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TECHNISCHES GEBET
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewerten der strukturellen Integrität einer Fahrzeugkomponente, etwa einer faserverstärkten Verbundkomponente oder einer geklebten Fügestelle, unter Verwendung von Funkfrequenzidentifikationsetiketten, die in die Komponente eingebettet sind, und ein System zum Bewerten der strukturellen Integrität einer derartigen Fahrzeugkomponente.
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HINTERGRUND
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Kraftfahrzeuge enthalten häufig Verbundkomponenten, etwa faserverstärkte Kunststoffe, um das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu verringern. Auf ähnliche Weise werden lasttragende Fügestellen in modernen Kraftfahrzeugen manchmal mit einem Klebstoff verklebt, was das Gewicht im Vergleich zu der Verwendung von Schrauben oder anderen Befestigungselementen verringert. Unregelmäßigkeiten bei der Produktion von faserverstärkten Kunststoffen können zu einer Schichtspaltung zwischen den Schichten des Verbundmaterials führen, die bei einer visuellen Untersuchung möglicherweise nicht sichtbar ist. Fehlerhaft aufgebrachter Klebstoff bei einer geklebten Fügestelle ist mit visuellen Techniken ebenfalls schwer zu detektieren. Im Anschluss auf ein Aufprallereignis ist eine visuelle Untersuchung zur Bewertung der strukturellen Integrität von Verbundkomponenten und von geklebten Fügestellen möglicherweise nicht aussagekräftig, da die Beschädigung ausschließlich intern sein kann. Bekannte Verfahren zum Bewerten der strukturellen Integrität von Fahrzeugen umfassen Ultraschall-, thermische Bildgebungs- und Röntgentechniken. Obwohl diese Techniken die Komponente nicht zerstören, können sie zeitaufwändig und kostspielig sein. Darüber hinaus kann eine Interpretation der Ergebnisse dieser Techniken schwierig sein.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine einfache und genaue Bewertung der strukturellen Integrität einer Komponente, etwa einer Fahrzeugkomponente, wird durch die Verwendung von Funkfrequenzidentifikationsetiketten (RFID-Etiketten) und eines RFID-Lesegeräts ermöglicht, das ausgestaltet ist, um einen physikalischen Zustand der Komponente relativ zu einem bevorzugten physikalischen Zustand (z. B. einen Zustand ohne Beschädigung oder Fehlerstelle oder mit einem akzeptablen Betrag an Beschädigung oder Fehlerstellen) zu bestimmen. Insbesondere umfasst ein Verfahren zum Bewerten der strukturellen Integrität einer Komponente, dass Signale von Funkfrequenzidentifikationsetiketten (RFID-Etiketten) empfangen werden, die an der Komponente angebracht sind. Bei einigen Ausführungsformen sind die RFID-Etiketten in die Komponente eingebettet. Die empfangenen Signale werden dann mit gespeicherten Daten verglichen, die Sätze von Signalen angeben, die mit unterschiedlichen physikalischen Zuständen der Komponente korreliert sind. Ein Niveau der strukturellen Integrität der Komponente wird auf der Grundlage des Vergleichs bestimmt. Die RFID-Etiketten können passive RFID-Etiketten sein, die durch das RFID-Lesegerät über Funk aktiviert werden, um die Signale zu erzeugen. Bei anderen Ausführungsformen können aktive oder andere Arten von RFID-Etiketten verwendet werden. Der Vergleich und die Bestimmung können von einem Prozessor des RFID-Lesegeräts ausgeführt werden. Der Prozessor kann über gespeicherte Daten verfügen, die Sätze von Signalen angeben, die von RFID-Etiketten in unterschiedlichen Komponenten des gleichen Typs geliefert werden, welche absichtlich auf unterschiedliche Weisen beschädigt oder fehlerhaft gefertigt wurden, um unterschiedliche physikalische Zustände zu schaffen. Die gespeicherten Daten schaffen auf effektive Weise eine kalibrierte Skala der strukturellen Integrität, so dass die Existenz und die Größe einer beliebigen Beschädigung oder eines beliebigen strukturellen Defekts angezeigt werden können, wenn die Signale der RFID-Etiketten in der Komponente mit den gespeicherten Daten verglichen werden.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten, um die Erfindung auszuführen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Systems zur Bewertung der strukturellen Integrität einer Fahrzeugkomponente, die in einer Teilquerschnittsansicht gezeigt ist und die eine geklebte Fügestelle mit RFID-Etiketten ist, die an der Fügestelle in den Klebstoff eingebettet sind, und die ein RFID-Lesegerät zeigt, das die Fahrzeugkomponente gerade prüft;
