SE1250609A1 - Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle - Google Patents
Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- SE1250609A1 SE1250609A1 SE1250609A SE1250609A SE1250609A1 SE 1250609 A1 SE1250609 A1 SE 1250609A1 SE 1250609 A SE1250609 A SE 1250609A SE 1250609 A SE1250609 A SE 1250609A SE 1250609 A1 SE1250609 A1 SE 1250609A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- axle
- vehicle
- towing vehicle
- acceleration
- trailer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
- G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
- G01M1/122—Determining position of centre of gravity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
Description
15 20 25 30 2 precision avgöra tyngdpunktens höj dläge hos ett lastfordon eftersom höjdläget kan variera avsevärt i beroende på den aktuella lastens sammansättning och idag använda stabiliseringssystem kan därför många gånger inte åstadkomma en optimal stabilitet av ett lastfordon under drift. 15 20 25 30 2 precision determine the height position of the center of gravity of a truck because the height position can vary considerably depending on the composition of the load in question and the stabilization system used today can therefore often not achieve optimal stability of a truck during operation.
Det är möjligt att estimera tyngdpunktshöjden genom att studera fordonets krängningsrörelse, dvs. när bilen svaj ar till höger och vänster. Detta bygger på att amplituden fordonet svajar med är direkt kopplad till tyngdpunktshöj den. När amplituden når en viss punkt börjar fordonet tippa över. Genom att bestämma en karakteristisk amplitud för fordonet kan man se hur hög tyngdpunkten är givet att man har en del data som t.ex. vridstyvhet och fjäderstyvhet samt däckstyvhet.It is possible to estimate the height of the center of gravity by studying the heeling movement of the vehicle, ie. when the car sways to the right and left. This is because the amplitude the vehicle sways with is directly linked to the center of gravity. When the amplitude reaches a certain point, the vehicle begins to tip over. By determining a characteristic amplitude for the vehicle, you can see how high the center of gravity is given that you have some data such as. torsional rigidity and spring rigidity as well as tire rigidity.
En annan lösning föreslås i SE-525 248 som i korthet går ut på att estimera tyngdpunktshöjden med användning av moment- och kraftekvationer. Detta åstadkommes genom att, med användning av lastkänningssensorer, avkänna belastningen på åtminstone två av fordonets axlar, fordonets acceleration, och vägbanans lutningsvinkel, givet redan känd information om dynamiska rörelser pga. accelerationer och vägens lutning som ger olika axellaster.Another solution is proposed in SE-525 248, which in short is to estimate the center of gravity height using torque and force equations. This is achieved by, using load sensing sensors, sensing the load on at least two of the vehicle's axles, the vehicle's acceleration, and the angle of inclination of the roadway, given already known information about dynamic movements due to accelerations and the slope of the road that gives different axle loads.
Lösningar som bygger på krängningsrörelsen har nackdelen att släpfordonet inte är en helt stel kropp samt att man måste veta fjäderstyvheten.Solutions based on the heeling movement have the disadvantage that the trailer is not a completely rigid body and that you must know the spring stiffness.
I det arrangemang som beskrivs i SE-525 248 krävs lastskattning för minst två av fordonets axlar.In the arrangement described in SE-525 248, load estimation is required for at least two of the vehicle's axles.
Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad metod och ett förbättrat arrangemang för att estimera tyngdpunktshöjden (HGC) för ett släpfordon genom att väsentligen enbart utnyttja information och mätresultat som är tillgängligt på dragfordonet, dvs. där så lite information som möjligt om släpfordonet behövs.The object of the present invention is to provide an improved method and an improved arrangement for estimating the center of gravity (HGC) of a trailer by using essentially only information and measurement results which are available on the towing vehicle, i.e. where as little information as possible about the trailer is needed.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan nämnda syften åstadkommes med uppfinningen definierad av det oberoende patentkravet. 10 l5 20 25 30 Föredragna utföringsformer definieras av de beroende patentkraven.Summary of the Invention The above objects are achieved by the invention defined by the independent claim. Preferred embodiments are defined by the dependent claims.
Enligt en utföringsform bestäms axellasten för dragfordonets bakaxel företrädesvis med hjälp av utsignaler från luftfjädringen.According to one embodiment, the axle load for the rear axle of the towing vehicle is preferably determined by means of output signals from the air suspension.
Genom att tillämpa föreliggande uppfinning kommer de system som använder tyngdpunktshöjden att kunna förbättras. Varnings- och assistanssystem för att vama och förhindra att fordonet välter (så kallad roll-over) är ett sådant system som inte kan användas eftersom det i dagsläget inte har ett noggrant värde på tyngdpunktshöjden. Roll- over inträffar när ett fordon tippar över just för att man har en hög tyngdpunktshöjd som gör att man tippar över vid en lägre hasighet i kurvor än om man hade en låg tyngdpunktshöjd. Roll-over är en av de farligaste olyckstypema och mycket tyder på att så gott som alla sådana olyckor skulle förhindras om man har en bra tyngdpunktshöjdsestimering vilket man idag inte har.By practicing the present invention, the systems using the center of gravity height can be improved. Warning and assistance system to warn and prevent the vehicle from overturning (so-called roll-over) is such a system that can not be used because it currently does not have an accurate value of the center of gravity. Roll-over occurs when a vehicle tips over precisely because you have a high center of gravity, which means that you tip over at a lower speed in curves than if you had a low center of gravity. Roll-over is one of the most dangerous types of accidents and there are many indications that virtually all such accidents would be prevented if you have a good center of gravity estimation, which you do not have today.
Kort ritningsbeskrivning Figur l är ett flödesschema som illustrerar metoden enligt föreliggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Figure 1 is a flow chart illustrating the method of the present invention.
Figur 2 är ett förenklat blockschema av arrangemanget enligt uppfinningen.Figure 2 is a simplified block diagram of the arrangement according to the invention.
Figur 3 illustrerar kraftförhållandet för ett fordon då det svänger och illustrerar tydligt risken för att fordonet skall välta.Figure 3 illustrates the power ratio of a vehicle as it turns and clearly illustrates the risk of the vehicle overturning.
Figur 4 visar en schematisk bild av ett dragfordon och visar de krafter som är relaterade till modellen, samt andra parametrar.Figure 4 shows a schematic view of a towing vehicle and shows the forces related to the model, as well as other parameters.
Figur 5 visar en schematisk bild av ett släpfordon och visar de krafter som är relaterade till modellen, samt andra parametrar.Figure 5 shows a schematic view of a trailer and shows the forces related to the model, as well as other parameters.
Figur 6 visar schematiskt ett släpfordon där attraherande krafter indikerats.Figure 6 schematically shows a trailer where attractive forces have been indicated.
Figur 7 visar schematiskt ett släpfordon där repellerande krafter indikerats.Figure 7 schematically shows a trailer where repelling forces have been indicated.
Figur 8 visar en luftfi ädringskonfiguration enligt en första typ.Figure 8 shows an air. Suspension configuration according to a first type.
Figur 9 visar en luftfi ädringskonfiguration enligt en andra typ.Figure 9 shows an air enligt suspension configuration according to a second type.
