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用于获知机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法与流程

2021-11-27 02:54:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于借助位移测量装置、电子的控制单元和存储在控制单元中的算法来获知机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法。


背景技术:

2.对车辆上的车桥负荷,即加载在车桥上的由自身重量和载重重量之和所得的重力的获知被用于显示和监控车辆的装载状态。由此避免了危及安全的超载以及车辆上不利的重量分配。在商用车辆中已经强制或在将来也要装入超载显示器。因此,在未来,应当以100kg或更高的分辨率并且在车辆装载了超过允许总重量的90%时以至少为
±
5%的准确性来检测车辆的总重量。此外,最迟在车辆启动后的15分钟应当提供第一个重量值,并且然后应每10分钟或更短时间内重新计算。因此,在停车不动的外部的车桥负荷秤上对车辆进行称重在未来将不足以满足相关的法律要求。因此,存在越来越需要简单且廉价的在车辆上的(即装入在车辆中的)重量检测系统的需求。
3.所谓的车载称重系统是已知的,例如air weigh
tm
系统,它可以装入并且运行在具有钢制悬架、空气悬架或混合型悬架的车辆中。这里的缺点是,这种设备是相对昂贵的分开的装入系统,商用车辆虽然可以配备这些装入系统,但它们仍然仅被构造成用于获知车桥负荷,并且尤其是不能够被整合到电子的水平调节装置中。于是需要两个分开的系统来进行水平调节和车桥负荷获知。
4.所公知的在车辆中的用于水平调节的电子调节的空气悬架设施是ecas系统(electronically controlled air suspension(电子控制空气悬架)),该ecas系统在wabco gmbh(威伯科有限责任公司)的公司出版物“ecas im motorwagen(机动车中的ecas)”,2007年,第2版中所述并且长期以来被用于诸如载重车辆、公共汽车和挂车等商用车辆或用于乘用车辆中。这种用于水平调节的电子调节的空气悬架设施基本上由多个能调整的被构造为波纹管的空气弹簧元件、能够被整合到数据总线系统(can)中的电子的控制单元、用于对为确定车辆水平的位移参量进行检测的位移测量装置、用于操纵空气弹簧元件的控制阀装置和针对用户的操作单元构成。
5.电子调节的水平调节部能够实现的是,使得车辆水平,即车身与车桥之间的距离进而是车身在车道上方的高度在特定状况下有针对性地升高、降低或保持在相同的水平。例如,因此,可以使离地间隙与地面相匹配,改善空气动力学或优化油耗。在商用车辆中使用水平调节装置,以便在不同载荷重量的情况下保持恒定的水平来便于装卸。此外,在空气悬挂的商用车辆中,通过对波纹管放气同时对为此设置的提升囊充气往往能够将一个或多个辅助车桥从行驶位置抬离地面,以便将载荷重量以可变的负荷比分配到若干车桥上,以减少轮胎磨损以及油耗,并改善车辆的行驶特性和机动性。
6.所公知的ecas系统已经具有扩展功能,或者至少能够实现的是,除了对车身的水平调节之外还获知车桥上的车桥负荷。由尚未在先公开的de 10 2017 011 753 a1公知有一种用于在车辆侧利用ecas系统获知机械和/或气动/液压悬挂的车辆上的车桥负荷的方
法。在该公知的方法中,机械悬挂的车桥上的车桥负荷借助位移测量装置来获知。气动/液压悬挂的车桥上的车桥负荷借助压力测量装置来获知。
7.de 10 2017 009 146 a1描述了一种用于确定具有空气悬架系统的车辆的空气悬挂的车桥上的车桥负荷的方法,其中,对空气弹簧元件的压力、膨胀和运动方向进行测量并评估。在此考虑到压力与车桥负荷之间的关系具有滞后,这是因为这种关系依赖于在进行车桥负荷确定之前的空气弹簧元件的运动方向而变化,也就是空气弹簧元件在进行车桥负荷确定之前是立即被吹胀并膨胀还是被排空并收缩。当空气弹簧元件的伸缩囊橡胶展开并折叠起来时,由于摩擦效应会出现滞后,并且使得在相同的底盘高度上空气弹簧元件在底盘先升起时会比当车辆先下降时施加更大的力。根据运动方向,空气悬架系统的控制单元使用两种不同的具有负荷

