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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiegen eines mit einem Zugfahrzeug verbundenen Sattelaufliegers, wobei das Zugfahrzeug einen Sensor zum Erzeugen von Signalen für die Bestimmung einer Hinterachslast und auch der Sattelauflieger einen Sensor zum Erzeugen von Signalen für die Bestimmung einer Hinterachslast aufweisen. Daneben betrifft die Erfindung ein System zum Wiegen und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere zur Durchführung einer Berechnung.
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Moderne Nutzfahrzeuge sind mit einer pneumatischen Bremsanlage, einem elektronischen Bremssystem und einer pneumatischen Federung ausgerüstet. Das elektronische Bremssystem kann zusätzliche Komfort- und Sicherheitsfunktionen aufweisen, für die neben den Signalen von Raddrehzahlsensoren auch die Signale von Drucksensoren der pneumatischen Federung ausgewertet werden.
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Ein Sattelauflieger weist lediglich eine oder mehrere Hinterachsen auf. Jeder Seite einer Achse ist ein Luftfederbalg zugeordnet. Typischerweise werden die Luftfederbälge einer Achse über ein gemeinsames Luftfederventil oder eine elektronische Luftfederung gespeist. Entsprechend kann die Achslast mittels eines Sensors detektiert werden. Sind mehrere Achsen vorhanden, können die zugehörigen Luftfederbälge aus einem gemeinsamen Luftfederventil gespeist sein oder es können die Signale von mehreren Sensoren für die Bestimmung der Achslast ausgewertet werden.
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In analoger Weise kann die Hinterachslast eines entsprechend ausgestatteten Zugfahrzeugs bestimmt werden.
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Auftraggeber und Fahrer eines Lastzuges aus Zugfahrzeug und Sattelauflieger benötigen Informationen über die tatsächliche Beladung und die Gesamtmasse. Beides ist für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften von Bedeutung. Auch können die Informationen in Abrechnungsvorgänge und die technische Überwachung des Sattelzuges einfließen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines Systems zum Wiegen des Sattelaufliegers. Insbesondere sollen die Beladung des Sattelaufliegers und/oder die Masse des Sattelaufliegers bestimmt werden.
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Zur Lösung der Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Danach ist vorgesehen, dass die Signale des im Zugfahrzeug vorhandenen Sensors, insbesondere Achslastsensors, oder daraus abgeleitete Daten mit den Signalen des im Sattelauflieger vorhandenen Sensors, insbesondere Achslastsensors, oder mit den daraus abgeleiteten Daten zusammengeführt werden, und dass aus den Signalen und/oder Daten und aus bekannten Parametern von Zugfahrzeug und Sattelauflieger ein Ergebnis berechnet wird, welches wenigstens die Masse des Sattelaufliegers und/oder die Beladung des Sattelaufliegers enthält.
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Bekannte Parameter, die für die Berechnung des Ergebnisses verwendet werden, sind beispielsweise
Achslast Anhänger (Sattelauflieger) leer
Achslast Anhänger beladen
Balgdruckanhänger leer
Balgdruckanhänger beladen
Gesamtmasse leerer Anhänger
Radstand Motorwagen (Zugfahrzeug)
Sattelvormaß
Achslast Motorwagen Hinterachse leer
Achslast Motorwagen Hinterachse beladen
Balgdruck Motorwagen Hinterachse leer
Balgdruck Motorwagen Hinterachse beladen.
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Folgende Werte sind durch die Sensoren messbar:
Balgdruck Hinterachse Anhänger
Balgdruck Hinterachse Motorwagen.
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Aus den bekannten Parametern und den gemessenen Werten können folgende Werte berechnet werden:
aktuelle Achslast Motorwagen
aktuelle Achslast Anhänger
aktuelle Stützlast Anhänger
Gesamtmasse Anhänger
Beladung Anhänger.
