Der Erfindung liegt somit die Aufgabe
zugrunde, bei einem Verfahren sowie einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art
im übrigen
auch bei einer Detektionseinrichtung der gattungsgemäßen Art
eine Verbesserung dahingehend zu erzielen, dass aus der Magnetisierung
von im Reifen angeordneten Mittel eine höhere Informationstiefe entnehmbar
ist.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem
Verfahren der gattungsgemäßen Art
erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den
abhängigen
Ansprüchen
2 bis 10 angegeben.
Im Hinblick auf einen Reifen der
gattungsgemäßen Art
ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 11 gelöst. Ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel
hierfür
ist im abhängigen
Anspruch 12 angegeben.
Im Hinblick auf eine Detektionseinrichtung der
gattungsgemäßen Art
ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 13 gelöst. Weitere Ausgestaltungen
hierzu sind in Anspruch 14 und 15 angegeben.
Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist hierbei, dass in die radial wirksame Magnetisierung eine binäre Codierung
eingebracht und in Rotation entsprechend abgelesen wird. Hierbei
wird gegenüber
dem Stand der Technik keine festgefügte alternierende Polarisierung
Nordpol Südpol
Nordpol Südpol Nordpol
Südpol
usw. mit dem Ausgangsbitmuster 1 0 1 0 1 0 etc. generiert, sondern
es findet eine nicht zwangsläufig
symmetrische radiale Verteilung der Magnetisierung dahingehend statt,
dass bei der Drehung des Reifens ein Binärcode entsteht, der nicht konsequent
alternierend
1 0 1 0 1 0 etc. sein muss, sondern beispielsweise auch
1 0 0 1 0 0 0 etc. sein kann. Durch diese erfindungsgemäße Ausnutzung
von radial wirksamen Magnetisierungselementen kann dem Reifen eine
binäre
Codierung mit einer entsprechenden Information beigeordnet werden,
die ihn beispielsweise in elektronisch ablesbare Unterscheidbarkeit
zwischen Sommer- und Winterreifen bringt. Weiterhin können auch
verschiedene Reifentypen entsprechende Signale erzeugen, wie beispielsweise
die Unterscheidung zwischen normalen Reifen und Hochgeschwindigkeitsreifen
etc.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist daher angegeben, dass zur Kennzeichnung unterschiedlicher Reifentypen
auch eine entsprechende unterschiedliche Binärcodierung herangezogen wird. Damit
kann im Fahrzeug ein Reifentyp ausgelesen werden. Die hierbei gewonnene
Information steht in Teilen oder ganz zur Weiterverarbeitung in
Steuergeräten
oder Bordcomputern oder zur Anzeige zur Verfügung.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist angegeben, dass die binäre
Codierung dazu verwendet wird, dass eine automatisch ablesbare Unterscheidung
von Sommer- und Winterreifen vorgenommen wird. Damit kann angezeigt
werden, ob ein Sommer- oder Winterreifen am Fahrzeug aufgezogen
ist. Ein Fahrzeugführer
kann mit dieser Information auf bestimmte Reifeneigenschaften schließen, z.
B. Bodenhaftung bei tiefen Temperaturen. Abhängig von der Außentemperatur
und evtl. der Kenntnis der Jahreszeit oder des Datums könnte der
Bordcomputer auch Reifenwechsel empfehlen. Diese Empfehlung kann auch
bei Befahren bestimmter Strecken (z. B. Bergstrecken) angezeigt
werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist angegeben, dass das Bitmuster asymmetrisch ist und weitere Informationstiefen
enthält.
Damit können
beispielsweise unterschiedliche Informationssignalauflösungen realisiert
werden.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung
beschreibt, dass in die Codierung eine Information zu einer jeweils
reifenspezifischen zulässigen
Reifenendgeschwindigkeit eingebracht wird. Somit können insbesondere
sicherheitsrelevante Reifeninformationen im Reifen hinterlegt werden
und stehen bei Auslesung im Fahrzeug zur Verfügung. Diese Information kann
in vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung zur Begrenzung der
zulässigen
Reifenendgeschwindigkeit durch ein Fahrzeug herangezogen und/oder
im Fahrzeug angezeigt und somit einem Fahrzeugführer zugänglich gemacht werden. Wenn die
Reifeninformationen ausgelesen wird und in elektronischer Form im
Fahrzeug zur Verfügung
steht, kann diese beispielsweise einem Steuergerät, z. B. Motorsteuergerät und einem
Display zugeführt
werden. Das Steuergerät
kann dann aus Sicherheitsgründen
die erzielbare Fahrzeuggeschwindigkeit auf die maximal zulässige Reifenendgeschwindigkeit
begrenzen. Eine Anzeige in einem Display oder einem Kombi-Instrument ist weiterhin
möglich
und vergegenwärtigt
dem Fahrzeugführer
ständig
oder auch auf Verlangen die genannte Reifeninformation.