压力

膨胀

关系的三维综合特征曲线,以便实现车桥负荷确定,但是其中,必须在每次车桥负荷确定之前立即确定空气弹簧元件的先前的运动方向。
8.在机械悬挂的车桥上,通常使用位移测量装置(通常被称为高度传感器)来确定车桥负荷。车桥负荷获知在此基于测量弹簧元件的弹簧位移,通过弹簧元件使得车桥或各个车轮悬挂式与车身耦接。位移传感器在此通常在车身上位于要测量其车桥负荷的那个车桥附近。在经常使用的传感器类型中,位移传感器经由杆与相关的车桥连接,其中,借助被构造为转动角度传感器的位移传感器检测杆的转动运动,并且能够由此推断出车桥负荷。这种用于测量车辆上的车桥负荷的测量装置例如在de 10 2016 004 721 a1中所述。
9.然而,在形式为板簧的钢制悬架的情况下,高度变化与加载的载荷之比由于摩擦效应不是简单的关系,而是滞后函数。此外,经验表明,在对车辆进行装卸时,在机械弹簧元件中经常出现张力,在车辆停车时该张力不易释放,并且由此可能导致车桥负荷显示不正确。因此,利用单次水平测量,以良好的准确性只能够识别车辆的超载情况。然而,当车辆仅装载较少时,在整个载荷范围内、尤其是在低载荷范围内的车桥负荷显示相对不准确,以及在装载或卸载后立即进行的车桥负荷显示相对不准确。未来的要求的是,以100kg或更高的分辨率并且在装载了超过允许总重量的90%时以至少为
±
5%的准确性检测车辆的总重量,因此,在借助位移传感器确定这种机械悬挂的车桥上的车桥负荷时需要进行改进。


技术实现要素:

10.在此背景下,本发明的任务是,提出一种用于对机械悬挂的车辆上的车桥负荷进行确定的方法,该方法不具有关于车桥负荷获知的准确性和可靠性方面所描述的缺点。优选地,该方法应适用于商用车辆的水平调节装置的控制器。
11.该任务的解决方案由独立权利要求的特征得出,而本发明的有利的设计方案和改进方案可在从属权利要求中得知。
12.本发明基于以下认知,即,用于对车辆的液压或气动悬挂的车桥上的车桥负荷进行获知的系统能够以相对较少的数据检测和数据处理工作量来调整,使得也能够在机械悬挂的车桥上执行准确以及更可靠的车桥负荷测量。此外,能够进一步改进现有的用于水平调节并用于测量在混合型悬挂的车辆上的车桥负荷的系统,并适应未来的需求。
13.因此,本发明基于一种用于借助位移测量装置、电子的控制单元和存储在控制单元中的算法来获知在机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法。
14.为了解决所提出的任务,本发明设置的是,事先在机械悬挂的车桥上执行测试程
序,其中,对布置在车桥上的位移测量装置的水平信号进行检测并评估。为此,在车辆装载过程中,由多个测量值获知装载曲线,该装载曲线说明了利用位移测量装置测得的水平或与水平相关的其他测量参量与递增的车桥负荷的相关性。此外,在车辆卸载过程中,由多个测量值获知卸载曲线,该卸载曲线说明了利用位移测量装置测得的水平或与水平相关的其他测量参量与递减的车桥负荷的相关性。从装载曲线和卸载曲线计算出平均的负荷

位移特性曲线,该平均的负荷

位移特性曲线的值存储在控制单元的非易失性存储器中。在车辆每次起动后,在超过预定的行驶速度下边界后,执行在行驶期间循环地重复的车桥负荷获知程序,其中,分别在预定的时间段期间利用平均的负荷

位移特性曲线连续获知车桥负荷值。由在该时间段期间获知的车桥负荷值计算出算术的车桥负荷平均值,并且将该车桥负荷平均值作为当前的车桥负荷值显示。该车桥负荷值一直保持有效直到被新的车桥负荷值覆盖。
15.车桥负荷被理解为到在车桥上加负荷的由自身重量和载重重量之和得到的重量。车辆的总重量由所有车桥的车桥负荷之和得到。
16.所使用的术语机械悬架通常被理解为例如形式为板簧的钢制悬架。原则上,机械悬架系统可以使用其他材料、例如其他合金或复合材料制成的材料代替钢制弹簧。当这里提到钢制悬挂的车桥时,这并不意味着将本发明限制为由这种材料制成的机械弹簧。当提到空气悬挂的车桥时,相应也可以转移到液压悬挂的车桥。气动/液压悬架被理解为要么是能够基于空气弹簧的(气动)悬架,要么是能够基于液体弹簧(液压)的悬架。
17.水平或车辆水平或高度在此被理解为车辆的车身与车桥之间的距离。
18.位移测量装置应理解为用于测量车桥上的水平的布置结构,该布置结构具有至少一个位移传感器。术语位移测量装置、位移传感器和高度传感器作为同义词使用。
19.负荷

