EP3999954A1 - Steuergerät und verfahren zur aktivierung eines personenschutzmittels eines fahrzeugs - Google Patents

Steuergerät und verfahren zur aktivierung eines personenschutzmittels eines fahrzeugs

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EP3999954A1
EP3999954A1 EP20742187.6A EP20742187A EP3999954A1 EP 3999954 A1 EP3999954 A1 EP 3999954A1 EP 20742187 A EP20742187 A EP 20742187A EP 3999954 A1 EP3999954 A1 EP 3999954A1
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EP
European Patent Office
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control device
area
computing module
processing rule
vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
EP20742187.6A
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English (en)
French (fr)
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Ruediger Karner
Hartmut Schumacher
Carsten List
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60R2021/01286—Electronic control units
    • B60R2021/01293—Electronic control units programmable for use in different vehicles or with different airbags configurations

Definitions

  • the invention is based on a control device or a method according to the preamble of the independent claims.
  • the present invention also relates to a computer program.
  • Control devices for activating personal protection equipment in a vehicle have to evaluate a large number of data from a wide variety of sensors using an algorithm or a processing rule and thereby make a decision to activate the personal protection equipment. This requires a high processing speed when processing the data in the relevant control units.
  • Control device for activating a personal protection device of a vehicle furthermore a corresponding method and finally a corresponding computer program according to the main claims.
  • the measures listed in the dependent claims are advantageous
  • control device for activating a personal protection device of a vehicle is presented, the control device having at least the following feature:
  • a one-piece computing module that has a first area with a hard-wired computing structure and a second area with a
  • the arithmetic module is designed to generate a processing rule for activating the
  • a computing module can be understood to mean, for example, a hardware unit which is designed to carry out numerical, logical and / or algebraic operations and thereby process data from sensors.
  • a one-piece computing module can be understood to mean a computing module which is manufactured as an integral unit, for example on a common substrate, and has a plurality of areas that have different functions or different structures. The single ones
  • Areas can be formed in a common production step or by different and / or successive ones
  • An area with a hard-wired computing structure can be understood to mean an area of the computing module in which certain components of the computing module are firmly embedded in the hardware of the computing module during the manufacture of the computing module.
  • a hardwired computing structure can be understood to mean an area of the computing module in which certain components of the computing module are firmly embedded in the hardware of the computing module during the manufacture of the computing module.
  • Computing structure can be implemented in that connecting lines between individual components of the computing module (for example
  • Transistors, lines, memory units, control units or the like are formed invariably in the first area in the hardware of the computing module.
  • a second area of the computing module with the programmable computing structure can be understood to mean, for example, a unit that is configured by loading a program so that it can execute program steps in accordance with the commands of the program.
  • such a second area can be implemented as a programmable microprocessor structure in the hardware of the computing module.
  • the control device can, for example, have at least one processing unit for
  • At least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or at least one communication interface for reading in or outputting of data that is embedded in a communication protocol.
  • the computing unit can be, for example, an ASIC, a signal processor, a microcontroller and / or the like and / or have such an element, the
  • Storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit.
  • the communication interface can be designed to read in data wirelessly and / or wired or
  • a communication interface that can input or output wired data can input this data, for example electrically or optically, from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line.
  • a control device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof.
  • the control device can have an interface that can be designed in terms of hardware and / or software. With a hardware design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which has a wide variety of functions
  • Control unit includes.
  • the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
  • the approach proposed here is based on the knowledge that the embedding of programmable elements in addition to hard-wired elements in a computing module, which is now possible from a manufacturing point of view, enables a very high degree of flexibility in the execution of a processing rule for activating personal protection equipment.
  • this makes use of the fact that on the one hand different for different vehicle types Processing rules can be loaded into the second area with the programmable arithmetic structure so that the triggering criteria for triggering the personal protection equipment can be varied for different vehicle types and thus a high level of personal safety can be achieved for the respective vehicle types.
  • areas with a hard-wired arithmetic structure can be used, for example to load the processing instruction into the second area and / or frequently recurring or numerically or circuit-technically complex ones
  • Embed processing steps directly in a hardware structure which can then be executed very quickly and thus accelerates the
  • control unit can be produced in this way, which is used in the
  • control devices that have already been manufactured can, for example, be reconfigured in the event of an improvement in the processing specification that is subsequently recognized, so that control devices that have already been manufactured can still be used.
  • Manufacturing methods for semiconductor components can be used, so that such an embodiment can be manufactured very inexpensively and efficiently.
  • control device can also have a memory unit in which the
  • Processing instructions can be saved and after the
  • Control device can be loaded into the second area of the computing module.
  • At least one communication interface can be provided for the transmission of data to a unit outside the control device, in particular with the second area with the programmable computing structure
  • a communication interface can be understood to mean, for example, a unit of the control device via which data is transmitted from sensors to the computing module or via which signals for controlling the personal protection means are transmitted from the computing module.
  • Computing structure can be used specifically to support the processing of steps in the processing rule or to load the processing rule into the second area.
  • Communication interface is designed as a LIN bus interface, a CAN bus interface, a CAN FD bus interface or a FlexRay bus interface.
  • Such an embodiment offers the advantage of being able to efficiently read data formats used particularly frequently in vehicle technology in order to make the corresponding data available to the computing module.
  • a clock generator can be provided, which is designed or arranged outside the computing module.
  • Such an embodiment offers the advantage of ensuring high precision in the processing of sensor data through the use of a clock generator, which is usually very precise or precise, provided by a clock generator arranged outside the computing module, in order to enable the activation of personal protection by means of the vehicle.
  • An embodiment of the proposed approach in which the clock generator is formed by a quartz oscillator or has a quartz oscillator is particularly favorable here.
  • quartz oscillator offers the advantage that a clock signal generated by this is very stable and precise and thus provides a high quality of the determination of the fulfillment of trigger criteria for a personal protection device compared to a clock signal generated otherwise, for example by an RC circuit.
  • Embodiment offers the advantage that, for example, a complex command or step can be outsourced from the processing rule and executed in the first area of the computing module, which on the one hand increases the processing speed and on the other hand does not need to keep the structure of the second area unnecessarily large.
  • An embodiment of the approach proposed here is particularly favorable in which the computing module is designed to activate an occupant protection device of the vehicle, in particular an airbag, as a personal protection device.
  • Such an embodiment of the approach proposed here offers the advantage of a very rapid and yet finely tunable triggering of the personal protection means, also for use as occupant protection means, in which a short release or reaction time is required.
  • a first processing rule can include, for example, a
  • Personal protection means activated in a vehicle of a first vehicle type, with a second processing rule, for example, a
  • Processing rule can be understood that activates the triggering of a personal protection device in a vehicle of a second vehicle type.