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2 ist eine schematische Darstellung in einer Teilquerschnittsansicht einer Fahrzeugkomponente wie etwa derjenigen von 1, bei der etwas Klebstoff und einige RFID-Etiketten an der Fügestelle fehlen;
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3 ist eine schematische Darstellung in einer Teilquerschnittsansicht einer Fahrzeugkomponente, wie etwa derjenigen von 1 und 2, bei der mehr Klebstoff und mehrere RFID-Etiketten an der Fügestelle fehlen;
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4 ist eine schematische Darstellung in einer Teilquerschnittsansicht einer Fahrzeugkomponente, wie derjenigen von 1–3, mit einem Aufprallschaden;
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5 ist eine schematische Darstellung in Seitenansicht einer anderen Fahrzeugkomponente, die ein faserverstärkter Verbund mit RFID-Etiketten ist, welche in einen Klebstoff zwischen Schichten des Verbunds eingebettet sind;
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6 ist eine schematische Darstellung in Seitenansicht der gleichen Art von Fahrzeugkomponente, wie in 5 gezeigt, wobei etwas Klebstoff und ein RFID-Etikett zwischen zwei der Verbundschichten fehlen;
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7 ist eine schematische Darstellung in Seitenansicht der gleichen Art von Fahrzeugkomponente, wie in 5 und 6 gezeigt, wobei mehr Klebstoff und mehr RFID-Etiketten zwischen zwei der Verbundschichten fehlen;
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8 ist eine schematische Darstellung in Seitenansicht der gleichen Art von Fahrzeugkomponente, wie in 5–7 gezeigt, wobei einiger Klebstoff und ein RFID-Etikett zwischen zwei der Verbundschichten fehlen, und mit einem Aufprallschaden;
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9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bewerten der strukturellen Integrität der Fahrzeugkomponenten von 1–8, das einen Algorithmus enthält, der von einem Prozessor der RFID-Lesegeräts ausgeführt wird;
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10 ist ein Flussdiagramm des Algorithmus, der von dem Prozessor des RFID-Lesegeräts ausgeführt wird; und
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11 ist eine schematische Draufsicht auf eines der RFID-Etiketten von 1.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Mit Bezug auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen in den mehreren Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 ein System 10 zum Bewerten der strukturellen Integrität einer Fahrzeugkomponente 12. Obwohl das System 10 mit Bezug auf eine Fahrzeugkomponente 12 beschrieben wird, kann das System 10 verwendet werden, um die strukturelle Integrität von anderen Arten von Strukturkomponenten ebenfalls zu bewerten. Die Fahrzeugkomponente 12 ist eine Fahrzeugkarosseriestruktur, die an einer Klebelinie 16 mit einem Klebstoff 14 zusammengeklebt ist. Die Fahrzeugkomponente 12 weist einen ersten Abschnitt 18 und einen zweiten Abschnitt 20 auf, die an der Klebelinie 16 zusammengeklebt sind. Die Fahrzeugkomponente 12 ist eine Karosseriestruktur und kann als ein Beispiel, das nicht einschränken soll, Motorraumschienenträger, eine Stoßdämpferbrücke, Fond-Schienenträger oder eine B-Säule sein. Zum Beispiel weist eine B-Säule typischerweise einen inneren Säulenabschnitt und einen äußeren Säulenabschnitt auf, die durch den ersten Abschnitt 18 bzw. den zweiten Abschnitt 20 dargestellt sind.
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RFID-Etiketten 22 werden derart verteilt, dass sie während des Fügeprozesses in die Fahrzeugkomponente 12 eingebettet werden. Die RFID-Etiketten 22 sind in einer vorbestimmten Anordnung entlang der Klebelinie 16 innerhalb des Klebstoffs 14 beabstandet. Die Komponente 12 von 1, bei der die RFID-Etiketten 22 wie gezeigt beabstandet sind, stellt einen bevorzugten physikalischen Zustand der Komponente 12 dar, da sich der Klebstoff 14 im Wesentlichen über die gesamte Klebelinie 16 hinweg erstreckt und die RFID-Etiketten 22 über die gesamte Klebelinie 16 hinweg beabstandet sind. Bei anderen Ausführungsformen können weniger oder mehr RFID-Etiketten 22 verwendet werden oder RFID-Etiketten 22 können nur in Bereichen der Komponente 12 verteilt sein, welche als von größerer Bedeutung für die strukturelle Integrität erachtet werden, wie etwa zu Lasttragezwecken. In den Querschnitts- und Seitenansichten von 1–8 sind die RFID-Etiketten 22 als rechteckig gezeigt. Im Schutzumfang der beanspruchten Erfindung können RFID-Etiketten mit anderen Formen wie etwa runde RFID-Etiketten verwendet werden.
