(57)【要約】  たとえば回転速度センサ等のセンサ素子を含む電子装置は、第１のマイクロコントローラ（８）および第１の給電電圧源（１０）を有する第１の電源網（４）を備えている。本電子装置はまた、第２のマイクロコントローラ（８）および第２の給電電圧源（３０）を有する第２の電源網（４）を備えている。両電源網（４，６）を妨害影響に関してデカップリングするように構成されたデカップリングエレメント（４２〜５０）が設けられている。
2009501920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源網（４）と第２の電源網（６）とを備えた電子装置において、
該第１の電源網（４）は第１のマイクロコントローラ（８）および第１の給電電圧源（１０）を有し、
該第２の電源網（６）は第２のマイクロコントローラ（３２）および第２の給電電圧源（３０）を有し、
両電源網（４，６）を妨害影響に関してデカップリングするように構成されたデカップリングエレメント（４２〜５０）が設けられていることを特徴とする、電子装置。
【請求項２】
前記デカップリングエレメント（４２〜５０）は抵抗器である、請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記第２のマイクロコントローラ（３２）は、センサ素子とともにチップ上に集積されており、該センサ素子の測定信号を処理するように構成されている、請求項１または２記載の電子装置。
【請求項４】
前記第１の電源網（４）に第１のセンサ素子（１８）が所属しており、
前記第２のマイクロコントローラ（３２）とともにチップ上に集積されたセンサ素子は、該第１のセンサ素子（３６）に対して冗長的な第２のセンサ素子（３６）である、請求項３記載の電子装置。
【請求項５】
前記第２の電源網（６）は、前記第１の電源網（４）におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側（５４）を作動不能にし、かつ／または、該第１の電源網（４）においてエラーが識別された場合にエラー信号を送出するように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の電子装置。
【請求項６】
前記第１の電源網（４）は、前記第２の電源網（６）におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または、該第２の電源網（６）においてエラーが識別された場合にはエラー信号を送出するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子装置に関し、とりわけ自動車で使用するのに適した電子装置に関する。
【０００２】
たとえば回転速度センサ等のセンサ素子を含むエレクトロニクス装置は、自動車におけるセーフティクリティカルな用途にますます使用されてきており、たとえば走行ダイナミクス制御システムの枠内でますます使用されてきている。
【０００３】
このようなセーフティクリティカルな用途では、確実かつ安全な動作に特に大きな重要性が置かれる。
【０００４】
本発明の課題は、確実かつ安全な動作を可能にする電子装置を提供することである。
【０００５】
前記課題は独立請求項の構成によって解決される。従属請求項に本発明の有利な路実施形態が記載されている。
【０００６】
本発明は、第１のマイクロコントローラおよび第１の給電電圧源を有する第１の電源網と第２のマイクロコントローラおよび第２の給電電圧源を有する第２の電源網とを備えた電子装置を特徴とする。妨害影響に関して両電源網をデカップリングするために構成されたデカップリングエレメントが設けられている。このような構成により、たとえばそれぞれ他方の電源網に対する過電圧の作用を、該他方の電源網にクリティカルに影響することがないように、簡単に低減することができる。さらに、電子装置を適切に構成することでたとえば、第１の給電電圧源または第２の給電電圧源における欠陥に起因するそれぞれ他方の電源網における過電圧を識別することもできる。
【０００７】
本電子装置の有利な構成では、デカップリングエレメントは抵抗器である。これは、特に簡単であると同時に高効率である。その際には、たとえばそれぞれ他方の電源網における最大過電圧等の最大の妨害影響が確実に損傷を引き起こさないように、デカップリングエレメントの選択をシミュレーションによって簡単に行うことができ、また別の計算によっても行うことができる。
【０００８】
本電子装置の別の有利な構成では、第２のマイクロコントローラはセンサ素子とともにチップ上に集積され、該センサ素子の測定信号を処理するように構成される。この構成の利点は、第２のマイクロコントローラは２重の機能を有し、しかもセンサ素子の測定信号を処理するように構成され、それと同時にそれぞれ第１の電源網におけるエラーを検出するのに使用することもできることである。
【０００９】
本発明の別の有利な構成では、第１の電源網に第１のセンサ素子が所属している。第２のマイクロコントローラとともにチップ上に集積されたセンサ素子は、第１のセンサ素子に対して冗長的な第２のセンサ素子である。このようにして、センサ素子の冗長性と同様に冗長的な第１の給電電圧源および第２の給電電圧源とによって、非常に高い確実性を保証することができる。
【００１０】
本発明の別の有利な構成では、第２の電源網は第１の電源網におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または、該第１の電源網にエラーが識別された場合にはエラー信号の送出をするように構成される。このようにして、第１の電源網におけるエラーが、たとえば電子装置の出力信号をさらに処理する制御ユニットにおいて識別されずにさらに作用しないことを簡単に保証することができる。
