DE102014215440A1 - Method for determining the total weight - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen des Gesamtgewichts eines Kraftfahrzeugs vorgestellt, das über eine Federung verfügt, die wiederum mindestens ein Federelement (66) umfasst, wobei ein Federweg wenigstens eines des mindestens einen Federelements (66) gemessen wird und anhand dessen das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs (80) bestimmt wird.The invention relates to a method and an arrangement for determining the total weight of a motor vehicle which has a suspension, which in turn comprises at least one spring element (66), wherein a spring travel of at least one of the at least one spring element (66) is measured and from this the total weight of the motor vehicle (80) is determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Gesamtgewichts eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens (Lkw), und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for determining the total weight of a motor vehicle, in particular a truck (truck), and an arrangement for carrying out the method.
Stand der TechnikState of the art
Mit zulässigem Gesamtgewicht wird bei Kraftfahrzeugen die Summe aus Leergewicht plus maximaler Zuladung bezeichnet. Anhand dessen werden Kraftfahrzeuge in unterschiedliche Gewichtsklassen eingeteilt, die teilweise auch für die erforderliche Fahrerlaubnis maßgeblich sind. Dabei wird unterschieden zwischen Personenkraftwagen (Pkw) mit einem zulässigen Gesamtgewicht von bis zu 2,8 t, schweren PKW mit bis zu 3,5 t, leichten Lkw bis zu 7,5 t, mittelschweren Lkw mit bis zu 18,0 t und schweren Lkw mit einem zulässigen Gesamtgewicht von mehr als 18 t.The permissible total weight for motor vehicles is the sum of the empty weight plus the maximum payload. Based on this, motor vehicles are divided into different weight classes, some of which are also decisive for the required driving license. A distinction is made between passenger cars (passenger cars) with a gross vehicle weight of up to 2.8 t, heavy cars with up to 3.5 t, light trucks up to 7.5 t, medium trucks with up to 18.0 t and heavy vehicles Trucks with a gross vehicle weight of more than 18 t.
Das zulässige Gesamtgewicht gewerblich genutzter Fahrzeuge wird häufig überschritten, weil der Fahrer das Gewicht der Ladung nur schwer abschätzen kann.The gross vehicle weight of commercial vehicles is often exceeded because it is difficult for the driver to estimate the weight of the cargo.
Bei bekannten Kraftfahrzeugen ist vorgesehen, dass eine Fahrdynamikregelung, die auch als elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) bezeichnet wird, das Gesamtgewicht des Fahrzeugs schätzt, um den optimalen Bremsdruck besser vorsteuern zu können. Die Schätzung kann allerdings nur anhand von Messdaten während der Fahrt vorgenommen werden. Gerade beim Einsatz eines solchen ESP ist die Kenntnis des genauen Gesamtgewichts von großer Bedeutung.In known motor vehicles, it is provided that a vehicle dynamics control, which is also referred to as an electronic stability program (ESP) estimates the total weight of the vehicle in order to better control the optimal brake pressure. However, the estimate can only be made on the basis of measured data during the journey. Especially when using such an ESP, the knowledge of the exact total weight of great importance.
Weiterhin ist zu beachten, dass mit der Beladung des Fahrzeugs auch der Reifendruck ansteigt. Mit Reifendrucksensoren können Druckanstiege während des Ladevorgangs gemessen werden. Wenn das Fahrzeuggewicht vor der Beladung bekannt ist, kann über den Druckanstieg jedoch nur relativ ungenau auf das Gesamtgewicht geschlossen werden. Unsicherheiten entstehen durch die Reifentemperatur, den Reifentyp, das Alter der Reifen, die Profiltiefe und durch Beschädigungen der Reifen.Furthermore, it should be noted that with the loading of the vehicle, the tire pressure also increases. With tire pressure sensors pressure increases can be measured during the charging process. If the weight of the vehicle is known before loading, however, the increase in pressure can only infer relatively inaccurate the total weight. Uncertainties arise from tire temperature, tire type, tire age, tread depth and tire damage.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 vorgestellt. Ausgestaltungen des Verfahrens und der Anordnung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie aus der Beschreibung.Against this background, a method according to claim 1 and an arrangement with the features of
Bei dem vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, die durch das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs bewirkte Stauchung mindestens einer Feder der Federung des Kraftfahrzeugs zu messen und auf diese Weise das Gesamtgewicht zu bestimmen. In the presented method is provided to measure the caused by the total weight of the motor vehicle compression of at least one spring of the suspension of the motor vehicle and to determine in this way the total weight.
