用于车辆的监测装置、用于车辆的报警装置、用于操作监测装置的报警系统和方法与流程

1.本发明基于独立权利要求相关的种类的装置或方法，本发明还涉及一种计算机程序。


背景技术：

2.在机动列车中，对轴或车轮特性的监测往往存在问题，尤其是当未检测到的车轮或车轴过热危及车辆的运行，甚至导致车辆火灾，从而导致整个列车的损坏时。


技术实现要素：

3.针对该背景，这里给出的方法提供了一种用于车辆的监测装置，并且还提供了一种用于车辆的报警装置、报警系统、一种用于操作监测装置的方法以及最后根据所述主要权利要求的相应计算机程序。通过从属权利要求中列出的措施，独立权利要求中规定的装置的有益效果和改进是可能的。
4.所提出的方法可以实现的优点是可以通过监测在所述车辆上占主导的物理参数来提高所述车辆和/或所述车辆的车辆驾驶员的安全。为此目的，提供了一种用于车辆上的监测装置，其可以快速方便地永久连接到车辆上，但也可以很容易地再次分离。
5.本发明涉及一种用于车辆的监测装置，所述监测装置具有至少一个具有传感器单元和发射单元的测量装置。传感器单元被设计在车辆移动时，在车辆车轮的轮毂的第一部分上处于耦合位置的车轮区域中感测物理参数。所述发射单元具有紧固装置，所述紧固装置被设计成将所述发射单元固定在位于车轮或轮缘的轮毂的第二部分上的紧固位置，其中所述发射单元被设计成将表示所述物理参数的传感器信号无线发送到报警装置，以实现对物理参数的监测。
6.例如，所述监测装置用于车辆，例如带有多个拖车和大量车轮的原动机，即所谓的“公路列车”，其通常在特别高的外部环境温度下长距离行驶。此类公路列车通常仅由一名车辆驾驶员(以下也称为“车辆驾驶员”)驾驶，因此，尽管进行了安全检查，但为了及时检测因突发技术故障引起的轮胎火灾，安全检查是冗长、耗时且无效的。
7.现在，这里提供的监测装置有利地实现了以下领域中物理参数的自动监测：驾驶时的车轮。例如，第一部分可以是轮毂的轮毂壳。轮毂壳体可用于穿过车辆的车桥。将传感器单元放置在轮毂壳体上，可以在车辆上的某个点(例如，长途旅行时可能出现高温)感测物理参数。
8.第二部分可以是例如轮毂的轮毂法兰，该法兰从轮毂壳径向延伸。或者，所述发射单元可被紧固或可紧固到所述轮毂上，所述轮毂可联接或可联接到轮缘。轮毂壳和轮毂法兰和轮缘均都便于车辆驾驶员靠近，并且因此可以快速且容易地安装监测装置。所述报警装置可以理解为设置或安装在车辆驾驶员室内的接收装置。在接收到传感器信号之后，可以在行驶期间监测车辆驾驶员的物理参数。
9.例如，发射单元可以被设计成通过无线电传输传感器信号即向所述报警装置发送无线信号。在这种情况下，发射单元可以被设计成例如以规定的时间间隔(例如每分钟)将传感器信号发送给报警装置，以便始终提供最新的的物理参数。
10.根据一实施例，发射单元和传感器单元可以布置在不同的壳体中和/或布置在不同的壳体中可彼此连接或可经由用于传输物理参数的柔性连接缆线彼此连接。这使得发射单元和传感器单元在不同点定位，这对于它们的功能是有利的。另外或可选地，发射单元和/或传感器单元也可以布置在气密和/或防爆壳体中。在本例中，防爆壳体可以被理解为意指被设计为气密的壳体，使得例如，可燃气体不能渗透到壳体中，并且可以由发射单元和/或传感器单元的部件点燃。以这种方式，也可以特别地使用监测装置监测危险货物运输车辆，其中，在危险品运输车辆装载期间或卸载期间发生的任何可燃液体或蒸汽可能排出，然后可以通过发射单元和/或传感器单元点燃或引起爆炸。
11.所述发射单元的紧固装置可具有凹槽，所述凹槽将发射单元紧固在车轮轮毂的车轮螺母上。车轮螺母可设置在轮毂的轮毂法兰上；凹槽可以是内六角的形状，以便在车轮螺母上实现理想的形状配合。由于许多机动车辆的车轮螺母在结构上是相同的，因此通过将发射器单元固定到车轮螺母上，可以将发射单元安装在大量不同的车轮上。
12.根据一实施例，紧固装置的至少一个区域可附加地或可选地磁性形成，以便将发射单元磁耦合到第二部分或轮缘或车轮螺母上，和/或所述紧固装置可具有夹紧装置，所述夹紧装置被设计用于将发射单元固定到第二部分或轮辋或车轮螺母上。此外，可在发射单元和车轮之间建立磁力和/或非正极连接，以便提高发射单元在车轮上的稳定性。例如，凹槽/六边形插座可被磁性地成形，以便在装配过程中通过磁力将其拉到车轮螺母上方的正确位置，以实现特别简单的装配。所述夹紧装置的形状可以使得所述发射单元在所述车轮螺母上的旋转之后，将六角壳体与车轮螺母的六个侧面夹紧。
13.根据一个实施例，夹紧装置可具有一个或多个(例如六个)可移动的夹紧爪。所述夹紧爪可将所述六角壳体组合在一起。所述夹紧装置可通过外螺纹旋拧或旋入所述发射单元的壳体内。根据一个实施例，当车轮螺母未安装在六角壳体中时，夹紧装置可具有静止状态下的圆柱形外螺纹，特别是其中当车轮螺母安装在六角壳体中时，外螺纹可呈锥形变形。
14.如果所述发射单元是根据一个实施例实施例设计成以大于100mw的发射功率将传感器信号传输至报警装置和/或具有中继器以放大传感器信号和/或转发第二传感器信号，则也是有利的。例如，所述中继器可用于放大和/或转发从结构上与所述测量装置相对应的第二测量装置所接收的第二传感器信号，该测量装置例如可比测量装置更远离报警装置。100兆瓦以上的传输功率使射程超过100米的车辆也能够监控带有许多拖车的超长铰接卡车的车轮。
