DE102017009426A1 - Vehicle or trailer with chassis calibration - Google Patents
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Abstract
Ein Fahrzeug oder ein Anhänger umfasst eine erste Achse mit mechanischer Federung und einen oder mehrere Kraft- oder Wegsensoren, eine zweite Achse mit mechanischer Federung, ein oder mehrere Stellglieder zur Anstellung der zweiten Achse und eine elektronischen Steuerung mit einem Programm zur Kalibrierung und Umrechnung von Messwerten des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors in eine Achslast.A vehicle or trailer includes a first mechanical suspension axle and one or more force or displacement sensors, a second mechanical suspension axle, one or more second axle adjustment actuators, and an electronic controller with a calibration and conversion program of the at least one force or displacement sensor in an axle load.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug oder einen Anhänger mit einer ersten Achse mit mechanischer Federung und einem oder mehreren Kraft- oder Wegsensoren, einer zweiten Achse mit mechanischer Federung und einem oder mehreren Stellgliedern zur Anstellung der zweiten Achse.The present invention relates to a vehicle or a trailer having a first axle with mechanical suspension and one or more force or displacement sensors, a second axle with mechanical suspension and one or more actuators for adjusting the second axis.
Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fahrwerkkalibrierung eines Fahrzeugs oder Anhängers.Furthermore, the invention relates to a method for chassis calibration of a vehicle or trailer.
Im Stand der Technik bekannte Tandemachsaggregate umfassen ein Stellglied, mit dem die zweite Achse angehoben und abgesenkt werden kann. Insbesondere kann die zweite Achse soweit angehoben werden, dass die Räder der zweiten Achse den Boden bzw. die Fahrbahn nicht berühren. Hierdurch werden Rollwiderstand und Reifenverschleiß gemindert. Dieser Fahr- bzw. Betriebsmodus ist zweckmäßig, wenn die Achslast unterhalb eines bestimmten, in der Regel gesetzlich vorgegebenen Gewichts, wie beispielsweise 9t liegt. Wenn aufgrund von Zuladung die Achslast einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird die zweite Achse abgesenkt, um das Gewicht auf die erste und zweite Achse zu verteilen. Hierbei wird durch den schwenkbaren Ausgleichsarm eine gleichförmige Belastung der ersten und zweiten Achse mit jeweils mit 50 % des Gewichts gewährleistet. Das Stellglied für die Anhebung und Absenkung der zweiten Achse kann als separate Vorrichtung ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist der schwenkbare Ausgleichsarm mit einem Antrieb gekoppelt, der es ermöglicht den Anstellwinkel des Ausgleichsarms zu variieren und dabei die zweite Achse anzuheben und abzusenken.Tandem axle units known in the prior art comprise an actuator with which the second axle can be raised and lowered. In particular, the second axle can be raised so far that the wheels of the second axle do not touch the ground or the roadway. As a result, rolling resistance and tire wear are reduced. This driving or operating mode is useful when the axle load is below a certain, usually legally prescribed weight, such as 9t. If, due to payload, the axle load exceeds a predetermined value, the second axle is lowered to distribute the weight to the first and second axles. In this case, a uniform load of the first and second axis, each with 50% of the weight ensured by the pivotable balance arm. The actuator for the raising and lowering of the second axis may be formed as a separate device. Alternatively, the pivotable balance arm is coupled to a drive that allows to vary the angle of attack of the balance arm while raising and lowering the second axis.
Im Stand der Technik wie auch in der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Achse automatisch abgesenkt wird, wenn die Achslast einen vorgegebenen Wert überschreitet. Hierzu ist die erste Achse mit einer Messvorrichtung, insbesondere mit einem oder mehreren Kraft- oder Wegsensoren ausgerüstet. Um das Signal des Kraft- oder Wegsensors in eine Achslast zu übersetzen bzw. umzurechnen, bedarf es einer Kalibrierung in Form einer mathematischen Zuordnung, Abbildung oder Funktion, die üblicherweise als Kennlinie in einer elektronischen Steuerung des Fahrzeugs hinterlegt wird.In the prior art as well as in the present invention it is provided that the second axle is lowered automatically when the axle load exceeds a predetermined value. For this purpose, the first axis is equipped with a measuring device, in particular with one or more force or displacement sensors. In order to translate or convert the signal of the force or displacement sensor in an axle load, it requires a calibration in the form of a mathematical assignment, mapping or function, which is usually stored as a characteristic in an electronic control of the vehicle.