Die Federung des Kraftfahrzeugs stellt einen Teil des Fahrwerks dar, die sich vor allem auf vertikale Fahrzeugschwingungen auswirkt. Dabei gewährleistet die Federung, dass die Räder Fahrbahnunebenheiten folgen und dabei möglichst gleichmäßige Bodenhaftung behalten, während gleichzeitig der Rest des Fahrzeugs sich nach Möglichkeit nicht auf und ab bewegt. Die Federung fängt somit Fahrbahnunebenheiten auf und wandelt diese in Schwingungen um. In Verbindung mit einem Schwingungsdämpfer bewirkt die Federung einen möglichst ununterbrochenen Fahrbahnkontakt beim Beschleunigen, Bremsen und insbesondere auch bei Unebenheiten und Kurvenfahrt.The suspension of the motor vehicle is a part of the chassis, which mainly affects vertical vehicle vibrations. The suspension ensures that the wheels follow bumps in the road while maintaining as even grip as possible, while at the same time the rest of the vehicle does not move up and down as much as possible. The suspension thus absorbs road bumps and converts them into vibrations. In conjunction with a vibration damper, the suspension causes as uninterrupted road contact when accelerating, braking and especially when uneven and cornering.
Es wird dabei zwischen ungefederten Massen, wie bspw. Räder, Achsen, Bremsen und Anteilen der Radaufhängung und Lenkung, und gefederten Massen, wie bspw. Karosserie, Antrieb und die übrigen Anteile der Radaufhängung und Lenkung, unterschieden.It is between unsprung masses, such as. Wheels, axles, brakes and proportions of the suspension and steering, and sprung masses, such as. Body, drive and the remaining parts of the suspension and steering distinguished.
Man bezeichnet den Weg, den das Rad zwischen unbelasteter Stellung und belasteter Stellung zurücklegt, als Gesamtfederweg. Im Ruhezustand lastet das Gewicht des Fahrzeugs auf den Federn und reduziert den Gesamtfederweg um den sogenannten Negativfederweg auf den sogenannten Positivfederweg.The path taken by the wheel between the unloaded position and the loaded position is called the total spring travel. In the resting state, the weight of the vehicle rests on the springs and reduces the total spring travel by the so-called negative spring travel on the so-called positive spring travel.
Die Stauchung wenigstens einer der mindestens einen Feder wird nunmehr in Ausgestaltung dadurch gemessen, dass der Negativweg gemessen wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse des Fahrzeugs gemessen wird. Es kann bspw. auch der Abstand zwischen einer gefederten Masse des Fahrzeugs und dem Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht, gemessen werden.The compression of at least one of the at least one spring is now measured in an embodiment in that the negative path is measured. This can be achieved by measuring the distance between a sprung mass and an unsprung mass of the vehicle. It may, for example, the distance between a sprung mass of the vehicle and the ground on which the vehicle is measured.
Bei Kraftfahrzeugen werden unterschiedliche Arten der Federung eingesetzt. Bei Nutzfahrzeugen werden in vielen Fällen Blattfedern verwendet, wobei je ein Paar Blattfedern pro Achse eingesetzt wird. Eine weitere häufige Form der Federung ist durch den Einsatz von Schraubenfedern gegeben. Bei Bussen und Lkw ist weiterhin die Luftfederung verbreitet, bei der ein Kompressor Luftdruck erzeugt, der über Federbälge eine komfortable Aufhängung mit der Möglichkeit einer Niveauregulierung bewirkt. Es sind weiterhin hydropneumatische Federungen, computergestützte vollaktive Federungen und elektrische Federungen bekannt.In motor vehicles, different types of suspension are used. In commercial vehicles leaf springs are used in many cases, with one pair of leaf springs per axle is used. Another common form of suspension is given by the use of coil springs. On buses and trucks air suspension is still widespread, in which a compressor generates air pressure, which via bellows provides a comfortable suspension with the possibility of a level control. Hydropneumatic suspensions, computer-based fully active suspensions and electric suspensions are also known.
All diesen Federungen ist gemein, dass mindestens ein Federelement eingesetzt wird, dass eine Verbindung zwischen ungefederten Massen und gefederten Massen herstellt. Die Stauchung wenigstens eines des mindestens einen Federelements wird bestimmt, indem bspw. der Negativfederweg mittelbar oder unmittelbar gemessen und damit auf die Gesamtladung rückgeschlossen wird.All these suspensions have in common that at least one spring element is used, that creates a connection between unsprung masses and sprung masses. The compression of at least one of the at least one spring element is determined by, for example, indirectly or directly measuring the negative spring travel and thus deducing the total charge.