  • Such an embodiment offers the advantage of depending on a control unit
  • An embodiment of the approach proposed here is also favorable as a method for activating a personal protection device of a vehicle, the method having the following steps:
  • Control device according to a variant presented here and loading the processing rule into the second area of the computing module;
  • Computing module to activate the vehicle's personal protection equipment.
  • This (s) method can, for example, be in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in one
  • Be implemented control device for example by a variant of the
  • Control unit as it is presented here.
  • a computer program product or computer program with program code which is stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory is also advantageous Memory can be stored and to carry out, implement and / or control the steps of the method according to one of the above
  • Embodiments described is used, in particular when the program product or program is executed on a computer or a device.
  • FIG. 1 shows a vehicle with a control unit according to an exemplary embodiment of the approach presented here;
  • FIG. 2 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the control device
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method for preparing a
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for activating a
  • FIG. 1 shows a vehicle 100 with a control unit 105 according to a
  • the control device 105 comprises a one-piece computing module 110 which, for example, as
  • the computing module 110 comprises a first area 115 with a hard-wired computing structure and a second area 120 with a programmable computing structure.
  • the second area 120 is a microprocessor Core implemented, whereas the first area 115 is implemented as an ASIC element or ASIC structure.
  • the control device also includes a
  • Storage unit 125 in which, for example, a program and / or a
  • Processing rule 127 for activating a personal protection means 130 such as an airbag is stored.
  • the program and / or the processing rule 127 can, for example, be loaded from the memory unit 125 into the second area 120 after the control unit 105 has been started up.
  • the first area 115 can be
  • Memory controller be designed to read the
  • the first area 115 can also be designed to carry out complex operations that are required according to one or more commands in the processing rule 127 in order to have a trigger criterion for activating a
  • a communication interface 140 for example as a LIN, CAN, CAN FD and / or FlexRay interface can be formed, sensor signals 145 of a vehicle sensor 150 can be read and, for example, loaded into the second area 120 with the programmable computer structure.
  • the sensor signals 145 can be, for example, radar signals if the vehicle sensor 150 is designed as a radar sensor, these
  • Sensor signals 145 then, for example, the approach, a speed, a distance or the like of something not shown in FIG.
  • FIG. 1 only shows signals from a single vehicle sensor 150, which are evaluated in control unit 105.
  • control unit 105 For the relevant skilled person, however, it is
  • the sensor signals 145 also data from several Can contain vehicle sensors that can also detect different physical parameters, for example.
  • These sensor signals 145 are then loaded into the second area 120 of the computing module 110 using the ones loaded from the memory unit 125
  • Processing rule 127 processed and checked for the presence of certain trigger criteria for the personal protection means 130.
  • processing rule 127 processed and checked for the presence of certain trigger criteria for the personal protection means 130.
  • an evaluation of an occurrence for example, that complex numerical or algorithmic operations are to be carried out that can be carried out efficiently and quickly in a hard-wired arithmetic structure, such as in the first area 115 of the arithmetic module 110
  • the sensor signals 145 or intermediate results from the processing of the sensor signals 145 can then be transferred to the first area 115, further processed there, and then the result contained can be transferred back to the second area 120.
  • the presence of certain trigger criteria in the sensor signals 145 can be checked very efficiently. If, for example, it is determined in the computing module 110 that the triggering criteria for the activation of the personal protection means 130 are met, a corresponding one can be made
  • Trigger signal 155 for example from the second area 120 via the
  • Communication interface 140 are transmitted to the personal protection means 130 so that this personal protection means 130 is activated, for example the airbag is deployed.
  • control device 105 comprises a clock generator 160 which is arranged outside the computing module 110 and which is designed as a quartz oscillator, for example.
  • the clock generator 160 generates a clock signal 165, which serves as the basis of the
  • Signal processing in the first area 115 and / or the second area 120 of the computing module 110 or the communication interface 140 is used.
  • the use of such an external clock generator 160 outside of the computing module 110 offers the advantage that very precise, robust and long-term stable components such as the crystal oscillator can be used to provide the clock signal 165. That way will
  • Communication interface 140 and / or the memory unit 125 can be applied or embedded on or in the substrate in which the one-piece computing module 110 is also implemented. This allows in one
  • Communication interface 140 and / or the memory unit 125 can be produced, which enables a further simplification in the production of the control device 105.
  • One goal of the approach presented here is to use the SBC as control unit 105 by a pC core (for example in the form of the second area 120) and suitable communication controllers such as LIN, CAN, CAN_FD (ISO 11898-1: 2015), optionally FlexRay (V2.1) such as in the form of the
  • the corresponding transceivers can optionally be integrated into the SBC, whereby the SBC can receive the monitoring capability of the vehicle buses LIN, CAN, CAN-FD, FlexRay in addition to today's SPI monitoring (safety architecture).
  • the monitoring of the fast communication buses with up to 10Mbil / s can be implemented particularly well by using a quartz-stable integrated oscillator as the time base for the SBC 105.
  • Processing rule 127 stored in a mask ROM or
  • programmable FLASH with parameterization such as the memory unit 125 by the main airbag / safety control device PC or processor in the SRAM such as the second area 120, enables particularly flexible diagnosis,
  • the flexibility and performance of the SBC or control device 130 is increased, for example, by the pC core 120, significantly above the HW state machines used today, such as those implemented, for example, in the first area 115 with the hard-wired computing structure.
  • Communication interface 140 (buses) to the safety controller of all relevant data as sensor signals 145.
  • the safety controller is thus able, for example, to access safety-relevant actuators (ignition circuits, LEA actuators, motor-driven belt tensioners, emergency braking systems, ...) as
  • the quartz-stable time base of the SBC enables independently relevant To monitor data from fast communication buses 140 (up to 10Mbit / s) such as CAN, CAN-FD, FlexRay.
  • additional SBCs or SCCs can be synchronously coupled without, for example, the need for independent crystal oscillators in the slave devices (dependent components).
  • This redundant, diverse evaluation of communication data extends, for example, the previous SCON functionality of today's HW-State-based SBC.
  • the additional DISABLE functionality of the actuators and devices controllable via communication buses takes place, for example, by withdrawing the transmit (write) access of the main pc or processor to the communication bus, for example, if the enable criteria of the extended SCON function of the SBC are met are not met. This can e.g. B. be done by splitting the activation message into partial messages.
  • the transceiver is blocked (DISABLE) or the TxD transmission line from the transceiver to the main PC or processor is interrupted.
  • a pC core (16/32) bit is used as the second area 120 z. B. by ARM integrated into the system ASIC.
  • the parameterization can take place, for example, by exchanging data between the main airbag pc and the SBC-SRAM.
  • the time base forms
  • an integrated oscillator circuit with an external quartz to improve the stability and accuracy requirements for connection faster
  • the PLL circuit with frequency divider is used, for example, to synthesize the SBC internal frequencies required for pC Core, the clocked SBC modules, the switching regulator frequency, the necessary digital filters and the output of an SBC-based external clock signal (ECLK), for coupling (cascading) of further SBCs or expansion modules [System Companion Chips (SCC)].
