SE469445B - Foerfarande foer dynamisk vaegning av fordon foer bestaemning av axeltryck - Google Patents

Description

$> Ch 4-45 10 15 20 25 30 35 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ovannämnda syften uppnås genom att förfarandet enligt uppfinningen uppvisar de i bifogade patentkrav angivna särdragen.

Förfarandet enligt uppfinningen utmärks sålunda vä- sentligen därav, att man använder en vågenhet, vars på lastcellerna anordnad lastplatta i körriktningen har en utsträckning, som är i huvudsak lika med ehuru något större än utsträckningen i nämnda riktning av fordonets hjultryckytor mot lastplattan vid passagen däröver, och har låg vikt och är lättrörlig med liten dynamisk tröghet; att man integrerar lastcellernas utsignaler för en axel- passage för åstadkommande av en integrerad summasignal; att man bestämmer integreringstiden för axelpassagen; samt att man beräknar ett axeltrycksmätvärde utgående från den integrerade summasignalen och integrationstiden med anta- gande av åtminstone i huvudsak triangelformigt förlopp för signalerna från lastcellerna.

Det har befunnits att förfarandet möjliggör vägning med hög noggrannhet vid hastigheter av i vart fall upp till cirka 30 km/h.

Utnyttjande av integrering av lastcellernas utsigna- ler, dvs. integrering av vägningssignalen, innebär att oundvikliga störningar i signalförloppet i stor utsträck- ning filtreras bort. Den speciella metoden för beräkning av axeltrycksmätvärdet innebär vidare att man inte behöver bestämma ett signaltoppvärde, vilket är mycket fördelak- tigt, eftersom signalen ofta har ett mycket ojämnt förlopp just kring toppvärdet.

I syfte att underlätta signalbehandlingen är det en- ligt uppfinningen att föredraga att man omvandlar last- cellernas analoga utsignaler till en signalstorleksbero- ende pulsfrekvens och genomför integreringen genom puls- räkning. Omvandlingen sker företrädesvis efter det att de analoga utsignalerna summerats. 10 15 20 25 30 35 h» (BN \Q ß Jm 0"! 3 Det är vidare fördelaktigt att bestämma en signal- formfaktor genom att man bestämmer produkten av integre- ringstiden och toppvärdet för summan av lastcellernas ut- signaler och bildar förhållandet mellan produkten och den integrerade summasignalen eller omvänt. Nämnda toppvärde kan såsom inses utgöras av det beräknade axeltrycksmät- värdet. Det senare kan nu presenteras med en upplösning, som bestäms av signalformfaktorn. Det har sålunda befun- nits att sådana avvikelser i signalförloppet från det antagna triangelformiga förloppet, vilka ogynnsamt på- verkar noggrannheten i det beräknade axeltrycksmätvärdet, ger klart utslag i den beräknade signalformfaktorn.

Enligt uppfinningen är det fördelaktigt att man an- ordnar lastceller åtminstone vid vardera sidodelen av vågenheten, att man för resp. sidoplacerad lastcell eller grupp av lastceller separat bestämmer ett axeltrycksdel- mätvärde på samma sätt som för axeltrycksmätvärdet, och att man jämför de sålunda erhållna delmätvärdena för kon- staterande av viktfördelningen mellan hjulen/hjulparen på en axel.

Det speciella utförandet av den enligt uppfinningen använda vågenheten innebär ett nytänkande med inriktning på låg egenvikt, låg bygghöjd, minsta möjliga utsträckning i körriktningen och dynamiskt snabbt svar. Det har härvid befunnits vara fördelaktigt att i vågenheten ha lastcel- ler, vilka är av en typ med stor lastupptagande yta och förhållandevis liten höjd och liten sidolastkänslighet.

Det kan med fördel röra sig om lastceller av det slag som är beskrivna i EP Al 0 342 305. Lastcellernas utsträckning i rörelseriktningen kan med fördel vara av storleksord- ningen halva lastplattans utsträckning. Lastcellerna har med fördel cirkulär konfiguration med ett förhållande mellan diameter på den lastupptagande ytan och höjd av minst cirka 5. Lastplattan kan typiskt ha en utsträckning av mellan cirka 25 cm och cirka 30 cm, företrädesvis av mellan cirka 27 cm och cirka 28 cm. 10 15 20 25 30 35 4 I syfte att få ett så bra signalförlopp som möjligt är det fördelaktigt att man före och efter passagen av vågenheten svängningsdämpande stabiliserar fordonshjulens rörelse genom passage över stabiliseringsplattformar, som ligger i nivå med och nära ansluter till vågenhetens last- platta.

