DE102016116063A1 - Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbusimpedanz einer Datenbusschnittstelle - Google Patents

Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbusimpedanz einer Datenbusschnittstelle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität (CEXT) einer Datenbusschnittstelle, die mit einem ersten Anschluss mit dem Datenbusanschluss (VRSUx) der Datenbusschnittstelle und mit einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotenzial (GND) verbunden ist. Ein erster Spannungspegel (VR1) wird mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND) bereitgestellt. Ein zweiter Spannungspegel (VR2), dessen Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND) von dem Spannungswert des Datenbusanschlusses (VRSUx) gegen das Bezugspotenzial (GND) abhängt, wird ermittelt. Eine Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) Wird mit dem mit dem Datenbusanschluss (VRSUx) verbunden. Ein Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx), der aus dem Datenbusanschluss (VRSUx) hinaus fließt, wird ermittelt. Der ermittelte Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) wird mit mit einem ersten Schwellwert (ITH) verglichen und ein Vergleichsergebnisses (COMP_OUT) erzeugt. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis (COMP_OUT) wird auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) bzw. Impedanz und/oder auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbuskapazität (CEXT) bzw. Impedanz geschlossen.

Description

  • Oberbegriff
  • Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität (CEXT) oder Datenbusimpedanz einer PSI5‐Datenbusschnittstelle.
  • Allgemeine Einleitung
  • Für die Ansteuerung der Zündpillen von Air-Bags in Fahrzeugen werden Zünd-ICs und Sensorschaltkreise verwendet, die über Datenleitungen mit einem Steuergerät verbunden sind. Für diese Datenverbindung wird im Stand der Technik vorzugsweise eine Datenverbindung gemäß dem PSI5-Standard verwendet. Die PSI5-Datenschnittstellen-Spezifikation schreibt dabei vor, dass am PSI5-Datenbus eine externe Kapazität, die PSI5-Kapazität, vorhanden sein muss. Die Aufgabe dieser PSI5-Kapazität ist es, die ESD-Eigenschaften der standardkonformen PSI5-Datenschnittstelle verbessern.
  • In der Automobilindustrie sind Fertigungstechniken üblich, die einer Nullfehlerstrategie folgen. Dies gilt in ganz besonderem Maße für sicherheitsrelevante Funktionen, zu denen auch die Air-Bag-Systeme gehören. Aus diesem Grund werden in der Fertigung automobiler Elektroniksysteme optische Inspektionen mittels Bilderkennungssystemen eingesetzt, um die korrekte Ausformung der Lötverbindungen zwischen den integrierten elektronischen Schaltkreisen und den gedruckten Schaltungen, im Folgenden als PCB bezeichnet, zu überprüfen. Eine solche optische Überprüfung durch Bilderkennung setzt aber eine Sichtbarkeit der Lötverbindung voraus. Die fortschreitende Miniaturisierung führt jedoch dazu, dass zumindest wesentliche Anteile der mechanischen Lötverbindung sich unterhalb des Gehäuses der integrierten Schaltung (IC) zwischen IC und PCB befinden und damit nicht mehr für eine optische Inspektion voll zugänglich sind.
  • Figuren
  • Der Stand der Technik und die Erfindung selbst werden im Folgenden mit Hilfe der 1 bis 4 erläutert.
  • 1 zeigt eine PSI5-Datenbusschnittstelle entsprechend dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Spannungswerts zwischen dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) und dem Bezugspotenzial (GND) bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Methode.
  • 3 zeigt den zu 2 synchronen zeitlichen Verlauf des Datenbusstrom (IRSUx) und des Vergleichsergebnisses (CMP_OUT) aus dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) heraus bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Methode und korrekter Systemfunktion.
  • 4 zeigt die gleiche Situation wie 3 mit dem Unterschied, dass der Fehler einer unterbrochenen Verbindung zur externen Datenbuskapazität (CEXT) vorliegt.
  • Bevor jedoch die Erfindung weiter erläutert werden soll, wird zunächst auf den Stand der Technik eingegangen.
