载荷检测设备的制作方法

1.本发明涉及一种载荷检测设备，其具有高度水平测量单元和与高度水平测量单元连接的评估单元，借助所述高度水平测量单元可以检测车辆的高度水平并且可以提供表征高度水平的至少一个高度水平信号；借助所述评估单元可以在考虑高度水平信号的情况下确定车辆的载荷的质量。


背景技术：

2.de 10 2014 215 440 a1描述一种用于确定机动车辆总重量的方法，所述机动车辆具有缓冲装置，所述缓冲装置又包括至少一个弹簧元件，其中测量至少一个弹簧元件中的至少一个的弹簧行程并根据所述弹簧行程确定机动车辆的总重量。
3.弹簧行程是高度水平的量度。如果仅将高度水平用于确定载荷的质量，则产生如下问题：即停放在水平地面上的车辆通常与停放在非水平地面上的车辆以不同程度发生弹簧压缩。因此，为了求出载荷的质量，车辆必须移动或停放在水平地面上并在其上加载。


技术实现要素：

4.在此基础上，本发明所基于的目的是：即使在车辆静止的情况下也可以独立于地面性质确定载荷的质量。
5.所述目的通过根据权利要求1的载荷检测设备和根据权利要求8的方法来实现。本发明的优选的改进形式在从属权利要求和以下描述中给定。
6.根据本发明的载荷检测设备具有：高度水平测量单元，借助所述高度水平测量单元可以检测车辆的高度水平并且可以提供至少一个表征高度水平的高度水平信号；与高度水平测量单元连接的评估单元，借助所述评估单元可以在考虑和/或基于高度水平信号的情况下确定车辆的载荷的质量；和位置测量单元，借助所述位置测量单元可以检测车辆相对于地球中心的位置并且可以提供表征所述位置的至少一个位置信号，其中借助尤其附加地与位置测量单元连接的评估单元可以尤其附加地在考虑和/或基于位置信号的情况下确定载荷的质量。
7.借助位置信号，可以计算出和/或消除地面性质对高度水平和/或高度水平信号的影响。特别地，可以以更高的精度确定载荷并且不再与车辆停放方位相关地来确定。优选地，在车辆静止时可以检测车辆的高度水平和车辆的位置。尤其是不再需要移动车辆。
8.车辆优选地是具有轮的车辆。车辆有利地包括多个、例如四个或至少四个或六个或至少六个或八个或至少八个车轮。车辆优选地包括多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个或四个或至少四个车轴。每个车轴优选地包括两个或至少两个或更多个车轮。
9.车辆优选地包括车身。车身形成或包括例如车体或车辆框架。车轮和/或车轴优选地通过车轮悬架和/或轴悬架与车身连接。例如，车轮和/或车轴通过各一个车轮悬架和/或通过各一个轴悬架与车身连接。车轮和/或车轴有利地通过车辆弹簧优选弹性地支撑在车身处和/或与其连接。例如，车轮和/或车轴分别通过一个车辆弹簧或分别通过至少一个车
辆弹簧或分别通过多个车辆弹簧优选弹性地支撑在车身处和/或与其连接。
10.车辆优选地是陆地车辆。优选地，车辆是机动车辆。特别地，车辆是公路车辆或轨道车辆。车辆有利地是载货车辆或客运车辆。例如，车辆是载重车辆、客车、公共汽车、货运列车或客运列车。
11.优选地，车辆、尤其以其车轮立于该地面上或一地面上。车轮优选地立于该地面上或一地面上。地面是或者包括例如车道。例如，地面是或包括道路或轨道。
12.根据一种改进方案，车辆相对于地球中心的位置通过车辆平面相对于地球中心的位置给定和/或限定。车辆平面被或优选地通过两个车轴线展开和/或限定，所述车轴线尤其是或包括车辆纵轴线和车辆横轴线。例如，车辆纵轴线称为x轴线。此外，车辆横轴线例如称为y轴线。特别地，车辆平面被称为x-y平面。车辆相对于地球中心的位置是或形成例如车辆或车辆平面相对于地球中心的绝对位置。
13.优选地，表征载荷质量的质量信号可以借助于评估单元产生和/或提供。评估单元优选地包括计算单元，所述计算单元尤其是数字计算单元。例如评估单元包括微控制器。
