SE525409C2 - Arrangemang och metod för att uppskatta hastigheten hos ett fordon - Google Patents

Description

II I Q n I I CCI n I O IDO Il I I 00 IOOO C O I O I O 00 ll 00 10 15 20 25 30 35 525 409 2 längre transporter erhålla en fördröjning så att en förväntad transporttid kan vara svår att hålla. _ SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang och en metod för att uppskatta hastigheten hos ett fordon med en god precision väsentligen oberoen- de av fordonets last.

Detta syfte uppnås med arrangemangen av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Hastigheten hos ett fordon uppskattas således med konventionell utrustning medelst mätning av hjulets varvtal och lagrad information avseende ett normalvärde på hjulets rullnings- sträcka per varv. Ett fordons hjul erhåller dock i kontaktytan med marken en elastisk deformation som varierar med hjulets belastning. Hjulets kontaktyta med marken trycks därvid väsentligen radiellt inåt en sträcka som är relaterad till lastens storlek.

Hjulets rullningsradie kommer således att variera med lastens storlek. Med föreliggan- de uppfirming mäter en andra givare en parameter som är relaterad till hjulets rull- ningsradie. Den andra givaren kan, exempelvis, vara en lämpligt placerad optisk givare som på lämpligt sätt direkt mäter hjulets rullningsradie dvs. avståndet mellan hjulets rotationsaxel och markytan. Beräkningsenheten mottar härvid information om hjulets aktuella rullningsradie fi-ån den andra givaren. Med kännedom om hjulets varvtal och rullningsradie kan fordonets hastighet uppskattas med en mycket god precision och väsentligen oberoende av storleken på fordonets last Beräkningsenhet är med fördel en datorenhet som innefattar mjukvara för att beräkna hastigheten med aktuell informa- tion avseende den första parametem och den andra parameter samt lagrade värden för det specifika hjulet.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda andra givare inrättad att mäta belastningen på hjulet. Det är ofia svårt att med en tillräcklig noggrannhet direkt mäta hjulets rullningsradie. Att applicera en givare som avkänner hjulets belastning är däremot betydligt enklare. Eftersom rullningsradien varierar med belastningen på hju- let kan beräkningsenheten innehålla lagrad information om hur rullningsradie ändras som fimktion av belastningen för det specifika hjulet. Därmed kan rullningsradien be- stämmas med kännedom om hjulets belastning. Med fördel är nämnda andra givare applicerad i anslutning till fjädringsorgan hos hjulet. Hjulens fiädringsorgan trycks QIO. 0 0 10 15 20 25 30 35 525 499 -fi samman en sträcka som är proportionell mot belastningen på hjulet. Genom att med den andra givaren mäta fjädramas längd kan belastningen uppskattas och därmed rull- ningsradien. Fjädringsorganen kan vara pneumatiska. Alternativt kan de vara mekanis- ka eller vara av annat slag. Många lastfordon är dock utrustade med pneumatiska fjäd- ringsorgan och i anslutning till dessa monterade lastgivare. Sådana befintliga lastgivar- na är inrättade att mäta belastningen på fiädríngsorganen med syfte att uppskatta las- tens storlek. Att utnyttja sådana redan befintliga lastgivare även för att uppskatta rull- ningsradien är fördelaktigt då det väsentligen inte tillför några extra kostnader. Många fordonet innefattar en axel som uppbär åtminstone två hjul, varvid nämnda andra giva- re är inrättad att mäta belastningen på axeln. En sådan axeln är i regel förbunden med fordonets chassi medelst fiädringsorgan. Härvid kan en eller flera andra givare mäta belastningen på axeln, varefter den uppmätta belastningen fördelas på de respektive hjulen så att hjulens rullningsradier kan bestämmas.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar hjulet ett luftfyllt däck och att arrangemangen innefattar en tredje givare som är att avkänna lufltrycket i däcket. Det är inte säkert att däcken alltid har ett önskat lufttryck. Är lufi- trycket för lågt erhåller hjulens kontaktyta med marken en stöne sammantryckning och därmed en mindre rullningsradie än om lufirtrycket är av önskad storlek. Rullnings- radien är således även beroende av lufttrycket i däcket. I de fall man uppskattar rull- ningsradien med hjälp av belastningen är det således även lämpligt att mäta lufttrycket för att man med en ytterligare säkerhet ska kunna bestämma rullningsradien med en god precision. En lufttrycksgivare kan anordnas i hjulets fälg och sända signaler till beräkningsenheten avseende aktuellt lufttryck.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är fordonet motordrivet och innefattar en drivlina, varvid nämnda första givare är inrättad att uppskatta varvtalet hos en komponent i drivlinan. Den första givaren är lämplig att anordna efter kopp- lingen i drivlinan för att mäta varvtalet hos en lämplig komponent. En sådan kompo- nent kan vara växellådans utgående axel. Med kännedom varvtalet hos nämnda axel och om utväxlingen i drivlinan mellan axeln och nämnda hjul kan hjulets varvtal be- stämmas. Med fördel innefattar arrangemanget en hastighetsmätare som är inrättad att indikera den uppskattade hastigheten. En sådan hastighetsmätare placeras lämpligen i fordonets irismnnentpanel så att föraren erhåller information om fordonets hastighet.

