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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lastberechnungssystem der im
Oberbegriff von Anspruch 1 bezeichneten Art.
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Der
Lastkraftfahrzeugtyp, für
den das Lastberechnungssystem vorgesehen ist, umfasst eine Zugeinheit
und einen mit dieser über
eine Kupplungsvorrichtung, wie beispielsweise eine sogenannte Aufsattelkupplung
gekoppelten Aufliegen, der an seinem hinteren Bereich wenigstens
eine Radachse aufweist. Die Zugeinheit weist eine Vorderachse und eine
Hinterachse auf, die an dem lasttragenden Rahmen des Fahrzeugs mittels
Aufhängungssystemen angebracht
sind, die zwischen den Achsen und den einzelnen Elementen des Rahmens
wirken. Das Aufhängungssystem
der Hinterachse umfasst pneumatische Federn, bevorzugt in Form von
Luftbalgen.
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Stand der
Technik
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Mehrachsige
Lastkraftfahrzeuge dieses allgemeinen Typs sind bereits bekannt,
beispielsweise aus US A 4 505 344, US A 4 854 407, US A 5 167 289 und
US A 5 877 455.
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Diese
Patentoffenbarungen beschreiben verschiedene Systemtypen zum Berechnen
des Teils der Fahrzeuglast, der auf jeweilige Achsen des betroffenen
Fahrzeugs einwirkt. In solchen Fällen
erfordert das Durchführen
der erforderlichen Berechnung eine Art Erfassungseinrichtung an
jeder Achse. Die betroffenen Erfassungseinrichtungen können entweder
Druckerfassungseinrichtungen oder eine Art Erfassungseinrichtung
zur Erfassung der Auslenkung nach unten sein. In Fällen, in
denen ein derartiges System eingesetzt werden kann, um Informationen über das
Gewicht in einer gegenwärtigen
Transportsituation zu erhalten (Fahren des Fahrzeugs mit einem bestimmten
Ladegewicht, das auf jede der Fahrzeugachsen wirkt), wird es somit
möglich,
das Gesamtladegewicht des Fahrzeugs zu bestimmen. Um dies zu erreichen,
ist es natürlich
auch erforderlich, Kenntnis über
das Leergewicht des Fahrzeugs (Eigengewicht) zu bekommen, die auf
Grundlage der Summe der jeweiligen Gewichte abgeleitet werden kann,
die auf die verschiedenen Fahrzeugachsen des beladenen Fahrzeugs
wirken.
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Aufgaben der
Erfindung
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Die
Hauptaufgabe der Erfindung liegt darin, ein Lastberechnungssystem
bereitzustellen, das es ermöglicht,
das Gesamtladegewicht eines Lastkraftfahrzeugs mit einer Zugeinheit
und einem mit dieser gekoppelten Aufliegen zu bestimmen, selbst
wenn der Teil des Fahrzeuggewichts, der auf eine der Achsen der
Zugeinheit wirkt, nicht direkt von einer Erfassungseinrichtung an
dieser Achse gemessen wird.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, ein Lastberechnungssystem bereitzustellen,
wobei der Achsdruck der Radachse des Fahrzeugs einfach bestimmt
und dem Fahrer/der Fahrerin mitgeteilt werden kann, wodurch dieser/diese
in die Lage versetzt wird, beispielsweise die Verletzung vorgegebener
Bestimmungen bei der Überquerung
von Brücken
oder geschwächten
Straßenabschnitten
zu vermeiden, für die
ein durch Straßenschilder
angegebener maximaler Achsdruckgrenzwert geringer ist als anderswo
auf der betroffenen Landstraße.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, ein Lastberechnungssystem bereitzustellen,
das eine einfache Konstruktion aufweist und zumindest grundsätzlich lediglich
solche Teile und Komponenten umfasst, die kostengünstig verfügbar sind,
selbst bei minimalem Wartungsaufwand zuverlässig in der Funktion sind und
in den meisten Fällen
auch an dem betroffenen Lastkraftfahrzeug vorhanden sein sollten/müssen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe, dass die Aufzeichnungs- und Speichereinheiten
des Lastberechnungssystems für
das Auslesen über
eine kabellose Verbindung zwischen dem Lastkraftfahrzeug und einer
verwendeten Kontrollstation zugänglich
sind, beispielsweise um Lastkraftfahrzeuge, die einen Teil einer
Fahrzeugflotte eines Transportunternehmens oder eines Fahrzeugeigentümers bilden,
zu überwachen
und zu ihren Zielen zu leiten.