  • Stand der Technik
  • Bei einer PSI5-Datenschnittstelle gemäß dem PSI5-Standard handelt es sich um eine strommodulierte Datenschnittstelle. Die Datenschnittstelle wird anhand der 1 erläutert. Die PSI5-Datenschnittstelle aus dem Stand der Technik weist eine erste Spannungsversorgungsleitung (VSAT) zur Energieversorgung angeschlossener Sensoren und eine zweite Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) zur Erzeugung der Trigger-Punkte im Synchronous-Mode des PSI5-Standards für die Sensoren auf. Die zweite Spannungsversorgung (VSYNC) besitzt dabei einen höheren Spannungspegel als die erste Spannungsversorgung (VSAT). In der ersten Spannungsversorgungsleitung (VSAT) sind ein erster Schalter (SW1) und ein Shunt-Widerstand (RSHUNT) zur Vermessung des Datenbusstromes (IRSUx) eingefügt. Ein erster Komparator (COMP) vergleicht den durch den zweiten Operationsverstärker (OP2) und den Shunt-Widerstand (RSHUNT) ermittelten Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) mit einem ersten Schwellwert (ITH) und gibt diesen an eine Logik (DIG_PART) zur Extraktion der über den Datenbus empfangenen Daten weiter. Die eigentliche Funktion dieser Vorrichtungsteile (RSHUNT, OP2, Ibus, ITH, COMP, COMP_OUT, DIG_PART) ist also der Empfang der übertragenen Daten. Es handelt sich also um den Dateneingangspfad der PSI5-Schnittstelle. Der erste Schalter (SW1) dient der Spannungsversorgung der Sensoren. Bei einem Schließen des ersten Schalters (SW1) wird die Spannung der Spannungsversorgungsleitung (VSAT) an die Sensoren weitergegeben.
  • Zur Erzeugung der Trigger-Punkte im Synchronous-Mode des PSI5-Standards verbindet ein zweiter Schalter (SW2) die zweite Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) zu den Trigger-Zeitpunkten über einen ersten Transistor (T1) und den Shunt-Widerstand (RSHUNT) mit dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) und damit mit dem eigentlichen PSI5-Datenbus. Zu diesen Zeitpunkten ist der erste Schalter (SW1) geöffnet. Über den zweiten Schalter (SW2) wird die zweite Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) mit dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) über den Shunt-Widerstand (RSHUNT) und den ersten Transistor (T1) verbunden. Das Gate des ersten Transistors (T1) wird dabei von einem ersten Operationsverstärker (OP1) angesteuert, dessen Ausgangssignal von der Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung des ersten Spannungsteilers bestehend aus den Widerständen R1, R2, R3 und R4 auf der einen Seite und der Ausgangsspannung des zweiten Spannungsteilers bestehend aus den Widerständen R5, R6, R7 und R8 abhängt. Der in 1 eingezeichnete dritte Schalter (SW3) und der vierte Schalter (SW4) werden geschlossen, wenn der zweite Schalter (SW2) geschlossen wird. Sind der dritte Schalter (SW3) und/oder der vierte Schalter (SW4) geöffnet, so hält zwar die jeweilige Eingangskapazität des ersten Operationsverstärkers (OP1) den Pegel am jeweiligen Eingang des ersten Operationsverstärkers (OP1). Der Transistor (T1) ist aber stets inaktiv, wenn der dritte Schalter (SW3) und/oder der vierte Schalter (SW4) geöffnet sind, da dann immer der zweite Schalter (SW2) geöffnet ist. Dies wird durch eine nicht gezeichnete Logik sichergestellt. Soll der zweite Schalter (SW2) geschlossen werden, so müssen immer der dritte Schalter (SW3) und der virerte Schalter (SW4) zuvor geschlossen werden und während des Schließens des zweisten Schalters (SW2) geschlossen geahlten werden. Ein Stromkontrollblock (OP1C) speist dabei einen Strom in den ersten Spannungsteiler (R1, R2, R3, R4) ein. Es kann sich beispielsweise bei dem Stromkontrollblock (OP1C) um mittels einer Logik geschaltete Stromquellen handeln.
