DE102020207328A1

DE102020207328A1 - System und verfahren zum bestimmen einer achslast

Info

Publication number: DE102020207328A1
Application number: DE102020207328.7A
Authority: DE
Inventors: Mark A. Davis; Anthony N. Passero; Stoyan I. Stoychev
Original assignee: Dana Heavy Vehicle Systems Group LLC
Current assignee: Dana Heavy Vehicle Systems Group LLC
Priority date: 2019-06-13
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2020-12-17
Also published as: CN112078302A; US20230020675A1; US20200393287A1; US11519776B2

Abstract

Verfahren und Systeme zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs werden beschrieben. In einem Beispiel ist ein Verfahren offenbart, bei dem eine Achslast abhängig von einem Winkel zwischen zwei Komponenten einer Achse geschätzt wird. Der Winkel kann sich ändern, wenn Gewicht einer Achse zugefügt oder von dieser entfernt wird, derart, dass eine Achslast als Funktion des Winkels bestimmt werden kann.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zum Bestimmen der Achslast eines Fahrzeugs durch Messen des Spurwinkels jedes Rades der Achse.
Stand der Technik und Abriss
Die Achslast eines Fahrzeugs ist der Gesamtbetrag des Gewichts, das von einer Achse und ihren Rädern auf eine Straße übertragen wird. Die Achslast eines Fahrzeugs kann sich erhöhen, wenn Gewicht dem Fahrzeug hinzugefügt wird, und kann sich verringern, wenn Gewicht von dem Fahrzeug weggenommen wird. Das Gesamtgewicht des Fahrzeugs kann eine Entfernung, die von dem Fahrzeug benötigt wird, um anzuhalten, und die Stabilität des Fahrzeugs beeinflussen. Somit kann es wünschenswert sein, eine Achslast des Fahrzeugs zu bestimmen. Eine Art und Weise zum Bestimmen einer Achslast eines Fahrzeugs liegt darin, einen oder mehrere Dehnungssensoren an einer Achse oder einer Komponente der Fahrzeugaufhängung zu installieren. Jedoch haben Dehnungssensoren die Tendenz, sich von dem Fahrzeug zu lösen, wenn sie Umweltbedingungen (zum Beispiel Salz, Wasser, Temperatur und Schmutz) und Fahrzeugbedingungen (zum Beispiel Vibrationen) ausgesetzt werden. Daher kann es wünschenswert sein, eine Möglichkeit des Bestimmens einer Achslast ohne die Verwendung eines Dehnungssensors vorzusehen.
Die Erfinder haben hier die oben beschriebenen Probleme erkannt und haben ein Verfahren zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs entwickelt, das umfasst: Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs abhängig von einem oder mehreren Winkeln zwischen zwei oder mehreren Achsensystemen über eine Steuervorrichtung; und Einstellen einer Funktionsweise eines Systems des Fahrzeugs abhängig von der geschätzten Achslast des Fahrzeugs.
Durch Messen eines Winkels zwischen zwei Komponenten eines Achsensystems kann es möglich sein, eine Last zu schätzen, die auf das Achsensystem aufgebracht wird. Insbesondere kann ein Achsensystem mehrere Komponenten einschließen, die ein Trapez bilden. In einem Beispiel kann das Achsensystem eine Achse und eine Spurstange einschließen, die parallele Seiten eines Trapezes bilden. Das Achsensystem kann auch zwei Achsschenkel einschließen, die die verbleibenden Seiten des Trapezes bilden. Die Form der Achse kann sich ändern, wenn eine schwere Last auf die Achse aufgebracht wird, wobei die Länge der Spurstange unverändert bleibt, da die auf die Achse aufgebrachte Last nicht auf die Spurstange aufgebracht wird. Ein Winkel zwischen der Achse und einem Achsschenkel kann sich ändern, wenn eine Last aufgebracht und von der Achse entfernt wird. Der Winkel kann für die Last, die auf die Achse aufgebracht wird, anzeigend sein. Daher kann eine Schätzung einer auf die Achse aufgebrachten Last von dem Winkel, der zwischen den zwei Komponenten des Achsensystems gebildet wird, geschätzt werden. Ein Messen des Winkels zwischen den zwei Komponenten des Achsensystems kann zuverlässiger sein als ein Messen einer Achslast über einen Dehnungssensor, da das Achsensystem frei expandieren und sich zusammenziehen kann, ohne dass der Winkelsensor sich von dem Achsensystem löst.
Die vorliegende Beschreibung kann verschiedene Vorteile liefern. Insbesondere kann die Vorgehensweise ein Abtasten einer Achslast bei Vorhandensein eines Ausdehnens und Zusammenziehens aufgrund der Umgebungstemperatur vorsehen. Außerdem kann die Vorgehensweise eine erhöhte Sensorzuverlässigkeit liefern, da der Winkelsensor einer weniger schweren Umgebung ausgesetzt werden kann als Dehnungssensoren. Weiterhin kann die Vorgehensweise die geschätzte Achslast anderen Fahrzeugsystemen kommunizieren, um die Betriebsweise des Fahrzeugs zu verbessern.
Es sei verstanden, dass der obige Abriss vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu benennen, dessen Schutzumfang einzig und allein von den Ansprüchen definiert wird, die sich an die Beschreibung anschließen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die einen der oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung genannten Nachteile beheben.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen werden als Teil der Anmeldung hierin aufgenommen. Die hierin beschriebenen Zeichnungen stellen Ausführungsformen des hier offenbarten Gegenstands dar und sollen ausgewählte Prinzipien und die Lehren der vorliegenden Offenbarung erläutern. Jedoch stellen die Zeichnungen nicht alle möglichen Implementierungen des hier offenbarten Gegenstands dar und sollen den Bereich der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.

1 ist eine schematische Darstellung, die einen Aufbau eines Antriebssystems und Achsen zeigt;
2 zeigt ein Beispiel eines Achsschenkels für eine Achsenbaugruppe;
3 zeigt einen Querschnitt eines Teils der Achsenbaugruppe;
4 zeigt einen beispielhaften Winkel zwischen einem Achsschenkelbolzen und einer Starrachse;
5 und 6 sind Beispiele einer unbelasteten und einer belasteten Achse zum Darstellen des Ansatzes;
7 ist eine schematische Darstellung, die beispielhaft Ziele für Achslastdaten zeigt;
8 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Schätzen einer Achslast; und
9 ist ein Diagramm einer beispielhaften Beziehung zwischen einer Messung eines Achsenwinkels und einer Achslast.

Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Schätzen einer Achslast. Die Achse kann in einem Fahrzeug umfasst sein, das eine Antriebsquelle, wie in 1 gezeigt, aufweist. Das Achsensystem kann Achsschenkel, Achsschenkelbolzen, eine Spurstange und eine Achse einschlie-ßen. Die Achsschenkel können von der in 2 gezeigten Art sein. Die Achsschenkelbolzen können die Achsschenkel an die Achse koppeln, wie in 3 gezeigt. Ein Winkelsensor kann einen Winkel zwischen zwei Komponenten eines Achsensystems abtasten, wie in 4 gezeigt. Die 5 und 6 zeigen, wie eine Seite eines von dem Achsensystem gebildeten Trapezes auf eine Achslast anspricht. Die Achslastdaten von dem Achsensystem können zu anderen Fahrzeugsystemen und äußeren Systemen, wie in 7 gezeigt, kommuniziert werden. 8 ist ein Verfahren zum Schätzen einer Achslast und zum Kommunizieren einer Achslast gezeigt. Schließlich ist in 9 eine Beziehung zwischen einem Achsenwinkel und einer Achslast gezeigt.
Es versteht sich, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen und Schrittabfolgen annehmen kann, ausgenommen dort, wo ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist. Man beachte außerdem, dass die jeweiligen Vorrichtungen und Verfahren, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung beschrieben sind, nur Ausführungsbeispiele der hierin definierten erfinderischen Ideen sind. Daher gelten spezifische Abmessungen, Richtungen oder andere physikalische Charakteristiken, die sich auf die unterschiedlichen offenbarten Ausführungsformen beziehen, nicht als beschränkend, sofern nicht ausdrücklich gegenteilig angegeben.
Es liegt im Bereich dieser Offenbarung und ist nur ein nicht-beschränkendes Beispiel, dass das Verfahren und das System zum Bestimmen einer Achslast in Kraftfahrzeug-, Geländefahrzeug-, Konstruktions- und Bauanwendungen verwendet werden können. Auch können als nichteinschränkendes Beispiel das hier offenbarte Verfahren und System zum Bestimmen einer Achslast in Personenkraftfahrzeugen, elektrischen Fahrzeugen, Hybridfahrzeugen, Nutzfahrzeugen und autonomen Fahrzeugen verwendet werden.
Zum Zweck der Beschreibung werden Begriffe „Maschine bzw. Motor“ und „elektrischen Maschine“ und dergleichen Begriffe hier verwendet, um eine Leistungs- oder Antriebsquelle anzugeben. Die Antriebsquelle kann durch Energiequellen einschließlich Kohlenwasserstoffe und Elektrizität versorgt werden.
Der Begriff „Steuervorrichtung“ oder „Steuereinheit“, wie hier verwendet, kann austauschbar verwendet werden, um ein elektronisches Subsystem eines Fahrzeugs zum Überwachen von Sensoren und Ansteuern von Stellelementen und anderen Steuervorrichtungen des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs anzugeben.
Zum Zwecke der Beschreibung ist ein Sensor optional ausgebildet als physische Vorrichtung, virtuelle Vorrichtung oder eine Kombination von beidem. Beispielsweise kann eine physische Vorrichtung ausgebildet sein, Daten an eine Steuervorrichtung zu liefern, um einen in der Steuervorrichtung verwendeten Parameter zu bilden.
Hier offenbart ist ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer vertikalen Achslast auf ein Fahrzeug basierend auf einer Änderung eines Winkels zwischen zwei Komponenten eines Achsensystems. Das hier beschriebene System und Verfahren können an jedem Achsentyp eines Motorfahrzeugs verwendet werden und sie sind nicht nur auf Achsensysteme beschränkt, die in einem Trapez angeordnete Achsenkomponenten aufweisen.
1 stellt ein Beispiel eines Antriebssystems 199 eines Fahrzeugs dar, das in dem Fahrzeug 10 umfasst ist. Mechanische Verbindungen sind in 1 als durchgezogene Linien und elektrische Verbindungen sind als Strichlinien dargestellt.
Das Fahrzeug 10 umfasst eine Vorderseite 120 und eine Rückseite 121. Das Fahrzeug 10 umfasst Vorderräder 102 und Hinterräder 103. In diesem Beispiel ist das Fahrzeug 10 als ein Fahrzeug mit Zweiradantrieb ausgebildet; jedoch kann das Fahrzeug 10 in anderen Beispielen als ein Fahrzeug mit Vierradantrieb ausgebildet sein. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Antriebsquelle 12, die selektiv eine Antriebskraft auf die Hinterachse 190 liefern kann. Die Antriebsquelle 12 kann eine Brennkraftmaschine (zum Beispiel funkengezündet oder Diesel) sein oder alternativ kann die Antriebsquelle 12 eine elektrische Maschine (zum Beispiel ein Motor/Generator) oder eine Kombination davon sein. Die Antriebsquelle 12 ist als mechanisch mit einem Getriebe 14 gekoppelt gezeigt und das Getriebe 14 ist mechanisch mit der Hinterachse 190 gekoppelt. Die Antriebsquelle 12 kann mechanische Leistung an das Getriebe 14 liefern. Die Hinterachse 190 kann mechanische Leistung vom Getriebe 14 über eine Antriebswelle 170 empfangen, sodass die mechanische Leistung auf die Hinterräder 103 übertragen werden kann.
Die Hinterachse 190 umfasst zwei Halbwellen, einschließlich einer ersten oder rechten Halbwelle 190a und einer zweiten oder linken Halbwelle 190b. Die Hinterachse 190 kann eine integrierte Achse sein, die einen Differentialgetriebesatz 191 einschließt. Der Differentialgetriebesatz 191 kann offen sein, wenn das Fahrzeug 10 auf Straßen fährt und Kurven nimmt, sodass das rechte Hinterrad 103a bei einer Geschwindigkeit unterschiedlich zu der des linken Hinterrades 103b rotiert. Der Differentialgetriebesatz 191 ermöglicht dem Fahrzeug 10 zu wenden, ohne das rechte Hinterrad 103a oder das linke Hinterrad 103b zurückziehen bzw. schleifen zu lassen.
Das Vorderachsensystem 104 umfasst einen rechten Achsschenkel 110 an seiner rechten Seite, einen linken Achsschenkel 112 an seiner linken Seite, eine Starrachse 106, eine Spurstange 108, einen rechten Achsschenkelbolzen 116 und einen linken Achsschenkelbolzen 115. Das Vorderachsensystem ist in Form eines Trapezes ausgebildet, wobei die Spurstange 108 und die Starrachse 106 parallele Seiten des Trapezes sind und der rechte Achsschenkel 110 und der linke Achsschenkel 112 die anderen zwei Seiten des Trapezes bilden. Die Anordnung des Achsensystems kann den Spurwinkel des Fahrzeugs beeinflussen, der hier als Winkel α zwischen den Pfeilen 114a und 114b gezeigt ist. Der Spurwinkel ist ein Winkel, den eine Rad mit der Längsachse des Fahrzeugs bildet. In diesem Beispiel ist der Winkel α ein Vorspurwinkel, wenn das Rad in die Richtung des Vektors 114c zeigt.
