SE520499C2

SE520499C2 - Device and method for measuring shoulder pressure

Info

Publication number: SE520499C2
Application number: SE0103928A
Authority: SE
Inventors: Andreas Lundmark
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2003-07-15
Also published as: WO2003044472A1; AU2002339820A1; EP1451539A1; SE0103928L

Abstract

The invention relates to a load sensor for a leaf-spring-mounted axle on a motor vehicle, comprising a bracket intended to be fixed on the spring shackle of the leaf spring and a sensor which is connected to the bracket via a link arm, where the sensor detects the rotation of said spring shackle.

Description

25 30 520 499 förinställt axeltryck. Ett exempel pà ett liknande system finns beskrivet i US5376760. 25 30 520 499 preset axle load. An example of a similar system is described in US5376760.

Det finns också mer avancerade system som mäter axeltrycket för varje axel med en givare. Dessa system ger en steglös' signal som representerar aktuellt axeltryck för varje axel. Ett vanligt sätt att mäta axeltrycket är att mäta avståndet mellan axel och chassi. Avståndet mellan axel och chassi mäts normalt med en givare som är fäst i chassit och som 'via en hävarn1 är förbunden. med axeln. En lägesförändring> av axeln detekteras av givaren och denna signal används sedan för att beräkna axeltrycket. Ett sådant system finns beskrivet i t.ex. JP08304l54. Denna lösning kan fungera bra dà det finns plats för dess installation men t.ex. då axeltrycket skall mätas även på fordonets framaxel så fungerar den inte. Det finns inte plats att sådan eftermmn motor, växellåda, fordonets styrning nmi är i installera en lösning pá fordonets framaxel vägen.There are also more advanced systems that measure the axle load for each axle with a sensor. These systems provide a stepless' signal representing the current axle load for each axle. A common way to measure the axle load is to measure the distance between the axle and the chassis. The distance between the axle and the chassis is normally measured with a sensor which is attached to the chassis and which 'is connected via a lever1. with the shoulder. A position change> of the shaft is detected by the sensor and this signal is then used to calculate the shaft pressure. Such a system is described in e.g. JP08304l54. This solution can work well as there is room for its installation but e.g. as the axle pressure must also be measured on the front axle of the vehicle, it does not work. There is no room for such an engine, gearbox, vehicle steering nmi is in installing a solution on the vehicle's front axle road.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en anordning för att mäta axeltryck pà ett fordon med bladfjädring som kan monteras pà ett platsbesparande och enkelt sätt samt en metod för att mäta axeltryck på ett bladfjädring på ett så tillförlitligt sätt som möjligt. fordon med enkelt och Den uppfinningsenliga lösningen till denna uppgift är beskriven i den kánnetecknande delen i patentkrav 1 avseende anordningen och genom särdragen i patentkrav 5 avseende metoden. De övriga patentkraven innehåller fördelaktiga utbildningar och vidareutvecklingar av den ~ . . W .. 10 15 20 25 30 520 499 uppfinningsenliga anordningen (krav 2 till 4) samt den uppfinningsenliga metoden (krav 6 och 7).DISCLOSURE OF THE INVENTION: The object of the invention is therefore to provide a device for measuring axle pressure on a vehicle with leaf suspension which can be mounted in a space-saving and simple manner and a method for measuring axle pressure on a leaf suspension in as reliable a manner as possible. The vehicle according to the invention is described in the characterizing part of claim 1 regarding the device and through the features of claim 5 regarding the method. The other patent claims contain advantageous training and further developments of the ~. . W .. 10 15 20 25 30 520 499 device according to the invention (claims 2 to 4) and the method according to the invention (claims 6 and 7).

Med en axeltrycksdetektor för en bladfjädrad axel pà ett motorfordon, innefattandes en konsol avsedd att fästas pà en bladfjäders fjâderhänke och en givare som är förbunden med konsolen via en länkarm löses uppgiften av givaren detekterar nämnda uppfinningen genom att fjäderhänkes rotation.With a axle pressure detector for a leaf-sprung axle on a motor vehicle, comprising a bracket intended to be attached to a spring-loaded spring spring and a sensor connected to the bracket via a link arm, the task of the sensor detects said invention by spring-mounted rotation.

Den uppfinningsenliga metoden löser uppgiften genom att detektera rotationen hos en bladfjäders fjäderhänke.The method according to the invention solves the task by detecting the rotation of a leaf spring spring handle.