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Die RFID-Etiketten 22 erzeugen jeweils ein Signal 23 (eines ist angegeben) mit einer charakteristischen Funkfrequenz, wenn sie aktiviert werden. Wie in 11 gezeigt, kann jedes RFID-Etikett 22 ein passives Etikett mit einem Microchip 29, der Identifikationsdaten speichert, und einer Antenne 31 sein, aber ohne eine Leistungsquelle. Derartige passive RFID-Etiketten 22 werden von dem Lesegerät 24 aktiviert. Bei anderen Ausführungsformen können aktive RFID-Etiketten verwendet werden, die ihre eigene Leistungsquelle aufweisen.
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Das System 10 enthält außerdem ein RFID-Lesegerät 24, das in 1 gezeigt ist, welches von einem Anwender 25 manuell neben die Komponente 12 gehalten und allgemein parallel zu einer Oberfläche der Komponente 12 bewegt werden kann, etwa in die Richtung von Pfeil 27, ohne die Komponente 12 zu kontaktieren. Das RFID-Lesegerät 24 aktiviert die RFID-Etiketten 22 über Funk und empfängt und analysiert die Signale 23, wie nachstehend weiter erläutert wird. Eine andere Anordnung der RFID-Etiketten 22 wird die Frequenz der empfangenen Signale 23 beeinflussen. Dies wird verwendet, um eine nicht zerstörende Bewertung der strukturellen Integrität der Fahrzeugkomponente 12 auszuführen. Die Bewertung kann durchgeführt werden, nachdem die Herstellung der Komponente 12 abgeschlossen ist, nachdem die Komponente 12 in einem Fahrzeug installiert ist, zu Routinewartungsprüfungen der strukturellen Integrität der Fahrzeugkomponente 12 oder für eine Bewertung der strukturellen Integrität nach einem Aufprallereignis. Da die Prüfung entfernt durchgeführt wird, etwa in einer Entfernung von 0,3 bis 1,5 m (ein bis fünf Fuß) von der Komponente 12, ohne aber darauf beschränkt zu sein, wird keine Manipulation der oder kein Kontakt mit der Komponente 12 benötigt und die Bewertung ist nicht zerstörend (d. h. beeinträchtigt den physikalischen Zustand der Fahrzeugkomponente 12 nicht).
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Das RFID-Lesegerät 24 weist eine Leistungsquelle 26 auf, die mit einem Sender 28 wirksam verbunden ist, der ein elektromagnetisches Feld 30 sendet. Das elektromagnetische Feld 30 wird von der Antenne 31 (siehe 11) des RFID-Etiketts 22 empfangen, und während das RFID-Lesegerät 24 über das RFID-Etikett 22 hinwegwandert, wird elektrische Leistung im Mikrochip 29 jedes RFID-Etiketts 22 erzeugt. Das RFID-Etikett 22 erzeugt dann das Signal 23 in der Form einer Funkwelle, die von einem Empfänger 32 des RFID-Lesegeräts 24 gelesen wird. Der Satz von Signalen 23 von den RFID-Etiketten 22 wird von einem Prozessor 34 des RFID-Lesegeräts 24 interpretiert. Der Prozessor 34 verfügt über einen gespeicherten Algorithmus 800, der mit Bezug auf 9 und 10 erörtert wird, welcher einen physikalischen Zustand der Fahrzeugkomponente bewertet, indem er den Satz von Signalen 23 mit gespeicherten Daten vergleicht, die vorherige Sätze von Signalen angeben, die in einer Datenbank in einem Speicher 36 der RFID-Lesegeräts 24 gespeichert sind. Die Daten, die vorherige Sätze von Signalen angeben, wurden von Komponenten der gleichen Art wie die Fahrzeugkomponente 12 erhalten, z. B. anderen B-Säulen für das gleiche Fahrzeugmodell, die jeweils einen anderen physikalischen Zustand, d. h. ein anderes Niveau der strukturellen Integrität aufweisen. Die gespeicherte Datenbank ist eine Korrelation der empfangenen Sätze von Signalen 23, und der unterschiedlichen physikalischen Zustände der Fahrzeugkomponenten, von denen sie erhalten worden sind. Folglich zeigt der von der Komponente 12 erhaltene Satz von Signalen 23 die strukturelle Integrität der Komponente 12 an, wenn der Prozessor 34 die Signale mit den gespeicherten Daten vergleicht, die Sätze von Signalen angeben, welche unterschiedlichen physikalischen Zuständen entsprechen.
