特許 7398206 少なくとも１つの電子構成部品を確実に機能するように作動させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-06

(45)【発行日】2023-12-14

(54)【発明の名称】少なくとも１つの電子構成部品を確実に機能するように作動させるための方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20231207BHJP

   G06F 1/32 20190101ALI20231207BHJP

   G01K 15/00 20060101ALI20231207BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20231207BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 Z

G06F1/32

G01K15/00

G01R31/26 G

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019093334

(22)【出願日】2019-05-17

(65)【公開番号】P2020024670

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2022-04-22

(31)【優先権主張番号】10 2018 208 994.9

(32)【優先日】2018-06-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100147991

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161908

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 依子

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】ミュラー，ベルンド

(72)【発明者】

【氏名】マーシャルスキー，マテウシュ

(72)【発明者】

【氏名】エルモソ ペラロ，サンドラ

(72)【発明者】

【氏名】バナゲル―ブーフナー，ウーヴェ

(72)【発明者】

【氏名】コストルス，ヴォルフガング

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５１６６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－１４７４１６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／０２

Ｇ０６Ｆ １１／００

Ｇ０６Ｆ １／３２

Ｇ０１Ｋ １５／００

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

システム（３）内で少なくとも１つの電子構成部品（７）を確実に機能するように作動させるための方法（１）において、
前記システム（３）の始動プロセス（２）を開始するステップと、
決定論理（５）を作動させるステップ（４）と、
少なくとも１つの温度センサ（１６，１８）を読み取るステップ（６）と、
少なくとも１つの温度センサ（１６，１８）の測定された温度に基づいて、少なくとも１つの電子構成部品（７）が確実に機能するように作動可能であるかどうかを、前記決定論理（５）によって検査するステップ（８）と、
少なくとも１つの温度センサ（１６，１８）によって測定された温度が第２の閾値を下回ると、前記決定論理（５）によって少なくとも１つの電子構成部品（７）の作動を開始するステップ（１０）と、
を有している、少なくとも１つの電子構成部品（７）を確実に機能するように作動させるための方法（１）において、
測定された温度が第１の閾値を上回りかつ前記第２の閾値を下回ったときに、前記決定論理（５）によって少なくとも１つの前記電子構成部品（７）をエネルギ節約モードで作動させ、
少なくとも１つの前記電子構成部品（７）の電子テストを前記決定論理（５）によって実行する、
方法。

【請求項2】

少なくとも１つの前記温度センサ（１６，１８）の測定された温度が第２の閾値を上回ると、測定された温度が前記第２の閾値を下回るまで、少なくとも１つの前記電子構成部品（７）の作動を前記決定論理（５）によって停止する、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記決定論理（５）によってセルフテストを実行する、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記決定論理（５）によって、少なくとも１つの前記温度センサ（１６，１８）がエラーを有しているかどうかを検査する、請求項１～３までのいずれか一項記載の方法。

【請求項5】

前記決定論理（５）によって少なくとも１つの前記温度センサ（１６，１８）のエラーが確定されると、前記決定論理（５）によって前記システム（３）の新たな始動を開始させるかまたはエラーメッセージを生成する、請求項４記載の方法。

【請求項6】

少なくとも１つの前記 電子構成部品（７）の自己発熱を前記決定論理（５）によって考慮する、請求項１～５までのいずれか一項記載の方法。

【請求項7】

請求項１～６までのいずれか一項記載の方法（１）を実行するためのシステム（３）であって、少なくとも１つの電子構成部品（７）と、少なくとも１つの前記電子構成部品（７）の作動を検査し（６，８）かつ開始させる（１０）ための少なくとも１つの決定論理（５）を有しており、少なくとも１つの電子構成部品（７）が、システム始動（２）の際に、少なくとも１つの電子構成部品（７）のための確実に機能する基本条件が存在するときに、前記決定論理（５）によって作動可能である、システム（３）。

【請求項8】

前記決定論理（５）が少なくとも１つの内部の温度センサ（１６）に電子的に接続されている、請求項７記載のシステム。

【請求項9】

前記決定論理（５）が少なくとも１つの外部の温度センサ（１８）に電子的に接続されている、請求項７または８記載のシステム。

【請求項10】

前記決定論理（５）が、集積回路、マイクロコントローラまたはＰＭＩＣとして構成されている、請求項７～９までのいずれか一項記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、システム内で少なくとも１つの電子構成部品を確実に機能するように作動させる方法、並びにこのような方法を実行するためのシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車分野では、様々な電子構成部品が特にコントロールユニットに搭載されている。このような形式の電子構成部品は、特に安全にかかわる使用、例えばドライブアシストシステムを実行するために使用される。故障のない機能を保証するために、電子構成部品はその仕様範囲内で運転されなければならない。特に、構成部品の運転は、仕様限界よりも高い温度では危険であると評価され得る。何故ならば構成部品の自己発熱が運転温度をさらに高め得るからである。このような形式の電子構成部品は、例えばマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサであり得る。

