DE102019131807A1 - Method for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values based on ambient humidity - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten, umfassend zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit sowie zumindest einer Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist den Sensor anzusteuern und/oder von dem Sensor gemessene Daten zu speichern und/oder zu verarbeiten. Außerdem umfasst das Verfahren zumindest eine Auswertungseinheit, welche die von der Verarbeitungseinheit an sie weitergeleitete Daten auswertet und anschießend diese Daten oder einen aus den Daten generierten Datensatz an eine CPU, insbesondere drahtlos, weiterleitet, insbesondere wobei es sich bei der CPU um ein Fahrzeugsteuergerät handelt, wobei zumindest der Sensor, vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit, auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial angeordnet sind, wobei das Trägermaterial dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist auf einer Oberfläche eines Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens, angeordnet zu werden.The invention relates to a method for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values, comprising at least one sensor for measuring pressure and / or humidity and at least one processing unit which is set up and intended to control and / or control the sensor to store and / or process data measured by the sensor. In addition, the method comprises at least one evaluation unit, which evaluates the data forwarded to it by the processing unit and then forwards this data or a data set generated from the data to a CPU, in particular wirelessly, in particular where the CPU is a vehicle control unit, wherein at least the sensor, but preferably also the processing unit, are arranged on a flexible and bendable carrier material, the carrier material being set up and intended to be arranged on a surface of an object of use, in particular on the inner surface of a tire.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten gemäß dem jeweiligen Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values according to the respective preamble of claim 1.

Das hierbei vorgeschlagene Verfahren umfasst zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit. Bei dem Sensor kann es sich um einen solchen handeln, welcher auf einem mechanischen, thermoelektrischen, resistiven, piezoelektrischen, kapazitiven, induktiven, optischen und/ oder magnetischen Wirkprinzip beruht.The method proposed here comprises at least one sensor for measuring pressure and / or humidity. The sensor can be one which is based on a mechanical, thermoelectric, resistive, piezoelectric, capacitive, inductive, optical and / or magnetic operating principle.

Zum Beispiel kann es sich bei dem hier vorgeschlagenen Sensor um einen Druck- und/oder einen Feuchtigkeitssensor handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Sensor ebenso auch um einen Neigungssensor, einen Kraftsensor, einen CCD-Sensor, eine Fotozelle, einen Hallsensor oder um ein Thermoelement handeln.For example, the sensor proposed here can be a pressure and / or a humidity sensor. In particular, the sensor can also be an inclination sensor, a force sensor, a CCD sensor, a photo cell, a Hall sensor or a thermocouple.

Es können auch verschiedene Wirkprinzipien miteinander verbunden werden, sodass ein Sensor entsteht, welcher beispielsweise sowohl auf kapazitiven Wirkprinzipien beruht als auch auf einem optischen Wirkprinzip basiert.Different operating principles can also be connected to one another, so that a sensor is created which, for example, is based on both capacitive operating principles and based on an optical operating principle.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Sensorsystem zumindest eine Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, den Sensor anzusteuern und/oder von dem Sensor gemessene Daten zu speichern und/oder zu verarbeiten.According to at least one embodiment, the sensor system comprises at least one processing unit which is set up and provided to control the sensor and / or to store and / or process data measured by the sensor.

Des Weiteren umfasst das Sensorsystem zumindest eine Auswertungseinheit, welche die von der Verarbeitungseinheit an sie weitergeleitete Daten auswertet, um anschließend diese Daten oder einen aus den Daten generierten Datensatz an eine CPU, insbesondere drahtlos, weiterleitet, insbesondere wobei es sich bei der CPU um ein Fahrzeugsteuergerät handelt.Furthermore, the sensor system comprises at least one evaluation unit which evaluates the data forwarded to it by the processing unit in order to then forward this data or a data set generated from the data to a CPU, in particular wirelessly, in particular where the CPU is a vehicle control unit acts.

Dabei kann die CPU Teil des Sensorsystems sein.The CPU can be part of the sensor system.

Erfindungsgemäß ist zumindest der Sensor, vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit, auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial angeordnet, wobei das Trägermaterial dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, auf einer Oberfläche eines Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens, angeordnet zu werden.According to the invention, at least the sensor, but preferably also the processing unit, is arranged on a flexible and bendable carrier material, the carrier material being designed and intended to be arranged on a surface of an object of use, in particular on the inner surface of a tire.

Bisher bekannte Trägermaterialien, insbesondere welche innerhalb eines Reifens angeordnet werden, sind nämlich weder flexibel noch biegbar aufgebracht, sondern zum Beispiel in Form einer Klebeschicht und/oder eines Substrats. Es wird hier jedoch nunmehr vorgeschlagen, anstatt eines derartigen nicht flexiblen und nicht biegbaren Trägermaterials ein solches anzubieten, welches gerade flexible und biegbare Eigenschaften aufweist.Previously known carrier materials, in particular which are arranged within a tire, are namely neither applied in a flexible nor bendable manner, but rather, for example, in the form of an adhesive layer and / or a substrate. However, it is now proposed here, instead of such a non-flexible and non-bendable carrier material, to offer one which has precisely flexible and bendable properties.

„Flexibel“ heißt in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial zumindest stellenweise biegsam und damit elastisch ist.“Flexible” in this context means that the carrier material is at least in places flexible and therefore elastic.

Das Trägermaterial passt sich daher an die Form der Innfläche des Reifens an. Vorzugsweise ist das Trägermaterial auf der Innenfläche des Reifens direkt oder indirekt angeordnet. Bei direkter Anordnung ist das Trägermaterial in direktem Kontakt mit einem Gummi des Reifens.The carrier material therefore adapts to the shape of the inner surface of the tire. The carrier material is preferably arranged directly or indirectly on the inner surface of the tire. In the case of a direct arrangement, the carrier material is in direct contact with a rubber of the tire.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform fasst das hier vorgeschlagene Verfahren zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten zumindest einen ersten Schritt mittels dessen zumindest ein Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit sowie zumindest einer Verarbeitungseinheit bereitgestellt wird, wobei der Sensor dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, den Sensor anzusteuern und/oder von dem Sensor gemessene Daten zu speichern und/oder zu verarbeiten.According to at least one embodiment, the method proposed here for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values comprises at least a first step by means of which at least one sensor for measuring pressure and / or humidity and at least one processing unit is provided, the sensor is set up and provided to control the sensor and / or to store and / or process data measured by the sensor.

In einem weiteren Schritt wird zumindest eine Auswertungseinheit bereitgestellt, welche die von der Verarbeitungseinheit an sie weitergeleitete Daten auswertet und anschießend diese Daten oder einen aus den Daten generierten Datensatz an eine CPU, insbesondere drahtlos, weiterleitet, insbesondere wobei es sich bei der CPU um ein Fahrzeugsteuergerät handelt, wobei zumindest der Sensor, vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit, auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial angeordnet sind, wobei das Trägermaterial auf der Oberfläche eines Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens, angeordnet ist.In a further step, at least one evaluation unit is provided, which evaluates the data forwarded to it by the processing unit and then forwards this data or a data set generated from the data to a CPU, in particular wirelessly, in particular where the CPU is a vehicle control unit acts, wherein at least the sensor, but preferably also the processing unit, are arranged on a flexible and bendable carrier material, the carrier material being arranged on the surface of an object of use, in particular on the inner surface of a tire.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Textilstoff, insbesondere um einen Webstoff.According to at least one embodiment, the carrier material is a textile material, in particular a woven material.

Bei einem Webstoff handelt es sich im Sinne der Erfindung daher um ein Gewebe, welches manuell oder maschinell auf Basis von einzelnen Fäden gewebt wurde.In the context of the invention, a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.

Zum Beispiel sind in dem Webstoff elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und der Verarbeitungseinheit eingewoben. Die elektrischen Leiterbahnen können in dem Gewebe daher zusätzlich neben den üblichen Fasern und Gewebesträngen integriert sein oder aber einzelne Gewebestränge, welche das Gewebenetz ausbilden, ersetzen.For example, electrical conductor tracks for making electrical contact with the sensor and the processing unit are woven into the woven fabric. The electrical conductor tracks can therefore also be integrated in the tissue in addition to the usual fibers and tissue strands, or they can replace individual tissue strands which form the tissue network.