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Das Lesegerät 24 weist einen Eingabemechanismus 40 auf, etwa eine Tastatur, die es einem Anwender 25 ermöglicht, aus einer Auswahl unterschiedlicher Typen von Fahrzeugkomponenten zu wählen, die in einem Anzeigebildschirm 42 aufgelistet werden, um das Lesegerät 24 auf die Prüfung eines speziellen Typs von Fahrzeugkomponente einzustellen. Die Datenbank im Speicher 36 des RFID-Lesegeräts 24 kann folglich unterschiedliche Sätze von gespeicherten Signalen für unterschiedliche Typen von Fahrzeugkomponenten aufweisen. Als ein Beispiel, das nicht einschränken soll, kann das RFID-Lesegerät 24 gespeicherte Daten aufweisen, die Sätze von Signalen angeben, die unterschiedlichen Niveaus der strukturellen Integrität der Fahrzeugkomponente 12 entsprechen, welche mit Bezug auf Fahrzeugkomponenten 112, 212, 312 in den 2–4 gezeigt sind, die alle vom gleichen Typ sind. Das RFID-Lesegerät 24 kann zusätzliche gespeicherte Daten aufweisen, die Sätze von Signalen angeben, die anderen Fahrzeugkomponenten entsprechen, etwa Fahrzeugkomponenten 400, 410, 510, 610 in 5–8, die alle faserverstärkte Verbundkomponenten eines Fahrzeugs sind und alle vom gleichen Typ sind, wie etwa ein Fahrzeugpaneel. Auf diese Weise kann das gleiche RFID-Lesegerät 24 verwendet werden, um die strukturelle Integrität von vielen verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu bewerten.
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Um die Bewertung der strukturellen Integrität auszuführen, muss der Prozessor 34 mit einem Algorithmus 800 programmiert werden, der die strukturelle Integrität einer geprüften Komponente anzeigt, indem er die Signatur der durch die Prüfung erzeugten Signale 23 mit gespeicherten Daten vergleicht, die Sätze von Signalen angeben, die unterschiedliche physikalische Zustände der gleichen Fahrzeugkomponenten 12 darstellen. Um die gespeicherten Daten zu schaffen, welche Sätze von Signalen angeben, die im Speicher 36 gespeichert sind und vom Prozessor 34 verwendet werden, um die strukturelle Integrität der Fahrzeugkomponente 12 zu bestimmen, werden viele Fahrzeugkomponenten 12 des gleichen Typs absichtlich mit unterschiedlichen physikalischen Zuständen hergestellt, etwa mit fehlendem Klebstoff oder fehlenden RFID-Etiketten 22, oder sie werden mit einem bevorzugten physikalischen Zustand hergestellt, wie etwa die Komponente 12 von 1, und werden dann einer physikalischen Beschädigung unterzogen, etwa durch einen kraftvollen Aufprall oder auf andere Weise, um den physikalischen Zustand zu verändern.
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Die gespeicherten Daten, die jeden Satz von Signalen angeben, befinden sich in einer Signaturskala, d. h. einer Sammlung aller Signale von jedem RFID-Etikett 22 in der Reihenfolge, in der sie von dem RFID-Lesegerät 24 empfangen werden, wenn das RFID-Lesegerät 24 die Komponente 12 prüft. Da sich die RFID-Etiketten 22 bei physikalisch beeinträchtigten und beschädigten Fahrzeugkomponenten 12 nicht an den gleichen relativen Stellen befinden, oder da ein oder mehrere RFID-Etiketten 22 in fehlerhaft hergestellten oder beschädigten Fahrzeugkomponenten 12 vollständig fehlen können, werden die Signale 23, die von den Fahrzeugkomponenten mit diesen unterschiedlichen physikalischen Zuständen erzeugt werden, eine andere Skala oder Signatur aufweisen (d. h. die Funkfrequenz eines oder mehrerer der Signale 23 wird anders als die Funkfrequenz eines RFID-Etiketts 22 in einer Position ohne Beschädigung sein, oder, falls ein RFID-Etikett 22 fehlt, wird kein Signal erzeugt, wenn das Lesegerät 24 über den Bereich des fehlenden RFID-Etiketts 22 hinweggeht, wodurch eine andere Signatur erzeugt wird).
