WO2019072501A1 - Redundant wheel rotation speed arrangement for the wheels of an axle of a motor vehicle - Google Patents
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Definitions
- the redundant Radfitierean ist only a rotating with the wheel pulse wheel, wherein the pulse wheel is designed such that it serves both as a magnetic encoder for the active wheel speed sensor and as an inductive pulse for the passive wheel speed sensor.
Abstract
The invention relates to a redundant wheel rotation speed arrangement for the wheels (12, 14, 16, 18) of an axle of a motor vehicle, in which wheel rotation speed arrangement a first and a second wheel rotation speed sensor (20-1, 20-2) are associated with each wheel (12, 14, 16, 18) of the axle. The invention is distinguished in that the first wheel rotation speed sensor (20-1) is designed as an active wheel rotation speed sensor and the second wheel rotation speed sensor (20-2) is designed as a passive wheel rotation speed sensor.
Description
Redundante Raddrehzahlanordnung für die Räder einer Achse eines Redundant wheel speed arrangement for the wheels of an axle of a
Kraftfahrzeugs motor vehicle
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft eine redundante Raddrehzahlanordnung für die Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. DESCRIPTION The invention relates to a redundant wheel speed arrangement for the wheels of an axle of a motor vehicle according to the type indicated in the preamble of patent claim 1.
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. Wheel speed sensors are well-known in the art and are known to be responsible for detecting the speed of the wheels and sending that value in the form of a signal to one or more associated controllers (s). Wheel speed sensors are distinguished on the basis of their mode of action in active and passive sensors. A unique assignment is not defined; However, the following definition has prevailed in the workshop routine: if a wheel speed sensor for generating an output signal requires a supply voltage, this sensor is referred to as an active wheel speed sensor. If a wheel speed sensor operates without an additional supply voltage, this sensor is referred to as a passive wheel speed sensor.
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. In today's motor vehicles information about the wheel speed in different driver assistance systems, such as ABS, ASR, ESC or ACC processed. If one or more wheel speed sensor (s) fail, the consequence is that faultless functionality of these vehicle systems is no longer guaranteed. The consequence of this is that - especially if it is a so-called safety-relevant vehicle system, such as vehicle system for piloted or (Partial) autonomous driving, acts - the affected vehicle system would have to be disabled at short notice, since the vehicle could get into a safety-critical situation. A generic redundant wheel speed arrangement for the wheels of an axle of a motor vehicle is known from DE 10 2015 202 333 A1. The disclosed wheel speed arrangement is characterized in that each wheel of the axle is assigned two active sensors, ie each requiring a supply voltage. A disadvantage here proves to be that in case of interruption of the power supply to the affected wheel of the axis a total failure of the wheel speed sensors occurs.
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. The invention is based on the object, a redundant Raddrehzahlanordnung according to the type specified in the preamble of claim 1 such that the vulnerability of the Raddrehzahlanordnung against a common error, i. a "common cause failure" is improved.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan- Spruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1 in conjunction with its preamble features.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims form advantageous developments of the invention.
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. In a known manner, in the redundant wheel speed arrangement for the wheels of an axle of a motor vehicle, each wheel of the axle is associated with two wheel speed sensors, i. On each wheel of the axle, a first and a second wheel speed sensor is arranged.
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. According to the invention here is the first wheel speed sensor as an active wheel speed sensor and the second wheel speed sensor is designed as a passive wheel speed sensor. An advantage of this embodiment is that the wheel speed arrangement is no longer as usual "fail safe" but instead "fail operational" is executed, since the wheel arranged on the wheel speed arrangements based on different measurement principles. The consequence of this is that z. B. in the case of an interruption of the voltage supply voltage of the active wheel speed sensor, the functionality of the passive wheel speed sensor is still guaranteed. Advantageously, the susceptibility to a common error "common cause failure" is thereby significantly reduced. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the redundant Raddrehzahlanordnung only a rotating with the wheel pulse wheel, wherein the pulse wheel is designed such that it serves both as a magnetic encoder for the active wheel speed sensor and as an inductive pulse for the passive wheel speed sensor. As a result, a compact, little space-consuming wheel speed arrangement is ensured.
