DE102017009146A1

DE102017009146A1 - Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs, Fahrzeuglastmesssystem, Fahrzeug, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102017009146A1
Application number: DE102017009146.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Skaba
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2018-04-19
Also published as: SE540329C2; SE1651359A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) ein Fahrgestell (3) und ein Luftfederungssystem (200) mit Luftfederungsmitteln (201), die an mindestens einer Achse (6, 10) angeordnet sind, umfasst, wobei die Höhe des Fahrgestells (3) im Verhältnis zu der mindestens einen Achse (6, 10) geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln (201) gesteuert und dadurch die Dehnung der Federungsmittel (201) geändert wird. Das Verfahren umfasst für jede Achse (6, 10) den Schritt von: Bestimmen (s100) der Last auf die Federungsmittel (201) basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel (201), der Dehnung des Federungsmittels (201) und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs, ein Fahrzeuglastmesssystem, ein Fahrzeug, das ein derartiges System umfasst, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß den beiliegenden Ansprüchen. Die Erfindung betrifft genauer gesagt ein Verfahren und ein System zum Bestimmen der Last eines Fahrzeugs, das ein Luftfederungssystem umfasst.
HINTERGRUND
Schwere Fahrzeuge, wie etwa Nutzfahrzeuge, transportieren häufig Fracht, die sich auf die Last auf die Fahrzeugachsen auswirkt. Für eine gewisse Transportaufgabe kann es sein, dass der Bediener eines Fahrzeugs basierend auf der transportierten Frachtmenge bezahlt wird. Es ist daher erwünscht, die Fahrzeuglast zeiteffizient und genau bestimmen zu können. Die meisten Fahrzeuge umfassen heutzutage Luftfederungssysteme, um das Fahrzeug zu nivellieren, wobei eine Kompressoreinheit flexiblen Faltenbälgen, die mit jeder Achse verknüpft sind, Druckluft zuführt. Durch das Bestimmen des Drucks in den Faltenbälgen kann die Last auf die Faltenbälge geschätzt werden, und die Frachtmenge auf dem Fahrzeug kann dadurch geschätzt werden. Dieses Verfahren ist jedoch nicht sehr genau, und die geschätzte Last kann sich um mehrere hundert Kilo von der wirklichen Last unterscheiden. Eine ungenaue Lastschätzung kann sich auf die Bezahlung des Fahrzeugbedieners und die Frachteffizienz auswirken. Die Last auf die Faltenbälge einer Achse wird typischerweise als gefedertes Gewicht der Achse bezeichnet. Das gefederte Gewicht ist somit die Last, die von dem Luftfederungssystem abgestützt wird und bei den meisten Anwendungen ungefähr die Hälfte des Gewichts des Luftfederungssystems selber umfasst. Das gefederte Gewicht kann verwendet werden, um die Achslast eines Fahrzeugs zu bestimmen. Die Achslast ist das Gesamtgewicht auf der Straße, das von allen Rädern einer Achse bereitgestellt wird. Es gibt gesetzliche Einschränkungen bezügliche der Achslast jeder Achse, und es ist daher äußerst wichtig, dass die Schätzung der Achslast möglichst genau ist. Das Bestimmen der Achslast nur basierend auf dem gefederten Gewicht ist nicht genau, da die Masse der Fahrzeugkomponenten, die nicht von der Luftfederung abgestützt werden, ignoriert wird.
Die Druckschrift US 2002/00381983 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Achslast eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Bestimmen der Dehnung des Faltenbalgs und basierend darauf das Bestimmen einer effektiven Querschnittsfläche des Faltenbalgs. Die Querschnittsfläche wird dann mit einem bestimmten Druck in dem Faltenbalg multipliziert, um die Achslast zu erhalten. Die Druckschrift EP 1571429 A2 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen der Achslast eines Fahrzeugs unter Verwendung eines Korrekturfaktors, um auszugleichen, dass der effektive Arbeitsbereich des Faltenbalgs mit der Dehnung des Faltenbalgs variiert. Die Beziehung zwischen dem Druck in dem Faltenbalg und der Last auf den Faltenbalg wird genähert, indem man den Durchschnitt der Lastkennlinie, wenn der Faltenbalg aufgeblasen ist, und der Lastkennlinie, wenn der Faltenbalg leer ist, nimmt. Basierend auf dem Durchschnitt wird der Korrekturfaktor für den effektiven Arbeitsbereich des Faltenbalgs berechnet.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Trotz der auf diesem Gebiet bekannten Lösungen besteht immer noch ein Bedarf daran, ein verbessertes Verfahren und System zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs zu entwickeln.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs zu erreichen, das die Genauigkeit eines bestimmten gefederten Gewichts eines Fahrzeugs verbessert.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs zu erreichen, das die Genauigkeit einer bestimmten Achslast eines Fahrzeugs verbessert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Fahrzeuglastmesssystem zu erreichen, das mit einem Luftfederungssystem verknüpft ist und die Genauigkeit der Bestimmung des gefederten Gewichts eines Fahrzeugs verbessert.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Fahrzeuglastmesssystem zu erreichen, das mit einem Luftfederungssystem verknüpft ist und die Genauigkeit der Bestimmung der Achslast eines Fahrzeugs verbessert.
Die hier erwähnten Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs, ein Fahrzeuglastmesssystem, das mit einem Luftfederungssystem verknüpft ist, ein Fahrzeug, das ein derartiges Lastmesssystem umfasst, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrgestell und ein Luftfederungssystem mit Luftfederungsmitteln, die an mindestens einer Achse angeordnet sind, wobei die Höhe des Fahrgestells im Verhältnis zu der mindestens einen Achse geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln gesteuert wird und dadurch die Dehnung der Federungsmittel geändert wird. Das Verfahren umfasst für jede Achse den Schritt von:

- Bestimmen der Last auf die Federungsmittel, basierend auf dem Druck in den Federungsmitteln, der Dehnung der Federungsmittel und der vorherigen Bewegungsrichtung der Federungsmittel.

Die Last auf die Federungsmittel wird geeignet durch einen Algorithmus bestimmt, der den Druck in den Federungsmitteln, die Dehnung der Federungsmittel und die vorherige Bewegungsrichtung der Federungsmittel berücksichtigt.
Von Luftfederungssystemen zum Nivellieren eines Fahrzeugs ist bekannt, dass sie eine Kompressoreinheit umfassen, die Luftfederungsmittel, die mit jeder Achse verknüpft sind, Druckluft zuführen. Mindestens eine Achse des Fahrzeugs umfasst derartige Federungsmittel. Als ein Beispiel umfassen mindestens eine Vorderachse und mindestens eine Hinterachse derartige Federungsmittel. Die Federungsmittel umfassen geeignet einen biegsamen Faltenbalg mit einem Kolben, wie beispielsweise einen Faltenbalg mit faltbarer Manschette. Das Federungsmittel kann einen Gummibalg umfassen. Das Federungsmittel ist geeignet an einem Ende mit einer Achse und an dem anderen Ende mit dem Fahrgestell verbunden. Das Federungsmittel kann über einen Verbindungsarm verbunden sein. Wenn das Luftzufuhrsystem das Federungsmittel einer Achse aufbläst, wird das Fahrzeuggestell von dieser Achse angehoben. Wenn ähnlich die Luftmenge oder Luftmasse im Innern des Federungsmittels verringert wird, wird das Federungsmittel entleert und das Fahrzeugfahrgestell wird in Richtung auf die Achse abgesenkt. Es ist gewöhnlich bekannt, dass ein gewisser Druck in dem Federungsmittel einer gewissen Last auf das Federungsmittel entspricht. Man geht davon aus, dass das Gewicht der Last auf das Federungsmittel gleich dem Druck in dem Federungsmittel multipliziert mit der Nutzfläche des Federungsmittels ist. Die Nutzfläche ändert sich jedoch, wenn das Federungsmittel auf Grund der Konfiguration des Federungsmittels gedehnt und zusammengezogen wird. Die Beziehung zwischen dem Druck und der Last variiert somit je nach der Dehnung des Federungsmittels und somit der Fahrgestellhöhe. Je nach der Art des Federungsmittels kann sich die Nutzfläche auf Grund einer Kolbenform, Änderungen des Winkels zwischen dem Kolben und der Längsachse des Federungsmittels oder nur auf Grund der Änderungen der Form/Gestalt des Gummis, wenn das Federungsmittel gedehnt oder zusammengezogen wird, ändern. Ferner wirkt sich je nach der Dehnung des Federungsmittels die Geometrie der Federung auf die Beziehung zwischen dem Druck und der Last aus. Die Geometrie der Federung, beispielsweise wie das Federungsmittel mit dem Verbindungsarm verbunden ist, bestimmt, wie die Kraft von dem Federungsmittel agiert, um das Fahrgestell anzuheben. Die Richtung der Kraft von dem Federungsmittel ändert sich somit, wenn das Federungsmittel auseinandergezogen oder zusammengedrückt wird und eine mehr oder weniger große Luftmasse benötigt wird, um das Fahrgestell abzustützen. Um die Last auf das Federungsmittel genau bestimmen zu können, ist es demnach von Vorteil, die Dehnung der Federungsmittel zu berücksichtigen.