Figur 10 visar en schematisk bild av ett dragfordon och ett släpfordon för att illustrera krafterna i samband med beräkningen av inverkan av luftmotståndet. 10 15 20 25 30 4 Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsfonner av uppfinningen Föreliggande uppfinning utnyttjar en så kallad longitudinell modell för att åstadkomma en estimering av fordonets tyngdpunktshöjd. En fördel med denna modell är att den innefattar förhållandevis få osäkra parametrar. En svårighet med modellen är att den innefattar detektering och estimering av lastförändringar vilket är en svår uppgift men genom införandet av luftfjädring på lastfordon är dessa möjliga att uppskatta. Nya sätt att göra lastestimeringar med användning av luftfi ädringssystem utvecklas ständigt och dessa blir allt bättre på att utnyttja luftfi ädringens egenskaper.Figure 10 shows a schematic view of a towing vehicle and a trailer to illustrate the forces in connection with the calculation of the effect of the air resistance. Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention The present invention utilizes a so-called longitudinal model to provide an estimate of the center of gravity of the vehicle. An advantage of this model is that it includes relatively few uncertain parameters. A difficulty with the model is that it includes detection and estimation of load changes, which is a difficult task, but through the introduction of air suspension on trucks, these are possible to estimate. New ways of making cargo estimates using air suspension systems are constantly evolving and these are getting better at utilizing the properties of air suspension.
En beskrivning av den longitudinella modellen för att estimera tyngdpunktshöjden kommer nu att ges.A description of the longitudinal model for estimating the center of gravity height will now be given.
Lastöverföringen mellan fordonets axlar och kopplingspunkter skiljer sig åt för varje accelerationsvärde och varje situation. Lasten på bakaxeln anges som en funktion av accelerationen och detta samband är olika och unikt definierad för varje tyngdpunktshöjdvärde (HCG-värde) definierad med ekvationer för vridmomentjämvikten vilka kommer att visas i det följande.The load transfer between the vehicle's axles and coupling points differs for each acceleration value and each situation. The load on the rear axle is stated as a function of the acceleration and this relationship is different and uniquely defined for each center of gravity (HCG) value defined by equations of torque equilibrium which will be shown below.
I den följande beskrivningen och i ritningarna kommer följande beteckningar att användas: i = 1, 2, 3, 4 betecknar dragfordonets främre axel, bakaxel, vändskiva (eng. ”fifth Wheel”) och släpfordonets axlar. x1 är dragfordonets hjulbas (m).In the following description and in the drawings, the following terms will be used: i = 1, 2, 3, 4 denotes the front axle of the towing vehicle, the rear axle, the fifth wheel and the axles of the trailer. x1 is the wheelbase (m) of the towing vehicle.
X2 är avståndet från positionen för dragfordonets tyngdpunkt (CG) till dragfordonets bakaxel (m). x3 är avståndet mellan vändskivan och dragfordonets bakaxel (m). x4 är avståndet mellan släpfordonets tyngdpunkt (CG) till släpfordonets bakaxel (m). x5 är avståndet mellan släpfordonets bakaxel till vändskivan (m). y1 är tyngdpunktshöjden (HCG) för dragfordonet (m). y; är höjden för vändskivan (m). yg är tyngdpunktshöjden (HCG) för släpfordonet (m).X2 is the distance from the position of the center of gravity (CG) of the towing vehicle to the rear axle (m) of the towing vehicle. x3 is the distance between the turntable and the rear axle (m) of the towing vehicle. x4 is the distance between the center of gravity (CG) of the trailer and the rear axle (m) of the trailer. x5 is the distance between the rear axle of the trailer and the turntable (m). y1 is the center of gravity (HCG) of the towing vehicle (m). y; is the height of the turntable (m). yg is the center of gravity (HCG) of the trailer (m).
Ni är den vertikala kraften i punkten i (N). 10 15 20 25 30 5 Fi är den framåtriktade longitudinella kraften för hjul vid axeln i (N). tär spårvidden för släpfordonet (m). ay är accelerationen tvärs fordonet (m/sz). a är den longitudinella accelerationen för fordonet (rn/sz). g är gravitationskonstanten (m/sz). md är dragfordonets massa (kg). m1 är släpfordonets massa (kg). m är fordonets totala massa (kg). r är hjulradien (m). s är förskjutningen för tyngdpunkten CG i tvärled från fordonets symmetrilinje RC (m).You are the vertical force at the point in (N). Fi is the forward longitudinal force of wheels at the axis i (N). consumes the track gauge of the trailer (m). ay is the acceleration across the vehicle (m / sz). a is the longitudinal acceleration of the vehicle (rn / sz). g is the gravitational constant (m / sz). md is the mass of the towing vehicle (kg). m1 is the mass of the trailer (kg). m is the total mass of the vehicle (kg). r is the wheel radius (m). s is the displacement of the center of gravity CG transversely from the vehicle line of symmetry RC (m).
Fr är normalkraften på högerhjulen (N).Fr is the normal force on the right wheels (N).
Fl är normalkraften på vänsterhjulen (N). p är trycket som bromsama påför hjulen (bar). pi är trycket som bromsarna påför hjulen på axel i (bar). ps är trycket som krävs för att påbörja bromsning av hjulen (bar). psi är trycket som krävs för att påbörja bromsning av hjulen på axel i (bar).F1 is the normal force on the left wheels (N). p is the pressure that the brakes apply to the wheels (bar). pi is the pressure that the brakes apply to the wheels on the axle (bar). ps is the pressure required to start braking the wheels (bar). psi is the pressure required to start braking the wheels on the axle in (bar).
Tbi är bromsvridmoment per tryck (Nm/bar). ms är fordonets ”sprung Weight” (kg). k är fjäderkonstanten (N/m).Tbi is braking torque per pressure (Nm / bar). ms is the vehicle's "spring Weight" (kg). k is the spring constant (N / m).
Fb är bromskraften (N).Fb is the braking force (N).
Te är motorns drivmoment (Nm).Tea is the engine's torque (Nm).
Ft är den drivande kraften (N).Ft is the driving force (N).
Ut är totala utväxlingen, dvs. från växellådan och differentialen.Out is the total gear ratio, ie. from the gearbox and the differential.
Fh är retardationskraften (N).Fh is the deceleration force (N).
Th är retarderns vridmoment (Nm).Th is the torque of the retarder (Nm).
Ud är differentialens utväxling.Ud is the gear ratio of the differential.
Cd är luftmotståndskoefficienten. v är fordonets hastighet (m/s) Figur 3 illustrerar kraftförhållandet för ett fordon då det svänger och illustrerar tydligt risken för att fordonet skall välta. 10 15 20 25 30 6 Som ett första steg kommer lastöverföringen för dragfordonet att undersökas med syftet att estimera den longitudinella och vertikala positionen för fordonets tyngdpunktscentrum.Cd is the air resistance coefficient. v is the speed of the vehicle (m / s) Figure 3 illustrates the power ratio of a vehicle as it turns and clearly illustrates the risk of the vehicle overturning. As a first step, the load transfer of the towing vehicle will be examined for the purpose of estimating the longitudinal and vertical position of the center of gravity of the vehicle.
Figur 4 visar en schematisk bild av ett dragfordon och visar de krafter som är relaterade till modellen, samt andra parametrar.Figure 4 shows a schematic view of a towing vehicle and shows the forces related to the model, as well as other parameters.
Vikten för det tomma dragfordonet mdmply såväl som normalkrafterna N1 och Ng är kända.The weight of the empty towing vehicle mdmply as well as the normal forces N1 and Ng are known.
