-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem der Reifen eines Fahrzeugs.
-
Fahrzeuge aller Art werden genutzt, um Waren zu transportieren und/oder Personen an ihr Ziel zu bringen. Im Zuge dessen befahren Fahrzeuge auch Werksgelände, Baustellen und anderes unwegsames Gelände, in dem sie sich Gegenstände in einen oder mehrere ihrer Reifen einfahren können. Insbesondere auf Baustellen und Werksgeländen kommt es vor, dass Schrauben oder andere metallische Fremdkörper auf dem Fahrweg eines Fahrzeugs liegen und beim Überfahren in den Reifen eingedrückt oder eingefahren werden. Auch andere scharfkantige Fremdkörper können in diesen Umgebungen in Reifen eingefahren werden.
-
Oft wird das Vorhandensein von Fremdkörpern nicht bemerkt, da beim Verlassen des Werksgeländes, der Baustelle oder des sonstigen Gebiets mit der Gefahr einzufahrender Fremdkörper zumeist keine Kontrolle dahingehend erfolgt, ob die Reifen unbeschädigt sind und/oder ob Fremdkörper in einen oder mehrere der Reifen eingefahren worden sind.
-
Eingefahrene Fremdkörper können während des Fahrbetriebs zum Platzen des entsprechenden Reifens führen. Infolge dieses umgangssprachlich als Reifenplatzer bezeichneten Ereignisses besteht die Gefahr von Unfällen, im schlimmsten Fall unter Beteiligung anderer Verkehrsteilnehmer. Selbst wenn es nicht zum Platzen des Reifens kommt, so ist doch von einer Verringerung des Reifendrucks auszugehen, da es im Bereich des eingedrungenen Fremdkörpers zum Entweichen der eingefüllten Luft oder des eingefüllten Gases kommen kann. Daraus folgend steigt der Verbrauch an Kraftstoff, der Verschleiß der Reifen und die Kosten für den Betrieb des Fahrzeugs.
-
Auch das Anhaften von Fremdkörpern an Reifen, die noch nicht eingefahren sind, kann eine Gefahrenquelle darstellen. Zum einen ist nicht auszuschließen, dass sich der Fremdkörper noch in den jeweiligen Reifen einfährt. Zum anderen kann er sich von dem Reifen lösen und in einen anderen Reifen desselben oder eines anderen Fahrzeugs eingefahren werden. Er kann sich aber auch lösen und dabei in den Verkehr geschleudert werden, wo er zu Beschädigungen und/oder Verletzungen anderer Verkehrsteilnehmer führen kann.
-
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die ein schadhaftes Bauteil des Fahrzeugs detektieren können. Diese Systeme sind üblicherweise im Fahrzeug selbst vorgesehen. Solange aber der Fremdkörper eingefahren ist, vor allem wenn er erst kürzlich eingefahren wurde und noch keine Verringerung des Reifendrucks eingetreten ist, ist dies von den bekannten Systemen nicht erfassbar und der Führer des Fahrzeugs kann nicht über die bestehende Gefahrenquelle informiert werden.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine Lösung vorzuschlagen, wie ein Fremdkörper an und/oder in einem Fahrzeugreifen erkannt und der Fahrzeugführer darüber informiert werden kann. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach Anspruch 7. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs, ist mit einer Detektionseinrichtung, einer Auswerteeinrichtung, Übertragungsmitteln, einer Anzeigevorrichtung und/oder einer Absperreinrichtung auf dem Fahrweg des Fahrzeugs ausgebildet, wobei die Detektionseinrichtung ausgebildet ist, Signale zur Erkennung von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs zu erfassen, die Detektionseinrichtung zur Übermittlung der erfassten Signale mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt ist, die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, das Vorhandensein und/oder die Position eines Fremdkörpers in mindestens einem Reifen des Fahrzeugs zu bestimmen, und mittels der Übertragungsmittel das Vorhandensein und/oder die Position eines Fremdkörpers in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs an die Anzeigevorrichtung und/oder die Absperreinrichtung zu übermitteln.
-
Die Vorrichtung ist also ausgebildet, einen oder mehrere Fremdkörper in und/oder an mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs zu erkennen. Es ist demnach vorgesehen, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung feststellbar ist, ob sich an beziehungsweise in einem oder mehreren Reifen eines Fahrzeugs mindestens ein Fremdkörper befindet. Die Erkennung kann bei einem fahrenden Fahrzeug erfolgen, aber auch wenn das Fahrzeug steht. Ein Fahrzeug kann dabei ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, aber auch ein Zweirad sein.
