DE10058045A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, mit zwei getrennten Luftfederungskreisen (2, 3) für die linke und rechte Fahrzeugseite. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein handelsübliches Meßgerät (5) verwendet, das auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0-10 V konfiguriert ist. Außerdem ist je Luftfederungskreis (2, 3) ein Drucksensor (S1, S2) vorgesehen, der den erfaßten Druck in einen beispielsweise zwischen 4-20 mA liegenden Stromwert I¶1¶, I¶2¶ umwandelt. Diese beiden Stromwerte I¶1¶, I¶2¶ werden dann in einer Signalaufbereitungseinheit (7) elektrisch addiert und über einen Meßwiderstand/Shut (11) geleitet, wodurch an diesem eine proportionale, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangssignalbereiches des Meßgerätes (5) liegende Spannung U¶mes¶ abfällt. Diese Spannung U¶mes¶ wird dann dem Meßgerät (5) zugeführt, in diesem unter Berücksichtigung abgespeicherter Werte von Luftfederkennlinien und ungefederten Fahrzeugmassen in einen aktuellen Achslastwert umgerechnet. Dieser wird anschließend auf einem Display (8) zur Anzeige gebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite.

Der Erfindung liegt folgender Stand der Technik und basierend hierauf folgende Problematik zugrunde.

Bei luftgefederten Fahrzeugen ist der in den Luftfederbälgen herrschende Federungsdruck proportional zur Tragkraft. Addiert man zur Tragkraft den Wert der ungefederten Massen des Fahrzeugs, erhält man eine sehr präzise Aussage über die tatsächliche Achslast. Ein Achs­ last-Meßsystem für übliche Einkreisluftfederungssysteme ist mit geringem Aufwand mit han­ delsüblichen Industrie-Druckmeßsystemen darstellbar. Beispielsweise ist für VOLVO-Last­ kraftwagen ein solches Achslastmeßsystem als Zubehör erhältlich. Dabei kommt ein Meßsy­ stem zur Anwendung, das mit einem Sensor den aktuellen Druck im Luftfederungskreis er­ faßt, in einen proportionalen elektrischen Wert umwandelt, diesen in einen Achslastwert um­ rechnet und an einem Display in Tonnen mit einer Dezimalstelle zur Anzeige bringt.

Bei Fahrzeugen jedoch mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite, in denen zur Balancierung von unsymmetrischer Ladung zwangsläufig auch unterschiedliche Luftfederbalgdrücke auf der linken und rechten Fahrzeugseite einstellbar sind, ist das vorgenannte Einkreis-Meßsystem nicht sinnvoll einsetzbar. Dies deswegen, weil es quasi nach dem Zufallsprinzip entweder nur den höheren oder den niedrigeren Druck sensieren könnte, was einen verfälschten Anzeigewert ergeben würde.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemä­ ßen Art zu schaffen, das bzw. die mit einfachen Mitteln eine Erfassung der beidseitigen Luftfederungsdrücke und Umsetzung dieser Meßwerte in eine Achslastanzeige ermöglicht.

Diese Aufgabe ist einerseits durch ein Verfahren gelöst, das sich - wie in Anspruch 1 ange­ geben - erfindungsgemäß dadurch kennzeichnet, daß nach Aktivierung eines Meßgerätes, das auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0-10 V konfiguriert ist, der Druck in jedem der beiden Luftfederungskreise mittels je eines Drucksensors erfaßt und in einen beispielsweise zwischen 4-20 mA liegenden elektrischen Stromwert I₁, I₂ umgesetzt wird, dann die beiden erfaßten Stromwerte I₁, I₂ elektrisch addiert und als addierter Strom­ wert I_ges über einen Meßwiderstand/Shunt geleitet werden, wodurch an diesem eine propor­ tionale, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangssignalbereichs des Meßgerätes liegende Spannung U_mes abfällt, die dem Meßgerät zugeführt, dann in diesem unter Berücksichtigung abgespeicherter Werte der Luftfederkennlinien und ungefederten Fahrzeug-Massen in den aktuellen Achslastwert umgerechnet wird, der anschließend auf einem Display zur Anzeige gebracht wird.