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Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorstehend genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
das Lastberechnungssystem der eingangs bezeichneten Art gelöst, das
die Merkmale aufweist, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
1 angegeben sind.
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Die
wesentlichen Merkmale der Erfindung, die diese vom stand der Technik
abheben sowie neu und eigentümlich
sind, umfassen:
dass die Pneumatikfedern in dem Aufhängungssystem
der Hinterachse mit Sensoren versehen sind, wodurch das auf der
Hinterachse lastende Gewicht bestimmt werden kann. In Fällen, in
denen die Pneumatikfedern die Form von beispielsweise Luftbalgen aufweisen,
werden geeignete Druckerfassungseinrichtungen der Sensoren innerhalb
der Luftbalge untergebracht. In solchen Fällen weist die Zugeinheit einen
Computer auf, dessen Speicher unter anderem Informationen über den
Radstand der Zugeinheit, Daten bezüglich der Position des Einwirkens
der von dem Aufliegen herrührenden
Last, der (über
die Kupplungsvorrichtung, die vorzugsweise eine sogenannte Aufsattelkupplung
umfasst) auf die Zugeinheit einwirkt, und Daten, die das Gewicht
betreffen, das auf der Hinterachse lastet, wenn das Lastkraftfahrzeug
jeweils unbeladen und beladen ist. Der Computer umfasst auch eine
Berechnungseinheit zum Bestimmen des Gewichts, das auf der Vorderachse
in dem beladenen Zustand des Lastkraftfahrzeugs lastet. Diese "Berechnungseinheit" kann in vorteilhafter
Weise Software sein, die in dem Computer vorgesehen ist und deren
Einsatz diese Berechnung bereitstellt. Die Vorderachse, die mit
einem Aufhängungssystem
versehen ist, das Blattfedern umfasst, weist keine Erfassungseinrichtung
zur Bestimmung des auf die Vorderachse wirkenden Gewichts auf.
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Eine
Blattfeder für
eine Radachse einer Zugeinheit oder eines anderen schweren Nutzfahrzeugtyps
besitzt gewöhnlicherweise
die Form eines "Blattfederpakets", das eine Reihe
von (in der Länge
aufeinanderfolgend abnehmenden) gehärteten Stahlblättern aufweist,
die aufeinander gestapelt sind. Allerdings führt die Reibung zwischen den
einzelnen Federblättern
des Blattfederpakets dazu, dass eine kontinuierlich zunehmende Last
auf das Federpaket nicht zu einer gleichmäßigen Federbewegung der Federn
sondern zu einer diskontinuierlichen eher ruckartigen schrittweisen
Federbewegung führt.
Diese diskontinuierliche Federbewegung (aufgrund des Hystereseeffekts)
ist deshalb zur Bereitstellung korrekter Informationen vermittels
einer Erfassungseinrichtung über
das gegenwärtige
Gewicht ungeeignet, das auf die von der betreffenden Blattfeder
gelagerten Radachse einwirkt.
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Grundlegende
Gestaltungsdaten (beispielsweise Abmessungen, Leergewicht, Radachslasten des
unbeladenen Fahrzeugs etc.) für
Lastkraftfahrzeuge (beispielsweise jeweils für die Zugeinheit und den Aufliegen)
werden vorteilhafterweise in dem Speicher des Computers der Zugeinheit
gespeichert, bevor das Lastkraftfahrzeug durch den Nutzer (Straßentransportunternehmen
oder Fuhrunternehmen) eingesetzt wird. Diese grundlegenden Daten
werden benötigt,
um der Berechnungseinheit in der Folge zu ermöglichen, auf Grundlage von
gegenwärtig
gemessenen Radachsenlasten sowohl die auf die Radachse, die keine
Achslasterfassungseinrichtung aufweist, ein wirkende Last als auch
das gesamte von dem Fahrzeug getragene Ladegewicht zu bestimmen.
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Die
abhängigen
Ansprüche
2 bis 4 geben weitere Merkmale an, die die Erfindung vom Stand der
Technik abheben, hinsichtlich:
– einer Vorrichtung, durch
welche der Achsdruck an der Hinterachse der Zugeinheit ermittelt
und zur weiteren Verwendung gespeichert werden kann (vergleiche
Anspruch 2);
– einer
Vorrichtung, durch welche ermittelte/berechnete Ladegewichte und
gegenwärtige
Achsdrücke mitgeteilt
werden können,
beispielsweise dem Fahrzeugfahrer (vergleiche Anspruch 3);
– und Mitteln
zum Bestimmen des auf die Radachsen des Aufliegers wirkenden Gewichts
(vergleiche Anspruch 4).