-
Die Vorrichtung umfasst dafür eine Detektionseinrichtung, eine Auswerteeinrichtung, Übertragungsmittel, eine Anzeigevorrichtung und/oder eine Absperreinrichtung auf dem Fahrweg des Fahrzeugs.
-
Die Detektionseinrichtung ist dazu ausgebildet und vorgesehen, Signale zu erfassen, die auf Fremdkörper an und/oder in mindestens einem Fahrzeugreifen schließen lassen. Dies können bevorzugt, aber nicht ausschließlich akustische und/oder elektronische Signale sein, die von der ebenfalls vorgesehenen Auswerteeinrichtung interpretiert und ausgewertet werden. Daher ist die Auswerteeinrichtung mit der Detektionseinrichtung gekoppelt, so dass die von der Detektionseinrichtung erfassten Signale an die Auswerteeinrichtung übermittelt werden können. Die Kopplung ist vorzugsweise drahtlos ausgebildet, kann aber auch drahtgebunden ausgeführt sein.
-
Die Auswerteinrichtung ist dazu ausgebildet, die übermittelten Signale dahingehend auszuwerten, ob ein oder mehrerer Fremdkörper an mindestens einem Fahrzeugreifen vorhanden sind, und wenn dies der Fall ist, an welcher Position. Dabei soll die Auswerteeinrichtung erfassen, an welchem der Reifen Fremdkörper festgestellt wurden und bevorzugt auch, ob der Fremdkörper an einer Mantelfläche, also einer Seitenfläche eines Reifens, oder an einer Laufläche eines Reifens, also dem Umfang des Reifens, detektiert wurde.
-
Die Auswerteeinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, das Ergebnis der Auswertung mithilfe der Übertragungsmittel an die Anzeigevorrichtung und/oder die Absperreinrichtung auf dem Fahrweg des Fahrzeugs zu übermitteln.
-
Die Anzeigevorrichtung ist dazu vorgesehen, einem Fahrzeugführer das Ergebnis der Auswertung im Wesentlichen visuell zu übermitteln. Sie kann innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet oder ausgebildet sein. Die Absperreinrichtung soll die Weiterfahrt des Fahrzeugs verhindern, wenn ein oder mehrere Fremdkörper an mindestens einem Fahrzeugreifen detektiert wurden. Die Absperreinrichtung befindet sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs, ist also außerhalb des Fahrzeugs und vorzugsweise entlang der zu befahrenden Strecke angeordnet.
-
Die Übertragung der Ergebnisse der Auswerteeinrichtung an die Anzeigevorrichtung und/oder die Absperreinrichtung erfolgt mittels der Übertragungsmittel. Diese können als drahtloses oder drahtgebundenes System zum Senden und Empfangen von Daten, Signalen und Informationen ausgebildet sein und sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt.
-
Die Auswerteeinrichtung kann eine Recheneinheit oder eine Servereinrichtung sein, die mit Prozessormitteln und vorzugsweise auch Speichermitteln ausgebildet ist. Die Übertragungsmittel zur Übertragung der Auswertung auf das Vorhandensein von Fremdkörpern und/oder ihrer Position können als Bestandteil der Auswerteeinrichtung oder als mit ihr verbundenes Element ausgebildet sein.
-
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung weist die Detektionseinrichtung mindestens ein Mikrofon, mindestens ein Mikrofonarray und/oder mindestens eine Induktionsmatte außerhalb des Fahrzeugs auf.
-
Somit kann die Detektionseinrichtung mindestens ein Mikrofon und/oder ein Mikrofonarray aufweisen, mit denen Schallwellen erfasst werden, die bei der Fahrt eines Fahrzeugs emittiert werden. Die Schallwellen, die von einem Reifen während der Fahrt emittiert werden, an dem und/oder in dem sich Fremdkörper befinden, unterscheiden sich von denen eine Reifens ohne Fremdkörper. Die Detektionseinrichtung erfasst also die Schallwellen und übermittelt sie in geeigneter Form an die Auswerteeinrichtung, wo sie ausgewertet werden.
-
Die Schallwellen können von einem Mikrofon erfasst werden, vorzugsweise erfolgt die Erfassung jedoch von einer Vielzahl von Mikrofonen aus verschiedenen Richtungen in Bezug auf das Fahrzeug beziehungsweise den Fahrweg. Sie sind dazu auf dem Fahrweg beziehungsweise entlang des Fahrwegs des Fahrzeugs angeordnet und vorteilhafterweise in Richtung des vorbeifahrenden Fahrzeugs ausgerichtet. Statt einer Vielzahl von Einzelmikrofonen kann auch ein Mikrofonarray vorgesehen sein, bei dem eine Vielzahl von Mikrofonen in einer vorgegebenen Anordnung zueinander an oder auf dem Fahrweg angeordnet sind. Auch eine Kombination aus Einzelmikrofon(en) und Mikrofonarray ist mit Vorteil anwendbar.
