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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung.
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Ein
Beispiel eines Aufbaus gemäß einer
gewöhnlichen
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung wird mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben. 7 ist eine schematische
Darstellung eines Achsenbereichs eines Fahrzeugs, an welchem die
gewöhnliche
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung befestigt ist. 8 ist eine perspektivische Ansicht der
Achse.
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In 7 und 8 sind ein innerer Reifen 1 und
ein äußerer Reifen 2,
welche einen Doppelreifen für
ein Hinterrad eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Lastkraftwagens
ausgestalten, an den beiden Enden der Achse 4 entsprechend
befestigt, welche ein rundes Loch 6 im Zentrum aufweist.
In einem mittleren Bereich zwischen dem runden Loch 6 und
dem Ende der Achse ist ein Blattfeder-Montagebereich 5a vorgesehen.
Eine Blattfeder 5 ist auf der Oberseite des Blattfeder-Montagebereichs 5a befestigt.
Ein Verformungssensor 3 als Verformungserfassungs-Mittel,
welches die Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung ausbildet, ist an jeder
Oberseite der Achse 4 zwischen den Enden der Achse 4 und
dem Blattfeder-Montagebereich 5a befestigt. Das Ladegewicht des
Fahrzeugs (eine Last auf einem Träger) wird über die Blattfeder 5 von
der Achse abgestützt.
Die Achse 4 ist durch ein Biegemoment aus dem Ladegewicht
beansprucht. Der Verformungssensor 3 detektiert das Biegemoment
zum Messen der Last auf dem Träger.
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In
der Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung, welche das Biegemornent an
der Achse 4 durch Befestigung des Verformungssensors 3 auf
der Oberseite der Achse 4 detektiert, weist ein gemessener Wert
der Last keinen Messfehler auf, wenn die Reifen-Bodenberührungspunkte
der Doppelreifen auf den Hinterrädern
sich nicht ändern
würden,
da das Biegemoment proportional zu der Belastung ist. Der Reifen-Bodenberührungspunkt
wird hier durch einen Punkt äquivalent
zu dem Doppelreifen mit dem inneren Reifen 1 und dem äußeren Reifen 2 definiert.
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Der
Reifen-Bodenberührungspunkt
wird jedoch leicht durch den Zustand der Straße oder durch Änderung
des Reifenluftdrucks verändert
und die detektierte Verformung kann sich durch Änderung des Biegemoments ändern, auch
wenn die Last konstant ist. Der gemessene Wert der Last enthält deshalb
einen Messfehler.
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Der
Messfehler in dem gemessenen Wert der Last wird wie folgt beschrieben.
Ein gerader Träger
(entspricht der Achse 4 in 7 und 8) mit einem konstanten
Wirkungsquerschnitt entlang der axialen Richtung unter einem einheitlichen
Biegemoment wird diskutiert.
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9 zeigt den gebogenen geraden
Träger unter
der oben genannten Bedingung, die Verteilung der Biegespannung und
die Verteilung der Scherspannung. Die Längsverformung ȧ, welche
an einer Position mit einem Abstand y von der neutralen Ebene NN' des geraden Trägers 4 ohne
Dehnung und Stauchung erzeugt wird, ist durch die folgende Formel
F1 definiert: ȧ =
(M/EI)y (F1);
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Hierin
ist M das Biegemoment, E ist der Elastizitätsmodul in Längsrichtung
und I ist das Flächenträgheitsmoment.
Die Längsspannung ε durch Biegung
sei die maximale Zugverformung ε1
an einer Unterseite des geraden Trägers und sei die maximale Druckverformung ε2 an einer
Oberseite des geraden Trägers.
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Ein
Biegemoment und eine Scherspannung wirken im Allgemeinen auf einen
Wirkungsquerschnitt eines Trägers
ein, wenn der Träger
eine Querlast aufweist. In 9,
wirkt das Biegemoment zwischen C und D in dem Träger und die Scherspannung und
das Biegemoment wirken zwischen A und C oder D und B auf die äußere Oberfläche des
Trägers
ein. Die Scherspannung τ ist
so verteilt, dass sie den maximalen Wert in Höhe der neutralen Ebene hat
und dass sie null ist an der Oberseite und an der Unterseite des
Trägers.
