SE535004C2 - Anordning för bestämmande av placering av en last på ett lastfordon - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en anordning för bestämmande av placering av en last pä ettlastfordon där lasten består av ett flertal separata lastenheter (3, 4). Enligt uppfinningen är anordnad minst en viktsensor (6, 7) som överförsignaler (8, 9) till en processenhet (5). Processenheten (5) är anordnad att lagraoch bearbeta signalerna och generera utsignaler som anger hur en eller flera avlastenheterna (3, 4) ska förflyttas eller placeras för att uppfylla ett bestämtlastfördelningskriterium_ Uppfinningen avser även ett förfarande för att pä motsvarande sättbestämma hur en eller flera av lastenheterna ska förflyttas/placeras. (Fig. 1)

Description

30 535 004 2 samt kontroll- och displayanordningar. Den last-relaterade parametern anger hur stor procentandel av totalvikten som belastar en första axel.

WO 2006/106296 beskriver en metod för att mäta tyngdpunkten hos lasten på ett Iastfordon varvid uppmätning från ett flertal lastsensorer används för att beräkna lastens totalvikt. Vidare beräknas momentet från vardera Iastsensor kring en referensaxel. Med de uppmätta värdena beräknas avståndet från referensaxeln till lastens tyngdpunkt.

De kända anordningarna och förfarandena ger således information som underlättar för fordonets förare att placera lasten optimalt tack vare att faktiskt uppmätt läge kan jämföras med ett börvärde. För att på ett enkelt sätt kunna fördela lasten är dock den information som erhålles genom de kända anordningarna och metoderna tillräcklig endast under vissa förutsättningar. Det fungerar bra om lasten utgörs av en enda lastenhet. Då är det bara att jämföra är- värdet med bör-värdet för lastenhetens placering i längdled och flytta lastenheten en sträcka så att skillnaden mellan är-värdet och bör-värde blir noll eller åtminstone godtagbart litet.

Motsvarande gäller om lasten är i granulär form såsom sand eller liknande. En sådan kan i detta sammanhang betraktas såsom en singulär lastenhet och dess tyngdpunkt kan förhållandevis enkelt förflyttas en förutbestämd sträcka med någorlunda begränsat iterativt tillvägagångssätt.

När det är fråga om en last som består av ett flertal distinkta lastenheter är emellertid de kända anordningarna och förfarandena begränsade vad det gäller att med enkelhet distribuera dessa lastenheter så att optimal lastfördelning uppnås.

Kännedom om totallastens är-värde och bör-värde för läget för dess tyngdpunkt ger ingen ledning för hur en eller flera av lastenheterna ska förflyttas för optimal lastfördelning eftersom föraren ej har någon information om den enskilda lastenhetens position och i många fall ej heller om dess vikt. Att omfördela lasten innebär därmed ett upprepat flyttande av en eller flera av lastenheterna tills skillnaden mellan är-värde och bör-värde är acceptabelt litet.

Detta är tidsödande och försämrar därmed transportekonomin. Vidare finns en risk att föraren nöjer sig med att göra en ofullständig korrigering från 'är-värdet till bör- värdet med följd att lastfördelningen leder till att belastningen på en enskild hjulaxel överskrider vad som är tillåtet enligt föreskrifter eller utifrån teknisk synpunkt. 20 30 535 004 3 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att lösa detta problem och möjliggöra att på ett enkelt sätt uppnå en korrekt lastfördelning även för den typen av last som består av ett flertal lastenheter.

Redogörelse för uppfinningen Ändamålet emås genom de särdrag som anges i efterföljande patentkrav Tack vare att anordningen avkänner och bearbetar sekventiell information direkt eller indirekt om belastningen på respektive hjulaxel erhålles kännedom inte endast om lastens totala vikt och tyngdpunktsläge utan även om vardera lastenhets motsvarande data. Därigenom kan lätt bestämmas hur någon av lastenheterna individuellt ska förflyttas. Därmed undanröjes de nackdelar som är förknippade med känd teknik, och rätt lastnlng kan göras mycket snabbare och med större precision.

