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Hintergrund der Erfindung und bekannte Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Nutzfahrzeuge, was hier beispielsweise Lastkraftwagen, Busse und vergleichbare Nutz- und Gebrauchsfahrzeuge und in bestimmten Fällen auch Personenkraftwagen bedeutet, umfassen gemäß herkömmlicher Technologie ein längsgerichtetes Fahrgestellbauteil. Das Fahrgestellbauteil trägt Fahrzeugkomponenten, wie z. B. Motor, Fahrerhaus und ein Last tragendes Bauteil, z. B. in Form einer Ladefläche oder eines Aufbaus. Auch die Achsen des Fahrzeugs sind in dem Fahrgestellbauteil aufgehängt.
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Mit dem Ziel, beispielsweise den Fahrkomfort für den Fahrer und die Passagiere in dem Fahrzeug zu verbessern und insbesondere das Ausmaß einer Beschädigung von Ladung, insbesondere beim Transportieren zerbrechlicher Güter zu vermindern, ist das Fahrzeug mit hochentwickelten Federungssystemen ausgestattet. Ein solches Federungssystem umfasst Gasfedern, z. B. zwei Gasfedern zwischen wenigstens einer Hinterachse und dem Fahrgestellbauteil. Gasfederungssysteme sind auch ausgelegt, um das Anheben und Absenken des Fahrgestellbauteils und damit der Ladehöhe, d. h. Höhe der Ladefläche des Last tragenden Bauteils, einfach zu gestalten, wodurch das Beladen und Entladen erleichtert wird. Die Ladehöhe kann vergrößert werden, indem komprimiertes Gas den entsprechenden Bälgen der Federn zugeführt wird, und die Ladehöhe kann reduziert werden, indem komprimiertes Gas aus den Bälgen der Federn abgelassen wird. Dadurch wird/werden die Handhabung von Lasten und/oder ein Austausch des Last tragenden Bauteils erleichtert. Bei modernen Nutzfahrzeugen können die Gasfedern und damit das Niveau des Last tragenden Bauteils elektronisch geregelt werden. Ein derartiges elektronisches Ladeniveausystem wird ELC (electronic level control; deutsch: elektronische Niveausteuerung) genannt. Die Fahrgestellhöhe wird durch Sensoren überwacht und kann wie erforderlich automatisch eingestellt werden. Es ist beispielsweise möglich, die vorliegende Ladehöhe ungeachtet einer erhöhten Last beizubehalten, indem weiteres komprimiertes Gas zugeführt wird. Es ist auch möglich, die Ladehöhe beim Beladen beizubehalten, indem erforderlichenfalls komprimiertes Gas zugeführt wird. Ein solches elektronisches Ladeniveausystem macht es auch möglich, den entsprechenden Gasfedern unterschiedliche Gasmengen zuzuführen. Ein solches elektronisches Ladeniveausystem vereinfacht es somit, die Ladefläche des Last tragenden Bauteils anzuheben, abzusenken oder zu neigen.
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Elektronisch gesteuerte Ladeniveausysteme umfassen Drucksensoren, die ausgelegt sind, um den Gasdruck in den jeweiligen Bälgen zu detektieren. Informationen über den Gasdruck in den jeweiligen Gasfedern einer Achse und Kenntnis der wirksamen Querschnittsfläche des entsprechenden Balgs können verwendet werden, um das auf die Achse wirkende Gewicht zu berechnen. Die Federcharakteristika einer Gasfeder hängen von der Kompressibilität des aktiven Mediums und der Auslegung der Gasfeder, insbesondere der Auslegung des Balgs ab. Das kompressible Medium, das normalerweise bei Gasfedern verwendet wird, ist Luft. Bei einem vorgegebenen Luftdruck in dem Balg ist die Tragfähigkeit einer Luftfeder, d. h. ihre Fähigkeit, Gewicht aufzunehmen, bei unterschiedlichen Fahrgestellhöhen, d. h. bei unterschiedlichen Längen des Balgs, unterschiedlich. Dieser Unterschied wird benutzt, um das Gewicht zu berechnen, das auf die Achse wirkt, wenn sich die Ladefläche des von dem Fahrgestellbauteil abgestützten Last tragenden Bauteils in einer anfänglichen Position befindet, die mit dem Niveau zusammenfällt, auf dem sich die Ladefläche relativ zu der Achse beim Fahren üblicherweise befindet, d. h. das Niveau, auf dem sich die Ladefläche bei Bewegung des Fahrzeugs gemäß bisheriger Technologie befindet. Wenn die Ladefläche beim Beladen also angehoben oder abgesenkt worden ist, macht eine korrekte Berechnung des genannten Gewichts es gemäß bisheriger Technologie erforderlich, die Ladefläche auf das Niveau anzuheben oder abzusenken, auf dem sich die Ladefläche während einer Bewegung des Fahrzeugs normalerweise befindet. Das Gewicht, das auf die Achse wirkt, wird demgemäss auf der Grundlage der jeweiligen Luftdrücke in den Bälgen und den entsprechenden wirksamen Querschnittsbereichen der Bälge berechnet, wenn sich die Ladefläche auf dem Niveau befindet, auf dem sich die Ladefläche bei Bewegung des Fahrzeugs befindet. Der Fahrer des Fahrzeugs kann das elektronisch gesteuerte System zum Beibehalten des Niveaus über eine Art Steuervorrichtung steuern. Das elektronisch gesteuerte System zur Beibehaltung des Niveaus umfasst auch eine Anzeigeeinrichtung, wodurch der Fahrer Informationen über das auf die Achse wirkende Gewicht erhalten kann.