【0003】

多くの使用分野では、高すぎる温度に達することは、実際にまず運転中にあり得る。運転中に、ソフトウエアに基づいて温度センサへのアクセスが可能である。何故ならば、電子構成部品は、運転中にまず仕様範囲内で運転され、より高い温度に向かう方向に外れることは早めに気づかれるからである。

【0004】

しかしながら、始動時点が特に危険である電子構成部品が存在する。例えば、フロントガラスに取り付けられたビデオコントロールユニットでは、太陽に照らされる熱い場所での駐車状況が高すぎる温度を生ぜしめる。何故ならば、そこで、走行中の気流によっても空調装置によっても冷却され得ないからである。

【0005】

高すぎる温度で電子構成部品が始動されると、電子構成部品の正常な機能性があてにならなくなる。何故ならば、運転が仕様範囲外で行われるからである。想定されるべき“ｗｏｒｓｔ ｃａｓｅ”－Ｓｚｅｎａｒｉｏ「最悪ケースのシナリオ」では、このような電子構成部品はさらに過熱され、安全にかかわる誤機能が誘発される。

【0006】

電子構成部品が、仕様範囲外でも電子的に接続された温度センサを読み取ろうと試み、次いで遮断を開始する解決策は公知である。しかしながら、このような解決策は、安全上問題のある使用を実行するために、十分な信頼性を有していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の課題は、高い周囲温度においても電子構成部品の確実な起動を保証する方法およびシステムを提案することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この課題は、独立請求項のそれぞれの対象によって解決される。本発明の好適な実施形態は、それぞれ従属請求項の対象である。

【0009】

本発明の一態様によれば、システム内で少なくとも１つの電子構成部品を確実に機能するように作動させるための方法が提供される。

【0010】

１つのステップで、システムの始動プロセスが開始される。この場合、決定論理が作動される。少なくとも１つの温度センサが、作動された決定論理によって読み取られる。決定論理は、少なくとも１つの温度センサの測定された温度に基づいて、少なくとも１つの電子構成部品が確実に機能するように作動可能であるかどうかを検査する。少なくとも１つの電子構成部品のための確実に機能する基本条件が算出されると、少なくとも１つの電子構成部品の作動が決定論理によって開始される。このような形式の基本条件は、特に少なくとも１つの温度センサによって測定された、閾値を下回る温度であってよい。

【0011】

少なくとも１つの電子構成部品は、例えばマイクロコントローラ、集積回路等であってよい。

【0012】

電子構成部品のコア内の温度のための典型的な閾値は例えば１２５℃である。この温度は、電子構成部品の運転中に超えられないようになっている。この方法によって、少なくとも１つの電子構成部品が運転中に温度閾値を上回ることは避けることができる。この場合、決定論理が測定値に基づいて、少なくとも１つの電子構成部品がスイッチオンされるかまたは作動停止状態に留まるかどうかを決定することができる。

【0013】

システムの始動後に、決定論理は自動的に作動される。これは例えば電気式始動の形で行われる。決定論理は、オプション的に様々なチェック若しくは検査を実施する。特に、決定論理は、単数または複数の温度センサから読み取ることができる温度値の検査を実施することができる。特に、決定論理によって、温度センサにエラーが存在しているかどうか、および温度センサによって測定された温度が閾値を上回っているかどうか検査される。

【0014】

この検査に基づいて、決定論理内で、少なくとも１つの電子構成部品が始動されてよいかどうかの決定が下される。イエスの場合、電子構成部品が始動され、ノーの場合、この方法がより早いステップから繰り返される。この方法が引き続きどのステップから繰り返されるかは、どの検査基準が侵されたかどうかに依存している。例えば、高すぎる測定温度では、温度は、温度が閾値を下回るまで新たに読み取られてよい。温度センサにエラーが確認された場合、例えばシステムが新たに始動される。

【発明の効果】

【0015】

本発明の方法によって、少なくとも１つの電子構成部品の、高い温度においても確実な起動が可能となる。これは、欠陥のある温度センサの場合でも、確実かつ間違いなく実行することができる。何故ならば温度センサのエラー検査が行われるからである。特に、これによって、ＩＳＯ２６２６２規格を満たすシステムを実現することができる。