  • Sind der zweite Schalter (SW2) und dritte Schalter (SW3) und der vierte Schalter (SW4) geschlossen, so reproduziert sich je nach Übersetzungsverhältnis des ersten Spannungsteilers (R1, R2, R3, R4) und des zweiten Spannungsteilers (R5, R6, R7, R8) der Strom durch den vierten Widerstand (R4) im zweiten Spannungsteiler durch den achten Widerstand (R8), wenn die Spannung auf dem Datenbus am PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) gegen das Bezugspotenzial (GND) der Spannung auf der ersten Spannungsversorgungsleitung (VSAT) gegen das Bezugspotenzial (GND) entspricht. Der erste Transistor wird also dann so lange eingeschaltet, bis diese Spannungsgleichheit erreicht ist. Eine besonders bevorzugte Konstruktion der Spannungsteiler sieht vor, dass der erste Widerstand (R1) wertegleich und matchend mit dem fünften Widerstand (R5) ausgeführt ist und der zweite Widerstand (R2) wertegleich und matchend mit dem sechsten Widerstand (R6) ausgeführt ist und der dritte Widerstand (R3) wertegleich und matchend mit dem siebten Widerstand (R8) ausgeführt ist und der vierte Widerstand (R4) wertegleich und matchend mit dem achten Widerstand (R8) ausgeführt ist. Der erste Transistor (T1) und der erste Operationsverstärker (OP1) verhalten sich, wenn sie eingeschaltet werden, dabei vorzugsweise wie eine Stromquelle.
  • Durch das Ansteuern des PSI5-Datenbusses wird die externe Datenbuskapazität (CEXT), die zwischen dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) und dem Bezugspotenzial (GND) geschaltet ist mit einem Ladestrom (IC_CHARGE) beaufschlagt, die durch die Integration dieses Datenbusstromes die Datenbusspannung ändert. Ein Teil des Datenbusstroms (IRSUx), den die PSI5-Datenbusschnittstelle an ihrem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) in den PS5‐Datenbus einspeist, fließt jedoch über die PSI-Datenbusschnittstelle der Gegenseite gegen das Bezugspotenzial (GND) als Ruhestrom der Sensoren (ILOW) ab.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, mittels eine Lösung zu schaffen die die vorhandenen Mittel einer PSI5-Schnittstelle so einsetzt, dass das Vorhandensein der externen Datenbuskapazität (CEXT) und deren Funktionstüchtigkeit jederzeit, sowohl in der Fertigung der Baugruppe als auch im späteren Betrieb festgestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die vorhandenen Messmittel zur Daten- und Synchroninformationsübertragung und -erfassung für die Vermessung elektrischer Komponenten am PSI5-Datenbusanschluss verwendet werden können. Es wurde erkannt, dass mit Hilfe des dritten Schalters (SW3) und des vierten Schalters (SW4) der der Start- und Endpunkt der Slew-Rate bestimmt werden kann. Diese hängt vom Vorhandensein der externen Datenbuskapazität (CEXT) ab. Ist diese externe Datenbuskapazität (CEXT) nicht vorhanden, so besitzt der Datenbus nur noch seine parasitäre Datenbuskapazität, die gegenüber der Datenbuskapazität mit externer Datenbuskapazität (CEXT) vermindert ist. Die Slew-Rate ist dann, da sie durch die Schaltung vorgegeben wird, zwar unverändert, aber der Umladestrom in Form des Datenbusstroms (IRSUx) erheblich vermindert. Ist die externe Datenbuskapazität (CEXT) jedoch vorhanden, so liegt der Wert des Umladestroms in Form des Werts des Datenbusstroms (IRSUx) innerhalb eines vorbestimmbaren Toleranzbereiches.
  • Wie oben beschrieben wird der Datenbusstrom (IRSUx) durch den Shunt-Widerstand (RSHUNT) bei gleichzeitig geschlossenem zweiten Schalter (SW2), dritten Schalter (SW3) und viertem Schalter (SW4) und geöffnetem ersten Schalter (SW1) durch den OP1-Control-Block (OP1C) und den ersten Operationsverstärker (OP1) sowie den ersten Transistor (T1) und den ersten Spannungsteiler (R1, R2, R3, R4) und den zweiten Spannungsteiler (R5, R6, R7, R8) erzeugt. In die externe Datenbuskapazität (CEXT) fließt soweit vorhanden der Ladestrom (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT).
  • Dieser Ladestrom (IC_CHARGE) kann zusammen mit dem Sensorruhestrom (ILOW) mittels des Shunt-Widerstands (RSHUNT), des zweiten Operationsverstärkers (OP2) und des ersten Komparators (COMP) erfasst und durch die Logik (DIG_PART) ausgewertet werden. Der erste Schwellwert (ITH) kann dabei beispielsweise konstruktiv oder mittels Einstellung oder mittels Programmierung auf einen erwarteten Wert gestellt werden. Selbstverständlich ist es möglich, statt des ersten Komparators (COMP) mehrere Komparatoren mit unterschiedlichen einstellbaren oder fest vorgegebenen Schwellwerten zu verwenden, um beispielsweise Toleranzbereiche mittels der Logik (DIG_PART) erkennen zu können. Dur eine Einstellbarkeit der ersten Schwelle (ITH) kann die Präzision der Stromdetektion verbessert werden.
