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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Sensorik im Bereich der Antriebstechnik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Radsensoraufnahme und ein Radsensorsystem zur Montage an einer Fahrzeugachse.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Raddrehzahlsensoren in Fahrzeugen liefern Signale an Steuergeräte von Sicherheitssystemen wie Antiblockiersystemen (ABS) oder Elektronische Stabilitätskontrollen (ESP). Aus diesen Signalen können Informationen wie eine Einzelraddrehzahl oder eine Radgeschwindigkeit eines Rades des Fahrzeugs sowie eine Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Meist ist jedes Einzelrad des Fahrzeugs mit einem eigenen Raddrehzahlsensor ausgestattet. Das Detektionsprinzip einer Raddrehzahl beruht in der Regel auf der Auswertung eines magnetischen Signals eines mit einer Radachse fest verbundenen Geberrades durch ein magnetosensitives Messelement des Raddrehzahlsensors. Das Signal des Raddrehzahlsensors wird dabei über eine Kabelverbindung an das Steuergerät (ECU, electronic control unit) weitergeleitet.
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Um den Anforderungen zukünftiger Sicherheitssysteme in Fahrzeugen gerecht zu werden, ist es notwendig, jedes Einzelrad mit einem Paar redundanter Raddrehzahlsensoren auszustatten, um bei einem Ausfall eines der beiden Raddrehzahlsensoren ein zuverlässiges Eingreifen des Sicherheitssystems zu ermöglichen. Ein Beispiel für eine Anwendung eines redundanten Raddrehzahlsensors ist hochautomatisiertes Fahren. Hierbei müssen Sicherheitssysteme wie ABS und ESP redundant ausgeführt werden, damit bei Ausfall eines Sicherheitssystems gewährleistet ist, dass bis zum Eingriff des Fahrers in die Fahrsituation und darüber hinaus der Ausfall des Sicherheitssystems das Verhalten des Fahrzeugs nicht beeinflusst.
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Fahrzeuge mit einem redundanten Satz Raddrehzahlsensoren pro Rad auszustatten ist mit konventionellen Raddrehzahlsensoren jedoch aufwändig und schwierig, da zwei Montagepositionen für jeweils einen Raddrehzahlsensor am Einzelrad vorgesehen werden müssen, was in der Regel durch das Fehlen geeigneter Verbaustellen erschwert wird. Ferner müssen beide Raddrehzahlsensoren korrekt und möglichst identisch zum Geberrad positioniert werden, um möglichst identische Signale zu liefern, was die Montage der redundanten Raddrehzahlsensoren am Rad jedoch zusätzlich erschwert.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept für ein Raddrehzahlsensorsystem zu schaffen, welches den Sicherheitsanforderungen des hochautomatisierten Fahrens genügt.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Die im Folgenden vorgestellten Sensorsysteme und Sensorelemente können von verschiedener Art sein. Die einzelnen beschriebenen Elemente können durch Hardware- und oder Softwarekomponenten realisiert sein, beispielsweise elektronische Komponenten, die durch verschiedene Technologien hergestellt werden können und zum Beispiel Halbleiterchips, ASICs, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, integrierte elektrische Schaltungen, elektrooptische Schaltungen und/oder passive Bauelemente umfassen.
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Die im Folgenden vorgestellte Lösung basiert auf einem Drehzahlsensor mit zwei Sensorelementen, die jeweils separat elektrisch kontaktierbar sind. Die Ausführung kann in einem möglichst kompakten Gehäuse erfolgen.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Radsensoraufnahme zur Montage eines ersten Raddrehzahlsensors mit einem ersten Sensorgehäuse und eines zweiten Raddrehzahlsensors mit einem zweiten Sensorgehäuse an einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs, wobei an der Fahrzeugachse ein Geberrad mit einer magnetischen Lesespur angeordnet ist, mit einem Grundkörper, welcher an der Fahrzeugachse montierbar ist, einer ersten Aufnahme zum Aufnehmen des ersten Sensorgehäuses und einer zweiten Aufnahme zum Aufnehmen des zweiten Sensorgehäuses, wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in dem Grundkörper geformt sind, und wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme ausgebildet sind, den ersten Raddrehzahlsensor und den zweiten Raddrehzahlsensor zum Erfassen einer Raddrehzahl auf die Lesespur auszurichten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit geschaffen wird zwei Raddrehzahlsensoren an einer Fahrzeugachse zu montieren.
