IT202000008911A1 - Sistema di pesatura di un veicolo e relativo metodo - Google Patents

Description

SISTEMA DI PESATURA DI UN VEICOLO E RELATIVO METODO

La presente invenzione si riferisce in genere ad un sistema di pesatura di un veicolo.

Pi? nel dettaglio la presente invenzione si riferisce a un sistema di pesatura del tipo automatico atto a determinare il peso del carico di un veicolo, in particolare un veicolo pesante come, a titolo esemplificativo, un autocarro, un autotreno o un autoarticolato.

Inoltre, la presente invenzione di riferisce ad un metodo di pesatura del carico di un veicolo comprendente il sistema di pesatura oggetto della presente invenzione.

? noto che la pesatura del carico di un veicolo, in particolare, di un veicolo pesante da trasporto, ? di grande importanza per diversi fattori e soprattutto per quelli relativi alla sicurezza stradale.

Oggigiorno, vengono utilizzati maggiormente tre tipi di sistemi di pesatura: il sistema di pesatura fisicomeccanico basato su pesa, il sistema di pesatura elettronico basato su celle di carico e il sistema di pesatura elettronico basato sulla sospensione pneumatica.

Relativamente al primo dei sistemi utilizzati attualmente, ovvero il sistema di pesatura fisicomeccanico basato su pesa, la pesatura del carico viene effettuata attraverso l?utilizzo di una bilancia interrata sulla quale viene posizionato, a seconda delle esigenze, tutto il veicolo o parte di esso, come ad esempio nel caso della pesatura di un rimorchio.

Il suddetto veicolo viene inizialmente pesato da vuoto, ovvero prima delle operazioni di carico, per poi essere successivamente pesato al termine delle suddette operazioni; lo scarto che si ha tra la prima e la seconda pesata determina il peso totale del carico all?interno del veicolo in oggetto.

Una prima problematica di questo tipo di sistema di pesatura ? relativa al fatto che, come detto precedentemente, essa preveda la disponibilit? di una bilancia di tipo interrato, specifica per i mezzi pesanti, che sia disponibile in tutti i luoghi designati al carico e allo scarico di merci; disponibilit? ad oggi non garantita.

Anche nel caso in cui la suddetta bilancia sia disponibile nelle zone adibite al carico e allo scarico delle merci, un?ulteriore problematica ? relativa al fatto che i tempi di pesatura risultano essere molto lunghi, andando conseguentemente a comportare il fermo dei mezzi con un aumento dei relativi costi di esercizio che vanno altres? a diminuire il monte ore giornaliero di attivit? dell?autista del mezzo, secondo il Regolamento CE n. 561/2006.

Per quanto concerne il secondo dei sistemi utilizzati attualmente, ovvero il sistema di pesatura elettronico basato su celle di carico, la pesatura viene effettuata attraverso l?utilizzo delle suddette celle.

Una cella di carico ? un dispositivo che trasforma un peso in un segnale elettrico che ? direttamente proporzionale allo stesso peso applicato e che viene opportunamente interpretato da un dispositivo elettronico.

Nel dettaglio, nel suddetto sistema di pesatura, le celle di carico vengono posizionate sull?asfalto piano e le operazioni di pesatura risultano essere analoghe al sistema di pesatura su pesa, precedentemente descritto.

Durante le operazioni di pesatura, il veicolo viene fatto transitare sopra le celle due volte, la prima in cui ? pesato da vuoto, ovvero prima delle operazioni di carico, e la seconda in cui ? pesato al termine delle suddette operazioni; lo scarto che si ha tra la prima e la seconda pesata determina il peso totale del carico all?interno del veicolo in oggetto.

Le criticit? del sistema sopra introdotto risultano essere sostanzialmente analoghe a quelle del sistema di pesatura su pesa e, in particolare, sono relative alla non disponibilit? della presenza di celle di carico in ogni area adibita al carico e scarico merci, ai tempi di pesatura non trascurabili ed allo spreco di ore di guida disponibili giornalmente all?autista.