  • ITH-Schwelle kann programmiert werden, um die Präzision der Detektion zu verbessern.
  • Die Erfindung wird nun mit Hilfe der 2, 3 und 4 weiter erläutert.
  • Der Datenbusstrom (IRSUx) durch den Shunt-Widerstand (RSHUNT) hat zu Beginn einen ersten Wert (ILOW) (siehe 3). Sobald zu einem ersten Zeitpunkt (t1) der zweite Schalter (SW2) und der dritte Schalter (SW3) und der vierte Schalter (SW4) typischerweise synchron geschlossen werden und synchron dazu der erste Schalter (SW1) geöffnet wird, liefert der erste Transistor (T1) den Ladestrom (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT) und den Sensorruhestrom (ILOW). Genaugenommen liefert der erste Transistor (T1) den Summenstrom aus dem Ladestrom (IC_CHARGE) und dem Entladestrom (ILOW) in dieser zeitlichen Phase. Hat dieser Ladestrom (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT) einen hinreichenden Wert, der über dem ersten Schwellwert (ITH) liegt, so ändert der Ausgang (COMP_OUT) des ersten Komparators (COMP) seinen Ausgangswert (siehe 3). Ist die externe Datenbuskapazität (CEXT) vorhanden, so ist dies zum ersten Zeitpunkt (t1) der Fall. (Siehe 3.) Ist die externe Kapazität hinreichend geladen, so unterschreitet der Ladestrom (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT) den ersten Schwellwert (ITH). Hierdurch setzt der erste Komparator (COMP) zu einem zweiten Zeitpunkt t2 den Ausgangswert seines Ausgangs (COMP_OUT) wieder zurück. (siehe 3). Fließt also der erwartete Ladestrom (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT), so überschreitet der durch den zweiten Operationsverstärker (OP2) und den Shunt-Widerstand (RSHUNT) ermittelte Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) den ersten Schwellwert (ITH). Der Ausgang des ersten Komparators (COMP) signalisiert somit mittels seines logischen Werts, ob der Ladestrom (IC_CHARGE) und damit die Größe der angeschlossenen externen Datenbuskapazität (CEXT) der Erwartung entspricht. Dies kann durch die Logik (DIG_PART) ausgewertet werden.
  • Ist die externe Datenbuskapazität (CEXT) ist nicht vorhanden oder zu hochohmig angeschlossen, so ist entweder der Aufladestrom zu gering – im Beispiel der 4 ist der Ladestrom (IC_CHARGE) 0mA – oder der Zeitraum zwischen dem Beginn des Ladens (t1) und dem Ende des Ladevorgangs zum zweiten Zeitpunkt (t2) ist länger als ein vorgegebener Zeitraum. Fließt kein Ladestrom (IC_CHARGE) der externen Datenbuskapazität, so ändert der erste Komparator (COMP) nicht den Wert seines Komparatorausgangs (COMP_OUT).
  • Die Erfindung betrifft somit eine Methode zur Erkennung des Verlusts des externen Datenbuskondensators (CEXT) einer PSI5-Datenbusschnittstelle im Betrieb mit Hilfe der Datenbusschnittstelle selbst.
  • Es handelt sich um ein Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität (CEXT) einer PSI5-Datenbusschnittstelle mit Vorrichtungsteilen, die in einer PSI5-Datenbusschnittstelle zur Verfügung stehen. Statt einer Datenbuskapazität (CEXT) kann selbstverständlich auch generell eine einer Datenbusimpedanz (CEXT) vermessen werden und bewertet werden. Die Datenbuskapazität (CEXT) ist dabei mit einem ersten Anschluss mit dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx) der PSI5-Datenbusschnittstelle und mit einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotenzial (GND) verbunden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines ersten Spannungspegels (VR1) mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND), der Ermittlung eines zweiten Spannungspegels (VR2), dessen Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND) von dem Spannungswert des PSI5 Datenbusanschlusses (VRSUx) gegen das Bezugspotenzial (GND) abhängt, das Verbinden einer Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) mit dem PSI5 Datenbusanschluss (VRSUx), um die externe Datenbuskapazität (CEXT) umzuladen, die Ermittlung eines ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx), der aus dem PSI5-Datenbusanschluss (VRSUx) während der Umladephase zwischen einem ersten Zeitpunkt (t1) und einem zweiten Zeitpunkt (t2) hinaus fließt, den Vergleich des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) mit einem ersten Schwellwert (ITH) und Erzeugung eines Vergleichsergebnisses (COMP_OUT) und schließlich das Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbuskapazität (CEXT) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis (COMP_OUT). Es kann natürlich sinnvoll sein, dass der Vergleich so erfolgt, dass der Stromwert sich in einem vorgegebenen Toleranzfenster befinden muss. Die hier diskutierte Variante mit einem Schwellwert ist insofern die günstigste, als dass die keine zusätzliche Hardware benötigt.