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Das Geberrad mit der magnetischen Lesespur kann einen Multipolring umfassen, in welchem Magnete mit wechselnder Polrichtung eingesetzt sind. Die von der Achse abgewandte Oberfläche des Multipolrings kann die Lesespur bilden. Der Multipolring kann in einem Dichtring eines Radlagers des Fahrzeugs eingesetzt sein.
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Bei der Drehung des Geberrades können die Raddrehzahlsensoren ein wechselndes Magnetfeld erfassen. Die Raddrehzahlsensoren können hierzu Raddrehzahlsensorelemente umfassen, welche physikalische Messgrößen der magnetischen Lesespur erfassen. Die physikalischen Messgrößen können magnetische Messgrößen umfassen, welche beim Vorbeilaufen von Abschnitten der Lesespur mit wechselnder magnetischer Polrichtung von den Raddrehzahlsensorelementen erfasst werden. Dieses Wechselsignal kann von einer Elektronik in den Raddrehzahlsensorelementen (beispielsweise einem ASIC) in ein Messsignal, insbesondere ein digitales Messsignal, umgewandelt werden. Die Übertragung des Messsignals zum Steuergerät kann als Stromsignal, beispielsweise im Pulsweitenmodulationsverfahren, im Zwei-Pegel-Verfahren oder gemäß einem seriellen Datenprotokoll, oder als Spannungssignal erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme als benachbarte Aussparungen oder Durchbrüche in dem Grundkörper geformt, wobei das erste Sensorgehäuse und das zweite Sensorgehäuse in die Aussparungen oder Durchbrüche einsetzbar sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente Aufnahme für beide Raddrehzahlsensoren geschaffen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme bei Montage der Radsensoraufnahme an der Fahrzeugachse parallel zu einer Laufrichtung des Geberrades oder quer zu einer Laufrichtung des Geberrades angeordnet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizientes Erfassen der Raddrehzahl durch die Raddrehzahlsensoren auf der Basis eines wechselnden Magnetfelds der Lesespur erfolgen kann.
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Die Raddrehzahlsensoren können das wechselnde Magnetfeld bei einer Anordnung parallel zu der Laufrichtung des Geberrades mit einem Phasenversatz erfassen. Auf der Basis dieses Phasenversatzes kann eine Radbewegung mit hoher räumlicher Auflösung durch eine Steuerung des Fahrzeugs ermittelt werden. Ferner können die Raddrehzahlsensoren das wechselnde Magnetfeld bei einer Anordnung senkrecht zu der Laufrichtung des Geberrades ohne den Phasenversatz erfassen. Die erfassten physikalischen Messgrößen des ersten Raddrehzahlsensors und des zweiten Raddrehzahlsensors können im letzteren Fall gleich sein, wodurch ein redundantes Sensorsystem entsteht.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Grundkörper einen Flansch zur Montage der Radsensoraufnahme an der Fahrzeugachse des Fahrzeugs, insbesondere an einem Achsschenkel. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente Montage der Radsensoraufnahme an der Fahrzeugachse erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Flansch mittels einer Befestigungsschraube an der Fahrzeugachse montierbar. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente Montage der Radsensoraufnahme an der Fahrzeugachse erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Grundkörper aus einem Kunststoff, insbesondere PBT (Polybutylenterephthalat), geformt, insbesondere mittels Spritzgießen geformt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen das erste Sensorgehäuse und das zweite Sensorgehäuse einen länglichen Gehäusekörper mit einer Stirnseite, wobei jeweils ein magnetisches Sensorelement in dem Sensorgehäuse an der Stirnseite angeordnet ist, und wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme ausgebildet sind, bei der Aufnahme des ersten Sensorgehäuses und des zweiten Sensorgehäuses die jeweilige Stirnseite der Sensorgehäuse mit den magnetischen Sensorelementen in Richtung der magnetischen Lesespur auszurichten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizientes Erfassen des wechselnden Magnetfeldes des magnetischen Leserings durch den ersten Raddrehzahlsensor und den zweiten Raddrehzahlsensor erfolgen kann.