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Die
Verformungssensoren 3, welche in 7 und 8 gezeigt
sind, werden im Allgemeinen an der oberen Oberfläche der Achse 4 zum
Detektieren der Druckverformung durch das Biegemoment befestigt.
Die tatsächliche
Achse 4 ist so ausgebildet, dass der Wirkungsquerschnitt
von dem Blattfeder-Montagebereich 5a in
Richtung zu ihrem Endteil reduziert ist. Das Flächenträgheitsmoment ist kleiner an
der äußeren Seite
(dem Endteil) der Blattfeder. Daher ist deren Verformung bei gleichem
Wert des Biegemoments größer. Die
Verformung wird deshalb einfacher an der äußeren Seite der Blattfeder nahe
dem Blattfeder-Montagebereich detektiert.
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Das
Ladegewicht wirkt an einer Position des Blattfeder-Montagebereichs 5a als
ein Aktionspunkt auf die Achse 4 ein. Das Biegemoment wird
durch das Ladegewicht erzeugt und die Reaktionskraft wird an dem
Reifen-Bodenberührungspunkt
erzeugt. Diese Bedingung kann als derartige Bedingung betrachtet
werden, dass die konzentrierten Lasten WA und WB aus dem Ladegewicht auf die Aktionspunkte
eines gelenkig abgestützten
Trägers
(entspricht der Achse 4) einwirken. Die Kräfte, welche
auf den gelenkig abgestützten
Träger
wirken, sind in den 10A und 10B gezeigt.
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In 10A werden die Reaktionskräfte RA, RB, welche an
den Reifen-Bodenberührungspunkten erzeugt
werden, durch die folgenden Formeln F2, F3 definiert: RA =
{WA (b + c) + WBb}/(a
+ b + c) (F2); RB =
{WAa + WB (a + c)}/(a
+ b + c) (F3);
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Hier
ist a ein Abstand von dem Reifen-Bodenberührungspunkt A an einem Ende
des gelenkig abgestützten
Trägers
zu dem Aktionspunkt C, b ist ein Abstand von dem Reifen-Bodenberührungspunkt B
an dem anderen Ende des gelenkig abgestützten Trägers zu dem Aktionspunkt D
und c ist ein Abstand zwischen C und D.
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Unter
Definition von x als irgendein Abstand von dem Aktionspunkt C in
Richtung des Aktionspunktes D, wird die Beziehung zwischen der Scherkraft
F, der Reaktionskraft R am Bodenberührungspunkt und dem Biegemoment
mit folgenden Formeln angegeben:
- Bereich zwischen A und
C (–a ≤ x ≤ 0) F = RA (F4); M = RA(x
+ a) (F5);
- Bereich zwischen C und D (0 ≤ x ≤ c) F = RA – WB (F6); M = RA(x
+ a) + WAx = RAa
+ (RA + WA)x (F7);
- Bereich zwischen D und B (c ≤ x ≤ b + c) F = RA – WA – WB = –RB (F8); M = RB(b
+ c – x) (F9);
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Wenn
das Ladegewicht als äquidistant
geteilte Lasten auf den Träger
einwirkt, werden die Reaktionskräfte
und die Biegemomente am Bodenberührungspunkt
durch folgende Formeln angegeben, wobei definiert wird: WA = WB = W. RA =
W(2b + c)/(a + b + c) (F10); RB =
W(2a + c)/(a + b + c) (F11); MA =
Wa(2b + c)/(a + b + c) (F12); MB =
Wb(2a + c)/(a + b + c) (F13);
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Der
Reifen-Bodenberührungspunkt
wird leicht durch Stöße oder
durch Schrägstellung
einer Last oder durch den Zustand des Reifenluftdrucks verändert. Unter
der Annahme, dass die Bodenberührungspunkte
A und B nach A'(>A) und B'(>B) geändert
werden, werden die Reaktionskraft an dem Bodenberührungspunkt
und das Biegemoment deshalb, wie gezeigt in 10B, beeinflusst.