Därför kan delen för normalkrafterna för dragfordonet som beror av en viss mängd bränsle i bränsletanken beräknas om man känner den longitudinella positionen xf för bränsletankens tyngdpunktscentrum.Therefore, the part of the normal forces of the towing vehicle that depends on a certain amount of fuel in the fuel tank can be calculated if one knows the longitudinal position xf of the center of gravity of the fuel tank.
Nzfuelxl _ mfuelgxf C05(6) I 0 (3-1) Samma beräkning kan göras med avseende på normalkraften på den främre axeln.Nzfuelxl _ mfuelgxf C05 (6) I 0 (3-1) The same calculation can be made with respect to the normal force on the front axle.
Ekvation (31) kan skrivas som: _ mfuelgxf C05(9) N2,fuel _ (32) xi Som adderas till nonnalkraften för det tomma dragfordonet vilket då ger fordonets tj äns tevikt: NZ = NZßmpty + NZfuel (33) I nästa steg beräknas den longitudinella positionen för tyngdpunkten vilken fås från ekvationen för vridmomentjämvikten med hänvisning till figur 4.Equation (31) can be written as: _ mfuelgxf C05 (9) N2, fuel _ (32) xi Which is added to the nonnal force of the empty towing vehicle which then gives the service weight of the vehicle: NZ = NZßmpty + NZfuel (33) In the next step it is calculated the longitudinal position of the center of gravity which is obtained from the equation of torque equilibrium with reference to Figure 4.
Nlxl - mdgxz cos(6) = 0 (3.4) Denna ekvation skrivs om som X2 Nl _ xl (35) I mdg cos(6) _ mdg cos(6) 10 15 20 25 30 Sedan skall ekvationen för vridmomentjämvikten för den vertikala tyngdpunkten för dragfordonet bestämmas.Nlxl - mdgxz cos (6) = 0 (3.4) This equation is rewritten as X2 Nl _ xl (35) In mdg cos (6) _ mdg cos (6) 10 15 20 25 30 Then the equation of torque equilibrium for the vertical center of gravity for the towing vehicle is determined.
-Nzxl - mdayl + mdgy1sin(9)+ md_g(x1 - x2)c0s (0)=0 (3.6) Skriver man om ekvation (36) erhålls: yl = (37) md(g sin(6)-a) Genom att sätta in x; från ekvation (35) i ekvation (3.7) och med kännedom om normalkraften för åtminstone en av fordonsaxlarna och information om accelerationen och vägens lutning löses ekvationen och ger höjden y1 för tyngdpunkten för dragfordonet.-Nzxl - mdayl + mdgy1sin (9) + md_g (x1 - x2) c0s (0) = 0 (3.6) If you write if equation (36) is obtained: yl = (37) md (g sin (6) -a) By to insert x; from equation (35) in equation (3.7) and with knowledge of the normal force of at least one of the vehicle axles and information about the acceleration and the inclination of the road, the equation is solved and gives the height y1 of the center of gravity of the towing vehicle.
Motsvarande beräkningar kommer nu att beskrivas för släpfordonet.Corresponding calculations will now be described for the trailer.
Figur 5 visar en schematisk bild av ett släpfordon och visar de krafter som är relaterade till modellen, samt andra parametrar.Figure 5 shows a schematic view of a trailer and shows the forces related to the model, as well as other parameters.
Vid acceleration eller retardation och vid körning på kuperade vägar kommer lasterna att överföras mellan släpfordonets axlar och vändskivan i beroende av accelerationen eller retardationen och vägens lutning; acceleration överför last från den främre axeln till den bakre, medan retardation överför lasten från den bakre till den främre axeln.When accelerating or decelerating and when driving on hilly roads, the loads will be transferred between the axles of the trailer and the turntable depending on the acceleration or deceleration and the slope of the road; acceleration transfers load from the front axle to the rear axle, while deceleration transfers the load from the rear axle to the front axle.
Positionen x4 för den longitudinella jämvikten för släpfordonet beräknas genom följande stationära vridmomentsjämviktsekvation (på plan mark) där beteckningama framgår från figur 5. (3-3) N3x5 - mtgx4 = 0 Denna ekvation (3.8) kan skrivas som 10 15 20 25 30 x., = 1% (39) ml och Ng bestäms antingen genom att väga åtminstone en av dragfordonets axlar eller släpfordonets axlar eftersom x3 är känd eller erhålls från fordonets kontrollenhet som beräknar ett estimat för lasten på bakaxeln och för mt. mt kan även skattas genom att jämföra en skattning av fordonets totala vikt med dragbilens vikt.The position x4 of the longitudinal equilibrium of the trailer is calculated by the following stationary torque equilibrium equation (on flat ground) where the designations are shown in Figure 5. (3-3) N3x5 - mtgx4 = 0 This equation (3.8) can be written as 10 15 20 25 30 x. , = 1% (39) ml and Ng is determined either by weighing at least one of the axles of the towing vehicle or the axles of the trailer as x3 is known or obtained from the vehicle control unit which calculates an estimate for the load on the rear axle and for mt. mt can also be estimated by comparing an estimate of the total weight of the vehicle with the weight of the tractor.
Det sökta värdet y3, dvs. tyngdpunktshöj den (HCG), fås från vridmomentekvationen med beteckningar från figur 6, som schematiskt visar ett släpfordon där attraherande krafter indikerats, på följande sätt: N3x5 - Fgyz - mtg cos(9)x4 + mtg sin(9)y3 + mtayg = 0 (310) Även krafterna N 3 och F3 relaterade till vändskivan måste beräknas för att estimera yg. Ett sätt att bestämma dessa kommer nu att visas. Här avses alltså de krafter som verkar i kopplingspunkten mellan dragfordonet och släpfordonet.The searched value y3, ie. center of gravity (HCG), is obtained from the torque equation with designations from Figure 6, which schematically shows a trailer where attractive forces are indicated, as follows: N3x5 - Fgyz - mtg cos (9) x4 + mtg sin (9) y3 + mtayg = 0 (310) The forces N 3 and F3 related to the turntable must also be calculated to estimate yg. A way to determine these will now be shown. This refers to the forces that act at the coupling point between the towing vehicle and the trailer.
Riktningen och storleken på den longitudinella kraften F3 på vändskivan beror på förhållandet mellan dragfordonet och släpfordonet såväl som på rull- och luftmotståndskrafterna och påverkar lastöverföringen som uppmätts på dragfordonets bakre axel. Därför måste denna kraft beaktas och estimeras. Om fordonet accelererar kommer sambandet att vara såsom det illustereras i figur 6 medan bromsning kommer att ge upphov till olika scenarios. Om släpfordonet bromsar endast en del f av eller hela (f=l()0%) dragfordonets massa, eller om dragfordonet bromsar endast en del f av eller hela (f=100%) släpfordonets massa så kommer krafterna vara de som visas i figur 7. Figur 7 visar schematiskt ett släpfordon där repellerande krafter indikerats. Följande ekvation kommer att visa hur F3 estimeras vid acceleration eller bromsning av dragfordonet.The direction and magnitude of the longitudinal force F3 on the turntable depends on the relationship between the towing vehicle and the trailer as well as on the rolling and air resistance forces and affects the load transfer measured on the rear axle of the towing vehicle. Therefore, this force must be considered and estimated. If the vehicle accelerates, the relationship will be as illustrated in Figure 6, while braking will give rise to different scenarios. If the trailer brakes only a part f of or the whole (f = 1 () 0%) mass of the towing vehicle, or if the towing vehicle brakes only a part f of or the whole (f = 100%) mass of the trailer, the forces will be those shown in figure Figure 7 schematically shows a trailer where repelling forces have been indicated. The following equation will show how F3 is estimated when accelerating or braking the towing vehicle.