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Mehrere Fahrzeugkomponenten des gleichen Typs wie die Fahrzeugkomponente 12 sind in 2–4 gezeigt. Diese Komponenten wurden absichtlich mit unterschiedlichen physikalischen Zuständen gefertigt, so dass sie alle einen anderen Satz von Signalen 23 erzeugen werden. Zum Beispiel enthält in 2 die Fahrzeugkomponente 112 Fahrzeugabschnitte 18, 20, die im Wesentlichen identisch zu denjenigen in 1 sind, aber bei einem Abschnitt 50 der Klebelinie 16 fehlen sowohl der Klebstoff 14 als auch eines der RFID-Etiketten 22. Mit anderen Worten sind die RFID-Etiketten 22 und der Klebstoff 16 nur über einen Abschnitt der Klebelinie 16 hinweg verteilt. Die Fahrzeugkomponente 112 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 von 1 geprüft und die Daten, welche die erzeugten Signale 23 angeben, werden in der Datenbank des Speichers 36 zusammen mit einer Anzeige des Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 112 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass das äußerst linke RFID-Etikett 22 fehlt und ein bestimmter Abschnitt der Klebelinie 16 nicht mit Klebstoff bedeckt ist). Die für jedes Signal 23 gespeicherten Daten können ein numerischer Wert sein, der der Frequenz des Signals 23 entspricht.
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Die Fahrzeugkomponente 212 von 3 ist ebenfalls der gleiche Typ von Komponente wie die Fahrzeugkomponenten 12 und 112, aber die RFID-Etiketten 22 und der Klebstoff 14 sind so verteilt, dass der Klebstoff 14 bei einem noch größeren Abschnitt 52 der Klebelinie 16 fehlt und außerdem ein zusätzliches RFID-Etikett 22 fehlt. Die Fahrzeugkomponente 212 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 geprüft und Daten, welche die erzeugten Signale angeben, werden in der Datenbank des Speichers 36 mit einer Anzeige eines Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 212 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass zwei RFID-Etiketten 22 fehlen und ein bestimmter Abschnitt 52 der Klebelinie 16 nicht mit Klebstoff bedeckt ist).
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In 4 ist die Fahrzeugkomponente 312 der gleiche Typ von Komponente wie die Fahrzeugkomponenten 12, 112 und 212, wobei die RFID-Etiketten 22 und der Klebstoff 14 in der gleichen Weise wie bei der Fahrzeugkomponente 12 von 1 verteilt sind, aber die Komponente 312 einem physikalischen Aufprall unterzogen wurde, um den Abschnitt 18 und in einem geringeren Ausmaß den Abschnitt 20 zu verformen. Diese Beschädigung kann das äußerst linke RFID-Etikett 22 bewegen und möglicherweise deformieren, was bewirkt, dass das von diesem RFID-Etikett 22 erzeugte Signal 23 eine andere Frequenz aufweist, als wenn die Komponente 312 nicht beschädigt wäre und stattdessen einen bevorzugten physikalischen Zustand aufweisen würde, wie etwa den physikalischen Zustand der Fahrzeugkomponente 12 von 1. Die Fahrzeugkomponente 312 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 geprüft und Daten, welche die erzeugten Signale angeben, werden in der Datenbank des Speichers 36 mit einer Anzeige eines Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 312 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass das äußerst linke RFID-Etikett 22 sowie der erste Abschnitt 18 physikalisch beschädigt sind).
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Mit Bezug auf 5 bis 8 kann das gleiche RFID-Lesegerät 24 von 1 verwendet werden, um die strukturelle Integrität eines anderen Typs von Fahrzeugkomponente 400 zu bewerten. Die Fahrzeugkomponente 400 ist ein faserverstärkter Verbund mit mehreren Schichten 402 aus einem faserverstärkten Verbundmaterial (z. B. Verbundpaneele oder Struktursektionen), die durch einen Klebstoff 414 zwischen jedem Paar benachbarter Schichten 402 zusammengehalten werden. Obwohl die Komponente 400 als eine Fahrzeugkomponente 400 beschrieben wird, kann sie im Umfang der beanspruchten Erfindung ein beliebiger Typ von faserverstärkter Verbundkomponente sein. Das faserverstärkte Material kann einen beliebigen Typ von Fasern enthalten, der für die Anwendung geeignet sind, etwa Glasfasern, Keramikfasern, Kohlenstofffasern, Nano-Stahlfasern usw., ohne aber darauf beschränkt zu sein. RFID-Etiketten 22 sind im Klebstoff 414 zwischen jedem Paar von Schichten so verteilt, dass sie in die Komponente 400 eingebettet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die RFID-Etiketten 22 in benachbarten Schichten 402 in einem abgestuften Muster verteilt. Bei anderen Ausführungsformen können weniger oder mehr RFID-Etiketten 22 verwendet werden. Zur Kostenverringerung können RFID-Etiketten 22 beispielsweise nur in Bereichen der Komponente 400 verteilt sein, die als von größerer Bedeutung für die strukturelle Integrität angesehen werden, etwa zu Lasttragezwecken.