Die Beziehung zwischen dem Druck und der Last variiert auch in Abhängigkeit von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels. Mit der vorherigen Bewegungsrichtung ist gemeint, ob das Federungsmittel genau vor der Lastbestimmung aufgeblasen/gedehnt oder entleert/zusammengezogen wurde. Wenn das Fahrgestell angehoben wird und das Federungsmittel gedehnt wird, muss das Federungsmittel die Federungsreibung, interne Reibungsmechanismen des Luftfederbalgs und Drehmomente, die von den Federungsbuchsen kommen, überwinden. Wenn das Fahrgestell abgesenkt wird und das Federungsmittel zusammengezogen wird, agiert die Reibung, um die Last von dem Federungsmittel abzunehmen. Die internen Reibungsmechanismen des Federungsmittels helfen auch dabei, das Fahrgestell abzustützen. Die Faltaktion, die entsteht, wenn das Federungsmittel zusammengezogen wird, erfordert auch Energie und Kraft, da der Faltenbalggummi zusammengedrückt wird und daher die Last von dem Federungsmittel abnimmt. Die Federungsbuchsen weisen eine Hysterese auf, was bedeutet, dass sie auf der gleichen Fahrgestellhöhe eine größere Kraft ausüben, wenn das Fahrgestell zuvor angehoben wurde, als wenn das Fahrzeug zuvor abgesenkt wurde. Die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels wirkt sich somit deutlich auf die Beziehung zwischen dem Druck und der Last aus. Durch das Bestimmen der Last auf das Federungsmittel nicht nur basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel sondern auch basierend auf der Dehnung des Federungsmittels und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels wird eine genauere Bestimmung der Last auf das Federungsmittel erreicht.
Die Last auf das Federungsmittel kann als Faltenbalglast oder als ein gewisser Bruchteil des gefederten Gewichts bezeichnet werden. Der Bruchteil ist von der Geometrie des Federungsmittels abhängig. Das gefederte Gewicht umfasst typischerweise die Masse von allem, was sich über dem Federungsmittel befindet, wie etwa dem Fahrgestell, den Fahrgästen, der Fracht usw. Das gefederte Gewicht kann auch einen Teil der Masse des Federungssystems selber umfassen. Das ungefederte Gewicht eines Fahrzeugs ist die Masse der Komponenten, die gewissermaßen mit dem Federungsmittel verbunden sind statt von dem Federungsmittel abgestützt zu werden. Das ungefederte Gewicht umfasst somit beispielsweise die Masse der Räder, der Achse, der Reifen, eines Teils des Federungssystems, und falls es sich um die Antriebsachse handelt, des Achsantriebs und eines Teils der Masse der Antriebswelle. Durch das Addieren des ungefederten Gewichts einer Achse zu dem gefederten Gewicht, das auf die Achse einwirkt, wird die Achslast erreicht. Die Achslast ist somit das Gesamtgewicht auf der Straße, das über die Räder einer Achse bereitgestellt wird. Mit anderen Worten ist die Achslast Teil des Gesamtfahrzeuggewichts, das von einer gewissen Achse getragen wird. Gesetzliche Anforderungen schränken die erlaubte maximale Achslast ein, um die Straße nicht zu beschädigen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von:

- Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel;
- Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels;
- Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels; und
- Bestimmen der Last auf das Federungsmittel basierend auf dem bestimmten Druck, der Dehnung und der Bewegungsrichtung.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte von:

- Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel;
- Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels;
- Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels; und
- Bestimmen der Last auf das Federungsmittel basierend auf dem bestimmten Druck, der Dehnung und der Bewegungsrichtung, und basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, des Drucks in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels, wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels abhängig ist.

Die vorbestimmte Beziehung ist geeignet für Federungsmittel an verschiedenen Achsen unterschiedlich. Somit kann es eine andere vorbestimmte Beziehung für jede Achse in dem Fahrzeug geben. Die Beziehung kann für verschiedene Achsen auf Grund einer anderen Konfiguration des Federungsmittels an den verschiedenen Achsen unterschiedlich sein.
Ein Bediener des Fahrzeugs aktiviert geeignet das Lastbestimmungsverfahren manuell durch die Betätigung eines Mittels zum Steuern der Lastbestimmung, wie etwa eines Knopfs oder Hebels oder dergleichen. Beim Betätigen des Mittels zum Steuern der Lastbestimmung wird geeignet ein Signal an ein Fahrzeuglastmesssystem gesendet, das die Ausführung des Lastbestimmungsverfahrens einleitet. Das Lastmesssystem bestimmt somit den aktuellen Druck in dem Federungsmittel jeder Achse, die aktuelle Dehnung des Federungsmittels jeder Achse und die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels jeder Achse. Diese Daten werden geeignet in einen Algorithmus in einer Steuereinheit des Lastmesssystems eingegeben, diese Steuereinheit speichert die vorbestimmte Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels. Basierend auf den eingegebenen Daten und der vorbestimmten Beziehung kann die aktuelle Last auf das Federungsmittel bestimmt werden. Da es zwei verschiedene Bewegungsrichtungen gibt, nämlich nach oben und nach unten, umfasst die Steuereinheit geeignet zwei verschiedene Last-Druck-Dehnungs-Beziehungen. Es besteht somit eine Beziehung zwischen Last, Druck und Dehnung, falls das Federungsmittel zuvor gedehnt wurde, und eine andere Beziehung zwischen Last, Druck und Dehnung, falls das Federungsmittel zuvor zusammengezogen wurde. Es versteht sich, dass mit einer Beziehung eine mathematische Beziehung gemeint ist. Wenn das Lastmesssystem die Last auf das Federungsmittel aller Achsen des Fahrzeugs bestimmt hat, wird das Ergebnis geeignet schematisch an einer Anzeigeeinheit in dem Fahrzeug präsentiert.
Die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine Bewegungsrichtung nach oben wird geeignet in einer ersten dreidimensionalen Kurve kompiliert, und die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine Bewegungsrichtung nach unten wird geeignet in einer zweiten dreidimensionalen Kurve kompiliert. Die Steuereinheit speichert somit geeignet zwei dreidimensionale Kurven, welche die beiden verschiedenen Beziehungen zeigen. Die dreidimensionalen Kurven können auch als dreidimensionale Grafiken oder Diagramme bezeichnet werden. Das Verfahren umfasst somit geeignet das Bestimmen der Last auf das Federungsmittel basierend auf einer ersten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine vorherige Bewegungsrichtung nach oben oder einer zweiten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine vorherige Bewegungsrichtung nach unten. Je nach der bestimmten vorherigen Bewegungsrichtung wird eine der Kurven/Beziehungen verwendet, um die Last auf das Federungsmittel basierend auf dem bestimmten Druck und der Dehnung zu bestimmen. Der Algorithmus ist somit für jede Achse des Fahrzeugs mit zwei dreidimensionalen Kurven ausgebildet. Der Druck in dem Federungsmittel und die Dehnung des Federungsmittels sind geeignet unabhängige Variablen, und die Last auf das Federungsmittel ist geeignet die abhängige Variable. Der Druck in dem Federungsmittel und die Dehnung des Federungsmittels werden geeignet auf der X- und Y-Achse präsentiert, und die Last auf das Federungsmittel wird geeignet auf der Z-Achse präsentiert. Jede Beziehung zwischen Druck, Dehnung und Last wird geeignet empirisch bestimmt. Geeignet werden der Druck in dem Federungsmittel und die Last auf das Federungsmittel für gewisse Dehnungen des Federungsmittels bestimmt, wobei die Dehnungen in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise 1, 5 und 10 Millimetern, beabstandet sind. Jede Beziehung wird somit durch Versuche bestimmt. Somit wird die Berechnung der Nutzfläche des Federungsmittels vermieden. Die Beziehungen werden geeignet für jede Art von Federungsmittel bestimmt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Dehnung des Federungsmittels einer Achse anhand eines Fahrgestellhöhensensors bestimmt, der in Verbindung mit dieser Achse angeordnet ist. Die Dehnung des Federungsmittels kann somit als Fahrgestellhöhe bezeichnet werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Dehnung des Federungsmittels einer Achse aus der Fahrgestellhöhe im Verhältnis zu den anderen Achsen des Fahrzeugs abgeleitet. Manchmal umfassen nicht alle Achsen eines Fahrzeugs einen Fahrgestellhöhensensor. Beispielsweise wenn das Fahrzeug zwei oder mehrere Hinterachsen umfasst kann es sein, dass die Nachlaufachse(n) (nicht angetriebene Achse(n)) vielleicht keinen Fahrgestellhöhensensor umfasst bzw. umfassen. Bevorzugt umfassen nur die Vorderachse und die Hinterachse eines Fahrzeugs Fahrgestellhöhensensoren. In diesem Fall kann die Dehnung des Federungsmittels an der Nachlaufachse basierend auf der Fahrgestellhöhe an der Vorderachse und der Antriebsachse berechnet werden. Die Dehnung des Federungsmittels kann auch basierend auf den Achsabständen zusammen mit der bestimmten Fahrgestellhöhe an der Vorderachse und der Hinterachse berechnet werden.