F3 = mta + FRollandDrag (3-11) Följande ekvation gäller då släpfordonet bromsar en del av dragfordonet: 10 15 20 25 30 FB = fmda + FRollandDrag (3-12) Och följande ekvation gäller då släpfordonet bromsar en del av sig själv och även dragfordonet bromsar: FB = fmta + FRollandDrag (3-13) Kraften Fgollandlyfag kommer att bestämmas nedan med hjälp av ekvationerna (324-326) och f erhålles genom sambandet mellan bromskraftema för släpfordonet och dragfordonet.F3 = mta + FRollandDrag (3-11) The following equation applies when the trailer brakes a part of the towing vehicle: 10 15 20 25 30 FB = fmda + FRollandDrag (3-12) And the following equation applies when the trailer brakes a part of itself and also the towing vehicle brakes: FB = fmta + FRollandDrag (3-13) The force Fgollandlyphage will be determined below using equations (324-326) and f obtained by the relationship between the braking forces of the trailer and the towing vehicle.
Bromskrafterna kommer att diskuteras nedan och följ ande samband gäller för f i fallet som beskrivs av ekvation (3.l3). ma-F f: E 4- mta (3. 14) Ng är den vertikala kraften för vändskivan och är den delen av lasten som bärs av dragfordonet. Typiska värden för denna är ungefär en tredjedel av släpfordonets massa.The braking forces will be discussed below and the following relationship applies to f in the case described by equation (3.l3). ma-F f: E 4- mta (3. 14) Ng is the vertical force of the turntable and is the part of the load carried by the towing vehicle. Typical values for this are about a third of the mass of the trailer.
Denna kraft fördelas i sin tur mellan dragfordonets axlar enligt följande: Dragfordonets bakre axel: ANZ = mfi (315) X1 Dragfordonets främre axel: Azvl = Ng? (316) 1 Dessutom blir överföringsvikten mellan dragfordonets axlar enligt följande ekvation (kraften på dragfordonets bakre hjul): 10 15 20 25 30 lO NZ Z mdg(x1_x2)+mday1 xi Kraftema på dragfordonets bak- och framaxel är beroende på acceleration och retardation och blir då enligt följande med hänvisning till beteckningarna i figur 4: NZ = Ns(X1_x3)+3/2F3+::mra+mc.9(x1-x2) 6.18) Nl =N3+Tntg_N2 I dessa båda ekvationer såväl som i fortsättningen kommer, för enkelhets skull, vägens lutning att försummas, dvs. 6=0. Ng fås från ekvation (318).This force is in turn distributed between the axles of the towing vehicle as follows: Rear axle of the towing vehicle: ANZ = m fi (315) X1 Front axle of the towing vehicle: Azvl = Ng? (316) 1 In addition, the transmission weight between the axles of the towing vehicle is as follows (the force on the rear wheels of the towing vehicle): 10 15 20 25 30 10 NZ Z mdg (x1_x2) + mday1 xi The forces on the rear and front axles of the towing vehicle depend on acceleration and deceleration and then becomes as follows with reference to the designations in Figure 4: NZ = Ns (X1_x3) + 3 / 2F3 + :: mra + mc.9 (x1-x2) 6.18) Nl = N3 + Tntg_N2 In these two equations as well as in the future, , for the sake of simplicity, the slope of the road to be neglected, ie. 6 = 0. Ng is obtained from equation (318).
Nästa steg är att använda informationen från luftfj ädringen som används för dragfordonet för att estimera belastningen N 2 på den bakre axeln för dragfordonet. Ng är en parameter som krävs för att estimera tyngdpunktshöjden och hur denna bestäms kommer att beskrivas nedan.The next step is to use the information from the air suspension used for the towing vehicle to estimate the load N 2 on the rear axle of the towing vehicle. Ng is a parameter required to estimate the height of the center of gravity and how this is determined will be described below.
Nu kommer ett antal parameterar att beskrivas med avseende på hur de bestäms.A number of parameters will now be described with respect to how they are determined.
Estimering av fordonets vikt m.Estimation of vehicle weight m.
Dragfordonets vikt antas vara känd. Släpfordonets vikt estimeras t.ex. med användning av signaler från luftfi ädringen, motorn och/eller information om fordonets hastighetsförändring. m = md + m, (320) Detektering och estimering av viktöverföring Företrädesvis utnyttjas fordonets luftfi ädringssystem för att estimera viktöverföringen mellan fordonets axlar. Det skall noteras att uppfinningen är tillämplig för fordon med andra Üädringssystem som kan avge signaler som representerar belastningen på hjulaxeln.The weight of the towing vehicle is assumed to be known. The weight of the trailer is estimated e.g. using signals from the air suspension, engine and / or vehicle speed change information. m = md + m, (320) Detection and estimation of weight transfer Preferably, the vehicle's air suspension system is used to estimate the weight transfer between the vehicle's axles. It should be noted that the invention is applicable to vehicles with other ventilation systems that can emit signals representing the load on the wheel axle.
Användning av fordonets luftfjädringssystem kommer att exemplifieras genom att beskriva två olika typer av luftfjädringssystem för dragfordonets bakre axel. En av dessa visas i figur 8 och består av två luftfj ädrar vid bakaxeln som vardera är belägen mellan 10 15 20 25 30 ll chassiet ovanför och en ansluten stång underifrån vilken i sin tur är monterad under drivaxeln och kopplar luftfj ädem på en sida av drivaxeln till en led som möjliggör rotation runt leden. Leden är kopplad chassiet via en stel arm och drivaxeln är fastsatt ovanifrån på stången nästan på. Denna konfiguration påverkas inte bara av vertikala krafter på hjulen utan också av longitudinella krafter som tex. bromskrafter, dragkrafter och krafter som beror av vägens lutning. Anledingen till detta är vridmomentet för stången mellan luftfi ädern och ramen vilket är proportionellt till de longitudinella kraftema på hjulet.Use of the vehicle's air suspension system will be exemplified by describing two different types of air suspension systems for the rear axle of the towing vehicle. One of these is shown in Figure 8 and consists of two air springs at the rear axle which are each located between the chassis above and a connected rod from below which in turn is mounted below the drive shaft and connects air springs on one side of the drive shaft. to a joint that enables rotation around the joint. The joint is connected to the chassis via a rigid arm and the drive shaft is attached from above to the bar almost on. This configuration is affected not only by vertical forces on the wheels but also by longitudinal forces such as. braking forces, tensile forces and forces due to the inclination of the road. The reason for this is the torque of the rod between the air spring and the frame which is proportional to the longitudinal forces on the wheel.
Dessa longitudinella krafter utgör en del av kraftema på luftfjädem och måste därför dras ifrån den resulterande kraften på axeln som registreras av luftfi ädem för att endast erhålla lasten som överförs mellan axlama.These longitudinal forces form part of the forces on the air spring and must therefore be subtracted from the resulting force on the shaft recorded by the air spring in order to obtain only the load transferred between the shafts.