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Wenn
sich die Abstände
a, b bezüglich
des Abstandes a' =
a + Δa und
des Abstandes b'=
b + Δb entsprechend ändern, wird
ein Änderungsbetrag ΔM eines Biegemoments
wie folgt berechnet: ΔMA = (∂MA/∂a)Δa + (∂MA/∂b)Δb =
=
W{(b + c)(2b + c)Δa
+ a(2a + c)Δb}/(a
+ b + c)2 (F14); ΔMB =
(∂MB/∂a)Δa + (∂MB/∂b)Δb =
=
W{b(2b + c)Δa
+ (a + c)(2a + c)Δb}/(a
+ b + c)2 (F15); ΔMA + ΔMB = W {(2b + c)2Δa + (2a +
c)2Δb}/(a
+ b + c)2 (F16);
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Gemäß den obigen
Formeln F14, F15, F16 ist es verständlich, dass ein Fehler des
Ergebnisses aufgrund der Änderung
des Reifen-Bodenberührungspunktes
nicht vermieden werden kann, wenn das Ladegewicht mit den detektierten
Ausgangsgrößen der
Druckverformungen aus den Biegemomenten, welche an einem oder zwei
Punkten der Verformungssensoren 3 auf der Achse 4 detektiert
wurden, berechnet wird.
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Um
den oben genannten Nachteil zu bewältigen, ist es ein Ziel dieser
Erfindung, eine verbesserte Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung bereitzustellen.
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Gelöst wird
dies mit einer Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung, welche ein Ladegewicht
exakt durch Reduzieren des Effekts der Änderung der Reifen-Bodenberührungspunkte
ermittelt.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, weist eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung gemäß dieser
Erfindung erste Verformungserfassungs-Mittel zum Detektieren der
Verformung einer Achse, zweite Verformungserfassungs-Mittel zum
Detektieren der Verformung der Achse, Aufsummierungs-Mittel zum
Summieren der Ausgangsgrößen der
ersten und zweiten Verformungserfassungs-Mittel und Berechnungs-Mittel
zum Berechnen einer Last mit einer aufsummierten Ausgangsgröße der Aufsummierungs-Mittel
auf. Die Verformung der Achse wird durch die Scherkraft bewirkt,
welche auf die Achse einwirkt. Die ersten Verformungserfassungs-Mittel werden
auf einer Seitenfläche
der Achse zwischen einem Lastpunkt und einem Ende der Achse des Fahrzeugs
befestigt. Die zweiten Verformungserfassungs-Mittel werden auf der
Seitenfläche
der Achse zwischen dem Lastpunkt und dem anderen Ende der Achse
des Fahrzeugs befestigt.
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Gemäß der oben
genannten Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung, kann das Ladegewicht
exakt durch das Reduzieren der Fehler, welche aufgrund der Änderung
der Reifen-Bodenberührungspunkte auftreten,
gemessen werden.
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Die
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung wird in der oben genannten Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung
mehr dadurch spezifiziert, dass die ersten und die zweiten Verformungserfassungs-Mittel
in Höhe
der neutralen Ebene des Biegemoments auf der Seitenfläche der
Achse befestigt werden.
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Das
Ladegewicht kann gemäß der oben
genannten Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung exakt ohne Auswirkungen
der Biegemomente gemessen werden.
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Die
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung wird ferner in der oben genannten
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung dadurch spezifiziert, dass die ersten
und die zweiten Verformungserfassungs-Mittel mit einem vorbestimmten
Neigungswinkel gegen eine Achsenrichtung der Achse befestigt werden
sollen.
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Das
Ladegewicht kann gemäß der oben
genannten Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung durch die Erfassung der
Druckverformungen aufgrund von Scherkräften exakt gemessen werden.
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Die
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung wird ferner in der oben genannten
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung dadurch spezifiziert, dass der vorbestimmte
Winkel 45 Grad ist.
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Das
Ladegewicht kann exakt gemäß der oben
genannten Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung durch Detektieren der Druckverformungen
aufgrund von Scherkräften äußerst empfindlich
gemessen werden.