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Die Signale der Sensoren werden regelmäßig oder vor jeder Durchführung einer Berechnung kalibriert.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die Signale/Daten im Sattelauflieger zusammengeführt und/oder das Ergebnis im Sattelauflieger berechnet. Vorzugsweise erfolgt die Berechnung in einem elektronischen Steuergerät eines elektronischen Bremssystems des Sattelaufliegers.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird das Ergebnis auf einem Display am Sattelauflieger angezeigt und/oder das Ergebnis wird an einen Empfänger, insbesondere außerhalb des Sattelaufliegers übermittelt. Die Übermittlung erfolgt vorzugsweise an ein mobiles Kommunikationsgerät, ein Smartphone, ein Tablet-PC oder ein anderes Gerät zum Ausgeben und/oder Speichern von Daten. Insbesondere ist eine drahtlose Übermittlung vorgesehen, etwa per WLAN, Bluetooth, oder nach einem Mobilfunkstandard (GSM, UMTS, LTE). Die Übermittlung kann auch an ein Portal zur Abrechnung oder einen anderen Dienstleister erfolgen, ebenso zum Auftraggeber oder Betreiber des Fahrzeugs. Die Übermittlung kann auch per Kabel erfolgen, etwa an ein mobiles Gerät mit USB-Anschluss.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird eine Neigung des Zugfahrzeugs und/oder des Sattelaufliegers durch Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, erfasst. Die Neigung fließt in die Berechnung des Ergebnisses mit ein. Mit zunehmender Neigung verringert sich der Druck in der pneumatischen Federung. Erfasst werden können die Längsneigung und die Querneigung des Zugfahrzeugs und des Sattelaufliegers. Im Extremfall sind in jedem Fahrzeug zwei Sensoren vorhanden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die im Zugfahrzeug erfassten Signale oder daraus abgeleitete Daten über Kabel oder drahtlos zum Sattelauflieger übertragen, insbesondere per WLAN. Möglich ist dies beispielsweise mittels eines als ”Wi-Fi direct” bekannten Verfahrens nach IEEE 802.11.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorgesehen ist eine elektronische Recheneinheit, in der die Signale des im Zugfahrzeug vorhandenen Sensors oder daraus abgeleitete Daten mit den Signalen des im Sattelauflieger vorhandenen Sensors oder mit den daraus abgeleiteten Daten zusammengeführt werden, wobei in der Recheneinheit aus den Signalen und/oder Daten sowie bekannten Parametern von Zugfahrzeug und Sattelauflieger ein Ergebnis berechnet wird, welches wenigstens die Masse des Sattelaufliegers und/oder die Beladung des Sattelaufliegers enthält. Vorzugsweise ist die elektronische Recheneinheit dem Sattelauflieger zugeordnet oder in demselben angeordnet.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Sensor im Sattelauflieger und/oder der Sensor im Zugfahrzeug ein Balgdrucksensor. Auch andere Sensoren können vorgesehen sein, etwa Wegsensoren zur Bestimmung der Auslenkung innerhalb einer mechanischen Federung, oder Drucksensoren in einer hydraulischen oder hydropneumatischen Federung.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Recheneinheit ein elektronisches Steuergerät für ein elektronisches Bremssystem. Dabei kann es sich um das elektronische Bremssystem des Zugfahrzeugs oder des Sattelaufliegers handeln.
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Erfindungsgemäß kann ein Display zur Ausgabe des Ergebnisses, insbesondere am Sattelauflieger, Bestandteil des Systems sein. Möglich ist auch alternativ oder zusätzlich ein Display am Zugfahrzeug.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Sender zur Übertragung des Ergebnisses und/oder der Daten zu einem externen Ausgabegerät vorgesehen, insbesondere zu einem mobilen Kommunikationsgerät, Smartphone, Tablet-PC, Notebook. Als Sender ist vorzugsweise ein WLAN-Modul vorgesehen.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Funkschnittstelle vorgesehen zur Übertragung des Ergebnisses und/oder der Daten an einen externen Empfänger, insbesondere zu einem Portal zur Abrechnung. Bei der Funkschnittstelle handelt es sich vorzugsweise um ein Modul für die Übertragung von Daten nach einem Mobilfunkstandard (GSM, UMTS, LTE). Möglich ist auch, dass ein externer Empfänger die Daten empfängt und an ein Portal weiterleitet, zum Beispiel über das Internet.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist im Zugfahrzeug und/oder im Sattelauflieger eine Neigungssensoreinheit vorgesehen, wobei die Signale der Neigungssensoreinheit oder daraus abgeleitete Daten an die elektronische Recheneinheit übermittelt werden. Dort fließen die Daten in die Berechnung des Ergebnisses ein.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die Neigungssensoreinheit einen Längsbeschleunigungssensor und/oder einen Querbeschleunigungssensor beinhaltet.