  • SCC System Companion Chips
  • the operating software controls, for example, the data exchange with the main airbag pc via the SPI interface, the monitoring SPI (read-only), the communication interfaces 140 LIN, CAN-FD, CAN, optional FlexRay (read only), the external switch and Hall sensor -I F and, for example, the PSI-I F to external sensors or sensor buses.
  • the data exchange via SPI includes, for example, the extended watchdog functionality to control the fore-ground (foreground) and back-ground tasks (background tasks) of the main ECU pC / processor, the continuous status exchange for system monitoring and the
  • the information acquisition via the Monitoring SPI is used, for example, for the redundant evaluation of SPI-based data (e.g. ECU central sensors) as well as, for example, the acquisition of all sensor data sent to the SPI by SBCs or SCCs.
  • SPI-based data e.g. ECU central sensors
  • cascaded SBC or SCC can be linked to the release decision of the master SBC via status lines (DISABLE line).
  • the protective measure against a final activation of a safety-relevant assembly controlled via a communication interface can be implemented, for example, by interrupting the (transmission lines) TxD lines from the main PC to transceivers via switchable gates using suitable DISABLE lines of the SBC.
  • SBC DISABLE access to the transceiver is also possible.
  • the activation messages from the main PC / processor can be split into sub-steps. If the SBC detects activation sub-messages for safety-relevant assemblies, for example by monitoring the communication bus 140, without a release for this assembly in the SBC, the others are blocked, for example
  • the control device 105 here comprises a first area 115, which has a hard-wired computing structure.
  • the first area 115 is designed, for example, as a memory controller 200, which controls or monitors reading of the processing rule 127 from a memory unit 125 designed as an S-RAM, Mask-ROM or FLASH and transfers it by means of a system bus 210 to load a bridge element 215 into the second area 120 with the programmable computing structure, which is designed here as a microcontroller core (pC core).
  • the second area 120 can receive sensor signals 145 via the communication interface 140 and process them in accordance with the commands of the processing rule 127.
  • the personal protection means 130 can be triggered in the second area 120 or in the pC core by means of the triggering signal 155 via a triggering circuit 220
  • Communication interface 140 can be activated, which is then controlled by a
  • Trip control circuit 225 is implemented. Furthermore, a
  • Clock generator 160 can be provided in the form of a crystal oscillator, which provides a clock signal 165 for operating the first area 115, the second area 120, the memory unit 125 and / or the communication interface 140.
  • FIG. 3 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method 300 for preparing the commissioning of control devices according to a variant presented here.
  • the method 300 comprises a step 310 of the
  • FIG. 4 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method 400 for activating a personal protection means of a vehicle
  • Method 400 includes a step 410 of reading out a processing rule from a memory unit of a control device according to a variant presented here and loading the processing rule into the second area of the computing module.
  • the method 400 further includes a step 420 of executing the processing rule in the second area of the
  • Computing module to activate the vehicle's personal protection equipment.
  • an exemplary embodiment comprises an “and / or” link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, either only the has the first feature or only the second feature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Air Bags (AREA)
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  • Stored Programmes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät (105) zur Aktivierung eines Personenschutzmittels (130) eines Fahrzeugs (100), wobei das Steuergerät (105)zumindest ein einstückiges Rechenmodul (110) aufweist, das einen ersten Bereich (115) mit einer fest verdrahteten Rechenstruktur und einen zweiten Bereich (120) mit einer programmierbaren Rechenstruktur, wobei das Rechenmodul (110) ausgebildet ist, um eine Verarbeitungsvorschrift (127) zur Aktivierung des Personenschutzmittels (130) in zumindest dem zweiten Bereich (120) auszuführen.

Description

Beschreibung
Titel
Steuergerät und Verfahren zur Aktivierung eines Personenschutzmittels eines
Fahrzeugs
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Steuergerät oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Steuergeräte für die Aktivierung von Personenschutzmitteln eines Fahrzeugs müssen eine Vielzahl von Daten von unterschiedlichsten Sensoren mittels eines Algorithmus oder einer Verarbeitungsvorschrift auswerten und hierdurch eine Entscheidung für die Aktivierung des Personenschutzmittels treffen. Dies erfordert eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Verarbeitung der Daten in den betreffenden Steuergeräten.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein
Steuergerät zur Aktivierung eines Personenschutzmittels eines Fahrzeugs, weiterhin ein entsprechendes Verfahren sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Steuergeräts möglich. Mit dem hier vorgestellten Ansatz wird ein Steuergerät zur Aktivierung eines Personenschutzmittels eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Steuergerät zumindest das folgende Merkmal aufweist:
- ein einstückiges Rechenmodul, das einen ersten Bereich mit einer fest verdrahteten Rechenstruktur und einen zweiten Bereich mit einer
programmierbaren Rechenstruktur aufweist, wobei das Rechenmodul ausgebildet ist, um eine Verarbeitungsvorschrift zur Aktivierung des
Personenschutzmittels in zumindest dem zweiten Bereich auszuführen.