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Die
oben genannten und andere Ziele und Merkmale dieser Erfindung werden
aufgrund der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den anhängenden
Figuren hinzugenommen wird, offensichtlicher.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Bereichs einer Achse eines Fahrzeugs,
an welcher eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung
gemäß dieser
Erfindung installiert ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Achse in 1;
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3 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
der 1;
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4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Beispiel einer
Ausgestaltung des Verformungssensors in 1 zeigt;
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5 eine
schematische Darstellung zum Erklären einer Aktivität einer
Scherkraft;
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6 ein
Flussdiagramm der Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung gemäß dieser
Erfindung;
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7 eine
schematische Darstellung eines Bereichs einer Achse eines Fahrzeugs,
an welcher eine gewöhnliche
Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung installiert ist;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer Achse aus 7;
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9 eine
schematische Darstellung zum Zeigen eines gebogenen geraden Trägers, einer
Verteilung einer Biegespannung und einer Verteilung einer Scherspannung;
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10A eine schematische Darstellung zum Erklären der
Beziehung zwischen Kräften,
welche auf einen Träger
einwirken;
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10B eine schematische Darstellung zur Erklärung der
Beziehung zwischen Kräften,
welche auf einen Träger
bei geänderten
Bodenberührungspunkten
einwirken; und
Tabelle 1 die Fehlerverhältnisse entsprechend den jeweiligen
Zuständen
der Änderungen
der Reifen-Bodenberührungspunkte.
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Ein
Ausführungsbeispiel
gemäß dieser
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren erklärt. 1 ist
eine schematische Darstellung eines Bereichs einer Achse eines Fahrzeugs,
an welcher eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung gemäß dieser
Erfindung installiert ist. 2 ist eine
perspektivische Ansicht einer Achse.
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In 1 und 2 sind
ein innerer Reifen 1 und ein äußerer Reifen 2, welche
einen Doppelreifen für
ein Hinterrad eines Fahrzeugs wie beispielsweise eines Lastkraftwagens
ausgestalten, an den beiden Enden der Achse 4 befestigt,
welche ein rundes Loch 6 in ihrer Mitte aufweist. In den
mittleren Bereichen zwischen dem runden Loch 6 und den
beiden Enden der Achse 4, ist jeweils ein Blattfeder-Montagebereich 5a vorgesehen.
Eine Blattfeder 5 ist auf der Oberseite des Blattfeder-Montagebereichs 5a befestigt.
Das Ladegewicht des Fahrzeugs (eine Last auf einem Träger) wird über die
Blattfeder 5 von der Achse 4 abgestützt.
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Verformungssensoren 3A, 3B sind
als Verformungserfassungs-Mittel,
welche die Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung gemäß dieser Erfindung ausgestalten,
jeweils auf jeder Seitenfläche
der Achse 4 zwischen einem Ende der Achse 4 und
den Blattfeder-Montagebereichen 5a und zwischen dem anderen
Ende der Achse 4 und den anderen Blattfeder-Montagebereichen 5a befestigt.
Zwei Verformungssensoren 3A, 3B sind an den jeweiligen
Positionen mit dem gleichen Abstand von dem runden Loch 6 der
Achse 4 zu jedem Ende befestigt, mit anderen Worten, an
den jeweiligen Positionen, welche symmetrisch zu dem Mittelpunkt
des runden Lochs 6 sind.
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht der 1.
Der Verformungssensor 3A ist in Höhe der neutralen Ebene des
Biegemoments auf einer Seitenfläche
der Achse 4 mit einem vorbestimmten Neigungswinkel Θ gegen eine
Achse (Horizontallinie) der Achse 4, wie gezeigt in 3,
befestigt. Der vorbestimmte Winkel Θ kann irgendein Winkel sein,
wobei aber der bevorzugteste Winkel in 3 45 Grad ist.
Der Verformungssensor 3B ist ebenfalls mit einem Neigungswinkel
von 45 Grad befestigt.
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4 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche ein Beispiel
einer Ausgestaltung der Verformungssensoren 3A, 3B zeigt.
Das Beispiel der Ausgestaltung der Verformungssensoren 3A, 3B ist
in dem Dokument des japanischen Patents 2002-71437 offenbart. Der
Verformungssensor 3 weist ein Gehäuse 30, welches eine
rechtwinklige festkörperähnliche äußere Schale
ausbildet, eine Schalterplatte 31, ein Bodenbauteil 32 und
stützende Stabelemente 36A, 3bB auf.