Die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels wird geeignet anhand des Fahrgestellhöhensensors bestimmt, und/oder ob Luft zuvor in die Federungsmittel hinein oder aus diesen heraus geführt wurde.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Last auf das Federungsmittel jeder Achse ferner basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel bestimmt. Der Fahrzeugneigungswinkel ist der Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der Bodenebene. Der Fahrzeugneigungswinkel wird geeignet bestimmt, indem die Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Vorderachse des Fahrzeugs und an der mindestens einen Hinterachse des Fahrzeugs bestimmt wird. Der Fahrzeugneigungswinkel kann somit angeben, ob das Fahrzeugfahrgestell (d.h. der Rahmen) im Wesentlichen mit der Bodenebene auf gleicher Höhe liegt, basierend auf dem Abstand von der Vorderachse und dem Abstand von der Hinterachse. Der Fahrzeugneigungswinkel gibt somit an, ob das Fahrgestell nach vorne oder nach hinten geneigt ist. Ob das Fahrgestell geneigt ist oder nicht, wirkt sich auf die Lastverteilung zwischen den verschiedenen Federungsmitteln aus und ändert ferner das Verhältnis von Faltenbalgdruck zu Achsenlast pro gegebene Fahrgestellhöhe je nach der Geometrie der Luftfederungsmittel. Durch das Bestimmen der Last auf das Federungsmittel jeder Achse basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel wird eine genauere Lastbestimmung erreicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Last auf das Federungsmittel jeder Achse ferner basierend auf dem Straßengefälle bestimmt. Das Straßengefälle kann auch als Straßensteigung bezeichnet werden und ist die Neigung der Straße im Verhältnis zur waagerechten Achse. Typischerweise werden die Fahrzeugräder, wenn die Last bestimmt wird, durch Betriebsbremsen und/oder Feststellbremsen gebremst. Das Straßengefälle wirkt sich auf die Beziehung von Druck zu Last für die Achsen mit gebremsten Rädern aus, weil das Drehmoment auf den Verbindungsarm wirkt, der das Federungsmittel und das gebremste Laufrad verbindet. Dieses Drehmoment gibt es normalerweise nicht, während man sich auf ebenem Boden befindet und das Fahrzeug gebremst ist. Dieses Drehmoment ist zu dem Druck jedes Federungsmittels proportional, und daher sind seine relativen Größen unter den verschiedenen Federungsmitteln bekannt. Die Summe dieser Drehmomente hängt mathematisch mit dem Gesamtfahrzeuggewicht und dem Straßengefälle zusammen, und dadurch kann das Drehmoment des Verbindungsarms für jedes Federungsmittel berechnet werden, falls das Gesamtfahrzeuggewicht bekannt ist. Dies führt zu einem Korrekturfaktor für das tatsächliche Straßengefälle. Das Fahrzeuggewicht kann aus dem Lastmesssystem, als sich das Fahrzeug auf ebenem Boden befand, oder aus anderen Systemen bestimmt werden. Das Straßengefälle kann anhand eines Fahrgestellhöhensensors an einer Vorderachse und eines Fahrgestellhöhensensors an einer Hinterachse kombiniert mit einem Beschleunigungssensor, der an dem Fahrzeugfahrgestell angeordnet ist, bestimmt werden. Durch das Bestimmen der Last auf das Federungsmittel jeder Achse basierend auf dem Straßengefälle wird eine genauere Lastbestimmung erreicht.
Der Fahrzeugneigungswinkel und das Straßengefälle können zu einem Korrekturfaktor kombiniert werden und mit der Last auf das Federungsmittel multipliziert werden, die basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels bestimmt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte von:

- Bestimmen des ungefederten Gewichts, das mit jeder Achse verknüpft ist; und
- Bestimmen der Achslast für jede Achse durch Addieren des ungefederten Gewichts zu der bestimmten Last auf das Federungsmittel.

Wie zuvor beschrieben, ist das ungefederte Gewicht im Wesentlichen die Masse der Komponenten, die mit dem Federungsmittel verbunden sind, jedoch nicht von dem Federungsmittel abgestützt werden. Es ist schwierig, das ungefederte Gewicht zu bestimmen, und es wird daher häufig ignoriert, wenn die Achslast eines Fahrzeugs geschätzt wird. Durch das Bestimmen des ungefederten Gewichts jeder Achse und das Addieren desselben zu der Last auf das Federungsmittel, die für jede Achse bestimmt wird, wird ein genauer Wert der Achslast erreicht. Somit wird dadurch eine genaue und effiziente Möglichkeit, die Achslast eines Fahrzeugs zu bestimmen, erreicht. Das ungefederte Gewicht aller Achsen des Fahrzeugs wird geeignet vorbestimmt und in dem Fahrzeuglastmesssystem gespeichert.
Das ungefederte Gewicht einer Achse kann durch Messen anhand einer Wiegemaschine bestimmt werden. Dies ist nur möglich, wenn die Achse neben einer anderen Achse angeordnet ist. Der Schritt des Bestimmens des ungefederten Gewichts einer ersten Achse, die neben einer zweiten Achse angeordnet ist, kann das Ablassen der Luft in dem Federungsmittel der ersten Achse und gleichzeitig das Hinzufügen von Luft (Druck) zu dem Federungsmittel der zweiten Achse umfassen. Somit kann die zweite Achse die Last tragen, die zuvor durch die erste Achse getragen wurde, und es wird sichergestellt, dass sich die Fahrgestellhöhe nicht ändert. Die erste Achse wird dann durch den eigenen Achshebebalg des Fahrzeugs angehoben, und das Fahrzeug wird in eine Position gebracht, in der die erste Achse auf eine Waage abgesenkt werden kann. Alternativ wird eine Wiegemaschine unterhalb der angehobenen ersten Achse angeordnet. Die erste Achse wird dann auf die Wiegemaschine abgesenkt, und das ungefederte Gewicht der ersten Achse kann dadurch gemessen werden. Alternativ wird das Fahrzeug derart betätigt, dass die erste Achse auf einer Wiegemaschine positioniert wird, wonach die Luft in dem Federungsmittel der ersten Achse abgelassen wird und gleichzeitig Luft zu dem Federungsmittel der zweiten Achse hinzugefügt wird. Das ungefederte Gewicht für jede Achse wird geeignet in dem Fahrzeuglastmesssystem gespeichert, so dass es verwendet werden kann, um die Achslast des Fahrzeugs zu bestimmen.
Alternativ kann das ungefederte Gewicht einer Achse durch eine Druck-zu-Last-Korrelation bestimmt werden, wenn die Achse angehoben wird. Der Schritt des Bestimmens des ungefederten Gewichts kann somit das Anheben der Achse anhand eines Hebebalgs und das Bestimmen des Drucks in dem Hebebalg umfassen. Eine bekannte Beziehung zwischen dem Druck in dem Hebebalg und der Last, die durch den Hebebalg angehoben wird, wird dann verwendet, um das ungefederte Gewicht der Achse zu schätzen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren das Kalibrieren der Beziehung zwischen dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der Last auf das Federungsmittel. Ein Algorithmus ermöglicht es dem Fahrzeugbesitzer oder dem Bediener des Fahrzeugs geeignet, die vorbestimmte Beziehung zwischen dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der Last auf das Federungsmittel für jede Achse zu kalibrieren. Der Algorithmus ermöglicht es dem Fahrzeugbesitzer oder dem Bediener des Fahrzeugs geeignet, das Fahrzeuglastmesssystem zu kalibrieren. Die Kalibrierung umfasst das Betätigen des Fahrzeugs, so dass eine Achse auf einer Wiegemaschine positioniert ist. Eine erste Last wird geeignet auf das Fahrzeug ausgeübt und das Gewicht auf der Achse wird anhand der Waage bestimmt. Der Druck in dem Federungsmittel auf die Achse wird dann durch herkömmliche Drucksensoren bestimmt, die in Verbindung mit dem Federungsmittel angeordnet sind. Anschließend wird eine größere Last auf das Fahrzeug ausgeübt und Gewicht und Druck werden noch einmal bestimmt. Dies kann mit mehreren Lasten wiederholt werden, um eine zuverlässigere Beziehung zwischen Last und Druck zu erreichen. Dies wird geeignet für alle Achsen des Fahrzeugs wiederholt. Die vorbestimmte Beziehung wird dann mit der gemessenen Beziehung verglichen. Die Kalibrierung kann durch den Bediener manuell aktiviert werden. Die Kalibrierung kann dadurch aktiviert werden, dass der Bediener ein Kalibrierungssteuermittel manuell betätigt, wie etwa einen Knopf, einen Hebel oder dergleichen. Wenn die Kalibrierung aktiviert ist, werden Anweisungen darüber, wie die Kalibrierung vorzunehmen ist, für den Bediener geeignet an einer Anzeigeeinheit in dem Fahrzeug präsentiert. Der Bediener wird geeignet angewiesen, das Gewicht in das Lastmesssystem über Eingabemittel einzugeben, wie etwa einen Berührungsbildschirm, Knöpfe oder dergleichen. Somit wird eine zeiteffiziente und einfache Möglichkeit zum Kalibrieren des Lastmesssystems erreicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeuglastmesssystem, das mit einem Luftfederungssystem verknüpft ist, bereitgestellt. Das Luftfederungssystem umfasst Luftfederungsmittel, die an mindestens einer Achse angeordnet sind, wobei die Höhe eines Fahrzeugfahrgestells im Verhältnis zu der mindestens einen Achse angepasst ist, um geändert zu werden, indem die Luftmenge in dem Federungsmittel gesteuert wird und dadurch die Dehnung des Federungsmittels geändert wird. Das Fahrzeuglastmesssystem umfasst eine Steuereinheit, die angepasst ist, um für jede Achse die Last auf das Federungsmittel basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels zu bestimmen.