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun weiter mit Bezug auf ein Lastkraftfahrzeug dargestellt
und beschrieben, das schematisch in den beiliegenden Zeichnungen gezeichnet
ist und ein Lastberechnungssystem der in den Ansprüchen angegebenen
Art aufweist.
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Die
Zeichnungen sind wie folgt zu verstehen:
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1 stellt eine schematische
Seitenansicht eines Lastkraftfahrzeugs mit einer Zugeinheit mit
daran gekoppeltem Aufliegen dar; und
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2 stellt in vereinfachter
Form einen Querschnitt an der vertikalen Schnittlinie S-S in 1 dar.
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Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
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In
der Zeichnung stellt 1 ein
Lastkraftfahrzeug 2 dar mit einer Zweiachs-Zugeinheit 4 und einem über eine
sogenannte Aufsattelkupplung 6 an dem Chassisrahmen 8 der
Zugeinheit gekoppelten Aufliegen 10 mit zwei Radachsen 12, 14.
Die Zugeinheit 4 weist eine Vorderachse 16 mit
lenkbaren Vorderrädern 18 und
eine Hinterachse 20 mit angetriebenen Rädern 22 auf. Das Aufhängungssystem
zwischen den jeweiligen Achsen 16, 20 der Zugeinheit und
dem Chassisrahmen 8 umfasst nicht dargestellte Blattfedern
zwischen der Vorderachse 16 und den dort angeordneten Teilen
des Rahmens 8 und (wie in 2 dargestellt)
pneumatische Federn 24 (wie beispielsweise Luftbalge) zwischen
der Hinterachse 20 und deren Rahmenelementen.
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Pneumatische
Federn, vorzugsweise in Form von Luftbalgen derselben Art wie die
Luftbalge 24 an der Hinterachse 20 der Zugeinheit,
sind auch zwischen den Radachsen 12, 14 des Aufliegers 10 und
nicht näher
bezeichneten Teilen von dessen Chassis vorgesehen.
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Nahe
den Pneumatikfedern 24 der Hinterachse 20 und
den Pneumatikfedern der Aufliegerachsen 12, 14 sind
Sensoren in Form von Druckerfassungseinrichtungen 26 innerhalb
der Federn vorgesehen, die die Form von Luftbalgen aufweisen. Das
Gewicht, das auf den jeweiligen Achsen lastet, kann mittels dieser
Drucksensoren bestimmt werden.
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Die
Zugeinheit 4 ist mit einem Computer 28 mit hinreichender
Aufzeichnungs- und Berechnungskapazität ausgestattet. Der Speicher
dieses Computers kann beispielsweise Informationen über den Radstand
B der Zugeinheit, den horizontalen Abstand A zwischen der Hinterachse 20 und
dem vertikalen Drehzentrum der Aufsattelkupplung 6 und über das
auf die Hinterachse 20 wirkende Gewicht speichern, wenn
das Lastkraftfahrzeug unbeladen ist und wenn es ein Ladegewicht
trägt/transportiert.
Der Computer kann auch dazu verwendet werden, um das auf die Hinterachse
wirkende Gewicht jeweils in dem unbeladenen und beladenen Zustand
zu berechnen.
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Die
auf den Achsen 20 und 12, 14 (Vb und Vp)
lastenden Gewichte im beladenen Zustand des Lastkraftfahrzeugs können auf
Grundlage der Druckwerte ermittelt werden, die mittels der Drucksensoren 26 aufgenommen
werden, die zu den Luftbalgen dieser Achsen gehören. Informationen über die
Gestaltungsabstände
A und B können
in Kombination mit Informationen über das Gewicht Vb, das auf
der angetriebenen Achse 20 lastet, genutzt werden, um das Gewicht
Vf, das auf der Vorderachse 16 lastet, zu berechnen. Die
Berechnung wird durchgeführt,
indem die gegenwärtigen
Werte in herkömmliche
Kraft- und Momentengleichungen eingesetzt werden. Es kann dann gezeigt
werden, dass Vf = Vb/[(B/A)- 1] ist.