Weiterhin von Bedeutung ist, dass bei dem Verfahren berührungslose Messverfahren eingesetzt werden können. Ein Beispiel hierfür ist eine Messung mit einem Ultraschallsensor.It is also important that non-contact measuring methods can be used in the method. An example of this is a measurement with an ultrasonic sensor.
Mit dem vorgestellten Verfahren kann dem Fahrer vor Antritt der Fahrt angezeigt werden, ob das Fahrzeug überladen ist. Das Fahrzeuggewicht vor der Beladung muss dem Fahrzeug nicht bekannt gemacht werden. Die Messung ist dabei sehr genau und unabhängig von äußeren Einflüssen.The presented method can be used to indicate to the driver before the start of the journey whether the vehicle is overloaded. The vehicle weight before loading does not need to be disclosed to the vehicle. The measurement is very accurate and independent of external influences.
In einer Ausführung sind am Unterboden des Fahrzeugs Ultraschallsensoren in der Nähe der Federung angebracht. Der Schall wird von der Achse reflektiert und damit ein Abstand zwischen Unterboden und Achse und somit der Negativfederweg gemessen. Dieser Abstand ist hauptsächlich vom Gesamtgewicht des Fahrzeugs abhängig. Bei bekannter Federkennlinie und/oder Reifenprofiltiefe und/oder Reifenverformung lässt sich das Fahrzeuggesamtgewicht sehr genau berechnen.In one embodiment, ultrasonic sensors are mounted near the suspension on the underbody of the vehicle. The sound is reflected by the axle and thus a distance between the underbody and the axle and thus the negative spring travel is measured. This distance is mainly dependent on the total weight of the vehicle. With known spring characteristic and / or tire tread depth and / or tire deformation, the total vehicle weight can be calculated very accurately.
In einer weiteren Ausführung wird der Federweg über Linearpotentiometer gemessen. Bei diesen ist jedoch ein möglicher Verschleiß zu beachten.In a further embodiment, the travel is measured via linear potentiometer. With these, however, a possible wear is to be considered.
Zu berücksichtigen ist, dass die Federkennlinie k sich über die Lebenszeit des Fahrzeugs kaum ändert. Das Gesamtgewicht g berechnet sich aus dem Federweg x zu
Ist das Gesamtgewicht größer als der zulässige Wert, kann der Fahrer vor dem Losfahren z. B. über eine Lampe im Cockpit gewarnt werden. Mit Anbindung des Fahrzeugs an das Internet kann der Fahrer bereits während des Beladens bspw. über ein Smartphone zum aktuellen Gesamtgewicht informiert und bei Überladung gewarnt werden.If the total weight is greater than the permissible value, the driver can drive z. B. be warned about a lamp in the cockpit. When the vehicle is connected to the Internet, the driver can already be informed about the current total weight during loading, for example via a smartphone, and warned in the event of an overload.
Das beschriebene Verfahren hat, zumindest in einigen der Ausführungen, eine Reihe von Vorteilen. So kann erreicht werden, dass Fahrzeuge nicht versehentlich überladen werden. Dies führt zu geringeren Unfallzahlen und weniger Auffälligkeiten bei Polizeikontrollen. Zudem ist ein Abwiegen der Ladung nicht mehr erforderlich.The method described has, at least in some of the embodiments, a number of advantages. This ensures that vehicles are not accidentally overloaded. This leads to lower accident rates and fewer abnormalities in police checks. In addition, a weighing of the charge is no longer necessary.
Weitere Vorteile und Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiment of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sonder auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
Die Darstellung zeigt eine Achse
In
Die Darstellung verdeutlicht, dass der Gesamtfederweg
Sowohl der Negativfederweg
Am Unterboden
Die Information über den Federweg der Federelemente
Eine Information zum Gesamtgewicht kann auch, bspw. über das Internet, an den Betreiber des Kraftfahrzeugs gesendet werden oder von diesem über das Internet abgerufen werden.Information about the total weight can also be sent, for example via the Internet, to the operator of the motor vehicle or retrieved from the latter via the Internet.
In dieser Darstellung ist lediglich ein Ultraschallsensor
Claims (11)
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DE102014215440.5A DE102014215440A1 (en) | 2014-08-05 | 2014-08-05 | Method for determining the total weight |
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