Das Fahrzeug 10 umfasst die Steuervorrichtung 144 und die Steuervorrichtung 144 weist einen Festwertspeicher (ROM oder nicht flüchtigen Speicher) 114, einen Arbeitsspeicher 116 (RAM), einen digitalen Prozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 160 und Eingänge und Ausgänge (I/O) 118 (zum Beispiel digitale Eingänge einschließlich Zähler, Timer und diskrete Eingänge, digitale Ausgänge, analoge Eingänge und analoge Ausgänge) auf. Die Steuervorrichtung 144 kann Signale von Sensoren 154 (einschließlich Achsenwinkelsensoren) empfangen und Steuersignalausgaben an Stellelemente 156 liefern. Sensoren 154 können Winkelsensoren 111 einschließen, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Stellelemente 156 können Stellelemente für Drehmomente einer Antriebsquelle (zum Beispiel Drosselklappen, Wechselrichter, Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen usw.) und Sender-Empfänger 161 einschlie-ßen, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Die Steuervorrichtung 144 kann mit dem Armaturenbrett bzw. Instrumententafel 130, der Antriebsquelle 12, der Vorderachse 104, externen Steuervorrichtungen, externen Servern und anderen Steuervorrichtungen, soweit vorhanden, kommunizieren. In einem Beispiel kann die Steuervorrichtung 144 mit einer Bremssteuervorrichtung 162, Stabilitätssteuervorrichtung 164 und einer Fahrerassistenz-/automatische Fahr-Steuervorrichtung 166 über das Kommunikationsnetzwerk 163 (zum Beispiel ein Steuergerätenetzwerk) kommunizieren. Die Bremssteuervorrichtung 162 und die Stabilitätssteuervorrichtung 164 können selektiv Reibungsbremsen 167 aktivieren und lösen, um das Fahrzeug 10 zu verlangsamen oder die Stabilität des Fahrzeugs 10 zu verbessern. Die Fahrerassistenz-/automatische Fahr-Steuervorrichtung 166 kann selektiv ein Drehmoment von der Antriebsquelle 12 und ein Fahrzeugbremsen über Steuern der Fahrzeug-Bremssteuervorrichtung 162 steuern.
Das Antriebssystem des Fahrzeugs kann auch ein Armaturenbrett 130 einschließen, mit dem ein Anwender des Fahrzeugs interagieren kann. Das Armaturenbrett 130 kann ein interaktives Navigationssystem 134 einschließen, das Fahrstrecken auf Anweisung einer Benutzereingabe erzeugt und anzeigt. Das Armaturenbrett 130 kann außerdem ein Anzeigesystem 132 umfassen, das ausgebildet ist, Informationen dem Fahrzeugbenutzer anzuzeigen. Das Anzeigesystem 132 kann als nicht einschränkendes Beispiel einen Touchscreen oder ein Mensch/Maschine Schnittstelle (HMI) Display umfassen, das dem Fahrzeugbenutzer ermöglicht, grafische Informationen ebenso wie Eingabebefehle zu sehen. In einigen Beispielen kann das Anzeigesystem 132 drahtlos mit dem Internet (nicht gezeigt) über die Steuervorrichtung 144 verbunden sein. Somit kann in einigen Beispielen der Fahrzeugbenutzer über das Anzeigesystem 132 mit einer Internetseite oder einer Softwareanwendung (app) und der Steuervorrichtung 144 kommunizieren. Das Armaturenbrett 130 und die darin enthaltenen Vorrichtungen können über die Batterie 139 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Batterie 139 kann auch die Steuervorrichtung 144 und einen Startermotor (nicht gezeigt) für die Antriebsquelle 12 mit Energie versorgen.
Das Armaturenbrett 130 kann außerdem eine Benutzerschnittstelle 136 umfassen, über die der Fahrzeugbenutzer den Betriebszustand des Fahrzeugs einstellen kann. Insbesondere kann die Benutzerschnittstelle 136 ausgebildet sein, basierend auf einer Benutzereingabe einen Betrieb des Antriebssystems des Fahrzeugs (zum Beispiel Antriebsquelle 12) zu initiieren und/oder zu beenden. Verschiedene Beispiele der Benutzerschnittstelle 136 können Schnittstellen einschließen, die ein physisches Gerät, wie einen Aktivschlüssel umfassen, der in die Benutzerschnittstelle 136 eingeführt werden kann, um die Antriebsquelle 12 zu aktivieren und das Fahrzeug 10 einzuschalten, oder kann entfernt werden, um die Antriebsquelle 12 und das Fahrzeug abzustellen. Andere Beispiele können einen Passivschlüssel umfassen, der kommunikativ mit der Benutzerschnittstelle 136 gekoppelt ist. Der Passivschlüssel kann als ein elektronischer Schlüsselanhänger oder ein Smart-Schlüssel ausgebildet sein, der nicht in die Schnittstelle 136 eingeführt werden muss oder davon entfernt werden muss, um die Antriebsquelle 12 zu betätigen. Noch andere Beispiele können zusätzlich oder optional einen Start/Stopp Knopf verwenden, der manuell von dem Benutzer gedrückt wird, um die Antriebsquelle 12 zu starten oder abzuschalten. Die räumliche Orientierung des Fahrzeugs 10 und der Fahrzeugachsen wird über die Achsen 175 angegeben.
Bezugnehmend auf 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Systems 200 zum Schätzen einer Achslast gezeigt. Das System 200 umfasst eine Radanschlussbaugruppe 202 in elektrischer Verbindung mit der Steuervorrichtung 144, wie in 1 gezeigt. Obwohl eine Lenkachse-Radanschlussbaugruppe gezeigt ist, sei verstanden, dass die Offenbarung für eine Antriebsachse-Radanschlussbaugruppe, eine Radbaugruppe für eine nicht angetriebene Achse und/oder eine Radbaugruppe einer Anhängerachse angewandt werden kann.
Die Radanschlussbaugruppe 202 umfasst einen rechten Achsschenkel 110, der benachbart zu einem nach außen gerichteten Ende der Lenkstarrachse 106 (1) angeordnet ist. Der rechte Achsschenkel 110 umfasst eine Spindel 222, die sich von diesem in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Lenkstarrachse 106 erstreckt. In einem Beispiel ist die Spindel 222 einstückig mit dem rechten Achsschenkel 110 ausgebildet. Die Spindel 222 kann ein nichtdrehendes Element der Radanschlussbaugruppe 202 sein.