Diese Leiterbahnen können daher eine elektrische Verbindung zwischen dem Sensor und der Verarbeitungseinheit darstellen. Auch können die Leiterbahnen eine elektrische Verbindung zwischen einer Batterie oder einem sonstigen Energieerzeugungselement zwischen dem Sensor und/oder dem Verarbeitungselement bilden.These conductor tracks can therefore represent an electrical connection between the sensor and the processing unit. The conductor tracks can also form an electrical connection between a battery or some other energy generating element between the sensor and / or the processing element.

Je nach Abstand und Eigenschaften der einzelnen Fäden (hochgedreht, bauschig, usw.) können ganz lockere Gewebe, wie ein Verbandgewebe oder Dichtgewebe wie Brokatstoff, entstehen, denn längselastisch werden Gewebe durch als Kettenfäden eingesetzte Gummifäden (mehr Bänder), oder Kräusel- und/ oder Bauschgarne, verwendet, sie werden verspannt, verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Bauschgarne bestehen aus texturierten, also gekräuselten synthetischen Fasern. Die Kräuselung verändert die Eigenschaften der synthetischen Fasern. Die darauf gesponnenen Garne sind sehr elastisch und voluminös und haben eine gute Wärmedämmung.Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted up, fluffy, etc.), very loose fabrics, such as bandages or sealing fabrics such as brocade fabric, can be created, because fabrics are made longitudinally elastic by means of rubber threads used as chain threads (more ribbons), or crimps and / or or bulk yarn, they are stretched, processed and contract when at rest. Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers. The yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Trägermaterial in Form eines Trägerstreifens ausgebildet, sodass der Sensor und die Verarbeitungseinheit entlang der Streifenhauptausdehnung hintereinander angeordnet sind.According to at least one embodiment, the carrier material is designed in the form of a carrier strip, so that the sensor and the processing unit are arranged one behind the other along the main extent of the strip.

Die „Streifenhauptausdehnung“ ist diejenige Längenabmessung und Längenrichtung des Trägermaterials, welche eine Haupterstreckungsrichtung darstellt. Verglichen mit der Länge des Trägermaterials in Richtung der Streifenhauptausdehnung ist daher eine Breite des Trägermaterials vernachlässigbar.The "main extent of the strip" is that length dimension and length direction of the carrier material which represents a main direction of extent. Compared to the length of the carrier material in the direction of the main extent of the strip, a width of the carrier material is therefore negligible.

Zum Beispiel sind mehrere Sensoren hintereinander auf dem Trägermaterial entlang der Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, wobei jeder der Sensoren separat den Druck im Reifen misst. Alternativ oder zusätzlich nimmt zumindest einer der Sensoren auf der Reifeninnenfläche angeordneten Sensoren von außerhalb des Reifens auf diesem wirkende Kräfte auf und misst diese. Hierzu kann der Sensor zum Beispiel in der Lage sein, dass eine Dehnung und/oder Stauchung, verursacht durch an eine Außenfläche des Reifens (zum Beispiel der Lauffläche) anliegende äußere Kraft, der Reifeninnenfläche wahrgenommen und gemessen wird. Zum Beispiel kann dann das Trägermaterial dehnbar und/oder flexibel ausgebildet sein, wobei eine Dehnung und/oder Stauchung des Trägermaterials Rückschlüsse über die auf die Außenfläche des Reifens wirkende Kraft (Kraftdauer, Krafthöhe in Newton etc.) zulässt. Hierzu kann eine Dehnung und/oder Stauchung der Reifeninnenfläche und/oder ein sich durch externe Kraft verändernder Innenluftdruck durch den Sensor gemessen werden. Die CPU der hier beanspruchten Vorrichtung kann dann über entsprechend in der CPU hinterlegt Algorithmen einen Kraftwert der äußeren Kraft zu einem bestimmten Messzeitpunkt aus den Dehnungs- und/oder Stauchungswerten der Reifeninnenfläche und/oder aus dem sich verändernden Reifeninnendruck ermitteln. Möglich ist jedoch auch, dass zumindest ein Sensor. Diese Messung kann zeitlich gleichzeitig oder jeweils zeitversetzt geschehen. Zum Beispiel nimmt jeder einen Druckwert am tiefsten und/oder höchsten Punkt des Reifens in Umlaufrichtung auf. Denkbar ist auch, dass zumindest ein Sensor einen Druckwert in einem Rotationsraster von weniger als 10 Grad und höchstens 30 Grad aufnimmt, sofern der Reifen rotiert wird.For example, several sensors are arranged one behind the other on the carrier material along the circumferential direction of the tire, each of the sensors measuring the pressure in the tire separately. Alternatively or additionally, at least one of the sensors arranged on the inner surface of the tire receives forces acting on the tire from outside the tire and measures them. For this purpose, the sensor can, for example, be able to perceive and measure an expansion and / or compression, caused by external force applied to an outer surface of the tire (for example the tread), of the inner surface of the tire. For example, the carrier material can then be designed to be stretchable and / or flexible, with expansion and / or compression of the carrier material allowing conclusions to be drawn about the force acting on the outer surface of the tire (duration of force, force level in Newtons, etc.). For this purpose, an expansion and / or compression of the inner surface of the tire and / or an internal air pressure that changes due to an external force can be measured by the sensor. The CPU of the device claimed here can then use algorithms stored in the CPU to determine a force value of the external force at a specific measurement time from the expansion and / or compression values of the tire inner surface and / or from the changing tire pressure. However, it is also possible that at least one sensor. This measurement can take place simultaneously or with a time delay. For example, everyone records a pressure value at the lowest and / or highest point of the tire in the direction of rotation. It is also conceivable that at least one sensor records a pressure value in a rotation grid of less than 10 degrees and at most 30 degrees if the tire is rotating.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensoranordnung zur Messung und/ oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten.The present invention also relates to a sensor arrangement for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values.

Die beschriebene Sensoranordnung umfasst zumindest einen Sensor zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit sowie zumindest einer Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, den Sensor anzusteuern und/ oder von dem Sensor gemessene Daten zu speichern und/oder zu verarbeiten.The described sensor arrangement comprises at least one sensor for measuring pressure and / or humidity and at least one processing unit which is set up and provided to control the sensor and / or to store and / or process data measured by the sensor.

Zumindest der Sensor, vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit sind auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial angeordnet, wobei das Trägermaterial dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, auf der Oberfläche des einen Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens angeordnet zu werden.At least the sensor, but preferably also the processing unit, are arranged on a flexible and bendable carrier material, the carrier material being set up and intended to be arranged on the surface of the one object of use, in particular on the inner surface of a tire.

Die hierbei vorgeschlagene Sensoranordnung umfasst die gleichen vorteilhaften Ausgestaltungen und Vorteile wie das obig beschriebene Sensorsystem.The sensor arrangement proposed here comprises the same advantageous configurations and advantages as the sensor system described above.

Das Sensorsystem unterscheidet sich von der Sensoranordnung insbesondere dadurch, dass das Sensorsystem zusätzlich die beschriebene CPU umfasst.The sensor system differs from the sensor arrangement in particular in that the sensor system additionally includes the CPU described.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kontrollsystem zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenem Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten innerhalb eines Reifens, wobei das hier beschriebene Kontrollsystem einen zumindest teilweise aufgeblasenen Reifen, insbesondere einen Fahrzeugreifen, umfasst sowie zumindest ein Sensorsystem gemäß zumindest einer der obig ausgeführten Ausführungsformen, wobei das Trägermaterial auf der Innenfläche des Reifens, das heißt im Inneren des Reifens, angeordnet ist.Furthermore, the present invention relates to a control system for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values within a tire, the control system described here comprising an at least partially inflated tire, in particular a vehicle tire, and at least one sensor system according to at least one of the The embodiments set out above, wherein the carrier material is arranged on the inner surface of the tire, that is to say in the interior of the tire.

Zumindest einer der Sensoren ist zum Beispiel auf der Reifeninnenfläche angeordnet und misst von außerhalb des Reifens auf diesem wirkende Kräfte auf. Hierzu kann der Sensor zum Beispiel in der Lage sein, dass eine Dehnung und/oder Stauchung, verursacht durch an eine Außenfläche des Reifens anliegende äußere Kraft, der Reifeninnenfläche wahrgenommen und gemessen wird. Zum Beispiel kann dann das Trägermaterial dehnbar und/oder flexibel ausgebildet sein, wobei eine Dehnung und/oder Stauchung des Trägermaterials Rückschlüsse über die auf die Außenfläche des Reifens wirkende Kraft (Kraftdauer, Krafthöhe in Newton etc.) zulässt.At least one of the sensors is arranged, for example, on the inner surface of the tire and measures those acting on the tire from outside Forces on. For this purpose, the sensor can, for example, be able to perceive and measure an elongation and / or compression, caused by external force applied to an outer surface of the tire, of the inner surface of the tire. For example, the carrier material can then be designed to be stretchable and / or flexible, with expansion and / or compression of the carrier material allowing conclusions to be drawn about the force acting on the outer surface of the tire (duration of force, force level in Newtons, etc.).