Bedingt durch die variable Abstützung der Federung der ersten und zweiten Achse sowie kleine Fertigungsschwankungen und werkstoffbedingte Effekte ist es nicht möglich, eine für alle Fahrzeuge eines Typs gültige Kalibrierung anzugeben. Vielmehr ist es erforderlich, für jedes Fahrzeug eine individuelle Kalibrierung durchzuführen. Der mit der Kalibrierung verbundene Zeit- und Investitionsaufwand ist beträchtlich, da jedes Fahrzeug auf einem Prüfstand mit fünf oder mehr repräsentativen Achslasten von beispielsweise 9 t, 15 t, 20 t, 30 t und 40 t beaufschlagt werden muss.Due to the variable support of the suspension of the first and second axle as well as small manufacturing variations and material-related effects, it is not possible to specify a valid calibration for all vehicles of one type. Rather, it is necessary to perform an individual calibration for each vehicle. The time and capital expenditure associated with the calibration is significant as each vehicle must be loaded on a test bench with five or more representative axle loads of, for example, 9 t, 15 t, 20 t, 30 t and 40 t.
Im Weiteren können über die Lebensdauer eines Fahrzeugs oder Anhängers Verschleiß und äußere Einwirkungen mechanische Abweichungen oder Driften verursachen, wobei die Umrechnung der Messwerte des Kraft- oder Wegsensors in eine Achslast anhand der in der Steuerung hinterlegten Kalibrierung einen merklichen Fehler aufweist.Furthermore, wear and external influences can cause mechanical deviations or drifts over the service life of a vehicle or trailer, with the conversion of the measured values of the force or displacement sensor into an axle load based on the calibration stored in the control having a noticeable error.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die vorstehend beschriebene Kalibrierung zu vereinfachen und effizienter zu gestalten.The present invention has the object to simplify the calibration described above and to make it more efficient.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug oder einen Anhänger mit einer ersten Achse mit mechanischer Federung und einem oder mehreren Kraft- oder Wegsensoren, einer zweiten Achse mit mechanischer Federung, einem oder mehreren Stellgliedern zur Anstellung der zweiten Achse und einer elektronischen Steuerung mit einem Programm zur Kalibrierung und Umrechnung von Messwerten des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors in eine Achslast.This object is achieved by a vehicle or a trailer with a first axis with mechanical suspension and one or more force or displacement sensors, a second axis with mechanical suspension, one or more actuators for employment of the second axis and an electronic control with a program for Calibration and conversion of measured values of the at least one force or displacement sensor into an axle load.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache und schnelle Fahrwerkskalibrierung, ohne dass hierfür Gewichte oder ein Prüfstand eingesetzt werden müssen.The invention enables a simple and quick suspension calibration, without the need for weights or a test stand must be used.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Fahrzeug als Lastkraftwagen ausgebildet und eingerichtet.In an advantageous embodiment, the vehicle is designed and set up as a truck.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Anhänger als Lastzuganhänger ausgebildet und eingerichtet.In an advantageous embodiment, the trailer is designed and set up as a trailer.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeug eine dritte Achse.In an advantageous embodiment, the vehicle comprises a third axis.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist die dritte Achse als angetriebene Achse ausgebildet. In an advantageous embodiment of the vehicle, the third axis is designed as a driven axle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs ist die dritte Achse mit einer pneumatischen Federung ausgerüstet.In an advantageous embodiment of the vehicle, the third axle is equipped with a pneumatic suspension.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeug oder der Anhänger eine vierte Achse.In an advantageous embodiment, the vehicle or trailer comprises a fourth axle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeug oder der Anhänger eine vierte Achse mit pneumatischer Federung.In an advantageous embodiment, the vehicle or the trailer comprises a fourth axle with pneumatic suspension.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die vierte Achse stellbar.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the fourth axis is adjustable.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers sind die erste und zweite Achse als Tandemachsaggregat ausgebildet und eingerichtet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the first and second axles are designed and set up as a tandem axle unit.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers beträgt ein Abstand zwischen der ersten und zweiten Achse 300 bis 2000 mm.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, a distance between the first and second axes is 300 to 2000 mm.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die erste Achse mit 2, 4 oder 6 Rädern ausgestattet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the first axle is equipped with 2, 4 or 6 wheels.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die zweite Achse mit 2, 4 oder 6 Rädern ausgestattet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the second axle is equipped with 2, 4 or 6 wheels.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die erste Achse als angetriebene Achse ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the first axis is designed as a driven axle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die zweite Achse als folgende bzw. nicht angetriebene Achse ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the second axle is designed as the following or non-driven axle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die Federung der ersten Achse als Blattfeder ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspension of the first axis is designed as a leaf spring.