15.发射单元还可以被配置为发送传感器信号，该传感器信号包括能够使测量装置被另一测量装置识别的识别信息，和/或包括测量装置的能量存储装置的充电状态信息。识别信息使传感器信号发送的物理参数被分配给对应的车轮。所述充电状态信息可指示所述能量存储装置的充电状态，例如当充电状态较低时，提前充电。
16.根据一个实施例，测量装置可具有太阳能模块，其通过太阳能对测量装置的能量存储装置进行充电提供用于操作所述测量装置的供应能量，和/或具有用于所述能量存储装置进行外部充电的插头连接器。能量存储装置可包括至少一个可充电电池。所述太阳能
模块和/或所述插头连接器可设置在所述发射单元上或所述发射单元中。通过这种方式，可以特别实际地提供供应能量，而不需要通过太阳辐射停止充电，或者如果例如太阳光不够亮，则可以由人通过插头连接器对能量存储设备进行充电。这可以为测量设备提供安全的电源。
17.所述传感器单元可具有至少一个磁体，所述至少一个磁体被设计用于将传感器单元磁耦合到车轮的轮毂。例如，所述传感器单元因此可以快速且容易地磁性地联接到所述轮毂壳体，这使得一个人能够简单地组装。磁体可以是钕磁体。
18.如果所述传感器单元具有被设计成用作感测温度作为物理参数的温度传感器和/或具有用于感测轮胎压力作为物理参数的压力传感器，则这也是有利的。解胎压可用于防止安全临界低胎压或安全临界高胎压，或使用轮胎压力来确定温度。所述温度传感器可具有连接到铜板的温度探头。所述铜板可以伸入所述待测区域，例如通过与所述轮毂壳体筒接触，以便能够以特别低的损耗的方式记录那里的主要温度，并且能够将其传输到温度传感器。对温度的了解可用于识别或防止安全临界高温的作用，例如，该高温可能导致在车辆轮轴上发生火灾。
19.根据一个实施例，监测装置可包括具有第二传感器单元的至少一个第二测量装置，第二传感器单元被设计成为当车辆用于感测第二个车轮区域中的第二个物理参数时，耦合于车辆(1200)的第二车轮的轮毂的第一部分；第二测量装置还具有第二发射单元，所述第二发射单元具有第二紧固装置，其形状可将第二发射单元连接至轮毂的第二部分或第二车轮的紧固位置，其中第二发射单元设计用于将表示第二物理参数的传感器信号无线发送至报警装置，以实现对第二个物理参数的监测。由于多个这样的，例如，在结构上相同的测量装置，可以在多个车轮上感测和监测物理参数。监控装置可以有任意数量的其他此类测量装置，这取决于车辆的车轮的数量。理想情况下，所述监测装置可以为车辆的每个车轮配备一个相关的测量装置。
20.本发明还涉及一种用于车辆的报警装置，其中，报警装置设计成检测监测装置的传感器信号，并使用所述传感器信号在输出单元上产生物理参数的光学、声学和/或触觉输出。所述输出可用于通知所述车辆操作者所述物理参数。输出单元可具有显示器，扬声器和/或可移动装置，例如振动装置。所述输出单元可以是报警装置的一部分，也可以是已经存在于所述车辆中的通信装置。为了接收所述传感器信号，所述报警装置可具有天线形式的接收装置。所述报警装置还可以被设计成使用所述第二传感器信号在输出单元上产生第二物理参数的光学、声学和/或触觉输出。相应地，报警装置可以被设计成使用来自监测装置的其他测量装置的任何数量的其他传感器信号，在输出单元上实现分配给它们的其他物理参数的光学、声学和/或触觉输出。这样，车辆驾驶员可以在驾驶过程中监控车辆多个或所有车轮的物理参数。
21.根据一个实施例，如果报警装置设计为在所述物理参数达到或超过限定的阈值时生成报警信号，则也是有利的。限定的阈值可以表示轮毂上的最大温度，例如75℃。例如，所述报警信号可以被设计为对人在输出单元上发出声学、光学和/或触觉可感知的报警。此外，根据一个实施例，当所述充电状态信息达到或下降到低于定义的充电状态阈值时，报警装置可以被设计成提供另外的报警信号。所定义的充电状态阈值表示低电池电量或或需要充电的电池电量，例如能量存储装置充电阈值的20％。这可以确保车辆驾驶员了解到轮毂
处的温度的升高和/或由于缺乏电源而即将关闭监测装置。
22.本发明还涉及一种报警系统，其具有上述监测装置中的一个和上述报警装置中的一个。这种报警系统有利地提供了完全监测物理参数的可能性，例如，将所述车辆的至少一个车轮处的温度，并将所述参数输出到所述车辆驾驶员。
23.一种用于在上述变体之一中操作监测装置的方法，包括：感测步骤和发送步骤。在感测步骤中，在车辆的行驶过程中，使用位于车辆车轮轮毂第一部分的耦合位置的传感器单元感测车轮区域的物理参数。在发送步骤中，使用发射单元将表示物理参数的传感器信号发送至报警装置，该发射单元通过紧固位置的紧固装置固定在车轮的轮毂的第二部分或轮缘上，以便能够监测物理参数。
24.该方法可以例如在软件或硬件中执行，例如，可以在来自软件和硬件的控制单元中实现。
附图说明
25.在附图中示出并且在以下说明书中更详细地解释呈现的方法的示例性实施例，显示它：
26.图1示出了车辆监测装置的示例性实施例的透视图；
27.图2示出了用于车辆的监测装置的示例性实施例的透视图；
28.图3示出了根据实施例的监测装置的发射单元的后侧的透视图；
29.图4示出了根据实施例的发射单元的前侧的透视分解图；
30.图4a示出了根据示例性实施例的打开的发射单元的前侧的透视图；
31.图5示出了根据实施例的发射单元的后侧的透视分解图；
32.图6示出了根据实施例的发射单元后侧的透视图；
33.图6a示出了根据实施例的发射单元的后侧的透视图；