Das hier beschriebene Kontrollsystem weist daher die gleichen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen auf wie die obig beschriebene Sensoranordnung sowie das obig beschriebene Sensorsystem.The control system described here therefore has the same advantages and advantageous configurations as the sensor arrangement described above and the sensor system described above.

Bei dem Reifen handelt es sich daher vorzugsweise um einen Luftreifen, welcher pneumatisch aufgeblasen ist. Zum Beispiel ist der Reifen ein Fahrzeugreifen.The tire is therefore preferably a pneumatic tire which is pneumatically inflated. For example, the tire is a vehicle tire.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest ein Reifenventil, welches ein Teil des Reifens ist, wobei die Auswerteinheit an oder in das Reifenventil integriert verbaut ist.According to at least one embodiment, the control system comprises at least one tire valve, which is part of the tire, the evaluation unit being built into or integrated into the tire valve.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit in einem Abdeckelement oder an ein Abdeckelement des Reifenventils integriert verbaut ist, sodass die Auswerteeinheit auf das Gewinde einer Ventilstange aufschraubbar ist. Bei dem Abdeckelement kann es sich um eine oder einen Teil von einer auf die Ventilstange aufbringbaren Ventilkappe des Ventils handeln.In particular, it can be provided that the evaluation unit is built into a cover element or on a cover element of the tire valve so that the evaluation unit can be screwed onto the thread of a valve rod. The cover element can be one or a part of a valve cap of the valve that can be attached to the valve rod.

Eine solche Ventilkappe umfasst daher in dieser Ausführungsform bereits die Verarbeitungseinheit.Such a valve cap therefore already comprises the processing unit in this embodiment.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest zwei Reifen, welche an einem Fahrzeug montierbar oder montiert sind, wobei in jedem der beiden Reifen zumindest eine Sensoranordnung nach zumindest einer der obig vorgestellten Ausführungsformen angeordnet ist und wobei alle Daten an die gemeinsame CPU übermittelt werden.According to at least one embodiment, the control system comprises at least two tires that can be or are mounted on a vehicle, with at least one sensor arrangement according to at least one of the embodiments presented above being arranged in each of the two tires and with all data being transmitted to the common CPU.

Vorzugsweise umfasst das Kontrollsystem nur eine einzige CPU, welche für alle Anordnungen zuständig ist.The control system preferably comprises only a single CPU which is responsible for all arrangements.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform übermittelt die Auswerteeinheit eine Drehposition des Sensors relativ zu einer Nullposition des Reifens an die CPU.According to at least one embodiment, the evaluation unit transmits a rotational position of the sensor relative to a zero position of the tire to the CPU.

Bei der Nullposition kann es sich um eine vorher in die CPU und/oder in die Auswerteinheit und/ oder Verarbeitungseinheit einprogrammierte Ausgangsdrehposition um die Hauptdrehachse des Reifens handeln. Bei der Nullposition kann es sich beispielsweise um eine solche Position handeln, bei der das obig beschriebene Reifenventil die größte Höhe zu einem Auflageboden erreicht. Der Auflageboden kann eine Straße sein, auf welcher der Reifen um die Achse drehend laufen kann.The zero position can be an initial rotational position about the main axis of rotation of the tire that has been previously programmed into the CPU and / or into the evaluation unit and / or processing unit. The zero position can, for example, be a position in which the above-described tire valve reaches the greatest height relative to a support base. The support floor can be a road on which the tire can rotate around the axis.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird jede Drehposition jedes Sensors an die CPU übermittelt, sodass die CPU zeitkontinuierlich oder zeitdiskret eine relative Position der Reifen untereinander erfasst und/ oder eine Drehwinkelgeschwindigkeit, eine Drehbeschleunigung jedes der Reifen und/ oder eine auf jeden der Reifen wirkende radiale/axiale Kraft erfasst. Auch können horizontale und/oder vertikale (Scher-)Kräfte sowie ein Reifenluftdruck erfasst werden.According to at least one embodiment, each rotational position of each sensor is transmitted to the CPU, so that the CPU continuously or discrete-time records a relative position of the tires to each other and / or an angular velocity, a rotational acceleration of each of the tires and / or a radial / axial acting on each of the tires Force recorded. Horizontal and / or vertical (shear) forces and tire air pressure can also be recorded.

Zum Beispiel werden die gemessenen Informationen als Eingangsinformation für Stabilitätskontrollsystem, ABS, Transkontrollsysteme zur Verbesserung und/oder Absicherung des Fahrverhaltens, insbesondere in Kurven, genutzt.For example, the measured information is used as input information for the stability control system, ABS, transcontrol systems to improve and / or safeguard driving behavior, in particular when cornering.

Insofern wird mittels der hier vorgeschlagenen CPU und deren vorzugsweise Drahtloskommunikation mit den einzelnen vorzugsweise in den Reifenventilen verbauten Auswerteinheiten vorgeschlagen, welche alle Reifen in einem technischen Überblick zusammenfasst.In this respect, by means of the CPU proposed here and its preferably wireless communication with the individual evaluation units, which are preferably installed in the tire valves, it is proposed which summarizes all tires in a technical overview.

Der Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit und/oder die CPU können mittels einer Batterie oder einer Festnetzstromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden.The sensor and / or the processing unit and / or the CPU can be supplied with electrical energy by means of a battery or a fixed line power supply.

Alternativ oder zusätzlich ist die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Sensors und/oder Verarbeitungseinheit mittels sogenannter „Energy Harvesting“ möglich.Alternatively or additionally, it is possible to generate electrical energy to supply the sensor and / or processing unit by means of so-called “energy harvesting”.

Als Energy Harvesting (wörtlich übersetzt Energie-Ernten) bezeichnet man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibrationen oder Luftströmungen für mobile Geräte mit geringer Leistung. Die dafür eingesetzten Strukturen werden auch als Nanogenerator bezeichnet. Energy Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batterien.Energy harvesting refers to the production of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibrations or air currents for mobile devices with low power. The structures used for this are also known as nanogenerators. With wireless technologies, energy harvesting avoids restrictions due to wired power supply or batteries.

Möglichkeiten des Energy Harvesting:

  • - Piezoelektrische Kristalle erzeugen bei Krafteinwirkung, beispielsweise durch Druck oder Vibration, elektrische Spannungen. Diese Kristalle können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein;
  • - Thermoelektrische Generatoren und pyroelektrische Kristalle gewinnen aus Temperaturunterschieden elektrische Energie. Diese Generatoren können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein;
  • - Über Antennen kann die Energie von Radiowellen, eine Form von elektromagnetischer Strahlung, aufgefangen und energetisch verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die passiven RFIDs. Diese Antennen können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein;
  • - Photovoltaik, elektrische Energie aus der Umgebungsbeleuchtung;
  • - Osmose.
Energy harvesting options:
  • - Piezoelectric crystals generate electrical voltages when a force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material;
  • - Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material;
  • - The energy of radio waves, a form of electromagnetic radiation, can be captured and used energetically via antennas. Passive RFIDs are an example of this. These antennas can be arranged on or on the carrier material;
  • - Photovoltaics, electrical energy from ambient lighting;
  • - osmosis.

Zum Beispiel ist auch eine solches Energiespeicher- und/oder Energieerzeugungselement auf dem Trägermaterial angeordnet, um den Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen.For example, such an energy storage and / or energy generation element is also arranged on the carrier material in order to supply the sensor and / or the processing unit with electrical energy.

Ein Energiespeicher der Vorrichtung kann Teil einer Verarbeitungseinheit sein. Hierzu können eine oder mehrere der Verarbeitungseinheiten einen solchen Energiespeicher (lokale Energiespeicher) aufweisen. Zum Beispiel weisen nur eine oder einige der Verarbeitungseinheiten einen solchen Energiespeicher auf, sodass eine dieser Verarbeitungseinheiten eine andere Verarbeitungseinheit (nämlich eine solche, welche keinen Energiespeicher aufweist) mit elektrischer Energie versorgt.An energy store of the device can be part of a processing unit. For this purpose, one or more of the processing units can have such an energy store (local energy store). For example, only one or some of the processing units have such an energy store, so that one of these processing units supplies another processing unit (namely one which does not have an energy store) with electrical energy.