Den andra luftfjädringskonfigurationen visas i figur 9 och består av fyra luftfj ädrar där två finns anordnade på respektive sida av drivaxeln kopplade via ett antal leder. Det kan antas att luftbälgama i denna konfiguration inte påverkas av longitudinella krafter utan enbart av vertikala krafter vilka är de krafter som är av intresse här. Kraften som verkar på luftfi ädern beror både på lufttrycket i luftfi ädern och på fiäderns längd.The second air suspension configuration is shown in Figure 9 and consists of four air springs where two are arranged on each side of the drive shaft connected via a number of joints. It can be assumed that the air bellows in this configuration are not affected by longitudinal forces but only by vertical forces which are the forces of interest here. The force acting on the air vein depends on both the air pressure in the air vein and the length of the vein.
Som ett komplement till den estimering av viktöverföring som diskuterats ovan kan viktöverföringen även mätas med användning av bladfjädersystem anordnade på framaxeln genom att tillämpa Hooks lag.As a complement to the weight transfer estimation discussed above, the weight transfer can also be measured using leaf spring systems mounted on the front axle by applying Hook's law.
Nu kommer de longitudinella krafterna som verkar på hjulen att diskuteras.Now the longitudinal forces acting on the wheels will be discussed.
Ovan diskuterades att lufttrycket och då också viktestimeringen för luftfjädrarna även påverkas av de longitudinella krafterna. Vid olika manövrar inverkar olika krafter, såsom broms- och dragkrafter, och eftersom dessa krafter påverkar mätningen av axellasterna måste dessa estimeras för att kunna subtrahera dessa från den totala kraften på luftfj ädrarna. Dessa krafter och dess effekt och estimering diskuteras nedan.It was discussed above that the air pressure and then also the weight estimation for the air springs are also affected by the longitudinal forces. During different maneuvers, different forces act, such as braking and traction forces, and since these forces affect the measurement of the axle loads, these must be estimated in order to be able to subtract them from the total force on the air springs. These forces and their effect and estimation are discussed below.
Dragkrafter Dragkraften är den kraft som utövas av fordonets hjul på vägen för att förflytta fordonet och motverka naturliga krafter i fordonets rörelseriktning såsom väglutningskrafter (Fgïade), luftmotstånd (Fdmg) och rullmotstånd (From). 10 15 20 25 30 12 Dessa krafter slås vanligtvis samman genom följ ande ekvation: Trrjew = mi? + Froll + Fdrag + Fgrade (321) Samma kraft måste genereras av fordonets motor och är lika med: Ft = fl (322) Bromskrafter Bromsningen påbörjas genom att påföra tryck till bromscylindrama, trycket som överförs till vardera av fordonets axlar mäts, och trycket åstadkommer sedan ett vridmoment som i sin tur genererar en kraft som stoppar fordonet. Relationen mellan tryck och vridmoment är normalt inställt så att ett tryck på 1 bar motsvarar ett vridmoment som är 5500 Nm.Traction forces The traction force is the force exerted by the vehicle's wheels on the road to move the vehicle and counteract natural forces in the direction of the vehicle's movement such as road inclination forces (Fgïade), air resistance (Fdmg) and rolling resistance (From). 10 15 20 25 30 12 These forces are usually combined by the following equation: Trrjew = mi? + Froll + Fdrag + Fgrade (321) The same force must be generated by the vehicle's engine and is equal to: Ft = fl (322) Braking forces Braking is started by applying pressure to the brake cylinders, the pressure transmitted to each of the vehicle's axles is measured, and the pressure then a torque which in turn generates a force that stops the vehicle. The relationship between pressure and torque is normally set so that a pressure of 1 bar corresponds to a torque that is 5500 Nm.
Trycket som krävs för att påbörja bromsning är i storleksordningen 0,4 bar. Dessa angivna värden är approximationer som skiljer sig åt mellan olika fordon och axel beroende på många faktorer såsom temperatur och bromskomponentemas slitage och ålder. För att minska osäkerheten kan ett rullbromstest genomföras och därigenom erhålla följande ekvation för påförd bromsvridmoment per enhet bromstryck. _ FbT Tb _ (rv-ps) (323) Retarderkraft.The pressure required to start braking is in the order of 0.4 bar. These values are approximations that differ between different vehicles and axles depending on many factors such as temperature and the wear and tear of the brake components. To reduce the uncertainty, a roller brake test can be performed and thereby obtain the following equation for applied brake torque per unit of brake pressure. _ FbT Tb _ (rv-ps) (323) Retarder force.
Retardern är ett system avsett att bromsa fordonet genom att påföra en kraft som är motsatt dragkraften. Den kan enkelt beskrivas som att genom att påverka drivlinan bromsas fordonet. Retarderkraften kan beräknas på ett liknande sätt som dragkraften med användning av följande ekvation: (324) 10 15 20 25 30 13 Även luftmotståndet för fordonet måste estimeras och då har följande generella uttryck för luftmotståndet använts: F = špcd/iifl (325) Där p är luftens densitet, Cd år luftmotståndskoefficienten, A är fordonets frontarea.The retarder is a system intended to brake the vehicle by applying a force opposite to the traction force. It can easily be described as slowing down the vehicle by affecting the driveline. The retardation force can be calculated in a similar way to the traction force using the following equation: (324) 10 15 20 25 30 13 The air resistance of the vehicle must also be estimated and then the following general expression of the air resistance has been used: F = špcd / ii fl (325) Where p is the density of the air, Cd is the coefficient of air resistance, A is the front area of the vehicle.
Följande exemplifierade värden har använts: Cd=0,73, p = 1,225 (kg/m3) och kraften på släpfordonet har antagits vara lika stor som kraften på dragfordonet, dvs. F a 1 = F az vilket leder till att följande kraft Fa föreligger på det femte hjulet: Fa :Fal -Fag (326) De återstående bidragen från luftmotståndet hanteras med följande ekvation som baseras på vridmomentjämvikten i figur 10 vid punktema A och B: h. +h Nza ï 1 3 xl-xg; F 612 x3x5 Far _ (hz "l" h4) (327) Vägens lutning Vägens lutning kan uppskattas på olika sätt. Enligt ett sätt utnyttjas en kartdatabas som uppdaterats med data om vägens lutning. Ett annat sätt är att utnyttja utsignalen från en accelerometer i kombination med geometriska samband. Ett ytterligare sätt är att använda en GPS-enhet som ger information om vägens lutning.The following exemplary values have been used: Cd = 0.73, p = 1.225 (kg / m3) and the force on the trailer has been assumed to be equal to the force on the towing vehicle, ie. F a 1 = F az which results in the following force Fa being present on the fifth wheel: Fa: Fal -Fag (326) The remaining contributions from the air resistance are handled by the following equation based on the torque equilibrium in Figure 10 at points A and B: h . + h Nza ï 1 3 xl-xg; F 612 x3x5 Far _ (hz "l" h4) (327) Slope of the road The slope of the road can be estimated in different ways. According to one method, a map database that is updated with data on the slope of the road is used. Another way is to use the output signal from an accelerometer in combination with geometric relationships. An additional way is to use a GPS device that provides information about the slope of the road.