Infine, il terzo metodo di pesatura, ad oggi utilizzato, ovvero il sistema di pesatura elettronico basato sulla sospensione pneumatica, ? relativo ad un sistema atto a rilevare la variazione di pressione dell?aria nel circuito della sospensione pneumatica del veicolo.

Un veicolo da trasporto pesante, sia esso un autocarro, un rimorchio, una motrice o un semirimorchio, ? dotato di un sistema pneumatico di sospensioni delle ruote.

Gli assi sui quali sono montate le ruote supportano il peso del veicolo e anche quello del suo carico, mediante un meccanismo costituito da un leveraggio, un soffietto pneumatico ad aria compressa che sostiene il telaio, ed una valvola (livellatrice) che regola l?afflusso dell?aria.

Il sistema funziona mantenendo inalterata l?altezza del suolo del veicolo e del suo vano di carico, indipendentemente dal peso del materiale trasportato. In base a quanto sopra descritto, la pressione dell?aria nel circuito pneumatico ? maggiore o minore a seconda del peso del veicolo, e quindi del suo carico. Il sistema di pesatura basato sulla variazione di pressione comprende attualmente alcuni pressostati che misurano la pressione dell?aria all?interno del circuito della sospensione pneumatica.

Mediante un?opportuna operazione di taratura, vengono preliminarmente misurati e memorizzati i due valori di pressione quando il veicolo ? completamente scarico, e successivamente quando esso ? a pieno carico.

Supponendo che la corrispondenza pressione/carica abbia un andamento lineare, dal valore della pressione dell?aria, rilevato in un dato momento, ? possibile determinare il peso del veicolo, e quindi del suo carico.

Quanto appena descritto vale per un autocarro, ma pu? opportunamente essere adattato al caso di autotreni (autocarro pi? rimorchio) e autoarticolati (trattore pi? semirimorchio).

Il sistema di pesatura fin qui descritto non sempre fornisce valori corretti del peso del carico.

In condizioni statiche, durante le fasi di taratura standard gestite da personale specializzato, il sistema di pesatura sembra dare risultati affidabili e soddisfacenti.

Tuttavia, in condizioni dinamiche, durante le operazioni di taratura e pesatura effettuate direttamente dai clienti, quindi da personale non specializzato, o dai singoli autisti, quando il veicolo si trova lontano dalla propria sede, la precisione del sistema degrada nel tempo e arriva ad errori notevoli. Tale ampiezza di errore ? chiaramente inaccettabile e comporta per il veicolo l?obbligo di ricorrere periodicamente al sistema di pesatura su pesa, con le problematiche di costi e tempi gi? evidenziati. Inoltre, si ? visto che anche le operazioni di taratura devono essere periodicamente ripetute poich? la pressione dell?aria nel circuito pneumatico non dipende solamente dal carico, ma anche da altri fattori come la condizione meccanica del veicolo, la pressione atmosferica, eventuali sostituzioni meccaniche e altro. In aggiunta, anche il presupposto che la relazione tra pressione e carico sia del tipo rettilineo non ? corretta; in realt?, la pressione e il carico sono legati da una relazione curvilinea, che andrebbe sperimentalmente determinata, in quanto sempre diversa da veicolo a veicolo.

Per i motivi citati, non soltanto le operazioni di pesatura del carico devono essere eseguite in condizioni non standard e ripetute, ma devono anche essere effettuate da personale specializzato che sia in grado di effettuarle in modo corretto, disponendo di tutte le informazioni necessarie.

Ne consegue che i sistemi di pesatura tuttora noti presentano serie criticit? e problematiche che rendono i sistemi non soddisfacenti e poco affidabili.

Scopo della presente invenzione ? quindi quello di realizzare un sistema di pesatura del carico di un veicolo e relativo metodo che sia pi? affidabile, preciso, semplice e veloce, rispetto alle metodologie sinora utilizzate.

Altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di pesatura del carico di un veicolo e relativo metodo che riduca i tempi e i costi di utilizzo, rispetto all?arte nota.

Non ultimo scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un sistema di pesatura del carico di un veicolo e relativo metodo che possa essere utilizzato in qualsiasi luogo e anche da personale non specializzato.