位移特性曲线被理解为由位移测量装置测得的水平或与水平相关的其他测量参量与车桥负荷之间的关系。例如,通过负荷

位移特性曲线可以呈现出水平与车桥负荷之间的关系,或者弹簧元件的弹簧位移与车桥负荷之间的关系,或者位移传感器的偏移量与车桥负荷之间的关系。
20.如前已述,术语“ecas”是电子调节空气悬架装置(electronically controlled air suspension(电子控制空气悬架))的缩写。
21.通过根据本发明的方法,借助位移传感器实现了对机械悬挂的车桥上的车桥负荷的精确且可靠的获知。因此,在车辆装载和卸载期间,首先获知车桥上的负荷

位移示意图的测量值。例如,这可以借助车桥负荷秤来进行。为此,车桥负荷逐渐提高,直至达到针对该车桥的最大允许的车桥负荷。在此,利用位移传感器测量弹动压缩量。根据测量值获知装载曲线。随后再次减少车桥负荷,并测量弹动回复量,直到车辆完全卸载。根据这些测量值获知卸载曲线。由于车桥的弹簧元件中的由摩擦所造成的在载荷变化时反向作用于弹簧元件的弹动压缩或弹动回复的阻力,得到了在两个曲线中的每个曲线内的所测得的车桥负荷与实际的车桥负荷之间的差。因此,装载曲线和卸载曲线描述了车桥的负荷

位移示意图中的滞后。根据本发明,控制单元中的算法从这两个曲线计算出平均的负荷

位移特性曲线。在该理想化的负荷

位移特性曲线中,滞后在数学上被消除。然后,该平均的负荷

位移特性曲线被车桥负荷获知程序使用。
22.然而,当假设车桥的钢制悬架的在车辆停车时紧合的各个弹簧元件中出现张力
时,在车辆停车时在载荷变化后借助事先记录的负荷

位移特性曲线进行的每次轴载车桥负荷获知还是可能存在相对不准确的情况。由此,高度传感器测量的弹动压缩高度与实际的车桥负荷不相符,并使车桥负荷显示不正确。
23.根据本发明,该测量不可靠性借助车桥负荷获知程序来去除。一旦车辆行驶并超过行驶速度下边界,算法将开始进行计算。在超过速度边界时,假设弹簧元件中的张力被释放或已经被释放。在行驶期间,随着高度传感器的每次测量将根据具有平均的负荷

位移特性曲线的水平信号的当前值得到相对精确的车桥负荷值。
24.准确性通过如下方式进一步提高,即,在行驶一段时间,例如行驶超过10分钟后,由连续计算出的车桥负荷值形成算术平均值。该平均值以非常高的准确性说明了实际的车桥负荷。现在可以重复执行该循环。在该时间期间,当前的车桥负荷值被保留,并在下一次循环后被新的车桥负荷值覆盖。以该方式,使得在车辆行驶期间始终可以提供非常精确的当前的车桥负荷值。
25.根据上述方法的另一改进方案,可以设置的是,在计算平均车桥负荷值时不考虑在转弯持续期间或在导致车身的其他横向加速度的行驶动作时获知的车桥负荷值。
26.为了可靠地识别车辆的导致转弯或车身的其他横向加速度的行驶动作可以设置的是,借助横向加速度传感器连续检测横向加速度信号并进行评估,其中,当横向加速度信号的幅值超过能预定的横向加速度边界值时,推断出车辆的转弯或等效的行驶动作。还可以借助比较一个或多个车桥的车轮的转速的随时间的变化来获知相关值,该相关值能够推断出车辆的转弯或以其他方式造成的横向加速度。
27.根据该方法的另一改进方案可以设置的是,当识别到超过预定的车桥负荷变化边界值的车桥负荷变化时,在车辆停车时重新启动车桥负荷获知程序。相应地,算法可以设定成:一旦车辆停车并且识别到明显的载荷变化,例如超过10%,就重新启动车桥负荷获知程序。由此,即使在车辆停车时也提供了当前的车桥负荷值,其准确性至少足以可靠地识别到车辆的超载。
28.根据本发明的实施方式可以设置的是,通过用户借助输入和显示器件手动执行用于计算平均的负荷