Unter einem Rechenmodul kann beispielsweise eine Hardwareeinheit verstanden werden, die ausgebildet ist, um numerische, logische und/oder algebraische Operationen auszuführen und hierdurch Daten von Sensoren zu verarbeiten. Unter einem einstückigen Rechenmodul kann ein Rechenmodul verstanden werden, welches als integrale Einheit, beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat, hergestellt ist und mehrere Bereiche aufweist, die unterschiedliche Funktionen oder unterschiedliche Strukturierungen haben. Die einzelnen
Bereiche können hierbei in einem gemeinsamen Herstellungsschritt ausgebildet werden oder durch unterschiedliche und/oder nacheinander ausgeführte
Herstellungsschritte gebildet werden. Unter einem Bereich mit einer fest verdrahtete Rechenstruktur kann ein Bereich des Rechenmoduls verstanden werden, bei dem bestimmte Komponenten des Rechenmoduls bereits bei der Herstellung des Rechenmoduls fest in eine Hardware des Rechenmoduls eingebettet werden. Beispielsweise kann eine solche fest verdrahtete
Rechenstruktur dadurch implementiert sein, dass Verbindungsleitungen zwischen einzelnen Komponenten des Rechenmoduls (beispielsweise
Transistoren, Leitungen, Speichereinheiten, Steuereinheiten oder dergleichen) im ersten Bereich in der Hardware des Rechenmodul unveränderlich ausgebildet sind. Unter einem zweiten Bereich des Rechenmoduls mit der programmierbaren Rechenstruktur kann beispielsweise eine Einheit verstanden werden, die durch das Laden eines Programms so konfiguriert wird, dass sie Programmschritte entsprechend den Befehlen des Programms ausführen kann. Beispielsweise kann ein solcher zweiter Bereich als programmierbare Mikroprozessor-Struktur in der Hardware des Rechenmoduls implementiert sein. Das Steuergerät kann beispielsweise zumindest eine Recheneinheit zum
Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein ASIC, ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller und/oder dergleichen sein und/oder ein solches Element aufweisen, wobei die
Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder
auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs 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 einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Der hier vorgeschlagene Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass durch die mittlerweile herstellungstechnisch mögliche Einbettung von programmierbaren Elementen neben fest verdrahteten Elementen in einem Rechenmodul eine sehr hohe Flexibilität bei der Ausführung einer Verarbeitungsvorschrift zu Aktivierung eines Personenschutzmittels möglich wird. Speziell kann hierdurch ausgenutzt werden, dass einerseits für unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedliche Verarbeitungsvorschriften in den zweiten Bereich mit der programmierbaren Rechenstruktur geladen werden können, sodass die Auslösekriterien für die Auslösung der Personenschutzmitteln für unterschiedliche Fahrzeugtypen variiert werden können und somit ein hohes Niveau der Personensicherheit für die jeweiligen Fahrzeugtypen erreicht werden kann. Zugleich können Bereiche mit einer fest verdrahtete Rechenstruktur genutzt werden, um beispielsweise das Laden der Verarbeitungsvorschrift in den zweiten Bereich und/oder häufig wiederkehrende oder numerisch oder schaltungstechnisch komplexe
Verarbeitungsschritte direkt in eine Hardwarestruktur einzubetten, die dann sehr schnell ausgeführt werden kann und somit zu einer Beschleunigung der
Entscheidung über die Aktivierung des Personenschutzmittels führen kann.
Ferner lässt sich hierdurch ein Steuergerät hersteilen, welches bei der
Herstellung nicht bis ins letzte Detail definiert sein braucht, sondern es können die bereits hergestellten Steuergeräte beispielsweise bei einer nachträglich erkannten Verbesserung in der Verarbeitungsvorschrift noch umkonfiguriert werden, sodass bereits hergestellte Steuergeräte noch weiterverwendet werden können.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei welcher der erste und zweite Bereich des Rechenmoduls in unterschiedlichen Bereichen eines gemeinsamen Halbleiterbausteins
implementiert ist. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, dass bereits umfangreich optimierte
Herstellungsverfahren für Halbleiterbausteine verwendet werden können, sodass sich eine solche Ausführungsform sehr kostengünstig und effizient hersteilen lässt.
Auch kann gemäß einer anderen Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes das Steuergerät eine Speichereinheit aufweisen, in dem die
Verarbeitungsvorschrift speicherbar und nach einer Inbetriebnahme des
Steuergeräts in den zweiten Bereich des Rechenmoduls ladbar ist. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil einer sehr einfachen und kostengünstigen Möglichkeit zum Laden einer
Verarbeitungsvorschrift in den zweiten Bereich des Rechenmoduls, wodurch sich eine flexible und schnelle Programmierung oder Umprogrammierung des Steuergeräts realisieren lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung von Daten an eine Einheit außerhalb des Steuergeräts vorgesehen sein, insbesondere wobei vom zweiten Bereich mit der programmierbaren Rechenstruktur die
Kommunikationsschnittstelle kontaktierbar ist und/oder von dem ersten Bereich der fest verdrahteten Rechenstruktur die Kommunikationsschnittstelle nicht kontaktierbar ist. Unter eine Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine Einheit des Steuergeräts verstanden werden, über welche Daten von Sensoren zum Rechenmodul übertragen werden oder über welche Signale zur Ansteuerung des Personenschutzmittels aus dem Rechenmodul übertragen werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, sehr flexibel mit den entsprechenden Komponenten außerhalb des Steuergeräts kommunizieren zu können, wobei die fest verdrahtete
Rechenstruktur speziell zur Unterstützung der Abarbeitung von Schritten der Verarbeitungsvorschrift oder zum Laden der Verarbeitungsvorschrift in den zweiten Bereich genutzt werden kann.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform, bei der die
Kommunikationsschnittstelle als eine LIN-Bus-Schnittstelle, eine CAN-Bus- Schnittstelle, eine CAN-FD-Bus-Schnittstelle oder eine FlexRay-Bus-Schnittstelle ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, besonders häufig in der Fahrzeugtechnik verwendete Datenformate effizient auslesen zu können, um die entsprechenden Daten dem Rechenmodul zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann ein Taktgenerator vorgesehen sein, der außerhalb des Rechenmoduls ausgebildet oder angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, durch die Verwendung eines von einem außerhalb des Rechenmodul angeordneten Taktgenerators gelieferten, meist sehr präzisen bzw. genauen Taktsignals eine hohe Präzision bei der Verarbeitung von Sensordaten sicherzustellen, um die Aktivierung des Personenschutz mittels des Fahrzeugs zu ermöglichen. Besonders günstig ist hierbei eine Ausführungsform des vorgeschlagenen Ansatzes, bei der der Taktgenerator durch einen Quarzoszillator gebildet ist oder einen Quarzoszillator aufweist. Die Verwendung eines solchen Quarzoszillators bietet den Vorteil, dass ein hierdurch generiertes Taktsignal sehr stabil und präzise ist und somit gegenüber einem anderweitig generierten Taktsignal, beispielsweise durch einen RC-Schaltkreis, eine hohe Qualität bei der Ermittlung der Erfüllung von Auslösekriterien für ein Personenschutzmitteln liefert.
Von Vorteil ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen
Ansatzes, bei der das Rechenmodul ausgebildet ist, um zumindest einen Teil der Verarbeitungsvorschrift in dem ersten Bereich auszuführen. Eine solche
Ausführungsform bietet den Vorteil, dass beispielsweise ein komplexer Befehl oder Schritt aus der Verarbeitungsvorschrift ausgelagert und in dem ersten Bereich des Rechenmoduls ausgeführt werden kann, wodurch sich einerseits die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht und andererseits die Struktur des zweiten Bereichs nicht unnötig groß gehalten werden brauchen.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der das Rechenmodul ausgebildet ist, um als Personenschutzmittel ein Insassenschutzmittel des Fahrzeugs, insbesondere einen Airbag zu aktivieren. Eine solche Ausführungsform es hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil einer sehr schnellen und dennoch fein abstimmbaren Auslösung des Personenschutzmittels auch für die Verwendung als Insassenschutzmitteln, bei denen eine kurze Auslöse- oder Reaktionszeit erforderlich ist.