Die Steuereinheit ist geeignet angepasst zum Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel; Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels; Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels; und Bestimmen der Last auf das Federungsmittel basierend auf dem bestimmten Druck, der Dehnung und der Bewegungsrichtung. Die Steuereinheit ist geeignet angepasst zum Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel; Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels; Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels; und zum Bestimmen der Last auf das Federungsmittel basierend auf dem bestimmten Druck, der Dehnung und der Bewegungsrichtung und basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels, wobei die Beziehung von der bestimmten vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels abhängig ist. Die Steuereinheit steht geeignet in Kommunikation mit einem Mittel zum Steuern der Lastbestimmung zur Aktivierung der Lastbestimmung. Wenn dieses Mittel zum Steuern der Lastbestimmung betätigt wird, wird ein Signal an die Steuereinheit des Lastmesssystems gesendet, das den Lastbestimmungsprozess einleitet. Die Steuereinheit umfasst geeignet einen Algorithmus, der den Druck in dem Federungsmittel, die Dehnung des Federungsmittels und die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels berücksichtigt, wenn er die Last auf das Federungsmittel bestimmt.
Die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine Bewegungsrichtung nach oben wird geeignet in einer ersten dreidimensionalen Kurve in der Steuereinheit kompiliert, und eine Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel, dem Druck in dem Federungsmittel und der Dehnung des Federungsmittels für eine Bewegungsrichtung nach unten wird geeignet in einer zweiten dreidimensionalen Kurve in der Steuereinheit kompiliert. Die Steuereinheit umfasst somit eine erste dreidimensionale Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der Last auf das Federungsmittel für den Fall zeigt, dass die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels nach oben ging. Die Steuereinheit umfasst auch eine zweite dreidimensionale Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der Last auf das Federungsmittel für den Fall zeigt, dass die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels nach unten ging.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit angepasst, um die Dehnung des Federungsmittels anhand eines Fahrgestellhöhensensors, der in Verbindung mit dieser Achse angeordnet ist, zu bestimmen. Die Steuereinheit steht geeignet in Kommunikation mit einem Fahrgestellhöhensensor, der in Verbindung mit einer Achse angeordnet ist. Die Steuereinheit ist somit angepasst, um ein Signal von dem Fahrgestellhöhensensor zu empfangen, das den Abstand zwischen dem Fahrgestell und der Achse angibt. Alternativ ist die Steuereinheit angepasst, um die Dehnung des Federungsmittels durch eine Berechnung zu bestimmen, die auf der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen des Fahrzeugs basiert. Für den Fall, dass die Achse keinen Fahrgestellhöhensensor aufweist, kann die Dehnung des Federungsmittels aus der bestimmten Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen abgeleitet werden. Die Steuereinheit kann angepasst sein, um die Dehnung des Federungsmittels einer Achse durch eine Berechnung zu bestimmen, die auf der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen des Fahrzeugs und den Abständen zwischen den Achsen basiert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit angepasst, um die Last auf das Federungsmittel jeder Achse ferner basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel zu bestimmen. Die Steuereinheit steht geeignet in Kommunikation mit Fahrgestellhöhensensoren, die an einer Vorderachse und einer Hinterachse angeordnet sind. Die Steuereinheit ist somit angepasst, um Fahrgestellhöhensignale von den Fahrgestellhöhensensoren zu empfangen und basierend auf diesen Signalen den Fahrzeugneigungswinkel zu bestimmen. Die Steuereinheit kann auch angepasst sein, um die Last auf das Federungsmittel jeder Achse basierend auf dem Straßengefälle zu bestimmen. Die Steuereinheit steht geeignet in Kommunikation mit Fahrgestellhöhensensoren, die an einer Vorderachse und einer Hinterachse angeordnet sind, und mit einem Beschleunigungssensor. Die Steuereinheit ist somit angepasst, um Signale von den Fahrgestellhöhensensoren und dem Beschleunigungssensor zu empfangen und basierend auf diesen Signalen das Straßengefälle zu bestimmen. Die Steuereinheit kann auch angepasst sein, um den Fahrzeugneigungswinkel und das Straßengefälle zu einem Korrekturfaktor zu kombinieren und den Korrekturfaktor mit der Last auf das Federungsmittel zu multiplizieren, die basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels bestimmt wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit angepasst zum Bestimmen des ungefederten Gewichts, das mit jeder Achse verknüpft ist; und zum Bestimmen der Achslast für jede Achse durch Addieren des ungefederten Gewichts zu der bestimmten Last auf das Federungsmittel. Die Steuereinheit kann angepasst sein, um das ungefederte Gewicht basierend auf dem Druck in einem Hebebalg zu bestimmen, wenn die Achse angehoben wird. Das ungefederte Gewicht für jede Achse des Fahrzeugs kann vorbestimmt und in der Steuereinheit gespeichert sein, so dass die Steuereinheit das ungefederte Gewicht für eine spezifische Achse bestimmen und die Achslast für diese spezifische Achse bestimmen kann.
Die Steuereinheit ist geeignet angepasst, um die bestimmte Last auf das Federungsmittel für jede Achse an einer Anzeigeeinheit in dem Fahrzeug zu präsentieren. Die Steuereinheit ist geeignet angepasst, um die bestimmte Achslast des Fahrzeugs an einer Anzeigeeinheit in dem Fahrzeug zu präsentieren. Die Steuereinheit kann angepasst sein, um die bestimmte Achslast in einer schematischen Abbildung des Fahrzeugs zu präsentieren, so dass es einfach ist, die Achslast auf jeder Achse des Fahrzeugs zu sehen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Steuereinheit einen Algorithmus, der angepasst ist, um es dem Fahrzeugbesitzer oder dem Bediener des Fahrzeugs zu ermöglichen, die Beziehung zwischen dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der Last auf das Federungsmittel für jede Achse zu kalibrieren. Die Steuereinheit umfasst geeignet einen Algorithmus, der angepasst ist, um es dem Fahrzeugbesitzer oder dem Bediener des Fahrzeugs zu ermöglichen, das Lastmesssystem zu kalibrieren. Das Lastmesssystem umfasst geeignet Kalibrierungssteuermittel, die in Kommunikation mit der Steuereinheit stehen. Die Steuereinheit ist somit angepasst, um ein Signal von dem Kalibrierungssteuermittel zu empfangen, das bedeutet, dass der Bediener mit der Kalibrierung beginnen möchte. Die Steuereinheit ist angepasst, um Anweisungen darüber, wie die Kalibrierung vorzunehmen ist, an einer Anzeigeeinheit zu präsentieren, wenn die Kalibrierung aktiviert wurde. Die Kalibrierung umfasst das Betätigen des Fahrzeugs, so dass eine Achse auf einer Wiegemaschine positioniert ist. Eine erste Last wird geeignet auf das Fahrzeug ausgeübt und das Gewicht wird anhand der Waage bestimmt. Die Steuereinheit ist angepasst, um den Bediener anzuweisen, das Gewicht in das Lastmesssystem über Eingabemittel einzugeben, wie etwa einen Berührungsbildschirm, Knöpfe oder dergleichen. Der Druck in dem Federungsmittel auf die Achse wird durch herkömmliche Drucksensoren, die in Verbindung mit dem Federungsmittel angeordnet sind, und die Steuereinheit bestimmt. Die Steuereinheit ist somit angepasst, um den Druck in dem Federungsmittel während der Kalibrierung zu bestimmen. Anschließend wird eine größere Last auf das Fahrzeug ausgeübt und Gewicht und Druck werden noch einmal bestimmt. Dies kann mit mehreren Lasten wiederholt werden, um eine zuverlässigere Beziehung zwischen Last und Druck zu erreichen. Die Steuereinheit ist angepasst, um die vorbestimmte Beziehung mit der gemessenen Beziehung zu vergleichen.
