-
Schnittstelleneinheiten für Raddrehzahlsensoren können beispielsweise verwendet werden, um ein Ausgangssignal eines Radsensors aufzunehmen und daraus elektronisch weiterverarbeitbare Daten zu erzeugen. Ein Radsensor kann beispielsweise an einem Rad, einer Achse oder einer Achsaufnahme eines Kraftfahrzeugs angebracht sein und Daten liefern, welche anzeigend sind für die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rads.
-
Moderne Schnittstelleneinheiten können zusätzlich zu reinen Daten, welche nur die Umdrehungen anzeigen, auch weitere Daten liefern und diese an eine Auswerteeinrichtung ausgeben. Damit können weitere Funktionen implementiert werden. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Schnittstellenelement alternativ oder besser vorzusehen, beispielsweise mit optimierter Signalübertragung. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine Radsensoranordnung mit einem solchen Schnittstellenelement vorzusehen. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Radüberwachungsanordnung mit einer solchen Radsensoranordnung vorzusehen.
-
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Schnittstelleneinheit, eine Radsensoranordnung und eine Radüberwachungsanordnung gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Die Erfindung betrifft eine Schnittstelleneinheit für einen Raddrehzahlsensor. Die Schnittstelleneinheit weist eine Sensorschnittstelle für einen Raddrehzahlsensor auf. Die Schnittstelleneinheit weist eine Geschwindigkeitsschnittstelle auf. Sie weist ferner eine Datenschnittstelle auf. Die Schnittstelleneinheit weist eine Pulsdetektionseinheit auf, wobei die Pulsdetektionseinheit eingangsseitig mit der Sensorschnittstelle verbunden ist und ausgangsseitig mit der Geschwindigkeitsschnittstelle verbunden ist. Die Schnittstelleneinheit weist eine Decodereinheit auf, wobei die Decodereinheit eingangsseitig mit der Sensorschnittstelle verbunden ist und ausgangsseitig mit der Datenschnittstelle verbunden ist. Des Weiteren weist die Schnittstelleneinheit eine redundante Pulsdetektionseinheit auf, wobei die redundante Pulsdetektionseinheit eingangsseitig mit der Sensorschnittstelle verbunden ist und ausgangsseitig mit der Datenschnittstelle verbunden ist.
-
Mittels einer solchen Schnittstelleneinheit kann für eine Signalübertragung von einem Raddrehzahlsensor zu einer externen Steuerung wie beispielsweise einer Auswerteeinrichtung ein redundanter Informationskanal aufgebaut werden, wobei Informationen, welche von den Raddrehzahlsensoren erfasst werden, insbesondere bezüglich der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rads, sowohl über die Geschwindigkeitsschnittstelle wie auch über die Datenschnittstelle gesendet werden. Sollte ein solcher Kanal ausfallen, steht der andere noch zur Verfügung.
-
Die Schnittstelleneinheit kann beispielsweise eine baulich getrennt wahrnehmbare und handhabbare Einheit sein, welche beispielsweise in einem Gehäuse enthalten sein kann. Sie kann beispielsweise in Form eines Mikroprozessors oder einer anderen programmierbaren elektronischen Einrichtung ausgeführt sein. An der Sensorschnittstelle wird in der Praxis typischerweise ein Raddrehzahlsensor angeschlossen. Er kann somit ausgelesen und gegebenenfalls auch mit Spannung versorgt werden. Die Geschwindigkeitsschnittstelle dient typischerweise zum Ausgeben von Daten, welche einen unmittelbaren Rückschluss auf Raddrehzahldaten geben. Beispielsweise kann es sich um Pulse handeln, welche unmittelbar mit von den Raddrehzahlsensoren gemessenen Umdrehungen der Räder korrelieren. Über die Datenschnittstelle können insbesondere zusätzliche Daten ausgegeben werden, welche einer Fahrzeugsteuerung weitere Informationen geben. Die Datenübertragung kann jedoch auch redundant sein. Insbesondere kann genau eine Geschwindigkeitsschnittstelle und/oder genau eine Datenschnittstelle verwendet werden. Es können jedoch grundsätzlich auch mehr dieser Schnittstellen bei einer Schnittstelleneinheit verwendet werden.