【００１１】
たとえば、第１の電源網ないしは第２の電源網のエラーは、各給電電圧源の出力側の過電圧である。
【００１２】
第１の電源網が、第２の電源網におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または第２の電源網にエラーが識別された場合にエラー信号を送出するように構成されると、相応の利点が得られる。
【００１３】
以下で本発明の実施例を、概略的な図面に基づいて詳細に説明する。図は１つだけであり、この図は、給電電位入力端１と基準電位入力端２とを有する電子装置を示す。給電電圧入力端１は自動車での使用時には、有利には自動車の車載電源網電圧供給部に結合され、たとえば１２Ｖまたは１４Ｖまたは２４Ｖまたは４８Ｖの電位に結合される。
【００１４】
電子装置は第１の電源網４と第２の電源網６とを有し、この図では第１の電源網４と第２の電源網６との間の分離線は破線によって示されている。第１の電源網４は第１のマイクロコントローラ８を有し、これは有利にはいわゆるホストマイクロコントローラとして構成されている。第１のマイクロコントローラ８は、第１の電源網４の第１の給電電圧源１０に導電接続されており、該第１の給電電圧源１０によって給電される。第１の給電電圧源１０はさらに有利には、低電圧識別ユニット１２とリセットユニット１４も有する。低電圧識別ユニット１２は、所定の電圧閾値の所定の不足を識別し、所定の電圧閾値の所定の不足が識別された場合には、相応のシグナリング信号を生成するように構成されている。第１のマイクロコントローラは低電圧識別ユニット１２にもリセットユニット１４にも結合されている。リセットユニット１４は、第１のマイクロコントローラ８をリセットするためのリセット信号を生成するように構成されている。
【００１５】
さらに第１の電源網４は、第１のセンサ素子１８と、有利には第３のマイクロコントローラと通信インタフェースとを有する第１のＡＳＩＣ１６を含む。この通信インタフェースは、たとえばＳＰＩインタフェースである。第１のセンサ素子１８はたとえば回転速度センサとして、マイクロメカニカル技術で構成されている。有利にはクロック発生器２０が設けられており、これは第１のＡＳＩＣ１６に所属する。
【００１６】
さらに有利には、第１のマイクロコントローラ８に所属する別のクロック発生器２６も設けられている。
【００１７】
第１の電源網４はさらに加速度センサ２２，２４も有し、これらはたとえば、自動車の縦加速度ないしは横加速度を検出するために構成されている。
【００１８】
さらに、第１の電源網４にはインタフェースドライバ５２も所属しており、これは、信号を生成するように構成され、該信号はたとえばバスを介して、たとえばＣＡＮバスを介して伝送される。こうするためには、電子装置は出力端５４も有する。このようにして電子装置は、たとえば制御ユニットと通信し、たとえば走行ダイナミクス制御システム制御ユニットと通信し、該制御ユニットに、その時点の横加速度またはその時点の縦加速度の情報、または車両の高さ軸を中心とするその時点の回転速度の情報を供給することができる。
【００１９】
加速度センサ２２，２４は有利には、適切なアナログ入力端を介して第１のマイクロコントローラ８に導電接続されている。第１のＡＳＩＣ１６は有利には、ＳＰＩインタフェースを介して、第１のマイクコントローラの相応のＳＰＩインタフェースに接続されている。
【００２０】
第２の電源網６は第２の給電電圧源３０を有する。第１の給電電圧源１０および第２の給電電圧源３０は、各電源網４，６に対して設定された給電電圧を生成するために、たとえば５Ｖを生成するように構成されている。
【００２１】
第２の電源網はさらに第２のマイクロコントローラ３２も有し、これは第２のＡＳＩＣ３４に組み込まれている。第２のＡＳＩＣ３４は有利にはさらに、第２のセンサ素子３４も有し、これも有利には回転速度センサとして構成されている。さらに第２のＡＳＩＣ３４は通信インタフェースも有し、たとえばＳＰＩインタフェースも有し、これを介して第１のマイクロコントローラまたは第３のマイクロコントローラと通信することができる。第２のマイクロコントローラ３２は有利には、第２のセンサ素子３６の測定信号を処理して診断機能および／または監視機能を実行するように構成されている。第２のＡＳＩＣ３４にはさらに別のクロック発生器３８も所属している。さらに第２の電源網６は、別の加速度センサ４０も有し、たとえば横加速度を検出するための別の加速度センサも有する。
【００２２】
妨害影響に関して、たとえば過電圧に関して第１の電源網４を第２の電源網６からデカップリングするために、デカップリングエレメント４２，４４，４６，４８，４９，５０が設けられている。これらは有利には、電気的な抵抗器として形成されている。しかし、とりわけダイナミックな信号の場合には、たとえばコンデンサとして形成されるか、または当業者に公知のようにデカップリングを引き起こすように構成され、たとえばオプトカプラとして形成された場合のようなデカップリングを引き起こすように構成される。デカップリングエレメント４２，４４，４６，４８，４９，５０は、最大で妨害影響が発生した場合にも両電源網４，６の十分なデカップリングが引き起こされて、それぞれ他方の電源網が、該他方の電源網でない他方の電源網の妨害影響によってクリティカルになるほど影響されることがないように選定されている。この妨害影響はたとえば、第１の給電電圧源１０または第２の給電電圧源３０の欠陥によって引き起こされる過電圧である。