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Mehrere Fahrzeugkomponenten des gleichen Typs wie die Fahrzeugkomponente 400 sind in 6–8 gezeigt. Diese Komponenten wurden absichtlich mit unterschiedlichen physikalischen Zuständen gefertigt, so dass die darin eingebetteten RFID-Etiketten 22 jeweils einen anderen Satz von Signalen erzeugen werden. Zum Beispiel enthält in 6 die Fahrzeugkomponente 410 Schichten 402, die zu denjenigen in 5 im Wesentlichen identisch sind, aber sowohl der Klebstoff 414 als auch eines der RFID-Etiketten 22 fehlen bei einem Abschnitt 450 zwischen zwei der Schichten 402. Mit anderen Worten sind RFID-Etiketten 22 und Klebstoff 414 nur über einen Abschnitt des Bereichs zwischen den benachbarten Schichten 402 verteilt. Die Fahrzeugkomponente 410 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 von 1 geprüft und Daten, welche die von den RFID-Etiketten 22 erzeugten Signale angeben, werden in der Datenbank des Speichers 36 mit einer Anzeige eines Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 410 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass eines der RFID-Etiketten 22 fehlt und ein bestimmter Abschnitt 450 des Bereichs zwischen den zweiten und dritten Verbundschichten 420 nicht mit Klebstoff bedeckt ist).
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Die Fahrzeugkomponente 510 von 7 ist ebenfalls der gleiche Typ von Komponente wie die Fahrzeugkomponenten 400 und 410, aber die RFID-Etiketten 22 und der Klebstoff 414 sind so verteilt, dass der Klebstoff 414 bei einem noch größeren Abschnitt 452 zwischen benachbarten Schichten 402 fehlt und außerdem ein zusätzliches RFID-Etikett 22 fehlt. Die Fahrzeugkomponente 510 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 von 1 geprüft und von den RFID-Etiketten 22 erzeugten Signale werden in der Datenbank des Speichers 36 mit einer Anzeige eines Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 510 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass zwei der RFID-Etiketten 22 zwischen den zweiten und dritten Schichten 402 fehlen und der Abschnitt 452 zwischen den Schichten 402 nicht mit Klebstoff 414 bedeckt ist).
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In 8 ist die Fahrzeugkomponente 610 der gleiche Typ von Komponente wie die Fahrzeugkomponenten 400, 410 und 510, wobei RFID-Etiketten 22 und Klebstoff 414 in der gleichen Weise verteilt sind wie in der Fahrzeugkomponente 400 von 5. Die Fahrzeugkomponente 610 wurde jedoch einem physikalischen Aufprall unterzogen, um einen Abschnitt der Komponente 610 zu deformieren, wobei die zweiten und dritten Schichten 402 teilweise voneinander getrennt wurden und wobei ein RFID-Etikett 22 in dem aufgetrennten Bereich fehlt. Die Fahrzeugkomponente 610 wird mit dem RFID-Lesegerät 24 von 1 geprüft und die von den RFID-Etiketten 22 erzeugten Signale 23 werden in der Datenbank des Speichers 36 mit einer Anzeige eines Niveaus der strukturellen Integrität der Komponente 610 gespeichert (d. h. mit Daten, die angeben, dass zwei der Schichten 402 teilweise voneinander getrennt sind und dass ein RFID-Etikett 22 fehlt).
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Mit Bezug auf 9 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren 700 zum Bewerten der strukturellen Integrität einer Komponente, etwa der Fahrzeugkomponente 12, 112, 212, 312, 400, 410, 510 oder 610. Das Flussdiagramm zeigt den Abschnitt des Verfahrens 700, der von einem Fahrzeughersteller, einem Fahrzeugwartungsdienstleister oder von einer anderen Seite ausgeführt wird. Das Verfahren 700 enthält außerdem den Algorithmus 800, der von dem Prozessor 34 des RFID-Lesegeräts 24 ausgeführt wird und im Flussdiagramm von 10 in größerem Detail gezeigt ist. Das Verfahren 700 beginnt mit dem Blöcken 702–709, die von derselben Seite ausgeführt werden können, welche die Blöcke 710–716, die nachstehend beschrieben sind, ausführt, oder von einer anderen Seite.