Genom denna första utformning av den uppfinningsenliga axeltrycksdetektorn sà kan axeltrycket erhållas genom att mäta rotationen hos en bladfjäders fjäderhänke.By this first design of the axle pressure detector according to the invention, the axle pressure can be obtained by measuring the rotation of a spring spring of a leaf spring.

Fördelen med detta är att axeltrycket kan erhållas genom att mäta vid bladfjäderns ena ände istället för att mäta pá axeln eller pà mitten av bladfjädern. Detta medför att den uppfinningsenliga axeltrycksdetektorn kan användas där en konventionell mätanordning pà grund av platsbrist inte kan monteras. första vidareutveckling av den Vid en fördelaktig uppfinningsenliga axeltrycksdetektorn sä innefattar axeltrycksdetektorn en potentiometer. Fördelen med detta är att axeltryck kan göras med omvandlingen till diskreta komponenter. andra vidareutveckling av den Vid en fördelaktig uppfinningsenliga axeltrycksdetektorn sá innefattar axeltrycksdetektorn en optisk pulsgivare. Fördelen med detta är att omvandlingen till axeltryck kan göras digitalt pá ett enkelt sätt. ...... 10 15 20 25 30 520 499 4 Vid en fördelaktig tredje vidareutveckling av den uppfinningsenliga axeltrycksdetektorn sà innefattar axeltrycksdetektorn en mekanisk utväxling. Fördelen med detta är att givarens hela aktiva omràde kan utnyttjas.The advantage of this is that the axle pressure can be obtained by measuring at one end of the leaf spring instead of measuring on the shaft or in the middle of the leaf spring. This means that the axle pressure detector according to the invention can be used where a conventional measuring device cannot be mounted due to lack of space. first further development of the In an advantageous inventive pressure detector according to the invention, the axle pressure detector comprises a potentiometer. The advantage of this is that shaft pressure can be made with the conversion to discrete components. second further development of the In an advantageous invention according to the axle pressure detector, the axle pressure detector comprises an optical pulse sensor. The advantage of this is that the conversion to axle pressure can be done digitally in a simple way. ...... 10 15 20 25 30 520 499 4 In an advantageous third further development of the axle pressure detector according to the invention, the axle pressure detector comprises a mechanical gear ratio. The advantage of this is that the entire active area of the sensor can be used.

I en fördelaktig utformning av den uppfinningsenliga metoden sá detekteras rotationen hos en bladfjâders fjäderhänke. Fördelen med denna metod är att det gàr att erhálla axeltrycket genom att mäta vid bladfjäderns ena ände istället för att mäta pà axeln eller pà mitten av bladfjädern. första vidareutveckling av den Vid en fördelaktig uppfinningsenliga metoden sá sker detektionen av fjäderhänkets rotation med en konsol förbunden med en givare. Fördelen med detta är att konsolens längd kan anpassas sa att givarens hela mätomráde utnyttjas.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the rotation of a spring handle of a leaf spring is detected. The advantage of this method is that it is possible to obtain the shaft pressure by measuring at one end of the leaf spring instead of measuring on the shaft or in the middle of the leaf spring. first further development of the In an advantageous method according to the invention, the rotation of the spring handle is detected with a bracket connected to a sensor. The advantage of this is that the length of the console can be adjusted so that the entire measuring range of the sensor is used.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med visas pà de hänvisning till utföringsexempel som bifogade ritningarna, varvid fördelaktig utföringsform av en FIG 1 visar en axeltrycksdetektor enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF FIGURES The invention will be described in more detail in the following, with reference to the exemplary embodiments which are attached to the drawings, in which an advantageous embodiment of a FIG. 1 shows a shaft pressure detector according to the invention.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL De följande beskrivna utföringsexemplen av uppfinningen med vidareutvecklingar skall ses enbart som exempel och skall pà intet vis vara begränsande för patentkravens skyddsomfáng. 10 15 20 25 30 520 499 Fig. 1 visar en axeltrycksdetektor 1 enligt uppfinningen. Den innefattar en konsol 2 som är monterad fjäderhänke 7. axeltrycksdetektorn 1 en givare 5 som är monterad pá en pá ett Vidare innefattar ram 9 med en fästvinkel 6. Givaren 5 är försedd med en givararm 4 som är förbunden med konsolen 2 via en länkarm 3.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The following described embodiments of the invention with further developments are to be considered as examples only and are in no way limiting of the scope of protection of the claims. Fig. 1 shows a shaft pressure detector 1 according to the invention. It comprises a bracket 2 which is mounted spring spring 7. the shaft pressure detector 1 a sensor 5 which is mounted on one on a Further frame 9 with a mounting angle 6. The sensor 5 is provided with a sensor arm 4 which is connected to the bracket 2 via a link arm 3 .