Tack vare att viktsensorerna är anordnade på fordonet erhålles viktinfcrmationen enkelt direkt då respektive lastenhet lastas på fordonet och man blir oberoende av möjligheten att bestämma en lastenhets vikt då den ej är placerad på fordonet. Dessutom är det vanligtvis så att ett lastfordon på detta sätt är försett med viktsensorer så att befintlig utrustning kan användas som komponent i anordningen.

Tack vare att en viktsensor anordnad vid vardera hjulaxel erhålles den enklaste och mest direkta möjligheten att relatera lastenheternas vikt till hjulaxelbelastningarna. Därmed elimineras behovet av en speciell omräkningsalgoritm om sensorerna vore belägna på andra ställen än just vid hjulaxlarna.

Med uppfinningen erbjuds en möjlighet att bestämma respektive lastenhets vikt i de fall där lastenheterna är försedda med viktangivelse, till exempel i form av streck-kod på lasten heten eller följesedel. Då en lastenhets vikt således kan vara känd innan den lastas på fordonet, så kan lastenhetens redan initialt placeras på lämpligt ställe i längdriktningen. Om ett flertal eller samtliga lastenheters vikt är kända före pålastningen kan i princip hela lastprogrammet beräknas och optimeras före pålastningen. Därmed kan speciellt hög snabbhet och säkerhet uppnås vid lastningen. 20 25 30 535 G04 4 Enligt en föredragen utföringsform innefattar vardera viktsensor en pneumatisk fjäder med bälg och en trycksensor för att avkänna trycket i bälgen.

Tack vare att pneumatlska fjädrar av detta slag vanligtvis är närvarande vid hjulaxlarna hos ett Iastfordon är det enkelt och ändamålsenligt att utnyttja dessa som komponenter i den uppfunna anordningen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsforrn är Iastfördelningskriteriet relaterat till hjulaxlarnas respektive tekniska maximala belastning.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är lastfördelningskriteriet relaterat till hjulaxlarnas respektive lagstadgade maximala belastning.

Ovan angivna utföringsformer med avseende på Iastfördelningskriterium kan utgöra alternativ eller komplement till varandra. Fördelarna med det ena eller andra alternativet kan vara avhängig vilket typ av transport fordonet är avsett för eller vilken trafikmiljö det är fråga om.

Att lastfördelningskriteriet är relaterat till maximal belastning kan till exempel innebära att vardera hjulaxel ska belastas med en lika stor procentandel av sin maximala last.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är lastfördelningskriteriet för- inprogrammerat i processenheten.

Därmed erhålls på enklast möjliga sätt ett resultat som anger hur en viss lastenhet ska förflyttas.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är ett antal alternativa lastfördelningskriterier för-inprogrammerade i processenheten varvid processenheten är anordnad att mottaga kommandosignaler angivande val av Iastfördelningskriterium.

Fordonets förare kan därmed välja utifrån vilket kriterium lastfördelningen ska bestämmas. Det ger möjlighet att anpassa detta till de specifika betingelserna vid en transport där väglag, väder, vägkondition, vindfång, betydelsen av att följa föreskrivna bestämmelser, fordonets aktuella tekniska kondition är exempel på faktorer som kan påverka vilket kriterium som väljs.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsfonn är processenheten anordnad att mottaga styrsignaler påverkande en eller flera av de parametrar som respektive Iastfördelningskriterium är baserat på.

Detta medför en än mer sofistikerad möjlighet till anpassning till de rådande driftsförhållandena och ökar därmed flexibiliteten. Därmed skapas ett 20 25 30 535 004 5 optimalt samspel mellan aktiv påverkan från föraren och automatisk framräkning av lastenhetens placering.

Uppfinningen avser även ett lastfordon försett med en anordning enligt uppfinningen.

Ovan angivna föredragna utföringsforrner av den uppfunna anordningen anges i de av kravet 1 beroende patentkraven. Det bör framhållas att ytterligare föredragna utföringsformer naturligtvis kan utgöras av alla tänkbara kombinationer av de ovan angivna föredragna utföringsformema.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av exempel av densamma med hänvisning till medföljande ritningar.