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Das magnetische Sensorelement kann auf einem Leadframe angeordnet sein, welche in dem Sensorgehäuse des jeweiligen Raddrehzahlsensors angeordnet ist. Das Leadframe kann längs zu dem länglichen Sensorgehäuse verlaufen.
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Das magnetische Sensorelement kann ein AMR-Sensorelement, ein GMR-Sensorelement, ein TMR-Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement, zum Erfassen von physikalischen Messgrößen der magnetischen Lesespur umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme ausgebildet, den länglichen Gehäusekörper des ersten Sensorgehäuses und den länglichen Gehäusekörper des zweiten Sensorgehäuses senkrecht zu der magnetischen Lesespur auszurichten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizientes Erfassen des wechselnden Magnetfeldes des magnetischen Leserings durch den ersten Raddrehzahlsensor und den zweiten Raddrehzahlsensor erfolgen kann.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Raddrehzahlsensorsystem zur Montage an einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs, wobei an der Fahrzeugachse ein Geberrad mit einer magnetischen Lesespur angeordnet ist, mit einer Radsensoraufnahme nach dem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Grundkörper, einer ersten Aufnahme und einer zweiten Aufnahme, wobei der Grundkörper an der Fahrzeugachse montierbar ist, einem ersten Raddrehzahlsensor mit einem ersten Sensorgehäuse und einem zweiten Raddrehzahlsensor mit einem zweiten Sensorgehäuse, wobei das erste Sensorgehäuse in die erste Aufnahme der Radsensoraufnahme aufgenommen ist, und wobei das zweite Sensorgehäuse in die zweite Aufnahme der Radsensoraufnahme aufgenommen ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein effizientes Sensorsystem mit zwei redundanten Raddrehzahlsensoren geschaffen werden kann.
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Ein solches Raddrehzahlsensorsystem entspricht den Sicherheitsanforderungen des autonomen Fahrens, da es zwei Raddrehzahlsensoren umfasst, wobei einer der beiden als redundanter Sensor fungieren kann. Ferner ist er aufgrund der Anordnung der Raddrehzahlsensoren in einer gemeinsamen Radsensoraufnahme kompakt aufgebaut, so dass er nur wenig mehr Platz einnimmt als ein Raddrehzahlsensorsystem mit einem einzigen Raddrehzahlsensor und damit einfach an der Fahrzeugachse eines Fahrzeugs angebracht werden kann, um dort die Drehzahl des entsprechenden Rades zu bestimmen und beispielsweise an ein Steuergerät weiterzuleiten.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen der erste Raddrehzahlsensor und der zweite Raddrehzahlsensor jeweils ein magnetisches Sensorelement, insbesondere ein AMR-Sensorelement, ein GMR-Sensorelement, ein TMR-Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement, zum Erfassen von physikalischen Messgrößen der magnetischen Lesespur. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die physikalischen Messgrößen, welche insbesondere dem wechselnden Magnetfeld der magnetischen Lesespur zugeordnet sind, effizient erfasst werden können.
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Das magnetische Sensorelement kann ein aktives oder passives elektronisches Bauteil sein. Das aktive Sensorelement lässt einen größeren Luftspalt zu und reagiert bereits auf kleinste Änderungen im Magnetfeld, so dass eine sehr genaue Raddrehzahlmessung realisiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Raddrehzahlsensor baugleich zu dem zweiten Raddrehzahlsensor ausgebildet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein redundantes Sensorsystem implementiert werden kann, das den Anforderungen an autonomes Fahren genügt. Bei Ausfall des ersten Raddrehzahlsensors kann der zweite Raddrehzahlsensor übernehmen. Alternativ können auch beide Raddrehzahlsensoren parallel betrieben werden, um eine genauere Messung durch Mittelwertbildung zu erzielen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen der erste Raddrehzahlsensor und der zweite Raddrehzahlsensor jeweils einen elektrischen Schaltkreis zur Messwertaufbereitung. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Raddrehzahlsensoren flexibel ausgeführt sein können.
