Titel

Sensoranordnung für ein Fahrzeug

Die Erfindung geht aus von einer Sensoranordnung für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind Sensoranordnungen für Fahrzeuge bekannt, welche jeweils einen Radsensor mit mindestens einem Sensorelement je Fahr zeugrad aufweisen. Die einzelnen Radsensoren werden in der Regel über ein zweiadriges verdrilltes Kabel mit einem Steuergerät für ein Fahrzeugbremssys tem verbunden, welches beispielsweise ABS-, ESP-, ASR- und/oder Hillhold- Funktionen (ABS: Antiblockiersystem, ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm, ASR: Antriebsschlupfregelung) ausführt. Üblicherweise ist ein erster Anschluss des mindestens einen Sensorelements über das Steuergerät mit einer Energie quelle verbunden (High-Side-Pfad), und ein zweiter Anschluss des mindestens einen Sensorelements ist über das Steuergerät mit Masse verbunden (Low-Side- Pfad). Ein durch das mindestens eine Sensorelement fließender Sensorstrom ist mit Informationen über Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit des korrespon dierenden Fahrzeugrads moduliert, wobei eine Auswerte und Steuereinheit des Steuergeräts den zwischen dem mindestens einen Sensorelement und Masse erfassten Sensorstrom auswertet.

Aus der DE 10 2015 202 335 Al sind ein Sensorgehäuse für eine Radsensorvor richtung, eine Radsensorvorrichtung, eine Radlagervorrichtung und ein Verfahren zum Bilden einer zum Ermitteln einer Drehzahl und/oder einer Drehgeschwindig keit eines Rads eines Fahrzeugs geeigneten Sensorik bekannt. Die Radsensor vorrichtung umfasst ein erstes Sensorelement, mittels welchem mindestens eine erste Sensorgröße bezüglich einer Drehzahl und/oder einer Drehgeschwindigkeit des Rads an mindestens eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung des Fahr- zeugs bereitstellbar ist, und ein zusätzliches zweites Sensorelement, mittels wel chem mindestens eine zweite Sensorgröße bezüglich der Drehzahl und/oder der Drehgeschwindigkeit des gleichen Rads an die mindestens eine Auswerte- und/oder Steuervorrichtung bereitstellbar ist.

Offenbarung der Erfindung

Die Sensoranordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein separates Verschaltungsmodul die mindestens zwei Steuergeräte und vorhandene Sensorelemente miteinander verschaltet. Das Verschaltungsmodul stellt Sensorsignale verbundener Senso relemente den mindestens zwei Steuergeräten zur Verfügung, so dass Auswerte- und Steuereinheiten der mindestens zwei Steuergeräte gleichzeitig die Sensor signale der verbundenen Sensorelemente auswerten können. Zudem kann die Spannungsversorgung der einzelnen Sensorelemente zwischen zwei Energie quellen umgeschaltet werden, so dass bei Ausfall einer ersten Energiequelle au tomatisch auf eine zweite Energiequelle umgeschaltet werden kann. Durch die Verwendung von nur einem einfachen Sensorelement je Messstelle, dessen Sensorsignal von zwei Steuergeräten redundant ausgewertet wird, ergibt sich bei annähernd gleicher redundanter Auswertesicherheit eine deutliche Kostenreduk tion im Vergleich zur Verwendung von zwei Sensorelementen je Messstelle, da Sensorsignale von allen Messstellen in den beiden Steuergeräten ausgewertet werden und die Ausfallwahrscheinlichkeit der einzelnen Sensorelemente gering ist.

Das separate Verschaltungsmodul ermöglicht einen modularen Aufbau einer sol chen Sensoranordnung für ein Fahrzeug. Zudem ermöglichen Ausführungsfor men der Erfindung, dass die bisherigen Auswertekonzepte in den Steuergeräten beibehalten werden können.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug, mit einem Sensorelement und mindestens zwei Steuergeräten zur Verfügung, welche jeweils eine Auswerte- und Steuereinheit und eine Energie quelle aufweisen. In einem ersten Steuergerät ist eine erste Auswerte- und Steu ereinheit mit einer ersten Energiequelle verbunden, und in einem zweiten Steu- ergerät ist eine zweite Auswerte- und Steuereinheit mit einer zweiten Energie quelle verbunden. Hierbei sind die mindestens zwei Steuergeräte und das Sen sorelement über mindestens ein separates Verschaltungsmodul miteinander ver schaltet, wobei das jeweilige Verschaltungsmodul einen ersten Anschluss des zugehörigen Sensorelements mit der ersten Energiequelle und/oder mit der zwei ten Energiequelle verbindet. Ein zweiter Anschluss des Sensorelements ist mit Masse verbunden. Ein durch das Sensorelement fließender Sensorstrom ist mit Informationen über eine erfasste Messgröße moduliert, wobei die erste Auswerte und Steuereinheit und/oder die zweite Auswerte- und Steuereinheit den erfassten Sensorstrom auswerten. Bei Ausfall der verbundenen Energiequelle verbindet das Verschaltungsmodul jeweils den ersten Anschluss des jeweiligen Sensorel ements mit der anderen Energiequelle.