位移特性曲线的测试程序,以及在显示了请求后以能预定的时间间隔和/或与运行小时相关的间隔进行重复。
29.当测试程序以特定的时间间隔重复以及附加地按需要执行时,则是有利的。由此,负荷

位移特性曲线可以匹配于由于弹簧元件老化或悬架修复后引起的滞后的变化。由此,可以提高获知的车桥负荷值的准确性和可靠性。至少在每次更换机械悬架的部件后应执行测试程序。由此确保了系统处于完美的运行准备状态。
30.根据本发明的另一改进方案可以设置的是,针对车辆的每个机械悬挂的车桥单独地执行用于获知平均的负荷

位移特性曲线的测试程序。因此,车桥负荷获知程序可以针对每个机械悬挂的车桥提供单独的负荷

位移特性曲线。由此,可以进一步提高所获知的车桥负荷值的准确性。然而,原则上也可能的是,当针对每个车桥安装了结构相同的用于悬架的部件时,则将唯一的负荷

位移特性曲线用于所有机械悬挂的车桥,但准确性略有损失。
31.根据本发明的另一实施方式可以设置的是,针对车辆的配备有产生水平信号的位移测量装置的每个机械悬挂的车桥单独地执行用于获知车桥负荷的车桥负荷获知程序。因此有利的是,在每个机械悬挂的车桥上执行该方法并单独显示车桥负荷。由此可以确保每
个车桥上都遵守允许的车桥负荷。驾驶员可以识别例如由于负载固定不充分而出现在行驶期间的负载移位,并在必要时对此做出反应。由此进一步提高了运行安全性。
32.本发明还涉及车辆的电子调节的水平调节装置的应用,该水平调节装置被构建成用于对气动/液压悬挂的车桥进行水平调节,以及用于获知机械悬挂的车桥上的车桥负荷,并用于获知气动/液压悬挂的车桥上的车桥负荷,以及能借助存储在车辆的水平调节装置的电子的控制单元中的算法来运行用于执行根据方法权利要求中至少一项的方法。此外,本发明还涉及一种车辆,例如商用车辆或乘用车辆,其具有这种水平调节装置,该车辆能有选择地或累积地运行用于执行根据方法权利要求中至少一项的方法。
33.因此,根据本发明的方法可以有利地整合到系统中,例如ecas中,以用于获知机械和气动/液压混合悬挂的车辆上的车桥负荷。在此,借助存储在车辆的电子调节的水平调节装置的电子的控制单元中的算法来获知车桥负荷。为此,被设置用于水平调节的控制和传感器件以如下方式安装在车辆中和/或进行功能扩展,即,除了水平调节之外,还提供用于获知机械悬挂的车桥上的车桥负荷以及用于获知气动/液压悬挂的车桥上的车桥负荷的功能。在该系统中,借助位移测量装置获知机械悬挂的车桥上的车桥负荷,并且借助压力测量装置获知气动/液压悬挂的车桥上的车桥负荷。
34.为了避免出现故障,在具有混合型悬架的车辆中进行车桥负荷获知时可以进行可信度检查,以便区分机械悬挂的车桥和气动悬挂的车桥。为此,例如可以在现有的空气悬挂的车桥上验证是否存在波纹管、压力传感器和与它们相配属的阀装置。
35.最后提到的是,根据本发明的方法除了获知机械悬挂的车桥上的车桥负荷之外,原则上也可以在空气悬挂的车桥上执行车桥负荷获知,从而无论悬架的类型如何,都可以持久更新、精确地为所有车桥提供有关车桥负荷的信息。为此,凭借已经描述的用于获知位移传感器的平均的负荷

位移的特性曲线的测试程序可以产生压力传感器的平均的负载

压力特性曲线并保存其值。在空气悬挂的车桥的这种负荷

压力

特性曲线中可以考虑到空气弹簧元件中的滞后。例如,可以凭借由de 10 2004 010 559 a1已知的用于获知空气悬挂的车辆的车桥负荷特性曲线的程序来进行合适的测试程序。用于获知空气悬挂的车桥上的车桥负荷的合适的车桥负荷获知程序可以类似于上面已经描述的根据本发明的车桥负荷获知程序来进行。
附图说明
36.下面参照附图中所示的实施例更详细地解释本发明。其中:
37.图1示出示意性简化的水平调节装置,其被构造成用于在配备有机械和气动悬挂的车桥的车辆上进行水平调节和车桥负荷获知;
38.图2a示出在机械悬挂的车桥上的根据图1的位移传感器的具有滞后的负荷

