würde eine nicht bestandene hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen für eine sicherheitskritische Funktion beispielsweise automatisch zum Abbruch der weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen führen. Im besten Fall können die Testschaltungen so gestaltet werden, dass sie selbst auch bei Fehlfunktion kein Sicherheitsrisiko darstellen und die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen damit mit höchstmöglicher Testabdeckung weiterlaufen können. So können beispielsweise die internen Systemspannungen zu verschiedenen Zeitpunkten zur Verfügung stehen und/oder voneinander abhängig sein. Daher kann eine von einer ersten Systemspannung 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. reduzierte Abhängigkeiten der Sicherheitsanforderungen der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen gibt
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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 Systemspannung ersetzt werden, wenn die interne Systemspannung zu einem späteren 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 Auswerteschaltungen, wie beispielsweise Komparatoren überprüft werden, bevor die durch die korrespondierende Auswerteschaltung zu überprüfende interne Systemspannung verfügbar ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann mindestens ein Komparator durch mindestens eine der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen überprüft werden, welche ausgeführt ist, durch Verändern einer angelegten Referenzspannung einen Umschaltpunkt des mindestens einen Komparators zu überprüfen. Hierbei kann eine Weiterleitung eines Ausgabesignals des mindestens einen Komparators während der Überprüfung blockiert werden. Nach seiner fehlerfreien Überprüfung kann der mindestens eine Komparator von mindestens einer weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion zur Überprüfung eines Unterspannungsschwellwerts und/oder eines Überspannungsschwellwerts der mindestens einen internen Bezugsspannung und/oder der mindestens einen internen Systemspannung und/oder von mindestens einer Leistungsspannung eingesetzt werden. Der Einsatz von Komparatoren ermöglicht eine einfache und kostengünstige Implementierung der korrespondierenden hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann mindestens ein Logikpfad 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 Sensoreinheit 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 Analogsignale an externe Analogsignalempfänger ausgeben kann, von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen überprüft werden. Die aufgeführten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen sind nur als Beispiele zu verstehen, da der Gesamtumfang der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen deutlich größer sein kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens können ein Unterspannungsschwellwert und/oder ein Überspannungsschwellwert von mindestens einer Energiereserve des Fahrzeugsystems und/oder eine Analogschnittstelle, welche Analogsignale von externen Analogsignalsendern empfangen oder Analogsignale an externe Analogsignalempfänger ausgeben kann, und/oder ein zentraler Beschleunigungssensor und/oder ein zentraler Drehratensensor und/oder eine Busschnittstelle 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 Eigendiagnose erfolgreich abgeschlossen hat.
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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.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems.
- 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems aus 1.
- 3 zeigt einen zeitlichen Ablauf von mehreren hardwaregestützten Eigendiagnosefunktionen und einer softwaregestützten Eigendiagnosefunktion gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Eigendiagnose eines Fahrzeugsystems aus 2.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems 1, welches eingerichtet ist, das in 2 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren 100 auszuführen, ein Steuergerät ECU mit mindestens einem integrierten Systemschaltkreis ASIC und mindestens einen Mikrocontroller µC. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeugsystem 1 als Airbagsystem 1A ausgeführt, welches nur einen integrierten Systemschaltkreis ASIC und nur einen Mikrocontroller µC umfasst. Der integrierte Systemschaltkreis ASIC umfasst zumindest eine interne Energieversorgung 11, eine Ablauf- und Logiksteuerung 10 und eine Sicherheitssteuerung 12, welche zur Auslösung von mindestens einem Zündschaltkreis 6 einer nicht dargestellten Rückhaltevorrichtung eine korrespondierende Endstufe 16 ansteuert. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist das dargestellte Fahrzeugsystem 1 von einem Fahrzeugbordnetz 3 mit Energie versorgt, welches eine Bordnetzspannung VB zur Verfügung stellt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Eigendiagnose des in 1 dargestellten Fahrzeugsystems 1 werden nach dem Anlegen der Bordnetzspannung VB in einer Initialisierungsphase unabhängig von einem Aktivierungszustand des mindestens einen Mikrocontrollers µC innerhalb des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises ASIC mindestens eine interne Bezugsspannung VBz und mindestens eine interne Systemspannung V1, V2, V3, V4 zur Versorgung des Fahrzeugsystems 1 aus der anliegenden Bordenetzspannung VB erzeugt und hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen EDF ausgeführt, welche in 3 dargestellt sind. Wie aus 2 ersichtlich ist, werden in einem Schritt S100 die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF im korrespondierenden integrierten Systemschaltkreis 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 teilweise parallel abgearbeitet, wie aus 3 ersichtlich ist. Nach der Initialisierungsphase des mindestens einen integrierten Systemschaltkreises ASIC weist der mindestens eine Mikrocontroller µC einen aktiven Zustand auf und aktiviert nach einer internen Eigendiagnose in einem Schritt S130 mindestens eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF, welche im Schritt S140 durchführt wird.