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In den Blöcken 702–708 wird die Datenbank des Speichers 36 des RFID-Lesegeräts 24 von 1 erzeugt und die Daten, welche die Sätze von Signalen 23 von den verschiedenen Fahrzeugkomponenten 12, 112, 212, 312, 410, 510 und 610 von 1–8 angeben, werden mit unterschiedlichen Niveaus der strukturellen Integrität korreliert. Bei Block 702 werden RFID-Etiketten 22 derart verteilt, dass sie in die Komponenten 12, 112, 212, 312, 40, 410, 510 und 610 eingebettet werden. Bei Block 704 können einige der Komponenten physikalisch beschädigt werden, wie etwa die Komponente 312 von 4 und die Komponente 610 von 8. Bei Block 706 wird dann jede Komponente mit einem RFID-Lesegerät 24 geprüft, um einen Satz von Signalen 23 von den RFID-Etiketten 22 in der Komponente zu erzeugen. Da jede geprüfte Komponente einen eindeutigen physikalischen Zustand mit einem anderen Niveau der strukturellen Integrität aufweist, werden bei Block 708 Daten, die jeden Satz von Signalen angeben, in der Datenbank des Speichers 36 des RFID-Lesegeräts 24 als ein separater Datensatz gespeichert.
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Die Schritte 702 bis 708 können so oft wie gewünscht mit unterschiedlichen Typen von Fahrzeugkomponenten oder mit den gleichen Typen von Fahrzeugkomponenten, die unterschiedlich hergestellt oder einem Aufprall oder dergleichen unterzogen wurden, um unterschiedliche physikalische Zustände zu schaffen, wiederholt werden. Auf diese Weise kann die Datenbank des Speichers 36 des RFID-Lesegeräts 24 kontinuierlich aktualisiert werden, um eine Bewertung der strukturellen Integrität zusätzlicher Komponenten, etwa Komponenten von neuen Produktlinien, zu ermöglichen. Bei Block 709 werden die gespeicherten Daten, die Sätze von Signale für jeden unterschiedlichen Typ von Komponente angeben, als unterschiedliche Datengruppen in der Datenbank des Speichers 36 gespeichert, um eine Anwenderwahl des Typs der Komponente zu ermöglichen, die geprüft werden soll, wie nachstehend erörtert wird.
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Nachdem die Blöcke 702–709 abgeschlossen worden sind, ist das RFID-Lesegerät 24 nun mit den notwendigen gespeicherten Daten ausgestaltet, um zu ermöglichen, dass es zum Bewerten der strukturellen Integrität unterschiedlicher Fahrzeugkomponenten verwendet werden kann. Entsprechend beginnt ein Anwender 25 von 1, der die strukturelle Integrität einer Fahrzeugkomponente unter Verwendung des RFID-Lesegeräts 24 bewerten will, mit Block 710, indem er das RFID-Lesegerät 24 mit Leistung versorgt, etwa durch Einschalten der Leistungsquelle 26, die eine Batterie sein kann, die durch einen Schalter (nicht gezeigt) eingeschaltet wird. Bei Block 712 fährt das Verfahren 700 damit fort, dass der Anwender 25 den Typ der Fahrzeugkomponente wählt, die bewertet werden soll. Die Wahl wird unter Verwendung des Eingabemechanismus 40 und der Anwenderanzeige 42 durchgeführt, die zu Beginn alle Fahrzeugkomponententypen auflisten wird, die unter Verwendung des RFID-Lesegeräts 24 bewertet werden können. Zur Erörterung des Rests des Verfahrens 700 wird angenommen, dass die zu bewertende Komponente die Komponente 212 von 3 ist. Unter der Annahne, dass die Komponente 212 eine B-Säule ist, wird der Anwender 25 entsprechend dem Eingabemechanismus 40 und die Anwenderanzeige 42 verwenden, um bei Block 710 ”B-Säule” für ein spezielles Modell des Fahrzeugs zu wählen.