Bladfjäderns 8 främre ände är upphängd i ramen 9 med ett fjäderbult (ej Detta fjäderfäste tillåter den främre änden att rotera runt fjäderfäste och en visat). fjäderbulten. Bladfjäderns 8 bakre ände är infäst i ett fjäderhänke 7. Fjäderhänket, 7 är ett ledat fäste som bladfjäderns 8 Fjäderhänket 7 är dels ledat infäst i bladfjädern 8 med förbinder bakre ände med ramen. en fjäderbult, dels ledat infäst med en fjäderbult i ett Dä bladfjädern 8 last, fjäderfäste 10 monterat pà ramen. ändrar utböjning, t.ex. vid ökad sä kommer avståndet mellan bladfjäderns bäda infästningspunkter att förändras. Eftersom den främre änden är stumt infäst avständsförändring medföra att sä kommer denna fjäderhänket 7 rotationsrörelse är proportionell mot lasten, d.v.s. ur utför en rotationsrörelse. Denna denna rotation kan axeltrycket beräknas.The front end of the leaf spring 8 is suspended in the frame 9 by a spring bolt (not This spring bracket allows the front end to rotate around the spring bracket and one shown). spring bolt. The rear end of the leaf spring 8 is attached to a spring handle 7. The spring handle 7 is an articulated bracket which the spring spring 8 of the leaf spring 8 is partly hinged to the leaf spring 8 with connecting the rear end to the frame. a spring bolt, partly articulated fastened with a spring bolt in a load leaf spring 8, spring bracket 10 mounted on the frame. changes deflection, e.g. when increased, the distance between the two attachment points of the leaf spring will change. Since the front end is dumbly attached, the change in distance means that this rotational movement of the spring handle 7 will be proportional to the load, i.e. out performs a rotational movement. This rotation the axle load can be calculated.

Den rotationsrörelse som fjäderhänket 7, och därmed även konsolen 2, utför dä bladfjädern ändrar utböjning, t.ex. vid ökad last, överförs till givaren 5 via givararmen 4 och länkarmen 3. Givarens 5 utsignal ändras därmed.The rotational movement which the spring handle 7, and thus also the bracket 2, performs when the leaf spring changes deflection, e.g. with increased load, is transmitted to the sensor 5 via the sensor arm 4 and the link arm 3. The output signal of the sensor 5 is thereby changed.

Denna ändring detekteras av t.ex. en styrenhet som kan visa det aktuella axelvärdet pà en display, t.ex. i instrumentet. 10' 15 20 25 30 520 499 Konsolens 2 längd tillsammans med givararmens 4 längd bestämmer den mekaniska utväxlingen mellan fjäderhänkets 7 rotation och givarens 5 rotation. Dà avståndet frán konsolens 2 rotationspunkt till länkarmens 3 infâstning är lika làngt som avstàndet frán givararmens 4 rotationspunkt till länkarmens 3 infâstning sà kommer den 'vinkelrörelse son: givaren 5 detekterar vara lika stor som fjäderhänkets 7 rotation.This change is detected by e.g. a control unit that can show the current axis value on a display, e.g. in the instrument. 5 '15 20 25 30 520 499 The length of the bracket 2 together with the length of the sensor arm 4 determines the mechanical gear ratio between the rotation of the spring handle 7 and the rotation of the sensor 5. Since the distance from the point of rotation of the bracket 2 to the attachment of the link arm 3 is as long as the distance from the point of rotation of the sensor arm 4 to the attachment of the link arm 3, the angular movement detected by the sensor 5 will be equal to the rotation of the spring handle 7.

Ofta har en givare en större detektionsvínkel än den som fjåderhänket kan rotera. Det är därför avståndet frán vinkel fördelaktigt att göra konsolens 2 rotationspunkt till länkarmens 3 infâstning längre än avståndet fràn rotationspunkt till givararmens 4 länkarmens 3 infâstning. Pà detta sätt erhàlles en mekanisk utväxling så att givarens aktiva omràde kan* utnyttjas sä effektivt som möjligt. Detta ökar upplösningen och noggrannheten i mätningen. Exempelvis sá kan pá detta sätt en fjäderhänkesrotation pà 40 grader transformeras till en givardetektering pà 150 grader.Often a sensor has a larger detection angle than the one that the spring handle can rotate. It is therefore advantageous for the distance from the angle to make the point of rotation of the bracket 2 to the attachment of the link arm 3 longer than the distance from the point of rotation to the attachment of the link arm 3 of the sensor arm 4. In this way a mechanical gear is obtained so that the active area of the sensor can be utilized as efficiently as possible. This increases the resolution and accuracy of the measurement. For example, in this way a spring handle rotation of 40 degrees can be transformed into a sensor detection of 150 degrees.