  • Vorteil der Erfindung
  • Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Methode ermöglicht zumindest in einigen Realisierungen die Detektion fehlerhafter sicherheitsrelevanter Zustände durch den Verlust der externen Datenbuskapazität (CEXT) oder durch eine Schlechte Anbindung derselben, beispielsweise durch fehlerhafte Lötverbindungen. Diese Prüfung kann im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der nur eine optische Inspektion möglich ist, auch nach Produktionsabschluss während des Betriebs durchgeführt werden. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt. So können beispielsweise auch Kurzschlüsse etc. erkannt werden.
  • Beschreibung der Weiterbildungen/Ausbildungen der Erfindung
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren die zusätzlichen Schritte des Erfassens eines Ladezeitraums (Δt) zwischen dem ersten Zeitpunkt (t1), zu dem der Betrag des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) über dem Betrag des ersten Schwellwerts (ITH) liegt, und einem dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden zweiten Zeitpunkt (t2), zu dem der Betrag des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) wieder unter dem Betrag des ersten Schwellwerts (ITH) liegt und des Vergleichs des so ermittelten Ladezeitraums (Δt) mit einem Ladezeitraumvorgabewert durch Ermittlung eines Ladezeitraumvergleichswertes sowie das Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbuskapazität (CEXT) in Abhängigkeit vom Ladezeitraumvergleichswert. Dies hat den Vorteil, dass ggf. auch eine quantitative Bewertung anschießend beispielsweise durch eine Auswertelogik oder einen Mikroprozessor mit Programm z.B. im Rahmen der Logik (DIG_PART) erfolgen kann.
  • Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren im Betrieb angewendet um sicherheitskritische Veränderungen nach der Auslieferung erkennen zu können und so kritische Situationen abfangen zu können. Eine weitere Ausgestaltung der des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst daher zusätzlich die Schritte der Signalisierung an zumindest einen ersten Datenbusteilnehmer, dass eine Prüfung der Datenbuskapazität (CEXT) durchgeführt werden soll, die Durchführung der Prüfung auf das Vorhandensein der Datenbuskapazität (CEXT) entsprechend den zuvor beschrieben Verfahren durch einen weiteren Datenbusteilnehmer, der mit dem ersten Datenbusteilnehmer identisch sein kann, und hierbei das Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbuskapazität (CEXT) unter Ermittlung eines Prüfungsergebnisses sowie die Übermittlung des Prüfungsergebnisses an einen anderen Datenbusteilnehmer, der mit dem ersten Datenbusteilnehmer, nicht aber mit dem weiteren Datenbusteilnehmer identisch sein kann.
  • Es ist somit beispielsweise denkbar, dass der Datenbusteilnehmer, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, eigenständig beispielsweise aufgrund des vorzugsweise periodischen Ablaufs eines Zeitgebers das erfindungsgemäße Verfahren initiiert und den Bus-Master als ersten Datenbusteilnehmer informiert.
  • Ebenso beispielsweise denkbar, dass der Bus-Master den Datenbusteilnehmer, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, beispielsweise aufgrund des vorzugsweise periodischen Ablaufs eines Zeitgebers des Bus-Masters oder Aufgrund anderer Anforderungen das erfindungsgemäße Verfahren im Datenbusteilnehmer, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, als ersten Datenbusteilnehmer initiiert.