34.图7示出了根据实施例的发射单元的紧固装置的透视分解图；
35.图8示出了根据示例性实施例的发射单元的紧固装置的横截面图；
36.图8a示出了根据实施例的发射单元的紧固装置的横截面图；
37.图8b示出了根据示例性实施例的发射单元的夹紧装置的透视图；
38.图8c示出了根据实施例的夹紧装置的一部分的透视图；
39.图8d示出了根据示例性实施例的发射单元的夹紧装置的透视图；
40.图9示出了根据实施例的监测装置的传感器单元的透视图；
41.图9a示出了根据实施例的传感器单元的透视图；
42.图10示出了用于车辆的报警装置的示例性实施例的透视图；
43.图10a是根据实施例的报警设备的基站的透视图；
44.图11示出根据实施例的用于报警系统的输出单元；
45.图12示出了根据示例性实施例的具有监测装置的车辆的顶视图；
46.图12a示出了根据示例性实施例的具有监测装置的车辆的侧视图；
47.图13示出了根据示例性实施例的具有报警系统的车辆的示意图；以及
48.图14示出了根据实施例的用于操作监测装置的方法的流程图。
具体实施方式
49.在下面对本方法的有利示例性实施例的描述中，相同或类似的参考符号用于各种图中所示的具有类似效果的元件，省去了对这些元件的重复描述。
50.图1示出了用于车辆的监测装置100的示例性实施例的透视图。根据该示例性实施例，监测装置100从前侧示出。
51.监测装置100具有至少一个具有传感器单元110和发射单元115的测量装置105。传感器单元110被设计成用于在车辆移动时，在车辆车轮轮毂(120)的第一部分上处于耦合位置的车轮区域中感测物理参数。所述发射单元115具有紧固装置，所述紧固装置被形成为将所述发射单元115固定在位于车轮轮毂120或轮缘122的第二部分上的紧固位置；所述发射单元115被设计成将表示所述物理参数的传感器信号125无线发送到报警装置以实现对物理参数的监测。
52.监测装置100用于诸如具有例如多个拖车和多个车轮的半挂车之类的车辆所谓的“公路列车”，其在可能的高外部温度下覆盖较长的距离。根据该示例性实施例，监测装置100在操作状态下安装在轮毂120上，传感器单元110在耦合位置耦合到第一部分，根据该示例性实施例，第一部分形成为轮毂120的轮毂壳130，发射器单元115在第二部分的紧固位置，其形成为根据本实施例的轮毂120的轮毂法兰135。轮毂壳体130的形状为穿过车辆的车桥。根据该示例性实施例，轮毂法兰135从轮毂壳体130径向延伸。
53.根据另选的示例性实施例，提供了发射单元115以及轮缘122，其联接到轮毂120。根据该示例性实施例，发射单元115被设计成通过无线电传输传感器信号125发送到报警装置，根据一个示例性实施例，该报警装置被布置或可布置在车辆的驾驶员驾驶室中。
54.根据该示例性实施例，发射单元115和传感器单元110布置在不同的壳体中和/或彼此连接，或可经由用于传输物理参数的柔性连接电缆140连接。
55.根据该示例性实施例，短电缆形式的连接电缆140从发射单元115的发射单元壳体145的壳体底部(也可称为“报警单元”)引至温度传感器形式的传感器单元110，根据该示例性实施例，轮毂120的轮毂壳体130直接粘附在内轴承的上方。仅作为示例，根据该示例性实施例，具有四个具有壳体螺母152的螺钉150，根据该示例性实施例，借助于图4中所示的密封件450以气密和/或加压水密的方式将发射单元壳体145的太阳能盖155密封，以闭合发射单元壳体145。
56.根据该示例性实施例，测量装置105还包括太阳能模块160，其被设计成用于使用太阳能对测量装置105的能量存储装置充电，以提供用于操作测量装置105的供应能量，和/或具有用于对能量存储装置外部充电的插头连接器。根据一个示例性实施例，能量存储装置包括至少一个可充电电池和/或容纳在发射单元115中的太阳能模块160，也可称为"太阳能电池"，和/或根据该示例性实施例，插头连接器布置在发射单元115上或中。根据该示例性实施例，发射单元115被设计为以大于100mw的传输功率向报警设备发送传感器信号125和/或具有中继器以放大传感器信号125和/或转发第二传感器信号。根据示例性实施例，所述中继器被设计为从结构上与测量装置105相对应的第二测量装置接收、放大和/或转发第二传感器信号，第二测量装置比根据一个实施例的测量装置105离报警装置更远。
57.因此，根据该示例性实施例设计发射单元115，以便将传感器信号125作为比集成在机动车中的无线电系统中的常规无线电信号强得多的无线电信号发送到报警装置。发射
单元115另外地或替代地被设计成发射传感器信号125，该传感器信号125包括能够和/或包括测量装置105的能量存储装置的充电状态信息。
58.根据该示例性实施例，传感器单元110具有被设计成检测的至少一个磁体。传感器单元110磁性地耦合在在轮毂120上，这里耦合到轮毂壳体130上。
59.根据示例性实施例，监测装置100至少具有第二测量装置或任何数量的另外的测量装置105。
60.这里给出的监测装置100也可以称为"轮轴火灾报警系统"或“afws”。afws可以及时警告轮胎火灾，并可用于长距离公路列车，例如牵引车后面有一个以上拖车，即所谓的公路列车，这在澳大利亚、巴西和美国很常见。afws主要用于运输爆炸性危险品的车辆，以保护车辆驾驶员和附近任何旁观者的生命。afws保护所有长度的公路列车，无论运输的荷载类型如何。