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Ein
Sensorelement 35 zum Detektieren der Verformung wird auf
dem Bodenbauteil 32 befestigt. Das Sensorelement 35 ist
durch Ausbilden eines Metallfolien-Drucksensors auf einem Substrat,
welches ähnlich
einer langen Dünn-Platte
aus einem Metall, wie beispielsweise, ein rostfreier Stahl hergestellt
ist, ausgestaltet. Das Sensorelement 35 detektiert eine Verformung
unter der Anwendung, dass der Widerstand des Metallfolien-Drucksensors
entsprechend einer Last auf dem Metallsubstrat geändert wird.
Die Last auf dem Substrat wird gemäß einer Verformung eines Befestigungs-Stabelements übertragen,
auf welchem fixierende Verbindungselemente 32A, 32B ausgebildet
sind und sich von den Enden des Bodenbauteils 32 erstrecken,
wobei die Verbindungselemente 32A, 32B fixiert
und angeschweißt
sind. Das Bodenbauteil 32 weist zwei Löcher 32C und 32D auf. Die
Enden der abstützenden
Stabelemente 36A, 36B werden in die Löcher 32C und 32D eingesetzt
und das Bodenbauteil 32 ist mit der Schalterplatte 31 gekoppelt.
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Die
anderen Enden der abstützenden
Stabelemente 36A bzw. 36B werden jeweils in die
Löcher 31A, 31B,
welche in der Schaltplatte 31 vorgesehen sind, eingesetzt.
Ein Verstärker 18A zum
Verstärken der
detektierten Ausgangsgröße von dem
Sensorelement 35 ist auf der Schalterplatte 31 befestigt.
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Das
Gehäuse 30 ist
befestigt, um die Schalterplatte 31 und das Bodenbauteil 32,
welche, wie oben dargestellt, gekoppelt sind, abzudecken. Wenn das
Gehäuse 30 befestigt
ist, wird das fixierende Verbindungselement 32A des Bodenbauteils 32 in
einen konkaven Ausschnitt 30A, welcher an einem Öffnungsrand
bei einer Seitenwand des Gehäuses 30 ausgebildet
ist, eingesetzt und das fixierende Verbindungselement 32B wird
in einen nicht gezeigten konkaven Ausschnitt, welcher an einem Öffnungsrand bei
einer gegenüberliegenden
Seitenwand des Gehäuses 30 ausgebildet
ist, eingesetzt. Ein Führungsdraht 34 zum Übertragen
eines Signals einer Gewichtsdetektion wird mittels einer fixierenden
Metallklammer 33 elektrisch mit dem Gehäuse 30 gekoppelt.
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Die
Verformungssensoren 3A, 3B, welche wie gezeigt
in 4 ausgestaltet sind, sind derart befestigt, um
die entsprechenden Ausrichtungen der Sensorelemente 35 längs gerichtet
um 45 Grad gegen die Achse der Achse 4 geneigt, wie gezeigt
in 3, anzuordnen.
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Der
Verformungssensor 3 ist, wie oben erwähnt, so befestigt, dass die
Verformung durch die Scherkraft, welche auf die Achse 4 durch
eine Last einwirkt, äußerst empfindlich
gemessen werden kann.
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In
einem rechtwinkligen Abschnitt mit den Scheitelpunkten A, B, C,
D als ein Teil der Achse 4, wenn von der Seite betrachtet,
ist es wie gezeigt in 5 vorstellbar, dass die Seite
CD eines Trägers, welcher
bei der Seite AB abgestützt
wird, von einer Scherkraft beansprucht wird, wenn eine Seite AB (entsprechend
dem Reifen-Bodenberührungspunkt) fixiert
ist und eine Seite CD (entsprechend einem Aktionspunkt) belastet
wird.
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Eine
Scherspannung τ wird
in einem inneren Wirkungsquerschnitt der Achse 4 durch
die Scherkraft erzeugt und der rechtwinklige Abschnitt ABCD wird
zu einem Parallelogramm-Abschnitt ABC'D' verformt.