【0016】

この方法の一実施例によれば、少なくとも１つの温度センサの測定された温度が閾値を上回ると、測定された温度が前記閾値を下回るまで、少なくとも１つの電子構成部品の作動が決定論理によって停止される。例えば、温度センサによって測定された温度だけが高すぎる場合、このステップは、十分な冷却が行われるまで繰り返される。これによって、電子構成部品の冷却を可能にする待機ループがこの方法に実装され得る。決定論理は、好適には温度変化を算出しかつ記憶することができ、これによって、冷却曲線の算出および温度変化の分析が可能となる。

【0017】

この方法の別の実施例によれば、決定論理によってセルフテストが実行される。これによって、決定論理の正確な機能性が検査される。これは、例えば温度の検査によって、または決定論理の関連した領域の電気的な測定および次いで目標値との比較によって行うことができる。

【0018】

この方法の別の実施例によれば、決定論理によって少なくとも１つの構成部分の電子テストが実行される。このような手段によって、回路内での例えば短絡またはその他のエラーを防止するために、例えば少なくとも１つの電子構成部品のキャパシタンス測定または抵抗測定が、決定論理によって実行され得る。

【0019】

この方法の別の実施例によれば、決定論理によって、少なくとも１つの温度センサがエラーを有しているかどうかの検査が行われる。特にこの検査は、単数または複数の追加的な温度センサを使用することによって実行され得る。これによって、温度センサの間違いのない機能性が、温度センサの重複した配置によって保証される。

【0020】

この方法の別の実施例によれば、決定論理によって少なくとも１つの温度センサのエラーが確認されると、決定論理によってシステムの新たな始動を開始させるかまたはエラーメッセージを生成する。温度センサにエラーがあれば、決定論理はシステムの新たな始動を開始することができる。新たな始動後にエラーが取り除かれないと、好適にはエラーメッセージが生成され、例えば出力装置に伝送される。

【0021】

この方法の別の実施例によれば、測定された温度が第１の閾値を上回りかつ第２の閾値を下回ったときに、決定論理によって少なくとも１つの電子構成部品がエネルギ節約モードで作動される。これによって、仕様範囲内で電子構成部品の機能性を可能にするが電子構成部品の自己発熱に依存して時間的に早期に超過可能な温度の閾値のための、さらに別の中間ステップが規定される。強制されたエネルギ節約モードによって、自己発熱は低下され、仕様限界の範囲内で電子構成部品の持続的な運転が可能となる。

【0022】

選択的な実施態様によれば、このような形式のエネルギ節約モードは必ずしも必要ではない。構成部品の自己発熱が通常の運転モードにおいても若しくはいわゆる”ｆｕｌｌ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｅ「フルパワーモード」”においても十分に低下されていれば、このモードも使用され得る。電子構成部品が作動されると、構成部品は仕様範囲内で内部の温度センサにアクセスすることができ、それによって仕様限界を逸脱する前に早めに相応の対抗手段を開始することができる。

【0023】

この方法の別の実施例によれば、検査を実行する際に、少なくとも１つの電子構成部品の自己発熱が決定論理によって考慮される。

【0024】

温度センサと電子構成部品との熱接続が、温度センサが電子構成部品よりもシステマティックに高い自己発熱を有するように構成されていれば特に好適である。特に、温度センサの自己発熱は、いわゆる“ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｅ「低パワーモード」”における構成部品の自己発熱よりも高くてよい。これは特に、温度センサが決定論理内に組み込まれていれば、比較的簡単に得ることができる。この場合、システムの作動時における熱的な閾値は、決定論理の内部温度センサの温度測定から直接算出することができる。

【0025】

本発明の別の態様によれば、本発明による方法を実行するためのシステムが提供される。このシステムは、少なくとも１つの電子構成部品と、少なくとも１つの電子構成部品の作動を検査しかつ開始させるための少なくとも１つの決定論理を有しており、この場合、システム始動の際に、少なくとも１つの電子構成部品のための確実に機能する基本条件が存在するときに、少なくとも１つの電子構成部品が決定論理によって作動可能である。これによって、少なくとも１つの電子構成部品の作動前に、構成部品の確実な運転のための基本条件が決定論理によって検査されかつ確定され得る。これによって特に、少なくとも１つの電子構成部品の運転がその仕様限界の範囲内で保証され、システムの安全性が高められる。