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Der in 3 dargestellte zeitliche Ablauf von mehreren hardwaregestützten Eigendiagnosefunktionen EDF zeigt, dass im Normalbetrieb des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt T0 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 Systemschaltkreises ASIC im dargestellten Ausführungsbeispiel vier verschiedene interne Systemspannungen V1, V2, V3, V4 im Normalbetrieb aus der zur Verfügung gestellten Bordnetzspannung VB und im Notbetrieb aus der zur Verfügung gestellten Energiereservespannung. Hierzu umfasst die interne Energieversorgung 11 mehrere nicht dargestellte Spannungsregler und/oder Spannungswandler, welche die verschiedenen internen Systemspannungen V1, V2, V3, V4 erzeugen und ausgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine erste interne Systemspannung V1 einen Spannungspegel von 6,7V auf und wird beispielsweise zur Versorgung eines zentralen Beschleunigungssensors SA und eines zentralen Drehratensensors SD verwendet. Eine zweite interne Systemspannung V2 weist einen Spannungspegel von 5,0V auf und wird beispielsweise zur Versorgung einer Datenbuskommunikationsschnittstelle 9 und einer Analogschnittstelle 2 verwendet. Eine dritte interne Systemspannung V3 weist einen Spannungspegel von 3,3V auf und wird beispielsweise zur Versorgung einer Analogschnittstelle 15 und einer PSI-Schnittstelle 17 des integrierten Systemschaltkreises ASIC und zur Versorgung des Mikrocontrollers µC verwendet. Eine vierte interne Systemspannung V4 weist einen Spannungspegel von 1,29V auf und wird beispielsweise zur Versorgung eines Rechnerkerns des Mikrocontrollers µC verwendet. Zudem werden die vier internen Systemspannungen V1, V2, V3, V4 zur Versorgung eines wiederbeschreibbaren Permanentspeichers NVM (non-volatile Memory), welcher Programmcode und elektrische Parameter für die interne Eigendiagnose des Mikrocontrollers µC enthält, sowie für die Versorgung der Ablauf- und Logiksteuerung 10, der Sicherheitssteuerung 12 und der Endstufe 16 des integrierten Systemschaltkreises ASIC verwendet. Die aufgeführten internen Systemspannungen V1, V2, V3, V2 sind nur als Beispiele zu verstehen, selbstverständlich können auch mehr oder weniger als vier interne Systemspannungen V1, V2, V3, V4 erzeugt und verwendet werden, welche auch andere als die angegebenen Spannungswerte aufweisen können.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst der integrierte Systemschaltkreis ASIC im dargestellten Ausführungsbeispiel einen wiederbeschreibbaren Permanentspeicher 13, welcher elektrische Parameter für die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF enthält und ebenfalls von einer der vier internen Systemspannungen V1, V2, V3, V4 versorgt wird, und mehrere Testschaltungen von denen eine Testschaltung 14 beispielhaft dargestellt ist. Die Testschaltungen 14 werden ebenfalls von einer der vier internen Systemspannungen V1, V2, V3, V4 versorgt. Die Testschaltungen 14 sind so gestaltet und platziert, dass ein Auftreten von Wechselwirkungen reduziert wird, welche durch Beeinflussung von elektrischen Parametern oder durch Übersprechen verursacht werden.
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Wie aus 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 Ausführungsbeispiel eine Referenzspannung Vref und mindestens eine Hilfsspannung UH erzeugt und für die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF bereitgestellt. Die mindestens eine Hilfsspannung UH wird durch eine korrespondierende interne Systemspannung V1, V2, V3, V4 ersetzt, wenn die interne Systemspannung V1, V2, V3, V4 zu einem späteren Zeitpunkt ihren Zielwert erreicht hat.