  • Glossar
  • PSI5
  • PSI5 steht für „Peripheral Sensor Interface for Automotive Applications“. Dieser Standard ist beispielsweise in dem Dokument psi5_specification_v13_080729.pdf beschrieben und kann unter der URL http://psi5.org/ gefunden werden. Lt. Wikipedia handelt es sich um eine digitale Schnittstelle für Sensoren. PSI5 basiert auf einer Zweidrahtleitung und wird in der Automobilelektronik zum Anschluss ausgelagerter Sensoren an elektronische Steuergeräte eingesetzt. Unterstützt werden Punkt-zu-Punkt- und Buskonfigurationen mit asynchroner und synchroner Kommunikation.
  • PSI5-Datenbusschnittstelle
  • Eine PSI5-Datenbusschnittstelle im Sinne dieser Schrift ist die Datenbusschnittstelle eines Sensors die die technischen Anforderungen der Spezifikation psi5_specification_v13_080729.pdf erfüllt.
    korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) bzw. der
  • Datenbusimpedanz (CEXT)
  • Eine korrekte Funktion der externen Datenbuskapazität (CEXT) oder der externen Datenbusimpedanz (CEXT) liegt dann vor, wenn der Betrag des Ladestroms (IC_CHARGE) für die externe Datenbuskapazität (CEXT) oder eine externe Datenbusimpedanz (CEXT) oberhalb des Betrags eines ersten Schwellwerts (ITH) liegt, wobei diese Prüfung vorzugsweise innerhalb eines Ladezeitraums (Δt) zwischen einem ersten Zeitpunkt (t1) und einem zweiten Zeitpunkt (t2) erfolgt. Es ist möglich, aber nicht unbedingt notwendig, dass für das Vorliegen einer korrekten Funktion der externen Datenbuskapazität (CEXT) oder der externen Datenbusimpedanz (CEXT) zusätzlich gefordert wird, dass die zeitliche Länge des Ladezeitraums (Δt) zwischen einer minimalen zeitlichen Länge und einer maximalen zeitlichen Länge liegt.
  • Bezugszeichenliste
    • CEXT
      externe Datenbuskapazität
      COMP
      erster Komparator
      COMP_OUT
      Ausgang des ersten Komparators (COMP)
      Δt
      Ladezeitraums. Der Ladezeitraum beginnt mit dem ersten Zeitpunkt (t1) und endet mit dem zweiten Zeitpunkt (t2)
      DIG_PART
      Logik zur Extraktion der mittels Strommodulation über den PSI5-Datenbus empfangenen Daten aus dem ermittelten Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx). Hiebei kann es sich auch um eine Vorrichtung handeln, die beispielsweise auch einen Mikrorechner mit einem entsprechenden Programm umfasst;
      GND
      Bezugspotenzial
      Ibus
      durch den zweiten Operationsverstärker (OP2) und den Shunt-Widerstand (RSHUNT) ermittelter Datenbusstromwert des Datenbusstroms (IRSUx);
      IC_CHARGE
      Ladestrom für die externe Datenbuskapazität (CEXT)
      ILOW
      Sensorruhestrom.
      IRSUx
      Datenbusstrom durch den Shunt-Widerstand (RSHUNT)
      ITH
      erster Schwellwert für den ermittelten Datenbusstromwert (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx);
      OP1
      erster Operationsverstärker zur Regelung des Stroms durch den ersten Transistor (T1);
      OP1C
      Der Stromkontrollblock speist dabei Strom in den ersten Spannungsteiler (R1, R2, R3, R4) ein. Es kann sich beispielsweise hierbei um mittels einer Logik geschaltete Stromquellen handeln.
      OP2
      zweiter Operationsverstärker. Der zweite Operationsverstärker erfasst den Datenbusstrom (IRSUx) und verstärkt diesen.
      PSI5
      Datenbus-Standard und -Protokoll für die Kommunikation zwischen einem Air-Bag-Steuergerät und einem Airbag-Sensor;
      RSHUNT
      Shunt-Widerstand (RSHUNT) zur Vermessung des Datenbusstromes (IRSUx) aus der ersten Spannungsversorgungsleitung (VSAT) heraus.
      SW1
      erster Schalter in der ersten Spannungsversorgungsleitung (VSAT)
      SW2
      zweiter Schalter in der zweiten Spannungsversorgungsleitung (VSYNC)
      t1
      erster Zeitpunkt, zu dem der zweite Schalter (SW2) und der dritte Schalter (SW3) und der vierte Schalter (SW4) typischerweise synchron geschlossen werden und synchron dazu der erste Schalter (SW1) geöffnet wird;
      t2
      zweiter Zeitpunkt, zu dem die externe Datenbuskapazität (CEXT) vollständig geladen wurde.
