Kraftfahrzeugs

BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine redundante Raddrehzahlanordnung für die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Raddrehzahlsensoren sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und sind bekanntermaßen dafür zuständig, die Drehzahl der Räder zu erfassen und diesen Wert in Form eines Signals an ein oder mehrere zugeordnete Steuergerät(e) zu senden. Raddrehzahlsensoren werden aufgrund ihrer Wirkungsweise in aktive und passive Sensoren unterschieden. Eine eindeutige Zuordnung ist nicht definiert; jedoch hat sich im Werkstattalltag hierzu nachfolgende Definition durchgesetzt: benötigt ein Raddrehzahlsensor zur Generierung eines Ausgangssignals eine Versorgungsspannung, so wird dieser Sensor als aktiver Raddrehzahlsensor bezeichnet. Arbeitet ein Raddrehzahlsensor ohne eine zusätzliche Versorgungsspannung, so wird dieser Sensor als passiver Raddrehzahlsensor bezeichnet.

In heutigen Kraftfahrzeugen werden Informationen über die Raddrehzahl in unterschiedlichen Fahrerassistenzsystemen, wie ABS, ASR, ESC oder ACC, verarbeitet. Fallen nun ein oder mehrere Raddrehzahlsensor(en) aus, hat das zur Konsequenz, dass eine einwandfreie Funktionalität dieser Fahrzeug- Systeme nicht mehr gewährleistet ist. Die Folge daraus ist, dass - insbesondere wenn es sich um ein sogenanntes sicherheitsrelevantes Fahrzeugsystem, wie z.B. Fahrzeugsystem zum pilotierten bzw. (teil)autonomen Fahren, handelt - das betroffene Fahrzeugsystem kurzfristig deaktiviert werden müsste, da das Kraftfahrzeug in eine sicherheitskritische Situation geraten könnte. Eine gattungsgemäße redundante Raddrehzahlanordnung für die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs ist aus der DE 10 2015 202 333 A1 bekannt. Die offenbarte Raddrehzahlanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass jedem Rad der Achse zwei aktive, d.h. jeweils eine Versorgungsspannung benötigende, Sensoren zugeordnet sind. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass bei einer Unterbrechung der Spannungsversorgung am betroffenen Rad der Achse ein Totalausfall der Raddrehzahlsensoren auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine redundante Raddrehzahlanordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass die Anfälligkeit der Raddrehzahlanordnung gegenüber einem gemeinsamen Fehler, d.h. ein "common cause failure", verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan- Spruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

In bekannter Art und Weise sind bei der redundanten Raddrehzahlanordnung für die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs jedem Rad der Achse zwei Raddrehzahlsensoren zugeordnet, d.h. an jedem Rad der Achse ist ein erster und ein zweiter Raddrehzahlsensor angeordnet.

Erfindungsgemäß ist hierbei der erste Raddrehzahlsensor als ein aktiver Raddrehzahlsensor und der zweite Raddrehzahlsensor ist als ein passiver Raddrehzahlsensor ausgebildet. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass die Raddrehzahlanordnung nicht mehr wie bisher üblich "fail safe" sondern stattdessen "fail operational" ausgeführt ist, da die am Rad angeordneten Raddrehzahlanordnungen auf unterschiedlichen Messprinzipien fußen. Die Konsequenz daraus ist, dass z. B. im Falle einer Unterbrechung der Span- nungsversorgung des aktiven Raddrehzahlsensors die Funktionalität des passiven Raddrehzahlsensors weiterhin gewährleistet ist. In vorteilhafter Weise ist hierdurch die Anfälligkeit gegenüber einem gemeinsamen Fehler "common cause failure" deutlich reduziert. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die redundante Raddrehzahlanordnung lediglich ein mit dem Rad umlaufendes Impulsrad auf, wobei das Impulsrad derart ausgebildet ist, dass es sowohl als magnetischer Impulsgeber für den aktiven Raddrehzahlsensor als auch als induktiver Impulsgeber für den passiven Raddrehzahlsensor dient. Hierdurch ist eine kompakte, wenig Bauraum beanspruchende Raddrehzahlanordnung gewährleistet.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass hierbei der aktive und der passive Raddrehzahlsensor in einem gemeinsamen Gehäuse ange- ordnet sind. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass neben einer kompakten Anordnung eine schnelle, einfache Montage bzw. Demontage der Raddrehzahlsensoren ermöglicht ist.