Givaren 5 är i detta exempel en potentiometer. Givaren 5 kan också vara av nàgot annat utförande. Lämpligt kan t.ex. vara att använda en optisk pulsgivare. Även kapacitiva eller magnetiska givare gär att använda.The sensor 5 in this example is a potentiometer. The sensor 5 can also be of some other design. Suitably, e.g. be to use an optical encoder. Even capacitive or magnetic sensors can be used.

Givaren 5 är ansluten till en enhet som omvandlar givarens signal till ett värde som motsvarar det aktuella eller en styrenhet. Denna enhet kan antingen vara en axeltrycket, t.ex. en lastindikeringsenhet fristående enhet, t.ex. en lastindikeringsenhet som endast beräknar och visar axeltryck eller den kan vara integrerad i en befintlig styrenhet. Fördelaktigt är 10 15 20 25 30 520 499 enheten placerad i hytten, men det är möjligt att placera den pá valfri plats pà fordonet. Det är också möjligt att integrera en omvandlingsfunktion i givaren så att givarens utsignal är direkt proportionell mot axeltrycket.The sensor 5 is connected to a unit which converts the signal of the sensor to a value corresponding to the current or a control unit. This unit can either be a shaft pressure, e.g. a load indicating unit stand-alone unit, e.g. a load display unit that only calculates and displays axle loads or it can be integrated in an existing control unit. Advantageously, the unit is located in the cab, but it is possible to place it in any location on the vehicle. It is also possible to integrate a conversion function in the sensor so that the sensor's output signal is directly proportional to the shaft pressure.

Omvandlingen till axeltryck kan ske diskret analogt, digitalt analog eller helt digitalt. Vid diskret analog med diskreta omvandling sä sker signalbehandlingen komponenter. Vid digital analog omvandling sä sker omvandlas den analoga signalen till en digital signal som signalbehandlas med en processor. Vid helt digital omvandling, dá givaren t.ex. är en pulsgivare, sá sker signalbehandlingen med en processor utan att signalen bl.a. beroende pà vilken givare som används och beroende pà mäste omvandlas först. Omvandlingssátt väljs utsignalens karakteristik. I den signalbehandling som omvandlingsfunktionen utför kan bl.a. ingà att kompensera för signalens linjaritet, kompensera för yttertemperatur, att làgpassfiltrera signalen etc.The conversion to axle pressure can be done discreetly analog, digital analog or completely digital. In the case of a discrete analog with discrete conversion, the signal processing components take place. In digital analog conversion, the analog signal is converted into a digital signal which is signal processed with a processor. In the case of a completely digital conversion, the sensor e.g. is a pulse generator, the signal processing takes place with a processor without the signal e.g. depending on which sensor is used and depending on must be converted first. Conversion mode selects the output of the output signal. In the signal processing performed by the conversion function, e.g. include compensating for the linearity of the signal, compensating for outside temperature, low-pass filtering of the signal, etc.

Det aktuella axelvärdet kan visas pà en display, t.ex. i instrumentet. Om det aktuella axelvärdet överskrider ett tillåtet axeltryck, kan styrenheten även ge ett larm om att ett fördefinierat värde, t.ex. ett maximalt otillàtet tillstànd ráder. Denna funktion kan användas t.ex. dä fordonet lastas. När det tillåtna trycket för en axel överskrids sá ges en signal och lastningen kan avbrytas eller sá kan lasten omfördelas sà att en maximal lastkapacitet utnyttjas.The current shaft value can be shown on a display, e.g. in the instrument. If the current shaft value exceeds a permissible shaft pressure, the control unit can also give an alarm that a predefined value, e.g. a maximum unauthorized condition prevails. This function can be used e.g. when the vehicle is loaded. When the permissible pressure for a shaft is exceeded, a signal is given and the loading can be interrupted or the load can be redistributed so that a maximum load capacity is utilized.