Zusätzliche Aufgaben, Vorteile und neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus den folgenden Einzelheiten und auch aus dem Praktizieren der Erfindung hervorgehen. Obwohl die Erfindung nachstehend beschrieben wird, versteht es sich, dass sie nicht auf die spezifisch beschriebenen Einzelheiten eingeschränkt ist. Der Fachmann, der Zugriff auf die vorliegenden Lehren hat, wird weitere Anwendungen, Änderungen und Integrationen auf anderen Gebieten erkennen, die im Umfang der Erfindung liegen.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Aufgaben und Vorteile ist die nachstehend dargelegte ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen, in denen die gleichen Bezugszeichen in den diversen Zeichnungen ähnliche Elemente bezeichnen. Es zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 schematisch ein Fahrzeuglastmesssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3a schematisch die Beziehung zwischen Druck, Dehnung, Last und Bewegungsrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3b schematisch die Beziehung zwischen Druck, Dehnung, Last und Bewegungsrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4a-b schematisch ein Ablaufschema für ein Verfahren zur Lastbestimmung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
5 schematisch eine Steuereinheit oder einen Computer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Begriff „Verbindung“ bezieht sich hier auf eine Kommunikationsverbindung, wobei es sich um eine physische Verbindung, wie etwa eine optoelektronische Kommunikationsleitung, oder um eine nicht physische Verbindung, wie etwa eine drahtlose Verbindung, z.B. eine Funkverbindung oder eine Hochfrequenzverbindung, handeln kann. Die hier bereitgestellten Verbindungen sind abgebildet, wie sie zur bidirektionalen Kommunikation angeordnet sind. In manchen Fällen kann die Kommunikation zwischen den Einheiten jedoch über eine derartige Verbindung unidirektional sein.
1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrgestell 3, eine Fortbewegungseinheit 2 und ein Schaltgetriebe 4, das mit der Fortbewegungseinheit 2 verbunden ist. Das Fahrzeug 1 umfasst ferner mindestens eine Vorderachse 6 mit Vorderrädern 8 und mindestens eine Hinterachse 10 mit Hinterrädern 12. In dieser Figur umfasst das Fahrzeug 1 zwei Hinterachsen 10, wobei mindestens eine der Hinterachsen eine Antriebsachse ist. Die mindestens eine Antriebsachse 10 ist somit mit dem Schaltgetriebe 4 und der Fortbewegungseinheit 2 verbunden. Das Fahrzeug 1 umfasst auch ein Lastmesssystem 100, das mit einem Luftfederungssystem 200 verknüpft ist. Das Luftfederungssystem 200 zum Nivellieren des Fahrzeugs 1 umfasst eine Kompressoreinheit (nicht gezeigt), die den Luftfederungsmitteln 201, die mit mindestens einer Achse 6, 10 verknüpft sind, Druckluft zuführt. In dieser Figur umfassen alle Achsen 6, 10 Federungsmittel 201, es versteht sich jedoch, dass vielleicht nur die Hinterachsen Federungsmittel umfassen. Die Luftfederungsmittel 201 sind geeignet flexible Faltenbälge 201. Die Figur zeigt auch eine detailliertere Ansicht einer Achse 10, und wie das Federungsmittel 201 an der Achse 10 angeordnet ist. Obwohl eine Hinterachse 10 gezeigt ist, gilt die detaillierte Ansicht auch für eine Vorderachse 6. Das Federungsmittel 201 umfasst geeignet einen Kolben 202, der in dem Faltenbalg bewegbar angeordnet ist, wobei der Kolben 202 an einem Verbindungsarm 203 angebracht ist. Das andere Ende des Federungsmittels 201 ist an einem Rahmen 204 des Fahrgestells 3 angebracht. Durch das Erhöhen der Luftmenge im Innern des Federungsmittels 201 einer Achse 6, 10 wird das Federungsmittel 201 aufgeblasen, und das Fahrgestell 3 des Fahrzeugs 1 wird von der Achse 6, 10 angehoben. Durch das Ablassen der Luft im Innern des Federungsmittels 201 einer Achse 6, 10 in die Atmosphäre wird das Federungsmittel 201 entleert, und das Fahrgestell 3 wird in Richtung auf die Achse 6, 10 hin abgesenkt. Das Lastmesssystem 100 ist angeordnet, um die Last auf dem Federungsmittel 201 jeder Achse 6, 10 und die Achslast jeder Achse 6, 10 anhand des Luftfederungssystems 200 zu bestimmen. Das Fahrzeug 1 kann ein schweres Fahrzeug sein, z.B. ein Lastwagen, ein Bus, eine Forstmaschine, ein Minenfahrzeug, ein Baufahrzeug, ein Rettungsfahrzeug, ein Müllfahrzeug oder dergleichen sein. Das Fahrzeug 1 kann ein Hybridfahrzeug sein, das zwei Fortbewegungseinheiten 2 umfasst, nämlich eine Elektromaschine und eine Brennkraftmaschine. Das Lastmesssystem 100 in dem Fahrzeug 1 wird in 2 weiter beschrieben.
2 bildet schematisch ein Fahrzeuglastmesssystem 100 ab, das mit einem Luftfederungssystem 200 eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verknüpft ist. Das Luftfederungssystem 200 und das Fahrzeug, mit dem das Lastmesssystem 100 verknüpft ist, können das Fahrzeug 1 und das Luftfederungssystem 200 wie in 1 offenbart sein. Das Luftfederungssystem 200 kann somit Luftfederungsmittel 201 umfassen, die an mindestens einer Achse 6, 10 angeordnet sind, wobei die Höhe eines Fahrzeugfahrgestells 3 im Verhältnis zu der mindestens einen Achse 6, 10 geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln 201 gesteuert wird und dadurch die Dehnung des Federungsmittels 201 geändert wird. Das Fahrzeuglastmesssystem 100 umfasst eine Steuereinheit 120, die angepasst ist, um für jede Achse 6, 10 die Last auf das Federungsmittel 201 basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel 201, der Dehnung des Federungsmittels 201 und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 bestimmen zu können. Die Steuereinheit 120 umfasst geeignet einen Algorithmus zur Lastbestimmung basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel 201, der Dehnung des Federungsmittels 201 und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201.
Die Steuereinheit 120 ist geeignet angepasst zum Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel 201, Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels 201, Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 und Bestimmen der Last auf das Federungsmittel 201 basierend auf dem bestimmten Druck, der Dehnung und der Bewegungsrichtung und basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201, wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 abhängig ist. Die vorbestimmte Beziehung ist geeignet in der Steuereinheit 120 gespeichert. Die Steuereinheit 120 speichert geeignet zwei Beziehungen pro Achse 6, 10, und zwar eine für eine vorherige Bewegungsrichtung nach oben und eine für eine vorherige Bewegungsrichtung nach unten. Die beiden Beziehungen sind geeignet in zwei dreidimensionalen Grafiken kompiliert, die jeweils eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201, der Dehnung des Federungsmittels 201 und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 zeigen. Diese Grafiken sind in 3a und 3b abgebildet. Die Steuereinheit 120 ist somit angepasst zum Bestimmen des aktuellen Drucks in dem Federungsmittel 201, Bestimmen der aktuellen Dehnung des Federungsmittels 201 und Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201, und basierend auf der bestimmten Bewegungsrichtung Verwenden einer der dreidimensionalen Kurven, um die Last auf das Federungsmittel 201 anhand des bestimmten Drucks und der Dehnung zu bestimmen.
Die Steuereinheit 120 steht über eine Verbindung L200 in Kommunikation mit dem Luftfederungssystem 200. Die Steuereinheit 120 ist somit angepasst, um Informationen von dem Luftfederungssystem 200 zu empfangen. Ein Computer 130 kann zur Kommunikation mit der Steuereinheit 210 über eine Verbindung L130 angeordnet sein. Der Computer 130 kann mit der Steuereinheit 120 abnehmbar verbunden sein. Der Computer 130 kann außerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Der Computer 130 verwendet werden, um Software auf die Steuereinheit 120 zu übertragen.
Das Lastmesssystem 100 umfasst geeignet ein Mittel 140 zum Steuern der Lastbestimmung, das über eine Verbindung L140 zur Kommunikation mit der Steuereinheit 120 angeordnet ist. Dadurch kann ein Bediener des Fahrzeugs 1 das Mittel 140 zum Steuern der Lastbestimmung manuell betätigen, um das Lastmesssystem 100 zu aktivieren. Das Mittel 140 zum Steuern der Lastbestimmung ist somit geeignet in der Fahrzeugkabine angeordnet und kann ein Hebel, ein Druckknopf oder dergleichen sein.
Das Lastmesssystem 100 kann ein Kalibrierungssteuermittel 150 umfassen, das über eine Verbindung L140 zur Kommunikation mit der Steuereinheit 120 angeordnet ist. Dadurch kann ein Bediener des Fahrzeugs 1 das Kalibrierungssteuermittel 150 manuell betätigen, um eine Kalibrierfunktion des Lastmesssystems 100 zu aktivieren. Das Kalibrierungssteuermittel 150 ist somit geeignet in der Fahrzeugkabine angeordnet und kann ein Hebel, ein Druckknopf oder dergleichen sein. Die Steuereinheit 120 ist geeignet angepasst, um Anweisungen darüber zu präsentieren, wie mit der Kalibrierung vorzugehen ist, wenn das Kalibrierungssteuermittel 150 aktiviert wurde. Die Steuereinheit 120 ist auch geeignet angepasst, um Anweisungen an einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs 1 zu präsentieren.