Uppfinningen kommer i fortsättningen att beskrivas närmare genom ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Fig. 1 är en schematisk sidovy som visar ett for- donshjul passerande en vågenhet i samband med dynamisk Vägning i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 2 är ett schematiskt kurvdiagram som illustrerar den erhållna vägningssignalens förlopp vid fordonshjulets passage över vågenheten.

Fig. 3 är ett schematiskt blockschema över ett exempel på en krets för behandlig av vägningssignalen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORM I Fig. 1 visas schematiskt hur ett fordonshjul 1 med en axel 3 passerar över en i en vägbana anordnad vågenhet bestående av en lastplatta eller vågplattform 7 som upp- bärs av lastceller 9. Före och efter vågenheten är stabi- liseringsplattformar ll resp. 13 anordnade, ävenledes ned- sänkta i vägbanan 5. Lastplattan 7 ligger horisontellt med sin ovanyta i nivå med plattformarnas ll, 13 och vägbanans 5 ovanyta. Lastplattan ansluter nära till plattformarna så att hjulet kan rulla in på lastplattan med så små stör- ningar som möjligt. Hjulets rörelseriktning anges medelst E en pil 15. ' Lastplattan 7 har en längd av cirka 27,5 cm i rörel- å seriktningen, vilket är något större än längden av hjulets tryckyta 17 mot underlaget. Lastplattan är tunn och lätt och utgörs av profilerad lättmetall, så att den är vrid- styvi breddriktningen. Den vilar på ett antal i breddrikt- 10 15 20 25 30 35 4-69 445 5 ningen fördelade lastceller 9, som har liten höjd men förhållandevis stor utsträckning i horisontalled. Last- cellerna är av det slag som är beskrivna i EP Al 0 342 305. De vilar i ett icke närmare visat, i väg- banan infällt fundament. Lastcellerna 9 är cirkulära och har en lastupptagande diameter som är ungefär hälften av lastplattans längd i rörelseriktningen.

Stabiliseringsplattformarna ll, 13 är utformade för att vara svängningsdämpande och har med anledning härav en längd i rörelseriktningen som icke är en multippel av lastplattans 7 längd. Plattformarna kan typiskt ha en längd som är cirka 1,5 eller cirka 2,5 gånger lastplattans längd.

Såväl vågenheten 7, 9 som plattformarna ll, 13 skulle kunna vara placerade pà ett särskilt, i vägbanan nedsänkt fundament med viss flexibilitet, t.ex. genom att det är utfört av trä, varigenom risken för ogynnsamma svängningar minskar ytterligare.

I Fig. 2 illustreras ett typiskt förlopp för den summasignal som erhålls från lastcellerna 9. Förloppet är såsom synes allmänt sett triangulärt med undantag för en kraftig spikartad störning strax innan toppvärdet nås. En störning av detta slag kan orsakas exempelvis av en i hjulets däckmönster sittande sten. Vid integrering av summasignalen kommer såsom inses denna störning att i allt väsentligt filtreras bort. En motsvarande filtrerings- effekt erhålls ocksà för andra störningar av likartat slag, vilka är vanligt förekommande, icke minst i området för toppvärdet ST, ehuru de i förtydligande syfte icke visas i figuren.

Det inses att en konventionell bestämning av topp- värdet, som är det intressanta värdet för beräkning av axeltrycket,-innebär stor osäkerhet. _ Det har nu befunnits att toppvärdet med mycket god noggrannhet kan beräknas utgående från den integrerade summasignalen (dvs. ytan undr signalen) och tiden för integreringen (dvs. tiden mellan tl och tz) med antagande .Iz Q\ \D $> 10 15 20 25 30 35 $> LW 6 av triangulärt signalförlopp. För signaltoppvärdet gäller då (integrerad summasignal) x 2 Om signalförloppet avviker kraftigt från det allmänt triangulära förloppet, kommer det beräknade toppvärdet, dvs. axeltrycksmätvärdet, att bli mindre noggrant. Enligt uppfinningen kan detta beaktas genom bestämning av en signalformfaktor, varvid mätvärdet presenteras med en upp- lösning (dvs. antalet siffror) i beroende av formfaktorn.

Formfaktorn bestäms som förhållandet mellan den inte- grerade summasignalen (dvs. ytan under signalen) och pro- dukten av toppvärde och integreringstid (svarande mot tillhörande rektangulära yta). I det ideala fallet blir såsom inses formfaktorn lika med 0,5. Man kan naturligtvis även arbeta med det omvända förhållandet, varvid den ideala formfaktorn blir lika med 2.