Questi ed altri scopi sono conseguiti da un sistema di pesatura del carico di un veicolo, secondo la rivendicazione 1 allegata, e da un relativo metodo di pesatura, secondo la rivendicazione 9 allegata; altre caratteristiche di dettaglio del sistema di misura sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti.

In modo vantaggioso, a differenza delle soluzioni descritte e proposte sinora, il sistema di pesatura secondo la presente invenzione non agisce controllando solamente la variazione del peso del veicolo nel momento in cui ? carico rispetto al momento in cui ? scarico, ma controllando automaticamente la condizione di ogni veicolo durante le operazioni di taratura e pesatura, prendendo in considerazione differenti fattori e andando a facilitarne l?utilizzo anche per un utente non esperto o non specializzato.

Gli scopi ed i vantaggi sopra menzionati risulteranno in misura maggiore dalla descrizione che segue, relativa ad una preferita forma realizzativa del sistema di pesatura e del relativo metodo, oggetto della presente invenzione, fornita a titolo indicativo ed esemplificativo, ma non limitativo, e dai disegni annessi, anch?essi forniti a titolo indicativo ed esemplificativo, ma non limitativo, in cui:

- la figura 1 ? una vista laterale del sistema di pesatura del carico di un veicolo, montato su un trattore, secondo la presente invenzione;

- la figura 2 ? una vista laterale del sistema di pesatura montato su un rimorchio, secondo la presente invenzione;

- la figura 3 ? relativa ad un grafico rappresentante la curva di carico del trattore e del rimorchio e mette in evidenza l?errore che provoca l?avere il freno a mano attivo; in particolare, nella parte finale del grafico, si vede l?abbassamento del peso causato da questo fattore;

- la figura 4 ? relativa ad un grafico rappresentante la variazione del peso di un veicolo quando caricato a bennate;

- la figura 5 ? relativa ad un grafico rappresentante la variazione del peso del veicolo rispetto alla sua posizione (veicolo non perfettamente in bolla), durante la fase di carico;

- la figura 6 ? relativa ad un grafico rappresentante la variazione di pesatura a seconda della tipologia di veicolo che viene pesato dal sistema oggetto della presente invenzione, in base al movimento dello stesso;

- la figura 7 ? uno schema a blocchi relativo al funzionamento del sistema di pesatura del carico di un veicolo, oggetto della presente invenzione. Con riferimento alle figure menzionate, con 10 ? indicato il veicolo sul quale viene vantaggiosamente installato il suddetto sistema di pesatura.

Generalmente il sistema di pesatura, oggetto della presente invenzione, pu? essere installato su qualsiasi tipo di veicolo, come del tipo pesante e, in particolare, un autocarro, un trattore, un rimorchio, un semirimorchio, ecc.

In particolare, gli assi sui quali vengono montate le ruote del veicolo 10 sono atti a supportare sia il peso del veicolo stesso che il peso del suo carico mediante un circuito di sospensione pneumatica 11, comprendente un meccanismo costituito da un leveraggio, un soffietto pneumatico ad aria compressa, che sostiene il telaio del veicolo 10, ed una valvola (livellatrice) che regola l?afflusso dell?aria.

Il funzionamento del sistema di pesatura oggetto della presente invenzione si basa sul mantenere inalterata l?altezza del suolo del veicolo 10 e del suo vano di carico, indipendentemente dal peso del materiale trasportato.

Infatti, aumentando il peso del carico, il veicolo 10 tenderebbe ad abbassarsi, premendo sulla valvola, ma, di conseguenza, essa si apre facendo entrare pi? aria nei soffietti ed aumentando la pressione dell?aria al loro interno causando quindi il risollevarsi del veicolo e del suo vano di carico; il veicolo viene in questo modo mantenuto ad un?altezza prestabilita e costante.

In base a quanto sopra descritto, la pressione dell?aria nel circuito di sospensione pneumatica 11 ? maggiore o minore a seconda del peso del veicolo, e quindi del suo carico.

In modo vantaggioso, vengono ora descritti gli elementi costituenti il suddetto sistema di pesatura di un veicolo, secondo l?invenzione.