Acceleration Accelerationen kan bestämmas exempelvis genom derivering av hjulhastigheten, genom användning av en accelerometer eller med en GPS-enhet. 10 15 20 25 30 14 Derivering (differentiering) av hjulhastighetssignalen är ett praktiskt sätt att bestämma accelerationen, men fungerar inte så bra vid bromsning då hjulet glider. Följande ekvationer är exempel på hur accelerationen kan beräknas: a,- = "fff-l (328) al. = (329) Där: ai: accelerationen vid tidpunkten i (m/sz). vi: hasigheten vid tidpunkten i (m/s). h: ti-ti_1, dvs. skillnaden mellan närliggande tidpunkter t är konstant.Acceleration Acceleration can be determined, for example, by deriving the wheel speed, by using an accelerometer or with a GPS unit. 10 15 20 25 30 14 Derivation (differentiation) of the wheel speed signal is a practical way to determine the acceleration, but does not work so well when braking when the wheel slides. The following equations are examples of how the acceleration can be calculated: a, - = "fff-l (328) al. = (329) Where: ai: the acceleration at the time i (m / sz). Vi: the velocity at the time i (m / sz). s) .h: ti-ti_1, ie the difference between adjacent times t is constant.
Höjden för vändskivan.The height of the turntable.
Den vertikala positionen för vändskivan är en variabel som beror både på avståndet mellan axeln och ramen och hjulradien.The vertical position of the turntable is a variable that depends on both the distance between the axle and the frame and the wheel radius.
Ayz = Ayf + AH + r (330) Där AH är avståndet mellan axeln och ramen. Ayf är avståndet mellan ramen och kopplingspunkten för vändskivan.Ayz = Ayf + AH + r (330) Where AH is the distance between the axis and the frame. Ayf is the distance between the frame and the connection point of the turntable.
Förändringen av yg som är relaterad till däckstrycket och lasten antas vara försumbar vid lastöverföring och det antas att variationen av hjulradien är minimal. Avståndet mellan ramen och kopplingspunkten antas vara konstant. Med dessa antaganden kan ekvation (330) lösas och ett värde på y2 kan estimeras.The change in yg which is related to the tire pressure and load is assumed to be negligible during load transfer and it is assumed that the variation of the wheel radius is minimal. The distance between the frame and the connection point is assumed to be constant. With these assumptions, equation (330) can be solved and a value of y2 can be estimated.
Fullständig modell Sambandet mellan axellasten på dragfordonets bakaxel och accelerationen innehåller information om tyngdpunktshöjden vilket framgått från beskrivningen ovan. 10 15 20 25 30 15 Ekvation (3. 18) tillsammans med ekvation (3.l1) i vilken ekvation (3. 10) insätts reduceras till ekvation (3.31).Complete model The relationship between the axle load on the rear axle of the towing vehicle and the acceleration contains information about the center of gravity height, which has emerged from the description above. 10 15 20 25 30 15 Equation (3. 18) together with equation (3.l1) in which equation (3. 10) is inserted is reduced to equation (3.31).
I ekvation (3.18) bestämdes Ng, dvs. axelkraften för dragfordonets bakaxel. Ekvation (3.11) används för att bestämma kraften P3 som påverkar vändskivan och ekvation (3.10) är jämviktsekvationen för vridmomentet i vilken den sökta storheten y3 ingår.In Equation (3.18), Ng was determined, i.e. the axle force of the rear axle of the towing vehicle. Equation (3.11) is used to determine the force P3 that affects the turntable and equation (3.10) is the equilibrium equation for the torque in which the desired quantity y3 is included.
Det bestämda sambandet, ekvation (3.31), gäller vid acceleration och endast bromsning av dragfordonet, eller användning av retardern efter att minskat axellasten med kraften från luftmotståndet eftersom dessa krafter annars skulle gett upphov till ett icke-linjärt samband om de inte innan subtraherades från ekvation (3. 18), dvs. kraften N23 från ekvation (3.27) subtraheras från N; i ekvation (3. 18) före insättningen. xi )*i<;§-f>*y1+y2-]*-1 m: xs yg = yz + om) I formeln betecknar j lutningen för en kurva som fås genom linjär regression av ett antal samhörande punkter för belastningen på dragfordonets bakaxel som en funktion av accelerationen. Övriga parametrar som ingår finns tillgängliga för en beräkningsenhet i arrangemanget enligt uppfinningen på sätt som beskrivits ovan.The determined relationship, equation (3.31), applies to acceleration and only braking of the towing vehicle, or use of the retarder after reducing the axle load with the force of the air resistance because these forces would otherwise give rise to a non-linear relationship if not previously subtracted from the equation (3. 18), i.e. the force N23 from equation (3.27) is subtracted from N; in equation (3. 18) before the deposit. xi) * i <; §-f> * y1 + y2 -] * - 1 m: xs yg = yz + om) In the formula, j denotes the slope of a curve obtained by linear regression of a number of related points for the load on the towing vehicle. rear axle as a function of acceleration. Other parameters that are included are available for a calculation unit in the arrangement according to the invention in the manner described above.
Ju större skillnad mellan olika accelerationsvärden, desto säkrare kan tyngdpunktshöj den bestämmas. För att ett accelerationsvärde skall accepteras för beräkning måste accelerationen vara konstant under minst en förutbestämd tid, exempelvis i storleksordningen ett par sekunder.The greater the difference between different acceleration values, the more certain the center of gravity can be determined. In order for an acceleration value to be accepted for calculation, the acceleration must be constant for at least a predetermined time, for example in the order of a few seconds.
Ett stort antal samhörande värden används för att åstadkomma tillförlitliga resultat, dvs. så att lutningen j av kurvan kan bestämmas med så stor säkerhet som möjligt.A large number of associated values are used to achieve reliable results, ie. so that the slope j of the curve can be determined with the greatest possible certainty.
Dessa beräkningar sker kontinuerligt under fordonets drift. 10 15 20 25 30 16 Vid användning av estimeringen enligt ekvation (3.3 1) kan ett anta] olika situationer uppstå.These calculations take place continuously during the operation of the vehicle. 10 15 20 25 30 16 When using the estimation according to equation (3.3 1), an assumption] different situations can arise.
Vid acceleration drar dragfordonet släpfordonet med den longitudinella kraften Fg via vändskivan. Denna kraft blir större för högre värden på den longitudinella accelerationen och åstadkommer en större viktöverföring från dragfordonets framaxel till bakaxel. Vidare blir den vertikala kraften på vändskivan mindre ju högre HCG eftersom mer last överförs bakåt till släpfordonets axlar. Således, ju högre HCG desto mindre blir belastningen på dragfordonets bakaxel jämfört med om HCG var lägre.Upon acceleration, the towing vehicle pulls the trailer with the longitudinal force Fg via the turntable. This force becomes larger for higher values of the longitudinal acceleration and causes a greater weight transfer from the front axle of the towing vehicle to the rear axle. Furthermore, the higher the HCG, the smaller the vertical force on the turntable as more load is transferred backwards to the axles of the trailer. Thus, the higher the HCG, the less the load on the rear axle of the towing vehicle compared to if the HCG was lower.
I situationen då varje del bromsar sig själv, dvs. dragfordonet respektive släpfordonet bromsar sig själv innebär det att den longitudinella kraften på vändskivan förblir oförändrad och därför ändras endast de vertikala kraftema vilket adderar vikt till dragfordonets bakaxel med minskande longitudinell acceleration. Den ökade vikten blir högre med ökande HCG.In the situation where each part brakes itself, ie. the towing vehicle or the trailer brakes itself, this means that the longitudinal force on the turntable remains unchanged and therefore only the vertical forces change, which adds weight to the towing axle of the towing vehicle with decreasing longitudinal acceleration. The increased weight becomes higher with increasing HCG.