位移

示意图;
39.图2b示出根据图1的位移传感器的负荷

位移示意图的另一图示,其具有平均的负荷

位移特性曲线;
40.图3a示出根据本发明的用于获知在根据图1的混合型悬挂的车辆的钢制悬挂的车桥上的车桥负荷的方法的流程图;
41.图3b示出根据图3a的方法的第一子程序;并且
42.图3c示出根据图3a的方法的第二子程序。
具体实施方式
43.图1中简化所示的车辆的水平调节装置1、例如载重车辆的ecas系统具有两个能调整的、被构造为波纹管的空气弹簧元件3a、3b,其用于未示出的车身以弹动方式相对于空气悬挂的第一车桥2进行支撑。而机械悬挂的第二车桥4经由两个钢制弹簧元件5a、5b相对于车身进行支撑。钢制弹簧元件5a、5b在图1中仅象征性地作为螺旋压缩弹簧指明。这些可以是螺旋压缩弹簧或者是板簧或由多个单个弹簧组成的弹簧组件。因此,机械悬架可以是螺旋压缩弹簧悬架或板簧悬架。车桥2、4可以与其悬架无关地分别构造为前桥或后桥。根据图1的载重车辆仅作为示例车辆来理解。所述的车桥2、4也可以布置在挂车或半挂车上。
44.给气动/液压悬挂的、在此是空气悬挂的车桥2配属有第一位移测量装置6、压力测量装置7以及被构造为阀回路的控制阀装置8,第一位移测量装置具有至少一个用于检测位移参量以用于进行水平确定的第一位移传感器6a,压力测量装置具有至少一个用于检测压力值以用于获知该车桥2上的车桥负荷的压力传感器7a,控制阀装置针对每个空气弹簧元件3a、3b具有被构造为电磁阀的控制阀8a、8b。控制阀装置8以能气动切换的方式与空气弹簧元件3a、3b连接并且具有未详细示出的压缩空气接口。给机械悬挂的、在当前是钢制悬挂的车桥4配属有第二位移测量装置9,该第二位移测量装置具有至少一个用于获知该车桥4上的车桥负荷的第二位移传感器9a。
45.此外布置有电子的控制单元10,该电子的控制单元被用于评估位移测量值和压力测量值以及用于控制空气弹簧元件3a、3b来设定车身与空气悬挂的车桥2之间的水平。电子的控制单元10具有电接口10a,其被构造成用于接收和传输传感器的测量信号。此外,电子的控制单元10具有非易失性存储器10b,在其中可以存储多个特性曲线的值。此外,用于各自的用户的操作单元11与控制单元10在信号技术方面联接。用户可以在操作单元11上进行各种设定以及执行程序和校准。阀回路8和两个位移测量装置6、9以及压力测量装置7也与控制单元10在信号技术方面连接。控制单元10具有can控制器,控制单元10经由can控制器与can总线12联接。can控制器控制中断请求并调节数据传输。车辆中的can总线的结构以及各种总线参与者与can总线的接驳方式对于本领域技术人员是已知的。
46.第一和第二位移传感器6a、9a在车身上分别紧固在其所配属的车桥2、4附近,并且分别经由未示出的杆系统与车桥2、4连接。位移传感器6a、9a分别具有未示出的转动角度传感器,转动角度传感器检测所述杆系统的各自的角度位置。杆系统的转动运动可以在位移传感器6a、9a内部转变成线性运动,例如以衔铁沉入到线圈中的方式,其中,在将铁磁性的衔铁沉入到固定不动的线圈中的运动中,在电流与电压之间产生了与位移相关的相移,其提供了被控制单元10接收的输出信号。可以从该信号确定各自的车桥2、4与车身之间的距离的实际水平。实际水平的值可以在空气悬挂的车桥2上用于水平调节。对此替选地,可以在两个车桥2、4上布置有基于其他测量原理的位移传感器,以检测实际水平。
47.具有这种系统的空气悬架的水平调节本身是已知的。通常,用于水平调节的位移传感器以特定的时间间隔(例如每0.1秒)检测车桥与车身之间的距离。所获知的测量值是调节回路的实际值,并被传送给控制单元10。在控制单元10中,将该实际值与存储在控制单元10中的目标值进行比较。在实际值与目标值之间存在不允许的差的情况下,控制单元10
将调节信号转发给电磁阀。电磁阀依赖于该控制信号地驱控波纹管并且使其充气或放气。通过波纹管中压力的变化也改变了车桥与车身之间的距离。该距离由所属的位移传感器重新测量,并循环从头开始。
48.具有这种系统的空气悬架的水平调节本身与本发明无关,因此不需要进一步详细描述。在开头所述的尚未公开的de 10 2017 011 753 a1中已经描述了用于获知在根据图1的混合型悬挂的车辆上的车桥负荷的方法。因此,以下的实施方案仅限于根据本发明的用于获知在机械悬挂的车辆车桥4上的车桥负荷的方法的顺序。
49.因此,在机械悬挂的车桥4上,利用位移传感器9a检测到的实际水平的值被用于车桥负荷获知。机械悬挂的车桥4上的车桥负荷获知在此原则上利用了简单的关系,即,根据弹簧元件5a、5b的弹簧常数和测得的弹动压缩量获知位于车桥4上的重力。然而,这种机械悬架会受到滞后的影响,这将在下面解释。
50.图2a示例性地示出了机械悬挂的车桥4的钢制悬架的这种滞后f_h。该示意图关于所属的位移传感器9a的杆的杆偏移量α地示出加载在车桥4上的车桥负荷f_g。杆偏移量α在车辆空载时最大,并且随着弹动压缩量增加而减小,弹动压缩量增加相当于车桥负荷f_g增加。滞后f_h由装载曲线f_i和卸载曲线f_u描述。相应地,装载过程在下方的第一载荷点k_i处开始,在该点处仅车辆的自身重量加载在车桥4上。随着车桥负荷f_g的增加,装载曲线f_i首先呈线性延伸,然后过渡成渐进走向,并在上方的第二载荷点k_u中以最大车桥负荷f_g结束。卸载过程并不在同一曲线f_i上返回,而是描述了卸载曲线f_u。由于机械悬架中的摩擦力,使得当车辆装载时,弹动压缩量沿弹簧位移稍微落后于增加的车桥负荷f_g。在卸载时,弹动回复量稍微落后于减小的车桥负荷f_g。由此,产生了图2a中所示的滞后f_h。
51.图2b示出位移传感器9a的负荷