-
Durch die Anordnung einer Vielzahl von Mikrofonen und/oder die Verwendung eines Mikrofonarrays entlang des Fahrwegs eines Fahrzeugs können unter anderem während der Vorbeifahrt über einer längere Zeit Schallwellen erfasst und einer Auswertung zugeführt werden. Zudem erlaubt die Anordnung mehrerer Mikrofone beziehungsweise eines Mikrofonarrays Rückschlüsse auf die Position von Fremdkörpern an Fahrzeugreifen, da anhand der Laufzeiten der Schallwellen zu mehreren Mikrofonen eine Ortsbestimmung möglich ist.
-
Das mindestens eine Mikrofon und/oder das Mikrofonarray sind mit der Auswerteeinrichtung drahtlos oder drahtgebunden gekoppelt, um die erfassten Signale an die Auswerteeinrichtung zu übermitteln.
-
Alternativ oder zusätzlich kann eine Induktionsmatte auf dem Fahrweg des Fahrzeugs angeordnet sein. Unter einer Induktionsmatte soll eine Vorrichtung verstanden werden, die auf dem Fahrweg des Fahrzeugs angeordnet ist und mittels elektromagnetischer Induktion das Vorhandensein eines vorrangig metallischen Fremdkörpers erfasst. Sie wird also von dem Fahrzeug überfahren.
-
Mittels der Induktionsmatte wird ein magnetisches Feld erzeugt, das durch das Vorhandensein oder Eindringen eines metallischen Fremdkörpers in das magnetische Feld verändert wird, wobei eine elektrische Spannung induziert wird. Beispielsweise kann die Induktionsmatte mit mindestens einer Induktionsschleife ausgebildet sein. Die Induktionsschleife wirkt als Spule und wird von einem konstanten Gleichstrom durchflossen. Tritt ein metallischer Fremdkörper in entstandene Magnetfeld, ändert sich dieses, wodurch sich die Spulenspannung ändert und der Fremdkörper detektiert werden kann. Ist die Induktionsmatte feldweise in Erfassungsbereiche aufgeteilt, kann auf Basis dieser Aufteilung auch die Position des oder der Fremdkörper durch die Auswerteeinrichtung erkannt werden. Die Induktionsmatte ist mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt und übermittelt die erfassten Signale an diese.
-
Die Induktionsmatte kann auf dem Fahrweg ausgebreitet, dass heißt auf diesen gelegt und vorzugsweise in ihrer Lage gesichert werden, so dass eine temporäre Detektionseinrichtung ausgebildet werden kann. Dies kann eine vorteilhafte Anwendung für den Ausfahrbereich von Baustellen sein. Sie kann aber auch in den Belag des Fahrwegs integriert oder unter diesem angeordnet werden und so dauerhaft als Detektionseinrichtung dienen.
-
In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Detektionseinrichtung mindestens ein Mikrofon in mindestens einem Radhaus des Fahrzeugs auf. In diesem Fall ist die Detektionseinrichtung zumindest teilweise in dem Fahrzeug vorgesehen beziehungsweise angeordnet. Die Kopplung an die Auswerteeinrichtung erfolgt drahtlos, wobei bevorzugt die fahrzeugeigenen Funkmittel zur Übertragung der erfassten Signale an die Auswerteeinrichtung genutzt werden. Von Vorteil ist es, in jedem Radhaus des Fahrzeugs mindestens ein Mikrofon anzuordnen, um die während der Fahrt von den Reifen emittierten Schallwellen zu detektieren. Wie schon ausgeführt, unterscheiden sich die Schallwellen, die von einem Reifen mit Fremdkörper emittiert werden, von denen eines Reifens ohne Fremdkörper, so dass anhand dieser Abweichung Fremdkörper erkannt werden können. Die Anordnung von Mikrofonen in jedem Radhaus lässt eine Positionsbestimmung dahingehend zu, dass erkannt wird, an welchem oder an welchen Reifen Fremdkörper erfasst worden sind. Die Anordnung von mehreren Mikrofonen in einem Radhaus lässt weitere Rückschlüsse auf die Position des Fremdkörpers zu, beispielsweise ob er sich an beziehungsweise in der Lauffläche oder einer Mantelfläche des Reifens befindet.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Anzeigevorrichtung eine Lichtzeichenanlage, ein Warnschild, ein Beleuchtungsmittel, ein Display in dem Fahrzeug und/oder eine Anzeigeeinrichtung einer Recheneinheit.