Besonders günstig ist ebenfalls eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes als Verfahren zur Herstellung von Steuergeräten gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
- Einspeichern einer ersten Verarbeitungsvorschrift in eine Speichereinheit eines ersten der Steuergeräte und Einspeichern einer von der ersten
Verarbeitungsvorschrift unterschiedlichen zweiten Verarbeitungsvorschrift in eine Speichereinheit eines zweiten der Steuergeräte. Unter einer ersten Verarbeitungsvorschrift kann beispielsweise eine
Verarbeitungsvorschrift verstanden werden, die eine Auslösung eines
Personenschutzmittels in einem Fahrzeug eines ersten Fahrzeugtyps aktiviert, wobei unter einer zweiten Verarbeitungsvorschrift beispielsweise eine
Verarbeitungsvorschrift verstanden werden kann, die eine Auslösung eines Personenschutzmittels in einem Fahrzeug eines zweiten Fahrzeugtyps aktiviert. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, ein Steuergerät je nach
Verwendung in einem von mehreren unterschiedlichen Fahrzeugtypen individuell programmieren zu können, um eine möglichst hohe Flexibilität bei kurzen Reaktionszeiten in unterschiedlichen Einsatzszenarien für die jeweiligen
Fahrzeugtypen zu erreichen.
Günstig ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes als Verfahren zur Aktivierung eines Personenschutzmittels eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- Auslesen der Verarbeitungsvorschrift aus einer Speichereinheit eines
Steuergerätes gemäß einer hier vorgestellten Variante und Laden der Verarbeitungsvorschrift in den zweiten Bereich des Rechenmoduls; und
- Ausführen der Verarbeitungsvorschrift in dem zweiten Bereich des
Rechenmoduls, um das Personenschutzmittel des Fahrzeugs zu aktivieren.
Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, eine schnelle und dennoch präzise und an die Einsatzszenarien flexibel anpassbare Aktivierung des Personenschutzmittels in einem Fahrzeug
(beispielsweise eines bestimmten) Fahrzeugtyps vornehmen zu können.
Diese(s) Verfahren kann/können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem
Steuergerät implementiert sein, beispielsweise durch eine Variante des
Steuergeräts, wie es hier vorgestellt ist.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Steuergerätes;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Vorbereitung einer
Inbetriebnahme von Steuergeräten gemäß einer hier vorgestellten Variante; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Aktivierung eines
Personenschutzmittels eines Fahrzeugs gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einem Steuergerät 105 gemäß einem
Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes. Das Steuergerät 105 umfasst ein einstückiges Rechenmodul 110 welches beispielsweise als
Halbleiterbauelement auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt ist. Das Rechenmodul 110 umfasst einen ersten Bereich 115 mit einer fest verdrahteten Rechenstruktur und einen zweiten Bereich 120 mit einer programmierbaren Rechenstruktur. Beispielsweise ist der zweite Bereich 120 als Mikroprozessor- Core implementiert, wogegen der erste Bereich 115 als ASIC-Element oder ASIC-Struktur implementiert ist. Weiterhin umfasst das Steuergerät eine
Speichereinheit 125, in der beispielsweise ein Programm und/oder eine
Verarbeitungsvorschrift 127 zur Aktivierung eines Personenschutzmittels 130 wie beispielsweise eines Airbags abgespeichert ist. Das Programm und/oder die Verarbeitungsvorschrift 127 kann beispielsweise nach Inbetriebnahme des Steuergeräts 105 aus der Speichereinheit 125 in den zweiten Bereich 120 geladen werden. Beispielsweise kann der erste Bereich 115 als
Speichercontroller ausgebildet sein, der das Auslesen der
Verarbeitungsvorschrift aus der Speichereinheit 125 vornimmt und das Laden der Verarbeitungsvorschrift 127 in den zweiten Bereich 120 übernimmt oder zumindest überwacht. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Bereich 115 auch dazu ausgebildet sein, um komplexe Operationen auszuführen, die gemäß einem oder mehreren Befehlen in der Verarbeitungsvorschrift 127 erforderlich sind, um ein Vorliegen eines Auslösekriteriums zur Aktivierung eines
Personenschutzmittels 130 feststellen zu können.
Um nun das Personenschutzmitteln 130, welches hier beispielsweise in der Form eines in einem Lenkrad 135 angeordneten Fahrerairbags ausgebildet ist, gemäß denen der Verarbeitungsvorschrift 127 entsprechenden Kriterien auszulösen, werden mittels einer Kommunikationsschnittstelle 140, die beispielsweise als LIN-, CAN-, CAN-FD- und/oder FlexRay-Schnittstelle ausgebildet sein kann, Sensorsignale 145 eines Fahrzeugsensors 150 eingelesen und beispielsweise in den zweiten Bereich 120 mit der programmierbaren Rechnerstruktur geladen.
Die Sensorsignale 145 können hierbei beispielsweise Radarsignale sein, wenn der Fahrzeugsensor 150 als Radarsensor ausgebildet ist, wobei diese
Sensorsignale 145 dann beispielsweise die Annäherung, eine Geschwindigkeit, einen Abstand oder dergleichen eines in der Figur 1 nicht dargestellten
Fremdfahrzeugs das Fahrzeug 100 repräsentieren.
In der Figur 1 sind hierbei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich Signale von einem einzelnen Fahrzeugsensor 150 eingetragen, die im Steuergerät 105 ausgewertet werden. Für den einschlägigen Fachmann ist es jedoch
offensichtlich, dass die Sensorsignale 145 auch Daten von mehreren Fahrzeugsensoren enthalten können, die beispielsweise auch unterschiedliche physikalische Parameter erfassen können.
In dem zweiten Bereich 120 des Rechenmoduls 110 werden diese Sensorsignale 145 dann unter Verwendung der aus der Speichereinheit 125 geladenen
Verarbeitungsvorschrift 127 verarbeitet und auf das Vorliegen von bestimmten Auslösekriterien für das Personenschutzmitteln 130 hin überprüft. Bei einer solchen Auswertung eines beispielsweise Vorkommen, dass komplexe numerische oder algorithmische Operationen auszuführen sind, die sie effizient und schnell in einer fest verdrahteten Rechenstruktur ausgeführt werden können, wie dies beispielsweise im ersten Bereich 115 des Rechenmodul 110
implementiert ist. Hierzu kann dann beispielsweise ein Teil der Sensorsignale 145 oder Zwischenergebnisse aus der Verarbeitung der Sensorsignale 145 in den ersten Bereich 115 übertragen, dort weiterverarbeitet und anschließend das enthaltene Resultat wieder zurück in den zweiten Bereich 120 übertragen werden. Auf diese Weise lässt sich sehr effizient das Vorliegen von bestimmten Auslösekriterien in den Sensorsignalen 145 überprüfen. Wird nun beispielsweise im Rechenmodul 110 festgestellt, dass die Auslösekriterien für die Aktivierung des Personenschutzmittels 130 erfüllt sind, kann ein entsprechendes
Auslösesignal 155, beispielsweise vom zweiten Bereich 120 über die
Kommunikationsschnittstelle 140 an das Personenschutzmittel 130 übertragen werden, sodass dieses Personenschutzmittel 130 aktiviert wird, beispielsweise sich der Airbag entfaltet.