Con particolare riferimento alla figura 1, con il numero 20 viene indicato un sensore di pressione ad alta precisione che viene installato sul circuito 11 di sospensione pneumatica ed ? atto a misurarne un dato relativo alla pressione dell?aria al suo interno.

Vantaggiosamente, il suddetto sistema comprende una prima scheda elettronica 21, che viene assemblata in un contenitore stagno e che funge da interfaccia con il sensore 20 di pressione in modo tale da alimentarlo in modo indipendente dal veicolo.

In particolare, la suddetta scheda elettronica 21 funge da hardware e software di interfaccia con il sensore 20 ed ? atta ad elaborare il segnale in uscita dallo stesso e comunicare, ad esempio in modalit? wireless, con un?unita 22 di elaborazione dati, visibile nel dettaglio in figura 1.

Ulteriormente, facendo riferimento alla figura 7, con il riferimento numerico 23 viene indicata una seconda scheda elettronica avente un?elevata potenza di calcolo e atta ad essere installata su ogni veicolo 10, in particolare su un trattore.

Nel dettaglio, come visibile nello schema a blocchi di figura 7, la seconda scheda elettronica 23 ? atta a rilevare la pressione acquisita dal sensore 20 ed ? altres? connessa ad ulteriori periferiche 26, come ad esempio GSM/GPRS, GPS/GLONASS/GALILEO, Bluetooth, radio digitale Wireless, CAN Bus, porte seriali, ingressi e uscite digitali e secondi sensori 231 esterni come, a titolo esemplificativo un accelerometro, un sensore di temperatura, un sensore di umidit?, ecc.

In forme realizzative preferite, come visibile sempre in figura 7, la seconda scheda elettronica 23 ? connessa ad un?ulteriore periferica 26, in particolare un CAN Bus, e a secondi sensori 231 esterni.

I suddetti secondi sensori esterni 231 sono in grado di rilevare dati relativi alla condizione generale del veicolo 10, che ? di rilevante importanza ai fini di garantire affidabilit? durante le operazioni di taratura e pesatura del veicolo 10 stesso.

I dati rilevati dai secondi sensori 231 sono, a titolo esemplificativo, la posizione orizzontale del veicolo 10 rispetto all?asse cartesiano X, parallelo al suolo e visibile in figura 1; il livello di carburante presente nel veicolo 10 e lo stato del serbatoio; la temperatura interna ed esterna al veicolo; la velocit? del veicolo; la pressione atmosferica; una eventuale modifica di caratteristiche meccaniche; sensori di fine corsa.

Questa lista di dati pu? essere facilmente implementata con altri parametri a seconda dei dispositivi e/o sensori ai quali la seconda scheda elettronica 23 ? connessa, come visibile in figura 7. Ulteriori condizioni che possono essere verificate con il suddetto sistema di pesatura di un veicolo vengono sotto riportate.

Come visibile in figura 3, la curva che lega la pressione al peso del carico del veicolo 10 viene sperimentalmente determinata per ogni veicolo o coppia di veicoli e memorizzata in un database disponibile nel cloud e nella sede dell?azienda per essere riutilizzata nelle successive operazioni di pesatura.

Inoltre, tra le condizioni rilevate e per ottimizzare il processo di pesatura viene effettuato un invio al cloud delle coordinate e delle caratteristiche geografiche relative alla posizione in cui sono avvenute le varie operazioni di taratura e pesatura. Un?altra condizione che viene verificata ? quella relativa al freno a mano, come visibile nel dettaglio nel grafico di figura 3.

Si ? visto sperimentalmente che, quando il freno a mano ? inserito, la relazione pressione/peso del veicolo ? diversa, e non pi? costante, rispetto a quando il veicolo ? in folle; il freno a mano inserito blocca le ruote in una determinata posizione, e la pressione nel circuito pneumatico aumenta considerevolmente mentre il peso del carico, naturalmente, resta costante; in queste condizioni non deve essere permessa alcuna operazione di taratura e pesatura, perch? la determinazione del peso dalla pressione ? inevitabilmente affetta da errori non quantificabili. Inoltre, un?altra condizione che viene analizzata dal suddetto sistema, visibile in dettaglio in figura 4, ? relative alle operazioni di carico.