Eftersom hänsyn här även tas till variationer i hjulets rullningsradie erhåller föraren en mycket god uppskattning av hastigheten även då fordonet är tungt lastat. 1.0 15 20 25 30 35 i 525 409 4 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattas arrangemanget i en hastíghetsbegränsare som är inrättad att begränsa fordonets hastighet. lastfordon innefattar i många fall hastighetsbegränsare som är inrättade att förhindra att fordonet överskrider en högsta tillåten hastighet. Hastighetsbegrånsaren erhåller här från beräk- ningsenheten en mycket god uppskattning av fordonets hastighet även då det är ttmgt lastat. Hastighetsbegrärisaren kommer därvid att begränsa hastigheten även i ett maxi- malt lastat tillstånd till ettkorrekt värde. Därmed kan tungt lastade fordon under längre transporter upprätthålla en hastighet så att en förväntad transporttid kan hållas.

Uppfinningen avser även ett förfarande för att uppskatta hastigheten hos ett fordon.

Förfarande innefattar på konventionellt sätt steget att avkänna en första parameter som är relaterad till varvtalet hos nämnda hjul under drift av fordonet. Förfarandet innefat- tar även stegen att avkänna en andra parameter som är relaterad till hjulets rullningsra- die och att uppskatta fordonets hastighet med kännedom om mottagna värden avseende nämnda första parameter och nämnda andra parameter. Med kännedom om uppmätta värden avseende både hjulets varvtal och rullningsradie kan fordonets hastighet upp- skattas med en mycket god precision och väsentligen oberoende av storleken på fordo- nets last.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN l det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogad ritningar, på vilken: Fig. l visar ett schematisk ett lastfordon som innefattar ett arrangemang för att upp- skatta hastigheten enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar fordonet i Fig. l sett i en snittvy från ovan och Fig. 3 visar ett flödesschema avseende ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig. l och 2 visar ett lastfordon 1 som har ett förarutryrnme la och ett lastutrymme lb.

Lastfordonet 1 innefattar främre styrbara hjul 2, drivhjul 3 och bakre hjul 4, vilka är inrättade att vara i kontakt med en markyta 5 under drift av fordonet. Lastfordonet 1 0 00 00 0 0 0 0 000 0 0000 0 0 0 0 0000 II 10 15 20 25 30 35 5 2 5 4 Û 9 g; _ - . 'E 5 drivs av en motor 6 som medelst en drivlina överför sitt drivmoment till drivhjulen 3.

Drivlinan innefattar bl.a. en växellåda 7 med en utgående axel 8.