Auch ist denkbar, dass die Energiespeichereinheit(en) der Verarbeitungseinheit(en) die CPU mit elektrischer Energie ganz oder teilweise versorgt. Zum Beispiel kann so die CPU an keine weiteren Energiespeicher und/oder Energieversorgungsleitungen angeschlossen sein.It is also conceivable that the energy storage unit (s) of the processing unit (s) fully or partially supplies the CPU with electrical energy. For example, the CPU cannot be connected to any other energy stores and / or energy supply lines.

Über das oben genannte Energy Harvesting kann zumindest einer der Energiespeicher geladen werden.At least one of the energy stores can be charged via the aforementioned energy harvesting.

Die Energieübertragung zwischen den Sensoren und/oder den Verarbeitungseinheiten und/oder der CPU kann ganz oder teilweise drahtlos erfolgen.The energy transfer between the sensors and / or the processing units and / or the CPU can take place entirely or partially wirelessly.

Zu der drahtlosen Energieübertragungen im Nahfeld, auch als nicht strahlende Kopplung bezeichnet, zählt beispielsweise die induktive Kopplung, basierend auf dem magnetischen Fluss. Häufig wird die Bezeichnung der drahtlosen Energieübertragung synonym für die induktive Energieübertragung verwendet, da diese in praktischen Anwendungen eine dominante Rolle einnimmt. Bei der nicht strahlenden Kopplung im Nahfeld spielen Wellenphänomene keine Rolle.The wireless energy transmission in the near field, also known as non-radiative coupling, includes, for example, inductive coupling based on magnetic flux. The term wireless energy transmission is often used synonymously for inductive energy transmission, as this plays a dominant role in practical applications. Wave phenomena play no role in the non-radiating coupling in the near field.

Beispielsweise geschieht die drahtlose Energieübertragung zwischen den einzelnen Elementen mittels induktiver Kopplung, resonanter induktiver Kopplung und/oder kapazitiver Kopplung.For example, the wireless energy transfer takes place between the individual elements by means of inductive coupling, resonant inductive coupling and / or capacitive coupling.

Zum Beispiel ist der Sensor wie folgt aufgebaut und umfasst zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere dem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist.For example, the sensor is constructed as follows and comprises at least one capacitor with at least two electrodes, which are arranged, in particular in a horizontal direction along and on one, in particular the, in particular flexible, carrier material to one another, with at least one dielectric layer between the electrodes is arranged.

Der Sensor ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest einer Elektrode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise zumindest eine zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägermaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht.The sensor is characterized in that at least one at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing moisture layer is arranged at least in places on a side facing away from the carrier material, at least one electrode and / or the dielectric layer, with the at least one electrode and / or the dielectric layer in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance changes at least partially due to the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit being set up and provided to measure and / or store this change, so that a capacitive humidity sensor is created.

Unter „feuchtigkeitsabsorbierender Schicht“ kann in Zusammenhang der vorliegenden Anmeldung eine zumindest teilweise Aufnahme von Feuchtigkeit aus einem Umgebungsmedium in die Schicht selbst verstanden werden. Unter einer Feuchtigkeit kann daher eine gasförmige, oder Tröpfchenphase in dem Umgebungsmedium verstanden werden. Die Feuchtigkeit kann in der Umgebungsluft oder einem sonstigen Umgebungsmedium der Schicht enthalten sein.In the context of the present application, “moisture-absorbing layer” can be understood to mean an at least partial absorption of moisture from an ambient medium into the layer itself. Moisture can therefore be understood as a gaseous or droplet phase in the surrounding medium. The moisture can be contained in the ambient air or some other ambient medium of the layer.

Der Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt von Luft wird im Allgemeinen als Luftfeuchtigkeit bezeichnet. Die absolute Luftfeuchtigkeit gibt an, wieviel Wasser- oder Flüssigkeitsdampf in der Volumeneinheit des Gasgemisches enthalten ist; Maßeinheit: g Wasser (oder sonstigen Flüssigkeit)·m-3. Die relative Luftfeuchtigkeit ist der Quotient aus der bei einer bestimmten Temperatur im Gas vorhandenen Flüssigkeitsdampfmenge und der bei der gleichen Temperatur möglichen Sättigungsmenge an Flüssigkeitsdampf. Gewöhnlich wird die relative Luftfeuchte in Prozent (%) angegeben. Hierzu wird der Quotient mit 100 multipliziert. Ist die Luft gesättigt, d. h. die relative Luftfeuchtigkeit liegt bei 100 %, ist ein Teil der Flüssigkeit in der Luft flüssig. Man bezeichnet in diesem Falle das dazugehörige Flüssig-Gas-Stoffgemisch als Dunst oder Nebel.The water or liquid content of air is generally referred to as humidity. The absolute humidity indicates how much water or liquid vapor is contained in the volume unit of the gas mixture; Unit of measurement: g of water (or other liquid) · m-3. The relative humidity is the quotient of the amount of liquid vapor present in the gas at a certain temperature and the saturation amount of liquid vapor possible at the same temperature. The relative humidity is usually given in percent (%). To do this, the quotient is multiplied by 100. Is the air saturated, ie the Relative humidity is 100%, some of the liquid in the air is liquid. In this case, the associated liquid-gas mixture is referred to as haze or mist.

Der Ausdruck Feuchtigkeit oder Feuchte kann das Maß der Anwesenheit von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in oder an einem Material (z. B. Textilien) oder einer Substanz oder in einem Gas oder in einem Raum sein.The term moisture or dampness can be the measure of the presence of water or another liquid in or on a material (e.g. textiles) or a substance or in a gas or in a room.

Die der hier beschriebene feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht kann sich daher von einer, insbesondere lediglich flüssigkeitsabsorbierenden (Feuchte)Schicht, unter anderem dadurch unterscheiden, dass die feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht aus einem Material gefertigt ist, welche neben der Adsorption von Flüssigkeit zudem auch in dem Umgebungsmedium enthaltene Feuchtigkeit absorbiert. Denkbar ist jedoch auch, dass die feuchtigkeitsabsorbierende Feuchteschicht lediglich eine Feuchtigkeit im Umgebungsmedium der Schicht absorbiert und daher keine Flüssigkeit absorbieren kann.The moisture-absorbing moisture layer described here can therefore differ from a, in particular only liquid-absorbing (moisture) layer, among other things in that the moisture-absorbing moisture layer is made of a material which, in addition to adsorbing liquid, also absorbs moisture contained in the surrounding medium. However, it is also conceivable that the moisture-absorbing moisture layer merely absorbs moisture in the surrounding medium of the layer and therefore cannot absorb any liquid.

Zum Beispiel sind in einem Reifen zwei oder mehr Verarbeitungseinheiten und/oder zwei oder mehr Verarbeitungseinheiten verschiedener Reifen kommunizieren miteinander.For example, two or more processing units and / or two or more processing units of different tires communicate with one another in one tire.

Denkbar ist, dass die Vielzahl von Verarbeitungseinheiten ein Verarbeitungsnetzwerk ausbilden, wobei die Erfassung, Verarbeitung und/oder Weitergabe der Sensordaten und/oder der Verarbeitungsdaten eines jeden Sensors und/oder einer jeden Verarbeitungseinheit durch zumindest eine Steuerungseinrichtung (Master) gesteuert wird. Die Steuerungseinheit kann identisch mit der oben beschriebenen CPU sein.It is conceivable that the plurality of processing units form a processing network, the acquisition, processing and / or forwarding of the sensor data and / or the processing data of each sensor and / or each processing unit being controlled by at least one control device (master). The control unit can be identical to the CPU described above.

Es ist jedoch auch möglich, dass eine oder mehrere der Verarbeitungseinheiten den Master darstellen, welcher die übrigen Verarbeitungseinheiten (Slave) und/oder die übrigen Sensoren (Slave) steuern.However, it is also possible that one or more of the processing units represent the master, which controls the other processing units (slaves) and / or the other sensors (slaves).