Der rechte Achsschenkel 110 kann einen Spurstangenarm 232 umfassen. Der Spurstangenarm 232 kann einstückig mit dem rechten Achsschenkel 110 ausgebildet sein. In anderen Beispielen kann der Spurstangenarm 232 eine getrennte Komponente der Radanschlussbaugruppe 202 sein und die Spurstangenarme 232 können einen Teil des Trapezes bilden, das über die Spurstange 108, Starrachse 106 und Spurstangenarme 232, die mit dem rechten 110 und linken 112 Achsschenkel gekoppelt sein können, gebildet wird. Der rechte Achsschenkel 110 kann auch einen Lenkarm 255 umfassen, der mit einer Lenkverbindung (nicht gezeigt) gekoppelt sein kann.
Der rechte Achsschenkel 110 weist ein oberes Achsschenkelbolzenauge 230 und ein unteres Achsschenkelbolzenauge 240 auf. Das obere Achsschenkelbolzenauge 230 definiert einen oberen Achsschenkelbolzen (nicht gezeigt), der sich hindurch erstreckt, und das untere Achsschenkelbolzenauge 240 begrenzt eine sich hindurch erstreckende untere Achsschenkelbolzen-Bohrung 245. Die obere Achsschenkelbolzen-Bohrung 235 und die untere Achsschenkelbolzen-Bohrung 245 sind ausgebildet, einen Achsschenkelbolzen 300 aufzunehmen, wie in 3 gezeigt.
Die Achsschenkel-Aufsatzanordnung 250 umfasst einen Befestigungsabschnitt 260n der funktionsmäßig ausgebildet ist, zu ermöglichen, dass der Sensor 111, wie ein Winkelsensor, daran befestigt werden kann. Die Achsschenkel-Aufsatzanordnung 250 kann auch ein Verbindungselement 262 umfassen, um den Sensor 111 elektrisch mit der Steuervorrichtung 144 zu verbinden. Das Verbindungselement 262 kann nahe dem Sensor 111 an der Achsschenkel-Aufsatzanordnung 250 angeordnet sein. In einem Beispiel kann das Verbindungselement 262 den Sensor 111 mit einer Computervorrichtung, wie einer tragbaren Vorrichtung (nicht gezeigt), koppeln, sodass die Messungen des Sensors 111 gesehen werden können. In einem anderen Beispiel kann das Verbindungselement 262 den Sensor 111 mit einem Anzeigelicht (nicht gezeigt) koppeln, wobei das Anzeigelicht so programmiert sein kann, dass es Licht aussendet, wenn der Sensor 111 einen vorbestimmten Wert, der einer Spurwinkeländerung in der Radanschlussbaugruppe 202 zugeordnet ist, detektiert. In noch einem anderen Beispiel kann das Verbindungselement 262 den Sensor 111 mit einem CAN (Controller Area Network) Bus koppeln (z. B. 163 in 1).
Die Steuervorrichtung 144 kann ausgebildet sein, Datenmessungen von den internen Systemen und Sensoren des Fahrzeugs, einschließlich Sensor 111, über eine oder mehrere Datenbanken zu empfangen und zu speichern. Die von dem Sensor 111 erhaltenen Datenmessungen können angewandt werden, die Änderung des Spurwinkels der Radanschlussbaugruppe 200 an der Starrachse 106 zu messen.
Die Steuervorrichtung 144 kann die von dem Sensor 111 erhaltenen Datenmessungen mitteln, um die Genauigkeit zu verbessern und eine Redundanz im Falle einer Verschlechterung des Sensors 111 zu verringern. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 144 Winkelmessungen von zwei Sensoren 111 kombinieren, um einen Spurwinkel, wie weiter hier beschrieben, zu bestimmen.
In einigen Beispielen kann die Steuervorrichtung 144 dem Fahrzeugbenutzer Daten über das in 1 gezeigte Display 132 anzeigen. Insbesondere können die Daten dem Fahrzeugbenutzer die Achslast und/oder das Gewicht des Fahrzeugs angeben.
Die Steuervorrichtung 144 umfasst ein Eingangssignal-Verarbeitungsmodul 265, das eine Hardware und/oder Softwareroutinen sein kann, die der Steuervorrichtung 144 von dem Sensor 111 eingegebene Daten filtern, verstärken und behandeln. Die Steuervorrichtung 144 kann auch ein Steuermodul 280 und ein Ausgangssignal-Verarbeitungsmodul 285 umfassen. Das Steuermodul 280 kann aus einer Software gebildet sein, die ausgebildet ist, Ausgangssignale des Sensors 111 abzutasten und Daten von Sensoren 111 in Datenwerte der Achslast umzuwandeln. Das Ausgangssignal-Verarbeitungsmodul 285 kann von einer Software gebildet sein, die einen Radwinkel und/oder Achslastdaten zu anderen in dem Fahrzeug 10 vorhandenen Steuervorrichtungen (z. B. 162, 164 und 166) ebenso wie zu externe Steuervorrichtungen und Servern, wie in 7 gezeigt, zu kommunizieren. In einigen Beispielen kann die Ausgabe vom Sensor 111 ein analoges Signal, ein digitales Signal oder ein Pulsweitensignal sein.
Der linke in 1 gezeigte Achsschenkel 112 kann gleich dem rechten Achsschenkel 111 ausgebildet sein. Außerdem kann ein Sensor 111 des linken Achsschenkels 112 mit der Steuervorrichtung 144 in der gleichen Weise kommunizieren wie ein Sensor 111 des rechten Achsschenkels 111 mit der Steuervorrichtung 144.
Nun bezugnehmend auf 3 ist ein Querschnitt des rechten Achsschenkels 110 und ein Querschnitt eines Teils der Starrachse 106 gezeigt. In einem Beispiel ist die Starrachse 106 mit dem rechten Achsschenkel 110 über einen Achsschenkelbolzen 300 gekoppelt. Der Achsschenkelbolzen 300 kann mit dem rechten Achsschenkel 110 rotieren, wenn der rechte Achsschenkel 110 um die Starrachse 106 rotiert. Zusätzlich können der Lenkarm 255, die Spindel 222, das obere Achsschenkelbolzenauge 230 und das untere Achsschenkelbolzenauge 240 als Teil des rechten Achsschenkels 110 um die Starrachse 106 rotieren. Der Sensor 111 kann eine Position des Achsschenkelbolzens 300 und/oder des rechten Achsschenkels 110 relativ zu einer Position der Starrachse 106 abtasten. Der linke Achsschenkel 112 kann in der gleichen Weise ausgebildet sein.