-
Eine Lichtzeichenanlage kann im einfachsten Fall eine Ampelanlage sein, die mittels farbiger Lichtzeichen die Weiterfahrt freigibt oder stoppt. Wie bei bekannten Ampelanlagen an Ausfahrten kann die mit der Farbe grün für die Freigabe der Weiterfahrt und die Farbe rot für einen Stopp signalisiert werden. Eine Lichtzeichenanlage kann aber auch eine Anlage sein, auf der mittels einer Vielzahl von Leuchtelementen wie beispielsweise LED (englisch, light emitting diodes) Texte, Verkehrszeichen oder geeignete Symbole angezeigt werden können, die die Weiterfahrt freigeben oder verhindern sollen.
-
Ein Warnschild ist ein Verkehrszeichen, mit dem angezeigt werden kann, ob die Fahrt fortgesetzt werden darf oder nicht. Dabei kann eine Umschaltung, insbesondere eine mechanische Umschaltung, zwischen mehreren Anzeigezuständen erfolgen oder aber für jede Anzeige ein eigenes Warnschild und für jedes der Warnschilder eine Anzeigeposition und eine Ruheposition vorgesehen sein, zwischen denen umgeschaltet wird. Ruheposition heißt dabei, dass das Warnschild in dieser Zeit keine Informationen anzeigt.
-
Auch ein Beleuchtungsmittel kann dem Fahrzeugführer die Information übermitteln, dass er die Fahrt nicht fortsetzen soll. Beispielsweise kann das Beleuchtungsmittel als Rundumleuchte ausgebildet sein, die rotierend zu leuchten beginnt, wenn ein Fremdkörper an mindestens einem der Reifen des Fahrzeugs erkannt wurde.
-
Auch ein Display im Fahrzeug selbst kann als Anzeigevorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirken. Die Auswerteeinrichtung übermittelt die Erkennung eines Fremdkörpers drahtlos über die fahrzeugeigenen Funkmittel. Im Fahrzeug kann auf dem fahrzeugeignen Display dann ein Warnhinweis und/oder das Ergebnis der Auswertung der Auswerteeinrichtung angezeigt werden.
-
Eine weitere zusätzliche oder alternative Anzeigevorrichtung ist die Anzeigeeinrichtung einer Recheneinheit. Dabei ist vorgesehen, dass die Ergebnisse der Auswertung der Fremdkörpererkennung beispielsweise auch an einen Kundendienst, eine Vertragswerkstatt und/oder den Pförtner des Geländes übermittelt werden. Ein Pförtner kann dann die Weiterfahrt des Fahrzeugs aufhalten, wenn der Fahrzeugführer versucht, das Gelände zu verlassen. Ein Kundendienst oder eine Vertragswerkstatt können über den Fremdkörper an und/oder in mindestens einem der Reifen des Fahrzeugs informiert werden, um geeignete Reifen nachzubestellen und eine Reparatur einzuplanen.
-
In noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Absperreinrichtung eine Schranke und/oder ein Tor umfasst. Mit einer Absperrvorrichtung auf dem Fahrweg kann, wie bereits ausgeführt, die Weiterfahrt des Fahrzeugs verhindert werden, wenn Fremdkörper an und/oder in mindestens einem Reifen des Fahrzeugs erkannt wurden. Eine Schranke ist an sich bekannt und üblicherweise als horizontale Sperre über einem Fahrweg angeordnet. Ein Tor kann beispielsweise ein Rolltor oder ein Flügeltor sein, dass eine Zu- und/oder Ausfahrt eines Geländes verschließt. Wird kein Fremdkörper detektiert, übermittelt die Auswerteeinrichtung ein Signal an die Absperreinrichtung, so dass diese geöffnet wird beziehungsweise geöffnet bleibt. Bei Erkennung mindestens eines Fremdkörpers wird ein Signal an die Absperreinrichtung übermittelt, dass diese geschlossen wird oder geschlossen bleibt.
-
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Information bezüglich des Öffnen oder Schließens der Absperreinrichtung auch an die Anzeigeeinrichtung eines Pförtners, der seinen Arbeitsbereich üblicherweise nahe einer Absperreinrichtung hat, übermittelt wird, so dass dieser bei Bedarf den Fahrzeugführer über den Grund für die geschlossene Absperreinrichtung informieren kann.
-
In einer nächsten Ausgestaltung ist die Auswerteeinrichtung mit einer Datenbank verbunden und/oder ausgebildet, in der Referenzdaten, Daten zu Störsignalen und/oder Abhängigkeiten der Signale zur Erkennung von Fremdkörpern von äußeren Parametern hinterlegt sind.