【００２３】
抵抗器として形成されたデカップリングエレメント４２〜５０は次のように構成される。すなわち、その時点でエラーなしで動作する給電電圧源１０，３０によってそれぞれ他方の電源網に最大で電圧が印加された場合に、デカップリングエレメント４２〜５０を最大で流れる電流が、該給電電圧源によって発生された電流が適切に弱まることによって補償されるように構成される。抵抗器として形成されたデカップリングエレメント４２〜５０の抵抗値は有利には、シミュレーションまたは別の計算によって求められる。このようにして、給電電圧源１０，３０のうち一方の欠陥によって引き起こされた過電圧はそれぞれの電源網４，６に制限される。第１の電源網にこのような過電圧が発生した場合、第２の電源網６は過電圧から保護され続け、制限されることなく機能することができる。逆のことも相応に当てはまる。
【００２４】
有利には第２のマイクロコントローラ３２は、このような妨害をたとえば第１の電源網の給電電圧の検出によって識別するか、または第１の電源網４の測定信号または出力信号の妥当性検査によって識別するようにも構成される。たとえば、第１のＡＳＩＣ１６において生成されＳＰＩインタフェースを介して第２のマイクロコントローラ３２へ伝送された測定信号は、第２のＡＳＩＣ３４において生成された相応の測定信号と比較されて妥当性検査される。このようにして、第２のマイクロコントローラ３２によって第１の電源網の妨害を推定することができる。
【００２５】
第２のマイクロコントローラによって第１の電源網４のエラーが識別された場合、たとえば、第１のマイクロコントローラ８によって開始されるインタフェースドライバ５２に関する情報の後続の送信が第２のマイクロコントローラ３２によって遮断される。こうするためには第２のマイクロコントローラは、有利には出力段５１に導電接続され、たとえば、抵抗器として形成された別のデカップリングエレメント４９を介してトランジスタのベースを駆動制御することにより、第２のマイクロコントローラ３２からインタフェースドライバ５２への別の信号伝送が遮断されるように構成される。このような構成により、たとえば回転速度または縦加速度または横加速度に関するエラーなしの情報が、ＣＡＮバスを介して別の制御ユニットへ、たとえば走行ダイナミクス制御システム制御ユニットへ伝送されないことを保証することができる。第２のＡＳＩＣ３４は、さらに別のデカップリングエレメント５０を介して第１のマイクロコントローラ８の入力端に電気的に結合することもできる。択一的または付加的に第２のマイクロコントローラ３２を、第１の電源網でエラーが識別された場合にエラー信号送出を実施して、たとえば別の制御ユニットに第１の電源網４のエラーが通知されるように構成することもできる。
【００２６】
第１のマイクロコントローラ８は、第２の電源網６のその時点の給電電圧を検出するように構成される。こうするために有利には、第２の電源網６に分圧器が設けられ、これが結合エレメント４６を介して第１のマイクロコントローラ８のアナログ入力端に電気的に結合されるように構成される。さらに、過電圧によって第２の電源網６に発生された妨害を、第１の電源網４ないしは第２の電源網６に所属する横加速度センサの測定信号の妥当性検査によって識別することもできる。このことは、加速度センサ２２，２４，４０の測定信号が典型的にはレシオメータ形式である事実、すなわち加速度が等しい場合には信号レベルはその時点の給電電圧に依存する事実に基づく。
【００２７】
択一的に、第２の電源網６における妨害の識別は第１のマイクロコントローラ８によって、第１のセンサ素子１８および第２のセンサ素子３６の測定信号を相互に妥当性検査することによって識別することができる。第１のマイクロコントローラは有利には、第２の電源網６におけるエラーの識別後に有利には、場合によっては非常動作に移行するためにエラー信号を送出し、しかも有利には、制御ユニットの適切なエラー信号を送出するか、または適切な警告信号を車両のドライバに対して出力して、セーフティ上の理由から場合によっては走行ダイナミクス制御システムを作動不能にするように構成される。また択一的または付加的に、第１のマイクロコントローラ８を、第２の電源網６でエラーが識別された場合に第２の電源網６の相応の出力端を作動不能にするように構成することもできる。
【００２８】
第２の給電電圧源３０は通常は、第２の電源網６の比較的小さい所要電流に対してのみ、第１の電圧源１０として構成しなければならない。このことによって、第２の電圧源３０を特に簡単に構成し、たとえば簡単な縦型レギュレータとして構成することができる。このような第１の給電電圧源１０および第２の給電電圧源３０を構成することにより、一方の電源網４，６に非常に高い電圧が存在する場合でも、他方の電源網４，６は所望の給電電圧で、該電源網４，６にそれぞれ所属する給電電圧源１０，３０によって給電され、かつ、保護作用を実現するために、動作電圧下限を引き上げる構成要素を必要とすることがなくなることを保証できる。このことはとりわけ、自動車の内燃機関の始動時に有利である。このような構成要素はたとえば、関連の電圧降下を有する電圧制限素子、たとえばツェナダイオードである。
【００２９】
択一的に、デカップリングエレメントはたとえばコンデンサを有することもできる。さらに、それぞれ他方のマイクロコントローラを、テスト計算演算の設定と供給された結果の評価とによって監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】電子装置を示す。