In der Regel können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranord nung mehrere Sensorelemente umfassen, welche verteilt im Fahrzeug an jeweils einer Messstelle angeordnet sind. So können Ausführungsformen der vorliegen den Sensoranordnung vorzugsweise in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt werden. In einem solchen Bremssystem können die Messstellen beispielsweise jeweils einem Fahrzeugrad zugeordnet werden, wobei ein korrespondierendes Sensorelement zumindest eine Drehzahl und/oder Drehgeschwindigkeit des zu geordneten Fahrzeugrads erfassen kann. Selbstverständlich können auch ande re Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, Druck usw. an einer solchen Messstelle erfasst werden.

Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend eine elektrische Schal tung verstanden werden, welche erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswer tet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufwei sen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hard waremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines so genannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bau elementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnitt stellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computer- Programmprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.

Unter dem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielswei se ein Bremsensteuergerät, verstanden werden, welches in Verbindung mit ei nem hydraulischen Bremssystem verschiedene Bremsfunktionen, wie beispiels weise ABS-, ESP-, ASR- und/oder Hillhold-Funktionen (ABS: Antiblockiersystem, ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm, ASR: Antriebsschlupfregelung) aus führen kann. Hierbei können die beiden Steuergeräte im Normalbetrieb verschie dene Bremsfunktionen ausführen. Bei einem Ausfall eines der Steuergeräte kann vorgesehen werden, dass das andere Steuergerät die Bremsfunktionen des aus gefallenen Steuergeräts übernimmt.

Unter einem Sensorelement wird vorliegend ein elektrisches Bauteil verstanden, welches im Bereich eines zugeordneten Fahrzeugrads eine physikalische Größe bzw. eine Änderung einer physikalischen Größe direkt oder indirekt erfasst und vorzugsweise in ein elektrisches Sensorsignal umwandelt. Dies kann beispiels weise über das Aussenden und/oder das Empfangen von Schall- und/oder elekt romagnetischen Wellen und/oder über ein Magnetfeld bzw. die Änderung eines Magnetfelds erfolgen. Möglich sind optische Sensorelemente, welche beispiels weise eine Fotoplatte und/oder eine fluoreszierende Fläche und/oder einen Halb leiter aufweisen, welche das Auftreffen bzw. die Intensität, die Wellenlänge, die Frequenz, den Winkel usw. der empfangen Welle detektieren, wie beispielsweise Infrarotsensorelemente. Ebenso ist ein akustisches Sensorelement denkbar, wie beispielsweise ein Ultraschallsensorelement und/oder ein Hochfrequenzsenso relement und/oder ein Radarsensorelement und/oder ein Sensorelement, wel ches auf ein Magnetfeld reagiert, wie beispielsweise ein Hallsensorelement und/oder ein magnetoresistives Sensorelement und/oder ein induktives Senso relement, welches die Änderung eines Magnetfeldes beispielsweise über die durch magnetische Induktion entstehende Spannung registriert. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiter bildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentan spruch 1 angegebenen Sensoranordnung für ein Fahrzeug möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Umschaltvorrichtung zumindest für jedes ver bundene Sensorelement zwei Dioden mit einem gemeinsamen Knotenpunkt um fassen kann, an welchem eine Versorgungsspannung für das mit dem gemein samen Knotenpunkt verbundene Sensorelement anliegen kann. Hierbei kann ei ne erste Diode die erste Energiequelle in Durchlassrichtung mit dem gemeinsa men Knotenpunkt verbinden, und eine zweite Diode kann die zweite Energiequel le in Durchlassrichtung mit dem gemeinsamen Knotenpunkt verbinden, so dass am gemeinsamen Knotenpunkt eine Versorgungsspannung anliegen kann, wel che aus der ersten und/oder der zweiten Energiequelle gespeist ist, wobei sich die höhere Spannung durchsetzt. Dies ermöglicht auf Kosten eines höheren Spannungsabfalls eine einfache und kostengünstige Implementierung der Um schaltvorrichtung, welche automatisch ohne Ansteuersignal zwischen den Span nungsquellen umschalten kann.