Kort beskrivning av figurerna Fig. 1 är en schematisk sidovy av ett lastfordon med en anordning enligt uppfinningen.

F lg. 2 är en illustration av en processenhet i en anordning enligt uppfinningen.

Fig. 3 är en illustration av en processenhet i en anordning enligt ett andra exempel av uppfinningen.

Beskrivning av utföringsexempel Fig. 1 illustrerar en anordning enligt uppfinningen vid ett enkelt exempel, där lastfordonet har endast två hjulaxlar 1, 2, och där lasten består av endast två lastenheter, 3, 4. Vid vardera hjulaxel finns en viktsensor 6, 7 som avkänner belastningen på respektive axel. Viktsensorn kan utgöras av till exempel luftfjädrama vid respektive axel. Lastkriteriet är i detta exempel relaterat till hjulaxlarnas tekniska respektive maxlast. För enkelhets skull antas här att kriteriet är utformat så att vardera axel 1, 2 ska vara belastade med samma procentandel av respektive bäraxels tekniska maxlast. Givna ingångsvärden är inprogrammerade ifordonets processenhet 5. Dessa ingångsvärden innefattar: Axelavståndet: L Framaxelns maxbelastning: Fm Bakaxelns maxbelastning: Rm 20 30 535 OÜQ 6 Med F och R anges den vikt som avkänns vid respektive axel.

Då fordonet lastas placeras först en av lastenheterna 3 på dess lastplattform. Därvid kommer värdena på F och R att öka och via signalorganen 8, 9 överförs dessa värden till processenheten 5. Denna får då för det första information om lastenhetens 3 vikt. Processenheten 5 har förinprogrammerad information om fordonets egenvikt på respektive axel, och med information om värdena F respektive R då lastenheten 3 är på plats kan lastenhetens 3 x- koordinat lätt beräknas, varvid med x-koordinat avses läget i längdriktningen, i detta fall avståndet från bakaxeln 2.

När sedan nästa lastenhet 4 placeras på plattformen kan på motsvarande sätt dess individuella vikt och x-koordinat beräknas.

Lastfordonet är nu provisoriskt lastad och viktsensorerna 6, 7 anger är- värden för krafterna F, R på respektive axel.

Med kännedom om lastens totalvikt, kan nu lätt beräknas bör-värden för F och R enligt det fastställda lastfördelningskriteriet, d.v.s. i detta fall att vardera axel ska vara belastad med samma procentsats av sin respektive maxlast.

Detta bör-värde kan användas för att beräkna var den andra lastenheten bör vara placerad för att uppfylla kriteriet, vilket således leder fram till ett bör-värde för dess x-koordinat. Genom att dess är-värde är känt erhålles direkt information om hur mycket den andra lasten 4 ska förflyttas för att få optimal lastfördelning, d.v.s då lastfördelningskriteriet är uppfyllt.

Processenheten är lämpligtvis utformad att alternativt beräkna hur mycket den första lastenheten 3 ska förflyttas för att uppnå optimal lastfördelning.

Lämpligtvis har processenheten en inputmöjlighet som medger att föraren kan titta på båda alternativen och för egen del välja vilken som ska flyttas. lnterfacet mellan föraren och processenheten kan naturligtvis göras ytterligare sofistikerat, så att föraren matar in uppgift om en tänkt förskjutning av den ena lastenheten 3 viss angiven sträcka och får ut uppgift om hur mycket den andra lastenheten 4 måste förflyttas vid denna tänkta placering av den första lastenheten.

Således kan föraren välja om lastenheten 3 ska förflyttas en viss sträcka, om lastenheten 4 ska förflyttas en viss sträcka eller om båda lastenheterna ska förflyttas. Därvid finns möjlighet att beakta andra omständigheter såsom aerodynamik, utskjutande delar hos respektive lastenhet, svårförflyttbarhet etc. 10 20 30 535 004 7 De parametrar och algoritmer erforderliga för beräkningarna ovan är inprogrammerade i processenheten och kan vara utformade påföljande sätt; varvid följande beteckning används.