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Es gibt viele Regelungen, die den Fahrzeugverkehr, insbesondere den Schwerlastfahrzeugverkehr betreffen, wie z. B. das maximale Fahrzeuggewicht. Dementsprechend ist der Fahrer des Fahrzeugs daran interessiert, Informationen über das Gewicht zu erhalten, das bei Bewegung des Fahrzeugs auf die jeweiligen Achsen wirkt, wenn das Fahrzeug beladen ist. Informationen über jeweilige, auf die verschiedenen Achsen wirkende Gewichte und Kenntnis des Taragewichts der jeweiligen Achsen kann verwendet werden, um zu dem auf die Straßenoberfläche wirkenden Gesamtgewicht zu kommen.
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Ein Nachteil der in Verbindung mit bisheriger Technologie beschriebenen Vorgehensweise besteht darin, dass der Fahrer des Fahrzeugs gezwungen sein kann, die Ladefläche wiederholt abzusenken und anzuheben, um herauszufinden, ob sie sich zum Beladezeitpunkt auf einem Niveau befindet, das sich von dem Niveau unterscheidet, auf dem sich die Ladefläche bei Bewegung des Fahrzeugs befindet, wenn beispielsweise das maximal zulässige, auf die Straßenoberfläche wirkende Gewicht erreicht ist.
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Aus der nachveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 29 332 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Messung des Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der ein Sensor zur Erfassung des Balgdruckes und ein weiterer Sensor zur Erfassung des Einfederwegs an jeder der in den Radaufhängungen des Fahrzeugs verwendeten Luftfedern angeordnet ist und bei der sowohl der Druck als auch das Federsignal in einer elektronischen Rechenvorrichtung weiterverarbeitet werden, um daraus auf den Beladungszustand des Kraftfahrzeugs zu schließen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor genannten Probleme zu beseitigen. Insbesondere wird eine Anordnung angestrebt, durch die es möglich ist, zuverlässig das Gewicht zu berechnen, das auf wenigstens eine Achse eines Nutzfahrzeugs beim Beladen wirkt, auch wenn sich das Niveau des Last tragenden Bauteils auf einer Höhe befindet, die sich von der Höhe unterscheidet, auf der sich das Last tragende Bauteil bei Bewegung des Fahrzeugs befindet.
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Diese Aufgabe wird durch die in der Einleitung angegebene Anordnung erreicht, die gemäß einem ersten Aspekt die Merkmale des Anspruchs 1 und gemäß einem zweiten Aspekt die Merkmale des Anspruchs 2 aufweist.
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Mit einer derartigen Anordnung, durch die das Gewicht, das auf die Achse wirkt, auf der Grundlage sowohl des Drucks in dem Raum der ersten Federungseinrichtung als auch der Länge des Raums der ersten Federungseinrichtung in Längsrichtung (x) berechnet wird, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, braucht die Ladefläche nicht in der genannten ersten Position zu sein, die sich auf dem Niveau befinden kann, auf dem sich die Ladefläche relativ zu der entsprechenden Achse beim Fahren befindet, d. h. bei Bewegung des Fahrzeugs, wobei der Raum in der ersten Federungseinrichtung in dieser Position eine bekannte Länge in Längsrichtung (x) hat, wenn das Gewicht berechnet wird. Das Gewicht wird somit als Funktion sowohl des Drucks in der Federungseinrichtung als auch deren Position berechnet und ein Absenken oder Anheben der Ladefläche in die erste Position ist nicht erforderlich, um das Gewicht zuverlässig zu berechnen. Die Federungseinrichtung kann einen Balg umfassen, der den Raum der Federungseinrichtung definiert.