-
Eine Pulsdetektionseinheit detektiert typischerweise Pulse, welche von dem Raddrehzahlsensor erzeugt werden. Sie erzeugen daraus Daten, typischerweise relativ einfache Daten, welche an eine Fahrzeugsteuerung weitergeleitet werden. Die redundante Pulsdetektionseinheit kann grundsätzlich technisch ähnlich oder identisch zu der Pulsdetektionseinheit aufgebaut sein. Die Bezeichnung als redundante Pulsdetektionseinheit dient insbesondere zur sprachlichen Abgrenzung. Es kann sein, dass bei einer konkreten Schnittstelleneinheit eine exakte Zuordnung von Pulsdetektionseinheit und redundanter Pulsdetektionseinheit nicht möglich ist. Entscheidend sind die beschriebene Verschaltung und Funktionalität.
-
Eine Verbindung zwischen zwei Komponenten oder zwischen einer Komponente und einer Schnittstelle kann direkt oder auch indirekt, also über eine andere Komponente realisiert sein.
-
Die Decodereinheit kann insbesondere aus den Signalen, welche von dem Raddrehzahlsensor empfangen werden, zusätzliche Daten erzeugen und weitergeben. Beispiele werden weiter unten erwähnt.
-
Ein Sensorsignal eines Raddrehzahlsensors kann insbesondere Flanken oder Pulse beinhalten. Diese können beispielsweise als Ereignisse aufgefasst werden, welche beispielsweise gezählt werden können. Sie können in einem zugehörigen Register eines Interfaces gespeichert werden. Somit kann eine in einer Auswerteeinrichtung oder einer externen Steuerung empfangene Information eines Hauptsignalpfads mit einem Registereintrag verglichen werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist die Schnittstelleneinheit nur eine Geschwindigkeitsschnittstelle auf. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist die Schnittstelleneinheit nur eine Datenschnittstelle auf. Dies entspricht einfachen Ausführungen, welche trotzdem Redundanz vorsehen können. Auch mehr der jeweiligen Schnittstellen können jedoch grundsätzlich verwendet werden.
-
Gemäß einer Ausführung erzeugt jede Pulsdetektionseinheit basierend auf einem von der jeweiligen Sensorschnittstelle erhaltenen Sensorsignal eine Raddrehzahlinformation und gibt sie an die Geschwindigkeitsschnittstelle aus. Dies entspricht typischerweise einem Rohsignal oder zumindest annähernden Rohsignal, welches unmittelbar Rückschluss über Pulse eines Raddrehzahlsensors bzw. eine Umdrehung eines zugehörigen Rads liefert.
-
Gemäß einer Ausführung erzeugt jede redundante Pulsdetektionseinheit basierend auf einem von der Sensorschnittstelle erhaltenen Sensorsignal eine Raddrehzahlinformation und gibt sie an die jeweilige Datenschnittstelle aus. Dadurch kann eine zusätzliche Information erzeugt werden, welche redundant ist zu der Information, welche von der Pulsdetektionseinheit erzeugt wird. Es kann somit ein redundanter Signalpfad geschaffen werden, welcher für den Ausfall eines Teils der Komponenten die zuverlässige weitere Funktion sicherstellt.
-
Gemäß einer Ausführung erzeugt die Decodereinheit eine oder mehrere der folgenden Daten basierend auf einem von der Sensorschnittstelle erhaltenen Sensorsignal und gibt sie an die Datenschnittstelle aus:
- - Sensorzustand,
- - Richtungsinformation,
- - Information über Signalintegrität,
- - erkannter Fehler.
-
Derartige Informationen können über die Datenschnittstelle an eine Auswerteeinrichtung oder eine externe Steuerung ausgegeben werden und können dort verwendet werden, beispielsweise um andere Daten der Schnittstelleneinheit zu plausibilisieren oder auch um zusätzliche Funktionalitäten zu ermöglichen, welche beispielsweise auf solchen Informationen basieren können.
-
Gemäß einer Ausführung sind die Pulsdetektionseinheit, die Decodereinheit und die redundante Pulsdetektionseinheit, welche gemeinsam mit einer Sensorschnittstelle verbunden sind, über einen gemeinsamen Signalencoder mit der Sensorschnittstelle verbunden. Ein solcher Signalencoder kann beispielsweise das Signal, welches von einer Sensorschnittstelle erhalten wird, in eine besser oder überhaupt weiterverarbeitbare Form bringen. Beispielsweise kann eine Verstärkung oder eine Konvertierung stattfinden.