Zum Beispiel kann eine der Verarbeitungseinheiten und/oder die CPU nach Inbetriebnahme der Vorrichtung (zum Beispiel nach einem Anschalten der Vorrichtung), solche Sensoren auswählen, welche für eine vorgebbare Nutzungsdauer in Betrieb genommen werden. Alternativ können auch alle oder einige Sensoren in Betrieb genommen werden, dann jedoch ist vorstellbar, dass eine Verarbeitungseinheit und/oder die CPU, insbesondere zum Zwecke der Energieersparnis, nur Daten einer vorgegebenen Anzahl (also weniger als alle Sensoren) von Sensoren an die CPU weiterleitet (Filterung).For example, one of the processing units and / or the CPU can, after the device has been put into operation (for example, after the device has been switched on), select such sensors which are put into operation for a predefinable period of use. Alternatively, all or some sensors can also be put into operation, but then it is conceivable that a processing unit and / or the CPU, in particular for the purpose of saving energy, only forwards data of a predetermined number (i.e. fewer than all sensors) from sensors to the CPU (Filtering).

Diese Master-Verarbeitungseinheit kann vorzugsweise als einzige Einheit mit der CPU kommunizieren.This master processing unit can preferably communicate with the CPU as the only unit.

Weiter alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass eine oder alle Verarbeitungseinheiten und/oder ein Sensor (Slave oder Master) direkt mit der CPU kommunizieren.As an alternative or in addition, it is also conceivable that one or all of the processing units and / or a sensor (slave or master) communicate directly with the CPU.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Verarbeitungsnetzwerk mittels zumindest eines VLAN-Switches in zumindest zwei, nur logisch voneinander getrennte, Netzwerksegmente (VLANs) unterteilbar und wobei jedes der Erfassungselemente in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch einen VLAN-Switch und/oder der Steuerungseinrichtung und somit durch jedes der Netzwerksegmente ansteuerbar ist.According to at least one embodiment, the processing network can be subdivided into at least two, only logically separated, network segments (VLANs) by means of at least one VLAN switch and each of the detection elements depending on the control by a VLAN switch and / or the control device and thus by each of the network segments can be controlled.

Wird zum Beispiel eine sehr große Fläche (zum Beispiel ein Textil) mit einer Vielzahl von hier beanspruchten Sensoren und Verarbeitungseinheiten bestückt, können in besonders einfacher Art und Weise dann einzelne Verarbeitungseinheiten und/oder Sensoren kategorisiert werden (nach verschiedenen Prioritäten etc.). Es wird somit in einer Ausführungsform statt einer physikalischen Netzwerkunterteilung eine „virtuelle“, das heißt VLAN-Unterteilung gewählt. Dies gewährleistet nämlich, dass auf Veränderungen in der Kategorisierung der Verarbeitungseinheiten und/oder Sensoren besonders schnell und ohne aufwendige Umbauarbeiten reagiert werden kann.If, for example, a very large area (for example a textile) is equipped with a large number of sensors and processing units used here, individual processing units and / or sensors can then be categorized in a particularly simple manner (according to different priorities, etc.). In one embodiment, instead of a physical network subdivision, a “virtual”, that is to say VLAN, subdivision is chosen. This is because this ensures that changes in the categorization of the processing units and / or sensors can be responded to particularly quickly and without costly conversion work.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Kontrollsystem zumindest ein Verarbeitungsnetzwerk, wobei mittels zumindest eines VLAN-Switches des Verarbeitungsnetzwerks, dieses in zumindest zwei, nur logisch voneinander getrennte, Netzwerksegmente (VLAN) unterteilbar ist, und wobei jeder Verarbeitungseinheiten und/oder jeder der Sensoren in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch den VLAN-Switch durch jedes der Netzwerksegmente ansteuerbar sind.According to at least one embodiment, the control system comprises at least one processing network, which can be subdivided into at least two, only logically separated, network segments (VLAN) by means of at least one VLAN switch of the processing network, and each processing unit and / or each of the sensors as a function can be controlled from the control by the VLAN switch through each of the network segments.

Dazu kann der VLAN-Switch in zumindest einem der Verarbeitungseinheiten und/oder Sensoren oder in einem separaten Bauteil verbaut sein.For this purpose, the VLAN switch can be installed in at least one of the processing units and / or sensors or in a separate component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels des VLAN-Switches eine Priorisierung der einzelnen Netzwerksegmente insbesondere im Hinblick auf deren Datenaustausch durchgeführt.According to at least one embodiment, the VLAN switch is used to prioritize the individual network segments, in particular with regard to their data exchange.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist jeder Verarbeitungseinheit und/oder jedem Netzwerksegment zumindest eine VLAN-ID zugeordnet, wobei über jede der VLAN-IDs zumindest ein Sensor oder eine andere Verarbeitungseinheit ansteuerbar ist. Einzelne Sensoren und/oder einzelne Verarbeitungseinheiten können ein eigenes Sub-Netzwerk bilden.According to at least one embodiment, each processing unit and / or each network segment is assigned at least one VLAN ID, with at least one sensor or another processing unit being controllable via each of the VLAN IDs. Individual sensors and / or individual Processing units can form their own sub-network.

Um über Netzwerkgrenzen zu kommunizieren, werden im Stand der Technik statische projektdynamische Routen eingesetzt. Dieses Modell der Trennung ist klar und übersichtlich und wurde über Jahre angewandt. Dies hat jedoch die Nachteile, dass Broadcastanforderungen im Subnetz für alle Teilnehmer sichtbar sind und von den Endpunkten betrachtet werden müssten. Mit anderen Worten, konnten bisher verschiedene Endgeräte nur über entsprechende, jedem Subnetz zugeordnete, separate und physikalisch voneinander getrennte Switches angesteuert werden. Ein derartiger Aufbau ist jedoch besonders kostspielig und umfangreich im Design.In order to communicate across network boundaries, static project-dynamic routes are used in the prior art. This model of separation is clear and straightforward and has been used for years. However, this has the disadvantage that broadcast requests in the subnet are visible to all participants and must be viewed by the endpoints. In other words, until now, different end devices could only be controlled via corresponding, separate and physically separate switches assigned to each subnet. However, such a structure is particularly expensive and extensive in design.

Wie obig bereits erwähnt, ist somit insbesondere auf die Ausgestaltung eines jeden Subnetzwerks mit einem separaten Switch und separaten physikalischen Datenleitungen verzichtet, sodass für das gesamte Netzwerk eine einzige physikalische Struktur angewandt werden kann, wobei diese physikalische Struktur, d. h. Netzwerkarchitektur, nur aufgrund einer logischen, insbesondere auch mathematischen Unterscheidung (d. h. gedacht), aufgetrennt wird.As already mentioned above, the design of each subnetwork with a separate switch and separate physical data lines is therefore especially dispensed with, so that a single physical structure can be used for the entire network, this physical structure, i. H. Network architecture, is only separated on the basis of a logical, in particular also mathematical, distinction (i.e., thought).

Dabei bezeichnet die Abkürzung „VLAN-Switch“ einen solchen Netzwerkswitch, welcher dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, ein Netzwerk in Form eines Virtual Local Area Network (VLAN) mit zu betreiben.The abbreviation “VLAN switch” denotes such a network switch, which is set up and intended to operate a network in the form of a Virtual Local Area Network (VLAN).

Insofern wird somit durch die nunmehr beanspruchten Netzwerksegmente, welche jeweils in Form eines VLAN-Netzwerks ausgebildet sein können, es ermöglicht, dass die Trennung des Netzwerks in mehrere logische Segmente, also die Netzwerksegmente, unterteilt wird. In this respect, the network segments now claimed, which can each be designed in the form of a VLAN network, make it possible for the separation of the network to be subdivided into several logical segments, that is to say the network segments.

Anders als bei der physikalischen Trennung durch die Zuordnung zu einem Switch Port werden bei der Trennung durch VLANs die Geräte durch eine VLAN-ID logisch getrennt. Dabei wird der Datenstrom jeder Station mit einer Kennung (dem VLAN-„Tag“) versehen. Diese Kennung bestimmt die Zugehörigkeit eines Datenpakets zu einem bestimmten VLAN. Alle Geräte mit der gleichen VLAN-Kennung befinden sich nunmehr in einem logischen Netzwerk.In contrast to the physical separation through the assignment to a switch port, the devices are logically separated by a VLAN ID when they are separated by VLANs. The data stream of each station is given an identifier (the VLAN “tag”). This identifier determines whether a data packet belongs to a specific VLAN. All devices with the same VLAN ID are now in a logical network.