61.澳大利亚和巴西允许在公共道路上使用多辆拖车，美国允许使用两辆拖车，而德国只允许牵引一辆拖车。在澳大利亚，多辆拖车上的大量车轮经常会导致轮毂发热导致轮胎起火，通常是由于车轮制动器故障引起的。
62.如果没有足够的水冷却，轮胎火灾就无法扑灭。试图用随身携带的灭火器将其扑灭，可以瞬间将火焰扑灭，但由于闷烧轮胎材料产生的易燃气体，轮轴、轮毂和轮缘的热金属会一次又一次地重新点燃轮胎。最终，整辆卡车起火。
63.运输普通货物时，损坏由保险解决。对于爆炸性货物中的危险品，轮轴火灾可能会导致灾难，尤其是如果货物是大规模爆炸性的。到目前为止，对于带有多个拖车的长距离公路列车，还没有有效的监测系统，如果多个车轮中的一个突然发热，并且即将发生自发的轮胎火灾，该系统会通知车辆驾驶员。
64.这些轮胎火灾是由轮轴轴承摩擦引起的，几乎总是由突然关闭的制动器引起的。车辆驾驶员不会注意到单个制动轮，因为低制动效果不影响较长长卡车的驾驶行为。
65.车轮过热只是偶然发现的，但通常只是在为时已晚的时候。作为一种应对措施，车辆以固定的时间间隔停车，通常每两小时停车一次，并使用红外测温仪测量轮毂和轮缘的温度。手动记录测量结果。
66.一些公路列车安装有加压水箱和长软管，如果驾驶员体能允许，其仅依靠自己就能成功扑灭车轴火灾。澳大利亚公路列车仅由一名司机驾驶。
67.如果货物具有爆炸性，那么在试图扑灭火灾或尽快逃离以达到必要的安全距离之间就会出现两难境地。如果即将发生大规模爆炸，则该最小距离可以是一公里或更长。
68.实践表明，制动器随时都可能发生故障，并触发制动过程，即使在车轮经过检查和检查之后也会立即发生故障。持续制动会加热轮轴，高温会破坏轮轴轴承中的润滑。轮轴(包括车轮轴承所在的轮毂)开始发光，并通过轮毂法兰将热量传递给轮缘和轮胎材料。由此产生的轮胎气体随后爆炸性点燃。对于爆炸性货物，驾驶员和大部分环境都处于极大的危险之中。
69.在澳大利亚，司机独自驾驶，即没有乘客。他们花费数小时穿越该国无人居住和非常偏远的地区，通常在交通量很少的碎石路上，并负责该国几乎所有的货物运输。一些地区白天的温度达到50摄氏度。很难想象在这种情况下遇到轮胎火灾。
70.这里介绍的监测装置100现在实现了一种用于公路列车的系统，该系统可防止轮
胎着火。为此，该有效的监测装置100以车轮轮毂温度的形式连续确定物理参数，并将其传输至报警装置，以便在受影响车轮突然过热时及时警告车辆驾驶员，从而从根本上避免灭火行动。当拖车被任意更换时，监测装置100也可以快速且容易地被携带。
71.公路列车由牵引车、半挂车、拖车和小车组成。由于温度测量仅通过直接安装在车轮上即在旋转轮毂120上的测量单元进行，其中热在内侧轴承处产生并从那里传播到所述轮缘122上，因此由于轮毂的旋转运动被锁定，驾驶室有一条固定布线。因此，数据传输通过无线电线路在监测装置100中发生。
72.公路列车的长度在50米以上，并且需要从相应车轮向驾驶员驾驶室中的报警装置提供强发射功率，这就是为什么此处显示的监控装置100的传输功率能够可靠地克服此距离和负载的屏蔽，尤其是在曲线上。此外，根据该示例性实施例，在监测装置100中具有必要的独立的、免维护的和可靠的电源。
73.根据车队运营中车辆之间不断变化的物流，轮轴火灾报警系统有利地允许无需任何努力即可更改监测装置100。根据车队运营中车辆之间不断变化的物流，轮轴火灾报警系统还有利地允许监控设备100无需任何努力即可进行更改。测量装置105用于此目的，在更换拖车时可以快速、轻松地拆卸/组装，并且没有牢固地连接到车轮螺栓螺纹上，例如拧紧。
74.未来的集成系统将在拖车停靠在电子解决方案中时找到检测。监测装置100能够以"即插即用"系统的形式实现可追溯变型，所述测量装置105可以在几秒钟内立即从一个车轮改变到另一个车轮。
75.对于爆炸性危险品的运输，有必要使自身具有电源的装置防爆，即在爆炸性环境中，这些装置不得构成火源。只有经过防爆认证的设备才能用于需要特殊设计特征才能认证的危险品。
76.基于用于危险材料的公路列车，afws被示出为防爆实施例。由于卡车和拖车结构中车轴、轮毂和轮缘的设计多种多样，有必要开发一种轮轴火灾报警系统，其发射单元115和(一个或多个)传感器单元110可以对接到所有卡车车轮上。这在这里给出的监测装置100中实现。
77.图2示出了用于车辆的监测装置100的示例性实施例的透视图。这可以是参照图1描述的监测装置100，如图1所示，监测装置100在操作状态下，安装在轮毂120上。
78.根据该示例性实施例，发射单元115设计为具有一个或多个多层钕磁体和/或将轮毂120或轮缘122的车轮螺母200和/或磁性地拉动车轮螺母200与所述发射单元壳体一起封闭，和/或将其自身磁性地拉到车轮螺母200的的钢上。根据该示例性实施例，发射器单元115设计有一个或多个钕磁铁和/或将轮毂120或轮辋122的车轮螺母200与发射器单元壳体一起封闭，和/或将其自身磁性地拉到车轮螺母200的钢上。通过沿箭头205所示的顺时针方向转动发射单元115约四分之一圈，发射单元115的发射单元壳体被车轮螺母200卡住，无法再拆卸。逆时针转动可释放干扰，并且可以在克服磁力后移除发射单元115。
79.根据本发明，位于该点处的车轮螺母指示器210由发射单元115代替。