Lastfordonet 1 innefattar ett arrangemang för att uppskatta fordonets hastighet. Arran- gemanget innefattar en första givare 9 som är inrättad att avkänna varvtalet hos den utgående axel 8 från växellådan 7. Den första givaren 9 är förbunden med en beräk- ningsenhet 10. Den första givaren 9 är inrättad att väsentligen kontinuerligt sända sig- naler avseende axelns 8 varvtal till beräkningsenheten 10. Med lagrad information av- seende drivlinans utväxling mellan axeln 8 och drivhjulen 3 beräknar beräkningsenhe- ten 10 drivhjulens 3 varvtal. För att beräkna fordonets hastighet måste beräkningsen- heten 10 även känna till drivhjulens 3 rullningssträcka per varv. Hos konventionella arrangemang förutsetts att rullningssträckan per varv för ett hjul är konstant. Rull- ningssträckan för ett hjul är proportionell mot hjulets rullningsradie 11. Med rullnings- radie ll avses avståndet mellan hjulets rotationsaxel 12 och hjulets kontaktyta med marken 5. Fordonshjul 3 erhåller i kontaktytan med marken 5 en elastisk deformation.

Hjulen 3 kontaktyta med marken 5 trycks därvid väsentligen radiellt inåt en sträcka som är relaterad till hur hårt hjulen 3 är belastade. Hjulens 3 rullningsradie 11 kommer således att variera med fordonets last. För att uppskatta drivhjulens 3 rullningsradie 1 1 innefattar arrangemangen en andra givare 13 som är inrättad att avkänna belastningen på en lufifiäder 14 som är anordnad mellan en axel 15 som uppbär drivhjulen 3 och fordonets chassi. Den andra givaren 13 är här en befintlig lastgivare som är inrättade att avkänna höjden hos lufifjädern 14 som således är relaterad till belastningens värde.

Sådana befintliga lastgivare 13 utnyttjas bla för att bestämma fordonets last och hur lasten fördelar sig i fordonet så att fordonet ska kunna erhålla en optimal stabilitet un- der drift.

Beräkningsenheten 10 kan med information om uppmätta belastningsvärden från den andra givaren 9 och med lagrad information om hur mllningsradien ll för ett drivhjul 3 varierar som fimktion av belastningen göra en relativt god uppskattning av rullnings- radien 11 för drivhjulet 3. Emellertid påverkas mllningsradien ll även av drivhjulens 3 lufttryck. Om drivhjulen 3, exempelvis, har ett för lågt lufttryck erhålls en mindre rull- ningsradie 11 än då lufttrycket är ett korrekt värde. Arrangemanget innefattar därför här även en tredje givare 16 som är inrättad att mäta lufttrycket i åtminstone ett driv- hjul 3. Drivhjulen 3 innefattar en fälg med ett däck och den tredje givaren 16 är appli- cerad i anslutning till fälgen inuti däcket. Den tredje givaren 16 är inrättad att med lämpliga intervall sända mätsignaler till beräkningsenheten 10 avseende lufttryckets i 10 15 20 25 30 525 409 6 2 g 2 ' a. n. drivhjulet 3. Med kännedom om ett drivhjuls 3 belastning och lufitryck samt lagrade värden avseende det specifika drivhjulets 3 egenskaper kan berâkningsenheten 10 be- stämma rullningsradien ll hos drivhjulet 3 med en mycket god precision. En hastig- hetsmätare 17 är anordnad i törarhytten la fiir att visa den av arrangemanget uppskat- tade hastigheten fór en förare. Hastighetsmätaren 17 visar således den verkliga hastig- heten med en mycket god precision även då fordonet 1 är maximalt lastat. Fordonet innefattar även en hastighetsbegränsare 18 som erhåller information från beräknings- enheten 10 avseende uppskattat hastighet. Därmed kommer hastighetsbegränsaren 18 att fullgöra sin uppgift med en god precision även då lastfordonet är tungt lastat.