位移示意图中的滞后f_h的另一种图示。在该示意图中,关于车桥负荷f_g绘制了机械悬挂的车桥4上的弹簧位移x。车辆的水平可以从弹簧位移x推导出,并且反之亦然。在图2b中再次示出了装载曲线f_i,车身沿着该装载曲线随着车桥负荷f_g的增加而逐渐地弹动压缩,以及示出了卸载曲线f_u,车身沿着该卸载曲线随着车桥负荷f_g的减小而逐渐弹动回复。从最后提到的这两个曲线f_i、f_u在下面描述的测试程序中借助存储在控制单元10中的算法计算出平均的负荷

位移特性曲线f_m。在本示例中,平均的负荷

位移特性曲线f_m近似线性地延伸。
52.例如,可以在具有固定不动的重量检测设施的测试台上执行测试程序。为此,将车辆行驶到车桥负荷秤上,以便记录车桥上的、例如根据图1的车桥4上的负荷

位移示意图,其中,相关的车桥4的车轮分别站立在车桥负荷秤的称量板上。在首先检测车辆的特定于车桥的自身重量,即车辆空载时位于车桥4上的载荷之后,通过放置已知质量的重量板来逐级地提高车桥负荷,直到达到允许的车桥负荷。为此,分别利用所属的位移传感器9a测量弹动压缩量。借助多个这些测量值来确定装载曲线f_i。随后减少车桥负荷,直到车辆完全卸载。以此方式获得的位移测量值被用于获知卸载曲线f_u。由于在车桥4的弹簧元件5a、5b中受摩擦所引起的阻力反向作用于载荷变化时弹簧元件的弹动压缩或弹动回复,因此在比较两个曲线f_i和f_u时得到了所测得的车桥负荷与实际的车桥负荷之间的差。因此,装载曲线f_i和卸载曲线f_u在根据图2a和2b的车桥4的负荷