80.有利地，监测装置100实现了一个随时可用的即的“即插即用”轮轴火灾报警系统，该系统可以在几秒钟内连接或立即移除。根据一个示例性实施例，具有用于及时检测即将发生的轮胎火灾的报警屏幕，特别是在具有多个拖车和多个车轮的长卡车拖车上，即所谓的公路列车上，适用于运输爆炸性危险品，用于在爆炸性环境中防爆，具有以下特点：
81.‑‑
根据该示例性实施例，发射单元115以立即粘附的方式连接到单车轮螺母200，并且根据本实施例，发射单元115以温度传感器的形式粘附在轮毂120上的磁性传感器单元110上；
82.‑‑
可选地，集成在发射器单元115中的单独的、独立的、自充电电源，用于通过向报警装置的强大无线电传输，例如以在驾驶员区域具有警告功能的屏幕的形式，连续传输轮毂和轮缘区域的温度；
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可选地，当驾车穿过或停留在移动通信覆盖的区域时，可选择经由互联网从任何地理位置远程查询数据。
84.以及根据该示例性实施例，监测装置100的发射单元115仅通过附接在单个车轮螺母200的六角形表面来实现，从而允许监测装置100从要分离的拖车的车轮快速更换到待悬挂的拖车的车轮上，因此，可以任意更换拖车和牵引车，基本上所有类型的卡车拖车车轮轮辋都可以。
85.图3示出了根据示例性实施例的发射单元115的后侧的透视图。这可以是图1或图2中描述的发射单元115的示例性实施例。
86.根据该示例性实施例，发射单元115的紧固装置300设置在发射单元115的后侧上，这里，位于发射单元壳体145的后侧和/或具有凹槽，所述凹槽被设计成以形状配合的方式将所述发射单元115紧固在车轮轮毂的车轮螺母200上。根据该示例性实施例，车轮螺母200布置在轮毂法兰135和/或轮缘上。另外或可选地，根据该示例性实施例，紧固装置300的至少一个区域具有磁性，以将发射单元115磁性地连接到车轮螺母200、轮毂法兰135或轮缘上，和/或所述紧固装置300具有夹紧装置305，所述夹紧装置305设计用于将发射单元115夹紧到车轮螺母200、轮毂法兰135或轮缘上。根据该示例性实施例，夹紧装置305，也可称为"卡座"，具有多个夹紧爪310，这里例如六个夹紧爪310。
87.图4示出了根据示例性实施例的发射单元115的前侧的透视分解图。这可以是图1，2或3中描述的发射单元115的示例性实施例。
88.根据该示例性实施例，两个自攻螺钉400将太阳能模块160固定在为此目的而提供的太阳能盖155的窗框405中。根据该示例性实施例，防护窗格410位于太阳能模块160的前方，并且可选地以水密且气密的方式焊接在窗框405中。
89.根据该示例性实施例，打开发射单元壳体145将电路板415定位为可充电电池420形式的能量存储装置，该电路板415根据该示例性实施例插在左侧，与之相对，插在右侧。根据该示例性实施例，第一插头425将太阳能模块160连接到电路板415。根据该示例性实施例，如果太阳能模块160由于外部影响而损坏，则二极管430防止短路。
90.根据该示例性实施例，将天线线圈435推入远离太阳能盖155延伸的天线帽440中。根据该示例性实施例，在发射单元壳体145上的凹槽构造445容纳密封件450，这确保了以远离火源的安全方式关闭太阳能盖155。
91.太阳能盖155上的编号455(此处以编号“21”为例)在此指代图12中左侧第二辆拖车上的21号车轮。
92.根据一个示例性实施例，偶数表示公路列车右侧的车轮，奇数表示左侧的车轮。可充电电池420通过图5所示的第二插头460和第四插头500与电路板415连接。第三插头465将连接电缆140(也可以称为"传感器电缆")与电路板415连接。在太阳能盖155上的由导光塑
料制成的透镜470可将图5所示的led 530电路板415上以规定的时间间隔(例如每120秒)短暂点亮，并用作测量装置正在运行的证据。
93.为了实现更强的防爆，根据一个示例性实施例，用铸造化合物封装所述发射单元115的整个内腔。为此目的，在组装所述发射单元115之后，如果需要增强防爆，则可以通过在天线帽440中重新钻一个或两个孔来注入封装化合物。
94.根据该示例性实施例，集成在发射单元115中的可充电电池420可作为独立电源，通过集成太阳能电池连续充电，以车辆行驶时持续旋转使用监测装置，其中，根据该示例性实施例，透明保护窗格410保护太阳能模块160免受机械损伤，这是防爆认证的先决条件。
95.图4a示出了根据示例性实施例的打开的发射单元115的前侧的透视图。这可以是图4中所述的处于安装状态的发射单元115，其中，没有示出太阳能盖以更好地说明发射器单元115的内部。
96.图5示出了根据示例性实施例的发射单元115的后侧的透视分解图。这可以是图4中描述的发射单元115。
97.根据该示例性实施例，可充电电池420通过第二插头460和第四插头500连接到电路板415。根据该示例性实施例，如果发射单元115长时间未暴露于光源，则可以通过插头连接器505以充电插座的形式对3.2伏和600毫安时的镍氢可充电电池420快速充电。也可以在充电插座处测量可充电电池420的充电状态。根据一个示例性实施例，可充电电池420的存储容量在睡眠模式下可持续数月。一旦发射单元115接收到足够的光，可充电电池420就被充电。可通过充电插座进行快速充电和电压测量。