Insbesondere kann nämlich durch die logische Trennung der einzelnen Netzwerke ein Broadcast eingegrenzt werden. Broadcasts werden nämlich nur an Mitglieder des gleichen VLANS und nicht an alle am Switch hängenden Steuerelemente verteilt.In particular, a broadcast can be limited by the logical separation of the individual networks. Broadcasts are only distributed to members of the same VLAN and not to all control elements attached to the switch.

Dies trägt insofern auch nicht nur zu einer höheren Leistung, sondern auch zu mehr Sicherheit bei, denn der Datenverkehr wird auf weniger Adressaten eingeschränkt. Hinzu kommt, dass Benutzer oder die Steuerelemente in der Regel in einem VLAN keine Möglichkeit haben aus dem zugewiesenen VLAN auszubrechen. Ein Zugriff (oder Angriff) auf einen anderen Rechner, der nicht zum eigenen VLAN gehört kann daher bereits durch den Netzwerkswitch verhindert werden. Wenn eine VLAN übergreifende Kommunikation notwendig ist, können hierfür explizit Routen eingerichtet werden.This not only contributes to higher performance, but also to more security, because the data traffic is restricted to fewer addressees. In addition, users or the control elements in a VLAN usually have no way of breaking out of the assigned VLAN. Access (or attack) to another computer that does not belong to your own VLAN can therefore be prevented by the network switch. If cross-VLAN communication is necessary, routes can be set up for this purpose.

Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene VLAN-Technologie eine solche sein kann, welche an den Industriestandard IEEE 802.1Q angepasst ist und/oder mit diesem kompatibel ist.In particular, it is pointed out that the VLAN technology described here can be one which is adapted to the industrial standard IEEE 802.1Q and / or is compatible with it.

Der Standard IEEE 802.1Q ist eine durch das IEEE genormte Priorisierungs- und VLAN-Technologie, die im Unterschied zu den älteren, nur Port-basierten VLANs, paketbasierte tagged-VLANS implementiert. Der Ausdruck „tagged“ leitet sich vom englischen Ausdruck „material tags“ ab.The IEEE 802.1Q standard is a prioritization and VLAN technology standardized by the IEEE, which, in contrast to the older, only port-based VLANs, implements packet-based tagged VLANs. The term “tagged” is derived from the English term “material tags”.

Es handelt sich daher bei tagged-VLANS um Netze, die Netzwerkpakete verwenden, welche eine spezielle VLAN-Markierung tragen.Tagged VLANS are therefore networks that use network packets that have a special VLAN marking.

Insbesondere sind nämlich in den 802.1Q-Standard Datenfelder für das V-LAN-tagging definiert, die in dem Datenbereich eines Ethernetpakets eingeführt werden können.In particular, data fields for V-LAN tagging are defined in the 802.1Q standard that can be introduced in the data area of an Ethernet packet.

Insofern kann das vorliegende Netzwerk in Form eines Ethernet-Kommunikationssystems ausgebildet sein.To this extent, the present network can be designed in the form of an Ethernet communication system.

Das hat den Vorteil, dass in der Regel auch bereits vorhandene, ältere Switches solche Pakete weiterleiten können. Das eingefügte Tag besteht in der Regel aus mehreren Feldern, beispielsweise vier Feldern mit einer Gesamtlänge von 32 Bit.This has the advantage that existing, older switches can usually also forward such packets. The inserted tag usually consists of several fields, for example four fields with a total length of 32 bits.

Für die Protokoll-ID werden 2 Byte, für das Prioritätenfeld 3 Bit, für Indikator des Canonicalformats 1 Bit und für VLAN-ID 12 Bit genutzt.2 bytes are used for the protocol ID and for the priority field 3rd Bit, for indicator of the canonical format 1 Bit and used for VLAN ID 12 bit.

Zur eindeutigen Identifizierung eines VLANS wird jedem VLAN daher zunächst eine eindeutige Nummer zugeordnet. Man nennt diese Nummer VLAN-ID. Ein Erkennungsmodul, das mit der VLAN-ID = 1 ausgestattet ist, kann mit jedem anderen Gerät im gleichen VLAN kommunizieren, nicht jedoch mit einem Gerät in einem anderen VLAN, wie z. B. ID = 2, 3,....In order to clearly identify a VLAN, each VLAN is first assigned a unique number. This number is called the VLAN ID. A detection module that is equipped with VLAN-ID = 1 can communicate with any other device in the same VLAN, but not with a device in another VLAN, e.g. B. ID = 2, 3, ....

Um zwischen den VLANS zu unterscheiden, wird nach dem Standard IEEE 802.1Q ein Ethernetframe um 4 Byte erweitert. Davon sind 12 Bit zur Aufnahme der VLAN-ID vorgesehen, sodass (ohne Ausnutzung des Canonical Formats) theoretisch 4096-2 = 4094 VLANS möglich sind.In order to differentiate between the VLANS, an Ethernet frame is extended by 4 bytes according to the IEEE 802.1Q standard. Of these, 12 bits are provided for the VLAN ID, so that (without Using the canonical format) 4096-2 = 4094 VLANS are theoretically possible.

Denkbar ist, dass die einzelnen logischen Netzwerkverbindungen entsprechend eines OPC-Standards, d. h. beispielsweise in Form von OPC UA-Verbindungen, ausgebildet sind. Insbesondere ist nämlich denkbar, dass pro Netzwerksegment über die Steuerungseinrichtung mehrere OPC UA-Endpunkte mit unterschiedlicher IP-Adresse, VLAN-ID und Priorisierung entsprechend des oben genannten Standards IEEE 802.1Q zur Verfügung stehen.It is conceivable that the individual logical network connections according to an OPC standard, i. H. for example in the form of OPC UA connections. In particular, it is conceivable that several OPC UA endpoints with different IP addresses, VLAN IDs and prioritization according to the above-mentioned IEEE 802.1Q standard are available per network segment via the control device.

Weist nun ein Netzwerksegment, welches eindeutig, vorzugsweise eineindeutig, eine bestimmte VLAN-ID zugewiesen bekommen hat, eine höhere Priorität auf als ein, nur in logischer Hinsicht, davon unterschiedliches Netzwerksegment einer entsprechend unterschiedlichen VLAN-ID, so können die Steuerungseinrichtung und/oder der VLAN-Switch dazu vorgesehen sein, zunächst den Datenaustausch des höher priorisierten Netzwerksegments zu bevorzugen, um erst nach Abbau der diesem höher priorisierten Netzwerksegment zugeordneten Aufgaben eine Abarbeitung des tiefer priorisierten Netzwerksegments zu erlauben. If a network segment that has been assigned a specific VLAN ID unambiguously, preferably unambiguously, has a higher priority than a network segment that differs therefrom, only in logical terms, with a correspondingly different VLAN ID, the control device and / or the VLAN switch can be provided to initially prefer the data exchange of the higher-priority network segment in order to allow the lower-priority network segment to be processed only after the tasks assigned to this higher-priority network segment have been dismantled.

Mit anderen Worten gilt generell: Zuordnung und Konfiguration der OPC UA Endpunkte zu einem bestimmten Netzwerksegment entsprechend der VLAN-ID und Zuordnung einer Priorität entsprechend der Priorität des entsprechenden VLANs.In other words, the following generally applies: Assignment and configuration of the OPC UA endpoints to a specific network segment according to the VLAN ID and assignment of a priority according to the priority of the corresponding VLAN.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind jedem Sensor und/oder jeder Verarbeitungseinheit zumindest eine VLAN-ID zugeordnet und jedem Netzwerksegment ist wiederum zumindest eine, beispielsweise genau eine, eindeutig, vorzugsweise eineindeutig, VLAN-ID zugeordnet, wobei über jede der VLAN-IDs zumindest ein Steuerelement ansteuerbar ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst zumindest eine Vorrichtung zumindest einen Temperatursensor, wobei der Temperatursensor eine Umgebungstemperatur und/oder eine Temperatur eines Sensors misst und an die Verarbeitungseinheit einer Vorrichtung und/oder an die zentrale CPU weiterleitet.According to at least one embodiment, each sensor and / or each processing unit is assigned at least one VLAN ID and each network segment is in turn assigned at least one, for example exactly one, unambiguously, preferably one-to-one, VLAN ID, with at least one control element over each of the VLAN IDs is controllable. According to at least one embodiment, at least one device comprises at least one temperature sensor, the temperature sensor measuring an ambient temperature and / or a temperature of a sensor and forwards it to the processing unit of a device and / or to the central CPU.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ermittelt die zentrale CPU einen Auslastungsgrad (CPU-Last und/oder Speicherverbrauch) von zumindest einer Verarbeitungseinheit, wobei bei Überschreiten einer Grenztemperatur der Verarbeitungseinheit und/oder zumindest der dieser Verarbeitungseinheit zugeordneten Sensor diese(r) in seiner Leistung zumindest teilweise gedrosselt oder ganz abgeschaltet wird.According to at least one embodiment, the central CPU determines a degree of utilization (CPU load and / or memory consumption) of at least one processing unit, whereby when a limit temperature of the processing unit and / or at least the sensor assigned to this processing unit is exceeded, its performance is at least partially throttled or switched off completely.