Fo = fordonets egenvikt på framaxel Ro = fordonets egenvikt på bakaxel F1 = uppmätt vikt på framaxel med första lastenheten M1, pålastad Ri = uppmätt vikt på bakaxel med första lastenheten M1 pålastad F; = uppmätt vikt på framaxel med även andra lastenheten M2 pålastad R; = uppmätt vikt på bakaxel med även andra lastenheten M2 pålastad Fm = tillåten maxbelastning på framaxel Rm = tillåten maxbelastning på bakaxel L = axelavstånd M1 = första lastenhets vikt M2 = andra lastenhets vikt x1 = avståndet från bakaxeln till första lastenhetens tyngdpunkt X2 = avståndet från bakaxeln till andra lastenhetens tyngdpunkt ni = börvärde för X1 n; = börvärde för x; Ax1 = erforderlig förflyttning av första lastenheten Axz = erforderlig förflyttning av andra lastenheten Följande samband kan ställas upp: M1 = FfiRi-Fo-Ro (1) M Fi-F., = fx' <2> l-(Fi 'FU (1)+(2) Qefï Xi _ ----- (ß) E+R|"Fo"Ro M2=F2+R2-F,-R, (4) 535 0Ü4 F2-F.=M2”2 <5) <4>+<fi> ger: X2 - “Ft ”F” ---- (Gl F.z+R2"1ri“R1 5 Det ovan angivna belastningskriteriet innebär att belastningen på framaxeln bör F2+R2 XF vara m F", + R", Därvid erhålles: R+EZÄ=ÉÉXFM <1) m + ”I _ FzfmafßzFm-HFM-RRM 10 (4)+(7) ger: nz _ (Fm + RM XFZ + RI _ E _ Rx) L (8) gm-&5 (Fm +R,,.)(F2 +R2 “Fl -RO (6)+(8) ger: Axz = xz -nz = (9) Uttrycket (9) anger således hur lång sträcka som den andra lastenheten ska förflyttas från sin ursprungligen placering för att optimal lastfördelning ska erhållas is utifrån det angivna kriteriet.

Exempel: L = 5m Fo = 4,5t; F1 = 5,7t; F; = 6,6t; Fm = 6,5t Ro = 5,5t; R1 = 5,8t; R; = 10,4t; Rm =11,5t 20 _ 6,6><11,5-10,4x 6,5 2" lanqm) Således erhålles i detta exempel att lasten M2 måste förflyttas bakåt för att uppnå belastningskriteriet. x 5 = 0,42m l det angivna exemplet erhålles vidare att 25 M1 =1,5t från (1) x; = 4,0m från (3) M2 = 5,5t från (4) 5 20 30 535 1304 xg = 0,82m n; = 0,40m från (6) från (8) På motsvarande sätt som n; räknats fram för hur mycket den andra lastenheten M2 måste förflyttas för att uppfylla belastningskriteriet kan man altemativt räkna fram hur mycket den första lastenheten M1 ska förflyttas för att uppnå detta.

Därmed gäller sambandet: EWLFZ_1:I+MÉL=_IP_ÉÅXFM (75) L F", + R", (7b)+(1)+(3> ser F2Rm - RZFm L (gb) Axl = x (Fm+Rm)(Fl+R1-F0-R0) I det angivna exemplet blir därmed Ax, = 1,54 m Programmeringen av anordningen kan göras sofistikerad i olika grad.

I sin enklaste förrn innehålles endast en algoritm i enlighet med den ovan beskrivna där det anges hur den senast pålastade lastenheten ska förflyttas för uppnâende av angivet lastningskriterium.

Vidare kan såsom beskrivits ovan anordningen programmeras att beräkna förflyttningen för alternativt den ena eller den andra lastenheten, varvid föraren kan välja vilket alternativ som utifrån andra aspekter är lämpligast. Det kan till exempel visa sig att endast det ena alternativet är möjligt på grund av att en av lastenhetema förhindrar att ge plats för erforderlig förflyttning av den andra.