Alternativ kann die Umschaltvorrichtung zumindest für jedes verbundene Senso relement zwei Schaltelemente mit einem gemeinsamen Knotenpunkt umfassen, an welchem eine Versorgungsspannung für das mit dem gemeinsamen Knoten punkt verbundene Sensorelement anliegen kann. Hierbei kann eine erste An steuereinheit ein erstes Schaltelement ansteuern, welches den gemeinsamen Knotenpunkt mit der ersten Energiequelle verbindet, und eine zweite Ansteuer einheit kann ein zweites Schaltelement ansteuern, welches den gemeinsamen Knotenpunkt mit der zweiten Energiequelle verbindet. Bei dieser Ausführungs form kann festgelegt werden, welche der Energiequellen bevorzugt zur Versor gung der verbundenen Sensorelemente eingesetzt wird. Zudem kann bei Ver wendung von Feldeffekttransistoren als Schaltelemente der Spannungsabfall im Sensorstrompfad reduziert werden. So kann beispielsweise die erste Ansteuer einheit das erste Schaltelement ansteuern und den gemeinsamen Knotenpunkt mit der ersten Energiequelle verbinden, wenn eine erste Spannungserkennung, erkennt, dass die erste Energiequelle eine erste Spannung bereitstellt. Zudem kann die zweite Ansteuereinheit das zweite Schaltelement ansteuern und den gemeinsamen Knotenpunkt mit der zweiten Energiequelle verbinden, wenn eine zweite Spannungserkennung, erkennt, dass die zweite Energiequelle eine zweite Spannung bereitstellt und eine Vorrangschaltung die Ansteuerung des zweiten Schaltelements freigibt. Die Vorrangschaltung kann die Ansteuerung des zweiten Schaltelements freigeben, wenn die erste Spannungserkennung erkennt, dass die erste Energiequelle keine Spannung bereitstellt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die erste Aus werte und Steuereinheit den zwischen der verbundenen Energiequelle und dem jeweiligen Sensorelement erfassten jeweiligen Sensorstrom auswerten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann ein zweiter Anschluss des jeweiligen Sensorelements im zweiten Steuergerät mit Masse verbunden werden. Dadurch kann die zweite Auswerte- und Steuereinheit den zwischen dem jeweiligen Sensorelement und Masse erfassten jeweiligen Sen sorstrom auswerten. Zudem kann im jeweiligen Verschaltungsmodul eine Strom verarbeitung angeordnet werden, welche den jeweiligen Sensorstrom zwischen der verbundenen Energiequelle und dem jeweiligen Sensorelement erfassen und der ersten Auswerte und Steuereinheit zur Verfügung stellen kann. Des Weiteren kann die zweite Auswerte- und Steuereinheit den jeweiligen Sensorstrom direkt als zweiten Messstrom empfangen und auswerten.

Alternativ kann der zweite Anschluss des jeweiligen Sensorelements im Ver schaltungsmodul mit Masse verbunden werden. Bei dieser Ausführungsform können die erste Auswerte- und Steuereinheit und die zweite Auswerte- und Steuereinheit den zwischen der verbundenen Energiequelle und dem jeweiligen Sensorelement erfassten jeweiligen Sensorstrom auswerten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann im jeweiligen Verschaltungsmodul eine Stromverarbeitung angeordnet werden, welche den Sensorstrom zwischen der verbundenen Energiequelle und dem zugehörigen Sensorelement erfassen und als zugehöriger Messstrom der ersten Auswerte und Steuereinheit und/oder der zweiten Auswerte- und Steuereinheit zur Verfü gung stellen kann. Hierbei kann die jeweilige Stromverarbeitung einen in den Strompfad eingeschleiften Stromsensor umfassen, welcher einen Bruchteil des zugehörigen Sensorstroms abzweigen und an die erste Auswerte- und Steuer- einheit und/oder zweite Auswerte- und Steuereinheit weiterleiten kann. Dadurch wird der Sensorstrom, welcher in den ersten Anschluss des zugehörigen Senso relements hineinfließt gemessen und ein äquivalenter, jedoch deutlich kleinerer Bruchteil des Sensorstroms an die erste Auswerte- und Steuereinheit und/oder die zweite Auswerte- und Steuereinheit weitergeleitet. Dadurch kann die Verlust leistung im Verschaltungsmodul reduziert werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung können die erste Auswerte- und Steuereinheit und/oder die zweite Auswerte- und Steuereinheit zumindest für jedes verbundene Sensorelement eine Eingangsbeschaltung auf weisen, welche den Bruchteil des jeweiligen Sensorstroms in ein Messsignal wandelt, welches den jeweiligen Sensorstrom entspricht. Als Messsignal kann beispielweise eine Spannung erzeugt werden, welche den jeweiligen Sensor strom repräsentiert. Bei dieser Ausführungsform kann die Eingangsbeschaltung beispielweise einen ohmschen Widerstand mit einem höheren Widerstandswert umfassen, welcher aus dem reduzierten Messstrom einen Spannungswert er zeugt, welcher den Sensorstrom repräsentiert. Dadurch sind keine Änderungen der nachfolgenden Auswerteschaltungen bzw. der nachfolgenden Auswertever fahren erforderlich.