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Durch die zugehörigen elektrischen Schaltkreise können die physikalischen Messgrößen der Raddrehzahlsensoren aufbereitet werden und beispielsweise in ein digitales Messsignal umgewandelt werden. Ferner können die Messgrößen an eine Schnittstelle mit einem Steuergerät angepasst werden. Der elektrische Schaltkreis kann auch eine entsprechende EMV-Verträglichkeit des Messsignals liefern, so dass entsprechende EMV-Richtlinien eingehalten werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Raddrehzahlsensor ausgebildet, erste physikalische Messgrößen an eine erste Steuerung des Fahrzeugs zu übermitteln, und ist der zweite Raddrehzahlsensor ausgebildet, zweite physikalische Messgrößen an eine zweite Steuerung des Fahrzeugs zu übermitteln, wobei die erste Steuerung und/oder die zweite Steuerung ausgebildet sind, auf der Basis der physikalischen Messgrößen eine Raddrehzahl zu erfassen.
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Die erste Steuerung und die zweite Steuerung können gleich sein, bzw. können die erste Steuerung und die zweite Steuerung Komponenten einer gemeinsamen Steuerung des Kraftfahrzeugs sein. Die Steuerungen können jeweils einen Prozessor bzw. einen Mikroprozessor umfassen. Die Steuerungen können Teil eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs wie einem Antiblockiersystem (ABS) oder einer Elektronische Stabilitätskontrolle (ESP) sein.
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Die Steuerungen können ausgebildet sein, eine erste Raddrehzahl und eine zweite Raddrehzahl separat zu erfassen und auf der Basis der ersten Raddrehzahl und der zweiten Raddrehzahl eine mittlere Raddrehzahl zu erfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Raddrehzahlsensor mit der ersten Steuerung mittels einer ersten Leiteranordnung zum Übertragen der ersten physikalischen Messgrößen verbindbar, und ist der zweite Raddrehzahlsensor mit der zweiten Steuerung mittels einer zweiten Leiteranordnung zum Übertragen der zweiten physikalischen Messgrößen verbindbar.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Steuerung und/oder die zweite Steuerung ausgebildet, einen Phasenunterschied zwischen den Messwerten des ersten Raddrehzahlsensors und den Messwerten des zweiten Raddrehzahlsensors zu erfassen, wobei die erste Steuerung und/oder die zweite Steuerung ferner ausgebildet sind, auf der Basis des Phasenunterschieds eine Radbewegung zu erfassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Radbewegung mit hoher räumlicher Auflösung erfasst werde kann.
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Die Erfindung kann in Hardware und/oder Software realisiert werden.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Radsensoraufnahme;
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2a eine schematische Darstellung eines Raddrehzahlsensors; und
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2b schematische Darstellungen von Raddrehzahlsensorsystemen.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
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Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten", „haben", „mit" oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen" einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft" lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Radsensoraufnahme 100 zur Montage eines ersten Raddrehzahlsensors 101-1 mit einem ersten Sensorgehäuse 102-1 und eines zweiten Raddrehzahlsensors 101-2 mit einem zweiten Sensorgehäuse 102-2 gemäß einer Ausführungsform.
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Die Radsensoraufnahme 100 in 1 ist zur Montage des ersten Raddrehzahlsensors 101-1 und des zweiten Raddrehzahlsensors 101-2 an einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs ausgebildet, wobei an der Fahrzeugachse ein Geberrad 103 mit einer magnetischen Lesespur 105 angeordnet ist.
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Die Radsensoraufnahme 100 umfasst einen Grundkörper 107, welcher an der Fahrzeugachse montierbar ist, eine erste Aufnahme 109-1 zum Aufnehmen des ersten Sensorgehäuses 102-1 und eine zweite Aufnahme 109-2 zum Aufnehmen des zweiten Sensorgehäuses 102-2, wobei die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 in dem Grundkörper 107 geformt sind, und wobei die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 ausgebildet sind, den ersten Raddrehzahlsensor 101-1 und den zweiten Raddrehzahlsensor 101-2 zum Erfassen einer Raddrehzahl auf die Lesespur 105 auszurichten.
