DE10058045B4

DE10058045B4 - Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen

Info

Publication number: DE10058045B4
Application number: DE2000158045
Authority: DE
Inventors: Otmar Hörmansdorfer; Eduard Fux; Manfred Schuldhaus
Original assignee: MAN SONDERFAHRZEUGE AG WIEN; MAN Nutzfahrzeuge Oesterreich AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-11-23
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: DE10058045A1; ATA210099A; AT408636B

Abstract

Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, die getrennte, voneinander unabhängig regel- und steuerbare Luftfederungskreise für die linke und rechte Fahrzeugseite aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
– dass ein Messgerät (5) vorgesehen ist, das mittels eines Schalters (6) ein- und ausschaltbar ist, auf einen Norm-Eingangssignalbereich, insbesondere von 0–10 V, konfiguriert ist und in dem die Werte der Luftfederkennlinien sowie der ungefederten Massen des Fahrzeugs abgespeichert sind,
– dass je Luftfederungskreis (2, 3) ein in diesem den herrschenden Druck erfassender und in einen, insbesondere zwischen 4–20 mA liegenden, elektrischen Stromwert I₁, I₂ umwandelnder Drucksensor (S1, S2) vorgesehen ist,
– dass eine Signalaufbereitungseinheit (7) vorgesehen ist, von der die von den beiden Drucksensoren (S1, S2) gelieferten Stromwerte I₁, I₂ in einem addierten Stromwert I_ges addierbar sind,
– dass ein Messwiderstand/Shunt (11) vorgesehen ist, dem der von der Signalaufbereitungseinheit (7) aus den von den beiden Sensoren...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, die getrennte, voneinander unabhängig regel- und steuerbare Luftfederungskreise für die linke und rechte Fahrzeugseite aufweisen.
Der Erfindung liegt folgender Stand der Technik und basierend hierauf folgende Problematik zugrunde.
Bei luftgefederten Fahrzeugen ist der in den Luftfederbälgen herrschende Federungsdruck proportional zur Tragkraft. Addiert man zur Tragkraft den Wert der ungefederten Massen des Fahrzeugs, erhält man eine sehr präzise Aussage über die tatsächliche Achslast. Ein Achslast-Meßsystem für übliche Einkreisluftfederungssysteme ist mit geringem Aufwand mit handelsüblichen Industrie-Druckmeßsystemen darstellbar. Beispielsweise ist für VOLVO-Lastkraftwagen ein solches Achslastmeßsystem als Zubehör erhältlich. Dabei kommt ein Meßsystem zur Anwendung, das mit einem Sensor den aktuellen Druck im Luftfederungskreis erfaßt, in einen proportionalen elektrischen Wert umwandelt, diesen in einen Achslastwert umrechnet und an einem Display in Tonnen mit einer Dezimalstelle zur Anzeige bringt.

Ein vergleichbares Achslastmeßsystem für einkreisig luftgefederte Fahrzeuge ist auch aus der DE 2944248 A1 bekannt. Dabei ist jeder Luftfeder dieser einkreisigen Luftfederungsanlage ein Druck-Spannungs-Wandler zugeordnet, der ein dem Druck proportionales elektrisches Spannungssignal erzeugt. Alle Spannungssignale werden aufsummiert und aus ihnen ein Spannungsmittelwert gebildet, der repräsentativ für die Beladung des Fahrzeugs sein soll.

Bei Fahrzeugen jedoch mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite, in denen zur Balancierung von unsymmetrischer Ladung zwangsläufig auch unterschiedliche Luftfederbalgdrücke auf der linken und rechten Fahrzeugseite einstellbar sind, ist das vorgenannte Einkreis-Meßsystem nicht sinnvoll einsetzbar. Dies deswegen, weil es quasi nach dem Zufallsprinzip entweder nur den höheren oder den niedrigeren Druck sensieren könnte, was einen verfälschten Anzeigewert ergeben würde.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für ein Fahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite eine Vorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine präzise Erfassung der auf beiden Fahrzeugseiten herrschenden Luftfederungsdrücke und Umsetzung dieser Messwerte in eine repräsentative Achslastanzeige ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtungsteilen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen einfachen schaltungsmäßigen Aufbau aus und läßt sich auch vergleichsweise kostengünstig realisieren. Es kann ein handelsübliches Meßgerät verwendet werden, weil die Aufbereitung der beiden je Fahrzeugseite erfaßten Meßwerte extern desselben erfolgt, und zwar durch Addition der diesbezüglichen Stromwerte in einer Signalaufbereitungseinheit zu einem Stromgesamtwert und anschließendes Erzeugen eines proportionalen Spannungsabfalls am eigenständigen Messwiderstand/Shunt mittels des addierten Stromwertes. Der hieraus erhaltene Spannungswert wird im Meßgerät in einen entsprechenden Achslastwert umgesetzt, der dann als konkrete Achslast in Tonnen, z. B. digital mit wenigstens einer Dezimalstelle, am Display zur Anzeige gebracht wird.