位移示意图中描述了滞后f_h。在通过所述算法计算的平均的负荷

位移特性曲线f_m中,滞后在计算方面被消除。平均的负荷

位移特性曲线f_m然后被下文描述的车桥负荷获知程序来使用。
53.图3a、3b和3c示出了用于获知根据图1的机械悬挂的车桥4上的车桥负荷的方法步骤的具有功能块f1至f21的流程图。相应地,根据图3a的方法开始于在第一功能块f1中激活水平调节装置1,例如当接通车辆的点火设施时。在如根据图1的本示例中混合型悬挂的车辆的情况下,首先在功能块f2中进行特定于车桥的可信度检查,据此将程序划分成两个程序分支。用于识别悬架类型的特定于车桥的可信度检查以及用于获知空气悬挂的车桥2上的车桥负荷的程序分支在前面提到的de 10 2017 011 753 a1中已经描述了并且在此未进一步示出。在图3a中,仅通过功能块fx指明了识别出空气悬挂的车桥2。与此相反,在此示出了根据本发明的新的第二程序分支,利用该第二程序分支以更高的准确性获知机械悬挂的车桥4上的车桥负荷。在纯机械悬挂的车辆中,该程序分支可以是独立的程序。
54.如果根据图3a,借助功能块f2中的可信度检查,识别是否存在机械悬挂的车桥4和所属的位移传感器9a的位移传感器信号并且在功能块f3中判定为存在,则在功能块f4询问:是否存在保存在控制单元10的存储器10b中的针对根据图2b的车桥4的平均的负荷

位移特性曲线f_m。如果尚未存在该负荷

位移特性曲线f_m,则必须首先执行已描述的测试程序。测试程序在功能块f5中开始。在功能块f6中,获知装载曲线f_l和卸载曲线f_u。在功能块f7中,从它们计算所需的负荷

位移特性曲线f_m并将其存储在存储器10b中。随后从功能块f7返回到功能块f4的起始端。
55.如果在功能块f4中确认了负荷

位移特性曲线f_m,则在车辆停车时首先执行图3b中所示的第一子程序u1。在子程序u1中,在根据图3b的功能块f17中读取根据图2a的位移传感器9a的位移传感器信号或偏移量α并由此确定沿着车身的弹簧位移x的各自的弹动压缩量或弹动回复量。在功能块f18中,借助存储在控制单元10的存储器10b中的平均的负荷

位移特性曲线f_m获知机械悬挂的车桥4上的当前的前桥负荷值,在该平均的负荷

位移特性曲线中,使所测得的实际水平或弹簧位移与车桥负荷相关联。该车桥负荷值在功能块f19中作为机械悬挂的车桥f4上的当前的车桥负荷f_g输出,并在can总线12上发送。
56.子程序u1被用于车桥负荷或能从中推导出的车辆总重量的能随时调用的基本显示。由此,尤其是在开始行驶之前在装载或卸载车辆时就可以向驾驶员提供车桥负荷信息或重量信息。然而,由于可以假设的是,在车辆停车时在例如可以被构造为板簧组件的弹簧元件5a、5b中例如可能出现尚未释放的张力,使得所显示的车桥负荷信息的准确性与通过下述车桥负荷获知程序实现的车桥负荷信息相比可能较低。就此而言,该子程序u1是实际方法的辅助程序。因此,以该方式获知的当前的车桥负荷信息与相应的注释将一起显示给驾驶员。
57.在执行子程序u1并产生有限准确的基本车桥负荷显示之后,在功能块f8中获知车辆的行驶速度v。如果行驶已经开始并且行驶速度v已超过下边界v_min,例如2km/h,则在功能块f9中启动车桥负荷获知程序。
58.在功能块f10中,获知根据图2a位移传感器9a的位移传感器信号或偏移量α,并且由此确定沿着车身的弹簧位移x的各自的弹动压缩量或弹动回复量。在功能块f11中,借助存储在控制单元10中的平均的负荷