-
In einer Datenbank sollen verschiedene Informationen hinterlegt sein, mit denen die Auswertung der von der Detektionseinrichtung erfassten Signale noch genauer erfolgen kann, wodurch die Sicherheit bei der Erkennung von Fremdkörpern an und/oder in mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs und/oder der Position des Fremdkörpers erhöht wird. Dabei kann die Auswerteeinrichtung mit der Datenbank ausgebildet sein, also über eine eigene Datenbank verfügen, und/oder mit einer Datenbank verbunden sein. Diese kann beispielsweise an einem anderen Ort befindlich sein und mittels einer Datenverbindung mit der Auswerteeinrichtung verbunden sein.
-
In einer ersten Variante dieser Ausgestaltung können Referenzdaten in der Datenbank hinterlegt sein. Darunter sollen Daten verstanden werden, die den Zustand der detektierten Signale beschreiben, wenn kein Fremdkörper in den Reifen des Fahrzeugs vorhanden sind. Damit definieren die Referenzdaten die Soll-Werte für die zu detektierenden Signale. Durch eine Abweichung der detektierten Signale von den Referenzdaten kann auf einen Fremdkörper in mindestens einem der Fahrzeugreifen geschlossen werden. Diese Referenzdaten können zum Beispiel durch Testfahrten mit einem Fahrzeug ermittelt worden sein.
-
Alternativ oder zusätzlich können auch Referenzdaten bereitgestellt werden, die anhand von Reifen mit Fremdkörpern erfasst wurden und somit bei der Auswertung der Signale zur Verifikation erkannter Fremdkörper herangezogen werden können.
-
In einer zweiten Variante können Daten zu Störsignalen hinterlegt sein. Dies sind Signale, die während der Erfassung der Signale durch die Detektionseinrichtung negativ einwirken und die Erfassung beeinträchtigen und/oder verfälschen können. So kann beispielsweise die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer engen Durchfahrt durch Ablenkung und/oder Reflektion der Schallwellen die Erfassung der vom Reifen während der Durchfahrt emittierten Schallwellen mittels Mikrofonen erschweren. Auch andere Störgeräusche, wie Baustellenlärm, einem Werksgelände eigene Geräusche, Windgeräusche und dergleichen können als Störsignale in der Datenbank hinterlegt sein.
-
In einer dritten Variante können in der Datenbank Abhängigkeiten der Signale zur Erkennung von Fremdkörpern von äußeren Parametern hinterlegt sein. Wenn bekannt ist, dass und vor allem wie sich durch äußere Einflüsse die zu erfassenden Signale verändern, können diese Abhängigkeiten in der Datenbank abgebildet werden. Dazu gehören beispielsweise Einflüsse aus dem Wetter, wie starker Wind oder Regen, hohe Temperaturen und dergleichen. Auch die Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindigkeit kann hinterlegt sein. Folglich kann bei der Auswertung der von der Detektionseinrichtung erfassten Signale berücksichtigt werden, ob eine Beeinflussung durch äußere Bedingungen vorlag und auch, wie diese die Signale beeinflussen. Damit kann die Erkennung von Fremdkörpern und/oder ihrer Position an und/oder in einem Fahrzeugreifen verbessert werden.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Erkennen von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt. Dabei erfasst die Detektionseinrichtung Signale zur Erkennung von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs und übermittelt die erfassten Signale an die Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung wertet die erfassten Signale aus, um das Vorhandensein eines Fremdkörpers und/oder die Position eines Fremdkörpers in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs zu bestimmen, und übermittelt das Vorhandensein eines Fremdkörpers und/oder die Position eines Fremdkörpers in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs mittels der Übertragungsmittel an die Anzeigevorrichtung und/oder die Absperreinrichtung.
-
Während sich also das Fahrzeug entlang eines Fahrwegs fortbewegt, werden von der Detektionseinrichtung Signale erfasst, aus denen die Auswerteeinrichtung bestimmt, ob Fremdkörper an und/oder in mindestens einem der Reifen des Fahrzeugs vorhanden sind. Diese Signale werden an die Auswerteeinrichtung übermittelt. Anhand darin vorgesehener Auswertealgorithmen kann das Vorhandensein von Fremdkörpern und/oder deren Position bestimmt werden.
-
Die Auswertung der erfassten Signale kann Soll-Ist-Vergleiche zwischen den erfassten Signalen und vorhandenen Referenzdaten umfassen. Falls derartige Daten abrufbar sind, können in die Auswertung auch Einflüsse aus Störsignalen und/oder bekannten Abhängigkeiten einfließen und die Qualität des Ergebnisses verbessern.