Denna funktion kan även användas under färd. Detta kan t.ex. inträffa för en lastbil med en så kallad pusheraxel. Dà pusheraxeln lyfts sä ökar lasten och 10 15 20 25 30 35 520 499 därmed trycket pà de andra axlarna. Om trycket pà t.ex. framaxeln därmed blir för högt så varnar enheten om att sä är fallet. Föraren mäste dä sänka pusheraxeln igen.This function can also be used while driving. This can e.g. occur for a truck with a so-called pusher axle. When the pusher shaft is lifted, the load increases and thus the pressure on the other shafts. If the pressure on e.g. the front axle thus becomes too high, the unit warns that this is the case. The driver must then lower the pusher shaft again.

Om föraren har lyft pusheraxeln för att öka trycket pà drivaxeln för att t.ex. kunna komma loss pà halt väglag sá kan han sänka pusheraxeln igen sá fort möjlighet ges.If the driver has lifted the pusher shaft to increase the pressure on the drive shaft to e.g. be able to get loose on slippery roads so he can lower the pusher shaft again as soon as possible.

Det är också möjligt att spara information om trycket pà en axel. T.ex. sà kan det maximalt uppmätta axeltrycket sparas, eller sä kan den tid som axeltrycket överskridit ett fördefinierat tryck sparas. Denna information kan eller för att upptäcka vara viktig vid service överbelastning.It is also possible to save information about the pressure on a shaft. For example. then the maximum measured axle load can be saved, or the time that the axle load has exceeded a predefined pressure can be saved. This information can or to detect be important in case of service congestion.

I ett första utföringsexempel av den uppfinningsenliga metoden för att mäta axeltrycket för en'bladfjädrad axel sä innefattas steget att detektera rotationen hos en bladfjäders detekteras fördelaktigt med en konsol som är monterad pá fjäderhänke. Rotationen hos fjäderhänket fjäderhänket. Konsolen överför fjäderhánkets rotation via en länkarm till en givare. Fjäderhànkets rotation är proportionellt mot den last som belastar axeln, d.v.s. axelns tryck. Givarens utsignal signalbehandlas pà lämpligt sätt sä att ett värde son: motsvarar axelns tryck erhàlles. Detta axeltrycksvärde kan visas pà en display.In a first embodiment of the method according to the invention for measuring the shaft pressure of a leaf-sprung shaft, the step of detecting the rotation of a leaf spring is advantageously detected with a bracket mounted on a spring handle. The rotation of the spring handle the spring handle. The bracket transmits the rotation of the spring handle via a link arm to a sensor. The rotation of the spring handle is proportional to the load loaded on the shaft, i.e. axle pressure. The output signal of the sensor is signal processed in a suitable manner so that a value son: corresponding to the pressure of the shaft is obtained. This axle load value can be shown on a display.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare 'varianter och lnodifikationer' är tänkbara inom patentkrav. T.ex. sà kan ramen för efterföljande metoden enligt uppfinningen användas för att mäta axeltryck även pá spàrbundna fordon som är bladfjädrade.The invention is not to be considered limited to the embodiments described above, but a number of further 'variants and modifications' are conceivable within patent claims. For example. then the frame of the subsequent method according to the invention can be used to measure axle pressure even on track-bound vehicles which are leaf-sprung.

Claims

10 15 20 25 30 520 499 ° 7 PATENT REQUIREMENTS

Shaft pressure detector (1) for a leaf-sprung axle on a motor vehicle, comprising a bracket (2) intended to be attached to a spring-loaded spring hanger (7) and a sensor (5) which is connected to the bracket (2) via a link jug (3) , characterized in that the spring spring (7) is sensed so that the sensor (5) detects rotation.

Axle pressure detector according to Claim 1, characterized in that the bracket (2) is mounted on a leaf spring (8) which supports the front axle of the vehicle.

Shaft pressure detector according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the distance from the point of rotation of the bracket (2) to the attachment of the link arm (3) is longer than the distance from the point of rotation of the sensor arm (4) to the attachment of the link arm (3).

Shaft pressure detector according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the sensor (5) is a potentiometer or an optical encoder.

A method of measuring the axle pressure of a leaf-sprung motor vehicle with a detecting axle on a spring handle, comprising the step of rotating the leaf spring spring handle by measuring with a sensor the rotation of the spring handle around a spring mount attached to the vehicle frame.

Method according to claim 5, characterized in that the detection of the rotation of the spring handle takes place with a bracket connected to the sensor.

Method according to claim 5 or 6, characterized in that the method also comprises the step of converting the output signal of the sensor to a value corresponding to the shaft pressure.