Ytterligare en funktion som lätt kan integreras i beräkningsalgoritmen är att uppnå rätt belastning genom att förflytta båda lastenheterna. Därvid matar föraren in en fiktiv förskjutning av den ena lastenheten från dess ärvärde och utifrån denna fiktiva förskjutning beräknar anordningen hur mycket den andra lastenheten mäste förskjutas för att uppnå rätt lastfördelning. Detta möjliggör ett iterativt förfarande där föraren kan prova sig fram utan att lasterna behöver förflyttas fysiskt. Detta görs först när lämpliga värden på Ax1 och Ax; har valts. istället för det i exemplet uppställda belastningskriteriet kan förstås något annat kriterium tillämpas. Anordningen kan vidare med fördel ha flera kriterier 20 535 ÜÜ4 10 inprogrammerade och med möjlighet för föraren att utifrån de specifika betingelserna välja lastfördelningskriterium.

Det ovan beskrivna exemplet relaterar till ett fall med endast två lastenheter och endast två hjulaxlari syfte att ge en tydlig och överskådlig bild av principen. Det torde dock förstås att motsvarande beräkningsalgoritm lätt kan ställas upp även för det fall antalet axlar är tre eller flera. Vidare kan algoritmerna utformas så att de är tillämpliga för ett godtyckligt antal av flera lastenheter.

Ett speciellt fall är då uppfinningen tillämpas på ett släp, där släpet har endast en hjulaxel. Därvid handlar det om att fördela lasten dels på släpets hjulaxel dels på den kopplingsenhet med vilken släpet är förbundet med ett dragfordon. Det är lämpligt att en viktssensor då är anordnad i anslutning till kopplingsenheten. För vissa typer av släp önskas normalt noll-belastning här. För andra typer av släp är det fråga om att en del av lasten upptas av dragfordonet via kopplingsenheten, för uppfyllande av lastfördelningskriteriet. Även negativ belastning kan för vissa släptyper komma ifråga, d.v.s. att kopplingsenheten verkar med en uppåtriktad kraft på dragfordonet.

Fig. 2 åskådliggör processenhetens 5 funktion och samverkan med omgivningen. I processenheten finns ett första lagringsorgan 51 där olika utgångsdata finns lagrade såsom varje hjulaxels x-koordinat, d.v.s. dess avstånd till den bakre hjulaxeln och varje hjulaxels tekniska maxbelastning och dess lagmässigt föreskrivna maxbelastning. l det första lagringsorganet 51 lagras även information från viktsensorerna 6. 7.

Vidare finns ett andra lagringsorgan 52 i vilken beräkningsalgoritmerna finns lagrade, och ett tredje 53 lagringsorgan i vilket lastfördelningskriterier finns lagrade.

Ett första mottagningsorgan 55 är anordnat för att motta signaler 8, 9 från viktsensorerna vid hjulaxlama. Ett andra mottagningsorgan 56 är anordnat att utgöra interface med föraren för mottagande av styr- och kommandosignaler 10, 11 från föraren. Dessa kan bland annat innefatta signaler för val av lastfördelningskriterium, val av för vilken av lastenheterna erforderlig förskjutning ska beräknas och inmatning av fiktiv förskjutning av en eller flera av lastenheterna. l bearbetningsorganet 54 beräknas de värden på förskjutningen av en eller flera av lastenheterna som erfordras baserat på input från lagringsorganen 51, 52, 53 och mottagningsorganen 55, 56. Från beräkningsorganet 54 genereras lO IS 20 25 535 004 11 utsignaler 12 till en datarepresentationsanordning 57. Denna utgörs lämpligen av en bildskärm som anger erforderliga siffervärden och eventuellt även en grafisk representation av fordonet, med dess hjulaxlar och pålastade lastenheter.

Fig. 3 åskådliggör ett alternativt exempel på uppfinningen. Anordningen är här kompletterad med en separat viktsensor 59, och processenheten 5 innefattar ett tredje mottagningsorgan 58 anordnad att motta signaler 13 från den separata viktsensorn 59. Den separata viktsensorn 59 är till exempel en streckodsläsare.