Es ist weiterhin denkbar, dass zusätzliche
Informationen aus dem Reifen ablesbar sind, wie beispielsweise Herstelldatum,
Herstellbetrieb, Reifeneigenschaften etc. Damit kann beispielsweise
ein Fahrzeugführer
weitergehende, detaillierte Informationen über den Reifen erhalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der
Erfindung wird aus der Rotation der Magnetisierung neben einer Reifeninformation
eine Reifenwinkelgeschwindigkeit ermittelt. Dies kann alleinig oder zur
Unterstützung
und/oder Präzisierung
oder bei Ausfall der konventionellen Geschwindigkeitsermittlung
eingesetzt werden.
Eine zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung gibt an, dass in die Codierung eine Synchronisationskennung
eingebracht wird. Damit ist es beispielsweise möglich, auf einen bestimmten Reifenumdrehungsstand
zu synchronisieren oder während
eines Ausleseverfahren zu kennzeichnen, dass nach einer Synchronisationskennung
Daten folgen.
Um vorteilhaft den Informationsgehalt
im Reifen zu erhöhen,
wird die Codierung auf Informationsspuren parallel und/oder radial
konzentrisch eingebracht. Dabei kann mindestens eine der Informationsspuren
eine Synchronisationsspur sein. Als Spur wird hierbei die aneinandergereite
Information verstanden.
Im Hinblick auf einen Reifen der
gattungsgemäßen Art
besteht der erfindungsgemäße Kern
darin, dass in den radial wirksamen Magnetisierungselementen, die
in den Reifen eingebracht sind, eine Magnetisierung entsprechend
einer gewünschten
binären
Codierung vorgenommen ist. Der Reifen wird somit mit den beispielsweise
innenliegenden radial wirksamen Magnetisierungselementen innerhalb
der Gummierung versehen. Diese werden dann in einer Magnetisierungseinrichtung
entsprechend codiert, indem die Magnetisierungselemente entsprechend magnetisiert
werden. Die Elemente können
aber auch vormagnetisiert sein.
Im Hinblick auf eine Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Reifens
ist angegeben, dass unterschiedliche Bitmuster für unterschiedliche Reifentypen
eingebracht werden, um die verschiedenen Reifentypen voneinander
unterscheiden zu können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist angegeben, dass eine Detektionseinrichtung vorgesehen ist, mit
der die entsprechend radial wirksame Magnetisierung ablesbar ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
ist angegeben, dass die Detektionseinrichtung ausgangsseitig mit
einer Anzeigeeinrichtung innerhalb des Kraftfahrzeuges derart verbunden
ist, dass die Reifendaten oder eine in einem Bitmuster hinterlegte
Information automatisch anzeigbar sind. Damit ist es dem Fahrzeugführer einfach
möglich,
weitere Informationen über
den Reifen zu erhalten. Hierdurch wird unaufgefordert und vor allen
Dingen auch nach Montage oder Ummontage von Reifen automatisch die entsprechende
Codierung durch das Fahrzeug ausgelesen und ggf. angezeigt oder
weiterverarbeitet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung
der Detektionseinrichtung ist die Codierung in der Detektionseinrichtung
durch weitere informationsverarbeitende Geräte im Fahrzeug abrufbar. Damit
kann beispielsweise ein Motorsteuergerät vorteilhaft eine maximale
Reifenendgeschwindigkeit aus der Detektionseinrichtung über eine
Datenverbindung, z. B. CAN-bus, abrufen und die maximal mögliche Fahrzeuggeschwindigkeit
auf die zulässige
Reifenendgeschwindigkeit begrenzen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen
beispielhaft dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
1:
Reifen schematisch mit Magnetisierungsmuster.
2:
Bitfolge bei einem Reifen aus dem Stand der Technik.