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Die Federungseinrichtung kann auch eine bekannte Tragfähigkeit bei einer bestimmten Länge des Raums in Längsrichtung (x) aufweisen, d. h., wenn sich der Balg in einer bestimmten Position befindet, hat die Federungseinrichtung eine bestimmte Tragfähigkeit. Die ersten und zweiten Sensoreinrichtungen sind jeweils so ausgelegt, dass sie ihre jeweiligen Signale zu der Berechnungseinheit senden, wodurch die Berechnungseinheit mit Informationen über den in dem Balg herrschenden Druck des Fluids und der bestehenden Länge des Balgs versorgt wird. Es sollte beachtet werden, dass, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, sie sich oberhalb oder unterhalb der Position befinden kann, in der sich die Ladefläche in der ersten Position befindet. Die Ladefläche kann in der zweiten Position eine geneigte Ebene sein. Eine Art Anzeigeeinrichtung ist mit der Berechnungseinheit so verbunden, dass beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs Informationen über das Gewicht erhalten kann. Es sollte beachtet werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs in erster Linie daran interessiert ist, Informationen über das Gewicht zu erhalten, das über die Achse auf die Straßenoberfläche wirkt. Die Berechnungseinheit kann also auch ausgelegt sein, das Taragewicht der Achse zu verwenden, um als nächsten Schritt das Gesamtgewicht zu berechnen.
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Bei einem vorgegebenen Druck des Fluids ist in dem Raum die Tragfähigkeit der Federungseinrichtung bei unterschiedlichen Längen des Raums in Längsrichtung (x) unterschiedlich und die Berechnungseinheit ist dazu ausgelegt, einen angemessenen Kompensationsfaktor zu berücksichtigen, der zu dem Unterschied der Tragfähigkeit relativ zu dem Längenunterschied des Raums in Längsrichtung (x) in der Situation, wo sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und in der Situation in Beziehung steht, wo sich die Ladefläche in der ersten Position bei dem detektierten Druck befindet, wenn sie das Gewicht berechnet.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst die erste Sensoreinrichtung wenigstens einen ersten Positionssensor, der den Abstand zwischen der Ladefläche und wenigstens der ersten Radachse zu detektieren vermag. Dabei vermag die Berechnungseinheit auch den ersten Parameter auf der Grundlage des detektierten Abstands zu ermitteln.
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Der Positionssensor kann an vielen unterschiedlichen Stellen angeordnet sein, entweder an der Ladefläche oder an dem Fahrgestellbauteil. Der Positionssensor vermag ein Signal zu der Berechnungseinheit zu senden, die Informationen über den detektierten Abstand verwenden kann, um den ersten Parameter herzuleiten, der die Länge des Raums in Längsrichtung (x) betrifft, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet.
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Alternativ, gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, kann die erste Sensoreinrichtung wenigstens einen Ultraschallsensor umfassen, der benachbart dem Raum der ersten Federungseinrichtung angeordnet ist, wobei der Ultraschallsensor die Länge des Raums der ersten Federungseinrichtung in Längsrichtung (x) zu detektieren vermag. Die Berechnungseinheit erhält unmittelbar Informationen über die Länge des Raums in Längsrichtung (x) über ein Signal von dem Ultraschallsensor.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fluid ein komprimierbares Medium, vorzugsweise eine Gasart, z. B. Luft.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit eine erste Speichereinheit, in der verschiedene Kompensationsfaktoren gespeichert sind, wobei jeder Kompensationsfaktor einen bestimmten Unterschied in der Tragfähigkeit relativ zu einem bestimmten Längenunterschied des Raums in Längsrichtung (x) zwischen der Situation betrifft, wo sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet und (der Situation, wo) sich die Ladefläche bei einem bestimmten Druck in der ersten Position befindet. Die Kompensationsfaktoren können empirisch ermittelt werden. Die Berechnungseinheit kann folglich die Kompensationsfaktoren aus der ersten Speichereinheit auslesen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Berechnungseinheit ausgelegt, die bestehende Tragfähigkeit des Fluids in dem Raum bei dem detektierten Druck auf der Basis des ersten Parameters zu berechnen, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und den Unterschied in der Tragfähigkeit des Fluids in dem Raum zwischen der Situation, wo sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und der Situation zu berechnen, wo sich die Ladefläche in der ersten Position befindet, wobei der Unterschied in der Tragfähigkeit den passenden Kompensationsfaktor bildet. Es sollte beachtet werden, dass die Länge des Raums in Längsrichtung (x), wenn sich die Ladefläche in der ersten Position befindet, bekannt ist und in der Berechnungseinheit gespeichert wird. Die Berechnungseinheit kann einen Algorithmus zum Berechnen des passenden Kompensationsfaktors aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Berechnungseinheit eine zweite Speichereinheit, in der Informationen über die Tragfähigkeit des Fluids bei unterschiedlichen Längen des Raums in Längsrichtung (x) und unterschiedlichen Drücken des Fluids gespeichert ist. Die Berechnungseinheit ist ferner ausgelegt, die gespeicherten Informationen in der Speichereinheit zu verwenden, wenn sie den passenden Kompensationsfaktor berechnet/ausliest. Es sind also Werte für die Tragfähigkeit des Fluids bei unterschiedlichen Längen des Raums in Längsrichtung (x) relativ zu unterschiedlichen Drücken gespeichert. Die Berechnungseinheit verwendet folglich zuerst den ersten Parameter und die gespeicherten Informationen, um zu der passenden Tragfähigkeit des Fluids in dem Raum bei dem detektierten Druck zu gelangen. Dieser Tragfähigkeitswert wird mit dem verglichen, den die Tragfähigkeit des Fluids aufweisen würde, wenn sich die Ladefläche in der ersten Position bei dem herrschenden Fluiddruck befunden hätte, wodurch der passende Kompensationsfaktor erhalten wird.
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Verglichen mit mechanischen Federn verhalten sich Gasfedern in geringerem Maß linear, d. h. ein Aufzeichnen des Verhältnisses zwischen angelegter Kraft und resultierende Verformung erzeugt keine gerade Linie. Dieses Verhältnis wird als Federcharakteristik der Feder bezeichnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kompensationsfaktor bemessen, die nicht lineare Federcharakteristik zu berücksichtigen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass innerhalb bestimmter Längen des Raums in Längsrichtung (x) das Verhältnis zwischen Länge und angewandter Kraft linear ist. Innerhalb dieses Bereichs ist der Kompensationsfaktor bemessen, das lineare Verhältnis zu berücksichtigen.
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Jedem Rad der ersten Achse benachbart ist eine Federungseinrichtung angeordnet. Das Fahrzeug weist folglich auch eine zweite Federungseinrichtung auf, die zwischen der ersten Achse und dem Fahrgestellbauteil angeordnet ist, und diese zweite Federungseinrichtung umfasst auch einen Raum, der sich in Längsrichtung (x) erstreckt und der ein Fluid enthält, wobei die zweite Federungseinrichtung zusammen mit der ersten Federungseinrichtung die Ladefläche in die Lage zu versetzen vermag, die erste Position und die zweite Position in Folge dessen einzunehmen, dass ein Fluid auch dem Raum der zweiten Federungseinrichtung zugeführt oder von dieser abgelassen wird, während der Raum der zweiten Federungseinrichtung, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, in Längsrichtung (x) ebenfalls eine Länge aufweist, die sich von der Länge unterscheidet, die der Raum der zweiten Federungseinrichtung in Längsrichtung (x) aufweist, wenn sich die Ladefläche in der ersten Position befindet. Wenn die jeweiligen Räume der Federungsvorrichtungen die gleiche Länge in Längsrichtung (x) aufweisen und die Last gleichmäßig auf der Ladefläche verteilt ist, kann angenommen werden, dass der erste Parameter und der zweite Parameter für die erste Federungseinrichtung auch für die zweite Federungseinrichtung gelten, woraufhin die Berechnungseinheit das Gewicht, das auf die erste Achse wirkt, auf der Grundlage wenigstens des ersten Parameters und des zweiten Parameters der ersten Federungseinrichtung berechnet, wobei bei einem gegebenen Druck des Fluids in den Räumen die Tragfähigkeit der ersten und zweiten Federungseinrichtung bei unterschiedlichen Längen in der Längsrichtung (x) der Räume unterschiedlich ist, und wobei die Berechnungseinheit dazu ausgebildet ist, einen passenden Kompensationsfaktor zu berücksichtigen, der in Beziehung zu dem Unterschied in der Tragfähigkeit steht, die den Längenunterschied in Längsrichtung (x) der Räume in der Situation betrifft, in der sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und der Situation, in der sich die Ladefläche in der ersten Position bei dem detektierten Druck befindet, wenn sie das Gewicht berechnet. Die Ladefläche kann jedoch so geneigt sein, dass der Raum in Längsrichtung (x) der ersten Federungseinrichtung eine Länge aufweist, die sich von der Länge des Raums in Längsrichtung (x) der zweiten Federungseinrichtung unterscheidet. Außerdem kann die Last ungleichmäßig auf der Ladefläche verteilt sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vermag die erste Sensoreinrichtung auch einen ersten Parameter zu detektieren, der zu der Länge des Raums in Längsrichtung (x) der zweiten Federungseinrichtung in Beziehung steht, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und die zweite Sensoreinrichtung vermag ebenfalls einen zweiten Parameter zu detektieren, der zu dem Druck des Fluids in dem Raum der zweiten Federungseinrichtung in Beziehung steht, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet und die Last auf der Ladefläche angeordnet ist, und die Berechnungseinheit vermag das Gewicht, das auf die erste Achse wirkt, auf der Grundlage der entsprechenden ersten und zweiten Parameter der ersten und zweiten Federungseinrichtungen zu berechnen.
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Das Fahrzeug kann eine dritte Federungseinrichtung und eine vierte Federungseinrichtung aufweisen, die zwischen einer zweiten der Achsen und dem Fahrgestellbauteil angeordnet sind, wobei in diesem Fall die dritten und vierten Federungseinrichtungen jeweils einen entsprechenden Raum umfassen, der sich in Längsrichtung (x) erstreckt und ein Fluid enthält, die dritten und vierten Federungseinrichtungen wenigstens zusammen mit der ersten Federungseinrichtung die Ladefläche in die Lage zu versetzen vermögen, die erste Position und die zweite Position in Folge dessen einzunehmen, dass ein Fluid auch den Räumen der dritten und vierten Federungseinrichtung zugeführt oder von diesen abgelassen wird, und die entsprechenden Räume der dritten und vierten Federungseinrichtung, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, jeweils auch in Längsrichtung (x) eine Länge aufweisen, die sich von der Länge unterscheidet, die die entsprechenden Räume der dritten und vierten Federungseinrichtungen jeweils in Längsrichtung (x) aufweisen, wenn sich die Ladefläche in der ersten Position befindet. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform vermag die erste Sensoreinrichtung auch einen ersten Parameter zu detektieren, der zu den Längen der jeweiligen Räume der dritten und vierten Federungseinrichtungen in Längsrichtung (x) in Beziehung steht, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und die zweite Sensoreinrichtung vermag auch einen zweiten Parameter zu detektieren, der zu dem Druck des Fluids in den jeweiligen Räumen der dritten und vierten Federungseinrichtungen in Beziehung steht, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet und die Last auf der Ladefläche angeordnet ist, und die Berechnungseinheit dazu ausgebildet ist, das Gewicht, das auf die zweite Achse wirkt, auf der Grundlage wenigstens der entsprechenden ersten und zweiten Parameter der dritten und vierten Federungseinrichtungen zu verwenden vermag, um das Gewicht zu berechnen, wobei bei einem gegebenen Druck des Fluids in den Räumen die Tragfähigkeit der dritten und vierten Federungseinrichtungen bei unterschiedlichen Längen in der Längsrichtung (x) der Räume unterschiedlich ist, und wobei die Berechnungseinheit dazu ausgebildet ist, einen passenden Kompensationsfaktor zu berücksichtigen, der in Beziehung zu dem Unterschied in der Tragfähigkeit steht, die den Längenunterschied in Längsrichtung (x) der Räume in der Situation betrifft, in der sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und der Situation, in der sich die Ladefläche in der ersten Position bei dem detektierten Druck befindet, wenn sie das Gewicht berechnet. Es sollte beachtet werden, dass das Fahrzeug mehr als zwei Achsen umfassen kann. Beispielsweise kann das Fahrzeug fünf Achsen umfassen. Es sollte auch beachtet werden, dass mehr als zwei Federungseinrichtungen des zuvor genannten Typs zwischen den jeweiligen Achsen und dem längsgerichteten Fahrgestellbauteil angeordnet sein können. Beispielsweise können vier Federungseinrichtungen des zuvor genannten Typs zwischen den jeweiligen Achsen und dem längsgerichteten Fahrgestellbauteil angeordnet sein. Um das Gewicht, das auf eine Achse wirkt, zu berechnen, kann die erste Sensoreinrichtung ausgelegt sein, einen entsprechenden ersten Parameter zu detektieren, der zu den Längen der jeweiligen Räume der vier Federungseinrichtungen der Achsen in Längsrichtung (x) in Beziehung steht, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet, und die zweite Sensoreinrichtung (kann) ausgelegt sein, um die jeweiligen Drücke in den entsprechenden Räumen der vier Federungseinrichtungen der Achsen zu detektieren, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet und eine Last auf der Ladefläche angeordnet ist, wobei in diesem Fall die Berechnungseinheit die entsprechenden ersten und zweiten Parameter der vier Federungseinrichtungen der Achsen verwendet, um das Gewicht zu berechnen, das auf die Achsen wirkt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Nutzfahrzeug, das eine Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 umfasst.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun durch Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 stellt eine Seitenansicht eines Schwerlastfahrzeugs dar,
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2 stellt ein Aufhängungssystem eines Fahrzeugs dar,
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3 stellt eine erfindungsgemäße Anordnung dar, die ausgelegt ist, bei dem Fahrzeug in 1 verwendet zu werden.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
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1 stellt ein Nutzfahrzeug 1 mit einem Last tragenden Bauteil dar, das eine Ladefläche 2 umfasst. Das Fahrzeug 1 umfasst ein längsgerichtetes Fahrgestellbauteil 3 und die Ladefläche 2 ist von dem Fahrgestellbauteil 3 abgestützt. Das Fahrzeug 1 hat eine erste Hinterachse 4 und eine zweite Hinterachse 5. Die erste Hinterachse 4 und die zweite Hinterachse 5 umfassen zwei Gruppen Räder 6, 7, aber lediglich ein Rad 6, 7 ist jeweils an jeder der Achsen 4, 5 abgebildet.
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Wie in 2 zu sehen, ist eine erste Federungseinrichtung 8 zwischen der ersten Hinterachse 4 benachbart dem ersten Rad 6 der ersten Hinterachse 4 und dem Fahrgestellbauteil 3 angeordnet. Eine zweite Federungseinrichtung 9 (nicht in 2 dargestellt, aber in 3 dargestellt) ist zwischen der ersten Hinterachse 4 benachbart dem zweiten Rad (nicht dargestellt) der ersten Hinterachse 4 und dem Fahrgestellbauteil 3 angeordnet. Eine dritte Federungseinrichtung 10 ist zwischen der zweiten Hinterachse 5 benachbart dem ersten Rad 7 der zweiten Hinterachse 5 und dem Fahrgestellbauteil 3 angeordnet. Außerdem ist eine vierte Federungseinrichtung 11 (in 2 nicht dargestellt, aber in 3 dargestellt) benachbart dem zweiten Rad (nicht dargestellt) der zweiten Hinterachse 5 und dem Fahrgestellbauteil 3 angeordnet.
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Wie in 3 dargestellt, umfassen die jeweiligen Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 jeweils einen entsprechenden Raum 12, 13, 14, 15, der sich in Längsrichtung (x) erstreckt und komprimiertes Gas enthält. Die Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 sind Luftfedern, so dass das komprimierbare Medium Luft ist. Jeder der entsprechenden Räume 12, 13, 14, 15 der Luftfedern ist durch einen Balg definiert. Die Luftfedern 8, 9, 10, 11 bilden einen Teil eines elektronisch gesteuerten Ladeniveausystems des Nutzfahrzeugs 1 (das Ladeniveausystem wird in dieser Patentanmeldung nicht detaillierter erläutert). Das Fahrgestellbauteil 3 und somit die Ladefläche 2 können angehoben werden, indem komprimierte Luft den jeweiligen Luftfedern 8, 9, 10, 11 zugeführt wird. Komprimierte Luft wird den jeweiligen Luftfedern 8, 9, 10, 11 aus einem Druckbehälter 16 über eine Ventilvorrichtung 18 zugeführt. Der Druckbehälter 16 ist ebenfalls mit einem Kompressor 17 des Fahrzeugs 1 über die Ventilvorrichtung 18 verbunden. Das Fahrgestellbauteil 3 und somit die Ladefläche 2 können abgesenkt werden, indem komprimierte Luft aus den entsprechenden Bälgen 12, 13, 14, 15 abgelassen wird. Das elektronisch gesteuerte Ladeniveausystem macht es auch möglich, unterschiedliche Luftmengen den jeweiligen Luftfedern 8, 9, 10, 11 zuzuführen, wodurch es möglich ist, die Ladefläche zu neigen. Eine Steuereinheit des Ladeniveausystems erhält Signale von verschiedenen Sensoren, wie z. B. Positionssensoren, wodurch es möglich ist, das Niveau der Ladefläche 2 zu überwachen und einzustellen.
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Die Ladefläche kann sich in einer ersten Position befinden, die diejenige sein kann, in der sich die Ladefläche bei Bewegung des Fahrzeugs, d. h. beim Fahren, normalerweise befindet. Zum Beladen kann die Ladefläche in eine zweite Position, eine sogenannte Ladeposition, angehoben, abgesenkt und/oder geneigt werden, um die Anordnung einer Last auf der Ladefläche 2 zu erleichtern, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, indem Luft den jeweiligen Bälgen 12, 13, 14, 15 der Luftfedern 8, 9, 10, 11 zugeführt oder von diesen abgelassen wird. Wie zuvor erwähnt kann damit das Beladen erleichtert werden, z. B. kann die Ladefläche 2 des Fahrzeugs 1 auf das Niveau einer Ladebucht eingestellt werden, wo die Beladung stattfindet. In der zweiten Position unterscheidet sich die Länge jedes der jeweiligen Räume 12, 13, 14, 15 der Luftfedern 8, 9, 10, 11 in Längsrichtung (x) von der Länge der jeweiligen Räume 12, 13, 14, 15 in Längsrichtung (x) in der ersten Position.
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Der Stand der Technik der Fahrzeuge, die Ladeniveausysteme des zuvor genannten Typs aufweisen, hat es erforderlich gemacht, dass die Ladefläche die erste Position einnimmt, die normalerweise das Niveau ist, auf dem sich die Ladefläche beim Fahren befindet, um Informationen über das Gewicht zu erhalten, das auf die jeweiligen Achsen bei Bewegung des Fahrzeugs wirkt. Wenn sich die Ladefläche beim Beladen auf einem Niveau befindet, das sich von dem Niveau unterscheidet, auf dem sich die Ladefläche beim Fahren befindet, muss der Fahrer, der korrekte Informationen über das genannte Gewicht zu erhalten wünscht, folglich bewirken, dass die Ladefläche die erste Position einnimmt, woraufhin das Gewicht, das auf die jeweiligen Achsen wirkt, auf der Grundlage des Luftdrucks in dem entsprechenden Balg und dem wirksamen Querschnittsbereich des entsprechenden Balgs berechnet wird, wenn sich die Ladefläche in der ersten Position befindet.
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3 stellt eine Anordnung 19 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar, die zur Anwendung bei dem Fahrzeug in 1 vorgesehen ist, welches ein elektronisch gesteuertes Ladeniveausystem umfasst. Die Anordnung 19 ermöglicht es, die Ladefläche 2 in der zweiten Position zu belassen, welche in diesem Fall die Ladeposition ist, und das Gewicht zu berechnen, das auf die jeweiligen Achsen 4, 5 wirkt.
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Die Anordnung 19 umfasst eine erste Sensoreinrichtung, die einen ersten Positionssensor 20 für die erste Achse 4 und einen zweiten Positionssensor 21 für die zweite Achse 5 umfasst, wobei diese Positionssensoren auf der Ladefläche 2 angeordnet sind. Alternativ kann die erste Sensoreinrichtung entsprechende Ultraschallsensoren 22, 23, 24, 25 umfassen, die den jeweiligen Räumen 12, 13, 14, 15 der Luftfeder 8, 9, 10, 11 benachbart angeordnet sind. Die Anordnung 19 umfasst auch eine zweite Sensoreinrichtung, die entsprechende Drucksensoren 26, 27, 28, 29 umfasst, die den jeweiligen Räumen 12, 13, 14, 15 der Luftfedern 8, 9, 10, 11 benachbart angeordnet sind. Die Anordnung 19 umfasst ferner eine Berechnungseinheit 30 und eine erste Speichereinheit 31. Alternativ kann die Berechnungseinheit 30 eine zweite Speichereinheit 32 umfassen. Die Funktion der Berechungseinheit 30, der Speichereinheit 31 und der Speichereinheit 32 werden später in der Beschreibung erläutert. Es sollte beachtet werden, dass die Berechnungseinheit 30 in die Steuereinheit des Ladeniveausystems des Fahrzeugs in 1 integriert sein kann, sowie die erste Speichereinheit 31 und die zweite Speichereinheit 32 eine Speichereinheit der Steuereinheit des Ladeniveausystems sein können. Es sollte ferner beachtet werden, das die Positionssensoren 20, 21 und/oder die Ultraschallsensoren 22, 23, 24, 25 Sensoren des Ladeniveausystems sein können. Die Drucksensoren 26, 27, 28, 29 können ebenfalls Sensoren des Ladeniveausystems sein.
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Die Funktion der Anordnung 19 wird nun beschrieben. Es wird angenommen, dass sich die Ladefläche 2 in der zweiten Position befindet, die in diesem Fall die Ladeposition ist. Es wird ferner angenommen, dass, wenn sich die Ladefläche 2 in der zweiten Ladeposition befindet, sich die Längen in Längsrichtung (x) der entsprechenden Räume 12, 13, 14, 15 der Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 von den Längen der entsprechenden Räume 12, 13, 14, 15 in der Situation unterscheiden, in der sich die Ladefläche 2 in der ersten Position befindet. Es wird auch angenommen, dass alle Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 die gleiche Bauform haben. Beim Beladen ist es wichtig, Informationen über das Gewicht zu erhalten, das auf die jeweiligen Hinterachsen 4, 5 wirkt. Der erste Positionssensor 20 und der zweite Positionssensor 21 sind ausgelegt, Signale zu der Berechnungseinheit 30 zu senden. Der erste Positionssensor 20 ist ausgelegt, den Abstand zwischen der Ladefläche 2 und der ersten Hinterachse 4 zu detektieren, und der zweite Positionssensor 21 ist ausgelegt, den Abstand zwischen der Ladefläche 2 und der zweiten Hinterachse 5 zu detektieren. Die Berechnungseinheit 30 ist ausgefegt, Informationen über den genannten Abstand und Kenntnis der Stellen der Positionssensoren 20, 21 zu verwenden, um einen ersten Parameter herzuleiten, der die Längen in Längsrichtung (x) der jeweiligen Räume 12, 13, 14, 15 betrifft, wenn sich die Ladefläche in der zweiten Position befindet. Alternativ kann die Berechnungseinheit 30 Informationen über die Längen in Längsrichtung (x) der jeweiligen Räume 12, 13, 14, 15 über Signale von den Ultraschallsensoren 22, 23, 24, 25 erhalten, wenn sich die Ladefläche 2 in der zweiten Position befindet. Signale von den Drucksensoren 26, 27, 28, 29 an die Berechnungseinheit 30 versorgen diese mit Informationen über einen zweiten Parameter, der zu den jeweiligen Luftdrücken in den Räumen 12, 13, 14, 15 in Beziehung steht. Der Umstand, dass bei einem gegebenen Luftdruck in dem Raum/Balg die Tragfähigkeit der Luftfedern bei unterschiedlichen Längen in Längsrichtung (x) der Räume unterschiedlich ist, bedeutet, dass die Berechnungseinheit 30 einen entsprechenden, passenden