【0026】

システムの一実施例によれば、決定論理が少なくとも１つの内部の温度センサに電子的に接続されている。従って、決定論理は、直接的にかつ確実に接続可能である内部の温度センサを有していてよい。このような形式の決定論理は、温度センサの使用によって、電子構成部品を作動させるための機械的または電子的なリレーを制御する、例えば集積回路または制御回路として構成されていてよい。

【0027】

システムの別の実施例によれば、決定論理が少なくとも１つの外部の温度センサに電子的に接続されている。内部の温度センサの代わりにまたはこれに追加して、決定論理は少なくとも１つの別の外部の温度センサに接続されていてよい。決定論理および温度センサは、好適には電子構成部品の限界温度よりも高い温度に規定されている。限界温度は、例えば少なくとも１５０℃であってよい。

【0028】

さらに、温度センサの別の配置構成が使用されてもよい。例えば、決定論理は２つまたはそれ以上の内部の温度センサを有していてよい。決定論理は、複数の外部の温度センサにアクセスすることもできる。特に、温度センサを重複して使用することによって、温度の誤った測定は避けられる。特に、高品質の複数の温度センサが互いに妥当化され得る。何故ならば、これらの温度センサは比較的似たような温度を測定できるからである。従って、システム内に、温度センサの重複した使用を避ける、温度センサの選択的または追加的な監視または保護が設けられてもよい。

【0029】

決定論理が通信接続部を介して少なくとも１つの構成部品に接続されていて、それによって温度値が構成部品に伝送されるようになっていれば、さらに、好適である。

【0030】

システムの別の実施例によれば、決定論理は、集積回路、マイクロコントローラまたはＰＭＩＣとして構成されている。これによって、決定論理は、広範囲の調整課題および検査課題を実行し、かつ例えば温度特性を分析することができる。

【0031】

本発明による解決策は、追加的に以下の利点を有している。
－例えば重複する２つの温度センサによって構成された確実な構成部品外部のセンサが提供される。
－決定論理が、外部の温度を読み取り、少なくとも１つの電子構成部品が始動されるかどうかを決定することができる。
－電子構成部品のいわゆる“ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ「低パワー」”運転モードを可能にし、それによって電子構成部品が、内部または外部の温度センサへのアクセスを得ることができる。
－少なくとも１つの電子構成部品の内部および外部の温度センサと決定論理との互いに適合された熱接続。特に、内部の温度センサを保護するために外部の温度センサが使用される。これによって、すべての温度シナリオにおいてシステムの明らかに安全なハイスタートが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明による方法の概略的なフローチャートである。

【図2】本発明の一実施例によるシステムの概略図である。

【図3】システムの可能な状態および状態間の可能な移行を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下に、著しく簡略化した概略図を用いて本発明の好適な実施例を詳しく説明する。

【0034】

図面中、同じ構成要素はそれぞれ同じ符号を有している。

【0035】

図１は、本発明の一実施例による方法１の概略的なフローチャートを示す。

【0036】

第１のステップ２でシステム３が始動される。別のステップ４で、決定論理５の作動が行われる。次いで決定論理５が複数の検査６を実行する。特に決定論理５によって、少なくとも１つの電子構成部品７の温度が構成部品７の仕様範囲内にあるかどうかが検査される６。決定論理５の検査に基づいて、評価８が実行される。評価８において、決定論理５によって、電子構成部品７が作動されるか、または方法２，４，６のステップが繰り返されるかが決定される。例えば決定論理５によって算出された温度が所定の閾値を下回ると、電子構成部品７の始動が開始され得る１０。そうでなければ、基本条件が電子構成部品７に該当するかまたは故障メッセージが生成されるまで待機される。

【0037】

熱により均質化された周囲からシステム３を始動２させる際に、図１に示されたシーケンス条件を守って、外部の温度センサで測定される（”ｍｏｄｕｌｏ Ｔｏｌｅｒａｎｚｅｎ”「モジューロ公差」）温度は、電子構成部品７の温度よりも高い。これによって、閾値は、システム３の始動中における電子構成部品７の最大自己発熱および公差を差し引いた電子構成部品７の仕様限界として規定され得る。