-
Das Ergebnis der Auswertung wird mittels Übertragungsmitteln an die Anzeigevorrichtung und/oder die Absperreinrichtung übermittelt. Dem Fahrzeugführer wird mittels der Anzeigevorrichtung und/oder der Absperreinrichtung angezeigt, ob er die Fahrt fortsetzen darf oder unterbrechen muss.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Vorteil so weiter ausgestaltet werden, dass es manuell und/oder automatisiert, insbesondere ortsabhängig, ausgelöst wird. Dabei soll unter Auslösen verstanden werden, dass die Detektionseinrichtung beginnt, Signale zu detektieren und an die Auswerteeinrichtung zu übermitteln. Das hat den Vorteil, dass die Detektionseinrichtung nicht permanent Signale erfasst und weiterleitet, vor allem wenn kein Fahrzeug hindurch beziehungsweise darüber fährt.
-
Das Auslösen kann manuell geschehen, indem beispielsweise ein Fahrzeugführer, sobald er in den Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung einfährt, eine entsprechend konfiguriertes Bedienelement betätigt, dass die Erfassung der Signale durch die Detektionseinrichtung initiiert. Das Bedienelement kann im Fahrzeug oder außerhalb vorgesehen sein, so dass die Fahrt kurz unterbrochen werden muss, um es zu betätigen. Zudem sollten im Fahrzeug beziehungsweise in oder an dem Bedienelement geeignete Übertragungsmittel vorgesehen und mit der Detektionseinrichtung derart gekoppelt sein, dass die Betätigung des Bedienelements an diese übermittelt werden kann.
-
Das automatisierte Auslösen kann auf verschiedene Arten verwirklicht sein. So kann das Überfahren einer, gegebenenfalls ersten, Induktionsschleife auf dem Fahrweg vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Initiierungssignal für die Detektionseinrichtung dienen. Auch das Durchfahren einer Lichtschranke oder die Erfassung emittierter Schallwellen durch ein Mikrofon können die Signalerfassung der Detektionseinrichtung auslösen. Diese Mittel zum Auslösen der Erfassung der Signale werden räumlich und in Fahrtrichtung vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung überfahren oder durchfahren.
-
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Auslösen ortsbasiert erfolgt. Dies kann beispielsweise erfolgen, in dem das Fahrzeug seine Position mittels GPS bestimmt und bei Annäherung an die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Signal mit seiner Position an die Vorrichtung übermittelt, so dass die Signalerfassung durch die Detektionseinrichtung gestartet wird. Auch dazu müssen geeignete Übertragungsmittel und eine Verbindung mit der Detektionseinrichtung vorgesehen sein.
-
Die Verbindung mit der Detektionseinrichtung beziehungsweise das Auslösen der Signalerfassung kann auch durch die Auswerteeinrichtung gesteuert werden. In diesem Fall werden die auslösenden Signale an die Auswerteeinrichtung übermittelt und von dieser an die Detektionseinrichtung weitergeleitet.
-
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt die Auswerteinrichtung das Vorhandensein eines Fremdkörpers und/oder die Position eines Fremdkörpers in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs unter Verwendung weiterer Fahrzeugdaten. Die zu erfassenden Signale werden durch fahrzeugspezifische Einwirkungen beeinflusst, jedoch haben Fremdkörper in und/oder an Fahrzeugreifen auch Einflüsse auf das Fahrzeug. Daher ist es von Vorteil, wenn die Auswertung der erfassten Signale weitere Daten berücksichtigt, insbesondere Daten, die aus dem Fahrzeug bereitgestellt werden. Dies können beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ein Lenkeinschlag, ein Bremsvorgang, ein Beschleunigungsvorgang und/oder eine zusätzliche Beladung sein, die die zu erfassenden Signale beeinflussen.
-
Andererseits erfassen Fahrzeuge üblicherweise eine Vielzahl von Daten, um innerhalb des Fahrzeugs stetig zu prüfen, ob alle Systeme korrekt funktionieren. Wenn ein solches Überwachungssystem Abweichungen von einem Sollzustand detektiert und diese über geeignete Übertragungsmittel der Auswerteeinrichtung bereitstellt, kann die Erkennung von Fremdkörpern an und/oder in mindestens einem Reifen des Fahrzeugs weiter verbessert werden. Zu diesen Überwachungssystemen kann unter anderem die Überwachung des Reifendrucks, die Detektion von Innenraumgeräuschen im Fahrzeug, die Überwachung des Kraftstoffverbrauchs und/oder die Überwachung von Fahrzeugzuständen mittels Sensoren gehören.