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. A further advantageous embodiment provides that in this case the active and the passive wheel speed sensor are arranged in a common housing. An advantage of this design is that in addition to a compact arrangement a quick, easy assembly and disassembly of the wheel speed sensors is possible.
Bevorzugt ist dabei der aktive Raddrehzahlsensor als ein nach dem Hall- Prinzip arbeitender Drehzahlsensor ausgebildet. Preferably, the active wheel speed sensor is designed as a working according to the Hall principle speed sensor.
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. According to a further advantageous embodiment of the invention, the active wheel speed sensor has its own power supply. An advantage of this embodiment is that - since in the prior art speed sensors are often supplied via a wired supply line with voltage - even in the case of a defect of the cable the Voltage supply and thus the full functionality of the speed sensor is guaranteed.
Bevorzugt weist hierzu der aktive Raddrehzahlsensor zur eigenen Span- nungsversorgung eine Batterie auf. For this purpose, the active wheel speed sensor preferably has a battery for its own voltage supply.
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. An alternative embodiment provides that the active wheel speed sensor for own power supply has at least one energy harvesting generator. An energy harvesting generator is to be understood below to refer to a generator which is fed by "energy harvesting", ie by the extraction of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibrations or air currents. This embodiment proves to be particularly advantageous because the active wheel speed sensor itself is supplied with energy and thus energy self-sufficient, so that a maintenance-free, long-life operation is ensured.
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. The active wheel speed sensor and the passive wheel speed sensor are preferably in operative connection with a control unit via a separate data transmission. An advantage of this embodiment is that not only in case of failure of a wheel speed sensor but also in case of damage to one of the two data transmissions redundancy is ensured. According to a first embodiment, the two wheel speed sensors are connected to the associated control unit (s) via two separate, wired data transmissions.
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. An alternative embodiment provides that the active wheel speed sensor via a wireless data transmission and the passive wheel speed sensor via a wired data transmission with the Control unit is in operative connection. An advantage of this embodiment is that in the event of a fault in the wired data transmission between the active and passive wheel speed sensors assigned to the wheel due to the redundancy of the signal transmission to the control unit continues to provide a wheel speed of the wheel concerned.
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. In this case, the wireless data transmission between active wheel speed sensor and control unit is preferably designed as a Bluetooth radio link, i. for wireless data transmission, the sensor communicates with the control unit via a Bluetooth radio link. An advantage of this embodiment is that this low noise and low transmission power low susceptibility is guaranteed.
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: Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings. In the drawing:
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. Fig. 1 is a schematic representation of a motor vehicle to illustrate the redundant Raddrehzahlanordnung. Fig. 1 shows a schematic representation of a generally designated by the reference numeral 10 motor vehicle. In known manner, each wheel 12, 14, 16, 18 of the motor vehicle 10 are each assigned two wheel speed sensors, namely a first wheel speed sensor 20-1 and a second wheel speed sensor 20-2. Each wheel speed sensor 20-1, 20-2 is connected by means of a separate data line 22 to a control unit 24.
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.
The wheel speed arrangement according to the invention is characterized in that the first wheel speed sensors 20-1 in the present case are designed as active wheel speed sensors, while the second wheel speed sensors 20-2 are passive wheel speed sensors. That the wheel speed sensors 20-1, 20-2 assigned to a wheel 12, 14, 16 or 18 operate according to different measuring principles, so that e.g. In the case of an interruption of the power supply of the active wheel speed sensor 20-1, the control unit 24 can continue to be provided with a wheel speed at the wheel concerned since the functionality of the passive wheel speed sensor 20-2 is not affected by this. This has the positive effect that the inventive redundant speed arrangement compared to the prior art against a common error, such. a failure of the power supply, a lower susceptibility and thus the risk of a common error, "common cause failure" is significantly reduced.