Avvikelser hos den beräknade formfaktorn från det ideala värdet innebär följaktligen en indikation på kurv- förloppsavvikelser, som i sämsta fall är så kraftiga att det erhållna mätvärdet måste förkastas.

I Fig. 3 visas ett schematiskt exempel på hur kretsar för behandling av signalerna från lastcellerna 9 kan vara utförda. I figuren visas också schematiskt hur dubbla lastceller 9 kan vara anordnade vid vardera sidodelen av en vàgenhet, sett ovanifrån, varvid även de anslutande stabiliseringsplattformarna ll, 13 är antydda.

De analoga utsignalerna från resp. lastcellspar sum- meras först i en krets 21 resp. 23. Utsignalerna från kretsarna 21 och 23 summeras i'en krets 25. Summasignalen från kretsen 25 omvandlas till en pulsfrekvenssignal i en analog-frekvens-omvandlare (AFC) 27, vars utsignal via en tröskelkrets 29 sänds till en räknare 31. Räknaren börjar räkna tillförda pulser (dvs. börjar integrera) då ut- 10 15 20 25 30 35 7 signalen från AFC 27 överstiger tröskelnivån och slutar räkna pulser då tröskelnivån så småningom åter under- skrids.

En mikrodator 33 står i förbindelse med räknaren 31, tröskelkretsen 29 och en klockkrets 35 och är programmerad att utföra alla erforderliga beräkningar, inklusiva beräk- ning av signalformfaktorn, och att presentera erhållet axeltrycksmätvärde på en display 37 med lämplig upplös- ning.

För resp. lastcellspar integreras också separat summasignalerna från kretsarna 21 resp. 23 medelst en ana- log-frekvens-omvandlare 41 resp. 43, en tröskelkrets 45 resp. 47 och en räknare 49 resp. 51. Utsignalerna från räknarna 49, 51 förs till mikrodatorn 33, som jämför signalerna för fastställande av lastfördelningen mellan vågenhetens båda sidor. Resultatet av denna jämförelse kan också presenteras på displayen 37.

Claims (6)

4-69 445 PATENTKRAV

1. Förfarande för dynamisk Vägning av fordon för bestämning av axeltryck, varvid fordonet körs över en i körbanan placerad och med lastceller (9) försedd vågenhet, vars bredd är åtminstone lika med fordonets bredd, k ä n n e t e c k n a t av att man a) använder en vågenhet, vars på lastcellerna (9) an- ordnade lastplatta (7) i körriktningen har en utsträck- ning, som är i huvudsak lika med ehuru något större än ut- sträckningen i nämnda riktning av fordonets hjultryckytor (17) mot lastplattan (7) vid passagen däröver, och har låg vikt och är lättrörlig med liten dynamisk tröghet; ' b) integrerar lastcellernas (9) utsignaler för en axelpassage för åstadkommande av en integrerad summa- signal; c) bestämmer integreringstiden för axelpassagen; samt d) beräknar ett axeltrycks mätvärde utgående från den integrerade summasignalen och integrationstiden med an- tagande av åtminstone i huvudsak triangelformigt förlopp för signalerna fràn lastcellerna (9).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e.c k - n a t av att man före och efter passagen av vàgenheten svängningsdämpande stabiliserar fordonshjulens (1) rörelse genom passage över stabiliseringsplattformar (ll, 13), som ligger i nivå med och nära ansluter till vågenhetens last- platta (7).

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att man i vågenheten har lastceller (9), vilka är av en typ med stor lastupptagande yta och förhållandevis liten höjd och liten sidolastkänslighet.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att man omvandlar lastceller- nas (9) analoga utsignaler till en signalstorleksberoende pulsfrekvens och genomför integreringen genom pulsräkning, varvid omvandlingen företrädesvis sker efter det att de analoga utsignalerna summerats. (3 9 445 .Ex Ch 9

5. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att man anordnar lastceller (9) åtminstone vid vardera sidodelen av vàgenheten, att man för resp. sidoplacerad lastcell eller grupp av last- celler separat bestämmer ett axeltrycksdelmätvärde på sam- ma sätt som för axeltrycksmätvärdet, och att man jämför de sålunda erhållna delmätvärdena för konstaterande av vikt- fördelningen mellan hjulen/hjulparen (1) på en axel (3).

6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att man bestämmer produkten av integreringstiden (tz-tl) och toppvärdet (ST) för summan av lastcellernas (9) utsignaler och att man relaterar pro- dukten till den integrerade summasignalen för åstadkom- mande av en signalformfaktor, varvid det beräknade axel- trycksmätvärdet företrädesvis presenteras med en av sig- nalformfaktorn bestämd upplösning.