In caso di tali operazioni, soprattutto se effettuate ?a bennate?, la pressione dell?aria aumenta di colpo, con un picco elevato, per poi stabilizzarsi lentamente dopo alcuni secondi.

Quindi ? fondamentale determinare il peso del carico dalla pressione dell?aria solamente quando quest?ultima si sia opportunamente stabilizzata; a tale scopo ? vantaggioso inserire un filtro passa-basso software sulla lettura della pressione, in modo da evitare di determinare valori oscillanti del peso.

Inoltre, come visibile in figura 5, si ? notato sperimentalmente che il veicolo deve essere perfettamente in asse orizzontalmente, ovvero ?in bolla?, se si vuole che la relazione pressione/peso risulti costante; se il veicolo risulta anche di poco non ?in bolla?, la pressione dell?aria varia considerevolmente, e quindi risulta impossibile determinare con accuratezza il peso del carico ad essa associato. In aggiunta, si ? visto sperimentalmente, come da grafico in figura 6, che, a parit? di peso del carico, la pressione dell?aria varia considerevolmente ad ogni piccolo movimento del veicolo; per determinare con accuratezza il peso del carico dalla pressione dell?aria ? quindi indispensabile che il veicolo sia immobile.

Ulteriormente, con dettaglio alla figura 3, ? stata sperimentalmente misurata la pressione dell?aria in un trattore e in un semirimorchio ad esso agganciato; sono state quindi ottenute due distinte relazioni pressione/peso, una per il trattore ed una per il semirimorchio; si ? potuto verificare che il peso complessivo del veicolo ? dato dalla semplice somma dei due pesi di trattore e rimorchio.

Sempre in modo vantaggioso, con particolare riferimento allo schema a blocchi di figura 7, la seconda scheda elettronica 23 ? in grado di comunicare tutti i dati raccolti ad almeno un dispositivo elettronico 24, come ad esempio un tablet o uno smartphone, a disposizione dell?utente e/o autista del veicolo 10 e montato preferibilmente sul cruscotto dello stesso.

Vantaggiosamente, la funzione descritta precedentemente consente all?utente e/o autista del veicolo 10 di poter dialogare con uno specialista specialmente durante le operazioni di pesatura del veicolo 10, in modo da ricevere eventuali segnalazioni su errori nella procedura, e/o ricevere suggerimenti su eventuali azioni correttive da poter effettuare per risolvere l?errore. In aggiunta, la seconda scheda elettronica 23 (figura 7) ? in grado di comunicare i suddetti dati ad un database 25, non mostrato in figura, che pu? essere disponibile in un cloud in modalit? wireless, e quindi disponibile anche alla sede centrale dell?azienda.

Ulteriormente, la seconda scheda elettronica 23 (figura 7) ? in grado di comunicare, autonomamente e tramite opportuno protocollo, con ogni altra scheda analoga montata sul veicolo 10, come ad esempio la prima scheda elettronica 23, visibile in figura 1, montata sul semirimorchio.

A questo punto, sulla base di tutti i dati raccolti, viene effettuata l?operazione di taratura nella quale vengono preliminarmente misurati e memorizzati i due valori di pressione quando il veicolo 10 ? completamente scarico, e successivamente quando esso ? a pieno carico. Infine, viene effettuata la pesatura del veicolo e, dopo che la taratura e la pesatura sono state effettuate, esse vengono memorizzate in un database disponibile in cloud, dove sono cos? sempre disponibili, verificabili e riutilizzabili per le operazioni di pesatura successive.

In virt? di quanto appena esposto, si comprende come il sistema di pesatura di un veicolo, che ? oggetto della presente invenzione, raggiunga gli scopi e realizzi i vantaggi menzionati.