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Bei der Drehung des Geberrades 103 können die Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 ein wechselndes Magnetfeld erfassen. Die Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 können hierzu Raddrehzahlsensorelemente umfassen, welche physikalische Messgrößen der magnetischen Lesespur 105 erfassen. Die physikalischen Messgrößen können magnetische Messgrößen umfassen, welche beim Vorbeilaufen von Abschnitten der Lesespur 105 mit wechselnder magnetischer Polrichtung von den Raddrehzahlsensorelementen erfasst werden. Dieses Wechselsignal kann von einer Elektronik in den Raddrehzahlsensorelementen (beispielsweise einem ASIC) in ein Messsignal, insbesondere ein digitales Messsignal, umgewandelt werden. Die Übertragung des Messsignals zum Steuergerät kann als Stromsignal, beispielsweise im Pulsweitenmodulationsverfahren, im Zwei-Pegel-Verfahren oder gemäß einem seriellen Datenprotokoll, oder als Spannungssignal erfolgen.
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Die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 können als benachbarte Aussparungen oder Durchbrüche in dem Grundkörper 107 geformt sein. Das erste Sensorgehäuse 102-1 und das zweite Sensorgehäuse 102-2 können in die Aussparungen oder Durchbrüche einsetzbar sein.
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Das erste Sensorgehäuse 102-1 und das zweite Sensorgehäuse 102-2 können jeweils einen länglichen Gehäusekörper mit einer Stirnseite aufweisen, wobei jeweils ein magnetisches Sensorelement in dem Sensorgehäuse an der Stirnseite angeordnet ist. Die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 können ausgebildet sein, bei der Aufnahme des ersten Sensorgehäuses 102-1 und des zweiten Sensorgehäuses 102-2 die jeweilige Stirnseite der Sensorgehäuse 102-1, 102-2 mit den magnetischen Sensorelementen in Richtung der magnetischen Lesespur 105 auszurichten.
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Die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 können ferner ausgebildet sein, den länglichen Gehäusekörper des ersten Sensorgehäuses 102-1 und den länglichen Gehäusekörper des zweiten Sensorgehäuses 102-2 senkrecht zu der magnetischen Lesespur auszurichten. Ferner können die erste Aufnahme 109-1 und die zweite Aufnahme 109-2 ausgebildet sein den Gehäusekörper des ersten Sensorgehäuses 102-1 und den Gehäusekörper des zweiten Sensorgehäuses 102-2 parallel zueinander auszurichten.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Grundkörper 107 einen Flansch 111 und/oder einen Kragen zur Montage der Radsensoraufnahme 100 an der Fahrzeugachse des Fahrzeugs, insbesondere an einem Achsschenkel 113.
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Gemäß einer Ausführungsform sind der Flansch 111 und/oder der Kragen mittels einer Befestigungsschraube an der Fahrzeugachse, insbesondere an dem Achsschenkel 113 montierbar.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Grundkörper 107 aus einem Kunststoff, insbesondere PBT, geformt. Insbesondere wird der Grundkörper 107 mittels Spritzgießen hergestellt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Raddrehzahlsensor 101-1 baugleich zu dem zweiten Raddrehzahlsensor 101-2 ausgebildet, um ein redundantes Sensorsystem zu schaffen, das den Anforderungen an autonomes Fahren genügt. Bei Ausfall des ersten Raddrehzahlsensors 101-1 kann der zweite Raddrehzahlsensor 101-2 übernehmen. Alternativ können auch beide Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 parallel betrieben werden, um eine genauere Messung durch Mittelwertbildung zu erzielen.