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Wenn
man somit dazu in der Lage ist, nicht nur die Gewichte Vb und Vp
an den Achsen 20 und 12, 14 (deren zugehörende Luftbalge
mit Druckerfassungseinrichtungen 26 versehen sind) zu ermitteln, sondern
auch das Gewicht Vf wie vorstehend erwähnt berechnet werden kann,
so ist es möglich,
das gesamte Ladegewicht des Lastkraftfahrzeugs als Differenz zwischen
dem Gesamtgewicht auf den Achsen 16, 20, 12, 14 in
dem beladenen Zustand des Lastkraftfahrzeugs zu dem Zeitpunkt und
dem korrespondierenden Gesamtgewicht an diesen Achsen in dem unbeladenen
Zustand des Fahrzeugs zu berechnen. Der Achsdruck jeder der Achsen
des Lastkraft fahrzeugs ist per Definition das Gewicht, das auf der
jeweiligen Radachse lastet, was das Eigengewicht (= Leergewicht)
des Lastkraftfahrzeugs und die gegenwärtige Last umfasst.
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In
der Kabine des Lastkraftfahrzeugs 2 ist eine Aufzeichnungsvorrichtung 30 vorgesehen,
die dazu ausgelegt ist, von dem Fahrer/der Fahrerin selbst (oder
von außerhalb
durch jemand anderen, beispielsweise über ein GPS-System oder eine
Mobiltelefonverbindung) ausgelöst
zu werden, wodurch beispielsweise das Gewicht auf der Hinterachse 20 (oder
der Achsdruck an dieser Achse) erfasst werden kann (auf Grundlage
von Signalen von den Erfassungseinrichtungen 26 in den
Luftbalgen 24 der Achse), aufgezeichnet werden kann und
in Signalform dem Speicher des Computers 28 zugeführt/darin
gespeichert werden kann. Der Fahrer wird vorteilhafterweise mittels
einer Anzeigeeinrichtung 32, wie beispielsweise einer Anzeigeeinheit
(VDU, englisch: Visual Display Unit), davon in Kenntnis gesetzt.
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Sowohl
der Computer 28 als auch die Aufzeichnungsvorrichtung 30 können, sofern
es erforderlich ist, ferngesteuert und über ein GPS-System oder eine
kabellose Telefonverbindung überwacht werden.
Dies macht es möglich,
dass der Besitzer des Lastkraftfahrzeugs 2 oder das Transportunternehmen,
dessen Fahrzeugflotte das Fahrzeug 2 umfasst, sich über beispielsweise
die Menge der transportierten Güter
informiert halten können.
Es ist ferner immer für
den Fahrer möglich,
einen Knopf am Bedienfeld der Vorrichtung 30 zu drücken, um
zu bewirken, dass der gegenwärtige
Wert des Fahrzeuggewichts in dem Computer 28 für eine zukünftige Verwendung
oder zum Vergleich mit einem vorangehend aufgezeichneten Wert eingelesen
oder in diesem gespeichert wird. Veränderungen des Beladungszustands
können
somit beobachtet und überwacht
werden.
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Zusammenfassung
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Lastberechnungssystem
für Lastkraftfahrzeug
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Ein
Lastberechnungssystem für
ein Lastkraftfahrzeug mit einer Zugeinheit (4) und einem
Aufliegen (10), der mit letzterer über eine Aufsattelkupplung
(6) verbunden ist. Die Zugeinheit weist eine Vorderachse
(16) und eine Hinterachse (20) auf, die an den
lasttragenden Rahmen (8) über verschiedene Arten von
Aufhängungssystemen
angebracht sind. Das Aufhängungssystem
der Hinterachse umfasst Pneumatikfedern (24), wie beispielsweise
Luftbalge. Das System umfasst Sensoren (26), die nahe den Pneumatikfedern
in dem Aufhängungssystem
der Hinterachse angeordnet und dazu ausgelegt sind, um das auf der
Hinterachse lastende Gewicht zu bestimmen. An Bord der Zugeinheit
ist ein Computer (28) vorgesehen, in dem Folgendes gespeichert
werden kann: Informationen über
den Radstand (B) des Zugfahrzeugs, Daten bezüglich der Position des Einwirkortes
(6) der von dem Aufliegen (10) herrührenden
Last, der auf die Zugeinheit (4) einwirkt, und Daten bezüglich des
Gewichts, das auf der Hinterachse (20) lastet, wenn das
Fahrzeug jeweils beladen und unbeladen ist. Der Computer (28)
umfasst eine Berechnungseinheit (30) zum Berechnen des
auf der Vorderachse (16) lastenden Gewichts, wenn das Fahrzeug
beladen ist. Das Vorderachsaufhängungssystem
des Lastkraftfahrzeugs ist mit einer Blattfeder ausgebildet und
weist keine eigene Erfassungseinrichtung zum Bestimmen des auf die
Vorderachse wirkenden Gewichts auf.
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