? chiaro, infine, che numerose altre varianti potranno essere apportate al sistema di pesatura in questione, senza per questo uscire dai principi di tutela come espressi nelle rivendicazioni allegate, cos? come ? chiaro che, nella pratica attuazione dell?invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi in base alle esigenze ed eventualmente sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (10)

1. SISTEMA DI PESATURA DI UN VEICOLO E RELATIVO METODO RIVENDICAZIONI 1. Sistema di pesatura di un veicolo (10), in cui detto veicolo pu? essere del tipo pesante e, in particolare, un autocarro, un trattore, un rimorchio, un semirimorchio, detto veicolo (10) avente un circuito di sospensione pneumatica (11) comprendente un leveraggio, un soffietto pneumatico, una valvola livellatrice e un primo sensore (20) di pressione installato su detto circuito (11), atto a misurare la pressione dell?aria in detto circuito (11), caratterizzato dal fatto di comprendere - una prima scheda elettronica (21), atta a fungere da interfaccia hardware/software con detto primo sensore (20), detta prima scheda elettronica (21) essendo atta ad elaborare un dato di pressione e comunicare con un?unita (22) di elaborazione dati; - una seconda scheda elettronica (23) ad elevata potenza di calcolo, atta a rilevare la pressione acquisita da detto primo sensore (20) e a rilevare ulteriori dati relativi a detto veicolo (10) acquisiti da secondi sensori (231).
2. 2. Sistema di pesatura di un veicolo (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta seconda scheda elettronica (23) ? connessa ad almeno una di ulteriori periferiche (26), in particolare, un CAN Bus.
3. 3. Sistema di pesatura di un veicolo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta seconda scheda elettronica (23) ? connessa ad un dispositivo elettronico (24), come un tablet o uno smartphone, montato su detto veicolo (10) al quale comunica detti dati di detto veicolo (10).
4. 4. Sistema di pesatura di un veicolo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un database (25), ad esempio un cloud, al quale detta scheda elettronica (23) comunica detti dati acquisiti in modalit? wireless.
5. 5. Sistema di pesatura di un veicolo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detta seconda scheda elettronica (23) ? atta a comunicare con detta prima scheda elettronica (21).
6. 6. Sistema di pesatura di un veicolo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima scheda elettronica (21) ? assemblata in un contenitore stagno.
7. 7. Sistema di pesatura come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che dette ulteriori periferiche (26) sono GSM/GPRS, GPS/GLONASS/GALILEO, Bluetooth, radio digitale Wireless, CAN Bus, porte seriali, ingressi e uscite digitali.
8. 8.Sistema di pesatura come ad una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti secondi sensori (231) sono, ad esempio, un accelerometro, un sensore di temperatura, un sensore di umidit?, e sono atti a verificare la posizione orizzontale di detto veicolo (10) rispetto ad un asse cartesiano (X), parallelo al suolo, il livello di carburante e lo stato del serbatoio di detto veicolo (10), la temperatura interna ed esterna a detto veicolo (10), la velocit? di detto veicolo (10), la pressione atmosferica, eventuali modifiche di caratteristiche meccaniche e/o sensori di fine corsa.
9. 9. Metodo di pesatura di un veicolo comprendente un sistema di pesatura di un veicolo (10) come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: A. acquisizione da parte di detto primo sensore (20) e di detti secondi sensori (231) di dati relativi a detto veicolo (10); B. invio di detti dati acquisiti ad un cloud (25), disponibile per la consultazione di terzi, e/o ad una sede centrale, in cui vengono memorizzati; C. invio di detti dati acquisiti da detto cloud (25) a detta seconda scheda elettronica (23); D. invio di detti dati acquisiti da detta seconda scheda elettronica (23) a detto dispositivo elettronico (24) a disposizione dell?utente del veicolo (10); E. taratura di detto sistema di pesatura nella quale vengono preliminarmente misurati e memorizzati due valori di pressione quando detto veicolo (10) ? completamente scarico, e successivamente quando detto veicolo (10) ? a pieno carico; F. pesatura del veicolo; G. memorizzazione in un database disponibile in detto cloud (25) di detti dati acquisiti in modo da essere sempre disponibili, verificabili e riutilizzabili per operazioni di pesatura successive.
10. 10. Metodo di pesatura di un veicolo come alla rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che l?invio di detti dati acquisiti alle fasi B, C e D avviene tramite modalit? Wireless.