【図１】
2009501920.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月31日(2007.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このようなセーフティクリティカルな用途では、確実かつ安全な動作に特に大きな重要性が置かれる。
先行技術文献として、ＷＯ２００５／００１３８０およびＤＥ１０２００４０１９８７４Ａ１を挙げておく。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
第２の電源網は第１の電源網におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または、該第１の電源網にエラーが識別された場合にはエラー信号の送出をするように構成される。このようにして、第１の電源網におけるエラーが、たとえば電子装置の出力信号をさらに処理する制御ユニットにおいて識別されずにさらに作用しないことを簡単に保証することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
たとえば、第１の電源網ないしは第２の電源網のエラーは、各給電電圧源の出力側の過電圧である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の電源網が、第２の電源網におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または第２の電源網にエラーが識別された場合にエラー信号を送出するように構成されると、相応の利点が得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本電子装置の有利な構成では、デカップリングエレメントは抵抗器である。これは、特に簡単であると同時に高効率である。その際には、たとえばそれぞれ他方の電源網における最大過電圧等の最大の妨害影響が確実に損傷を引き起こさないように、デカップリングエレメントの選択をシミュレーションによって簡単に行うことができ、また別の計算によっても行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本電子装置の別の有利な構成では、第２のマイクロコントローラはセンサ素子とともにチップ上に集積され、該センサ素子の測定信号を処理するように構成される。この構成の利点は、第２のマイクロコントローラは２重の機能を有し、しかもセンサ素子の測定信号を処理するように構成され、それと同時にそれぞれ第１の電源網におけるエラーを検出するのに使用することもできることである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の有利な構成では、第１の電源網に第１のセンサ素子が所属している。第２のマイクロコントローラとともにチップ上に集積されたセンサ素子は、第１のセンサ素子に対して冗長的な第２のセンサ素子である。このようにして、センサ素子の冗長性と同様に冗長的な第１の給電電圧源および第２の給電電圧源とによって、非常に高い確実性を保証することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月24日(2007.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車で使用するための電子装置において、
第１の電源網（４）と第２の電源網（６）とを備えており、
該第１の電源網（４）は第１のマイクロコントローラ（８）および第１の給電電圧源（１０）を有し、
該第２の電源網（６）は第２のマイクロコントローラ（３２）および第２の給電電圧源（３０）を有し、
両電源網（４，６）を妨害影響に関してデカップリングするように構成されたデカップリングエレメント（４２〜５０）が設けられており、
該第２の電源網（６）は、該第１の電源網（４）におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側（５４）を作動不能にし、かつ／または、該第１の電源網（４）においてエラーが識別された場合にはエラー信号を送出するように構成されており、
該第２のマイクロコントローラ（３２）は、センサ素子とともにチップ上に集積されており、該センサ素子の測定信号を処理するように構成されていることを特徴とする、電子装置。
【請求項２】
前記デカップリングエレメント（４２〜５０）は抵抗器である、請求項１記載の電子装置。
【請求項３】
前記第１の電源網（４）に第１のセンサ素子（１８）が所属しており、
前記第２のマイクロコントローラ（３２）とともにチップ上に集積されたセンサ素子は、該第１のセンサ素子（３６）に対して冗長的な第２のセンサ素子（３６）である、請求項１または２記載の電子装置。
【請求項４】
前記第１の電源網（４）は、前記第２の電源網（６）におけるエラーを識別し、該第１の電源網の出力側を作動不能にし、かつ／または、該第２の電源網（６）においてエラーが識別された場合にエラー信号を送出するように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電子装置。
【国際調査報告】
2009501920.tif 000004
2009501920.tif 000005
2009501920.tif 000006
2009501920.tif 000007