Bevorzugt ist dabei der aktive Raddrehzahlsensor als ein nach dem Hall- Prinzip arbeitender Drehzahlsensor ausgebildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der aktive Raddrehzahlsensor eine eigene Spannungsversorgung auf. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass - da nach dem Stand der Technik Dreh- zahlsensoren oftmals über eine kabelgebundene Versorgungsleitung mit Spannung versorgt werden - auch im Falle eines Defekts des Kabels die Spannungsversorgung und damit die volle Funktionalität des Drehzahlsensors gewährleistet ist.

Bevorzugt weist hierzu der aktive Raddrehzahlsensor zur eigenen Span- nungsversorgung eine Batterie auf.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, dass der aktive Raddrehzahlsensor zur eigenen Spannungsversorgung mindestens einen Energy-Harvesting- Generator aufweist. Unter einem Energy-Harvesting-Generator soll nachfol- gend ein Generator verstanden werden, der durch "energy harvesting" (Energie ernten), also durch die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen, gespeist wird. Diese Ausführungsform erweist sich als besonders vorteilhaft, da der aktive Raddrehzahlsensor sich selbst mit Energie versorgt und damit energieautark ist, so dass ein wartungsfreier, langlebiger Betrieb sichergestellt ist.

Vorzugsweise stehen der aktive Raddrehzahlsensor und der passive Raddrehzahlsensor jeweils über eine separate Datenübertragung mit einer Steu- ereinheit in Wirkverbindung. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass nicht nur bei Ausfall eines Raddrehzahlsensors sondern auch bei Beschädigung einer der beiden Datenübertragungen eine Redundanz gewährleistet ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform sind dabei die beiden Raddrehzahlsensoren über zwei separate, kabelgebundene Datenübertragungen mit dem/den zugeordnetem(n) Steuergerät(e) verbunden.

Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass der aktive Raddreh- zahlsensor über eine kabellose Datenübertragung und der passive Raddrehzahlsensor über eine kabelgebundene Datenübertragung mit der Steuereinheit in Wirkverbindung steht. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass im Falle einer Störung der kabelgebundenen Datenübertragung zwischen den dem Rad zugeordneten aktiven und passiven Raddrehzahlsensoren aufgrund der Redundanz der Signalübertragung dem Steuer- gerät weiterhin eine Raddrehzahl des betroffenen Rades zur Verfügung gestellt wird.

Bevorzugt ist dabei die kabellose Datenübertragung zwischen aktivem Raddrehzahlsensor und Steuergerät als eine Bluetooth Funkverbindung ausge- bildet, d.h. dass zur kabellosen Datenübertragung der Sensor über eine Bluetooth-Funkverbindung mit der Steuereinheit kommuniziert. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass hierdurch bei niedrigem Energieverbrauch und niedriger Sendeleistung eine geringe Störempfindlichkeit gewährleistet ist.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs zur Verdeutlichung der redundanten Raddrehzahlanordnung. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. In bekannter Art und Weise sind jedem Rad 12, 14, 16, 18 des Kraftfahrzeugs 10 jeweils zwei Raddrehzahlsensoren, nämlich ein erster Raddrehzahlsensor 20-1 und ein zweiter Raddrehzahlsensor 20-2, zugeordnet. Jeder Raddrehzahlsensor 20-1 , 20-2 ist mittels einer separaten Datenleitung 22 mit einem Steuergerät 24 verbunden.

Die erfindungsgemäße Raddrehzahlanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Raddrehzahlsensoren 20-1 vorliegend als aktive Raddrehzahlsensoren ausgebildet sind, während es sich bei den zweiten Raddrehzahlsensoren 20-2 um passive Raddrehzahlsensoren handelt. D.h. die einem Rad 12, 14, 16 oder 18 zugordneten Raddrehzahlsensoren 20-1 , 20-2 arbeiten nach unterschiedlichen Messprinzipien, so dass z.B. im Falle einer Un- terbrechung der Spannungsversorgung des aktiven Raddrehzahlsensors 20- 1 dem Steuergerät 24 weiterhin eine Raddrehzahl am betroffenen Rad zur Verfügung gestellt werden kann, da die Funktionalität des passiven Raddrehzahlsensors 20-2 hiervon nicht betroffen ist. Dies hat den positiven Effekt, dass die erfindungsgemäße redundante Drehzahlanordnung im Vergleich zum Stand der Technik gegenüber einem gemeinsamen Fehler, wie z.B. einem Ausfall der Spannungsversorgung, eine geringere Anfälligkeit aufweist und somit die Gefahr eines gemeinsamen Fehlers, "common cause failure", deutlich reduziert ist.