98.根据该示例性实施例，可旋拧的封闭盖510借助于嵌入式密封盘515以气密和/或压力水密的方式密封充电插座的入口。根据该示例性实施例，通过固定螺钉520防止封闭盖510在螺纹上自锁，螺杆头在封盖510的肋之间旋转；请参见图6a。
99.当测量装置如图1所示组装完成后，其开始在睡眠模式下工作。由于防爆，测量装置不具有自身的开关来中断电路。为了在存储期间或在运输期间中断电路，将壳体525插入到充电插座，从而中断这些商用插座的典型电路闭合弹簧触点。
100.根据该示例性实施例，可以在定义的时间间隔(例如每120秒)观察电路板415上的led 530的点亮，并作为测量装置正在运行的证据。
101.图6示出了根据示例性实施例的发射单元115的后侧的透视图。这可以是前述附图中的一个中描述的发射单元115。
102.所示为根据该示例性实施例的具有完全拧入的夹紧装置305的发射单元115的发射单元壳体145。如果夹紧装置305被完全拧入，则实现最大夹紧效果。根据该示例性实施例，凹槽被设计为六边形插座600，其也可以被称为“六角孔凹槽”。
103.根据该示例性实施例，在分解图中示出了固定螺钉520，密封盘515和封闭盖510。
104.图6a示出了根据示例性实施例的发射单元115的后侧的透视图。这是图6中描述的发射单元115，其中固定螺钉520，密封盘515和封闭盖510以组装状态布置。在组装状态下，固定螺钉520防止封闭盖510以配合方式在封闭盖510的两个肋之间旋转。
105.图7示出了根据示例性实施例的发射单元115的紧固装置300的透视分解图。这可以是图6a中描述的发射单元115。
106.在其各个部件中示出了从发射单元壳体145移除的夹紧装置305，这些部件由六个
另外的螺钉700和它们的止动螺母705固定在一起。圆柱螺纹零件710具有与圆柱轴715平行的六边形中心孔凹槽，其对应于图1和图2所示的一个车轮螺母200的平面宽度。
107.其与车轮螺母200的相应的车轮螺母扳手尺寸相匹配的旋入式夹紧装置305在每个夹紧爪310内配备有另外的磁体720。举例来说，在六个夹紧爪310的情况下，总共六个钕磁体。磁室盖725封闭六个夹紧爪310中的每一个中的磁室。
108.如果另外转动发射单元115的人忘记了夹紧效果，则其他磁铁720可防止发射单元115从车轮螺母上掉落，这很容易在匆忙中发生，例如在更换拖车时。仅磁力就足以在行驶时将发射单元115牢牢固定在车轮螺母上。夹紧机构是一种额外的机械安全装置，必要时还可防止被盗。
109.图8示出了根据示例性实施例的发射单元的紧固装置300的侧向剖视图。这可以是图7中描述的紧固装置300。
110.根据该示例性实施例，车轮螺母200被示出在夹紧爪310外部。根据该实施例，夹紧爪310的平坦内壁800相对于圆柱轴倾斜。结果，夹紧爪310的壁厚沿轮毂法兰的方向增加。
111.当圆柱螺纹零件710在车轮螺母200上滑动时，六个夹紧爪310展开以包围车轮螺母200。由于夹紧爪310的内壁800与车轮螺母200的六角形表面相适应，因此夹紧效应源于夹紧爪310的圆柱形外螺纹805通过被推到车轮螺母200上而形成圆锥形。锥形外螺纹如图8a所示。
112.图8a示出了根据示例性实施例的发射单元的紧固装置300的侧向剖视图。这可以是图8中描述的紧固装置300，其中车轮螺母200以完全插入(即夹紧)的状态显示在夹紧爪中。
113.发射单元壳体145用其圆柱形内螺纹810旋拧到现在的锥形外螺纹815上，图6所示的六角孔凹槽随着每次旋转而变得越来越窄。表面之间的压力最终变得如此之大，以至于不将发射单元壳体145从车轮螺母200上拔下就不可能不将其转回。
114.图8b示出了根据示例性实施例的发射单元的夹紧装置305的透视图，这可以是图8或8a中描述的夹紧装置305。
115.车轮螺母200被示出为处于部分地插入到夹紧爪310中的状态。螺纹部件710通过切口820在六个内边缘开槽，从而形成六个夹紧爪310，它们在拧入端保持彼此连接。
116.根据该示例性实施例，与车轮螺母200的扳手尺寸相匹配的拧入式可更换夹紧装置305允许根据该示例性实施例快速连接和分离发射单元，夹紧装置305在夹紧状态下对车轮螺母200施加一次磁性夹紧附着力，并且由于发射单元壳体上的螺纹拧紧旋转运动，也可参见图2，产生二次机械夹紧效应，这已经额外加强并同时确保了足够安装的磁性夹紧力。
117.图8c示出了根据示例性实施例的夹紧装置305的一部分的透视图，这可以是图8b中描述的夹紧装置305的一部分，其更详细地示出切口820中的一个。
118.图8d示出了根据示例性实施例的发射单元的夹紧装置305的透视图，这可以是图8b中描述的夹紧装置305，其中车轮螺母200以完全插入(即夹紧)的状态显示在夹紧爪中。
119.图9示出了根据示例性实施例的监测装置的传感器单元110的透视图，这可以是图1，4或5中描述的传感器单元110。
120.根据该示例性实施例，传感器单元110采用温度传感器的形式，其被设计用于将温度作为物理参数和/或，根据替代示例性实施例，具有压力传感器以便感测轮胎压力作为物
理参数。
121.根据该示例性实施例，温度传感器包括可编程温度传感器900、铜角板905、磁体形式的磁体910、传感器壳体915和/或灌封化合物920。根据该示例性实施例，传感器壳体915设计有孔凹槽，如图1所示。可将可选电缆扎带穿过孔。