3:
Reifencodierung mit asymmetrischen Bitmuster.
4:
Bitfolge bei einem Reifen gemäß Erfindung.
5:
Weitere Bitfolge bei einem Reifen gemäß Erfindung.
6:
Radial konzentrische Informationsspuranordnung mit zugehörigen Bitfolgen
7:
Parallele Informationsspuranordnung mit zugehörigen Bitfolgen.
1 zeigt
einen Reifen 1, der hierbei nur schematisch dargestellt
ist, in den, beispielsweise Drahtelemente, kleine Stab- oder Flächenelemente als
Magnetisierungselemente 10 eingelassen sind. Zusätzliche
Informationen liegen damit in dem Magnetisierungsmuster in erfindungsgemäßer Weise
verborgen. Dies kann z. B. die Information beinhalten, in der angegeben
ist, welche zulässige
Höchstgeschwindigkeit
gemäß den Reifenklassifikationstabellen
vorgesehen ist und welche zulässige
Höchstgeschwindigkeit
bei der jeweils aktuellen Bereifung erlaubt ist.
Das Magnetisierungsmuster wäre dann
nicht eine alternierende Bitfolge, wie im Stand der Technik in
DE 196 46 251 C1 sein,
sondern besteht hierbei aus unterschiedlich codierten Teilen. Das
heißt,
bei der Magnetisierung der einzelnen Magnetisierungselemente würde nicht
abwechselnd Nordpol Südpol Nordpol
Südpol
ausgerichtet sein, sondern es kann auch eine Polarisierung Nordpol
Südpol
Nordpol Südpol
Nordpol Nordpol Nordpol Nordpol usw. vorgesehen sein und somit die
entsprechende binäre
Codierung
30 enthalten. Im Stand der Technik sind bei der
in
2 dargestellten alternierenden
Bitfolge, bei der sich Nordpol und Südpol fortwährend abwechseln, keine weiteren
Messaufgaben angegeben, als die Messung der Winkelgeschwindigkeit,
wodurch die Signal- oder Signalpausenzeiten oder die Frequenz einer
Bit- oder Teilbitfolge als Maß für die Geschwindigkeit
detektiert werden. Das Magnetisierungsmuster, welches sich durch
die Drehung des Rades an der hier nicht weiter dargestellten Detektionseinrichtung
vorbeidreht, erzeugt dann das außen ablesbare, nicht mehr einfach
alternierende Bitmuster, sondern Bitmuster, welche eine Informationstiefe, d.
h. eine Codierung
30 enthalten. Die Auswertung der Winkelgeschwindigkeit
kann hierbei auch erfolgen.
Weiterhin sind in 1 zwei Kreisabschnitte 2, 3 zu
erkennen, wobei der jeweilige Kreisabschnitt durch einen auf einem
Radius verlaufenden Doppelpfeil mit jeweils einer Begrenzungslinie
dargestellt ist. Die Bitfolge im Kreisabschnitt 2 soll
ein Synchronisierungsmuster für
eine Detektionseinrichtung darstellen, während Kreisabschnitt 3 die
eigentliche reifenspezifische Information in Form von codierten
Magnetisierungselementen enthält.
Diese Information kann beispielsweise eine maximale Reifenendgeschwindigkeit
oder Herstell- oder Herstellerinformationen umfassen. Durch eine
Detektionseinrichtung werden die ausgelesenen Daten weiteren informationsverarbeitenden
Geräten
im Fahrzeug zur Verfügung
gestellt. Diese Geräte
können
u. a. Steuergeräte,
Anzeige-, Eingabe- oder Bediengeräte sein. Bei der Detektionseinrichtung
kann es sich auch um ein Wartungsgerät für Reifen handeln, welches extern,
d. h. außerhalb
des Fahrzeugs verwendet wird. Ein Steuergerät kann die ausgelesene Reifeninformation nutzen,
um die maximale Fahrgeschwindigkeit auf die maximale Reifenendgeschwindigkeit
zu begrenzen. Somit kann automatisch ein mögliches Unfallrisiko durch Überschreitung
der maximalen Reifenendgeschwindigkeit vermieden werden. Weiterhin
kann die Reifeninformation oder Teilinformation hiervon dem Fahrzeugführer ständig, einmalig
oder auf Abruf zur Kenntnis gebracht werden. Weiterhin ist denkbar, dass
im Fahrzeug eine zusätzliche
Reifeninformation abgelegt ist. In diesem Fall kann beispielsweise
auf dem Reifen eine Codierung 30 aufgebracht sein, mit welcher
in einer Speichereinrichtung im Fahrzeug relevante Daten, wie z.