Alternativ kann die jeweilige Stromverarbeitung für das verbundene Sensorele ment eine Stromaufbereitung umfassen, welche zwischen dem zugehörigen Stromsensor und der ersten Auswerte und Steuereinheit und/oder zwischen dem zugehörigen Stromsensor und der zweiten Auswerte- und Steuereinheit ange ordnet ist und den Bruchteil des Sensorstroms in einen zugehörigen Messstrom umwandelt, welcher dem zugehörigen Sensorstrom entspricht. Bei dieser Aus führungsform sind keine Änderungen an den Auswerte- und Steuereinheiten er forderlich.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromver arbeitung eine erste Hilfsspannungserzeugung mit einem Energiespeicher um fassen, welcher an einem Summenpunkt eine erste Hilfsspannung ausgibt, wel che niedriger als die Versorgungsspannungen der Energiequellen ist. Zudem kann der Summenpunkt zum Laden des Energiespeichers zwischen der jeweili gen Umschaltvorrichtung und dem jeweiligen Stromsensor mit den Sensorstrom- pfaden der verbundenen Sensorelemente verbunden werden. Die erste Hilfs spannung kann beispielsweise um ca. IV niedriger als die Versorgungsspannun gen der Energiequellen sein. Der Summenpunkt kann beispielsweise jeweils über eine Rückspeiseschutzdiode und eine Stromquelle mit den Sensorstrom pfaden der verbundenen Sensorelemente verbunden werden. Des Weiteren kann die Stromverarbeitung eine zweite Hilfsspannungserzeugung umfassen, welche als Gleichspannungswandler ausgeführt werden kann und die erste Hilfs spannung in eine deutlich niedrigere zweite Hilfsspannung wandeln kann. Diese zweite Hilfsspannung kann vorzugsweise die Stromaufbereitung versorgen. Dadurch wirkt die Stromaufbereitung als belastbare Energiequelle, welche mittels der zweiten Hilfsspannungsquelle gespeist wird. Um die Verlustleistung insge samt gering zu halten, weist diese Hilfsspannungsquelle eine Spannung von ca. 2,5V bis 3V auf. In vorteilhafter Weise wird die Energie der ersten Hilfsspan nungsquelle aus der am ersten Eingang der verbundenen Sensorelemente anlie genden Versorgungsspannung aus der ersten bzw. zweiten Energiequelle er zeugt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromver arbeitung eine Notspannungserzeugung umfassen, welche ein verbundenes Sensorelement bei fehlender Versorgungsspannung mit einer dritten Hilfsspan nung versorgen kann, welche aus den Sensorstrompfaden der anderen verbun denen Sensorelemente erzeugt wird. Die Notspannungserzeugung greift, wenn bei einem Sensorelement beide Versorgungsspannungen ausfallen. Die Not spannungserzeugung kann beispielsweise einen Gleichspannungswandler, wel cher die zweite Hilfsspannung von ca. 2,5V bis 3V in die höhere dritte Hilfsspan nung von ca. 8V wandelt, eine Schaltvorrichtung und eine Rückspeiseschutzdio de umfassen, wobei die Schaltvorrichtung die dritte Hilfsspannung mit dem be troffenen Sensorstrompfad verbindet.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung können die einzel nen Sensorelemente jeweils über eine Zweidrahtleitung mit dem Verschaltungs modul verbunden werden. Zudem können die mindestens zwei Steuergeräte je weils über eine Zweidrahtleitung mit den einzelnen Verschaltungsmodulen ver bunden werden. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Sensoranordnung können die einzel nen Verschaltungsmodule jeweils als ASIC-Baustein ausgeführt werden. Des Weiteren können die einzelnen Verschaltungsmodule jeweils in einem Stecker und/oder einem Gehäuse des zugehörigen Sensorelements angeordnet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und wer den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung be zeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbei spiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug.

Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbei spiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug.

Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbei spiels einer Umschaltvorrichtung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug aus Fig. 1 oder 2.

Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbei spiels der Umschaltvorrichtung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug aus Fig. 1 oder 2.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbei spiels einer Stromverarbeitung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug aus Fig. 1.

Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbei spiels der Stromverarbeitung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug aus Fig. 1. Fig. 7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbei spiels der Stromverarbeitung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung für ein Fahrzeug aus Fig. 1.

Ausführungsformen der Erfindung

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbei spiele einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, 1A, 1B für ein Fahrzeug jeweils ein Sensorelement WSS und mindestens zwei Steuergeräte ECU1,

ECU2, welche jeweils eine Auswerte- und Steuereinheit 3A, 3B und eine Ener giequelle VB1, VB2 aufweisen. Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist in einem ersten Steuergerät ECU1 eine erste Auswerte- und Steuereinheit 3A mit einer ersten Energiequelle VB1 verbunden. In einem zweiten Steuergerät ECU2 ist eine zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B mit einer zweiten Energiequelle VB2 verbunden. Hierbei sind die mindestens zwei Steuergeräte ECU1, ECU2 und das Sensorelement WSS über mindestens ein separates Verschaltungsmo dul 10 miteinander verschaltet. Das jeweilige Verschaltungsmodul 10 verbindet einen ersten Anschluss WSS1 des zugehörigen Sensorelements WSS mit der ersten Energiequelle VB1 und/oder mit der zweiten Energiequelle VB2. Ein zwei ter Anschluss WSS2 des Sensorelements WSS ist mit Masse verbunden. Zudem ist ein durch das Sensorelement WSS fließender Sensorstrom ls mit Informatio nen über eine erfasste Messgröße moduliert, wobei die erste Auswerte und Steuereinheit 3A und/oder die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B den erfass ten Sensorstrom ls auswerten. Das Verschaltungsmodul 10 verbindet bei Ausfall der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 jeweils den ersten Anschluss WSS1 des jeweiligen Sensorelements WSS mit der anderen Energiequelle VB2, VB1. Das bedeutet, dass das Verschaltungsmodul 10 bei Ausfall der verbundenen ers ten Energiequelle VB1 auf die zweite Energiequelle VB2 umschaltet und bei Aus fall der verbundenen zweiten Energiequelle VB2 auf die erste Energiequelle VB1 umschaltet.

In der Regel umfassen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoran ordnung 1, 1A, 1B für ein Fahrzeug mehrere Messstellen mit jeweils einem sol chen Sensorelement WSS. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 1 und 2 jeweils nur eines der Sensorelemente WSS dargestellt. So werden Ausführungs- formen der vorliegenden Sensoranordnung 1, 1A, 1B vorzugsweise in einem Fahrzeugbremssystem eingesetzt. In einem solchen Bremssystem können die Messstellen beispielsweise jeweils einem Fahrzeugrad zugeordnet werden, wo bei die Sensorelemente WSS zumindest eine Drehzahl und/oder Drehgeschwin digkeit des korrespondierenden Fahrzeugrads erfassen können. Bei einem nor malen Personenkraftwagen mit vier Rädern, weist die Sensoranordnung 1, 1A, 1B somit vier solche Sensorelemente WSS auf. Selbstverständlich können auch andere Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, Druck usw. an einer sol chen Messstelle erfasst werden.

Hierbei können die zweiten Anschlüsse WSS2 der Sensorelemente WSS direkt oder über zwischengeschaltete Bauteile mit Masse verbunden werden.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das Verschaltungsmodul 10 in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils eine Umschaltvorrichtung 20 und eine Stromverarbeitung 30. Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele der Umschaltvorrichtung, und unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 Ausführungsbeispiele der Stromverarbeitung 30 beschrieben.

Die erste Auswerte und Steuereinheit 3A kann den zwischen der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 und dem jeweiligen Sensorelement WSS erfassten je weiligen Sensorstrom ls auswerten. Hierzu ist in den jeweiligen Verschaltungs modulen 10 eine Stromverarbeitung 30 angeordnet, welche den jeweiligen Sen sorstrom ls zwischen der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 und dem jeweili gen Sensorelement WSS erfasst und der ersten Auswerte und Steuereinheit 3A zur Verfügung stellt. Das bedeutet, dass die erste Auswerte- und Steuereinheit 3A den Sensorstrom ls im High-Side-Pfad auswertet.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, ist der zweite Anschluss WSS2 des jeweili gen Sensorelements WSS im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Sen soranordnung lA für ein Fahrzeug im zweiten Steuergerät ECU2 über einen Messwiderstand RMB mit Masse verbunden, wobei die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B den zwischen dem jeweiligen Sensorelement WSS und Masse erfassten jeweiligen Sensorstrom ls direkt als zweiten Messstrom IMI empfängt und auswertet. Das bedeutet, dass die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3 B den im Low-Side-Pfad erfassten Sensorstrom ls auswertet.