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An den ersten Raddrehzahlsensor 101-1 und den zweiten Raddrehzahlsensor 101-2 kann eine erste Leiteranordnung 115-1 bzw. eine zweite Leiteranordnung 115-2, zur Strom- bzw. Spannungsversorgung und/oder zur Übertragung von Messwerten angeschlossen sein. Die erste Leiteranordnung 115-1 und die zweite Leiteranordnung 115-2 können jeweils ein zweipoliges elektrisches Anschlusskabel mit einer Spannungsversorgungsleitung und/oder einer weiteren Leitung umfassen. Die weitere Leitung kann als Sensormasse dienen. Über die Spannungsversorgungsleitung kann gleichzeitig ein Sensorsignal, insbesondere physikalischen Messgrößen, übermittelt werden.
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Über die erste Leiteranordnung 115-1 und die zweite Leiteranordnung 115-2 können die Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 mit einer ersten Steuerung und/oder einer zweiten Steuerung verbunden sein.
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Die erste Steuerung und die zweite Steuerung können gleich sein, bzw. können die erste Steuerung und die zweite Steuerung Komponenten einer gemeinsamen Steuerung des Fahrzeugs sein. Die Steuerungen können jeweils einen Prozessor bzw. einen Mikroprozessor umfassen. Die Steuerungen können Teil eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs wie einem Antiblockiersystem (ABS) oder einer Elektronische Stabilitätskontrollen (ESP) sein.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und/oder zweite Steuerung ausgebildet, auf der Basis der Messwerte des ersten Raddrehzahlsensors 101-1 und/oder des zweiten Raddrehzahlsensors 101-2 eine Raddrehzahl zu erfassen. Die Steuerungen können ferner ausgebildet sein, eine erste Raddrehzahl und eine zweite Raddrehzahl separat zu erfassen und auf der Basis der ersten Raddrehzahl und der zweiten Raddrehzahl eine mittlere Raddrehzahl zu erfassen.
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2a zeigt eine schematische Darstellung eines Raddrehzahlsensors 200 gemäß einer Ausführungsform.
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Der erste Raddrehzahlsensor 101-1 und der zweite Raddrehzahlsensor 101-2 können gemäß dem Raddrehzahlsensor 200 ausgebildet sein. Die schematische Darstellung in 2 zeigt eine Stirnseite des Raddrehzahlsensors 200. Der Raddrehzahlsensor 200 umfasst ein Sensorgehäuse 201 und ein magnetisches Sensorelement 203.
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Das magnetische Sensorelement 203 kann ein AMR-Sensorelement, ein GMR-Sensorelement, ein TMR-Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement, zum Erfassen von physikalischen Messgrößen der magnetischen Lesespur 105 umfassen.
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Somit können zur Erfassung der physikalischen Messgrößen gängige physikalische Messprinzipien wie AMR (anisotroper magnetoresistiver Effekt), GMR (giant magnetoresitive effect), TMR (tunnel magnetoresistance effect) und Hall angewendet werden.
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Das magnetische Sensorelement 203 kann auf einem Leadframe, in dem Sensorgehäuse 201, angeordnet sei. Das Leadframe kann längs zu dem länglichen Sensorgehäuse 201 verlaufen.
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Das Sensorgehäuse 201 kann aus einem Kunststoff, insbesondere PBT, geformt sein. Das Sensorgehäuse 201 kann ein Spritzgussgehäuse sein. Das magnetische Sensorelement 203 und/oder das Leadframe können in dem Sensorgehäuse 201 mit einem Epoxid ummantelt sein.
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2b zeigt schematische Darstellungen von zwei Raddrehzahlsensorsystemen 205-1, 205-2 gemäß einer Ausführungsform.
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Die Raddrehzahlsensorsysteme 205-1, 205-2 umfassen jeweils eine Radsensoraufnahme 207-1, 207-2, in deren zwei Aufnahmen jeweils zwei Raddrehzahlsensoren eingesetzt sind. Die Raddrehzahlsensorsysteme 205-1, 205-2 in 2b sind dabei über einer magnetischen Lesespur 105 auf einem Geberrad 103 angeordnet.
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Die jeweiligen Aufnahmen und die darin eingesetzten Raddrehzahlsensoren sind bei der ersten Radsensoraufnahme 207-1 gemäß einer ersten Konfiguration parallel zu einer Laufrichtung des Geberrades 103 angeordnet und bei der zweiten Radsensoraufnahme 207-2 in einer zweiten Konfiguration quer zu einer Laufrichtung des Geberrades 103 angeordnet.