3a und 3b zeigen Grafiken von Beziehungen zwischen dem Druck P in einem Federungsmittel, der Dehnung X eines Federungsmittels, der Last L auf ein Federungsmittel und die vorherige Bewegungsrichtung eines Federungsmittels gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Federungsmittel ist geeignet das Federungsmittel 201 wie in 1 offenbart. 3a zeigt eine Beziehung zwischen dem Druck P in dem Federungsmittel, der Dehnung X des Federungsmittels und der Last L auf das Federungsmittel, wenn die vorherige Bewegungsrichtung nach oben ging. 3b zeigt eine Beziehung zwischen dem Druck P in dem Federungsmittel, der Dehnung X des Federungsmittels und der Last L auf das Federungsmittel, wenn die vorherige Bewegungsrichtung nach unten ging. Die beiden dreidimensionalen Grafiken werden geeignet in einem Fahrzeuglastmesssystem 100, wie in 1 und 2 offenbart, zur Lastbestimmung verwendet.
In den Beziehungen sind der Druck P in dem Federungsmittel 201 und die Dehnung X des Federungsmittels 201 unabhängige Variablen, und die Last L auf das Federungsmittel 201 oder das ungefederte Gewicht ist die abhängige Variable. Die beiden Beziehungen zwischen dem Druck P, der Dehnung X und der Last L werden geeignet durch Versuche bestimmt. Der Druck P in dem Federungsmittel 201 und die Last L auf das Federungsmittel 201 werden für gewisse Dehnungen X des Federungsmittels 201 bestimmt, wobei die Dehnungen X in regelmäßigen Intervallen, beispielsweise 1, 5 und 10 Millimetern, beabstandet sind.
4a bildet schematisch ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Das Fahrzeug ist geeignet konfiguriert, wie in 1 beschrieben. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrgestell 3 und ein Luftfederungssystem 200 mit Luftfederungsmitteln, die an mindestens einer Achse 6, 10 angeordnet sind, wobei die Höhe des Fahrzeugfahrgestells im Verhältnis zu der mindestens einen Achse 6, 10 geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln 201 gesteuert und dadurch die Dehnung des Federungsmittels 201 geändert wird. Das Verfahren umfasst für jede Achse 6, 10 den Schritt des Bestimmens s100 der Last auf das Federungsmittel 201, basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel 201, der Dehnung des Federungsmittels 201 und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201. Der Verfahrensschritt wird geeignet anhand einer Steuereinheit 120 des Fahrzeuglastmesssystems 100 ausgeführt, wie in 2 offenbart.
4b bildet schematisch ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab. Das Fahrzeug ist geeignet konfiguriert, wie in 1 beschrieben. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrgestell und ein Luftfederungssystem 200 mit Luftfederungsmitteln 201, die an mindestens einer Achse 6, 10 angeordnet sind, wobei die Höhe des Fahrzeugfahrgestells im Verhältnis zu der mindestens einen Achse 6, 10 geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln 201 gesteuert und dadurch die Dehnung der Federungsmittel 201 geändert wird. Das Verfahren umfasst für jede Achse 6, 10 den Schritt des Bestimmens s101 des Drucks in dem Federungsmittel 201; des Bestimmens s102 der Dehnung des Federungsmittels 201; des Bestimmens s103 der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201; und des Bestimmens s104 der Last auf das Federungsmittel 201 basierend den bestimmten Daten und einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201, wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 abhängig ist.
Das Lastbestimmungsverfahren wird geeignet durch einen Bediener eines Fahrzeugs 1 manuell aktiviert. Der Bediener betätigt geeignet ein Mittel zum Steuern der Lastbestimmung, wie etwa einen Hebel oder Knopf, wodurch eine Steuereinheit eines Fahrzeuglastmesssystems aktiviert wird und das Verfahren ausführt. Das Lastmesssystem ist geeignet das Lastmesssystem 100 wie in 2 offenbart. Das Verfahren kann somit den Schritt zuerst des Identifizierens einer Anfrage für eine Lastbestimmung umfassen. Beim Aktivieren der Lastbestimmung wird das Fahrzeuglastmesssystem 100 aktiviert, um den aktuellen Druck in dem Federungsmittel 201 jeder Achse 6, 10, die aktuelle Dehnung des Federungsmittels 210 jeder Achse 6, 10 und die vorherige Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 jeder Achse 6, 10 zu bestimmen. Diese Daten werden geeignet in einen Algorithmus in der Steuereinheit 120 des Lastmesssystems 100 eingegeben. Das Steuersystem 120 speichert die vorbestimmte Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201. Basierend auf den eingegebenen Daten und der vorbestimmten Beziehung kann die Last auf das Federungsmittel 201 bestimmt werden. Die Steuereinheit 120 umfasst geeignet zwei verschiedene Beziehungen, und zwar eine für eine Bewegungsrichtung nach oben und eine für eine Bewegungsrichtung nach unten. Es besteht somit eine Beziehung zwischen Last, Druck und Dehnung, falls das Federungsmittel 201 zuvor gedehnt wurde, und eine andere Beziehung zwischen Last, Druck und Dehnung, falls das Federungsmittel 201 zuvor zusammengezogen wurde. Wenn das Lastmesssystem 100 die Last auf die Federungsmittel 201 aller Achsen 6, 10 des Fahrzeugs 1 bestimmt hat, wird das Ergebnis geeignet schematisch an einer Anzeigeeinheit in dem Fahrzeug 1 präsentiert.
Der Schritt des Bestimmens s104 der Last auf das Federungsmittel 201 umfasst geeignet eine erste dreidimensionale Kurve, welche die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201 für eine Bewegungsrichtung nach oben zeigt, und eine zweite dreidimensionale Kurve, welche die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201 für eine Bewegungsrichtung nach unten zeigt. Die Steuereinheit 120 speichert somit geeignet zwei dreidimensionale Kurven, welche die beiden verschiedenen Beziehungen zeigen. Diese Kurven sind in 3a und 3b gezeigt. Die dreidimensionalen Kurven können auch als dreidimensionale Grafiken oder Diagramme bezeichnet werden. Der Schritt s104 des Bestimmens der Last auf das Federungsmittel 201 umfasst geeignet das Bestimmen der Last auf das Federungsmittel 201 basierend auf einer ersten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201 für eine Bewegungsrichtung nach oben oder einer zweiten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel 201, dem Druck in dem Federungsmittel 201 und der Dehnung des Federungsmittels 201 für eine Bewegungsrichtung nach unten. Je nach der bestimmten vorherigen Bewegungsrichtung wird eine der Kurven/Beziehungen verwendet, um die Last auf die Federungsmittel 201 basierend auf dem bestimmten Druck und der Dehnung zu bestimmen. Jede Beziehung/Kurve bezüglich des Drucks, der Dehnung und der Last wurde geeignet empirisch bestimmt.
Der Schritt des Bestimmens s102 der Dehnung des Federungsmittels 201 wird geeignet anhand eines Fahrgestellhöhensensors ausgeführt, der in Verbindung mit dieser Achse 6, 10 angeordnet ist. Der Fahrgestellhöhensensor steht geeignet in Kommunikation mit der Steuereinheit 120 des Lastmesssystems 100, wodurch die Steuereinheit 120 von dem Fahrgestellhöhensensor ein Signal empfängt, das die Fahrgestellhöhe und somit die Dehnung des Federungsmittels 201 angibt. Die Steuereinheit 120 bestimmt dadurch die Dehnung des Federungsmittels 201.
Der Schritt des Bestimmens s102 der Dehnung des Federungsmittels 201 einer Achse 6, 10 kann alternativ das Ableiten der Dehnung des Federungsmittels 201 aus der bestimmten Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen 6, 10 umfassen. Die Dehnung des Federungsmittels 201 kann auch basierend auf den Abständen zwischen den Achsen des Fahrzeugs 1 berechnet werden. Es kann sein, dass nicht alle Achsen 6, 10 eines Fahrzeugs 1 einen Fahrgestellhöhensensor umfassen. Beispielsweise kann es sein, dass eine Nachlaufachse keinen Fahrgestellhöhensensor umfasst. Die Dehnung des Federungsmittels an einer Achse 6, 10, die keinen Fahrgestellhöhensensor aufweist, kann somit basierend auf der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen 6, 10 des Fahrzeugs 1 berechnet werden. Die Steuereinheit 120 des Lastmesssystems 100 berechnet geeignet die Dehnung des Federungsmittels 201 basierend auf der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen 6, 10 des Fahrzeugs 1.
Der Schritt des Bestimmens s104 der Last auf das Federungsmittel 201 kann das Bestimmen der Last ferner basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel umfassen.