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Nachdem die Wahl getroffen wurde, prüft der Anwender 25 dann bei Block 714 die Komponente 212 über Funk unter Verwendung des RFID-Lesegeräts 24, indem er das RFID-Lesegerät 24 in einem Abstand allgemein parallel zu einer Oberfläche des Komponente 212 bewegt, obwohl die Bewegung nicht auf diese Vorgehensweise begrenzt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die RFID-Etiketten 22 passiv und das RFID-Lesegerät 24 aktiviert die RFID-Etiketten 22 über Funk mit dem elektromagnetischen Feld 30 des Senders 28, um die Signale 23 zu erzeugen. Der Algorithmus 800 wird veranlassen, dass das RFID-Lesegerät 24 das Niveau der strukturellen Integrität der Komponente 212 anzeigt, wie nachstehend weiter beschrieben ist. Dies ermöglicht dem Anwender 25, bei Block 716 zu bestimmen, wie mit der Fahrzeugkomponente 212 weiter verfahren werden soll. Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass der durch das Lesegerät 24 angezeigte physikalische Zustand der Komponente 212 zu verschieden von dem bevorzugten physikalischen Zustand von 1 ist, dann kann die Komponente 212 bei Block 716 weiterbehandelt werden, indem die Komponente 212 entweder repariert oder entsorgt wird. Wenn der physikalische Zustand der Komponente 212 für die Zwecke, zu denen die Komponente 212 dient, als akzeptabel erachtet wird, dann kann die Weiterbehandlung von Block 716 das Genehmigen der Komponente 212 zur Installation sein, wenn das Verfahren 700 während der Fahrzeugherstellung ausgeführt wird, oder das Genehmigen der Komponente 212 zur weiteren Verwendung, wenn das Verfahren 700 während einer Fahrzeugwartung oder im Anschluss an ein Aufprallereignis ausgeführt wird. Wenn der physikalische Zustand der Komponente 212 als zu verschieden vom bevorzugten physikalischen Zustand der Komponente 12 von 1 erachtet wird, kann dann das Weiterbehandeln von Block 716 das Reparieren oder Austauschen der Komponente 12 umfassen.
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Mit Bezug auf 10 beginnt der Algorithmus 800, der von dem Prozessor 34 während des Prüfblocks 714 ausgeführt wird, mit Block 802, bei dem Eingabeinformationen empfangen werden, die angeben, dass die geprüfte Fahrzeugkomponente der erste Typ von Fahrzeugkomponente ist, d. h. eine B-Säule im Fall der Komponente 212. Die Eingabeinformationen sind der Komponententyp, der von dem Anwender 25 über den Eingabemechanismus 40 bei Block 712 gewählt wird. Wenn der Typ der Komponente gemäß Block 802 bekannt ist, kann der Prozessor 34 bei Block 804 dann auf Daten zugreifen, welche die korrekten Sätze von Signalen angeben, die in der Datenbank des Speichers 36 gespeichert sind und dem Typ der gewählten Fahrzeugkomponente entsprechen. Wenn beispielsweise die Fahrzeugkomponente 212 geprüft wird, wird von dem Prozessor 34 bei Block 804 auf die gespeicherten Daten zugegriffen, welche die Sätze von Signalen von der Prüfung der Komponenten 12, 112, 212 und 312 angeben. Die von den RFID-Etiketten 22 der Komponente 212 erzeugten Signale 23 werden bei Block 806 von dem Empfänger 32 empfangen. Bei Block 808 werden die empfangenen Signale 23 mit den Daten verglichen, die den gespeicherten Satz von Signalen angeben, auf den bei Block 804 zugegriffen wurde. Bei Block 810 wird ein Niveau der strukturellen Integrität der Komponente 212 bestimmt, indem die durch das Prüfen der Komponente 212 empfangenen Signale 23 mit den am genauesten entsprechenden gespeicherten Daten abgeglichen werden, die einen Satz von Signalen und das entsprechende Niveau der strukturellen Integrität angeben. Dieses so bestimmte Niveau der strukturellen Integrität wird dann als eine Ausgabe bei Block 812 bereitgestellt, etwa durch Anzeigen eines Werts für die strukturelle Integrität, der dem physikalischen Zustand zugeordnet wurde, auf den Bildschirm 42. Der Anwender 25 verfügt dann über die relevanten Informationen, um mit Block 716 des Verfahrens 700 wie vorstehend beschrieben fortzufahren.
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Das System 10 von 1 und das Verfahren 700 und der Algorithmus 800, die vorstehend beschrieben sind, ermöglichen eine relativ schnelle, kostengünstige und genaue Bewertung der strukturellen Integrität einer Vielfalt von Fahrzeugkomponenten auf eine nicht zerstörende Weise.
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Obwohl die besten Arten zum Ausführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche erkennen.