Daneben ist es zusätzlich oder alternativ denkbar, dass die Auswerteinheit(en) in der gleichen Weise wie die Verarbeitungseinheit im Sinne des obigen Netzwerks zueinander kommunizieren und verschaltet sind.In addition, it is additionally or alternatively conceivable that the evaluation unit (s) communicate with one another and are interconnected in the same way as the processing unit in the sense of the above network.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Figuren näher beschrieben.

  • Dabei zeigt die 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schnittansicht eines hier vorgeschlagenen Reifens innerhalb dessen die in dieser Anmeldung vorgeschlagenen Anordnungen angeordnet sind.
  • Die 2 zeigt zwei Reifen, welche an einem Fahrzeug montierbar sind und über die gemeinsame CPU miteinander in Datenkommunikation stehen.
The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment and the associated figures.
  • The 1 an exemplary embodiment of a sectional view of a tire proposed here, within which the arrangements proposed in this application are arranged.
  • The 2 shows two tires which can be mounted on a vehicle and are in data communication with one another via the common CPU.

Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn manche Bezugszeichen oder manche Bestandteile übertrieben groß dargestellt sind.Identical or identically acting components are provided with the same reference symbols, even if some reference symbols or some components are shown in an exaggerated manner.

In der 1 ist wie obig erwähnt, eine Schnittdarstellung eines hier vorgeschlagenen Reifens 100 dargestellt, wobei innerhalb des Reifens 100 ein Sensorsystem 2000 zur Messung und/ oder Verarbeitung von Druck- und/ oder Feuchtigkeitswerten dargestellt ist.In the 1 is, as mentioned above, a sectional view of a tire proposed here 100 shown, being inside the tire 100 a sensor system 2000 for measuring and / or processing pressure and / or moisture values is shown.

Erkennbar ist, dass die Sensoranordnung 2000 eine Vielzahl von Sensoren 1 zur Messung von Druck und/ oder Feuchtigkeit umfasst, wobei für diese Sensoren 1 eine vorzugsweise einzige Verarbeitungseinheit 2 vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, die Sensoren 1 anzusteuern und/ oder von den Sensoren 1 gemessene Daten zu speichern und zu verarbeiten.It can be seen that the sensor arrangement 2000 a variety of sensors 1 for measuring pressure and / or humidity, with sensors for these 1 a preferably single processing unit 2 is provided, which is set up and provided for the sensors 1 to be controlled and / or by the sensors 1 store and process measured data.

Sowohl die Sensoren 1 als auch die Verarbeitungseinheit 2 sind auf einem flexiblen Trägermaterial 11 angeordnet, wobei das Trägermaterial 11 dazu eingerichtet und vorgesehen ist, auf der Oberfläche eines Nutzungsobjekts, vorliegend also auf einer Innenfläche des Reifens 100, angeordnet zu werden.Both the sensors 1 as well as the processing unit 2 are on a flexible carrier material 11 arranged, the carrier material 11 is set up and provided for this on the surface of an object of use, in the present case therefore on an inner surface of the tire 100 to be arranged.

Entlang der Innenfläche des Reifens 100, also parallel zur Umfangsrichtung des Reifens 100 auf der Innenfläche des Reifens 100, ist das Trägermaterial 11 in Form eines Trägerstreifens ausgebildet, sodass die Sensoren 1 und die Verarbeitungseinheit 2 entlang der Streifenhauptausdehnung hintereinander angeordnet sind.Along the inner surface of the tire 100 , i.e. parallel to the circumferential direction of the tire 100 on the inner surface of the tire 100 , is the carrier material 11 designed in the form of a carrier strip, so that the sensors 1 and the processing unit 2 are arranged one behind the other along the main extent of the strip.

Den Trägerstreifen, auf welchem die Sensoren 1 und die Verarbeitungseinheit 2 angeordnet sind, bildet in der 1 ein Mittelstreifen, welcher links und rechts daneben von weiteren optionalen Trägerstreifen, welcher in der gleichen Art wir der mittlere Trägerstreifen ausgebildet sein können.The carrier strip on which the sensors 1 and the processing unit 2 are arranged, forms in the 1 a central strip, which is to the left and right of further optional carrier strips, which can be designed in the same way as the central carrier strip.

Zudem ist gezeigt, dass ein weiterer optionaler Trägerstreifen auf einer Innenfläche der Seitenwand des Reifens 100 angeordnet sein kann. Auch dieser Trägerstreifen kann in derselben wie oben beschriebenen Art aufgebaut sein. Zum Beispiel ist es möglich, dass auch nur ein einziger Trägerstreifen in Inneren des Reifens 100 auf einer Innenfläche des Reifens 100 angeordnet ist.It is also shown that another optional carrier strip is on an inner surface of the sidewall of the tire 100 can be arranged. This carrier strip can also be constructed in the same way as described above. For example, it is possible that only a single carrier strip is inside the tire 100 on an inner surface of the tire 100 is arranged.

Die Sensoranordnung 2000 umfasst eine CPU 4 extern des Reifens 100, beispielsweise in einem Fahrzeuginneren, insbesondere welches als ein Fahrzeugsteuergerät vorgesehen ist, welches insbesondere drahtlos von zumindest einer Auswertungseinheit 3 deren Daten empfängt und verarbeitet.The sensor arrangement 2000 includes a CPU 4th external of the tire 100 , for example in a vehicle interior, in particular which is provided as a vehicle control device, which in particular is wireless from at least one evaluation unit 3rd receives and processes their data.

Zum Beispiel kann die CPU 4 auf Basis der Verarbeitung der Daten feststellen, ob ein Reifeninnendruck ausreichend ist, oder ob bezogen auf einen vergangenen Nutzungszeitraum des Reifens 100 eine Abnutzung des Reifens 100 wahrscheinlich ist. Auch ist denkbar, dass die Daten auch solche Daten umfassen oder nur aus sollten bestehen, welche durch externe auf den Reifen von außen wirkende Kräfte verursacht sind. Insbesondere kann auf Basis eines vergangenen Nutzungszeitraums von der CPU 4 auf Basis der von der Auswertungseinheit 3 generierten und gelieferten Daten berechnet werden, ob eine vorgegebene Höchstbelastungsdauer des Reifens 100 überschritten ist. Diese Höchstbelastungsdauert kann sich zum Beispiel auf einen solchen vergangenen Zeitraum gemäß den Daten im Hinblick auf eine Drehwinkelgeschwindigkeit und eine Drehbeschleunigung des Reifens 100 und/ oder einer auf den Reifen 100 wirkenden Kräfte ergeben.For example, the CPU 4th determine on the basis of the processing of the data whether the internal tire pressure is sufficient or whether it relates to a previous period of use of the tire 100 tire wear 100 is likely. It is also conceivable that the data also include or should only consist of such data which are caused by external forces acting on the tire from the outside. In particular, the CPU 4th on the basis of the evaluation unit 3rd generated and supplied data are calculated whether a predetermined maximum load duration of the tire 100 is exceeded. This maximum load duration may, for example, refer to such a past period according to the data on a rotational angular speed and a rotational acceleration of the tire 100 and / or one on the tires 100 acting forces result.

In der CPU 4 vorab hinterlegt kann eine bestimmte Anzahl von maximal Drehwinkelgeschwindigkeiten und/ oder Drehbeschleunigungen oder auf den Reifen 100 wirkende Radialkräfte bezogen auf einen vorgegebenen Nutzungszeitraum sein. Ist eine solche Anzahl überschritten, kann die CPU 4 dem Fahrzeugnutzer anzeigen, dass ein Reifen 100 ausgewechselt werden muss und/ oder dass der Reifen 100 mit Druckluft nachgefüllt werden muss.In the CPU 4th A certain number of maximum rotational angular speeds and / or rotational accelerations or on the tires can be stored in advance 100 acting radial forces related to a given period of use. If this number is exceeded, the CPU 4th indicate to the vehicle user that a tire 100 needs to be replaced and / or that the tire 100 needs to be refilled with compressed air.