In einigen Beispielen ist der Sensor 111 ein Gyroskopsensor, ein Drehratensensor, ein Hall-Effekt-Sensor, ein induktiver Sensor, ein Widerstandsensor, ein optischer Sensor, ein LVDT (linear variable differential transformer) Sensor, ein Neigungssensor oder andere bekannte Arten von Sensoren. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein Hall-Effekt-Sensor ist, ist der Sensor 111 ausgebildet, eine winkelmäßige, axiale und radiale Position der Radanschlussbaugruppe 200, wie in 2 gezeigt, relativ zu einer Position der Starrachse 106 zu messen. Der Hall-Effekt-Sensor kann an dem rechten Achsschenkel 110 einwärts zu der Spindel 222 angeordnet sein, um die Position des rechten Achsschenkels 110 relativ zu einer Position der Starrachse 106 zu messen. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein induktiver Sensor ist, kann der Sensor 111 ausgebildet sein, Änderungen in einem erzeugten Magnetfeld zu verwenden, wodurch eine Position des Achsschenkelbolzens 300 relativ zu einer Position der Starrachse 106 bestimmt wird. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein Widerstandsensor ist, kann eine Ausgangsspannung des Widerstandssensors durch eine Änderung des Widerstandes des Widerstandssensors bestimmt werden, der abhängig von der Winkelposition des Achsschenkelbolzens 300 sein kann. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein optischer Sensor ist, kann der Sensor 111 Schlitze oder Erhebungen in dem Ende des Achsschenkelbolzens 300 (nicht gezeigt) benachbart zu dem Sensor 111 abtasten. Die Anzahl von von dem Sensor 111 abgetasteten Schlitzen kann auf die Position des Achsschenkelbolzens 300 relativ zu einer Position der Starrachse 106 hinweisen. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein LVDT Sensor ist, kann ein erster Teil des LVDT Sensors mit einer Fläche des rechten Achsschenkels 110 gekoppelt sein und ein zweiter Teil des LVDT Sensors kann mit der Starrachse 106 gekoppelt sein. Ein Algorithmus kann angewandt werden, um die axiale und radiale Position des rechten Achsschenkels 110 unter Verwendung einer linearen Verschiebung des LVDT Sensors 111 zu bestimmen. In Beispielen, bei denen der Sensor 111 ein Neigungssensor ist, kann der Sensor 111 ausgebildet sein, eine Neigungserhebung des rechten Achsschenkel 110 abzutasten. Ein Algorithmus kann angewandt werden, um die über den Sensor 111 abgetastete axiale und radiale Position des rechten Achsschenkels 110 zu bestimmen. Der linke Achsschenkel 112 und sein zugeordneter Sensor 111 können in der gleichen Weise arbeiten. Es sei bemerkt, dass, obwohl die 1 bis 3 eine Konfiguration eines Achsschenkels und einer Starrachse zeigen, das hier beschriebene System und die Verfahren für eine unterschiedliche Achse und Radanschlussbaugruppe angewendet werden können.
Nun bezugnehmend auf 4 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Winkels zwischen einem Achsschenkelbolzen und einer Starrachse gezeigt. Längs-und Querachsen der Starrachse 106 sind bei 400 angegeben. Die Längsachse der Starrachse 106 kann senkrecht zu der Längsachse des in 1 gezeigten Fahrzeugs 10 sein. In dieser Figur ist eine Aufsicht auf den rechten Achsschenkel 110 und die Starrachse 106 gezeigt. Der Winkelsensor 111 ist an zwei beispielhaften Stellen gezeigt. Eine erste Stelle des Winkelsensors 111 kann nahe dem Achsschenkelbolzen 300 sein und in einem Beispiel kann der Winkelsensor 111 über dem Achsschenkelbolzen 300 positioniert sein. Der Sensor 111 kann einen Winkel zwischen der Starrachse 106 und dem Achsschenkelbolzen 300 abtasten, wenn der Sensor 111 in der ersten Position liegt. Alternativ kann der Sensor 111 einen Winkel zwischen der Starrachse 106 und dem rechten Achsschenkel 110 abtasten, wenn der Sensor 111 in der ersten Position liegt. Eine zweite Stelle des Winkelsensors 111 kann an oder nahe dem Kugelgelenk 410 sein, an dem die Spurstange 108 mit dem Spurstangenarm 232 gekoppelt ist. Der Sensor 111 kann einen Winkel zwischen der Spurstange 108 und dem Spurstangenarme 232 abtasten, wenn der Sensor 111 in der zweiten Position liegt.
In dieser Figur ist der von dem Sensor 111 gemessene Winkel, wenn der Sensor 111 an der ersten Position liegt, als Winkel Θ zwischen den Pfeilen 402 und 404 angegeben. Der Winkel Θ kann äquivalent oder proportional zu dem in 1 gezeigten Spurwinkel α sein. Der Winkel Θ kann sich ändern, wenn Lasten auf die Starrachse und das rechte Vorderrad 102a aufgebracht und entfernt werden.
Bezugnehmend nun auf die 5 und 6 sind grafische Darstellungen eines Konzepts der vorliegenden Erfindung gezeigt. Insbesondere zeigt 5 eine beispielhafte Darstellung einer Starrachse 106, wenn die Starrachse 106 nicht belastet ist. 6 zeigt eine zweite beispielhafte Darstellung einer Starrachse 106, wenn die Starrachse 106 belastet ist. 5 zeigt, dass die Starrachse 106 sehr wenig ausgelenkt sein kann, wenn sie unbelastet ist. Dahingegen zeigt 6, dass die Starrachse 106 ausgelenkt sein kann, derart, dass sie biegen kann und das rechte Vorderrad 102a und das linke Vorderrad 102b veranlassen kann, sich näher zueinander zu bewegen. Die Länge der Spurstange kann unverändert bleiben, wenn die Last auf die Starrachse 106 aufgebracht wird und wenn die Last nicht auf die Starrachse 106 aufgebracht wird. Dagegen kann sich ein Winkel zwischen der Starrachse 106 und dem rechten Achsschenkel 110 ändern, wenn Gewicht auf die Starrachse 106 hinzugefügt oder von dieser entfernt wird. Mit anderen Worten können sich die Winkel zwischen Komponenten des Achsensystems ändern, wenn Gewicht auf die Starrachse 106 hinzugefügt oder von dieser entfernt wird, aber es kann sich nur die Länge der Starrachse 106 ändern. Somit können die Winkel zwischen den verschiedenen Komponenten des Achsensystems für die Last, die auf die Starrachse aufgebracht wird, anzeigend sein.