Um nun besonders präzise arbeiten zu können, umfasst das Steuergerät 105 einen außerhalb des Rechenmoduls 110 angeordneten Taktgenerator 160, der beispielsweise als Quarzoszillator ausgebildet ist. Der Taktgenerator 160 generiert hierbei ein Taktsignal 165, welches als Grundlage der
Signalverarbeitung in dem ersten Bereich 115 und/oder dem zweiten Bereich 120 des Rechenmoduls 110 oder der Kommunikationsschnittstelle 140 verwendet wird. Die Verwendung eines solchen externen Taktgenerators 160 außerhalb des Rechenmoduls 110 bietet hierbei den Vorteil, dass sehr präzise, robuste und Langfrist-stabile Komponenten wie der Quarzoszillator verwendet werden können, um das Taktsignal 165 bereitzustellen. Auf diese Weise wird
sichergestellt, dass die Verarbeitung der Sensorsignale 145 in dem ersten Bereich 115 und/oder dem zweiten Bereich 120 mit hoher Präzision ausgeführt werden können.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch die
Kommunikationsschnittstelle 140 und/oder die Speichereinheit 125 auf oder in dem Substrat aufgebracht oder eingebettet sein, in dem auch das einstückige Rechenmodul 110 implementiert ist. Hierdurch kann in einem
Herstellungsprozess nicht nur das Rechenmodul 110, sondern auch die
Kommunikationsschnittstelle 140 und/oder die Speichereinheit 125 hergestellt werden, was eine weitere Vereinfachung in der Herstellung des Steuergeräts 105 ermöglicht.
Zusammenfassend kann angemerkt werden, dass moderne Airbag-Systeme System Basis Chips (SBC) verwenden, in denen neben der kompletten
Spannungsversorgung in Operation und Autarkie mit zentraler RESET- Überwachung weitere Funktionsblöcke wie LIN-Tranceiver; PSI-I F, Schalter/ Hall-Sensor- I F, High-/-Low Zündendstufen, Safety Controller (Watsch-Dog, redundante Plausibilisierung von Crashsignalen) und LED High-/Low-Side- Treiber integriert sind.
Ein Ziel des hier vorgestellten Ansatzes ist es, den SBC als Steuergerät 105 durch einen pC-Core (beispielsweise in Form des zweiten Bereichs 120) und geeignete Kommunikations-Controller wie LIN, CAN, CAN_FD (ISO 11898- 1:2015), optional FlexRay (V2.1) wie beispielsweise in der Form der
Kommunikationsschnittstelle 140 zu ergänzen. Weiterhin können auch die entsprechenden Transceiver optional in den SBC integriert werden, wobei der SBC zusätzlich zum heutigen SPI-Monitoring die Monitoring- Fähigkeit der Fahrzeugbusse LIN, CAN, CAN-FD, FlexRay erhalten kann (Safety-Architektur). Schreib und Lesezugriff auf die entsprechenden Busse hat aber nur der Main Airbag/Safety-Steuergeräte pC oder Prozessor, der beispielsweise in dem zweiten Bereich 120 implementiert ist und mit der Bedingung (ASIL >=C) über die entsprechend zugänglichen Transceiver mit Daten versorgt werden kann, die ebenso optional auch SLEEP-Systeme unterstützen können. Das Monitoring der schnellen Kommunikations-Busse mit bis zu lOMbil/s lassen sich besonders gut durch den Einsatz eines quarzstabilen integrierten Oszillators als Zeitbasis für den SBC 105 realisieren. Der Einsatz eines pC-Cores
(= Mikrocontroller- Kerns) in der Form des zweiten Bereichs 120 des
Rechenmoduls 110 zusammen mit einem SBC-Programm wie der
Verarbeitungsvorschrift 127, abgelegt in einem Masken- ROM oder
programmierbaren FLASH mit Parametrisierung wie der Speichereinheit 125 durch den Main Airbag/Safety-Steuergeräte pC oder Prozessor im SRAM wie dem zweiten Bereich 120, ermöglicht eine besonders flexible Diagnose,
Überwachung und Signalverarbeitung des Personenschutzmittels 130, wie hier beispielsweise eines Airbag-Systems, und des SBCs als Steuergerät 105.
Die Flexibilität und Leistungsfähigkeit des SBC bzw. Steuergeräts 130 wird beispielsweise durch den pC-Core 120 deutlich über die heute verwendeten HW- State-Maschinen gesteigert, wie die beispielsweise im ersten Bereich 115 mit der fest verdrahteten Rechenstruktur realisiert sind. Der heutige Safety-Controller (=Sicherheitscontroller) des SBC mit Beschränkung auf SPI - Monitoring der Zentral-Sensordaten (beispielsweise der Sensorsignale 145) bzw. indirekt der PSI-Sensor und Schalter/Hall-Sensor-Daten wird beispielsweise durch die Monitoring- Funktion der Kommunikations-Interface wie der
Kommunikationsschnittstelle 140 (Busse) zum Safety-Controller aller relevanten Daten als Sensorsignale 145. Hier sind beispielsweise Daten als Sensorsignale 145 von Fahrzeugsensoren 150 der Fahrgastinnenraumsensierung (I R- Kamera), Sitzbelegungen etc. sowie der Pre-Crash-Erkennung (Radar) (=Vorunfall- Erkennung) zu erwähnen. Der Sicherheitscontroller ist damit beispielsweise in der Lage den Zugriff auf Sicherheits-relevante Aktuatoren (Zündkreise, LEA- Aktuatoren, Motorgetriebene Gurtstraffer, Notbremssysteme, ....) als
Personenschutzmittel 130 auch vor dem Crash-Zeitpunkt (To) zu geben, wenn die notwendigen Kriterien erfüllt sind.
Durch Verwendung einer unabhängigen quarzstabilen SBC-Zeitbasis und nicht wie bisher über einen relativ ungenauen RC-Clock lässt sich beispielsweise die Watch-Dog- Funktion, die redundante SBC-Crash-Signal Bewertung und/oder die Schaltregler-Frequenz deutlich präziser ausführen. Insbesondere ermöglicht beispielsweise die Quarz-stabile Zeitbasis des SBC eigenständig relevante Daten schneller Kommunikations-Busse 140 (bis zu 10Mbit/s) wie CAN, CAN- FD, FlexRay zu überwachen.
Ebenso kann durch Bereitstellung eines Master-SBC„ECLK“ weitere SBCs oder SCCs synchrone angekoppelt werden ohne dass beispielsweise eigenständigen Quarz-Oszillatoren in den Slave Devices (abhängigen Komponenten) benötigt werden.