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die Federung der ersten Achse als Parabelfeder ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspension of the first axis is designed as a parabolic spring.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die Federung der zweiten Achse als Blattfeder ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspension of the second axis is formed as a leaf spring.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist die Federung der zweiten Achse als Parabelfeder ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspension of the second axis is designed as a parabolic spring.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist das mindestens eine Stellglied dafür ausgebildet und eingerichtet, die zweite Achse anzuheben und abzusenken.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one actuator is adapted and arranged to raise and lower the second axle.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist das mindestens eine Stellglied dafür ausgebildet und eingerichtet, eine vertikale Position der zweiten Achse zu variieren.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one actuator is adapted and arranged to vary a vertical position of the second axis.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist der mindestens eine Sensor als piezoelektrischer oder kapazitiver Kraftsensor ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one sensor is designed as a piezoelectric or capacitive force sensor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist der mindestens eine Sensor als Wegsensor ausgebildet und dafür eingerichtet einen Abstand der ersten Achse von einem Rahmen des Fahrzeugs oder Anhängers zu messen.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one sensor is designed as a displacement sensor and configured to measure a distance of the first axis from a frame of the vehicle or trailer.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist der mindestens eine Sensor als elektromagnetischer, akustischer oder elektrooptischer Wegsensor ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one sensor is designed as an electromagnetic, acoustic or electro-optical displacement sensor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers ist der mindestens eine Sensor als induktiver oder kapazitiver Wegsensor ausgebildet.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the at least one sensor is designed as an inductive or capacitive displacement sensor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers sind die Federungen der ersten und zweiten Achse durch ein oder mehrere schwenkbare Ausgleichsarme gekoppelt.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspensions of the first and second axles are coupled by one or more pivotable balance arms.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Fahrzeugs oder Anhängers sind die Federungen der ersten und zweiten Achse durch ein oder mehrere schwenkbare Ausgleichsarme gekoppelt, wobei die schwenkbaren Ausgleichsarme stellbar sind.In an advantageous embodiment of the vehicle or trailer, the suspensions of the first and second axes are coupled by one or more pivotable balance arms, wherein the pivotable balance arms are adjustable.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Fahrzeug oder der Anhänger eine mit der Steuerung verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).In an advantageous embodiment, the vehicle or trailer comprises a human-machine interface (HMI) connected to the controller.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur einfachen und schnellen Fahrwerkskalibrierung von Fahrzeugen oder Anhängern mit zwei mechanisch gefederten und gekoppelten Achsen bereit zu stellen. Zudem sollen mit dem Verfahren nutzungsbedingte Fehleinstellungen während der Lebensdauer des Fahrzeugs oder Anhängers kompensiert werden können.Another object of the invention is to provide a method for easy and quick chassis calibration of vehicles or trailers with two mechanically sprung and coupled axles. In addition, should be compensated with the method use-related incorrect settings during the life of the vehicle or trailer.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Fahrwerkkalibrierung eines Fahrzeugs oder Anhängers mit einer ersten Achse mit mechanischer Federung und einem oder mehreren Kraft- oder Wegsensoren, einer zweiten stellbaren Achse mit mechanischer Federung und einer elektronischen Steuerung mit einem Programm zur Kalibrierung und Umrechnung von Messwerten des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors in eine Achslast, umfassend die Schritte
- - kontinuierliches oder schrittweises Verfahren der zweiten Achse zwischen einer Position A und B und simultanes Erfassen der Messwerte des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors, wobei in der Position A Räder der zweiten Achse vom Boden gelöst sind und in der Position B den Boden berühren und die Messwerte des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors einen ersten Plateauwert S1 und respektive zweiten Plateauwert S2 annehmen;
- - Bestimmen einer Betriebskennlinie für die Umrechnung der Messwerte des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors mittels des Programms; und
- - nichtflüchtiges Speichern der Betriebskennlinie.
- - Continuous or stepwise movement of the second axis between a position A and B and simultaneously detecting the measurements of the at least one force or displacement sensor, wherein in the position A wheels of the second axis are detached from the ground and in the position B touch the ground and the Measured values of the at least one force or displacement sensor assume a first plateau value S1 and respectively second plateau value S2;
- Determining an operating characteristic curve for the conversion of the measured values of the at least one force or displacement sensor by means of the program; and
- - non-volatile saving of the operating characteristic.