-
Die Pulsdetektionseinheit kann insbesondere über einen Signaltreiber mit der Geschwindigkeitsschnittstelle verbunden sein. Dieser kann beispielsweise ein Signaltreiber eines Single-Wire-Interfaces sein. Er kann beispielsweise Informationen über positive und/oder negative Flanken von detektierten Pulsen übermitteln.
-
Der Signaltreiber kann insbesondere aus Raddrehzahlinformationen, welche er von der Pulsdetektionseinheit erhält, ein Übertragungsprotokoll bilden und dieses an die Geschwindigkeitsschnittstelle ausgeben. Dadurch kann ein definierter Datenstrom erzeugt werden, welcher beispielsweise die eben beschriebene Information enthält.
-
Das Übertragungsprotokoll kann beispielsweise die Raddrehzahlinformationen und deren Zuordnung zu einem Raddrehzahlsensor oder einer Sensorschnittstelle beinhalten. Dadurch kann die bereits beschriebene Zuordnung extern zur Schnittstelleneinheit erfolgen, so dass grundsätzlich bekannt ist, welche Informationen von welchem Raddrehzahlsensor bzw. von welcher zugeordneten Schnittstelle stammen.
-
Das Übertragungsprotokoll kann beispielsweise Geschwindigkeitsinformationen, Signalflanken, Geschwindigkeitspulse, Ruhepulse, Hochauflösungsinformation und/oder Information über die Gleichzeitigkeit der Signalübertragung beinhalten. Derartige Information hat sich typischerweise als vorteilhaft erwiesen, da sie eine Überprüfung der Schnittstelleneinheit oder weitere Funktionalitäten ermöglichen. Geschwindigkeitspulse können beispielsweise als Rohdaten aufgefasst werden. Hochauflösungsinformation kann insbesondere von neuartigen Sensoren erzeugt werden, welche verschiedene Sendemodi besitzen. Beispielsweise kann bei autonomen Fahrzeugen bei geringen Fahrgeschwindigkeiten zusätzliche Information wie beispielsweise Orts- oder Geschwindigkeitsinformation zur Verfügung gestellt werden. Eine Hochauflösung bezieht sich also typischerweise auf eine Ortsauflösung.
-
Die Decodereinheiten können insbesondere über ein oder mehrere Register mit der Datenschnittstelle verbunden sein. Dadurch können Werte zwischengespeichert und zum gegebenen Zeitpunkt ausgegeben werden.
-
Die redundante Pulsdetektionseinheit kann insbesondere über ein oder mehrere Register und/oder über eine oder mehrere Signalverarbeitungseinheiten und/oder Pulszähler mit der Datenschnittstelle verbunden sein. Die Register können beispielsweise zum Zwischenspeichern von Daten verwendet werden. Signalverarbeitungseinheiten können die Daten weiter aufbereiten oder zusätzliche Daten erzeugen. Pulszähler können beispielsweise zusätzliche Informationen bezüglich einer Raddrehzahl oder einer Geschwindigkeit liefern.
-
Die redundante Pulsdetektionseinheit kann insbesondere Rohdaten eines an der Sensorschnittstelle angeschlossenen Raddrehzahlsensors an die Datenschnittstelle weiterleiten. Dadurch können diese Rohdaten von einer externen Steuerung bzw. einer Auswerteeinrichtung verwendet werden, um andere Daten zu plausibilisieren oder im Fall eines Ausfalls sonstiger Informationsflüsse eine eigene Auswertung dieser Rohdaten vorzunehmen. Dadurch kann die Sicherheit weiter verbessert werden. Die redundante Pulsdetektionseinheit kann insbesondere aufbereitete Information, welche aus Rohdaten eines an der Sensorschnittstelle angeschlossenen Raddrehzahlsensors gewonnen wird, an die Datenschnittstelle weiterleiten. Dadurch können auch aufbereitete Informationen bereitgestellt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Winkelgeschwindigkeit und/oder um eine Raddrehzahlgeschwindigkeit handeln. Derartige Informationen können für nachfolgende Einheiten leichter zu verarbeiten sein.
-
Insbesondere kann die Schnittstelleneinheit nur eine Sensorschnittstelle, nur eine Geschwindigkeitsschnittstelle und/oder nur eine Datenschnittstelle umfassen. Dies ermöglicht eine einfache Ausführung, insbesondere für einen einzelnen Raddrehzahlsensor. Auch die Verwendung von mehr Schnittstellen ist jedoch möglich.