14.根据一种设计方案，位置测量单元包括一个或多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个加速度传感器。特别地，可以借助加速度传感器检测和/或测量在相应加速度传感器或多个加速度传感器的部位处的重力加速度。加速度传感器优选地以不同方式、例如彼此垂直地对准和/或取向。有利地，加速度传感器中的一个在车辆纵向方向上对准和/或取向，并且加速度传感器中的另一个在车辆横向方向上对准和/或取向。位置测量单元例如设置在车辆的未加载弹簧的或加载弹簧的质量处。例如，位置测量单元的加速度传感器设置在车辆的未加载弹簧或加载弹簧的质量处。位置测量单元例如以微系统(mems)的形式实现。特别地，位置测量单元形成惯性测量单元。例如，位置测量单元在移动计算机(例如笔记本电脑、平板电脑、移动电话)中和在计算机游戏的遥控器中使用。
15.尤其将车辆和/或车身距地面和/或距车轮和/或距车轴的间距、优选在车辆高度方向上的间距称作为高度水平。例如，高度水平通过车身距车轮和/或距车轴和/或距地面的间距给定和/或表征，优选在车辆高度方向上给定和/或表征。高度水平例如通过车轮和/或车轴的弹簧压缩来给定和/或表征。
16.根据一种改进方案，高度水平测量单元包括一个或至少一个高度水平传感器或多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个或四个或至少四个高度水平传感器。优选地，每个高度水平传感器配属于车轮之一和/或车轴之一。特别地，可以借助每个高度水平传感器检测在为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的区域中的高度水平。例如，可以借助每个高度水平传感器检测车身距为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的间距。可以有利地借助每个高度水平传感器检测为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的弹簧压缩。
17.每个车轮的区域中的高度水平尤其是相应的车轮与车身之间的间距，优选在车辆高度方向上的间距。每个车轴的区域中的高度水平例如是相应的车轴和车身之间的间距，优选在车辆高度方向上的间距。
18.车辆优选地具有至少一个板簧悬架。尤其地，板簧悬架设置在车轮和/或车轴一方和车身另一方之间。优选地将高度水平测量单元分配给板簧悬架。因此，在具有板簧悬架的车辆处，例如在具有板簧悬架代替空气弹簧的公共汽车处，借助于高度水平测量单元和/或高度水平传感器检测车身距为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的间距。
19.载荷可以由不同的物品构成。例如，载荷由件货或散装货物构成。根据一种设计方案，载荷例如由一个或多个人员构成。
20.通常仅通过手工计数才可以精确检测客运车辆中的人员数量。通过销售车票，尤其是不与特定行驶形成关联的或为多个人员所设的车票，检测人员数量是困难的，因为无法确保车票是否使用或在何种范围内使用。这例如涉及团票、月票等。尽管可以将光栅用于对人员数量计数，但是该方法是易错的，尤其当人员成组地登上车辆中并且同时紧密依次行走时是易错的。
21.优选地，可以借助于评估单元从载荷的质量和/或从所述质量的变化中确定人员数量。在确定人员数量时由于行李、婴儿车、自行车等可能会出现不精确，但通常可以粗略或近似地检测人员数量。优选地，可以借助于评估单元产生和/或提供表征人员数量的人员信号。