Nun bezugnehmend auf 7 ist eine schematische Ansicht von Vorrichtungen und Systemen, die Achslastdaten verwenden können, gezeigt. In diesem Beispiel ist das Fahrzeug 10 ein Lastwagen, der auf einer Straße fährt. Das Fahrzeug 10 umfasst eine Starrachse 106 und andere Komponenten des in den 1 bis 4 (nicht gezeigt) gezeigten Systems. Die Last des Fahrzeugs 10, wie über eine Ausgabe eines Winkelsensors (nicht gezeigt) bestimmt, kann über das Fahrzeug 10 ebenso wie durch andere Fahrzeuge 702 und externe Server 710 (z. B. Cloud-Server und Computer) verwendet werden. Das Fahrzeug 10 kann Achslastdaten und Gewichtsdaten des Fahrzeugs, wie von der Starrachse 106 und dem Sensor 111 in 1 zeigend bestimmt, zu anderen Fahrzeugen 702 und externen Servern 710 senden. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 10 die Achslast- und Gewichtsdaten des Fahrzeugs zu einem Satelliten 706 senden. Satellit 706 kann seinerseits die Daten vom Fahrzeug 10 zu externen Servern 710 senden. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 10 Fahrzeugdaten einschließlich der Achslast- und Gewichtsdaten des Fahrzeugs zu einer Infrastruktur 704 senden. Daten von dem Fahrzeug 10 können von der Infrastruktur 704 zu anderen Infrastrukturen und/oder externen Servern 710 übertragen werden.
Das System der 1 bis 7 sieht ein System zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs vor, umfassend: ein Achsensystem einschließlich einer Achse, einen ersten Achsschenkel, einen zweiten Achsschenkel, einen ersten Achsschenkelbolzen, einen zweiten Achsschenkelbolzen und eine Spurstange; einen Winkelsensor; und eine Steuervorrichtung, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Befehle umfasst, die die Steuervorrichtung veranlassen, eine Achslast abhängig von einem Ausgangssignal des Winkelsensors zu schätzen. Das System umfasst außerdem zusätzliche Befehle, um die Achslast zu einer zweiten Steuervorrichtung zu kommunizieren. Das System umfasst außerdem zusätzliche Befehle, um die Achslast zu einer Vorrichtung außerhalb des Fahrzeugs zu kommunizieren. Das System umfasst, ob die Vorrichtung ein externer Server, ein zweites Fahrzeug oder eine Infrastruktur ist. Das System umfasst, wo der Winkelsensor angeordnet ist, um einen Winkel zwischen dem ersten Achsschenkelbolzen und dem ersten Achsschenkel abzutasten, einen Winkel zwischen dem zweiten Achsschenkelbolzen und dem zweiten Achsschenkel anzutasten, einen Winkel zwischen der Achse und dem ersten Achsschenkel abzutasten, einen Winkel zwischen der Achse und dem zweiten Achsschenkel anzutasten, einen Winkel zwischen der Spurstange und dem ersten Achsschenkel abzutasten oder einen Winkel zwischen der Spurstange und dem zweiten Achsschenkel anzutasten. Das System umfasst, wenn die Achse eine Lenkachse ist. Das System umfasst außerdem einen zweiten Winkelsensor.
Nun bezugnehmend auf 8 ist ein Verfahren zum Schätzen einer Achslast und zum Aufbringen einer Achslast gezeigt. Mindestens Teile des Verfahrens nach 8 können über eine Steuervorrichtung in Zusammenarbeit mit dem System der 1 bis 7 durchgeführt werden. In einigen Beispielen können mindestens Teile des Verfahrens nach 8 in ausführbaren Befehlen eingeschlossen sein, die in einem nicht flüchtigen Speicher einer Steuervorrichtung gespeichert sind. Zusätzlich können einige Teile des Verfahrens über die Steuervorrichtung durchgeführt werden, die Betriebszustände der Vorrichtungen und der Elemente in der physischen Welt umwandelt. Das Verfahren nach 8 kann auf eine Vorderachse und eine Hinterachse eines Fahrzeugs angewandt werden. Das Verfahren nach 8 kann durchgeführt werden, während ein Fahrzeug steht oder auf einer Straße fährt.
Bei 802 tastet das Verfahren 800 einen oder mehrere Winkel zwischen Achsenkomponenten ab. Das Verfahren 800 kann einen Winkel zwischen einer Starrachse und einem Achsschenkel, einen Winkel zwischen der Starrachse und einem Achsschenkelbolzen, einen Winkel zwischen einer Spurstange und einem Spurstangenarm und/oder einen Winkel zwischen anderen Achsenkomponenten für eine rechte Seite einer Achse bestimmen. Das Verfahren 800 kann gleiche Winkel für eine linke Seite der Achse ebenfalls bestimmen. Das Verfahren 800 kann Winkel über Sensoren bestimmen, die wie in den 1 bis 7 beschrieben und gezeigt sind. Zusätzlich kann das Verfahren 800 Winkel für die linke und rechte Seite sowohl der Vorderachse als auch der Hinterachse bestimmen.
In einigen Beispielen kann das Verfahren 800 die Winkel bestimmen, wenn ein Satz oder eine Gruppe von spezifischen Betriebszuständen des Fahrzeugs erfüllt werden, um die Genauigkeit der Schätzungen der Achslast zu verbessern. Beispielsweise kann das Verfahren 800 das Bestimmen von Winkeln zwischen Achsensystemkomponenten abhängig davon beginnen, dass das Fahrzeug steht und wenn die Vorderräder des Fahrzeugs nach Geradeaus ausgerichtet sind. In anderen Beispielen kann das Verfahren 800 das Bestimmen von Winkeln zwischen Achsensystemkomponenten abhängig davon beginnen, dass das Fahrzeug auf einer Straße mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwelle fährt und wenn die Vorderräder des Fahrzeugs nach Geradeaus zeigen. Das Verfahren 800 schreitet zu 804 vor.
Bei 804 bestimmt das Verfahren 800 Achslastdaten von dem einen oder den mehreren Achsenwinkeln, die bei 802 bestimmt wurden. In einem Beispiel empfängt das Verfahren 800 Winkeldaten von zwei Winkelsensoren und bestimmt einen Winkel über den rechten Winkelsensor der Achse und einen Winkel über den linken Winkelsensor der Achse. Der Winkel von dem vorderen rechten Winkelsensor der Achse wird von dem Winkel von dem vorderen linken Winkelsensor abgezogen, um den Spurwinkel des Fahrzeugs zu bestimmen. Der Spurwinkel des Fahrzeugs wird angewandt, eine Tabelle oder Funktion zu referenzieren, die eine Achslast des Fahrzeugs ausgibt. 9 zeigt eine grafische Darstellung eines Beispiels eine Beziehung zwischen dem Spurwinkel und der Achslast, die von der Tabelle oder der Funktion ausgegeben werden kann. In anderen Beispielen kann das Verfahren 800 den Spurwinkel des Fahrzeugs entsprechend dem Ausgangssignal eines einzigen Winkelsensors (z. B. linken oder rechten Winkelsensors) schätzen. Das Verfahren 800 kann die Achslast von dem Spurwinkel schätzen, der auf einer Winkelmessung der Achse basiert. Das Verfahren 800 kann eine hintere Achslast in gleicher Weise bestimmen. Das Verfahren 800 schreitet zu 806 vor.