Der Fahrzeugneigungswinkel ist der Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs 1 und der Bodenebene. Der Fahrzeugneigungswinkel kann bestimmt werden, indem die Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Vorderachse 6 des Fahrzeugs 1 und an der mindestens einen Hinterachse 10 des Fahrzeugs 1 bestimmt wird. Die Steuereinheit 120 bestimmt geeignet die Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Vorderachse 6 und der mindestens einen Hinterachse 10 anhand von Fahrgestellhöhensensoren. Die Steuereinheit 120 bestimmt anschließend den Fahrzeugneigungswinkel basierend auf der bestimmten Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Vorderachse 6 und der mindestens einen Hinterachse 10.
Der Schritt des Bestimmens s104 der Last auf das Federungsmittel 201 kann das Bestimmen der Last ferner basierend auf dem Straßengefälle umfassen. Das Straßengefälle kann auch als Straßensteigung bezeichnet werden und ist die Neigung der Straße im Verhältnis zur waagerechten Achse. Das Straßengefälle kann anhand eines Fahrgestellhöhensensors an einer Vorderachse 6 und eines Fahrgestellhöhensensors an einer Hinterachse 10 bestimmt werden. Das Straßengefälle kann auch anhand eines Beschleunigungssensors, der an dem Fahrzeugfahrgestell 3 angeordnet ist, und der Fahrgestellhöhensensoren, die sich an der Vorderachse und der Hinterachse befinden, bestimmt werden. Geeignet wird der Neigungswinkel des Fahrzeugs 1 verwendet, um das Straßengefälle zu bestimmen. Die Steuereinheit 120 des Lastmesssystems 100 steht geeignet in Kommunikation mit den Fahrgestellhöhensensoren und den Beschleunigungssensoren. Die Steuereinheit 120 empfängt somit Daten von den Höhensensoren und von den Beschleunigungssensoren und verwendet diese Daten, um das Straßengefälle zu bestimmen.
Der Schritt des Bestimmens s104 der Last auf das Federungsmittel 201 kann das Kombinieren des Fahrzeugneigungswinkels und des Straßengefälles zu einem Korrekturfaktor und das Multiplizieren desselben mit der Last auf das Federungsmittel 201, die basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel 201, der Dehnung des Federungsmittels 201 und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 bestimmt wird, umfassen. Die Steuereinheit 120 bestimmt geeignet den Fahrzeugneigungswinkel und das Straßengefälle und kombiniert sie zu einem Korrekturfaktor. Die Steuereinheit 120 multipliziert dann diesen Korrekturfaktor mit der Last auf das Federungsmittel 201, die anhand der vorbestimmten Beziehung zwischen dem Druck, der Dehnung und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels 201 bestimmt wird.
Das Verfahren kann ferner die Schritte des Bestimmens des ungefederten Gewichts, das mit jeder Achse 6, 10 verknüpft ist; und des Bestimmens der Achslast für jede Achse 6, 10 durch Addieren des ungefederten Gewichts zu der bestimmten Last auf das Federungsmittel 201 umfassen. Das ungefederte Gewicht ist im Wesentlichen die Masse der Komponenten, die gewissermaßen mit den Federungsmitteln 201 verbunden sind, jedoch nicht von den Federungsmitteln 201 abgestützt werden. Durch das Bestimmen des ungefederten Gewichts jeder Achse 6, 10 und das Addieren desselben zu der Last auf das Federungsmittel 201, die für jede Achse 6, 10 bestimmt wird, wird ein genauer Wert der Achslast erreicht. Das ungefederte Gewicht ist geeignet in der Steuereinheit 120 gespeichert. Das ungefederte Gewicht einer Achse kann durch Messen anhand einer Wiegemaschine bestimmt werden. Dies ist nur möglich, wenn die Achse 6, 10 neben einer anderen Achse 6, 10 angeordnet ist. Der Schritt des Bestimmens des ungefederten Gewichts einer ersten Achse 6, 10, die neben einer zweiten Achse 6, 10 angeordnet ist, kann das Entfernen des Drucks in dem Federungsmittel 201 der ersten Achse 6, 10 und gleichzeitig das Hinzufügen von Druck zu dem Federungsmittel 201 der zweiten Achse 6, 10 umfassen. Somit kann die zweite Achse 6, 10 die Last tragen, die zuvor durch die erste Achse 6, 10 getragen wurde, und es wird sichergestellt, dass sich die Fahrgestellhöhe nicht ändert. Die erste Achse 6, 10 wird dann durch den eigenen Achsenhebebalg des Fahrzeugs angehoben, und das Fahrzeug 1 wird in eine Position gebracht, in der die erste Achse 6, 10 auf eine Waage abgesenkt werden kann. Alternativ wird eine Wiegemaschine unterhalb der angehobenen ersten Achse 6, 10 angeordnet. Die erste Achse 6, 10 wird dann auf die Wiegemaschine abgesenkt, und das ungefederte Gewicht der ersten Achse 6, 10 kann dadurch gemessen werden. Alternativ wird das Fahrzeug 1 derart betätigt, dass die erste Achse 6, 10 auf eine Wiegemaschine positioniert wird, wonach die Luft in dem Federungsmittel 201 der ersten Achse 6, 10 entfernt wird und gleichzeitig Druck zu dem Federungsmittel 201 der zweiten Achse 6, 10 hinzugefügt wird. Die Steuereinheit 120 des Lastmesssystems 100 entfernt geeignet den Druck in dem Federungsmittel 201 der betreffenden Achse 6, 10 und fügt Druck zu der benachbarten Achse 6, 10 hinzu. Die Steuereinheit 120 präsentiert auch Anweisungen für den Bediener des Fahrzeugs 1, um das Gewicht, das an der Wiegemaschine gezeigt wird, in das Lastmesssystem 100 einzugeben. Somit kann die Steuereinheit 120 das ungefederte Gewicht bestimmen und fügt das ungefederte Gewicht zu der bereits bestimmten Last auf das Federungsmittel 201 hinzu. Die Steuereinheit 120 bestimmt somit die Achslast.
Alternativ kann das ungefederte Gewicht einer Achse 6, 10 durch eine Druck-zu-Last-Korrelation bestimmt werden, wenn die Achse 6, 10 angehoben wird. Der Schritt des Bestimmens des ungefederten Gewichts kann somit das Anheben der Achse 6, 10 anhand eines Hebebalgs und das Bestimmen des Drucks in dem Hebebalg umfassen. Die Steuereinheit 120 steht geeignet in Kommunikation mit einem Drucksensor, der in Verbindung mit dem Hebebalg angeordnet ist. Die Steuereinheit 120 bestimmt dadurch den Druck in dem Hebebalg. Eine bekannte Beziehung zwischen dem Druck in dem Hebebalg und der Last, die durch den Hebebalg angehoben wird, wird in der Steuereinheit 120 gespeichert, und die Steuereinheit 120 verwendet diese Beziehung und den bestimmten Druck geeignet, um das ungefederte Gewicht der Achse 6, 10 zu schätzen.
5 bildet schematisch eine Vorrichtung 500 ab. Die Steuereinheit 120 und/oder der Computer 130, die bzw. der mit Bezug auf 2 beschrieben wird bzw. werden, können bei einer Ausführung die Vorrichtung 500 umfassen. Der Begriff „Verbindung“ bezieht sich hier auf eine Kommunikationsverbindung, wobei es sich um eine physische Verbindung, wie etwa eine optoelektronische Kommunikationsleitung, oder um eine nicht physische Verbindung, wie etwa eine drahtlose Verbindung, z.B. eine Funkverbindung oder eine Hochfrequenzverbindung, handeln kann. Die Vorrichtung 500 umfasst einen nicht flüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Schreib-/Lesespeicher 550. Der nicht flüchtige Speicher 520 weist ein erstes Speicherelement 530 auf, auf dem ein Computerprogramm, z.B. ein Betriebssystem, gespeichert ist, um die Funktion der Vorrichtung 500 zu steuern. Die Vorrichtung 500 umfasst ferner einen Bus-Controller, einen seriellen Kommunikationsanschluss, E/A-Mittel, einen A/D-Wandler, eine Einheit zum Eingeben und Übertragen von Zeit und Datum, einen Ereigniszähler und einen Unterbrechungs-Controller (nicht abgebildet). Der nicht flüchtige Speicher 520 verfügt auch über ein zweites Speicherelement 540.
Es wird ein Computerprogramm Pr bereitgestellt, das Routinen für ein Verfahren zur Lastbestimmung gemäß der Erfindung umfasst. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen der Last auf ein Federungsmittel, basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel, der Dehnung des Federungsmittels und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen des Drucks in einem Federungsmittel. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen der Dehnung eines Federungsmittels. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung eines Federungsmittels. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen der Last auf ein Federungsmittel basierend auf einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Druck in einem Federungsmittel, der Dehnung eines Federungsmittels und der Last auf ein Federungsmittel, wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels abhängig ist. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen des Fahrzeugneigungswinkels. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Bestimmen des Straßengefälles. Das Computerprogramm Pr umfasst Routinen zum Kalibrieren der Beziehung zwischen dem Druck in einem Federungsmittel, der Dehnung eines Federungsmittels und der Last auf ein Federungsmittel. Das Programm Pr kann in einer ausführbaren Form oder in einer komprimierten Form in einem Speicher 560 und/oder in einem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert sein.