Då en sådan avläser en streckkod representerande en vikt utgör den en viktsensor. l många transportsituationer handlar det om lastenheter som är försedda med märkning, på lastenheten eller dess följesedel, till exempel streckkod, som anger diverse data avseende lastenheten i fråga. Vanligtvis inkluderar dessa data lastenhetens vikt. I dessa fall kan informationen om vikten för en, flera eller alla av lastenheterna matas in till processenheten 5 från den separata viktsensorn 59 som alternativ eller komplement till den information 8, 9 som kommer från fordonets viktsensorer 6, 7. Detta utföringsexempel möjliggör att i förväg bestämma var en eller flera av lastenheterna ska placeras.

Om exempelvis en lastenhet har streckkodad viktangivelse, men ej de övriga, kan de utan streckkod först placeras på lastfordonet. När den med streckkod försedda lastenheten ska lastas kan informationen om dess vikt matas in i processenheten 5 innan den pâlastas. Dämied kan dess optimala x-koordinat beräknas iförväg och den kan direkt placeras på rätt ställe.

Uppgift om respektive lastenhets vikt kan ibland vara explicit angiven på lastenheten eller dess följesedel. l sådana fall kan uppgift om respektive lastenhets vikt matas in till processenheten manuellt via ett tangentbord, ett alternativ som inryms inom uppfinningens ram.

Claims (8)

20 25 30 535 004 12 PATENTKRAV

1. Anordning för bestämmande av placering av en av ett flertal separata lastenheter (3, 4) bestående last på ett lastfordon försett med ett flertal hjulaxlar (1, 2), vilken anordning innefattar viktsensorer (6, 7), en processenhet (5) och signalorgan (8, 9) för överföring av signaler från vardera viktsensor (6, 7) till processenheten (5), vilka signaler (8, 9) representerar data från respektive viktsensor (6, 7), vilken processenhet (5) innefattar mottagningsorgan (55) för mottagande av nämnda signaler (8, 9), lagringsorgan (51) för lagring av data från en sekvens av signaler (8, 9) från vardera viktsensor (6, 7) och bearbetningsorgan (54) för bearbetning av nämnda data, vilket bearbetningsorgan (54) är anordnat att generera utsignaler (12), som anger hur en eller flera av nämnda lastenheter (3, 4) ska förflyttas eller placeras i längdled för uppfyllande av ett bestämt lastfördelningskriterium , kännetecknad av att viktsensorerna (6, 7) är anordnade att avkänna fordonets inklusive lastens belastning på respektive viktsensor (6, 7) varvid minst en viktsensor (6, 7) är anordnad vid vardera hjulaxel ( 1, 2) och av att en läsapparat, såsom till exempel en streckkodsläsare (59), är signalförbunden (13) med processenheten (5) för att bestämma respektive lastenhets vikt i de fall där lastenheterna är försedda med viktangivelse.

2. Anordning enligt patentkrav 1 kännetecknad av att viktsensorerna (6, 7) vid vardera hjulaxel (1,2) innefattar en pneumatisk fiäder med bälg och en trycksensor för att avkänna trycket i bälgen.

3. Anordning enligt något av patentkraven 1-2 kännetecknad av att nämnda lastfördelningskriterium är relaterat till hjulaxlarnas respektive tekniska maxbelastning.

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3 kännetecknad av att nämnda lastfördelningskriterium är relaterat till hjulaxlarnas (1, 2) respektive lagstadgade maxbelastning. 15 535 G04 13

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4 kännetecknad av att nämnda Iastfördelningskriterium är för-inprogrammerat i processenheten (5).

6. Anordning enligt patentkrav 5 kännetecknad av att ett antal alternativa lastfördelningskriterier är för-inprogrammerade i processenheten (5) och att processenheten (5) är anordnad att mottaga kommandosignaler (10, 11) angivande val av lastfördelningskriterium.

7. Anordning enligt patentkrav 5 eller 6 känna-tecknad av att processenheten (5) är anordnad att mottaga styrsignaler (10, 11) påverkande en eller flera av de parametrar som respektive Iastfördelningskriterierna-är baserat på.

8. Lastfordon kännetecknat av att lastfordonet innefattar en anordning enligt något av patentkraven 1-7.