22.根据一种改进方案设有定位单元，借助所述定位单元可以检测车辆的方位。优选地设有存储单元，在所述存储单元中存储代表道路地图的地图信息。有利地设有匹配单元，借助所述匹配单元可以将载荷的质量和/或人员的数量和/或车辆的方位与道路地图和/或地图信息关联起来。因此可以检测强烈频繁出现的路线。此外，移动电话可以指示：车辆此刻有多满并且是否值得例如在站台等待下一班可能空的公交车或地铁。为了缓解路线，可以使用其他的公共汽车。由于不那么拥挤，公共交通工具的使用变得更具吸引力。规划变得更容易。
23.匹配单元优选地与存储单元和/或评估单元连接。例如，匹配单元通过无线电与评估单元连接。定位单元有利地与评估单元和/或与匹配单元连接。
24.本发明还涉及一种用于检测该或一个车辆载荷的方法，其尤其借助于根据本发明的载荷检测设备来检测，其中借助于该或一个高度水平测量单元检测车辆的高度水平并提供至少一个表征高度水平的高度水平信号，在考虑和/或基于所述高度水平信号的情况下尤其借助于该或一个评估单元确定车辆的该或一个载荷的质量，其中借助该或一个位置测量单元检测车辆相对于地球中心的位置并且提供至少一个表征位置的位置信号，并且其中尤其借助于评估单元尤其附加地在考虑和/或基于位置信号的情况下确定载荷的质量。
25.该方法可以根据结合载荷检测设备描述的所有设计方案来改进。此外，可以根据结合该方法描述的所有设计方案来改进载荷检测设备。优选地，尤其借助于评估单元产生和/或提供表征载荷质量的质量信号。
26.借助位置信号，可以计算和/或消除地面性质对高度水平和/或对高度水平信号的影响。优选地在车辆静止时检测车辆的高度水平和车辆的位置。有利地，在对车辆装载载荷之前和/或期间和/或之后检测车辆相对于地球中心的位置。
27.车辆优选地是具有车轮的车辆。车辆有利地包括多个、例如四个或至少四个或六个或至少六个或八个或至少八个车轮。车辆优选地包括多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个或四个或至少四个车轴。每个车轴优选地包括两个或至少两个或更多个车轮。
28.车辆优选地包括车身。车身形成或包括例如车体或车辆框架。车轮和/或车轴优选地通过车轮悬架和/或轴悬架与车身连接。例如，车轮和/或车轴通过各一个车轮悬架和/或通过各一个轴悬架与车身连接。车轮和/或车轴有利地通过车辆弹簧优选弹性地支撑在车身处和/或与其连接。例如，车轮和/或车轴分别通过一个车辆弹簧或分别通过至少一个车
辆弹簧或分别通过多个车辆弹簧优选弹性地支撑在车身处和/或与其连接。
29.车辆优选地是陆地车辆。优选地，车辆是机动车辆。特别地，车辆是公路车辆或轨道车辆。车辆有利地是载货车辆或客运车辆。
30.优选地，车辆尤其以其车轮立于该地面上或一地面上。车轮优选地立于该地面上或一地面上。地面是或者包括例如车道。例如，地面是或包括道路或轨道。
31.根据一种改进方式，车辆相对于地球中心的位置通过该或一车辆平面相对于地球中心的位置给定和/或限定。车辆平面优选地通过两个车轴线展开和/或限定，所述车轴线尤其是或包括车辆纵轴线和车辆横轴线。车辆相对于地球中心的位置是或形成例如车辆或车辆平面相对于地球中心的绝对位置。
32.根据一种设计方案，位置测量单元包括一个或多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个加速度传感器。特别地，可以借助加速度传感器检测和/或测量在相应一个加速度传感器或多个加速度传感器的部位处的重力加速度。加速度传感器优选地以不同方式、例如彼此垂直地对准和/或取向。有利地，加速度传感器中的一个在车辆纵向方向上对准和/或取向，并且加速度传感器中的另一个在车辆横向方向上对准和/或取向。位置测量单元例如设置在车辆的未加载弹簧的或加载弹簧的质量处。例如，位置测量单元的加速度传感器设置在车辆的未加载弹簧或加载弹簧的质量处。特别地，位置测量单元形成惯性测量单元。