-
In einer nächsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wertet die Auswerteeinrichtung die Signale der Detektionseinrichtung mittels Algorithmen der künstlichen Intelligenz, neuronaler Netze, insbesondere des Deep Learnings, und/oder Fuzzy-Logik aus. Mittels derartiger Methoden ist es möglich, die Auswerteeinrichtung zu trainieren beziehungsweise anzulernen, aus den erfassten Signalen die gewünschte Information, nämlich das Vorhandensein und/oder die Position von Fremdkörpern an und/oder in Fahrzeugreifen zu erkennen. Der Vorgang des Anlernens beziehungsweise Trainierens kann dabei während der Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens fortgesetzt werden. Damit kann anhand realer Daten an einem Einsatzort der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Verfahren beziehungsweise die Auswertequalität und die Auswertesicherheit verbessert werden.
-
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren können Fremdkörper in mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs einfach und sicher erkannt werden. Der Fahrzeugführer wird über detektierte Fremdkörper informiert und vorzugsweise an der Weiterfahrt gehindert. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn ein Fahrzeug ein Werksgelände, eine Baustelle oder dergleichen verlassen soll. Neben erfassten Signalen, die die Erkennung von Fremdkörpern ermöglichen, können zusätzliche Daten beziehungsweise Informationen einbezogen werden, um die Erkennung sicherer und genauer zu gestalten. Durch Anlernen und Trainieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Methoden und Algorithmen der künstlichen Intelligenz, neuronaler Netze oder Fuzzy-Logik kann die Qualität der Erkennung von Fremdkörpern stetig weiter verbessert werden.
-
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
-
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 eine Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine Ansicht eines Fahrzeugs, das zum Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Fahrzeug 10 bewegt sich auf dem Fahrweg 12 auf eine Ausfahrt, beispielsweise eine Baustellenausfahrt oder eine Ausfahrt eines Werksgeländes zu. Dort ist eine Anzeigevorrichtung 40 und eine Absperreinrichtung 42 vorgesehen.
-
Um sicherzustellen, dass in keinem der Reifen des Fahrzeugs 10 Fremdkörper eingefahren wurden und/oder an keinem der Reifen Fremdkörper anhaften, wurde die erfindungsgemäße Vorrichtung im Ausfahrbereich des Geländes eingerichtet. Entlang des Fahrwegs ist eine Detektionseinrichtung angeordnet, die in dieser beispielhaften Ausführung mit einem Mikrofonarray 24 mit vier Mikrofonen ausgebildet ist. Das Mikrofonarray 24 erfasst Signale in Form von Schallwellen, die bei der Vorbeifahrt des Fahrzeugs 10 emittiert werden. Diese Signale sind geeignet, das Vorhandensein von Fremdkörpern und/oder die Position von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen des Fahrzeugs 10 zu erkennen.
-
Die Detektion von Signalen erfolgt dabei nicht permanent, sondern wird gezielt gestartet, in dem ein Auslösesignal an die Detektionseinrichtung 20 übermittelt wird. Beispielsweise kann eine Lichtschranke (nicht gezeigt) in einem Bereich vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Einfahren eines Fahrzeugs 10 in den Bereich der Vorrichtung erfassen und an die Detektionseinrichtung 20 übermitteln, so dass die Signalerfassung initiiert wird.
-
Die Detektionseinrichtung 20 ist drahtlos mit der Auswerteeinrichtung 30 verbunden und übermittelt die erfassten Signale an diese. Die Auswerteeinrichtung 30 ist mit einer Datenbank (nicht gezeigt) verbunden, in der Referenzdaten zu emittierten Schallwellen von Reifen ohne Fremdkörper sowie zu emittierten Schallwellen von Reifen mit Fremdkörpern hinterlegt sind.
-
Außerdem sind in der Datenbank Daten zu Störsignalen und Abhängigkeiten von äußeren Parametern hinterlegt, so dass aus den erfassten Signalen die nicht für die Erkennung von Fremdkörpern relevanten Signale herausgerechnet werden können und bei anderen die bekannten Abhängigkeiten in der Bestimmung des Vorhandenseins von Fremdkörpern und/oder deren Position an mindestens einem der Reifen in der Auswertung berücksichtigt werden.
-
Die Auswertung erfolgt mit mittels Algorithmen neuronaler Netze und wurde im Vorfeld angelernt. Jeder Auswertevorgang und jede Erkennung von Fremdkörpern wird zum weiteren Trainieren des Auswertealgorithmus verwendet.