Nachfolgend sind die erfindungsgemäße Vorrichtung und das mit ihr durchführbare Verfahren anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 schematisch Teile der beiden einer Achse zugehörigen Luftfederungskreise eines Fahrzeuges und der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 den elektrischen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 den elektrischen Schaltplan der Ausführungsform gemäß 2 um verschiedene Schaltvorrichtungen ergänzt.
In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile bzw. Teil derselben mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Erfindung kann bei jeder Art von Fahrzeug, insbesondere aber Lastkraftwagen, zur Anwendung kommen, bei dem die Gefahr einer Überladung oder einer zu starken Achsbelas tung durch Überladung besteht, und das über zwei getrennte Luftfederungskreise für die linke und rechte Fahrzeugseite verfügt.
Das betreffende Fahrzeug besitzt grundsätzlich wenigstens eine luftgefederte Achse, die in 1 durch die strich-punktierte Linie 1 angedeutet ist, und zwei getrennte Luftfederungskreise 2, 3 für die linke und rechte Fahrzeugseite. Am linksseitigen Luftfederungskreis 2 sind die beiden Luftfederbälge 2/1, 2/2 für die linksseitige Federung der Achse 1 angeschlossen und am rechtsseitigen Luftfederungskreis 3 sind die beiden Luftfederbälge 3/1, 3/2 für die rechtsseitige Federung der Achse 1 angeschlossen. Mit 4 ist ein Regler bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Meßgerät 5, das mittels eines Schalters 6 ein- und ausschaltbar ist, zwei Drucksensoren S1, S2, einer eigenständigen Signalaufbereitungseinheit 7 und einem Display 8. Die Drucksensoren S1, S2 sind jeweils über einen Druck-Messpfad 2/3 bzw. 3/3 mit integrierter Drosselstelle 2/4 bzw. 3/4 am linken bzw. rechten Luftfederungskreis 2 bzw. 3 angeschlossen und wandeln den jeweils erfaßten Luftdruck in einen elektrischen Stromwert I₁ bzw. I₂ um, der z. B. zwischen 4 und 20 mA liegt. Diese beiden Stromwerte I₁, I₂ werden getrennt voneinander über je eine Signalleitung 9, 10 der Signalaufbereitungseinheit 7 zugeführt und dann innerhalb derselben elektrisch addiert. Der addierte Stromwert I_ges wird anschließend über einen ebenfalls ein Teil der Signalaufbereitungseinheit 7 bildenden Messwiderstand/Shunt 11 geleitet. Schaltungsmäßig gesehen bildet der Messwiderstand/Shunt 11 mit dem Innenwiderstand R_i des Meßgerätes 5 einen Spannungsteiler, wobei der Innenwiderstand R_i des Meßgerätes 5 wesentlich größer ist als der Widerstand R_mes des Messwiderstandes/Shunt 11. Am Messwiderstand/Shunt 11 bewirkt der addierte Stromwert I_ges einen Spannungsabfall U_mes von beispielsweise 2 bis 10 V, der dem Meßgerät 5 über Leitung 12 zugeführt wird und zwischen dessen Anschlusspins e und f anliegt. Die Anschlusspins a und b des Meßgerätes 5 dienen zu dessen Stromversorgung aus dem 24V-DC-Bordnetz des Fahrzeugs.
Das Display 8 kann als eigenständiges Bauteil vorgesehen sein, bildet vorzugsweise aber ebenso wie der Schalter 6 mit dem Meßgerät 5 eine bauliche Einheit.
Das Meßgerät 5 mit Schalter 6 und 4-stelligem Digital-Display 8 ist an einer vom Fahrer des Fahrzeugs gut einsehbaren Stelle, insbesondere am Armaturenbrett, angeordnet. Auf dem Display 8 ist der vom Meßgerät 5 errechnete Achslastwert zur Anzeige bringbar.
Das Meßgerät 5 ist auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0 bis 10 V konfiguriert. Außerdem sind in dem Meßgerät 5 die Werte der Luftfederkennlinien der beiden Luftfederungskreise 2, 3 und der ungefederten Massen des Fahrzeugs abgespeichert. Das Meßgerät 5 besitzt einen Rechner, mit dem der am Messwiderstand/Shunt 11 abfallende Spannungswert U_mes unter Berücksichtigung der vorgenannten abgespeicherten Werte in einen Achslastwert umrechenbar ist, der dann am Display 8 zur Anzeige bringbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt ein Messen und Anzeigen der Achslast (im Beispiel der Achse 1) verfahrensmäßig wie folgt:
Sobald das Meßgerät 5 aktiviert ist – durch Betätigung des Schalters 6 –, wird der in jedem der beiden Luftfederungskreise 2, 3 mittels der beiden Drucksensoren S1, S2 erfaßte Druck in einen z. B. zwischen 4–20 mA liegenden elektrischen Stromwert I₁ bzw. I₂ umgewandelt. Diese beiden Stromwerte I₁, I₂ werden dann in der Signalaufbereitungseinheit 7 elektrisch addiert und als in einem Bereich von beispielsweise zwischen 8 und 40 mA liegender Gesamtstrom I_ges über den Messwiderstand/Shunt 11 geleitet, wodurch an diesem eine proportionale, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangssignalbereiches des Meßgerätes 5 von beispielsweise 0–10 V liegende Spannung U_mes abfällt. Diese Spannung U_mes wird dem Meßgerät 5 zugeführt und in diesem unter Berücksichtigung der abgespeicherten Werte der Luftfederkennlinien und ungefederten Fahrzeug-Massen in einen aktuellen Achslastwert umgerechnet. Dieser wird anschließend auf dem Display 8 in Tonnen zur Anzeige gebracht, im dargestellten Beispiel digital mit zwei oder drei Dezimalstellen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich, weil das verwendete Meßgerät 5 über zwei Signalausgänge (Output 1, Pin c und Output 2, Pin d) verfügt, auch hervorragend dazu, zwei unterschiedliche Schaltbefehle im Fahrzeug zu initiieren. Hierzu sind im Meßgerät 5 beispielsweise zwei verschiedene Achslastwerte abgespeichert, die mit dem errechneten aktuellen Achslastwert verglichen werden. Bei Übereinstimmung des jeweiligen abgespeicherten Achslastwertes mit dem errechneten Achslastwert wird vom Meßgerät 5 ein Schaltsignal erzeugt und zum Output 1 (Pin c) oder Output 2 (Pin d) geleitet, mit welchen Schaltsignal ein angeschlossener Schaltkreis 13 bzw. 14 aktivierbar oder unterbrechbar ist, um eine Maßnahme, z. B. einen Arbeitsvorgang wie Heben, Senken, Pressen oder dergleichen, durchzuführen oder zu beenden.

Claims

Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, die getrennte, voneinander unabhängig regel- und steuerbare Luftfederungskreise für die linke und rechte Fahrzeugseite aufweisen, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Messgerät (5) vorgesehen ist, das mittels eines Schalters (6) ein- und ausschaltbar ist, auf einen Norm-Eingangssignalbereich, insbesondere von 0–10 V, konfiguriert ist und in dem die Werte der Luftfederkennlinien sowie der ungefederten Massen des Fahrzeugs abgespeichert sind, – dass je Luftfederungskreis (2, 3) ein in diesem den herrschenden Druck erfassender und in einen, insbesondere zwischen 4–20 mA liegenden, elektrischen Stromwert I₁, I₂ umwandelnder Drucksensor (S1, S2) vorgesehen ist, – dass eine Signalaufbereitungseinheit (7) vorgesehen ist, von der die von den beiden Drucksensoren (S1, S2) gelieferten Stromwerte I₁, I₂ in einem addierten Stromwert I_ges addierbar sind, – dass ein Messwiderstand/Shunt (11) vorgesehen ist, dem der von der Signalaufbereitungseinheit (7) aus den von den beiden Sensoren (S1, S2) abgegebenen Stromwerten I₁, I₂ addierte Stromwert I_ges zugeführt wird und der einen diesem addierten Stromwert I_ges proportionalen, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangssignalbereiches des Meßgerätes (5) liegenden Spannungsabfall U_mes erzeugt, – dass das Messgerät (5) einen Rechner aufweist, mit dem der am Messwiderstand/Shunt (11) abfallende Spannungswert U_mes unter Berücksichtigung der abgespeicherten Werte der Luftfederkennlinien und der ungefederten Massen des Fahrzeugs in einen Achslastwert umrechenbar ist, – und dass im Fahrzeug ein Display vorgesehen ist, das den errechneten Achslastwert zur Anzeige bringt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand/Shunt (11) Bestandteil der dem Messgerät (5) vorgeordneten Signalaufbereitungseinheit (7) ist, in der die von den beiden Drucksensoren (S1, S2) gelieferten Stromwerte I₁, I₂ elektrisch addierbar und anschließend als addierter Stromwert I_ges über den Messwiderstand/Shunt (11) leitbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand/Shunt (11) in Verbindung mit dem Innenwiderstand R_i des Meßgerätes (5) schaltungsmäßig einen Spannungsteiler bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Display (8) und der Schalter (6) mit dem Mesgerät (5) eine bauliche Einheit bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (5) mit Display (8) und dem Schalter (6) an einer vom Fahrer des Fahrzeugs gut einsehbaren Stelle, insbesondere am Armaturenbrett, angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Messgerät (5) zwei verschiedene Achslastwerte abgespeichert sind, die mit der erfaßten und in einen elektrischen Messwert umgesetzten aktuellen Achslast-Istwert verglichen werden, und dass bei Übereinstimmung eines jeden abgespeicherten Achslastwertes mit dem aktuellen Achslast-Istwert jeweils ein Schaltsignal erzeugbar ist, mit dem ein von zwei verschiedenen Signalausgängen (Output 1, Output 2) des Meßgerätes (5) angeschlossener Schaltkreis (13, 14) aktivierbar oder unterbrechbar ist, um eine Maßnahme, einen Arbeitsvorgang oder dergleichen durchzuführen oder zu beendigen.