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, ist der zweite Anschluss WSS2 des jeweili gen Sensorelements WSS im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1B für ein Fahrzeug im Verschaltungsmodul 10B mit Masse verbunden, wobei die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B den zwischen der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 und dem jeweiligen Sensorelement WSS erfassten jeweiligen Sensorstrom ls auswertet. Das bedeutet, dass auch die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B den im High-Side-Pfad erfassten Sensor strom ls auswertet. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, erfasst die im jeweiligen Verschaltungsmodul 10B angeordnete Stromverarbeitung 30 den jeweiligen Sensorstrom ls zwischen der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 und dem je weiligen Sensorelement WSS und stellt diesen im dargestellten zweiten Ausfüh rungsbeispiel als zugehöriger Messstrom IMI, IM2 der ersten Auswerte und Steu ereinheit 3A und der zweiten Auswerte- und Steuereinheit 3B zur Verfügung.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst die Umschaltvorrichtung 20A im dargestell ten ersten Ausführungsbeispiel zwei Dioden Dl, D2 mit einem gemeinsamen Knotenpunkt K, an welchem eine Versorgungsspannung für das mit dem ge meinsamen Knotenpunkt K verbundene Sensorelement WSS anliegt. Hierbei verbindet eine erste Diode Dl die erste Energiequelle VB1 in Durchlassrichtung mit dem gemeinsamen Knotenpunkt K. Eine zweite Diode D2 verbindet die zwei te Energiequelle VB2 in Durchlassrichtung mit dem gemeinsamen Knotenpunkt K. Dadurch liegt am gemeinsamen Knotenpunkt K eine Versorgungsspannung an, welche aus der ersten und/oder der zweiten Energiequelle VB1, VB2 ge speist ist, wobei sich die höhere Spannung durchsetzt. Das bedeutet, dass der Knotenpunkt K bei Ausfall der ersten Energiequelle VB1 von der zweiten Ener giequelle VB2 gespeist wird und umgekehrt. Sind beide Kanäle vollständig sym metrisch, dann wird der Knotenpunkt K von beiden Energiequellen VB1, VB2 zu gleichen Teilen gespeist.

Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die Umschaltvorrichtung 20B im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel zwei Schaltelemente 21, 22, welche vorzugsweise als Feldeffekttransistoren ausgeführt sind, mit einem gemeinsa- men Knotenpunkt K, an welchem eine Versorgungsspannung für das mit dem gemeinsamen Knotenpunkt K verbundene Sensorelement WSS anliegt. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, steuert eine erste Ansteuereinheit 25 ein erstes Schaltelement 21 an, welches den gemeinsamen Knotenpunkt K mit der ersten Energiequelle VB1 verbindet. Eine zweite Ansteuereinheit 26 steuert ein zweites Schaltelement 22 an, welches den gemeinsamen Knotenpunkt K mit der zweiten Energiequelle VB2 verbindet. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, erkennt eine erste Spannungserkennung 23, ob die erste Energiequelle VB1 eine erste Span nung bereitstellt. Eine zweite Spannungserkennung 24 erkennt, ob die zweite Energiequelle VB2 eine zweite Spannung bereitstellt. Zudem umfasst die Um schaltvorrichtung 20B eine Vorrangschaltung 27, welche im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel die erste Energiequelle VB1 der zweiten Energiequelle vor zieht. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Vorrangschaltung 27 die zweite Energiequelle VB2 der ersten Energiequelle VB1 vorziehen. Die erste Ansteuereinheit 25 steuert das erste Schaltelement 21 an und verbindet den gemeinsamen Knotenpunkt K mit der ersten Energiequelle VB1, wenn die erste Spannungserkennung 23 erkennt, dass die erste Energie quelle VB1 die erste Spannung bereitstellt. Die zweite Ansteuereinheit 26 steuert das zweite Schaltelement 22 an und verbindet den gemeinsamen Knotenpunkt K mit der zweiten Energiequelle VB2, wenn die zweite Spannungserkennung 24 erkennt, dass die zweite Energiequelle VB2 die zweite Spannung bereitstellt und die Vorrangschaltung 27 die Ansteuerung des zweiten Schaltelements 22 freigibt. Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel gibt die Vorrangschaltung 27 die Ansteuerung des zweiten Schaltelements 22 frei, wenn die erste Spannungser kennung 23 erkennt, dass die erste Energiequelle VB1 keine Spannung bereit stellt. Durch die Vorrangschaltung 27 kann die zweite Energiequelle VB2 schnel ler mit dem gemeinsamen Knotenpunkt K verbunden werden, da die Vorrang schaltung 27 nur ein von der zweiten Ansteuerschaltung 26 erzeugtes Ansteuer signal auf das zweite Schaltelement 22 durchschaltet.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 verschiedene Ausfüh rungsbeispiele der Stromverarbeitung 30 für das erste Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung lA für ein Fahrzeug aus Fig. 1 beschrieben. Wie aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich ist, umfasst die Stromverarbeitung 30 einen in den Strompfad einge schleiften Stromsensor 32, welcher einen Bruchteil ls/n des Sensorstroms ls ab- zweigt und an die erste Auswerte- und Steuereinheit 3A weiterleitet. Zudem leitet der Stromsensor 32 den Sensorstrom ls zum ersten Anschluss WSS1 des zuge hörigen Sensorelements WSS.

Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, umfasst der Stromsensor 32 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei ohmsche Widerstände RI, R2, einen Operationsver stärker OPI und einen Transistor TI. Die genannten elektrischen Bauteile sind wie dargestellt miteinander verschaltet, so dass der Stromsensor 32 im High- Side-Pfad des ersten Steuergeräts ECU1 im Gegensatz zu einer einfachen Stromspiegelschaltung einen geringen Spannungsabfall verursacht. Durch den Stromsensor 32 wird der Sensorstrom ls, welcher in den ersten Anschluss WSS1 des Sensorelements WSS hineinfließt, gemessen und ein äquivalenter, jedoch deutlich kleinerer Strom ls/n wird der ersten Auswerte- und Steuereinheit 3A zu geführt, um die Verlustleistung im ersten Steuergerät ECU1 zu reduzieren. Bei der Abzweigung des zusätzlichen Bruchteils ls/n des Sensorstroms ls ist zu be achten, dass die Energiequellen VB1, VB2 in der Lage sind diesen zusätzlichen Bruchteil ls/n des Sensorstroms ls zur Verfügung zu stellen. So sollte ein Ge samtstrom (ls/n + ls), welcher aus der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 ent nommen wird, einen vorgegebenen Maximalwert von beispielsweise 50mA nicht übersteigen. Bei einem v- Protokoll weist der Sensorstrom ls Werte von

7mA/14mA/28mA auf. Diese Werte können durch den Stromsensor 32 deutlich reduziert werden. So kann für n beispielweise ein Wert von 50 gewählt werden. Um der ersten Auswerte- und Steuereinheit 3A für die Auswertung die entspre chenden Messsignale für das v-Protokoll zu erzeugen, kann eine Eingangsbe schaltung, welche die erste Auswerte und Steuereinheit 3A zumindest für jedes verbundene Sensorelement WSS aufweist, entsprechend angepasst werden, um den Bruchteil ls/n des jeweiligen Sensorstroms ls in ein Messsignal zu wandeln, welches dem jeweiligen Sensorstrom ls entspricht. So kann beispielsweise ein erster Messwiderstand RMA von ca. 10 Ohm um den Faktor n, der hier dem Wert 50 entspricht, auf ca. 500 Ohm erhöht werden, um den Bruchteil ls/n des jeweili gen Sensorstroms ls aus dem Stromsensor 32 direkt verarbeiten zu können. Dadurch kann der Gesamtaufwand zur Anpassung des ersten Steuergeräts ECU1 erheblich reduziert, da der eine nachfolgende Stromaufbereitung 34 zur Bereitstellung des ersten Messstroms IMI, welche in Fig. 5 nur gestrichelt darge stellt ist, entfallen könnte. Wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, umfasst die Stromverarbeitung 30 in den dar gestellten Ausführungsbeispielen eine Stromaufbereitung 34, welche zwischen dem Stromsensor 32 und der ersten Auswerte und Steuereinheit 3A angeordnet ist. Die Stromaufbereitung 34 ist als belastbare Energiequelle ausgeführt und wandelt den Bruchteil ls/n des jeweiligen Sensorstroms ls in einen zugehörigen ersten Messstrom IMI um, welcher dem jeweiligen Sensorstrom ls entspricht. Wie aus Fig. 6 und 7 weiter ersichtlich ist, umfasst die Stromverarbeitung 30 eine ers te Hilfsspannungserzeugung 35 mit einem Energiespeicher CH, welcher an einem Summenpunkt SP eine erste Hilfsspannung VH1 ausgibt. Die erste Hilfsspan nung VH1 ist ca. IV niedriger als die Versorgungsspannungen der Energiequel len VB1, VB2, welche beispielsweise jeweils einen Wert von ca. 12V aufweisen. Der Summenpunkt SP ist zum Laden des Energiespeichers CH zwischen der je weiligen Umschaltvorrichtung 20 und dem jeweiligen Stromsensor 32 mit den Sensorstrompfaden der verbunden Sensorelemente WSS verbunden. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Summenpunkt SP jeweils über eine Rückspeiseschutzdiode D3 und eine Stromquelle IQ mit den Sensorstrompfaden der verbundenen Sensorelemente WSS verbunden. Zudem umfasst die Strom verarbeitung 30 eine zweite Hilfsspannungserzeugung 36, welche als Gleich spannungswandler DC/DC ausgeführt ist und die erste Hilfsspannung VH1 in ei ne deutlich niedrigere zweite Hilfsspannung VH2 von beispielsweise 2,5V bis 3V wandelt, um die Verlustleistung insgesamt gering zu halten. Die zweite Hilfs spannungserzeugung 36 versorgt die Stromaufbereitung 34 mit der zweiten Hilfsspannung VH2.