Vid t.ex. retarderbromsning bromsar dragfordonet sig självt och släpfordonet. Detta ökar den longitudinella kraften på vändskivan med minskande longitudinell acceleration. Detta medför att den överförda vikten från släpfordonets axlar till vändskivan blir mindre än i andra situationer med liknande värden på accelerationen. Samma longitudinella kraft vid vändskivan kommer att påverka dragfordonets viktöverföring på ett sådant sätt att ännu mer vikt än i andra situationer överförs från dragfordonets bakaxel till dragfordonets framaxel. Detta för med sig att vikten på dragfordonets bakaxel blir mindre.At e.g. deceleration braking brakes the towing vehicle itself and the trailer. This increases the longitudinal force on the turntable with decreasing longitudinal acceleration. This means that the weight transferred from the axles of the trailer to the turntable is less than in other situations with similar values of acceleration. The same longitudinal force at the turntable will affect the weight transfer of the towing vehicle in such a way that even more weight than in other situations is transferred from the rear axle of the towing vehicle to the front axle of the towing vehicle. This means that the weight of the towing vehicle's rear axle is reduced.
Dessutom blir denna vikt mindre med minskande HCG eftersom ju lägre HCG är desto mindre vikt överförs från släpfordonets axlar till vändskivan vilket i sin tur betyder att mindre vikt överförs till dragfordonets bakaxel.In addition, this weight decreases with decreasing HCG because the lower the HCG, the less weight is transferred from the axles of the trailer to the turntable, which in turn means that less weight is transferred to the rear axle of the towing vehicle.
I situationen då släpfordonet bromsar dragfordonet betyder det att den longitudinella kraften på vändskivan drar dragfordonet vilket adderar vikt från dragfordonets framaxel till bakaxel vilket medför ökande vikt på dragfordonets bakaxel. Dessutom, ju högre HCG är desto mer vikt överförs från släpfordonets axlar till vändskivan och slutligen till dragfordonets bakaxel. 10 15 20 25 30 17 Det finns lufttryckssensorer på luftfj ärdingens luftbälgar som skickar information om lufttrycket i luftbälgen, det finns dessutom ett system redan idag för skattning av axellasten utifrån lufttrycket i luftbälgen.In the situation where the trailer brakes the towing vehicle, this means that the longitudinal force on the turntable pulls the towing vehicle, which adds weight from the front axle of the towing vehicle to the rear axle, which results in increasing weight on the rear axle of the towing vehicle. In addition, the higher the HCG, the more weight is transferred from the axles of the trailer to the turntable and finally to the rear axle of the towing vehicle. 10 15 20 25 30 17 There are air pressure sensors on the air bellows' air bellows that send information about the air pressure in the air bellows, there is also a system already today for estimating the axle load based on the air pressure in the air bellows.
Lösningen enligt föreliggande uppfinning skiljer sig beroende på vad det är för typ av hjulupphängning på fordonet.The solution according to the present invention differs depending on the type of wheel suspension on the vehicle.
I figurerna 8 och 9 visas, som tidigare diskuterats, två exempel på hjulupphängningstyper.Figures 8 and 9 show, as previously discussed, two examples of wheel suspension types.
För den första typen, visad i figur 8, måste man dra bort drivkrafter, bromskrafter och retarderkrafter från den axellast som man får från luftbälgen eftersom hjulupphängningens geometri påverkar luftbälgen som man i sin tur mäter axellasten ifrån. Den andra typen, visad i figur 9, berörs inte av detta.For the first type, shown in Figure 8, you must subtract the driving forces, braking forces and retarder forces from the axle load that you get from the air bellows because the geometry of the wheel suspension affects the air bellows from which you in turn measure the axle load. The second type, shown in Figure 9, is not affected by this.
Dessutom måste luftmotståndet dras bort på samma sätt.In addition, the air resistance must be removed in the same way.
Föreliggande uppfinning avser således en metod i samband med ett arrangemang för ett fordon som innefattar ett släpfordon kopplat till ett dragfordon. Metoden avser estimering av tyngdpunktshöj den HCG för släpfordonet. Flödesschemat i figur 1 illustrerar schematiskt metoden.The present invention thus relates to a method in connection with an arrangement for a vehicle which comprises a trailer coupled to a towing vehicle. The method refers to the estimation of the center of gravity of the HCG for the trailer. The flow chart in Figure 1 schematically illustrates the method.
Dragfordonet innefattar en främre hjulaxel och en bakre hjulaxel, varvid åtminstone den bakre hjulaxeln är fjädrande upphängd med ett hjulaxelfj ädringssystem. Släpfordonet innefattar åtminstone en hjulaxel och är kopplat till dragfordonet via en vändskiva (se exempelvis figur 10). Arrangemanget innefattar en beräkningsenhet 2 (se figur 2) anpassad att mottaga värden relaterade till accelerationen ai i fordonets longitudinella riktning och till axellasten Ng avseende den bakre hjulaxeln för dragfordonet.The towing vehicle comprises a front wheel axle and a rear wheel axle, at least the rear wheel axle being resiliently suspended with a wheel axle suspension system. The trailer comprises at least one wheel axle and is connected to the towing vehicle via a turntable (see for example figure 10). The arrangement comprises a calculation unit 2 (see figure 2) adapted to receive values related to the acceleration ai in the longitudinal direction of the vehicle and to the axle load Ng with respect to the rear wheel axle of the towing vehicle.
Metoden innefattar stegen att - bestämma samhörande värden för axellasten Ng för dragfordonets bakaxel och accelerationen ai för fordonet, för ett antal olika värden för accelerationen, - bestämma en parameter j relaterad till ett samband mellan nämnda bestämda samhörande värden för axellasten Ng och accelerationen ai, - estimera tyngdpunktshöjden HCG för släpfordonet genom beräkningar utförda i enlighet med en förutbestämd algoritm (ekvation 3.31) där nämnda parameter j, acceleration ai, och axellasten Ng ingår. 10 15 20 25 30 18 Axellasten bestäms företrädesvis baserat på utsignaler från hjulaxelfjädringssystemet för den bakre hjulaxeln för dragfordonet. Enligt en utföringsform är nämnda hjulaxelfj ädringssystem en luftfj ädring.The method comprises the steps of - determining the associated values of the axle load Ng of the rear axle of the towing vehicle and the acceleration ai of the vehicle, of a number of different values of the acceleration, - determining a parameter j related to a relationship between said determined associated values of the axle load Ng and the acceleration ai, estimate the center of gravity of the HCG center of gravity of the trailer by calculations performed according to a predetermined algorithm (Equation 3.31) where said parameter j, acceleration ai, and axle load Ng are included. The axle load is preferably determined based on output signals from the wheel axle suspension system for the rear wheel axle of the towing vehicle. According to one embodiment, said wheel axle suspension system is an air suspension.
Parametem j utgörs av riktningen för en linje beräknad, av beräkningsenheten 2, genom linjär regression för nämnda samhörande värden för Ng och ai.The parameter j consists of the direction of a line calculated, by the calculation unit 2, by linear regression for said associated values of Ng and ai.
För att beräkningama skall vara tillförlitliga måste accelerationen ai vara väsentligen konstant under minst en förutbestämd tid för att värdet skall ingå i beräkningarna av j.In order for the calculations to be reliable, the acceleration ai must be substantially constant for at least a predetermined time for the value to be included in the calculations of j.
Denna förutbestämda tid då accelerationen skall vara väsentligen konstant är exempelvis i storleksordningen 5 sekunder. Under den tiden tillåts accelerationen endast att variera som mest exempelvis +/-10 %.This predetermined time when the acceleration is to be substantially constant is, for example, of the order of 5 seconds. During that time, the acceleration is only allowed to vary at most, for example +/- 10%.