Andererseits ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß auch durch eine Vorrichtung gelöst, die sich - wie in Anspruch 2 angegeben - dadurch kennzeichnet,

• - daß ein Meßgerät vorgesehen ist, das mittels eines Schalters ein- und ausschaltbar ist, auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0-10 V konfiguriert ist und in dem die Werte der Luftfederkennlinien sowie der ungefederten Massen des Fahrzeugs abgespeichert sind,
• - daß je Luftfederungskreis ein in diesem den herrschenden Druck erfassender und in einem beispielsweise zwischen 4-20 mA liegenden elektrischen Stromwert I₁, I₂ umwan­ delnder Drucksensor vorgesehen ist,
• - daß ein Meßwiderstand/Shunt vorgesehen ist, dem die von den beiden Sensoren abge­ gebenen Stromwerte I₁, I₂ als addierter Stromwert I_ges zugeführt werden und der einen diesem addierten Stromwert proportionalen, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangs­ signalbereiches des Meßgerätes liegenden Spannungsabfall U_mes bewirkt,
• - daß das Meßgerät einen Rechner aufweist, mit dem der am Meßwiderstand/Shunt ab­ fallende Spannungswert U_mes unter Berücksichtigung der abgespeicherten Werte der Luftfederkennlinien und der ungefederten Fahrzeugmassen in einen Achslastwert umre­ chenbar ist,
• - und daß ein Display vorgesehen ist, das den errechneten Achslastwert zur Anzeige bringt.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen einfachen schaltungsmäßigen Auf­ bau aus und läßt sich auch vergleichsweise kostengünstig realisieren. Es kann ein handels­ übliches Meßgerät verwendet werden, weil die Aufbereitung der beiden je Fahrzeugseite erfaßten Meßwerte extern desselben erfolgt, durch Addition der diesbezüglichen Stromwerte und anschließendes Erzeugen eines proportionalen Spannungsabfalls am eigenständigen Meßwiderstand/Shunt mittels des addierten Stromwertes. Der hieraus erhaltene Span­ nungswert wird im Meßgerät in einen entsprechenden Achslastwert umgesetzt, der dann als konkrete Achslast in Tonnen, z. B. digital mit wenigstens einer Dezimalstelle, am Display zur Anzeige gebracht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben. Da deren Merkmale sich auch in der folgen­ den Figurenbeschreibung finden, ist hier auf deren wörtliche Zitierung verzichtet.

Nachfolgend sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Durchführung des Verfahrens ermöglicht, anhand der Zeichnung noch näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch Teile der beiden einer Achse zugehörigen Luftfederungskreise eines Fahrzeuges und der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 den elektrischen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 3 den elektrischen Schaltplan der Ausführungsform gemäß Fig. 2 um verschiedene Schaltvorrichtungen ergänzt.

In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile bzw. Teil derselben mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Erfindung kann bei jeder Art von Fahrzeug, insbesondere aber Lastkraftwagen, zur An­ wendung kommen, bei dem die Gefahr einer Überladung oder einer zu starken Achsbela­ stung durch Überladung besteht.

Das betreffende Fahrzeug verfügt grundsätzlich über wenigstens eine luftgefederte Achse, die in Fig. 1 durch die strich-punktierte Linie 1 angedeutet ist, und zwei getrennte Luftfede­ rungskreise 2, 3 für die linke und rechte Fahrzeugseite. Am linksseitigen Luftfederungs­ kreis 2 sind die beiden Luftfederbälge 2/1, 2/2 für die linksseitige Federung der Achse 1 an­ geschlossen und am rechtsseitigen Luftfederungskreis 3 sind die beiden Luftfederbälge 3/1, 3/2 für die rechtsseitige Federung der Achse 1 angeschlossen. Mit 4 ist ein Regler bezeich­ net.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Meßgerät 5, das mittels eines Schalters 6 ein- und ausschaltbar ist, zwei Drucksensoren S1, S2, einer eigen­ ständigen Signalaufbereitungseinheit 7 und einem Display 8. Die Drucksensoren S1, S2 sind jeweils über einen Druck-Meßpfad 2/3 bzw. 3/3 mit integrierter Drosselstelle 2/4 bzw. 3/4 am linken bzw. rechten Luftfederungskreis 2 bzw. 3 angeschlossen und wandeln den jeweils erfaßten Luftdruck in einen elektrischen Stromwert I₁ bzw. I₂ um, der z. B. zwischen 4 und 20 mA liegt. Diese beiden Stromwerte I₁, I₂ werden getrennt voneinander über je eine Signallei­ tung 9, 10 der Signalaufbereitungseinheit 7 zugeführt und dann innerhalb derselben elek­ trisch addiert. Der addierte Stromwert I_ges wird anschließend über einen ebenfalls ein Teil der Signalaufbereitungseinheit 7 bildenden Meßwiderstand/Shunt 11 geleitet. Schaltungsmäßig gesehen bildet der Meßwiderstand/Shunt 11 mit dem Innenwiderstand R_i des Meßgerätes 5 einen Spannungsteiler, wobei der Innenwiderstand R_i des Meßgerätes 5 wesentlich größer ist als der Widerstand R_mes des Meßwiderstandes/Shunt 11. Am Meßwiderstand/Shunt 11 bewirkt der addierte Stromwert I_ges einen Spannungsabfall U_mes von beispielsweise 2 bis 10 V, der dem Meßgerät 5 über Leitung 12 zugeführt wird und zwischen dessen Anschluß­ pins e und f anliegt. Die Anschlußpins a und b des Meßgerätes 5 dienen zu dessen Strom­ versorgung aus dem 24 V-DC-Bordnetz des Fahrzeugs.