-
Da in dieser beispielhaften Ausführungsform vier Mikrofone in dem Mikrofonarray 24 vorgesehen sind, die beidseitig des Fahrwegs 12 angeordnet sind, kann nicht nur das Vorhandensein von Fremdkörpern an mindestens einem der Reifen des Fahrzeugs 10 erkannt werden, sondern auch, auf welcher Seite des Fahrzeugs 10 und auf welcher Achse des Fahrzeugs 10 Fremdkörper auf mindesten einem der Reifen zu finden ist.
-
Wird ein Fremdkörper oder werden mehrere Fremdkörper an und/oder in mindestens einem der Reifen des Fahrzeugs 10 erkannt, übermittelt die Auswerteeinrichtung 30 ein Signal an die Anzeigevorrichtung, die in diesem Ausführungsbeispiel als Ampel 40 mit einem roten Lichtzeichen (oben) und einem grünen Lichtzeichen (unten) ausgebildet ist, so dass diese das rote Lichtzeichen anschaltet und dem Fahrzeugführer anzeigt, dass er anhalten soll. Gleichzeitig wird von der Auswerteeinrichtung 30 ein Signal an die Absperreinrichtung in Form einer Schranke 42 übermittelt, so dass diese geschlossen bleibt. Zusätzlich kann die Information über den oder die detektierten Fremdkörper an das Fahrzeug 10 übermittelt und auf einer fahrzeugeigenen Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. Das Fahrzeug 10 kann nun das Gelände nicht verlassen und der Fahrzeugführer wird angeleitet, seine Reifen auf Fremdkörper zu prüfen und eine Reparatur zu veranlassen.
-
Werden keine Fremdkörper erkannt, wird die Schranke 42 geöffnet und die Ampel 40 zeigt ein grünes Lichtzeichen an.
-
2 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass die Detektionseinrichtung 20 statt eines Mikrofonarrays 24 eine Induktionsmatte 26 aufweist. Mittels der Induktionsmatte 26 können Fremdkörper, die vorrangig metallischer Natur sind, detektiert werden. Dazu wird ausgehend von der Induktionsmatte 26, die mit mindestens einer Induktionsschleife ausgebildet ist, ein magnetisches Feld erzeugt. Dringt ein metallischer Fremdkörper in dieses magnetische Feld ein, wird dieses verändert und damit auch die Spulenspannung. Anhand der Veränderung kann ein Fremdkörper oder mehrere Fremdkörper erkannt werden. Die Induktionsmatte ist mit der Auswerteeinrichtung gekoppelt und übermittelt die erfassten Signale an diese. Die Induktionsmatte 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich feldweise in Erfassungsbereiche aufgeteilt, so dass auf Basis dieser Aufteilung auch die Position des oder der Fremdkörper durch die Auswerteeinrichtung 30 erkannt werden kann.
-
Die Auswertung der erfassten Signale kann wie bereits bezüglich 1 erläutert ausgeführt werden.
-
In beiden Ausführungsbeispielen können zusätzlich weitere Fahrzeugdaten, wie beispielsweise die Geschwindigkeit oder eine Beladung des Fahrzeugs 10 in die Auswertung einbezogen werden. Dazu werden diese Fahrzeugdaten mittels geeigneter Funkmittel aus dem Fahrzeug 10 an die Auswerteeinrichtung 30 übermittelt.
-
3 zeigt ein Fahrzeug 10 in einer seitlichen Ansicht, in der die Positionen von Mikrofonen 28 in den Radhäusern des Fahrzeugs 10 symbolhaft dargestellt sind. Die Darstellung jeweils eines Mikrofons 28 pro Radhaus ist dabei lediglich symbolhaft zu verstehen und der Übersichtlichkeit geschuldet. Es versteht sich von selbst, dass in jedem Radhaus mehr als ein Mikrofon 28 angeordnet werden kann. Die Mikrofone 28 sind Teil der Detektionseinrichtung 20 zur Erfassung von Signalen, die die Erkennung von Fremdkörpern und/oder der Position von Fremdkörpern in und/oder an mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs 10 ermöglichen. Die von den Mikrofonen 28 erfassten Signale werden drahtlos an die Auswerteeinrichtung 30 übermittelt und von dieser, wie schon zuvor ausgeführt, ausgewertet.
-
Die Mikrofone 28 als Teil der Detektionseinrichtung 20 können alternativ oder zusätzlich zu den fahrzeugunabhängigen Ausgestaltungen der Detektionseinrichtung 20 verwirklicht sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fahrzeug
- 12
- Fahrweg
- 20
- Detektionseinrichtung
- 22
- Mikrofon
- 24
- Mikrofonarray
- 26
- Induktionsmatte
- 28
- Radhausmikrofon
- 30
- Auswerteeinrichtung
- 40
- Anzeigevorrichtung
- 42
- Absperreinrichtung