Insamlingen av samhörande värden för N; och ai pågår företrädesvis kontinuerligt och ju fler värden som insamlats desto säkrare kan j bestämmas, exempelvis krävs åtminstone tio samhörande värden för att beräkna j.The collection of associated values for N; and ai is preferably continuous and the values fl collected the more securely j can be determined, for example at least ten associated values are required to calculate j.
Enligt en utföringsform pågår estimeringen av tyngdpunktshöjden HCG, dvs. yg, kontinuerligt.According to one embodiment, the estimation of the center of gravity height HCG, ie. yg, continuously.
Den kan exempelvis initieras då sensorerna som utnyttjas för att bestämma axellasten indikerar att fordonet lastats eller lossas, vilket medför en förändring av tyngdpunktshöjden.It can be initiated, for example, when the sensors used to determine the axle load indicate that the vehicle has been loaded or unloaded, which entails a change in the center of gravity height.
Den förutbestämda algoritmen utgörs således av följ ande ekvation (331): j * xi x5 > md _x3 *l(mt)*}/1+Y2 m Y3=Y2+ t Uppfinningen innefattar även ett arrangemang för att implementera metoden.The predetermined algorithm thus consists of the following equation (331): j * xi x5> md _x3 * l (mt) *} / 1 + Y2 m Y3 = Y2 + t The invention also comprises an arrangement for implementing the method.
Arrangemanget innefattar en beräkningsenhet 2 som schematiskt visas i figur 2. lnsignalerna utgörs av axellasten Ng för dragfordonets bakaxel och accelerationen ai.The arrangement comprises a calculation unit 2 which is schematically shown in figure 2. The input signals consist of the axle load Ng of the rear axle of the towing vehicle and the acceleration ai.
Vidare utnyttjar beräkningsenheten redan kända parametrar vilka indikeras i figuren med en blockpil. Dessa kända parametrar innefattar exempelvis de fordonsrelaterade måtten xi, xi och x5 (se figurerna 4 och 5) samt dragfordonets vikt md. 19 För övrigt hänvisas bland annat till genomgången ovan av metoden där även arrangemanget beskrivs.Furthermore, the calculation unit uses already known parameters which are indicated in the figure with a block arrow. These known parameters include, for example, the vehicle-related dimensions xi, xi and x5 (see Figures 4 and 5) and the weight of the towing vehicle md. 19 Incidentally, reference is made, among other things, to the review above of the method where the arrangement is also described.
Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan-beskrivna föredragna utföringsformer.The present invention is not limited to the above-described preferred embodiments.
Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Utföringsformema ovan skall därför inte betraktas som begränsande uppfinningens skyddsomfång vilket definieras av de bifogade patentkraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. The above embodiments are therefore not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (15)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1250609A SE536560C2 (en) | 2012-03-22 | 2012-06-12 | Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle |
| EP13765165.9A EP2828633A4 (en) | 2012-03-22 | 2013-03-15 | Method and arrangement for estimating height of center of gravity for a trailer |
| PCT/SE2013/050266 WO2013141787A1 (en) | 2012-03-22 | 2013-03-15 | Method and arrangement for estimating height of center of gravity for a trailer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1200184 | 2012-03-22 | ||
| SE1250609A SE536560C2 (en) | 2012-03-22 | 2012-06-12 | Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1250609A1 true SE1250609A1 (en) | 2013-09-23 |
| SE536560C2 SE536560C2 (en) | 2014-02-18 |
Family
ID=49223087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1250609A SE536560C2 (en) | 2012-03-22 | 2012-06-12 | Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2828633A4 (en) |
| SE (1) | SE536560C2 (en) |
| WO (1) | WO2013141787A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10768070B2 (en) * | 2015-10-16 | 2020-09-08 | Volvo Truck Corporation | Method of determining the height of the gravity center of a vehicle |
| CN106679782A (en) * | 2017-03-02 | 2017-05-17 | 南京理工大学 | Vehicle weight measuring method and apparatus based on reduction of suspension |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10053605B4 (en) * | 2000-10-28 | 2012-08-23 | Robert Bosch Gmbh | System and method for determining the center of gravity of a vehicle |
| SE525248C2 (en) * | 2003-02-18 | 2005-01-11 | Scania Cv Ab | Arrangement and method for estimating the center of gravity of a vehicle |
| JP4230961B2 (en) * | 2004-06-04 | 2009-02-25 | 富士重工業株式会社 | Estimation apparatus and vehicle motion control apparatus using the same |
| DE102004060809A1 (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Daimlerchrysler Ag | Method and device for determining mass-related variables of a vehicle |
-
2012
- 2012-06-12 SE SE1250609A patent/SE536560C2/en unknown
-
2013
- 2013-03-15 EP EP13765165.9A patent/EP2828633A4/en not_active Withdrawn
- 2013-03-15 WO PCT/SE2013/050266 patent/WO2013141787A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013141787A1 (en) | 2013-09-26 |
| EP2828633A1 (en) | 2015-01-28 |
| EP2828633A4 (en) | 2015-08-12 |
| SE536560C2 (en) | 2014-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3204275B1 (en) | System and method for determining whether a trailer is attached to a vehicle | |
| JP3008111B2 (en) | A device for determining the weight of a car | |
| US8150613B2 (en) | Technique for detecting shifted cargo | |
| CN101349313B (en) | Method for determining brake pad thickness | |
| FI120061B (en) | A method for collecting information about road surface slippage | |
| US11505015B2 (en) | Determining a tire pressure status in a vehicle | |
| DE102008026370A1 (en) | GPS-assisted vehicle longitudinal speed determination | |
| EP3309024A1 (en) | Method and system for determining friction between the ground and a tire of a vehicle | |
| SE537429C2 (en) | Simultaneous estimation of at least mass and rolling resistance of vehicles | |
| CN105939917A (en) | A vehicle driver feedback system and corresponding method | |
| JP2009535264A (en) | A method for identifying predicted lateral load transmission ratio for vehicle rollover prevention and warning systems | |
| US11987119B2 (en) | Device, method, and program for tire failure detection, and computer-readable recording medium recording tire failure detection program | |
| KR20140064986A (en) | Method for estimating the rolling resistance of a vehicle wheel | |
| CN107107915A (en) | Consider wheelslip, pitching and the traction control of fluctuating | |
| Kidambi et al. | Accuracy and robustness of parallel vehicle mass and road grade estimation | |
| CN114620052A (en) | Vehicle signal processing method and device and driving equipment | |
| CN112224213B (en) | Method for monitoring wheel friction force and estimating maximum friction force in real time | |
| US10836386B2 (en) | Determination of roll angle and bank angle with suspension displacement data | |
| SE1250609A1 (en) | Method and arrangement for estimating the center of gravity of a towed vehicle | |
| DE102014018717A1 (en) | Method for determining a center of gravity of a vehicle and vehicle control system | |
| US6819979B1 (en) | Method and device for determining a vertical acceleration of a wheel of a vehicle | |
| Van et al. | Dynamic load determination of a multi-purpose forest fire fighting vehicle when operating on forestry road | |
| US20070150172A1 (en) | Method and device for the computer-assisted calculation of the axle loads of a vehicle | |
| Skrúcaný et al. | Influence of the braking system that is contrary to legislation on breaking characteristics of passenger car | |
| EP1592592B1 (en) | Method for increasing the driving stability of a vehicle |