Fig. 3 visar ett flödesschema avseende ett förfarande för att bestämma hastigheten hos ett fordon 1. Varvtalet hos växellådans utgående axel 8 mäts inledningsvis, vid 19, medelst den första givaren 6. Beräkningsenheten 10 mottar informationen om växellå- dans utgående axels 8 varvtal och beräknar med kännedom drivlinans utväxling mellan axeln 8 och drivhjulen 3, vid 20, drivlijulens 3 varvtal. En andra givare 13 mäter, vid 21, belastningen på en lufifiäder 14 och därmed även belastningen på drivhjulen 3. En tredje givare 16, som är applicerat i ett däck hos ett drivhjul 3, mäter, vid 22, lufttryck- ct i ett drivhjul 3. Berälcningsenheten 10 mottar mätvärden fiån den andra givaren 13 avseende drivhjulets 3 belastning och mätvärden fi-ân den tredje givaren 16 avseende lufrtrycket i drivhjulet 3. Beräkningsenheten 10 med kännedom om nämnda mätvärden och lagrade uppgifter avseende drivhjulets 3 specifika egenskaper, vid 23, nrllningsra- dien för drivhjulet 3 och därmed drivhjulets rullningssträcka per varv. Beräkningsen- heten 9 beräknar därefier fordonets hastighet, vid 24, som drivhjulets varvtal multipli- cerat med drivhjulets rullningssträcka per varv. Efiersom hänsyn här tas till både driv- hj ulets 3 variation i rullningsradie och lufitrycket i drivhj ulet 3 kan fordonets hastighet uppskattas med en mycket god precision.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna uttbringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Den andra givaren kan mäta en väsentlig god- tycklig parameter som är relaterad till hjulets rullningsradie.

Claims (8)

10 15 20 25 30 525 409 7 Patentkrav

1. Arrangemang för att uppskatta hastigheten hos ett fordon som har åtminstone ett hjul (3) i kontakt med en markyta (5), varvid fordonet (1) innefattar en första givare (9) som är inrättad att avkänna en första parameter som är relaterad till varvtalet hos nämnda hjul (3) under drift av fordonet (1), och varvid arrangemangen innefattar en andra giva- re (13) som är inrättad att avkärma en andra parameter som är relaterad till hjulets rull- ningsradie (11) och en beräkningsenhet (10) som är inrättad att uppskatta fordonets hastighet med kännedom om mottagna värden avseende nämnda första parameter och nämnda andra parameter, kännetecknat av att fordonet är ett lastfordon och att anan- gemang innefattas i en hastighetsbegränsare (18) för att begränsa lastfordonets (1) hastighet.

2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att nämnda andra givare (13) är inrättad att mäta belastningen på hjulet (3).

3. Arrangemang enligt krav 2, kännetecknat av att nämnda andra givare (13) är appli- cerad i anslutning till fiädringsorgan (14) hos hjulet.

4. Arrangemang enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av nämnda andra givare (13) är en befintlig lastgivare hos fordonet.

5. Arrangemang enligt något av kraven 2 till 4, kännetecknat av att fordonet innefattar en axel (15) med åtminstone två hjul (3) och att nämnda andra givare (13) är inrättad att mäta belastningen på nämnda axel (15).

6. Arrangemang enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att hjulet (3) innefattar ett lufifyllt däck och att arrangemangen innefattar en tredje givare (16) som är inrättad att avkänna lufitrycket i nämnda däck.

7. Arrangemang enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att fordonet är motordrivet och innefattar en drivlina, varvid nämnda första givare (9) är inrättad att uppskatta varvtalet hos en komponent (8) i drivlinan. h 5 2 5 4 0 9 - 8

8. Arrangemang enligt något av de föregående kraven, kânnetecknat av att arrange- manget innefattar en hastighetsmätare (17) för att indikera den uppskattade hastigheten hos ett fordonet (1).