Bei 806 entscheidet das Verfahren 800, ob Stabilitätssteuersysteme, Traktionssteuersysteme, Navigationssysteme und Fahrassistenzsysteme vorhanden sind. Wenn das so ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 schreitet zu 808 vor. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 schreitet zu 810 vor.
Bei 808 kann das Verfahren 800 vordere und/oder hintere Achslasten zu den verschiedenen Steuervorrichtungen des Systems übertragen und liefern. In einem Beispiel können die vordere und hintere Achslast über einen CAN Bus übertragen werden. Das Verfahren 800 schreitet zu 810 vor.
Bei 810 können das Stabilitätssteuersystem und das Traktionssteuersystem die vordere und hintere Achslast zum Bestimmen von normalen Lasten auf die Räder des Fahrzeugs verwenden. Bremsdrehmomente für die Reibungsbremsen des Fahrzeugs können basierend auf den normalen Lasten auf die Fahrzeugräder eingestellt werden, die basierend auf der vorderen und hinteren Achslast bestimmt wurden. Zusätzlich können Drehmomente der Antriebsquelle (z. B. Ausgabe des Motordrehmoments und/oder Ausgabe des Drehmoments der elektrischen Maschine) basierend auf den normalen Lasten auf die Fahrzeugräder eingestellt werden, um die gewünschten Niveaus des Raddrehmoments vorzusehen.
Das Navigationssystem kann auch eine angezeigte Fahrstrecke abhängig von den bei 810 gelieferten Achslasten einstellen. Beispielsweise kann das Navigationssystem Straßengrenzdaten des Gewichts einschließen und das Navigationssystem kann eine Fahrstrecke zu einem Ziel derart einstellen, dass das Fahrzeug nicht auf Straßen fährt, die Gewichtsbeschränkungen haben, die geringer sind als das geschätzte Fahrzeuggewicht, das auf den Achslasten des Fahrzeugs beruht. Auf diese Weise kann das Fahrzeug Straßen vermeiden, die nicht eine Kapazität zum Aufnehmen des Fahrzeuggewichts haben könnten.
Die Achslasten und das aus den Achslasten bestimmte Fahrzeuggewicht können Steuerungen der Fahrerassistenz und des autonomen Fahrens geliefert werden, um Fahrsteuerparameter des Fahrzeugs bei 810 einzustellen. Beispielsweise kann ein Fahrassistent eine Pufferentfernung zum Halten des Fahrzeugs erhöhen oder verringern, die als Abstand zwischen dem vorliegenden Fahrzeug und Fahrzeugen, die direkt vor dem vorliegenden Fahrzeug sind, zugeordnet ist. Insbesondere kann der Fahrassistent oder der autonome Fahrer die Fahrzeuggeschwindigkeit-Pufferentfernung verringern oder erhöhen abhängig von den Achslasten des Fahrzeugs. Die Betriebsweise des Fahrzeugs kann abhängig von dem Eintreten in die Pufferentfernung zum Halten des Fahrzeugs eingestellt werden. Insbesondere kann die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden, wenn ein zweites Fahrzeug in die Fahrzeuggeschwindigkeit-Pufferentfernung eintritt. In ähnlicher Weise kann die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht werden, wenn das zweite Fahrzeug die Fahrzeuggeschwindigkeit-Pufferentfernung verlässt. Wenn somit eine Pufferentfernung zum Halten des Fahrzeugs 500 m beträgt, wenn eine Achslast 2000 kg beträgt, kann die Pufferentfernung zum Halten des Fahrzeugs auf 750 m erhöht werden, wenn die Achslast auf 2500 kg erhöht wird, sodass das Fahrzeug eine bessere Möglichkeit des Anhaltens hat, bevor es ein Fahrzeug erreicht, das in die Pufferentfernung zum Halten des Fahrzeugs eintritt und stoppt. Der autonome Fahrer kann ähnliche Einstellungen der Fahrzeugparameter abhängig von den Achslasten vornehmen. Das Verfahren 800 schreitet zu 812 vor.
Bei 812 entscheidet das Verfahren 800, ob eine Infrastruktur vorhanden ist, um Achslastdaten zu empfangen. Wenn das so ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 schreitet zu 814 vor. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 schreitet zu 818 vor. Infrastrukturen können einschließen, aber sind nicht darauf beschränkt: Satelliten, Mobilfunktürme, optische Sensoren, Wiegestation-Kommunikationssysteme, Verkehrssteuersysteme, Brückensteuersysteme, Zulassungsbehörden, Vollzugsbehörden, Wiegestationen, Verkehrsleitsysteme, Computer, Cloud-Server und andere Arten von Infrastrukturen.
Bei 814 kann das Verfahren 800 vordere und/oder hintere Achslasten zu der Infrastruktur übertragen und liefern. In einem Beispiel können die vordere und hintere Achslast über Satelliten oder Mobilfunknetze übertragen werden. Das Verfahren 800 schreitet zu 816 vor.
Bei 816 können Infrastruktursysteme Aufgaben abhängig von den Achslastdaten durchführen. Beispielsweise können Zulassungsbehörden Genehmigungen, Zölle und Strafen abhängig von den Achslastdaten ausgeben. Weiterhin können Infrastruktursysteme Zahlungen und Rechnungen abhängig von Achslastdaten ausgeben. Weiterhin können Erfassungssysteme für eine Fahrzeugwartung Serviceleistungen für das Fahrzeug planen (z. B. Ölwechsel, Spureinstellungen usw.) abhängig von Achslastdaten vom Fahrzeug. Das Verfahren 800 schreitet zu 818 vor.
Bei 818 entscheidet das Verfahren 800, ob eine Fahrzeugkommunikation vorhanden ist, um Achslastdaten zu übertragen. Wenn das so ist, ist die Antwort ja und das Verfahren 800 schreitet zu 820 vor. Ansonsten ist die Antwort nein und das Verfahren 800 geht zum Ende.
Bei 820 kann das Verfahren 800 Achslastdaten des Fahrzeugs an andere Fahrzeuge, einschließlich, aber nicht einschränkend, an Polizeifahrzeuge, in der Nähe befindliche Fahrzeuge und Noteinsatzfahrzeuge übertragen. Das Fahrzeug, das die Achslastinformation empfängt, kann die Achslastdaten an Fahrzeuginsassen berichten und Fahrzeugparameter einstellen (z. B. Pufferentfernungen zum Halten des Fahrzeugs) abhängig von den Achslastdaten. Das Verfahren 800 geht zum Ende vor.