Diese redundante, diversitäre Auswertung von Kommunikationsdaten, insbesondere zu Einrichtungen (auch Sensoren) der Innenraumsensierung oder der Pre-Crash-Erkennung, erweitert beispielsweise die bisherige SCON- Funktionalität des HW-State basierten heutigen SBC. Die zusätzliche DISABLE- Funktionalität der über Kommunikations-Busse steuerbaren Aktuatoren und Devices erfolgt, indem beispielsweise der Transmit (Schreib) - Zugriff des Main pC oder Prozessors auf den Kommunikations-Bus beispielsweise entzogen wird, falls die Enable- Kriterien der erweiterten SCON Funktion des SBC nicht erfüllt sind. Dies kann z. B. durch Splittung der Aktivierungsbotschaft in Teil- Botschaften erfolgen.
Erkennt beispielsweise der SBC eine erste Teil- Botschaft ohne vorliegende Freigabe durch den erweiterten SCON wird beispielsweise der Transceiver blockiert (DISABLE) oder die Sende-Leitung TxD Leitung des Transceivers zum Main pC oder Prozessor unterbrochen.
Anstelle der bisher verwendeten Logik- State- Maschine ist beispielsweise ein pC Core (16/32) bit als zweiter Bereich 120 z. B. von ARM in den System-ASIC integriert. Die gesamte Diagnose-Software der Zündkreise mit
Versorgungsspannung und Sicherheitshalbleiter Prüfung, der PSI Sensor-I F und Sensor-Prüfung, der AIO LED-Treiber (optional mit PWM Steuerung) Prüfung, der externen Schalter / Hall-Sensor-I F Prüfung, der Energiereserve Prüfung, der Kommunikations-Transceiver Prüfung, der Spannungsüberwachung externer ECU Versorgungsleitungen, sowie einer Vielzahl SBC interner Spannungen (extern KL30, KL15, VZP intern VUP, VER, VAS, VSYNC, VST50, VST33, VCORE, VREFi, AINi, AlOi, VHi, Zkpi, Zkmi, PSIi) wird beispielsweise entsprechend dem Programm-Code wie der Verarbeitungsvorschrift 127, gespeichert beispielsweise in einem Masken-ROM als Speichereinheit 125, bzw. optional in einem programmierbaren FLASH-Speicher als Speichereinheit 125, ausgeführt.
Die Parametrisierung kann dabei beispielsweise durch Datenaustausch zwischen Main Airbag pC und dem SBC-SRAM erfolgen. Die Zeitbasis bildet
beispielsweise eine integrierte Oszillatorschaltung mit externem Quarz, um die Stabilität und Genauigkeitsanforderungen zur Anbindung schneller
Kommunikationscontroller zu ermöglichen.
Die PLL-Schaltung mit Frequenzteiler dient beispielsweise zum Synthetisieren der notwendigen SBC internen Frequenzen für pC Core, der getakteten SBC Baugruppen, der Schaltregler- Frequenz, den notwendigen Digitalfiltern und der Ausgabe eines SBC basierten externen Clock Signals (ECLK), zur Ankopplung (Kaskadierung) von weiteren SBCs oder Erweiterungsbausteinen [System- Companion Chips (SCC)].
Der Timer-Watchdog dient beispielsweise zur Kontrolle der Zeitbasis eines separaten Main-pC oder Prozessors in einem Airbag / Safety Steuergerät. Diese Kontrolle kann beispielsweise aufgrund der Quarz-genauen Zeitbasis des SBC deutlich genauer (<=1%) ausgeführt werden als mit den heutigen RC- Oszillatoren (<15%) in den HW-SBCs.
Die Betriebssoftware steuert beispielsweise den Datenaustausch mit dem Main Airbag pC über die SPI Schnittstelle, der Monitoring SPI (nur lesend), den beispielsweise Kommunikationsinterfacen 140 LIN,CAN-FD, CAN, optional FlexRay (nur lesend), den externen Schalter und Hall-Sensor-I F sowie beispielsweise den PSI-I F zu externen Sensoren oder Sensor-Bussen.
Der Datenaustausch über SPI beinhaltet beispielsweise die erweiterte Watch- dog- Funktionalität zur Kontrolle der Fore-Ground- (Vordergrund-) und der Back- Ground-Tasks (Hintergrundaufgaben) des Main ECU pC / Prozessors, den kontinuierlichen Status-Austausch zur System-Überwachung und die
Fehlerbehandlung durch den Main ECU pC. Die Bereitstellung der SBC erfassten PSI Sensordaten, der Schalter und Hall- Sensor Daten über SPI zum Main pc dient beispielsweise der umfassenden Crash/Event- Erkennung in dessen Hauptalgorithmus.
Die Informationserfassung über die Monitoring SPI dient beispielsweise der redundanten Auswertung von SPI basierten Daten (z. B. ECU Zentral-Sensorik) ebenso wie beispielsweise der Erfassung aller durch SBCs oder SCCs auf die SPI gestellten Sensor-Daten.
Die redundante Auswertung von SPI basierten Airbag-Sensordaten und relevanten Kommunikations-Interface basierten Daten zur Innenraumsituation,
[(I R)-Kamera] oder zur Pre-Crash Situation [Radar] . ), bildet beispielsweise den neuen Software Safety-Controller des SBC, der im Normalzustand die Zündkreisendstufen sperrt und Feuerbefehle des Main pC/Prozessors ignoriert, sofern die Auswertung bestimmte einstellbare Freigabe- Kriterien nicht erfüllen. Diese Freigabekriterien lassen sich beispielsweise in einem SBC mit pc Core sehr flexibel gestalten (vollständige Freigabe <— > partielle Freigabe) und umfasst neben Crash-Situationen (To) auch Freigaben vor (To).
Über Statusleitungen (DISABLE-Leitung) können beispielsweise kaskadierte SBC oder SCC an die Freigabe- Entscheidung des Master SBC gekoppelt werden. Neben den klassischen Zündkreisen können beispielsweise durch den Safety-Controller des SBC auch bestimme kommunikationsbasierte safety- relevante (=sicherheitsrelevante) Baugruppen (reversible Gurtstraffer, Notbrems einrichtungen ...) als Personenschutzmittels 130 beispielsweise nur dann vom Main pC Prozessor des Airbag/Safety-Steuergeräts aktiviert werden, falls die mitgehörten Kommunikationsinterface basierten Botschaften den
Freigabekriterien der redundanten SBC Auswertung entsprechen.
Die Schutzmaßnahme gegen eine final wirkende Aktivierung einer über ein Kommunikationsinterface-gesteuerten safety relevanten Baugruppe kann beispielsweise dabei durch Unterbrechung der (Sende-Leitungen) TxD - Leitungen vom Main pC zu Transceivern über schaltbare Gates mittels geeigneter DISABLE Leitungen des SBC erfolgen. Weiterhin ist ebenso ein SBC DISABLE Eingriff auf den Transceiver möglich. Hierzu können beispielsweise die Aktivierungs- Botschaften des Main pC / Prozessors in Teilschritte gesplittet werden. Erkennt der SBC beispielsweise durch Überwachung des Kommunikationsbusses 140 Aktivierungsteilbotschaften zu safety relevanten Baugruppen, ohne das eine Freigabe für diese Baugruppe im SBC vorliegt, erfolgt beispielsweise eine Blockierung der weiteren
notwendigen Teile der Aktivierungsbotschaft.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Steuergerätes 105. Das Steuergerät 105 umfasst hierbei einen ersten Bereich 115, der eine fest verdrahtete Rechenstruktur aufweist. Der erste Bereich 115 ist in dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beispielsweise als Speichercontroller 200 ausgestaltet, der ein Auslesen der Verarbeitungsvorschrift 127 aus einer als S- RAM, Mask-ROM oder FLASH ausgestalteten Speichereinheit 125 steuert oder überwacht und mittels eines Systembusses 210 über ein Brückenelement 215 in den zweiten Bereich 120 mit der programmierbaren Rechenstruktur zu laden, der hier als Mikrocontroller- Kern (pC-Core) ausgestaltet ist. Der zweite Bereich 120 kann über die Kommunikationsschnittstelle 140 Sensorsignale 145 empfangen und entsprechend den Befehlen der Verarbeitungsvorschrift 127 verarbeiten.
Wird entsprechen nun die Sensorsignale 145 Auslösekriterien, kann im zweiten Bereich 120 bzw. im pC-Core eine Auslösung des Personenschutzmittels 130 mittels des Auslösesignals 155 über einen Auslöseschaltkreis 220 der
Kommunikationsschnittstelle 140 aktiviert werden, die dann von einer
Auslösesteuerschaltung 225 umgesetzt wird. Ferner kann auch ein
Taktgenerator 160 in der Form eines Quarzoszillators vorgesehen sein, der ein Taktsignal 165 für den Betrieb des ersten Bereichs 115, des zweiten Bereichs 120, der Speichereinheit 125 und/oder der Kommunikationsschnittstelle 140 bereitstellt.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zur Vorbereitung einer Inbetriebnahme von Steuergeräten gemäß einer hier vorgestellten Variante. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des
Einspeicherns einer ersten Verarbeitungsvorschrift eine Speichereinheit eines ersten der Steuergeräte und Einspeichern einer von der ersten Verarbeitungsvorschrift unterschiedlichen zweiten Verarbeitungsvorschrift in eine Speichereinheit eines zweiten der Steuergeräte.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 400 zur Aktivierung eines Personenschutzmittels eines Fahrzeugs, wobei das
Verfahren 400 einen Schritt 410 des Auslesens einer Verarbeitungsvorschrift aus einer Speichereinheit eines Steuergerätes gemäß einer hier vorgestellten Variante und Laden der Verarbeitungsvorschrift in den zweiten Bereich des Rechenmoduls. Ferner umfasst das Verfahren 400 einen Schritt 420 des Ausführens der Verarbeitungsvorschrift in dem zweiten Bereich des
Rechenmoduls, um das Personenschutzmittel des Fahrzeugs zu aktivieren.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Steuergerät (105) zur Aktivierung eines Personenschutzmittels (130) eines Fahrzeugs (100), wobei das Steuergerät (105) zumindest das folgende Merkmal aufweist:
ein einstückiges Rechenmodul (110), das einen ersten Bereich (115) mit einer fest verdrahteten Rechenstruktur und einen zweiten Bereich (120) mit einer programmierbaren Rechenstruktur, wobei das Rechenmodul (110) ausgebildet ist, um eine
Verarbeitungsvorschrift (127) zur Aktivierung des
Personenschutzmittels (130) in zumindest dem zweiten Bereich (120) auszuführen.
2. Steuergerät (105) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (115) und zweite (120) Bereich des Rechenmoduls (110) in unterschiedlichen Bereichen eines gemeinsamen Halbleiterbausteins implementiert sind.
3. Steuergerät (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit (125), in dem die
Verarbeitungsvorschrift (127) speicherbar und nach einer
Inbetriebnahme des Steuergeräts (105) in den zweiten Bereich (120) des Rechenmoduls (110) ladbar ist.
4. Steuergerät (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Kommunikationsschnittstelle (140) zur Übertragung von Daten an eine Einheit (150) außerhalb des Steuergeräts (105), wobei vom zweiten Bereich mit der
programmierbaren Rechenstruktur die Kommunikationsschnittstelle (140) kontaktierbar ist und/oder die Kommunikationsschnittstelle (140) von dem ersten Bereich (115) der fest verdrahteten Rechenstruktur die Kommunikationsschnittstelle (140) nicht kontaktierbar ist.
5. Steuergerät (105) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (140) als eine LIN-Bus-Schnittstelle, eine CAN-Bus-Schnittstelle, eine CAN-FD-Bus-Schnittstelle oder eine FlexRay-Bus-Schnittstelle ausgebildet ist.
6. Steuergerät (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Taktgenerator (160), der außerhalb des Rechenmoduls (110) ausgebildet oder angeordnet ist.
7. Steuergerät (105) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgenerator (160) durch einen Quarzoszillator gebildet ist oder einen Quarzoszillator aufweist.
8. Steuergerät (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenmodul (110) ausgebildet ist, um zumindest einen Teil der Verarbeitungsvorschrift (127) in dem ersten Bereich (115) auszuführen.
9. Steuergerät (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenmodul (110) ausgebildet ist, um als Personenschutzmittel (130) ein Insassenschutzmittel des Fahrzeugs (100), insbesondere einen Airbag (130) zu aktivieren.
10. Verfahren (300) zur Vorbereitung einer Inbetriebnahme von
Steuergeräten (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (300) folgenden Schritt aufweist:
Einspeichern (310) einer ersten Verarbeitungsvorschrift (127) eine Speichereinheit (125) eines ersten der Steuergeräte (105) und Einspeichern einer von der ersten Verarbeitungsvorschrift unterschiedlichen zweiten Verarbeitungsvorschrift (127) in eine Speichereinheit (125) eines zweiten der Steuergeräte (105).
11. Verfahren (400) zur Aktivierung eines Personenschutzmittels (130) eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist:
Auslesen (410) einer Verarbeitungsvorschrift (127) aus einer Speichereinheit (125) eines Steuergerätes (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und Laden der Verarbeitungsvorschrift (127) in den zweiten Bereich (120) des Rechenmoduls (110); und Ausführen (420) der Verarbeitungsvorschrift (127) in dem zweiten Bereich (120) des Rechenmoduls (110), um das
Personenschutzmittel (130) des Fahrzeugs (100) zu aktivieren.
12. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des
Verfahrens (300; 400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 10 oder 11 auszuführen und/oder anzusteuern.
13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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