Wenn die Datenverarbeitungseinheit 510 beschrieben wird, wie sie eine bestimmte Funktion ausführt, bedeutet dies, dass die Datenverarbeitungseinheit 510 einen gewissen Teil des Programms, der in dem Speicher 560 gespeichert ist, oder einen gewissen Teil des Programms, der in dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert ist, ausführt.
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 510 kann mit einem Datenanschluss 599 über einen Datenbus 515 kommunizieren. Der nicht flüchtige Speicher 520 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512 gedacht. Der getrennte Speicher 560 ist zur Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 511 gedacht. Der Schreib-/Lesespeicher 550 ist angepasst, um mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 514 zu kommunizieren.
Wenn Daten an dem Datenanschluss 599 empfangen werden, werden sie zeitweilig in dem zweiten Speicherelement 540 gespeichert. Wenn empfangene eingegebene Daten zeitweilig gespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 bereit, um die Code-Ausführung wie zuvor beschrieben vorzunehmen.
Teile der hier beschriebenen Verfahren können von der Vorrichtung 500 anhand der Datenverarbeitungseinheit 510, die das Programm ausführt, das in dem Speicher 560 oder dem Schreib-/Lesespeicher 550 gespeichert ist, ausgeführt werden. Wenn die Vorrichtung 500 das Programm ausführt, werden die hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird zur Erläuterung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht dazu gedacht, vollständig zu sein oder die Erfindung auf die beschriebenen Varianten einzuschränken. Zahlreiche Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann ersichtlich sein. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um die Grundsätze der Erfindung und ihre praktischen Anwendungen möglichst gut zu erklären und es dem Fachmann dadurch zu ermöglichen, die Erfindung für verschiedene Ausführungsformen und mit den diversen Modifikationen, die für die bestimmte Verwendung geeignet sind, zu verstehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2002/00381983 A1 [0003]
EP 1571429 A2 [0003]

Claims

Verfahren zur Lastbestimmung eines Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) ein Fahrgestell (3) und ein Luftfederungssystem (200) mit Luftfederungsmitteln (201), die an mindestens einer Achse (6, 10) angeordnet sind, umfasst, wobei die Höhe des Fahrgestells (3) im Verhältnis zu der mindestens einen Achse (6, 10) geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln (201) gesteuert und dadurch die Dehnung des Federungsmittels (201) geändert wird, gekennzeichnet durch für jede Achse (6, 10) den Schritt von: - Bestimmen (s100) der Last auf das Federungsmittel (201) basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel (201), der Dehnung des Federungsmittels (201) und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: - Bestimmen (s101) des Drucks in dem Federungsmittel (201); - Bestimmen (s102) der Dehnung des Federungsmittels (201); - Bestimmen (s103) der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201); und - Bestimmen (s104) der Last auf das Federungsmittel (201) basierend auf den bestimmten Daten und einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (201), dem Druck in dem Federungsmittel (201) und der Dehnung des Federungsmittels (201), wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201) abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Last auf das Federungsmittel (201) basierend auf einer ersten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (201), dem Druck in dem Federungsmittel (201) und der Dehnung des Federungsmittels (201) für eine Bewegungsrichtung nach oben oder einer zweiten dreidimensionalen Kurve der Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (201), dem Druck in dem Federungsmittel (201) und der Dehnung des Federungsmittels (201) für eine Bewegungsrichtung nach unten bestimmt (s104) wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dehnung des Federungsmittels (201) einer Achse (6, 10) anhand eines Fahrgestellhöhensensors, der in Verbindung mit dieser Achse (6, 10) angeordnet ist, bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dehnung des Federungsmittels (201) einer Achse (6, 10) aus der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen (6, 10) des Fahrzeugs (1) abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Last auf das Federungsmittel (201) jeder Achse (6, 10) ferner basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Last auf das Federungsmittel (201) jeder Achse (6, 10) ferner basierend auf dem Straßengefälle bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 und 7, wobei der Fahrzeugneigungswinkel und das Straßengefälle zu einem Korrekturfaktor kombiniert und mit der Last auf das Federungsmittel (201), die basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel (201), der Dehnung des Federungsmittels (201) und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201) bestimmt wird, multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Fahrzeugneigungswinkel basierend auf der Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Vorderachse (6) und der Fahrgestellhöhe an der mindestens einen Hinterachse (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst von: - Bestimmen des ungefederten Gewichts, das mit jeder Achse (6, 10) verknüpft ist; und - Bestimmen der Achslast für jede Achse durch Addieren des ungefederten Gewichts zu der bestimmten Last auf das Federungsmittel (201).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das ungefederte Gewicht durch eine Messung an einer Wiegemaschine bestimmt wird.
Fahrzeuglastmesssystem (100), das mit einem Luftfederungssystem (200) verknüpft ist, wobei das Luftfederungssystem (200) Luftfederungsmittel (201) umfasst, die an mindestens einer Achse (6, 10) angeordnet sind, wobei die Höhe eines Fahrgestells (3) im Verhältnis zu der mindestens einen Achse (6, 10) geändert werden kann, indem die Luftmenge in den Federungsmitteln (201) gesteuert und dadurch die Dehnung der Federungsmittel (201) geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeuglastmesssystem (100) eine Steuereinheit (120) umfasst, die angepasst ist, um die Last auf das Federungsmittel (201) basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel (201), der Dehnung der Federungsmittels (201) und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201) zu bestimmen.
System (100) nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist zum Bestimmen des Drucks in dem Federungsmittel (201); Bestimmen der Dehnung des Federungsmittels (201); Bestimmen der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201); und Bestimmen der Last auf das Federungsmittel (201) basierend auf den bestimmten Daten und einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (201), dem Druck in dem Federungsmittel (201) und der Dehnung des Federungsmittels (201), wobei die Beziehung von der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201) abhängig ist.
System (100) nach Anspruch 13, wobei die Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (201), dem Druck in dem Federungsmittel (201) und der Dehnung des Federungsmittels (201) für eine Bewegungsrichtung nach oben in einer ersten dreidimensionalen Kurve in der Steuereinheit (120) kompiliert wird, und eine Beziehung zwischen der Last auf das Federungsmittel (102), dem Druck in dem Federungsmittel (102) und der Dehnung des Federungsmittels (102) für eine Bewegungsrichtung nach unten in einer zweiten dreidimensionalen Kurve in der Steuereinheit (120) kompiliert wird.
System (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist, um die Dehnung des Federungsmittels (201) einer Achse (6, 10) anhand eines Fahrgestellhöhensensors, der in Verbindung mit dieser Achse (6, 10) angeordnet ist, zu bestimmen.
System (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist, um die Dehnung des Federungsmittels (201) einer Achse (6, 10) durch eine Berechnung basierend auf der Fahrgestellhöhe an den anderen Achsen (6, 10) des Fahrzeugs (1) zu bestimmen.
System (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist, um die Last auf das Federungsmittel (201) jeder Achse (6, 10) basierend auf dem Fahrzeugneigungswinkel zu bestimmen.
System (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist, um die Last auf das Federungsmittel (201) jeder Achse (6, 10) basierend auf dem Straßengefälle zu bestimmen.
System (100) nach Anspruch 17 und 18, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist, um den Fahrzeugneigungswinkel und das Straßengefälle zu einem Korrekturfaktor zu kombinieren und den Korrekturfaktor mit der Last auf das Federungsmittel (201), die basierend auf dem Druck in dem Federungsmittel (201), der Dehnung des Federungsmittels (201) und der vorherigen Bewegungsrichtung des Federungsmittels (201) bestimmt wird, zu multiplizieren.
System (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Steuereinheit (120) angepasst ist zum Bestimmen des ungefederten Gewichts, das mit jeder Achse (6, 10) verknüpft ist; und zum Bestimmen der Achslast für jede Achse (6, 10) durch Addieren des ungefederten Gewichts zu der bestimmten Last auf das Federungsmittel (201).
Fahrzeug (1), umfassend ein Fahrzeuglastmesssystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 20.
Computerprogramm (Pr), wobei das Computerprogramm Programmcode umfasst, um zu bewirken, dass eine elektronische Steuereinheit (120; 500) oder ein Computer (130; 500), der mit der elektronischen Steuereinheit (120; 500) verbunden ist, die Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.
Computerprogrammprodukt, umfassend Programmcode, der auf einem computerlesbaren Medium zum Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 11 gespeichert ist, wenn das Computerprogramm auf einer elektronischen Steuereinheit (120; 500) oder einem Computer (130; 500), der mit der elektronischen Steuereinheit (120; 500) verbunden ist, abläuft.