Claims
PATENTANSPRÜCHE: CLAIMS:
Redundante Raddrehzahlanordnung für die Räder (12, 14, 16, 18) einer Achse eines Kraftfahrzeugs (10), bei der jedem Rad (12, 14, 16, 18) der Achse ein erster und ein zweiter Raddrehzahlsensor (20- 1 , 20-2) zugeordnet ist, A redundant wheel speed arrangement for the wheels (12, 14, 16, 18) of an axle of a motor vehicle (10), in which each wheel (12, 14, 16, 18) of the axle has a first and a second wheel speed sensor (20-1, 20-16). 2) is assigned,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der erste Raddrehzahlsensor (20-1 ) als ein aktiver Raddrehzahlsensor und der zweite Raddrehzahlsensor (20-2) als ein passiver Raddrehzahlsensor ausgebildet ist. the first wheel speed sensor (20-1) is an active wheel speed sensor and the second wheel speed sensor (20-2) is a passive wheel speed sensor.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 1 , Redundant wheel speed arrangement according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
lediglich ein mit dem Rad (12, 14, 16, 18) umlaufendes Impulsrad vorgesehen ist, das sowohl als magnetischer Impulsgeber für den aktiven Raddrehzahlsensor (20-1 ) als auch als induktiver Impulsgeber für den passiven Raddrehzahlsensor (20-2) ausgebildet ist. only one with the wheel (12, 14, 16, 18) rotating pulse wheel is provided, which is designed both as a magnetic encoder for the active wheel speed sensor (20-1) and as an inductive pulse generator for the passive wheel speed sensor (20-2).
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Redundant wheel speed arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that
der aktive und der passive Raddrehzahlsensor (20-1 , 20-2) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. the active and the passive wheel speed sensor (20-1, 20-2) are arranged in a common housing.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, Redundant wheel speed arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) nach dem Hall-Prinzip arbeitet. the active wheel speed sensor (20-1) operates according to the Hall principle.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, Redundant wheel speed arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) eine eigene Spannungsversorgung aufweist. characterized in that the active wheel speed sensor (20-1) has its own power supply.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 5, Redundant wheel speed arrangement according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) zur eigenen Spannungsversorgung eine Batterie aufweist. the active wheel speed sensor (20-1) has a battery for its own power supply.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 5, Redundant wheel speed arrangement according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) zur eigenen Spannungsversorgung mindestens einen Energy-Harvesting-Generator aufweist. the active wheel speed sensor (20-1) has at least one energy harvesting generator for its own power supply.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, Redundant wheel speed arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) und der passive Raddrehzahlsensor (20-2) jeweils über eine separate Datenübertragung (22) mit einem Steuergerät (24) in Wirkverbindung stehen. the active wheel speed sensor (20-1) and the passive wheel speed sensor (20-2) are each operatively connected to a control unit (24) via a separate data transmission (22).
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 8, Redundant wheel speed arrangement according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
beide Raddrehzahlsensoren (20-1 , 20-2) über separate, kabelgebundene Datenübertragungen mit dem Steuergerät (24) in Wirkverbindung stehen. both wheel speed sensors (20-1, 20-2) via separate, wired data transmissions with the control unit (24) are in operative connection.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 8, Redundant wheel speed arrangement according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der aktive Raddrehzahlsensor (20-1 ) über eine kabellose Datenübertragung und der passive Raddrehzahlsensoren (20-2) über eine ka-
beigebundene Datenübertragung mit dem Steuergerät in Wirkverbindung steht. the active wheel speed sensor (20-1) via a wireless data transmission and the passive wheel speed sensors (20-2) via a Ka attached data transmission is in operative connection with the control unit.
Redundante Raddrehzahlanordnung nach Anspruch 10, Redundant wheel speed arrangement according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die kabellose Datenübertragung zwischen aktivem Raddrehzahlsensor (22-1 ) und Steuergerät (24) als eine Bluetooth- Funkverbindung ausgebildet ist.
the wireless data transmission between active wheel speed sensor (22-1) and control unit (24) is designed as a Bluetooth radio link.
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18773413 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18773413 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |