用于获知机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于借助位移测量装置(9)、控制单元(10)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。在此，事先就机械悬挂的车桥(4)方面执行测试程序，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，其中，在车辆装载过程中，获知装载曲线(F_i)，装载曲线说明了利用位移测量装置测得的水平或与递增的车桥负荷的相关性，并且其中，在车辆卸载过程中，获知卸载曲线(F_u)，卸载曲线说明了利用位移测量装置(9)测得的水平与递减的车桥负荷的相关性，并且其中，从这两个曲线的值计算出平均的负荷

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获知机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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
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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。
[0008]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。
[0009]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。

技术实现思路

[0010]在此背景下，本专利技术的任务是，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。
[0011]该任务的解决方案由独立权利要求的特征得出，而本专利技术的有利的设计方案和改进方案可在从属权利要求中得知。
[0012]本专利技术基于以下认知，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。
[0013]因此，本专利技术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。
[0014]为了解决所提出的任务，本专利技术设置的是，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，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于借助位移测量装置(9)、电子的控制单元(10)和存储在所述控制单元(10)中的算法来获知机械悬挂的车辆上的车桥负荷的方法，其特征在于，事先就机械悬挂的车桥(4)方面执行测试程序，其中，对布置在所述车桥(4)上的位移测量装置(9)的水平信号进行检测并评估，其中，在所述车辆装载过程中，由多个测量值获知装载曲线(F_i)，所述装载曲线说明了利用所述位移测量装置(9)测得的水平或与该水平相关的其他测量参量与递增的车桥负荷的相关性，并且其中，在所述车辆卸载过程中，从多个测量值获知卸载曲线(F_u)，所述卸载曲线说明了利用所述位移测量装置(9)测得的水平或与该水平相关的其他测量参量与递减的车桥负荷的相关性，并且其中，从所述装载曲线(F_i)和所述卸载曲线(F_u)的值计算出平均的负荷
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位移特性曲线(F_m)，所述平均的负荷
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位移特性曲线的值存储在所述控制单元(10)的非易失性存储器(10b)中，并且在所述车辆每次起动后，在超过预定的行驶速度下边界(v_min)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(Δt)期间利用所述平均的负荷
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位移特性曲线(F_m)连续获知车桥负荷值，以及由在所述时间段(Δt)期间获知的车桥负荷值计算出算术的车桥负荷平均值，并且将所述车桥负荷平均值作为当前的车桥负荷值显示，其中，该车桥负荷值一直保持有效直到被新的车桥负荷值覆盖。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述车桥负荷平均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。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，为了识别所述车辆的转弯或导致车身的其他横向加速度的行驶动作，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，当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：采埃孚商用车系统汉诺威有限公司，
类型：发明
国别省市：