【0038】

図２は、本発明の一実施例によるシステム３の概略図を示す。システム３は電子構成部品７を有しており、この構成部品７は、マイクロプロセッサとしてまたはマイクロコントローラとして構成されている。構成部品７は、通信接続部１２を介して決定論理５に接続されている。さらに、決定論理５と構成部品７との間に作動接続部１４が配置されており、この作動接続部１４によって、決定論理５が電子構成部品７の作動を開始することができる。通信接続部１２は、データおよび特に温度測定値を交換するために使用される。通信接続部を介して、温度値が温度センサ１６，１８によって例えば規則的な時間間隔で決定論理５から構成部品７に伝送され得る。作動接続部１４は例えばエネルギ供給配線であってよい。

【0039】

決定論理５は内部の温度センサ１６を有している。冗長性を保証するために、決定論理５は別の外部の温度センサ１８に接続されている。２つの温度センサ１６，１８の測定値は、決定論理５によって読み取られ、評価されまたは少なくとも制御のために使用される。

【0040】

少なくとも１つの電子構成部品７は、例えばすべてのアクセス可能な温度値に関する妥当性モデルを実行することができる。これは、温度評価を改善するためにも、またエラー識別のためにも使用される。センサ１６，１８にエラーが検出されると、構成部品７によって適切な反応が行われる。例えば、エラー記憶またはより確実な状態への移行を開始することもできる。

【0041】

図３は、システム３の可能な状態および状態間の可能な移行の概略図を示す。特に様々な温度フォールバックレベルが示されている。

【0042】

好適には、システム３のための様々な温度フォールバックレベルＺ１，Ｚ２，Ｚ３が規定される。例えば次の状態若しくはフォールバックレベルが規定される。
－ Ｚ１：決定論理５だけが作動されている、
－ Ｚ２：少なくとも１つの電子構成部品７がエネルギ節約モードで作動されている、
－ Ｚ３：少なくとも１つの電子構成部品７が通常運転にある。

【0043】

第３の状態Ｚ３は、構成部品７の様々なパワー特性を有する別の下位状態も有していてよい。

【0044】

移行Ｕ０（Ｚ１からＺ２）は、既に図１で説明されていて、構成部品７の作動１０に相当する。移行Ｕ１（Ｚ２からＺ３）は、超過温度が存在していない通常の場合に行われる。このために、構成部品７は、内部の（および外部の）温度値を読み取った後で、通常運転が可能であり危険な温度センサエラーが存在しないという結論に達する必要がある。移行Ｕ０は、選択的に直接に状態Ｚ３で行われる。移行Ｕ２は、通常モードＺ３（まだ仕様範囲内）中に、構成部品７が温度限界に近づいていることが検知されると、行われる。移行Ｕ３は、“ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｅ「低パワーモード」“においてさえも仕様限界が危うくなるときに、行われる。最適に設計されたシステム３において、オプション的な移行Ｕ４は行われるべきではない。Ｕ４は、これが存在する場合、理論的には構成部品７によってまたは決定論理５によって作動される。決定論理５は、高すぎる温度が決定論理５によって検出されると、移行Ｕ４を作動させる。移行Ｕ３またはＵ４が構成部品７によって作動される場合、高温遮断のための信号を伝送するために通信接続部１２が使用可能であれば、好適である。これによって、決定論理５を介して構成部品７の作動停止が間接的に開始され得る。

【0045】

移行Ｕ３，Ｕ４のための、高温遮断の信号が生成された場合、好適には、決定論理５は通常の始動手順に再びアクセスしない。何故ならば、通常の始動手順は、今まさに診断された超過温度のためにヒステリシスに基づいて成功しないからである。その代わり、決定論理５は、例えば所定の時間待たされるかまたは冷却が観察されることにより、冷却するまで待機する。

【0046】

この場合、次の方法が好適である。
－決定論理５が、通信接続部１２を介して高温遮断の信号を得ると、温度センサ１６，１８の内部値を記憶する。
－この記憶された値から、決定論理５が、構成部品７の新たな始動を可能にする閾値（例えば３Ｋ低い）を規定する。
－ＥＬが、この閾値を下回るかどうかを検査する。この閾値を下回ると直ちに、通常の始動手順が行われるか若しくは方法１が新たに実行される。

【符号の説明】

【0047】

１ 方法
２ 第１のステップ、システム始動、始動プロセス
３ システム
４ 別のステップ、作動させるステップ
５ 決定論理
６ 検査、読み取るステップ
７ 電子構成部品
８ 評価、検査するステップ
１０ 始動開始、作動を開始するステップ
１２ 通信接続部
１４ 作動接続部
１６，１８ 温度センサ
Ｕ０，Ｕ１，Ｕ２，Ｕ４ 移行
Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３ 温度フォールバックレベル
Ｚ３ 通常モード

【図1】

【図2】

【図3】