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Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch ein Steuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Das Steuergerät ist zur Durchführung des Verfahrens und/oder zur Verwendung als elektronische Recheneinheit für das System vorgesehen, und vorzugsweise mit einer Software ausgestattet zur Durchführung der im Rahmen des Verfahrens vorgesehenen Berechnung des Ergebnisses. Vorteilhafterweise handelt es sich um das elektronische Steuergerät eines elektronischen Bremssystems.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der einzigen Figur erläutert.
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Gezeigt ist ein Lastzug mit zweiachsigem Zugfahrzeug (Motorwagen) 10 mit Vorderachse 11, Hinterachse 12 einerseits und Sattelauflieger 13 mit Hinterachse 14 andererseits.
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Die mechanische Verbindung zwischen Zugfahrzeug 10 und Sattelauflieger 13 erfolgt in bekannter Weise über Königszapfen 15 und Sattel 16. Im Sattelauflieger 13 ist eine Ladung 17 erkennbar.
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Zugfahrzeug 10 und Sattelauflieger 13 sind mit einer pneumatischen Bremsanlage und einem elektronischen Bremssystem ausgestattet. Letzteres wird jeweils gesteuert durch ein elektronisches Steuergerät 18 (im Zugfahrzeug) und 19 (im Sattelauflieger). Zugleich sind jeweils pneumatische Federungen mit Luftfederbälgen 20, 21 vorgesehen. Den Luftfederbälgen 20 der Hinterachse 12 ist wenigstens ein nicht gezeigter Balgdrucksensor als Achslastsensor zugeordnet. Ebenso ist den Luftfederbälgen 21 der Hinterachse 14 ein nicht gezeigter Balgdrucksensor als Achslastsensor zugeordnet.
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Für die Berechnung der Masse des Sattelaufliegers 13 sind noch von Bedeutung ein Radstand SMW des Zugfahrzeugs 10 und ein Sattelvormaß SVMW des Zugfahrzeugs 10. Letzteres bezeichnet den horizontalen Abstand von der Vorderachse 11 zu einem Auflagepunkt auf dem Sattel 16.
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Für die Berechnung der Masse des Sattelaufliegers 13 und seiner Beladung werden bekannte Parameter von Zugfahrzeug 10 und Sattelauflieger 13 mit gemessenen Daten rechnerisch verknüpft. Gemessene Daten sind die sich aus den Signalen der Balgdrucksensoren ergebenden Balgdrücke an den Hinterachsen 12, 14. Hinsichtlich der bekannten Parameter kann noch unterschieden werden zwischen den im Steuergerät 19 eines Anhängers typischerweise gespeicherten Daten einerseits und den zusätzlich zu berücksichtigenden Daten andererseits, die aber ebenfalls bekannt sind und beispielsweise zusätzlich in einem der Steuergeräte 18, 19 abgelegt werden können. Die Berechnung kann dann wie folgt durchgeführt werden:
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Typische gespeicherte Daten:
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- • Achslast Anhänger leer: AL_ANH_leer
- • Achslast Anhänger beladen: AL_ANH_beladen
- • Balgdruck Anhänger leer: P_Balg_ANH_leer
- • Balgdruck Anhänger beladen P_Balg_ANH_beladen
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Zusätzlich gespeicherte Daten:
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- • Gesamtmasse leerer Anhänger: M_ANH_leer-
- • Radstand Motorwagen: S_MW
- • Sattelvormaß: SV_MW
- • Achslast Motorwagen Hinterachse leer: AL_MW_HA_leer
- • Achslast Motorwagen Hinterachse beladen: AL_MW_HA_beladen
- • Balgdruck Motorwagen Hinterachse leer: P_Balg_MW_HA_leer
- • Balgdruck Motorwagen Hinterachse beladen P_Balg_MW_HA_beladen
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Die Daten mit dem Attribut ”leer” beziehen sich auf einen Lastzug ohne Ladung. Die Daten mit dem Attribut ”beladen” beziehen sich auf einen voll beladenen Lastzug mit Achslasten entsprechend den maximal zulässigen Achslasten.