位移特性曲线f_m获知机械悬挂的车桥4上的当前的车桥负荷值,在平均的负荷

位移特性曲线中所测得的实际水平或弹簧位移与车桥负荷相互关联,在功能块f12中在易失性寄存器中进行登记,并且设有登记计数器的计数编号n。
59.在功能块f13中作判定的时间段δt内,根据功能块f10至f12连续获知和登记新的
车桥负荷值。在此,在转弯期间测得的车桥负荷值并不记入到登记器中。为此,借助现有的横向加速度传感器持续测量车辆的横向加速度,并且在横向加速度高于预定的边界值(例如0.3m/s2)的情况下,有针对性地不使用车桥负荷值。在经过预先确定的时间段δt,例如10分钟期满之后,在功能块f14中形成所登记的车桥负荷值的算术平均值,并存储由此所得的车桥负荷值。
60.该平均值在功能块f15中作为机械悬挂的车桥f4上的当前的车桥负荷f_g输出,并在can总线12上发送。同时,车桥负荷获知程序经由功能块f8中的行驶速度查询重新启动并循环重复,从而在行驶期间每10分钟提供一次新的当前的车桥负荷信息。旧的车桥负荷信息将分别被覆盖。可以在显示屏上向驾驶员显示机械悬挂的车桥4上的车桥负荷信息和/或被其他电子控制系统利用。因此,可以在任意数量的机械悬挂的车桥上产生并显示精确的特定于车桥的车桥负荷信息,并且可以根据车桥的数量或车桥负荷之和以高准确性地获知车辆的总重量。
61.如果功能块f8中的行驶速度v尚未超过行驶速度下边界v_min或车辆在行驶后再次停车,则在功能块f16中查询当前的计数编号n。在点火设施接通时,易失性寄存器的登记计数器总是重置为零值,并且只有在开始行驶后通过车桥负荷获知程序来提高。如果在功能块f16中登记了更高的计数编号n>0,则在行驶期间至少运行了一次车桥负荷获知程序。如果在功能块f8中的速度查询得到是没有超过行驶速度下边界v_min并且在功能块f16中的计数器查询得到的是已经执行了车桥负荷获知程序,那么车辆在行驶开始后就停车了。在该情况下,功能块f8中的计数器查询分路到图3c中所示的第二子程序u2。
62.在子程序u2中,在功能块f20中查询载荷变化δf_g。如果识别出车桥负荷变化δf_g大于预定的车桥负荷变化边界值δf_g_lim,例如10%,则在功能块f21中删除登记器或将计数器重置为零值。由于载荷发生变化,使得当前显示的车桥负荷f_g不再有效。为了借助车桥负荷程序产生新的当前的车桥负荷值,方法顺序因此重新跳回到功能块f8中的速度查询。借助根据图3b的第一子程序u1如已述可以有帮助地以有限准确性产生车桥负荷信息并向驾驶员显示,直到车辆重新开始行驶并且获知了新的车桥负荷值。但是,如果车辆已经停车,载荷或车辆的装载量未发生变化或载荷变化仍低于车桥负荷变化边界值δf_g_lim,则可以保持当前显示的车桥负荷显示,直到在行驶期间获知新的车桥负荷值。
63.综上所述,因此可以确认的是,驾驶员在行驶期间始终借助平均的负荷

位移特性曲线f_m并借助所产生的平均的车桥负荷值提供了非常准确的当前的车桥负荷信息,该平均的负荷

位移特性曲线消除了由于装载

卸载滞后导致的在车桥负荷获知时的误差,平均的车桥负荷值消除了由于车辆停车时存在的弹簧张力导致的在车桥负荷获知时的误差。在车辆停车期间,以虽然准确性略低但由于平均的负荷

位移特性曲线f_m使得总是仍高准确性地向驾驶员提供至少一个车桥负荷信息。
64.附图标记列表(说明书的一部分)
[0065]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
水平调节装置
[0066]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
气动/液压悬挂的车桥
[0067]
3a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一空气弹簧元件
[0068]
3b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二空气弹簧元件
[0069]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机械悬挂的车桥
[0070]
5a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一钢制弹簧元件
[0071]
5b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二钢制弹簧元件
[0072]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一位移测量装置
[0073]
6a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一位移测量装置的位移传感器
[0074]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
压力测量装置
[0075]
7a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
压力测量装置的压力传感器
[0076]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制阀装置、阀回路
[0077]
8a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀回路的第一控制阀
[0078]
8b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀回路的第二控制阀
[0079]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二位移测量装置
[0080]
9a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二位移测量装置的位移传感器
[0081]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电子的控制单元
[0082]
10a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元的电接口
[0083]
10b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元的非易失性存储器
[0084]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制单元的操作单元
[0085]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
can总线
[0086]
α
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
位移传感器9a的杆偏移量
[0087]
f_g
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车桥负荷
[0088]
δf_g
ꢀꢀꢀꢀ
车桥负荷变化
[0089]
δf_g_lim 车桥负荷变化边界值
[0090]
f_h
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滞后
[0091]
f_i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
装载曲线
[0092]
f_m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平均的负荷

位移特性曲线
[0093]
f_u
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卸载曲线
[0094]
k_i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下方的载荷点
[0095]
k_u
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上方的载荷点
[0096]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
时间
[0097]
δt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
时间段
[0098]
v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行驶速度
[0099]
v_min
ꢀꢀꢀꢀ
行驶速度下边界
[0100]
x
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧位移
[0101]
f1

f21
ꢀꢀꢀ
控制方法的功能块
[0102]
fx
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
获知空气悬挂的车桥上的车桥负荷的功能块
[0103]
u1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一子程序
[0104]
u2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二子程序
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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