Die Erfindung stellt ein Fahrzeug bzw. einen Anhänger und ein Verfahren bereit, die es ermöglichen, eine Fahrwerkskalibrierung in einfacher und effizienter Weise wiederholt durchzuführen, so dass nutzungsbedingte Fehleinstellungen aufgrund von Verschleiß und äußeren Einwirkungen kompensiert werden können.The invention provides a vehicle and a trailer and a method that make it possible to carry out a suspension calibration in a simple and efficient manner repeatedly, so that use-related incorrect settings due to wear and external effects can be compensated.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist in der Steuerung eine Referenzkennlinie gespeichert.In an advantageous embodiment of the method, a reference characteristic is stored in the controller.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens hat die Referenzkennlinie einen parabelförmigen Verlauf.In an advantageous embodiment of the method, the reference characteristic has a parabolic shape.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Betriebskennlinie durch softwaregestützte Anpassung der Referenzkennlinie an einen oder mehrere Messwerte des mindestens einen Kraft- oder Wegsensors bestimmt.In an advantageous embodiment of the method, the operating characteristic is determined by software-supported adaptation of the reference characteristic to one or more measured values of the at least one force or displacement sensor.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren nach vorgegebenen Zeitintervallen ausgeführt.In an advantageous embodiment, the method is carried out after predetermined time intervals.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren nach vorgegebenen Zeitintervallen automatisch initiiert.In an advantageous embodiment, the method is automatically initiated after predetermined time intervals.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird von der Steuerung eine Anfrage an eine verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgegeben.In an advantageous embodiment of the method, the controller issues a request to a connected human-machine interface (HMI).
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird nach vorgegebenen Zeitintervallen von der Steuerung eine Anfrage an eine verbundene Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ausgegeben.In an advantageous embodiment of the method, a request to a connected human-machine interface (HMI) is output by the controller after predetermined time intervals.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren durch einen Befehl einer mit der Steuerung verbundenen Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) initiiert.In an advantageous embodiment, the method is initiated by a command from a human-machine interface (HMI) connected to the controller.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren ohne Zuladung d. h. mit dem Leergewicht des Fahrzeugs ausgeführt.In an advantageous embodiment, the method without loading d. H. executed with the empty weight of the vehicle.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description, in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Es zeigt:
-
1a ein schematisches Diagramm des Signale eines Kraft- oder Wegsensors; -
1b eine Federungs- und Betriebskennlinie eines Kraft- oder Wegsensors; -
2 ein Flussdiagramm eines Kalibrierverfahrens; -
3a -3b ein Fahrzeug mit stellbaren Achsen.
-
1a a schematic diagram of the signals of a force or displacement sensor; -
1b a suspension and operating characteristic of a force or displacement sensor; -
2 a flowchart of a calibration process; -
3a -3b a vehicle with adjustable axles.
Im Weiteren ist in
Im Weiteren umfasst der Lastkraftwagen
In dem in
Bei weiter zunehmender Beladung wird, wie in
Die in der vorstehenden Beschreibung durch Ausführungsbeispiele näher illustrierte und erläuterte Erfindung ist durch die offenbarten Beispiele nicht eingeschränkt. Der Fachmann kann aus der Beschreibung eine Vielzahl zusätzlicher Variationen ableiten, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. In der Beschreibung beispielhaft offenbarte Ausführungsformen repräsentieren lediglich Beispiele, die in keiner Weise als Begrenzung des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die Beschreibung und die Figuren den Fachmann in die Lage, die Beispiele nachzuarbeiten. Hierbei kann der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen hinsichtlich Funktion, Gestaltung und Anordnung einzelner Elemente der Beispiele vornehmen, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren, in der Beschreibung offenbarten rechtlichen Entsprechungen, definiert ist.The invention illustrated and explained in more detail in the above description by embodiments is not limited by the disclosed examples. One skilled in the art can derive a variety of additional variations from the description without departing from the scope of the invention. Embodiments exemplified in the specification merely represent examples that are in no way to be construed as limiting the scope, uses, or configuration of the invention. Rather, the description and figures enable the skilled person to rework the examples. In this regard, while being aware of the disclosed inventive concept, those skilled in the art can make various changes in the function, design, and arrangement of individual elements of the examples without departing from the scope of the claims and the legal equivalents disclosed in the specification.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messwerte des Kraft- oder WegsensorsMeasured values of the force or displacement sensor
- 22
- ReferenzkennlinieReference map
- 3A-3E3A-3E
- Messpunkte der ReferenzkennlinieMeasuring points of the reference characteristic
- 44
- Messwert des Kraft- oder WegsensorsMeasured value of the force or displacement sensor
- 55
- BetriebskennlinieOperating characteristic
- 66
- Fahrzeug oder AnhängerVehicle or trailer
- 77
- erste Achsefirst axis
- 7A7A
- Federung der ersten AchseSuspension of the first axle
- 88th
- zweite Achsesecond axis
- 8A8A
- Federung der zweiten AchseSuspension of the second axle
- 99
- schwenkbarer Ausgleichsarmswiveling balance arm
- 1010
- dritte Achsethird axis
- 1111
- vierte Achsefourth axis
- 1212
- Rahmen des Fahrzeugs oder AnhängersFrame of the vehicle or trailer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R230 | Request for early publication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |