ES2857053T3 - Método para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica en un vehículo provisto de al menos un eje con suspensión neumática provisto de un sistema de detección de carga - Google Patents

Método para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica en un vehículo provisto de al menos un eje con suspensión neumática provisto de un sistema de detección de carga Download PDF

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Abstract

Método para detectar la carga (PVA) que pesa sobre un primer eje de vehículo (1) con suspensión mecánica para vehículos utilizados para el transporte que comprenden al menos un segundo eje (2) con suspensión neumática provisto de un sensor (4) para la detección de la carga (PHA) que pesa sobre dicho segundo eje (2) y una unidad de control (5) y en donde la carga útil adicional (PL) en el vehículo se distribuye entre dichos ejes (1, 2), caracterizado por que comprende: - una primera etapa, que se lleva a cabo una única vez en un único vehículo de toda una gama de vehículos similares, para detectar las cargas (PHA1, PAGVA1) que pesan sobre los ejes (1, 2), mediante el pesaje de este último en una máquina de pesaje, con un primer valor (PL1) de la carga útil adicional (PL); - una segunda etapa, que se lleva a cabo una única vez en un único vehículo de toda una gama de vehículos similares, para detectar las cargas (PHA2, PAGVA2) que pesan sobre los ejes (1,2), mediante el pesaje de este último en una máquina de pesaje, con un segundo valor (PL2) de la carga útil adicional (PL); - una tercera etapa de cálculo para determinar un parámetro (tga) que expresa una relación existente entre las cargas (PVA, PAGHA) que pesan sobre los ejes (1, 2); y por que comprende: - una etapa adicional para determinar el valor de la carga (PVA) que pesa sobre dicho primer eje (1) con suspensión mecánica por medio de la detección del valor de carga (PHA) por medio de dicho sensor (4) y dicha unidad de control (5) y multiplicando dicho parámetro (tga) por dicho valor de carga detectada (PHA), en donde dicho un parámetro es una tangente de un ángulo (a) como coeficiente angular de un cálculo de interpolación lineal entre al menos dos puntos (A, B), siendo cada uno de dichos puntos representativo de uno de dichos dos valores diferentes de la carga útil adicional (PL1, PL2).

Description

DESCRIPCIÓN
Método para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica en un vehículo provisto de al menos un eje con suspensión neumática provisto de un sistema de detección de carga
La presente invención se refiere a un método para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica de un vehículo provisto de al menos un eje con suspensión neumática y un sistema de detección de carga, en donde la carga útil adicional se distribuye proporcionalmente entre los ejes.
Como ya se conoce, la indicación de la carga que pesa sobre los ejes de un vehículo, en particular, un vehículo pesado utilizado para el transporte, resulta de utilidad para diferentes propósitos. En primer lugar, permite al conductor tener una indicación precisa acerca de las condiciones de carga del vehículo, acerca de la distribución adecuada de la carga en el vehículo y, por lo tanto, acerca de la carga total, lo cual resulta de utilidad con el fin de no exceder la carga máxima permisible para ese tipo de vehículo. De hecho, cada vehículo está homologado, en orden de marcha, para una carga máxima permisible determinada que limite tanto la carga total como la carga sobre sus diferentes ejes, y la ley requiere que el conductor respete este límite de carga máxima. Por lo tanto, la indicación de la carga total del vehículo es muy útil para el conductor, que siempre podrá saber si la carga del vehículo se encuentra por debajo de los límites de carga máxima permisible.
Una ventaja adicional de contar con la indicación de la carga que pesa sobre cada eje es la posibilidad de que el fabricante verifique si el vehículo se ha utilizado correctamente.
De hecho, los fallos estructurales de los componentes del vehículo se producen con bastante frecuencia debido al uso del vehículo en condiciones de sobrecarga y el fabricante, quién tiene que reemplazar el componente dañado, no puede determinar objetivamente si el fallo se produjo a pesar de un uso del vehículo de acuerdo con las recomendaciones del fabricante o si el fallo fue provocado por un uso inadecuado del vehículo y, por lo tanto, no existe una razón para reemplazar el componente de manera gratuita o para sacar conclusiones acerca de la funcionalidad correcta del propio componente.
Los sistemas que pueden indicar la carga que pesa sobre un eje provisto de suspensiones neumáticas son conocidos en la técnica. En estos sistemas del tipo conocido, uno o más sensores, instalados cerca de los resortes de aire de la suspensión neumática, detectan la presión existente, que es proporcional a la carga, y envían los datos a una unidad de control que calcula la carga a partir del valor de presión.
Los sistemas conocidos en la técnica, no obstante, pueden indicar la carga que pesa únicamente sobre los ejes provistos de suspensiones neumáticas.
En muchos casos, un único eje, el eje trasero del vehículo, está provisto de suspensiones neumáticas, mientras que, normalmente, el eje delantero está provisto de suspensiones mecánicas, que no están provistas de ningún dispositivo para la medición de la carga que pesa sobre el propio eje. En estas situaciones, resulta imposible determinar la carga que pesa sobre el eje delantero y, por lo tanto, lo cual no es menos importante, resulta imposible determinar el valor de la carga total, sin tener que pesar el vehículo con las máquinas de pesaje adecuadas.
Los documentos WO03-044471 y WO2006-046903 son ejemplos de soluciones, cuyos atributos se presentan en el preámbulo de la reivindicación 1.
La tarea principal de la presente invención es proporcionar un método de cálculo para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica en donde la carga útil adicional se distribuye proporcionalmente entre los ejes de un vehículo provisto de al menos una suspensión neumática y un sistema de detección de carga.
En el alcance de esta tarea, el propósito de la presente invención es proporcionar un método de cálculo que permita conocer la carga que pesa sobre cada eje, tal como para evitar la sobrecarga accidental del propio eje.
Un propósito adicional de la presente invención es proporcionar un método de cálculo que permita conocer la carga que pesa total en el vehículo, sin tener que pesar el propio vehículo. Las máquinas de pesaje de vehículos pesados a menudo están poco disponibles y las operaciones de pesaje, no obstante, representan una pérdida de tiempo para el transportista.
Esta tarea y estos y otros propósitos que se explican a continuación se logran mediante un método de acuerdo con la reivindicación 1.
Las características y las ventajas adicionales de la presente invención resultarán claras a partir de la siguiente descripción detallada, que es meramente ilustrativa y no limitante y se muestra en las figuras adjuntas al presente documento, en las que:
la figura 1 muestra esquemáticamente un vehículo con la indicación de las cargas que pesan sobre el bastidor y sobre los ejes;
la figura 2 muestra un diagrama ilustrativo de la relación matemática existente entre las fuerzas que actúan sobre los ejes.
En un vehículo, por ejemplo, un vehículo similar al que se representa en la figura 1, la carga útil adicional se aplica sobre el bastidor de manera simétrica.
La carga útil adicional PL se muestra aplicada en correspondencia con el baricentro del peso adicional aplicado sobre el bastidor. Con respecto al punto de aplicación de la carga útil adicional PL, se conocen las distancias a y b de este punto indicado desde el eje delantero 1, con suspensión mecánica, y desde el eje trasero 2, con suspensión neumática, respectivamente.
La relación matemática entre las fuerzas que actúan se deriva mediante un equilibrio de las propias fuerzas y conduce a la siguiente relación:
Pva = Pha * b/a
Obviamente, además de la carga útil adicional PL, el equilibrio de las fuerzas incluye también la masa del propio vehículo, por lo que, con el fin de obtener la carga real que pesa sobre cada eje, es necesario tener en cuenta que la carga útil adicional no es la única carga que pesa sobre los ejes del vehículo y que el peso vacío del propio vehículo, antes de la aplicación de la carga útil adicional PL, no se debe considerar como aplicado en correspondencia con la carga adicional. El peso del motor, la transmisión, el bastidor y la cabina no se considerarán como aplicados al mismo punto que la carga útil adicional PL.
Por lo tanto, después de haber determinado, por medio del equilibrio de las fuerzas, que la distribución de la carga útil adicional PL entre los ejes delantero y trasero es del tipo lineal, ya que está conectada a los brazos a y b, con el fin de calcular la relación entre las dos cargas que pesan sobre los ejes, es necesario adoptar un método empírico basado en la medición de la carga que pesa sobre el eje en al menos dos condiciones de carga diferentes, es decir, con dos valores diferentes de la carga útil adicional PL.
Para una mayor comodidad, por supuesto, se puede llevar a cabo una primera operación de medición de las cargas que pesan sobre los ejes con el vehículo sin ninguna carga adicional, pero no tiene por qué ser así necesariamente y las dos condiciones de carga pueden ser cualesquiera.
Por lo tanto, tal como se dice, con el fin de encontrar la relación lineal que conecta los valores de las cargas que pesan sobre los ejes PVA y PHA cuando la carga útil adicional PL varía, es necesario, en primer lugar, pesar el vehículo con un valor de carga útil adicional PL1, que puede ser cualquiera, incluyendo cero, mediante la lectura de los valores PHA1 que pesan sobre el eje trasero, obtenidos por medio de un sensor 4 apto para detectar la presión y una unidad de control 5 que calcula la carga que pesa sobre una suspensión neumática, de acuerdo con lo que ya se conoce en la técnica. El valor de la carga PVAl que pesa sobre el eje delantero, en cambio, se puede obtener mediante el pesaje en una máquina de pesaje adecuada.
Una vez que se conocen los valores PVA1 y PHA1 en una primera condición de carga, vacía o con cualquier PL1, es posible identificar un primer punto A en el diagrama, que conecta PHA y PVA en la figura 2.
Una segunda operación de pesaje en una condición de carga útil adicional diferente PL2 permite leer el valor PHA2 del sistema de detección de carga de la suspensión neumática trasera y el valor PVA2 de la máquina de pesaje, con el fin de identificar el punto B en el diagrama de la figura 2. Una vez que se conocen los puntos A y B del diagrama, y esperando que la distribución de carga sobre los ejes sea del tipo lineal de acuerdo con lo explicado anteriormente acerca de la distribución proporcional de la carga sobre los ejes, es posible utilizar una interpolación lineal con el fin de dibujar una línea que conecte los dos puntos, A y B, y determinar su pendiente.
Una vez que se conoce el ángulo a que define la pendiente de esta línea, para cada valor detectado por el sensor 4 que detecta la carga que pesa sobre la suspensión neumática del eje trasero 2, PHA, es posible calcular el valor de la carga que pesa sobre el eje con suspensión mecánica 1 por medio de la relación:
Pva = Pha * tga
La determinación de los puntos A y B para la interpolación de las características de la línea de la figura 2 que expresa la relación entre PVA y PHA se podrá llevar a cabo una única vez para un único vehículo de toda una gama de vehículos similares, y los datos relativos obtenidos de esta manera podrán ser introducidos en la unidad de control 5 del vehículo que ya gestiona, en los sistemas conocidos en la técnica, la lectura de la carga que pesa sobre la suspensión neumática, o pueden ser ingresados en una unidad de control provista.
De acuerdo con lo que se muestra en la figura 1, el vehículo puede estar debidamente provisto de una unidad de control 5 y un sistema de visualización 6 de los datos de carga procesados por dicha unidad de control.
Así mismo, el sistema de visualización 6 puede estar debidamente provisto de una pantalla de visualización con el fin de mostrar el valor de la carga total del vehículo. Con el fin de procesar estos datos, una vez que la unidad de control 6 haya calculado la carga que pesa sobre cada eje individual por medio de una detección directa, en el caso de suspensiones neumáticas, o por medio del cálculo descrito en el presente documento, en el caso de suspensión mecánica, la unidad de control 5 puede mostrar las cargas sobre cada eje y también puede sumarlas con el fin de generar, con una operación sencilla e inmediata, la información acerca de la carga total del vehículo. Esta información es muy útil para el conductor y hace innecesario el uso de una máquina de pesaje con el fin de determinar las condiciones de carga, en caso de control policial.
En particular, el método para detectar la carga de acuerdo con la presente invención se puede utilizar fácil y eficazmente en todos aquellos casos en donde sea útil contar las mercancías, en el caso de un vehículo que transporta mercancías. En más detalle, se conoce, por ejemplo, que, en el campo de la recogida de basuras, la empresa que gestiona la recogida se paga de acuerdo con la cantidad, expresada en peso, de basura entregada al centro de recogida de basuras. La evaluación de la cantidad de material descargado al centro de recogida de basuras o de incineración de basuras también es útil para quienes gestionan el centro de recogida o el horno de incineración. En la actualidad, con el fin de cuantificar la carga de un vehículo que lleva a cabo la recogida de basuras, se han utilizado balanzas o máquinas de pesaje para vehículos industriales. Esto implica una pérdida de tiempo para las operaciones de pesaje, pero también la necesidad de conseguir tales balanzas, las cuales son caras y muy voluminosas.
El método para detectar la carga de acuerdo con esta invención, en caso de que fuera utilizado para detectar la carga de un vehículo para el transporte de basuras, pondría inmediatamente a disposición del conductor y de la empresa de recogida de basuras los datos de carga, haciendo innecesario el uso de una balanza. Como consecuencia, esto se traduce en un ahorro de tiempo, ya que la operación de pesaje ya no se llevará a cabo, y en un ahorro de dinero, ya que ya no sería necesario comprar y mantener una máquina de pesaje de camiones o preparar especialmente algún lugar dedicado a dicha máquina de pesaje y a las operaciones de pesaje de la carga.
Otro campo de aplicación donde el método para detectar la carga de acuerdo con la presente invención sería de gran utilidad para cuantificar la mercancía cargada y descargada por grados, que es el caso de la distribución a diferentes clientes de un producto transportado en un tanque. El cálculo del volumen del producto distribuido se puede llevar a cabo por medio de la medición de la variación del peso de carga. En varios otros campos de aplicación, puede ser muy útil conocer el valor de la carga transportada y el método de acuerdo con esta invención satisface la necesidad de hacer que el valor de carga total esté inmediatamente disponible para el conductor.
Por ejemplo, la indicación de la carga que pesa sobre cada eje y de la carga total se puede utilizar para el control electrónico de los parámetros funcionales del motor, de la transmisión, de la gestión electrónica del sistema de frenado, además de la gestión de la presión de los neumáticos de acuerdo con la carga.
Por lo tanto, pueden existir otros campos de aplicación.
Por lo tanto, se ha demostrado que el método para definir la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica de acuerdo con la presente invención logra el propósito y los objetos propuestos.
En particular, se ha demostrado que el método de acuerdo con la presente invención permite calcular la carga que pesa sobre un eje con suspensión mecánica sencillamente llevando a cabo dos operaciones de pesaje que pueden ser llevadas a cabo por el fabricante antes de entregar el vehículo y una única vez para toda una gama de vehículos similares. Una vez obtenidos los datos necesarios a partir de las operaciones de pesaje, estos pueden ser introducidos en una unidad de control de cada vehículo sin necesidad de repetir las operaciones de pesaje.
En más detalle, el método de acuerdo con la presente invención permite proporcionar al conductor la indicación no solo acerca de la carga que pesa sobre los ejes equipados con suspensiones mecánicas, sino también acerca de la carga total del vehículo por medio de un cálculo rápido, puesto que es posible evaluar la carga que pesa sobre cada eje y, por lo tanto, es posible sumar sencillamente las cargas individuales con el fin de obtener la carga total del vehículo.
En caso de que una variación de las características de la suspensión mecánica influya en la precisión del sistema, la variación se puede eliminar llevando a cabo una calibración de acuerdo con los procedimientos descritos anteriormente.
Otro propósito que se logra con el método de acuerdo con la presente invención es que permite obtener la medición de la carga que pesa sobre los ejes con suspensiones mecánicas sin necesidad de dispositivos de medición o unidades de control adicionales, por lo tanto, sin complicar el sistema electrónico de a bordo y sin añadir ningún componente adicional que haría el sistema y, por lo tanto, el vehículo, más caro.
Resultará evidente para un experto en la materia que se pueden concebir y reducir a la práctica diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invención.
Por lo tanto, el alcance de las reivindicaciones no se limita a las ilustraciones o a las realizaciones preferentes que se muestran en la descripción como ejemplo, sino que, por el contrario, las reivindicaciones incluyen todas las novedades patentables derivadas de la presente invención, incluyendo todas las realizaciones equivalentes para un experto en la materia.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Método para detectar la carga (Pva) que pesa sobre un primer eje de vehículo (1) con suspensión mecánica para vehículos utilizados para el transporte que comprenden al menos un segundo eje (2) con suspensión neumática provisto de un sensor (4) para la detección de la carga (Pha) que pesa sobre dicho segundo eje (2) y una unidad de control (5) y en donde la carga útil adicional (Pl) en el vehículo se distribuye entre dichos ejes (1, 2), caracterizado por que comprende:
- una primera etapa, que se lleva a cabo una única vez en un único vehículo de toda una gama de vehículos similares, para detectar las cargas (Pha1, PAGva-i) que pesan sobre los ejes (1, 2), mediante el pesaje de este último en una máquina de pesaje, con un primer valor (Pl i) de la carga útil adicional (Pl);
- una segunda etapa, que se lleva a cabo una única vez en un único vehículo de toda una gama de vehículos similares, para detectar las cargas (Pha2, PAGva2) que pesan sobre los ejes (1,2), mediante el pesaje de este último en una máquina de pesaje, con un segundo valor (Pl2) de la carga útil adicional (Pl);
- una tercera etapa de cálculo para determinar un parámetro (tga) que expresa una relación existente entre las cargas (Pv a , PAGha) que pesan sobre los ejes (1, 2);
y por que comprende:
- una etapa adicional para determinar el valor de la carga (Pva) que pesa sobre dicho primer eje (1) con suspensión mecánica por medio de la detección del valor de carga (Pha) por medio de dicho sensor (4) y dicha unidad de control (5) y multiplicando dicho parámetro (tga) por dicho valor de carga detectada (Pha), en donde dicho un parámetro es una tangente de un ángulo (a) como coeficiente angular de un cálculo de interpolación lineal entre al menos dos puntos (A, B), siendo cada uno de dichos puntos representativo de uno de dichos dos valores diferentes de la carga útil adicional (Pl i , Pl2).
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dichas etapas para detectar las cargas (Ph a i, Pv a i, Pha2, PAGva2) que pesan sobre los ejes (1,2) comprenden las siguientes etapas:
- detectar por medio de dicho sensor (4) de la suspensión neumática y por medio de dicha unidad de control (5) la carga (Ph ai) que pesa sobre dicho segundo eje (2) provisto de suspensión neumática en una primera condición de carga del vehículo, con cualquier valor de carga útil adicional (Pl i);
- llevar a cabo una primera operación de pesaje del vehículo con el fin de determinar el valor de la carga (Pv a i) que pesa sobre dicho primer eje (1) provisto de suspensión mecánica en dicha primera condición de carga;
- cargar el vehículo con una carga útil adicional (Pl2) diferente a la anterior (Pl i);
- detectar por medio de dicho sensor (4) y dicha unidad de control (5) la carga (Pha2) que pesa sobre dicho segundo eje (2) en dicha segunda condición de carga;
- llevar a cabo una segunda operación de pesaje del vehículo con el fin de determinar el valor de la carga (Pva2) que pesa sobre dicho primer eje (1) provisto de suspensión mecánica en dicha segunda condición de carga;
3. Unidad de control electrónico (5) configurada para ejecutar un programa para realizar las etapas del método de acuerdo con la reivindicación 1.
4. Vehículo para el transporte que comprende al menos un primer eje de vehículo (1) con suspensión mecánica, un segundo eje (2) con suspensión neumática provisto de un sensor (4) para la detección de la carga (PHA) que pesa sobre dicho segundo eje (2) y una unidad de control (5) y en donde la carga útil adicional (PL) en el vehículo se distribuye entre dichos ejes (1,2) caracterizado por que la unidad de control electrónico (5) es de acuerdo con la reivindicación 3.
5. Vehículo de acuerdo con la reivindicación 4, para portar mercancías, en particular, para portar basuras.
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