Auf diese Weise können Achslasten eines Fahrzeugs bestimmt und verwendet werden, um die Fahrt des Fahrzeugs zu verbessern. Außerdem kann die Achslast dazu beitragen, den Gebühreneinzug zu mechanisieren und Rechnungen zu erzeugen.
Somit liefert das Verfahren der 8 ein Verfahren zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs, das umfasst: Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs abhängig von einem oder mehreren Winkeln zwischen zwei oder mehreren Achsensystemen über eine Steuervorrichtung; und Einstellen einer Funktionsweise eines Systems des Fahrzeugs abhängig von der geschätzten Achslast des Fahrzeugs. Das Verfahren ist für ein Bremssystem anwendbar. Das Verfahren ist für ein Antriebssystem anwendbar. Das Verfahren ist für ein Navigationssystem anwendbar. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Kommunizieren der geschätzten Achslast zu einem System, das außerhalb des Fahrzeugs ist. Das Verfahren ist für zwei oder mehrere Achsenkomponenten anwendbar, die einen Achsschenkel und einen Achsschenkelbolzen einschließen. Das Verfahren ist für zwei oder mehrere Achsenkomponenten anwendbar, die einen Achsschenkel und eine Spurstange einschließen.
Das Verfahren nach 8 liefert ein Verfahren zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs, das umfasst: Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs abhängig von einem oder mehreren Winkeln zwischen zwei oder mehreren Achsensystemen über eine Steuervorrichtung; und Kommunizieren der geschätzten Achslast von der Steuervorrichtung zu einer Vorrichtung. Das Verfahren ist für die als zweite Steuervorrichtung in dem Fahrzeug ausgebildete Vorrichtung anwendbar. Das Verfahren ist für die als Antriebssteuervorrichtung ausgebildete zweite Steuervorrichtung anwendbar. Das Verfahren ist für die als Navigationssteuervorrichtung ausgebildete zweite Steuervorrichtung anwendbar. Das Verfahren ist für die als externe Steuervorrichtung oder Server ausgebildete Vorrichtung anwendbar. Das Verfahren ist für die externe Steuervorrichtung anwendbar, wenn sie in einem zweiten Fahrzeug vorhanden ist.
Nun bezugnehmend auf 9 ist eine beispielhafte Beziehung zum Schätzen einer Achslast gezeigt. In diesem Beispiel ist die durch die Linie 902 dargestellte Beziehung zwischen dem Spurwinkel des Fahrzeugs zu der Achslast linear, aber in anderen Beispielen kann sie nichtlinearer sein. Die Beziehung 900 umfasst eine horizontale Achse 904 und eine vertikale Achse 906. Die horizontale Achse 904 stellt einen Spurwinkel einer Achse dar und die vertikale Achse 906 stellt eine Achslast dar, die eine Funktion des Spurwinkels ist. Die Beziehung 900 gibt eine Achslast aus, wenn sie über einen Spurwinkel indiziert oder referenziert ist, wie über einen Winkelsensor bestimmt. Der Spurwinkel steigt von der linken Seite der grafischen Darstellung zu der rechten Seite der grafischen Darstellung. Die Achslast steigt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse.
Es sei bemerkt, dass die hier eingeschlossenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Antriebssträngen und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Verfahren und Routinen können als ausführbare Befehle in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert werden und können von dem Steuersystem, das die Steuervorrichtung einschließt, in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Stellantrieben und anderer Hardware eines Motors bzw. einer Maschine ausgeführt werden. Außerdem können Teile des Verfahrens physikalische Aktionen sein, die in der realen Welt vorgenommen werden, um einen Zustand einer Vorrichtung zu ändern. Die hierin beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere von einer Reihe von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie ereignisgesteuerte, unterbrechungsgesteuerte, Multitasking-, Multithreading- und dergleichen. Somit können verschiedene dargestellte Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht unbedingt notwendig, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Beispiele zu erreichen, sondern wird zur Vereinfachung der Darstellung der Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere von den dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen kann/können abhängig von der jeweils verwendeten Methode wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen einen Code, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motor Steuersystem einzuprogrammieren ist, grafisch darstellen, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Befehle in einem System, das die verschiedenen Motor-bzw. Maschinen-Hardwarekomponenten einschließt, zusammen mit der elektronischen Steuerung ausgeführt werden. Ein oder mehrere hier beschriebenen Verfahrensschritte können, wenn gewünscht, weggelassen werden.
Es sei bemerkt, dass die hierin offenbarten Gestaltungen und Routinen nur Beispiele sind und dass diese spezifischen Beispiele nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen sind, da zahlreiche Abänderungen möglich sind. Beispielsweise kann die obige Technologie auf Antriebsstränge angewandt werden, die unterschiedliche Arten von Antriebsquellen, einschließlich unterschiedliche Arten von elektrischen Maschinen und Getrieben umfassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Gestaltungen sowie anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
Die folgenden Ansprüche stellen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden, besonders heraus. Diese Ansprüche können auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder Entsprechendes Bezug nehmen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer dieser Elemente einschließen, wobei zwei oder mehr dieser Elemente weder notwendig noch ausgeschlossen sind. Andere Kombinationen und Unterkombinationen dieser offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch die Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Bereich nun breiter, enger, gleich oder anders als derjenige der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims

Verfahren zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs, umfassend: Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs abhängig von einem oder mehreren Winkeln zwischen zwei oder mehreren Achsensystemen über eine Steuervorrichtung; und Einstellen der Funktionsweise eines Systems des Fahrzeugs abhängig von der geschätzten Achslast des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das System ein Bremssystem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das System ein Antriebssystem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das System ein Navigationssystem ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche außerdem ein Kommunizieren der geschätzten Achslast zu einem System, das außerhalb des Fahrzeugs ist, umfassend.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwei oder mehrere Komponenten eines Achsensystems einen Achschenkel und einen Achsschenkelbolzen einschließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwei oder mehrere Komponenten eines Achsensystems einen Achschenkel und eine Spurstange einschließen.
System zum Schätzen einer Achslast eines Fahrzeugs, umfassend: ein Achsensystem, das eine Achse, einen ersten Achsschenkel, einen zweiten Achsschenkel, einen ersten Achsschenkelbolzen, einen zweiten Achsschenkelbolzen und eine Spurstange aufweist; einen Winkelsensor; und eine Steuervorrichtung, die in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Befehle umfasst, die die Steuervorrichtung veranlassen, eine Achslast abhängig von einem Ausgangssignal des Winkelsensors zu schätzen.
System nach Anspruch 8, außerdem zusätzliche Befehle umfassend, um die Achslast zu einer zweiten Steuervorrichtung zu kommunizieren.
System nach einem der Ansprüche 8 und 9, außerdem zusätzliche Befehle umfassend, um die Achslast zu einer Vorrichtung außerhalb des Fahrzeugs zu kommunizieren.