122.通过铜角板905感测温度，根据该示例性实施例，铜角板905通过彼此成90度角的一个或两个表面925、930吸收热量，并将其传输到温度传感器900。根据该示例性实施例，温度传感器900被铜角板905的孔眼构造935包围，并被连接电缆140的电缆端940，以及传感器壳体915中的钕磁铁910和浇铸化合物920一起浇铸。
123.图9a示出了根据示例性实施例的传感器单元110的透视图。这可以是图9中描述的传感器单元110，其被示出为沿顺时针方向旋转90
°
。
124.图10示出了用于车辆的报警装置1000的示例性实施例的透视图，这可以是图1中描述的报警装置1000。
125.报警装置1000被设计为读入上图中所述的一个监测装置的传感器信号，并使用传感器信号使物理参数在例如图11所示的输出单元上以光学、声学和/或触觉方式输出。
126.此外，根据该示例性实施例，报警装置1000被设计成当物理参数达到或超过定义的阈值，则发出报警信号。根据示例性实施例，所定义的阈值表示轮毂上的最大温度(例如75℃)。根据示例性实施例，所述报警信号被设计成例如对输出单元上的人产生听觉、视觉和/或触觉可感知的警告。此外，根据一个示例性实施例，警告设备1000被设计成在充电状态信息达到或低于定义的充电状态阈值时生成进一步的警告信号，其中根据一个示例性实施例的定义的充电状态阈值表示低电池电量或需要充电的电池电量，例如，能量存储装置的充电容量的20％。
127.所述报警装置1000和所述监测装置的系统也可以称为报警系统。
128.根据该示例性实施例，报警装置1000具有基站1005基站插头1007和/或另外的天线1010。
129.一旦基站1005从汽车电池接收到来自汽车插座的12v车辆电流，并且驾驶员已经打开输出单元，例如以图11中所示的平板的形式，报警系统开始工作。根据本实施例，可以进一步识别led 1015和/或额外的led 1020点亮。根据该示例性实施例，基站1005的软件在大约两分钟后开启，同时，根据该示例性实施例，调制解调器1025在基站1005内初始化，并且根据该示例性实施例，通过wifi连接到输出单元。
130.如果通过拔出基站插头1007(此处为12伏通用插头的形式)来关闭驾驶室中的基站1005，则如图2和12所示的所有车轮上的发射单元，例如，进入睡眠模式。然后，通过其天线建立所有发射单元与附加天线1010的无线电联系，附加天线1010例如布置在驾驶室的车顶上。一旦将基站插头1007重新插入12伏的车辆插座，报警系统就会启动。
131.所述报警系统的示例性操作模式的描述如下：
132.根据一个示例性实施例，在预编程的时间间隔中，例如每2分钟，监测装置的所有发射单元同时向基站1005发送当前温度。根据本实施例，应基站1005的请求，通过图9中所述的温度传感器在预先编程的默认时间间隔2分钟内进行测量，该温度传感器通过磁力附着在轮毂上的热临界热点上。基站1005中的调制解调器1025将该数据转发到输出单元。软件处理数据，并以图形方式和各种易于理解的评估表示形式在输出单元上显示，例如在平
板电脑屏幕上。
133.任何测量装置的测量温度超过例如75℃的预编程允许值，则触发第一声音警报，并且警报触发轮和/或其测量数据出现在屏幕上。驾驶员现在具有足够的时间来在安全点停车和检查车辆。然而，根据示例性实施例，如果车轮快速继续加热，则会发出第二次强烈的声音警报，特别是在默认温度为85℃时。从现在起，迫切需要停车。
134.根据一个示例性实施例，软件存储所有可以追溯到很久以前的测量值，并在此期间为每个单独的车轮创建测量值配置文件。这些存储的数据有利于车轮轴承的维护。根据一个实施例，测量装置不仅检测来自轮毂的温度升高，还检测由轮缘引起的温度升高，例如充气不足的轮胎引起的温度升高。对于转向轴车轮，轮胎爆裂尤其危险，并通过轮胎材料的加热来指示。因此，对于转向轴车轮，建议将报警触发值编程设定为低。
135.如果afws位于移动通信覆盖的区域中，则根据一个示例性实施例，通过登录到软件，可以从地理上的任何地方通过互联网访问所有当前和历史afws数据。
136.总之，根据该示例性实施例，基站1005设计为将接收到的物理参数转发到商用平板电脑屏幕，该屏幕以易于理解的方式将车轮的温度状态发送给驾驶员，并以声音向驾驶员发出警告，使其可以及时以视觉和/或触觉了解即将发生的火灾危险和/或指出即将发生轮胎火灾的车轮。
137.图10a示出了根据示例性实施例的报警装置的基站1005的透视图。根据该示例性实施例，示出了图10中描述的基站1005的内部。
138.图11示出了根据示例性实施例的与报警系统一起使用的输出单元1100，这可以是图10中描述的报警系统。
139.根据该示例性实施例，输出单元1100布置在车辆的驾驶室内，在与车辆驾驶员相邻。根据一个示例性实施例，输出单元1100是报警系统的一部分，或根据一个另选的示例性实施例，输出单元1100为已经存在于车辆中的通信装置中。
140.根据该示例性实施例，输出单元1100具有显示器，扬声器和/或可移动装置，例如振动装置。根据该示例性实施例，输出单元1100使用多个传感器信号来显示车辆的多个车轮的温度，每个车轮配备有测量装置。