Eine Neigung des Parallelogramm-Abschnitts RBC'D' gegen
den rechtwinkligen Abschnitt ABCD durch Scherdeformation ist eine
Scherverformung γ.
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Eine
Druckverformung ε3,
welche durch die Scherkraft bewirkt wird, wird in einer Richtung
von 45 Grad gegen die Seite AD oder BC erzeugt. Da die Verformungssensoren 3A, 3B,
wie oben erwähnt, derart
befestigt sind, um die entsprechenden Ausrichtungen der Sensorelemente 35 in
Längsrichtung um
45 Grad gegen die Achse der Achse 4 geneigt, wie in 3 gezeigt,
anzuordnen, kann die Druckverformung durch Scherkraft detektiert
werden.
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Wenn
die Abstände
a, b entsprechend den Abständen
a' = a + Δa, b'= b + Δb, wie gezeigt
in 10A und 10B,
geändert
werden, wird ein Änderungsbetrag ΔR einer Reaktionskraft
bei dem Bodenberührungspunkt
wie folgt berechnet: ΔRA = (∂RA/∂a)Δa + (∂RA/∂b)Δb =
=
W{–(2b
+ c)Δa +
(2a + c)Δb}/(a
+ B + C)2 (F17); ΔRB =
(∂RB/∂a)Δa + (∂RB/∂b)Δb =
=
W{(2b + c)Δa – (2a +
c)Δb}/(a
+ B + C)2 (F18); ΔRA + ΔRB = 0 (F19);
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Wenn
das Ladegewicht mit der detektierten Ausgangsgröße der Druckverformung durch
die Scherkraft an einem Punkt auf der Seite der Achse 4 mittels
des Verformungssensors 3 berechnet wird, wird es unter
der Beziehung zwischen den obigen Formeln F16, F17 und F4, F8 verstanden,
dass der Fehler, welcher aus der Änderung der Reifen-Bodenberührungspunktes
resultiert, nicht vermieden werden kann, wie weiter oben bezüglich des
Standes der Technik dargelegt ist.
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Wenn
die detektierten Ausgangsgrößen der Druckverformungen
durch die Scherkräfte
aufsummiert werden, welche mittels der Verformungssensoren 3A, 3B,
welche entsprechend zwischen dem einen Ende der Achse 4 und
dem einen Blattfeder-Montagebereich 5a und
zwischen dem anderen Ende der Achse 4 und dem anderen Blattfeder-Montagebereich 5a auf
der Seite der Achse 4 befestigt sind, detektiert werden,
werden die Änderungsbeträge der Reaktionskräfte durch
die Änderung
des Reifen-Bodenberührungspunktes
unter der Beziehung zwischen den obigen Formeln F19 und F4, F8 gelöscht, so
dass der Änderungsbetrag
der Scherkraft gelöscht
wird.
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Der
Fehler, welcher aufgrund des Änderns des
Reifen-Bodenberührungspunktes
auftritt, wird deshalb durch Berechnung des Ladegewichts, zum Beispiel,
Last auf einem Träger,
mit einem Signal durch Aufsummieren der detektierten Ausgangsgrößen der
Verformungssensoren 3A, 3B vermieden.
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Gemäß dem Flussdiagramm,
welches in 6 gezeigt ist, werden die detektierten
Ausgangsgrößen der
zwei Verformungssensoren 3A, 3B durch den entsprechenden
Verstärker 7A, 7B verstärkt. Die Ausgangsgrößen werden
danach bei einem Summenschaltkreis 8 als aufsummierendes
Mittel summiert und das summierte Ausgangssignal wird einem Rechnerschaltkreis 9 als
berechnendes Mittel eingegeben. Der Rechnerschaltkreis 9 berechnet
das Ladegewicht (eine Last auf einem Träger) mit dem summierten Ausgangssignal
von dem Aufsummierungs-Schaltkreis 8. Das Ladegewicht,
welches mittels des Rechnerschaltkreises 9 berechnet wird,
wird in einer Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß dieser
Erfindung wird oben beschrieben. Es wird einem Fachmann ersichtlich
sein, dass viele Änderungen
und Modifikationen hierzu gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen.