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Die Raddrehzahlsensoren können das wechselnde Magnetfeld bei einer Anordnung parallel zu der Laufrichtung des Geberrades 103 mit einem Phasenversatz erfassen. Auf der Basis dieses Phasenversatzes kann eine Steuerung des Fahrzeugs, insbesondere die erste und/oder zweite Steuerung, eine Radbewegung mit hoher räumlicher Auflösung ermitteln. Ferner können die Raddrehzahlsensoren das wechselnde Magnetfeld bei einer Anordnung senkrecht zu der Laufrichtung des Geberrades 103 ohne den Phasenversatz erfassen. Die erfassten physikalischen Messgrößen des ersten Raddrehzahlsensors und des zweiten Raddrehzahlsensors können im letzteren Fall gleich sein, wodurch ein redundantes Sensorsystem entsteht.
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Das hier beschriebene Konzept ermöglicht es, mit vertretbarem Aufwand ein Raddrehzahlsensorsystem 205-1, 205-2 mit redundanten Raddrehzahlsensoren, insbesondere standardisierten Kernsensoren, aufzubauen. Diese bieten gegenüber den Stand heute verwendeten Messelementen folgende Vorteile:
- (i) Die heute verwendeten magnetosensitiven Messelemente müssen stets parallel zu der magnetischen Lesespur 105 des Geberrades 103 ausgerichtet sein. Da der Winkel des Raddrehzahlsensors zum Geberrad 103 allerdings stark applikationsspezifisch ist, muss für jeden in der Applikation auftretenden Lesewinkel ein neuer Positionierhalter für das Messelement entwickelt werden. Das Raddrehzahlsensorsystem 205-1, 205-2 mit der Radsensoraufnahme 100 für jeweils zwei Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 kann für jeden beliebigen Lesewinkel verwendet werden.
- (ii) Die Stand heute verwendeten magnetosensitiven Messelemente können nur mit Hilfe eines Positionierhalters während des Herstellungsprozesses eines Raddrehzahlsensors fixiert werden. Das Raddrehzahlsensorsystem 205-1, 205-2 basiert auf standardisierten Kernsensoren und benötigt keine Positionierhalter. Die Positionierung wird durch die direkte Fixierung der Raddrehzahlsensoren 101-1, 101-2 durch die Radsensoraufnahme 100 erzielt.
- (iii) Applikations- bzw. kundenseitig sind nach wie vor nur ein Bohrloch und eine Befestigungsmöglichkeit für das Raddrehzahlsensorsystem 205-1, 205-2 bzw. die Radsensoraufnahme 100 vorzusehen, wodurch die Kundenakzeptanz für einen redundanten Raddrehzahlsensor erhöht werden kann. Der Aufbau redundanter Systeme auf der Systemebene ist ohne Änderungen auf Sensorebene möglich.
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Ferner erlaubt das hier vorgestellte Raddrehzahlsensorsystem 205-1, 205-2 eine Verwendung bei extrem großen Geberrädern und bei kleinen Bohrlochdurchmessern an der Fahrzeugachse, insbesondere dem Achsschenkel 113.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Radsensoraufnahme
- 101-1
- erster Raddrehzahlsensor
- 101-2
- zweiter Raddrehzahlsensor
- 102-1
- erstes Sensorgehäuse
- 102-2
- zweites Sensorgehäuse
- 103
- Geberrad
- 105
- Lesespur
- 107
- Grundkörper
- 109-1
- erste Aufnahme
- 109-2
- zweite Aufnahme
- 111
- Flansch
- 113
- Achsschenkel
- 115-1
- erste Leiteranordnung
- 115-2
- zweite Leiteranordnung
- 117
- Befestigungsschraube
- 200
- Raddrehzahlsensor
- 201
- Sensorgehäuse
- 203
- magnetisches Sensorelement
- 205-1
- Raddrehzahlsensorsystem
- 205-2
- Raddrehzahlsensorsystem
- 207-1
- Radsensoraufnahme
- 207-2
- Radsensoraufnahme