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Gemessene Werte:
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- • Balgdruck Anhänger: P_Balg_ANH
- • Balgdruck Hinterachse Motorwagen: P_Balg_MW_HA
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Berechnete, aktuelle Werte:
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- • Aktuelle Achslast Motorwagen Hinterachse AL_MW_HA_aktuell
- • Aktuelle Achslast Anhänger AL_ANH_aktuell
- • Aktuelle Stützlast Anhänger SL_ANH_aktuell
- • Gesamtmasse Anhänger: Masse_ANH_aktuell
- • Beladung Anhänger: Beladung_ANH_aktuell
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Dabei ergeben sich die berechneten Werte aus folgenden Gleichungen:
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Aktuelle Achslast Motorwagen Hinterachse:
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AL_MW_HA_aktuell = AL_MW_HA_leer + (AL_MW_HA_beladen – AL_MW_HA_leer)·(P_Balg_MW_HA – P_Balg_MW_HA_leer)/(P_Balg_MW_HA_beladen – P_Balg_MW_HA_leer)
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Aktuelle Achslast Anhänger:
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AL_ANH_aktuell = AL_ANH_leer + (AL_ANH_beladen – AL_ANH_leer)·(P_Balg_ANH – P_Balg_ANH_leer)/(P_Balg_ANH_beladen – P_Balg_ANH_leer)
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Aktuelle Stützlast Anhänger:
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SL_ANH_aktuell = (AL_MW_HA_aktuell – AL_MW_HA_leer)·S_MW/(S_MW – SV_MW)
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Gesamtmasse Anhänger:
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Masse_ANH_aktuell: SL_ANH_aktuell + AL_ANH_aktuell
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Beladung Anhänger:
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Beladung_ANH_aktuell = Masse_ANH_aktuell – M_ANH_leer
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Am Sattelauflieger 13 ist ein Display 22 vorgesehen, auf dem das Ergebnis der Berechnung ständig oder auf Anfrage ausgegeben wird. Bedienungspersonen können sich so ohne Zeitverzug über die aktuelle Beladung und Gesamtmasse des Sattelaufliegers 13 informieren.
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In die Berechnung einfließen kann auch die aktuelle Neigung von Zugfahrzeug 10 und Sattelauflieger 13. Beide Fahrzeuge sind mit Neigungssensoreinheiten 23, 24 ausgestattet. Jede Neigungssensoreinheit 23, 24 enthält einen Querbeschleunigungssensor und/oder einen Längsbeschleunigungssensor. Die ermittelten Neigungsdaten fließen in die Berechnung ein. Je größer die aktuelle Neigung ist, umso geringer sind die von den Balgdrucksensoren gemessenen Werte (bei gleicher Beladung) und müssen nach oben korrigiert werden. Die Neigungssensoreinheiten 23, 24 sind über Kabel an die Steuergeräte 18, 19 angeschlossen oder in diese integriert.
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Den Steuergeräten 18, 19 zugeordnet, entweder integriert oder außerhalb derselben, sind WLAN-Module und/oder Funkschnittstellen nach einem Mobilfunkstandard (GSM, UMTS, LTE) als Sender. Über das WLAN-Modul des Steuergerätes 18 können die vom Balgdrucksensor im Luftfederbalg 20 ermittelten Signale/Daten an das Steuergerät 19 im Sattelauflieger 13 übermittelt werden. Möglich ist auch eine kabelgebundene Übermittlung über eine üblicherweise vorhandene, nicht gezeigte elektrische Verbindung nach ISO 11992 oder über Leitungen nach anderen Standards.
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Die Übertragung der Daten kann auch in anderer Richtung erfolgen, nämlich vom Steuergerät 19 zum Steuergerät 18 des Zugfahrzeugs 10. Die Masse des Anhängers und die Beladung des Anhängers werden dann im Steuergerät 18 des Zugfahrzeugs 10 berechnet.
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Ausgehend von einer Berechnung der Daten im Steuergerät 19 des Sattelaufliegers 13 ist dem Steuergerät 19 (integriert oder außerhalb derselben) eine Funkschnittstelle zugeordnet. Mittels der Funkschnittstelle werden die berechneten Ergebnisse und/oder Signale/Daten an einen externen Empfänger übermittelt. Dieser kann beispielsweise mit einem Portal zur Abrechnung oder mit einer Datenbank des Betreibers des Sattelaufliegers 13 verbunden sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.11 [0015]
- ISO 11992 [0035]