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Die
Verformungssensoren 3A, 3B werden am besten in
Höhe der
neutralen Ebene des Biegemoments auf einer Seitenfläche der
Achse 4 mit einem Neigungswinkel von 45 Grad gegen eine
Achse (Horizontallinie) der Achse 4 befestigt. Die Verformungssensoren 3A, 3B können auf
irgendwelchen Plätzen,
andere als eine neutrale Ebene des Biegemoments auf einer Seitenfläche, befestigt
werden. Die Verformungssensoren 3A, 3B können auch
mit einer anderen Neigung als 45 Grad (ausgenommen 0 Grad und 90
Grad) befestigt werden.
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Gemäß dem oben
erwähnten
Ausführungsbeispiel
wird die Last auf einem Träger
mit dem Signal der detektierten Ausgangsgrößen der Verformungssensoren 3A, 3B durch
die Scherkraft auf die Achse für
hintere Doppelreifen gemessen. Durch Bereitstellen eines Verformungssensors
(nicht gezeigt) auf einer Vorderachse und Eingeben der detektierten Ausgangsgröße des Verformungssensors
in den Rechnerschaltkreis 8, kann auch ein Eigengewicht des
Fahrzeugs und/oder das Ladegewicht gemessen werden. Ein einzelner
Reifen wird auf der Vorderachse befestigt, so dass die Änderung
des Reifen-Bodenberührungspunktes
klein ist. Es ist deshalb für
die Vorderachse nicht erforderlich, dass die Verformung durch die
Scherkraft gemäß dieser
Erfindung detektiert wird und das Detektieren der Scherspannung durch
das Biegemoment kann angewendet werden.
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Der
Rechnerschaltkreis 9 kann mittels eines Mikrocomputers
ausgestaltet sein. Ein Gesamtgewicht des Fahrzeugs kann berechnet
werden und als eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung anzeigt werden,
wenn ein Fahrzeuggewicht vorher in einem inneren Speicher des Mikrocomputers
abgespeichert wird.
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Um
eine Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung gemäß dieser Erfindung mit einer
gewöhnlichen Fahrzeuggewicht-Messvorrichtung zu
vergleichen, werden die Fehler berechnet, um physikalisch einen numerischen
Wert in die obigen Formeln einzusetzen. Setzt man a = b = 300mm,
c = 1010mm, die Fehlerverhältnisse ΔRA/RA, ΔRB/RB, ΔRA + ΔRB/RA + RB, ΔMA/MA, ΔMB/MB, ΔMA + ΔMB/MA + MB werden
für jede
der Bedingungen Δa
= 15mm, Δb
= 15mm und Δa
= 15mm, Δb
= 0mm und Δa
= 15mm, Δb
= –15mm berechnet
und in Tabelle 1 gezeigt.
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Tabelle
1 zeigt Fehlerverhältnisse
entsprechend den jeweiligen Zuständen
der Änderungen von
Reifen-Bodenberührungspunkten.
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Tabelle
1 zeigt folgendes:
Wenn beide, der rechte und linke Reifen-Bodenberührungspunkt
nach außen
geändert
werden, wird das Biegemoment am meisten bewirkt.
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Wenn
nur einer der rechten und linken Reifen-Bodenberührungspunkte nach außen geändert wird,
wird das Biegemoment nur halb so viel bewirkt im Vergleich zu dem
oberen.
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Wenn
ein Abstand zwischen rechten und linken Reifen-Bodenberührungspunkten nicht geändert wird,
zum Beispiel das Fahrzeug auf einer rechts-links schrägen Straße, wird
der Fehler gelöscht,
wenn das Fahrzeuggewicht aus der Summe des rechten und linken Biegemoments
berechnet wird.
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Wenn
das Ladegewicht mit dem aufsummierten Wert der Reaktionskräfte an den
Bodenberührungspunkten
berechnet wird, wird kein Fehler auftreten, auch wenn die Reifen-Bodenberührungspunkte
geändert
werden.
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Nachdem
diese Erfindung nun vollständig beschrieben
wurde, wird es jedem Fachmann ersichtlich sein, dass viele Änderungen
und Modifikationen hierzu gemacht werden können, ohne vom Schutzumfang
dieser Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen dargelegt
ist, abzuweichen.
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