Des Weiteren ist in der 2 gleichzeitig ein Kontrollsystem 3000 dargestellt, welches in vorliegend zwei Reifen 100 verbaut ist und über eine gemeinsame CPU 4 miteinander in Datenkommunikation steht.Furthermore, in the 2 at the same time a control system 3000 shown, which in the present two tires 100 is installed and via a common CPU 4th are in data communication with each other.

Innerhalb jedes der Reifen 100 ist jeweils eine Sensoranordnung 2000, wie obig beschrieben, verbaut.Inside each of the tires 100 each is a sensor arrangement 2000 , as described above, installed.

Dabei kann aus der 1 ebenso ein Verfahren 4000 zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten abgeleitet werden, wobei das Verfahren 4000 insbesondere auf Basis des wie obig beschriebenen Kontrollsystems 3000 und/oder der obig beschriebenen Sensoranordnung 2000 durchgeführt werden kann.The 1 likewise a procedure 4000 for measuring and / or processing measured pressure and / or humidity values are derived, the method 4000 in particular on the basis of the control system described above 3000 and / or the sensor arrangement described above 2000 can be carried out.

Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they are new to the state of the art, individually or in combination.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
SensorenSensors
22
VerarbeitungseinheitProcessing unit
33
AuswertungseinheitEvaluation unit
44th
CPUCPU
1111
TrägermaterialCarrier material
100100
Reifentires
20002000
SensoranordnungSensor arrangement
30003000
KontrollsystemControl system
40004000
VerfahrenProcedure

Claims (8)

Verfahren (4000) zur Messung und/oder Verarbeitung von gemessenen Druck- und/oder Feuchtigkeitswerten, zum Beispiel im Inneren eines Fahrzeugreifes, umfassend das Bereitstellen von - zumindest einem Sensor (1) zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, - zumindest einer Verarbeitungseinheit (2), welche den Sensor (1) ansteuert und/oder von dem Sensor (1) gemessene Daten speichert und/oder zu verarbeitet, - zumindest einer Auswertungseinheit (3), welche die von der Verarbeitungseinheit (2) an sie weitergeleitete Daten auswertet und anschießend diese Daten oder einen aus den Daten generierten Datensatz an eine - CPU (4), insbesondere drahtlos, weiterleitet, insbesondere wobei es sich bei der CPU (4) um ein Fahrzeugsteuergerät handelt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Sensor (1), vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit (2), auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial (11) angeordnet sind, wobei das Trägermaterial (11) auf der Oberfläche eines Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens (100), angeordnet ist.Method (4000) for measuring and / or processing measured pressure and / or moisture values, for example inside a vehicle tire, comprising the provision of - at least one sensor (1) for measuring pressure and / or moisture, - at least one processing unit (2) which controls the sensor (1) and / or stores and / or processes data measured by the sensor (1), - at least one evaluation unit (3) which evaluates the data forwarded to it by the processing unit (2) and then forwards this data or a data set generated from the data to a CPU (4), in particular wirelessly, in particular where the CPU (4) is a vehicle control device, characterized in that at least the sensor (1), however, preferably also the processing unit (2) are arranged on a flexible and bendable carrier material (11), the carrier material (11) on the surface of an object of use, i n is in particular arranged on the inner surface of a tire (100). Verfahren (4000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Trägermaterial (11) um einen Textilstoff, insbesondere um einen Webstoff, handelt.Method (4000) according to Claim 1 , characterized in that the carrier material (11) is a textile material, in particular a woven material. Verfahren (4000) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (11) in Form eines Trägerstreifens ausgebildet ist, sodass der Sensor (1) und die Verarbeitungseinheit (2) entlang der Streifenhauptausdehnung hintereinander angeordnet sind.Method (4000) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the carrier material (11) is designed in the form of a carrier strip, so that the sensor (1) and the processing unit (2) are arranged one behind the other along the main extent of the strip. Verfahren (4000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wonach in einem Schritt zumindest einen zumindest teilweise aufgeblasenen Reifen (100), insbesondere einen Fahrzeugreifen bereitgestellt wird, und in einem nächsten Schritt - zumindest ein Sensorsystem (2000) bereitgestellt wird, wobei das Trägermaterial auf der Innenfläche des Reifens (100), das heißt im Inneren des Reifens (100), angeordnet wird, und weiter wobei das Sensorsystem (2000) zumindest den Sensor (1) zur Messung von Druck und/oder Feuchtigkeit, - zumindest die Verarbeitungseinheit (2), welche den Sensor (1) ansteuert und/oder von dem Sensor (1) gemessene Daten speichert und/oder zu verarbeitet, - zumindest die Auswertungseinheit (3), welche die von der Verarbeitungseinheit (2) an sie weitergeleitete Daten auswertet und anschießend diese Daten oder einen aus den Daten generierten Datensatz an die - CPU (4), insbesondere drahtlos, weiterleitet, insbesondere wobei es sich bei der CPU (4) um ein Fahrzeugsteuergerät handelt, umfasst und weiter wobei zumindest der Sensor (1), vorzugsweise jedoch auch die Verarbeitungseinheit (2), auf einem flexiblen und biegbaren Trägermaterial (11) angeordnet sind, wobei das Trägermaterial (11) auf der Oberfläche eines Nutzungsobjekts, insbesondere auf der Innenfläche eines Reifens (100), angeordnet ist.Method (4000) according to at least one of the preceding claims, according to which at least one at least partially inflated tire (100), in particular a vehicle tire, is provided in one step, and in a next step - At least one sensor system (2000) is provided, wherein the carrier material is arranged on the inner surface of the tire (100), that is to say in the interior of the tire (100), and further wherein the sensor system (2000) for at least the sensor (1) Measurement of pressure and / or humidity, - At least the processing unit (2) which controls the sensor (1) and / or stores and / or processes data measured by the sensor (1), - At least the evaluation unit (3), which evaluates the data forwarded to it by the processing unit (2) and then sends this data or a data set generated from the data to the - CPU (4), in particular wirelessly, forwards, in particular where the CPU (4) is a vehicle control device, includes and further where at least the sensor (1), but preferably also the processing unit (2), on a flexible and bendable carrier material (11) are arranged, wherein the carrier material (11) is arranged on the surface of an object of use, in particular on the inner surface of a tire (100). Verfahren (4000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend zumindest ein Reifenventil, welches ein Teil des Reifens (100) ist, wobei die Auswertungseinheit (3) an oder in das Reifenventil integriert verbaut ist.The method (4000) according to at least one of the preceding claims, comprising at least one tire valve which is part of the tire (100), the evaluation unit (3) being built into or integrated into the tire valve. Verfahren (4000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch zumindest zwei Reifen (100), welche an einem Fahrzeug montierbar oder montiert sind, wobei in jedem der beiden Reifen (100) zumindest eine Sensoranordnung (2000) nach Anspruch 4 angeordnet ist, und wobei alle Daten an die gemeinsame CPU (4) übermittelt werden.Method (4000) according to at least one of the preceding claims, characterized by at least two tires (100) which can be or are mounted on a vehicle, with at least one sensor arrangement (2000) in each of the two tires (100) Claim 4 is arranged, and wherein all data are transmitted to the common CPU (4). Verfahren (4000) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wobei die Auswertungseinheit (3) eine Drehposition des Sensors (1) relativ zu einer Nullposition des Reifens (100) an die CPU (4) übermittelt.Method (4000) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (3) transmits a rotational position of the sensor (1) relative to a zero position of the tire (100) to the CPU (4). Verfahren (4000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wobei jede Drehposition jedes Sensors (1) an die CPU (4) übermittelt wird, sodass die CPU (4) zeitkontinuierlich oder zeitdiskret eine relative Position der Reifen (100) untereinander erfasst und/oder eine Drehwinkelgeschwindigkeit, eine Drehbeschleunigung des Reifens (100) und/oder eine auf den Reifen (100) wirkende radiale Kraft erfasst.Method (4000) according to Claim 1 , characterized in that each rotational position of each sensor (1) is transmitted to the CPU (4), so that the CPU (4) continuously or discrete-time records a relative position of the tires (100) with one another and / or an angular speed, a rotational acceleration of the Tire (100) and / or a radial force acting on the tire (100) is detected.
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