Kompensationsfaktor zu berücksichtigen hat, der zu dem genannten Unterschied in der Tragfähigkeit hinsichtlich des entsprechenden Längenunterschieds in Längsrichtung (x) der Räume 12, 13, 14, 15 in der Situation, wo sich die Ladefläche 2 in der zweiten Position befindet, und der Situation in Beziehung steht, wo sich die Ladefläche 2 in der ersten Position bei den jeweiligen detektierten Luftdrücken in den Räumen/Bälgen 12, 13, 14, 15 befindet, wenn sie das genannte Gewicht berechnet. Die Speichereinheit 31 speichert verschiedene Kompensationsfaktoren, wobei jeder Kompensationsfaktor einen bestimmten Unterschied in der Tragfähigkeit bezüglich einer bestimmten Längendifferenz des Raums in Längsrichtung (x) zwischen den Situationen betrifft, wo sich die Ladefläche 2 in der zweiten Position befindet und sich die Ladefläche 2 in der ersten Position bei einem bestimmten Luftdruck in dem Balg/Raum befindet. Die Berechnungseinheit 30 ist ausgelegt, den entsprechenden, passenden Kompensationsfaktor aus der Speichereinheit 31 auszulesen und den jeweiligen detektierten Druck und entsprechenden wirksamen Querschnittsbereich des Balgs und den entsprechenden passenden Kompensationsfaktor zu verwenden um das Gewicht zu berechnen, das auf die jeweiligen Hinterachsen 4, 5 wirkt. Es sollte beachtet werden, dass der wirksame Querschnittsbereich derjenige ist, den die jeweiligen Bälge/Räume 12, 13, 14, 15 aufweisen, wenn sich die Ladefläche 2 in der ersten Position befindet.
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Das Nachfolgende beschreibt, wie die Berechnungseinheit 30 alternativ ausgelegt sein kann, um das Gewicht zu berechnen, das auf die jeweiligen Hinterachsen 4, 5 wirkt.
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Die Speichereinheit 32 speichert Informationen über die Tragfähigkeit der Luftfedern 8, 9, 10, 11 bei unterschiedlichen Längen in Längsrichtung (x) der Räume 12, 13, 14, 15 und unterschiedlichen Luftdrücken in den Räumen 12, 13, 14, 15. Die Berechnungseinheit 30 verwendet die gespeicherten Informationen und die jeweiligen ersten Parameter der Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 bei den entsprechenden detektierten Luftdrücken in den Räumen 12, 13, 14, 15, um die bestehende Tragfähigkeit der jeweiligen Federungseinrichtung 8, 9, 10, 11 zu berechnen. Der nächste Schritt besteht darin, dass die Berechnungseinheit 30 die gespeicherten Informationen und Kenntnis der Längen in Längsrichtung (x) der jeweiligen Räumen 12, 13, 14, 15 in der Situation verwendet, wo sich die Ladefläche 2 in der ersten Position befinden würde, um die Tragfähigkeit der jeweiligen Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 bei den entsprechenden detektierten Luftdrücken in den Räumen 12, 13, 14, 15 zu berechnen. Die Berechnungseinheit 30 ist ausgelegt, danach einen passenden Kompensationsfaktor für die jeweiligen Federungseinrichtungen 8, 9, 10, 11 zu berechnen, indem der Unterschied in der Tragfähigkeit der entsprechenden Luftfedern 8, 9, 10, 11 zwischen der Situation, wo sich die Ladefläche 2 in der zweiten Position befindet, und der Situation berechnet wird, wo sich die Ladefläche 2 in der ersten Position befindet. Schließlich wird das Gewicht, das auf die jeweiligen Hinterachsen 4, 5 wirkt, auf der Grundlage der entsprechenden detektierten Luftdrücke in den Räumen 12, 13, 14, 15 und des wirksamen Querschnittsbereichs der entsprechenden Räume 12, 13, 14, 15 und der entsprechenden passenden Kompensationsfaktoren berechnet. Es sollte beachtet werden, dass der Querschnittsbereich derjenige ist, den die jeweiligen Bälge/Räume 12, 13, 14, 15 aufweisen, wenn sich die Ladefläche 2 in der ersten Position befindet.
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Da in beiden oben beschriebenen Situationen die Berechnungseinheit 30 ausgelegt ist, den Umstand zu berücksichtigen, dass bei einem gegebenen Luftdruck in den Bälgen 12, 13, 14, 15 die Tragfähigkeit der Luftfedern bei unterschiedlichen Fahrgestellhöhen unterschiedlich ist, muss sich die Ladefläche 2 nicht in der ersten Position befinden, um zuverlässig das Gewicht zu berechnen, das auf die jeweiligen Achsen 4, 5 wirkt.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann im Umfang der folgenden Patenansprüche variiert und modifiziert werden.