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Der in 3 dargestellte zeitliche Ablauf zeigt, dass die interne Bezugsspannung UBz zu einem Zeitpunkt T1 zur Verfügung steht. Daher startet das Verfahren 100 innerhalb der Initialisierungsphase, deren Ende in 3 durch einen Zeitpunkt TI dargestellt ist, im Schritt S100 zum Zeitpunkt T1 die hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF. Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren 100 im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktionen EDF und eine softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF, welche nach dem Ende der Initialisierungsphase zum Zeitpunkt TI vom Mikrocontroller µC gestartet wird.
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Hierbei wird mindestens ein Komparator durch mindestens eine der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft, welche ausgeführt ist, durch Verändern einer angelegten Referenzspannung Uref einen Umschaltpunkt des mindestens einen Komparators zu überprüfen, wobei eine Weiterleitung eines Ausgabesignals des mindestens einen Komparators während der Überprüfung blockiert wird. Der mindestens eine Komparator wird nach seiner fehlerfreien Überprüfung von mindestens einer weiteren hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF zur Überprüfung eines Unterspannungsschwellwerts und/oder eines Überspannungsschwellwerts der mindestens einen internen Bezugsspannung VBz und/oder der mindestens einen internen Systemspannung V1, 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 internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft. Die PSI-Schnittstelle 17, über welche Sensorsignale von mindestens einer peripheren Sensoreinheit 8 empfangen und aufbereitet werden, wird ebenfalls von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft. Die PSI-Schnittstelle 17 leitet die aufbereiteten Sensorsignale der mindestens einen peripheren Sensoreinheit 8 über einen systeminternen Datenbus SPI, welcher als SPI-Bus ausgeführt 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 eine Warnanzeige 4A ausgibt, wird ebenfalls von mindestens einer der hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF überprüft.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, weist eine erste hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF1 einen digitalen Testteil DT1 und zwei analoge Testteile ATI, AT2. Eine zweite hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF2 weist einen digitalen Testteil DT1 und einen analogen Testteil ATI auf. Eine dritte hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion EDF3 weist nur einen analogen Testteil ATI auf. Eine vierte hardwaregestützte interne Eigendiagnosefunktion 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.
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Wie aus 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 hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF1, EDF2, EDF3, EDF4, EDF5 werden in Abhängigkeit von bekannten Rückwirkungen und/oder Sicherheitsvorgaben parallel oder in einer vorgegebenen Reihenfolge abgearbeitet. So werden die analogen Testteile ATI der ersten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF1 und der vierten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion 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 hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF1 sowie der analoge Testteil ATI der zweiten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF2 und der analoge Testteil ATI der dritten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF3 vom ersten analogen Testteil AT1 der ersten hardwaregestützten internen 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 abgearbeitet. Da der analoge Testteil ATI der fünften hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF5 vom analogen Testteil ATI der dritten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktionen EDF3 abhängig ist, wird dieser nach der Abarbeitung des analogen Testteils ATI der dritten hardwaregestützten internen Eigendiagnosefunktion EDF3 abgearbeitet.
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Die in 3 dargestellte softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF überprüft im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Unterspannungsschwellwert und/oder ein Überspannungsschwellwert der Energiereserve VER des Fahrzeugsystems 1. In nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispielen überprüfen weitere softwaregestützte Eigendiagnosefunktion SEDF die Analogschnittstelle 2 und/oder den zentralen Beschleunigungssensor SA und/oder den zentralen Drehratensensor SD und/oder die Datenbuskommunikationsschnittstelle 9, welche mit einem beispielsweise als CAN-Bus ausgeführten Fahrzeugbussystem 7 verbunden ist. Die Analogschnittstelle 2 empfängt Analogsignale von externen Analogsignalsendern 5, wie beispielsweise einen Schaltzustand 5B eines nicht dargestellten Airbagschalters. Hierbei kann die Analogschnittstelle 2 auch in den Mikrocontroller µC integriert sein. Zudem kann die Analogschnittstelle auch Analogsignale an externe Analogsignalempfänger ausgeben.