Wie aus Fig. 7 weiter ersichtlich ist, umfasst die Stromverarbeitung 30 im darge stellten Ausführungsbeispiel eine Notspannungserzeugung 37, welche ein ver bundenes Sensorelement WSS bei fehlender Versorgungsspannung mit einer dritten Hilfsspannung VH3 von ca. 8V versorgt, welche aus den Sensorstrompfa den der anderen verbundenen Sensorelemente WSS erzeugt wird. Die Notspan nungserzeugung 37 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Gleich spannungswandler 38, welcher die zweite Hilfsspannung VH2 in die höhere dritte Hilfsspannung VH3 wandelt, eine Schaltvorrichtung SW und eine Rückspeise schutzdiode D4. Die Schaltvorrichtung SW verbindet die dritte Hilfsspannung VH3 mit dem betroffenen Sensorstrompfad, so dass die dritte Hilfsspannung VH3 das zugehörige Sensorelement WSS versorgt.

Für das in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Sensoranordnung 1B umfasst die korrespondierende nicht dargestellte Stromverarbeitung 30 zwei solche in den Strompfad eingeschleifte Stromsensoren 32, wobei der Widerstand RI von beiden Stromsensoren 32 benutzt wird. Die Stromsensoren 32 zweigen jeweils einen Bruchteil ls/n des Sensorstroms ls ab. Bei der Abzweigung der bei den zusätzlichen Bruchteile ls/n des Sensorstroms ls ist zu beachten, dass die Energiequellen VB1, VB2 in der Lage sind diese zusätzlichen Bruchteile ls/n des Sensorstroms ls zur Verfügung zu stellen. So sollte ein Gesamtstrom (2(ls/n) + ls), welcher aus der verbundenen Energiequelle VB1, VB2 entnommen wird, ei nen vorgegebenen Maximalwert von beispielsweise 50mA nicht übersteigen. Hierbei leitet ein erster Stromsensor 32 den abgezweigten Bruchteil ls/n des Sensorstroms ls an die erste Auswerte- und Steuereinheit 3A weiter, und ein zweiter Stromsensor 32 leitet den abgezweigten Bruchteil ls/n des Sensorstroms ls an die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B weiter. Die Bereitstellung des zweiten Messstroms I _M 2 für die zweite Auswerte- und Steuereinheit 3B des zwei ten Steuergeräts ECU2 erfolgt analog zur Bereitstellung des ersten Messstroms IMI für die erste Auswerte und Steuereinheit 3A des ersten Steuergeräts ECU1.

Vorzugsweise ist das Verschaltungsmodul 10 als ASIC-Baustein ausgeführt. Hierbei können die einzelnen Verschaltungsmodule 10 jeweils in einem Stecker und/oder einem Gehäuse des zugehörigen Sensorelements WSS angeordnet werden. Alternativ können die Verschaltungsmodule 10 auch an anderen geeig neten Einbauorten im Fahrzeug verbaut werden.

Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, sind die einzelnen Sensorelemente WSS sowie die mindestens zwei Steuergeräte ECU1, ECU2 in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils über eine Zweidrahtleitung LI, L2, L3 mit dem zu gehörigen Verschaltungsmodul 10 verbunden. Dadurch ergibt sich ein verein fachter Verkabelungsaufwand.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoranordnung für ein Fahrzeug zur Verfügung, bei welcher ein aus dem Stand der Technik bekann- tes einfaches Sensorelement gleichzeitig von zwei Steuergeräten verwendet wird. Die Steuergeräte können unveränderte bzw. nur geringfügig angepasste aus dem Stand der Technik bekannte Auswerte- und Steuereinheiten aufweisen.