B. Reifenendgeschwindigkeit, Hersteller, mögliche Kontaktaufnahme, Kundenservice,
Reifentyp, nächste
Servicewerkstatt, Reifeneigenschaften etc. abrufbar sind. Insbesondere
im Zusammenspiel mit in Fahrzeugen verwendeten Multimediaeinrichtungen
erscheint diese Informationsergänzung
und -aufarbeitung vorteilhaft.
2 zeigt
ein Magnetisierungsmuster nach einem bekannten Reifen (Stand der
Technik), bei welchem eine alternierende Bitfolge, die die Radfrequenz
wiedergeben soll, ermittelt wird. Daraus lassen sich zusammen mit
den Signalen weiterer Reifen Information über Schlupfkurven, Radien etc.
beispielsweise für
das Anti-Blockiersystem oder die Navigation ableiten. Zunächst erhält man ein
Signal in der Form von S1 (t, φ)
als Funktion der Zeit und dem Umlaufwinkel φ (Phi) s. Zeichnung. Je nach
benötigter
Signalform kann dies aber auch in eine dem Signal S2 (t, φ) ähnlichen
Bitfolge umgewandelt werden. Soweit im Stand der Technik.
In 3 ist
eine Codierung 30 eines Reifens mit einem asymmetrischen
Bitmuster dargestellt. Dabei werden durch eine Detektionseinrichtung
beispielsweise die Signalfolgen S1 (t, φ) oder S2 (t, φ) aufgenommen.
Dabei kann der erste, während
eines Umlaufs 2π,
aufgenommene Codierungsanteil 31 eine Synchronisierungsinformation
und der zweite Codierungsanteil 32 eine reifenspezifische
Information enthalten. Es ist auch denkbar, dass die Codierung 30 nicht
in äquidistanten
Schritten auf dem Reifen erfolgt, sondern dass es Abschnitte mit
unterschiedlicher, möglicher
Bitanzahl oder -auflösung gibt.
4 zeigt
dagegen im Hinblick auf einen Reifen 1 gemäß der Erfindung,
dass auch bei einer nicht streng alternierenden und aneinandergereihten, äquidistanten
Magnetisierung, beispielsweise bei der Anordnung von nur zwei oder
drei radial angeordneten Magnetisierungselementen 10 unterschiedlichen Abstandes,
ein entsprechendes Bitmuster erzeugbar ist. Die Information ist
hierbei durch die Distanz bzw. die Zeitspanne zwischen zwei Impulsen
codiert. Die Zeitspanne T1 gemäß 4 ergibt sich aus einem Codierungsmuster,
welches durch zwei, über
einen definierten Winkelabstand angeordnete Magnetisierungselemente
erzeugt wird. Die Zeitspanne T2 aus der Darstellung gemäß 5 resultiert aus einem Codierungsmuster,
bei dem gegenüber 4 die magnetischen Elemente
einen größeren Abstand voneinander
haben bzw. mit einem größeren Winkel voneinander
entfernt sind. Wie dieses Beispiel zeigt, muss die Magnetisierung
nicht am Reifen umlaufend sein. Es können Abschnitte oder Magnetisierungszonen
am Reifen eingerichtet sein, aus der bzw. aus deren Zusammenspiel
eine reifenbezogene Information entnehmbar ist.
6 zeigt
eine radial konzentrische Informationsspuranordnung mit zugehörigen Bitfolgen
S1 – S3.
Im Beispiel sind 3 Informationsspuren I1 – I3 radial konzentrisch angeordnet.
Es ist dabei denkbar, dass mindestens eine Informationsspur I1 – 13 zumindest
abschnittsweise als Synchronisationsspur dient. Mit dieser Anordnung
ist es möglich,
mehr Informationen auf dem Reifen anzuordnen.
7 zeigt
eine parallele Informationsspuranordnung mit zugehörigen Bitfolgen
S1 – S3.
die Informationsspuren I1 – I3
können
beispielsweise parallel zur Lauffläche des Reifens angeordnet
sein.