-
Insbesondere kann die Schnittstelleneinheit genau eine Pulsdetektionseinheit, genau eine redundante Pulsdetektionseinheit und genau eine Decodereinheit aufweisen. Auch mehr der jeweiligen Komponenten sind in entsprechenden Ausführungen jedoch grundsätzlich möglich.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Radsensoranordnung mit einer Schnittstelleneinheit wie hierin beschrieben und einem Raddrehzahlsensor, wobei der Raddrehzahlsensor an der Sensorschnittstelle der Schnittstelleneinheit angeschlossen ist. Bezüglich der Schnittstelleneinheit kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
-
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Radüberwachungsanordnung mit einer Schnittstelleneinheit wie hierin beschrieben oder einer Radsensoranordnung wie hierin beschrieben, und mit einer Auswerteeinrichtung, wobei die Auswerteeinrichtung kommunikativ mit der Geschwindigkeitsschnittstelle und der Datenschnittstelle der Schnittstelleneinheit verbunden ist. Bezüglich der Schnittstelleneinheit und der Radsensoranordnung kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
-
Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, von der Geschwindigkeitsschnittstelle und der Datenschnittstelle erhaltene Daten miteinander zu vergleichen und aus einer Abweichung einen Fehler zu erkennen. Dies erlaubt eine Überwachung der Schnittstelleneinheit durch die Auswerteeinrichtung, wobei bei erkannten Abweichungen, insbesondere wenn diese einen Schwellenwert überschreiten, eine Fehlermeldung ausgegeben werden kann und/oder Funktionen deaktiviert werden können. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass Funktionen, welche auf besonders genaue Daten angewiesen sind, ausgeführt werden, obwohl solche Daten nicht zur Verfügung stehen.
-
Das Signal eines Raddrehzahlsensors besteht typischerweise in Grundzügen aus Strompulsen, welche der Sensor auf seine zwei Versorgungspins modulieren kann. Die Strompulse bzw. Pulsflanken markieren hierbei das Durchlaufen eines definierten Winkelabschnitts eines Encoders am Fahrzeugrad. Moderne Raddrehzahlsensoren können neben der Geschwindigkeitsinformation zusätzliche Sensorinformationen wie beispielsweise Sensorzustand oder Richtungsinformation über Modulierung eines Sensorprotokolls zur Verfügung stellen.
-
Das Signal eines Raddrehzahlsensors kann beispielsweise mit einer Sensorschnittstelle in einen signalverarbeitenden Schaltungsblock (Sensorsignalkanal) geführt werden, welcher decodierte Geschwindigkeits- bzw. Protokollinformation erfassen kann. In herkömmlichen Architekturen kann eine Raddrehzahlinformation beispielsweise in Form eines Spannungssignals ausschließlich über eine ausgangsseitige Schnittstelle an eine Auswerteeinrichtung oder eine externe Steuerung wie beispielsweise eine Motor Control Unit (MCU) weitergeleitet werden. Es existiert hierbei bei bekannten Ausführungen grundsätzlich keine Möglichkeit, mittels der Steuerungseinheit einen Sensorsignalkanal isoliert zu plausibilisieren. Dies erfordert beispielsweise sekundäre Informationsquellen.
-
Insbesondere können Sensorschnittstellenausgänge zusammengelegt werden, und zwar insbesondere zu einem gemeinsamen Geschwindigkeitsprotokollkanal unter Beibehaltung der Sicherheitsanforderungen der Sensorkanäle. Beispielsweise kann in einem ersten Schritt ein Aufbau von Redundanzen für die Geschwindigkeitsinformationskanäle der Raddrehzahlsensorschnittstelle erfolgen. Die Redundanzen können durch parallele Ausnutzung, Verarbeitung und Speicherung der erfassten Geschwindigkeitsinformationen geschaffen werden. Dieser Schritt hat insbesondere den Vorteil, dass letztlich nur noch ein direkter Kanal zu einer externen Steuerung existiert, welcher die Geschwindigkeitsinformation von zwei oder mehreren Sensoren trägt. Im Fehlerfall soll der gleichzeitige Informationsverlust von mehreren Sensoren vermieden werden. Des Weiteren kann die physikalische und logische Zusammenlegung der Schnittstellen zwischen Schnittstelleneinheit und externer Steuerung von jeweils zwei Sensorsignalkanälen zu einem Geschwindigkeitsprotokollkanal erfolgen. Es sei erwähnt, dass unter entsprechendem Mehraufwand prinzipiell die Möglichkeit existiert, beliebig viele Sensorsignalkanäle zu einem Geschwindigkeitsprotokollkanal zusammenzulegen.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
- 1: eine Radüberwachungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt rein schematisch eine Radüberwachungsanordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Radüberwachungsanordnung 1 weist eine Radsensoranordnung 2 mit einer Schnittstelleneinheit 10 und einem Raddrehzahlsensor 3 auf. Der Raddrehzahlsensor 3 ist wie gezeigt an der Schnittstelleneinheit 10 angeschlossen. Es sei erwähnt, dass grundsätzlich auch eine andere Anzahl von Raddrehzahlsensoren verwendet werden kann.