141.根据另一示例性实施例，使用传感器信号，将监测装置的每个单独的可充电电池的瞬时充电状态显示在输出单元1100，和/或如果可充电电池的充电状态变得异常，例如仅为其充电容量的20％或更小，则声信号响起和/或光信号出现。
142.换句话说，图11示出了具有afws平板屏幕形式的输出单元1100的右受控道路列车驾驶员的驾驶室。
143.图12示出了根据示例性实施例的具有监测装置的车辆1200的示意性平面图，这可以是前述附图中的任意一个中描述的监测装置。
144.根据该示例性实施例，监测装置具有至少一个具有第二传感器单元的第二测量装置，该第二传感器单元设计用于测量区域中的第二物理参数以感测第二车轮；并且具有第二发射单元，所述第二发射单元具有第二紧固装置，所述第二紧固装置形成以使所述第二发射单元紧固在所述轮毂的第二部分上的紧固位置或第二车轮的第二轮缘，其中，第二发射单元被设计成将表示第二物理参数的第二传感器信号无线地发送至所述报警装置，以实现对所述第二物理参数的监测。根据该示例性实施例，监测装置在例如44个车轮的44个轮
毂中的每一个上具有这种类型的另一测量装置。
145.换句话说，图12示出了具有报警装置的公路列车。
146.根据本实施例，车辆1200是一列典型的53.5米长的硝酸铵公路列车，运输类别为5.1的危险品，由六个车辆部件组成，连续编号为44个车轮。根据本实施例，倒数第二辆拖车上的34号右车轮从正常45℃突然加热到75℃，在报警装置中只会触发驾驶室中第一个默认警报形式的警告信号1205。根据一个示例性实施例，当温度上升到85℃时，以第二默认警报形式的第二警告信号在驾驶室中被触发，其被作为更紧急的警报级别发出信号。
147.图12a示出了根据示例性实施例的具有监测装置的车辆1200的示意性侧视图，这可以是图12中描述的车辆1200。
148.图13示出了根据示例性实施例的具有报警系统的车辆1200的示意图，这可以是图10中描述的报警系统，在前视图中示出了车辆1200。
149.根据该示例性实施例，另外的天线1010被定位在车辆1200的车顶上。根据该示例性实施例，其被设计为公路列车车辆。
150.图14示出了根据示例性实施例的用于操作监测装置的方法1400的流程图，这可以是前述附图中的任意一个中描述的监测装置中的一个。
151.方法1400包括感测步骤1405和发送步骤1410。在感测的步骤1405中，当车辆行驶时，使用传感器单元在车辆车轮轮毂第一部分的耦合位置感测车轮的物理参数。在发送的步骤1410中，使用发射单元将表示物理参数的传感器信号发送至报警装置，该发射单元通过位于紧固位置的紧固装置连接至轮毂的第二部分或车轮轮缘，以实现对物理参数的监测。
152.这里给出的方法步骤也可以以与所描述的顺序不同的顺序重复。
153.如果实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”连接，则应以这样的方式来理解，即根据一个实施例的实施例包括第一特征和第二特征，并且根据另一个实施例，仅包括具有第一特征或仅具有第二特征的实施例。
154.附图标记的列表
155.100 监测装置
156.105 测量装置
157.110 传感器单元
158.115 发射单元
159.120 轮毂
160.122 轮缘
161.125 传感器信号
162.130 轮毂壳体
163.135 轮毂法兰
164.140 柔性连接电缆
165.145 发射单元壳体
166.150 螺杆
167.152 壳体螺母
168.155 太阳能盖
169.160 太阳能模块
170.200 车轮螺母
171.205 箭头
172.210 车轮螺母指示器
173.300 紧固装置
174.305 夹紧装置
175.310 夹紧爪
176.400 自攻螺钉
177.405 窗框
178.410 防护盘
179.415 电路板
180.420 可充电电池
181.425 第一插头
182.430 二极管
183.435 天线线圈
184.440 天线帽
185.445 凹槽构造
186.450 密封件
187.455 编号
188.460 第二插头
189.465 第三插头
190.470 透镜
191.500 第四插头
192.505 插头连接器
193.510 封闭盖
194.515 密封盘
195.520 固定螺钉
196.525 壳体
197.530 led
198.600 六边形插座
199.700 螺钉
200.705 止动螺母
201.710 螺纹部件
202.715 圆柱轴
203.720 另外的磁体
204.725 磁室盖
205.800 内壁
206.805 圆柱形外螺纹
207.810 圆柱形内螺纹
208.815 外螺纹
209.820 切口
210.900 温度传感器
211.905 铜角板
212.910 磁体
213.915 传感器外壳
214.920 灌封化合物
215.925 表面
216.930 表面
217.935 孔眼构造
218.940 电缆端
219.1000 报警装置
220.1005 基站
221.1010 另外的天线
222.1015 另外的led
223.1020 附加的led
224.1025 调制解调器
225.1100 输出单元
226.1200 车辆
227.1205 报警信号
228.1400 用于操作监测装置的方法
229.1405 感测步骤
230.1410 发送步骤