33.尤其将车辆和/或车身距地面和/或距车轮和/或距车轴的间距、优选在车辆高度方向上的间距称作为高度水平。例如，高度水平通过车身距车轮和/或距车轴和/或距地面的间距给定和/或表征，优选在车辆高度方向上给定和/或表征。高度水平例如通过车轮和/或车轴的弹簧压缩来给定和/或表征。
34.根据一种改进方案，高度水平测量单元包括一个或至少一个高度水平传感器或多个、例如两个或至少两个或三个或至少三个或四个或至少四个高度水平传感器。优选地，每个高度水平传感器配属于车轮之一和/或车轴之一。特别地，可以借助每个高度水平传感器检测在为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的区域中的高度水平。例如，可以借助每个高度水平传感器检测车身距为其分配的车轮和/或为其分配的车轴的间距。有利地借助每个高度水平传感器可检测与其相关联的车轮和/或与其相关联的车轴的弹簧压缩。
35.每个车轮的区域中的高度水平尤其是相应的车轮与车身之间的间距，优选在车辆高度方向上的间距。每个车轴的区域中的高度水平例如是相应的车轴和车身之间的间距，优选在车辆高度方向上的间距。
36.载荷可以由不同的物品构成。例如，载荷由件货或散装货物构成。根据一种设计方案，载荷例如由一个或多个人员构成。
37.优选地，尤其借助于该或一评估单元从载荷的质量和/或从所述质量的变化中确定人员数量。优选地尤其借助于评估单元产生和/或提供表征人员数量的人员信号。
38.根据一种改进方案，尤其借助于该或一定位单元检测车辆的方位。优选地尤其借助于该或一存储单元存储和/或提供道路地图和/或代表道路地图的地图信息。有利地尤其借助于该或一匹配单元来将载荷的质量和/或人员的数量和/或车辆的方位与道路地图和/或地图信息关联起来。
附图说明
39.下面，根据优选的实施方式参考附图解释本发明。在附图中示出：
40.图1示出具有根据一种实施方式的载荷检测设备的车辆的示意性前视图，
41.图2示出车辆的示意性侧视图，
42.图3示出在装载过程后的车辆的示意性俯视图，和
43.图4示出载荷检测设备的示意图。
具体实施方式
44.从图1至3中可见具有根据一种实施方式的载荷检测设备2的车辆1的不同示意图，其中也从图4可见的载荷检测设备2包括具有多个高度水平传感器4、5、6和7的高度水平测量单元8、具有多个加速度传感器9和10的位置测量单元8、和具有中央计算单元12的评估单元11。车辆1包括车身13和四个车轮14、15、16和17，所述车轮经由车轮悬架18与车身13连接。此外，车轮14、15、16和17分别通过车辆弹簧19支撑在车身13上。车辆1包括两个车轴20和21，其中将车轮14和15分配给车轴中的第一车轴20，并且将车轮16和17分配给车轴中的第二车轴21。为车轮14、15、16和17中的每一个分配高度水平传感器4、5、6和7中的一个，其中将高度水平传感器4分配给车轮14，将高度水平传感器5分配给车轮15，将高度水平传感器6分配给车轮16，并且将高度水平传感器7分配给车轮17。利用每个高度水平传感器可检测为其分配的车轮距车身13的间距，使得与评估单元11连接的高度水平传感器4、5、6和7提供表征高度水平的高度水平信号sh，并且将其提供给评估单元11。
45.车辆1以其车轮14、15、16和17竖立于地面22上。此外，在图1至3中通过箭头示出车辆纵向方向x、车辆横向方向y和车辆高度方向z。在此，车辆纵向方向x代表车辆纵轴线，车辆横向方向y代表车辆横轴线并且车辆高度方向z代表车辆高度轴线。
46.图1示出车辆1的示意性前视图，其中第一车轴20与车轮14和15是可见的。借助于高度水平传感器4可检测车轮14距车身13的间距h1、特别是在车辆高度方向z上的间距。此外，借助于高度水平传感器5可检测车轮15距车身13的间距h2、特别是在车辆高度方向z上的间距。相应地，借助于高度水平传感器6可检测车轮16距车身13的间距，并且借助于高度水平传感器7可检测车轮17距车身13的间距，特别是检测在车辆高度方向z上的间距。