-
Zum Anschluss des Raddrehzahlsensors 3 weist die Schnittstelleneinheit 10 eine Sensorschnittstelle 11 auf. Wie gezeigt ist anschließend eine Anordnung von Einheiten zur Signalverarbeitung vorhanden, welche nachfolgend detailliert beschrieben werden.
-
Die Sensorschnittstelle 11 ist zunächst mit einem Signalencoder 40 verbunden, welcher das vom Raddrehzahlsensor 3 empfangene Signal aufbereitet. Der Signalencoder 40 ist wiederum mit einer Pulsdetektionseinheit 20, einer redundanten Pulsdetektionseinheit 25 und einer Decodereinheit 30 verbunden. Die beiden Pulsdetektionseinheiten 20, 25 sind grundsätzlich redundant zueinander ausgeführt und liefern ein Rohsignal aus dem erhaltenen Sensorsignal, welches in einfacher Weise Aufschluss über eine Radgeschwindigkeit gibt.
-
Die Pulsdetektionseinheit 20 ist über einen Signaltreiber 50 mit einer Geschwindigkeitsschnittstelle 13 verbunden. Die redundante Pulsdetektionseinheit 25 ist über eine Signalverarbeitungseinheit 26 und über ein Register 60 mit einer Datenschnittstelle 14 verbunden. Die Datenschnittstelle 14 ist grundsätzlich für das Ausgeben einer größeren Bandbreite an Daten als die Geschwindigkeitsschnittstelle 13 vorgesehen.
-
Die Decodereinheit 30 decodiert die Sensorsignale und ermittelt daraus Informationen wie beispielsweise richtungsabhängige Information oder Hochauflösungsinformation. Derartige Information wird über ein jeweiliges Register 60 ebenfalls an die Datenschnittstelle 14 geliefert.
-
Die Geschwindigkeitsschnittstelle 13 und die Datenschnittstelle 14 sind mit einer Auswerteeinrichtung 5 verbunden, welche die ausgegebenen Signale bzw. Daten erhält. Die Auswerteeinrichtung 5 ist Bestandteil der Radüberwachungsanordnung 1. Sie weist vorliegend eine Signalerfassungseinheit 6 auf, welche jeweils die eingehenden Daten von der Geschwindigkeitsschnittstelle 13 erhält und so aufbereitet, dass sie von einem Prozessor 7 weiterverarbeitet werden können. Auch die Daten der Datenschnittstelle 14 werden an den Prozessor 7 geliefert.
-
Durch die gezeigte Ausführung wird eine redundante Übertragung von Geschwindigkeitsinformationen sowohl über die Geschwindigkeitsschnittstelle 13 wie auch über die Datenschnittstelle 14 ermöglicht. Der Prozessor 7 kann beispielsweise beide Daten gegeneinander abgleichen und somit eine Plausibilisierung vornehmen. Dadurch können beispielsweise Fehler erkannt werden. Sollte eine redundante Übertragung ausfallen, steht noch eine weitere Übertragung zur Verfügung, so dass der Prozessor 7 weiterhin Informationen über die Geschwindigkeit bekommt.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.
-
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Radüberwachungsanordnung
- 2
- Radsensoranordnung
- 3
- Raddrehzahlsensor
- 5
- Auswerteeinrichtung
- 6
- Signalerfassungseinheit
- 7
- Prozessor
- 10
- Schnittstelleneinheit
- 11
- Sensorschnittstelle
- 13
- Geschwindigkeitsschnittstelle
- 14
- Datenschnittstelle
- 20
- Pulsdetektionseinheit
- 25
- redundante Pulsdetektionseinheit
- 26
- Signalverarbeitungseinheit
- 30
- Decodereinheit
- 40
- Signalencoder
- 50
- Signaltreiber
- 60
- Register