      T1
      erster Transistor;
      VSAT
      erste Spannungsversorgungsleitung zur Versorgung der Sensoren mit elektrischer Energie;
      VRSUx
      PSI5 Datenbusanschluss
      VSYNC
      zweite Spannungsversorgungsleitung zur Erzeugung der Trigger-Punkte im Synchronous-Mode des PSI5-Standards für die Sensoren;
  • Liste der zitierten Schriften
    • Nicht Patentliteratur psi5_specification_v13_080729.pdf (Kann unter der URL http://psi5.org/ gefunden werden.)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • http://psi5.org/ [0030]
    • http://psi5.org/ [0032]

Claims (4)

  1. Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbusimpedanz (CEXT) einer Datenbusschnittstelle, die mit einem ersten Anschluss mit dem Datenbusanschluss (VRSUx) der Datenbusschnittstelle und mit einem zweiten Anschluss mit einem Bezugspotenzial (GND) verbunden ist, umfassend die Schritte – Bereitstellen eines ersten Spannungspegels (VR1) mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND); – Ermittlung eines zweiten Spannungspegels (VR2), dessen Spannungswert gegen das Bezugspotenzial (GND) von dem Spannungswert des Datenbusanschlusses (VRSUx) gegen das Bezugspotenzial (GND) abhängt; – Verbinden einer Spannungsversorgungsleitung (VSYNC) mit dem Datenbusanschluss (VRSUx); – Ermittlung eines ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx), der aus dem PSI5-Datenbusanschluss (VRSUx) hinaus fließt; – Vergleich des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) mit einem ersten Schwellwert (ITH) und Erzeugung eines Vergleichsergebnisses (COMP_OUT); – Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbusimpedanz (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbusimpedanz (CEXT) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis (COMP_OUT)
  2. Verfahren nach Anspruch 1 umfassen die zusätzlichen Schritte – Erfassen eines Ladezeitraums (Δt) zwischen einem ersten Zeitpunkt (t1), zu dem der Betrag des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) über dem Betrag des ersten Schwellwerts (ITH) liegt, und einem dem ersten Zeitpunkt (t1) nachfolgenden zweiten Zeitpunkt (t2), zu dem der Betrag des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) wieder unter dem Betrag des ersten Schwellwerts (ITH) liegt; – Vergleich des so ermittelten Ladezeitraums (Δt) mit einem Ladezeitraumvorgabewert durch Ermittlung eines Ladezeitraumvergleichswertes; – Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbusimpedanz (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbusimpedanz (CEXT) in Abhängigkeit vom Ladezeitraumvergleichswert.
  3. Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität (CEXT) einer Datenbusschnittstelle im Betrieb nach Anspruch 1 umfassend die zusätzlichen Schritte – Signalisierung an zumindest einen ersten Datenbusteilnehmer, dass eine Prüfung der Datenbusimpedanz (CEXT) durchgeführt werden soll; – Durchführung der Prüfung auf das Vorhandensein der Datenbusimpedanz (CEXT) entsprechend Anspruch 1 durch einen weiteren Datenbusteilnehmer, der mit dem ersten Datenbusteilnehmer identisch sein kann, und hierbei Schließen auf die korrekte Funktion bzw. die nicht korrekte Funktion der Datenbusimpedanz (CEXT) und/oder Schließen auf das Vorhandensein bzw. das nicht Vorhandensein der Datenbusimpedanz (CEXT) unter Ermittlung eines Prüfungsergebnisses; – Übermittlung des Prüfungsergebnisses an einen anderen Datenbusteilnehmer, der mit dem ersten Datenbusteilnehmer, nicht aber mit dem weiteren Datenbusteilnehmer identisch sein kann.
  4. Verfahren zur Erkennung des Vorhandenseins und der korrekten Funktion einer Datenbuskapazität (CEXT) einer PSI5-Datenbusschnittstelle im Betrieb nach Anspruch 1 umfassend die zusätzlichen Schritte – Ermittlung des ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) des Datenbusstroms (IRSUx) zu einem Zeitpunkt, beim eine ordnungsgemäße Funktion der Datenbuskapazität (CEXT) sichtgestellt ist, und Erhöhen so ermittelten Datenbusstromwerts (Ibus) um einen vorgebenen oder programmierbaren oder einstellbaren Betrag und Verwendung des Ergebnisses als ersten Schwellwert (ITH);
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http://psi5.org/

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