Das Display 8 kann als eigenständiges Bauteil vorgesehen sein, bildet vorzugsweise aber ebenso wie der Schalter 6 mit dem Meßgerät 5 eine bauliche Einheit. Dabei kann es sich beispielsweise um das handelsübliche Meßgerät G/A 10 der Firma Wika, Alexander Wie­ gand GmbH & Co., D-63911 Klingenberg am Main, handeln.

Das Meßgerät 5 mit Schalter 6 und 4-stelligem Digital-Display 8 ist an einer vom Fahrer des Fahrzeugs gut einsehbaren Stelle, insbesondere am Armaturenbrett, angeordnet. Auf dem Display 8 ist der vom Meßgerät 5 errechnete Achslastwert zur Anzeige bringbar.

Das Meßgerät 5 ist auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0 bis 10 V konfiguriert. Außerdem sind in dem Meßgerät 5 die Werte der Luftfederkennlinien der beiden Luftfederungskreise 2, 3 und der ungefederten Massen des Fahrzeugs abgespeichert. Das Meßgerät 5 besitzt einen Rechner, mit dem der am Meßwiderstand/Shunt 11 abfallende Spannungswert U_mes unter Berücksichtigung der vorgenannten abgespeicherten Werte in einen Achslastwert umrechenbar ist, der dann am Display 8 zur Anzeige bringbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen und Anzeigen der Achslast (im Beispiel der Achse 1) wie folgt durchzuführen.

Sobald das Meßgerät 5 aktiviert ist - durch Betätigung des Schalters 6 -, wird der in jedem der beiden Luftfederungskreise 2, 3 mittels der beiden Drucksensoren S1, S2 erfaßte Druck in einen z. B. zwischen 4-20 mA liegenden elektrischen Stromwert I₁ bzw. I₂ umgewandelt. Diese beiden Stromwerte I₁, I₂ werden dann in der Signalaufbereitungseinheit 7 elektrisch addiert und als in einem Bereich von beispielsweise zwischen 8 und 40 mA liegender Ge­ samtstrom I_ges über den Meßwiderstand/Shunt 11 geleitet, wodurch an diesem eine propor­ tionale, innerhalb der Grenzen des Norm-Eingangssignalbereiches des Meßgerätes 5 von beispielsweise 0-10 V liegende Spannung U_mes abfällt. Diese Spannung U_mes wird dem Meß­ gerät 5 zugeführt und in diesem unter Berücksichtigung der abgespeicherten Werte der Luftfederkennlinien und ungefederten Fahrzeug-Massen in einen aktuellen Achslastwert um­ gerechnet. Dieser wird anschließend auf dem Display 8 in Tonnen zur Anzeige gebracht, im dargestellten Beispiel digital mit zwei oder drei Dezimalstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich, weil das verwendete Meßgerät 5 über zwei Signalausgänge (Output 1, Pin c und Output 2, Pin d) verfügt, auch hervorragend dazu, zwei unterschiedliche Schaltbefehle im Fahrzeug zu initiieren. Hierzu sind im Meßgerät 5 bei­ spielsweise zwei verschiedene Achslastwerte abgespeichert, die mit dem errechneten aktu­ ellen Achslastwert verglichen werden. Bei Übereinstimmung des jeweiligen abgespeicherten Achslastwertes mit dem errechneten Achslastwert wird vom Meßgerät 5 ein Schaltsignal erzeugt und zum Output 1 (Pin c) oder Output 2 (Pin d) geleitet, mit welchen Schaltsignal ein angeschlossener Schaltkreis 13 bzw. 14 aktivierbar oder unterbrechbar ist, um eine Maß­ nahme, z. B. einen Arbeitsvorgang wie Heben, Senken, Pressen oder dergleichen, durchzu­ führen oder zu beenden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, insbe­ sondere Lastkraftwagen, mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aktivierung eines Meßgerä­ tes (5), das auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0-10 V konfigu­ riert ist, der Druck in jedem der beiden Luftfederungskreise (2, 3) mittels je eines Druck­ sensors (S1, S2) erfaßt und in einen beispielsweise zwischen 4-20 mA liegenden elektri­ schen Stromwert I₁, I₂ umgesetzt wird, dann die beiden erfaßten Stromwerte I₁, I₂ elek­ trisch addiert und der addierte Stromwert I_ges über einen Meßwiderstand/Shunt (11) ge­ leitet werden, wodurch an diesem eine proportionale, innerhalb der Grenzen des Norm- Eingangssignalbereichs des Meßgerätes (5) liegende Spannung U_mes abfällt, die dem Meßgerät (5) zugeführt, dann in diesem unter Berücksichtigung abgespeicherter Werte der Luftfederkennlinien und ungefederten Fahrzeug-Massen in den aktuellen Achslast­ wert umgerechnet wird, der anschließend auf einem Display (8) zur Anzeige gebracht wird.

2. Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Achslast in luftgefederten Fahrzeugen, ins­ besondere Lastkraftwagen, mit zwei getrennten Luftfederungskreisen für die linke und rechte Fahrzeugseite, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Meßgerät (5) vorgesehen ist, das mittels eines Schalters (6) ein- und ausschalt­ bar ist, auf einen Norm-Eingangssignalbereich von beispielsweise 0-10 V konfiguriert ist und in dem die Werte der Luftfederkennlinien sowie der ungefederten Massen des Fahr­ zeugs abgespeichert sind,
• - daß je Luftfederungskreis (2, 3) ein in diesem den herrschenden Druck erfassender und in einem beispielsweise zwischen 4-20 mA liegenden elektrischen Stromwert I₁, I₂ um­ wandelnder Drucksensor (S1, S2) vorgesehen ist,
• - daß ein Meßwiderstand/Shunt (11) vorgesehen ist, dem die von den beiden Senso­ ren (S1, S2) abgegebenen Stromwerte I₁, I₂ als addierter Stromwert I_ges zugeführt wer­ den und der einen diesem addierten Stromwert I_ges proportionalen, innerhalb der Gren­ zen des Norm-Eingangssignalbereiches des Meßgerätes (5) liegenden Spannungsab­ fall U_mes bewirkt,
• - daß das Meßgerät (5) einen Rechner aufweist, mit dem der am Meßwider­ stand/Shunt (11) abfallende Spannungswert U_mes unter Berücksichtigung der abgespei­ cherten Werte der Luftfederkennlinien und der ungefederten Fahrzeugmassen in einen Achslastwert umrechenbar ist,
• - und daß ein Display vorgesehen ist, das den errechneten Achslastwert zur Anzeige bringt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwider­ stand/Shunt (11) Bestandteil einer dem Meßgerät (5) vorgeordneten Signalaufberei­ tungseinheit (7) ist, in der die von den beiden Drucksensoren (S1, S2) gelieferten Stromwerte I₁, I₂ elektrisch addierbar und anschließend als addierter Stromwert I_ges über den Meßwiderstand/Shunt (11) leitbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwider­ stand/Shunt (11) in Verbindung mit dem Innenwiderstand R_i des Meßgerätes (5) schal­ tungsmäßig einen Spannungsteiler bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Display (8) und der Schalter (6) mit dem Meßgerät (5) eine bauliche Einheit bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (5) mit Dis­ play (8) und dem Schalter (6) an einer vom Fahrer des Fahrzeugs gut einsehbaren Stel­ le, insbesondere am Armaturenbrett, angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßgerät (5) zwei ver­ schiedene Achslastwerte abgespeichert sind, die mit der erfaßten und in einen elektri­ schen Meßwert umgesetzten aktuellen Achslast-Istwert verglichen werden, und daß bei Übereinstimmung eines jeden abgespeicherten Achslastwertes mit dem aktuellen Achs­ last-Istwert jeweils ein Schaltsignal erzeugbar ist, mit dem ein von zwei verschiedenen Signalausgängen (Output 1, Output 2) des Meßgerätes (5) angeschlossener Schalt­ kreis (13, 14) aktivierbar oder unterbrechbar ist, um eine Maßnahme, einen Arbeitsvor­ gang oder dergleichen durchzuführen oder zu beendigen.