47.图2示出车辆1的示意性侧视图，使得可见地面22相对于水平面e0的倾斜。
48.图3示出加载载荷23的车辆1的示意性俯视图。如果车辆1立于水平的地面上，则载荷23的质量可以基于由高度水平测量单元3提供的高度水平信号sh来确定。但是，地面22的倾斜导致与在水平地面的情况相比车轮压缩有偏差，使得仅基于高度水平信号确定载荷23的质量会是不准确的。
49.加速度传感器9和10尤其以相同的类型构造，但是沿不同的空间方向取向，其中加速度传感器9在车辆纵向方向x上取向并且加速度传感器10在车辆的横向方向y上取向。借助于加速度传感器9和10可检测车辆1相对于地球中心的位置。此外，借助于加速度传感器9和10可提供表征所述位置的位置信号sl。位置测量单元8与评估单元11连接，使得将位置信号sl提供给评估单元11。因此，借助评估单元11基于高度水平信号sh和位置信号sl可确定载荷23的质量，并且可以产生表征所述质量的质量信号sm。如果车辆是客运车辆，还可以借助于评估单元计算人员的数量并且可以产生表征所述数量的人员信号sp。
50.评估单元11优选地包括模数转换器，借助所述模数转换器可以将高度水平信号sh和位置信号sl数字化，然后可以通过计算单元12以数字形式处理所述高度水平信号和位置信号，所述计算单元尤其是数字计算单元。车辆1的位置尤其通过由车辆纵向方向x和车辆横向方向y展开的平面来代表，所述平面特别也称为x-y平面。
51.图3示出与评估单元11连接的定位单元24，借助所述定位单元可以检测车辆1的方位并且可以产生表征车辆方位的方位信号so并将其输出给评估单元11。还存在与评估单元11连接的发送单元25，借助所述发送单元可以将质量信号sm和/或人员信号sp和方位信号so传输给图4中可见的接收单元26。根据图4，接收单元26与匹配单元27连接，所述匹配单元与存储单元28连接，在所述存储单元中存储代表道路地图的地图信息。借助于匹配单元27可将载荷的质量和/或人员数量和车辆1的方位与道路地图关联起来。
52.附图标记列表
[0053]1ꢀꢀꢀꢀ
车辆
[0054]2ꢀꢀꢀꢀ
载荷检测设备
[0055]3ꢀꢀꢀꢀ
高度水平测量单元
[0056]4ꢀꢀꢀꢀ
高度水平传感器
[0057]5ꢀꢀꢀꢀ
高度水平传感器
[0058]6ꢀꢀꢀꢀ
高度水平传感器
[0059]7ꢀꢀꢀꢀ
高度水平传感器
[0060]8ꢀꢀꢀꢀ
位置测量单元
[0061]9ꢀꢀꢀꢀ
加速度传感器
[0062]
10
ꢀꢀꢀ
加速度传感器
[0063]
11
ꢀꢀꢀ
评估单位
[0064]
12
ꢀꢀꢀ
中央计算器
[0065]
13
ꢀꢀꢀ
车身
[0066]
14
ꢀꢀꢀ
车轮
[0067]
15
ꢀꢀꢀ
车轮
[0068]
16
ꢀꢀꢀ
车轮
[0069]
17
ꢀꢀꢀ
车轮
[0070]
18
ꢀꢀꢀ
车轮悬架
[0071]
19
ꢀꢀꢀ
车辆弹簧
[0072]
20
ꢀꢀꢀ
车轴
[0073]
21
ꢀꢀꢀ
车轴
[0074]
22
ꢀꢀꢀ
地面
[0075]
23
ꢀꢀꢀ
载荷
[0076]
24
ꢀꢀꢀ
定位单元
[0077]
25
ꢀꢀꢀ
发送单元
[0078]
26
ꢀꢀꢀ
接收单元
[0079]
27
ꢀꢀꢀ
匹配单元
[0080]
28
ꢀꢀꢀ
存储单元
[0081]
e0
ꢀꢀꢀ
水平面
[0082]
h1
ꢀꢀꢀ
间距
[0083]
h2
ꢀꢀꢀ
间距
[0084]
sh
ꢀꢀꢀ
高度水平信号
[0085]
sl
ꢀꢀꢀ
位置信号
[0086]
sm
ꢀꢀꢀ
质量信号
[0087]
so
ꢀꢀꢀ
方位信号
[0088]
sp
ꢀꢀꢀ
人员信号
[0089]
x
ꢀꢀꢀꢀ
车辆纵向方向
[0090]yꢀꢀꢀꢀ
车辆横向方向
[0091]zꢀꢀꢀꢀ
车辆高度方向