用于获知车桥负荷的方法和用于车辆的悬架系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于获知车辆(1)的车桥负荷的方法和一种用于车辆的、特别是商用车的悬架系统(5)，悬架系统具有至少一个板簧(6)，该板簧在其端部(6a、6b)中接驳在车辆(1)的车身(4)的弹簧容纳部(7a、7b)上并且在其中央区域(6c)中接驳在车辆的底盘(3)上。在此，设置有以下步骤：测量车身(4)相对于底盘(3)的测量间距(d)，获知车辆(1)处于装载过程还是卸载过程，依赖于获知的是装载过程还是卸载过程获知预先存储的滞后区域的相关的滞后线，由测量间距和相关的滞后线获知当前的车桥负荷投影值，其中，特别是可以设置装卸过程准则和张弛准则。所获知的车桥负荷投影值因此被用作投影得到或估计的车桥负荷并且特别是可以用于行驶动态调节系统中。此外，可以更新滞后区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于获知车桥负荷的方法和用于车辆的悬架系统
本专利技术涉及用于获知车桥负荷的方法和用于车辆的悬架系统，该悬架系统特别适合于实施该方法。
技术介绍
获知车桥负荷特别是被用于获知装载状态、负荷分配和整车重量。所获知的车桥负荷可以被考虑用于调节制动过程或车辆动态调节。也可以防止车辆过载，过载可能导致损坏车辆和道路并且明显延长了制动距离。一方面，用于车辆的悬架系统可以借助空气弹簧或空气气囊来构造，也就是说被气动式地构成，但这是相对昂贵的。空气弹簧能够实现测量其气压用以获知起作用的车桥负荷，并且也能够实现主动改变水平调整和起作用的车桥负荷。车桥负荷也可以通过测量车身相对于底盘之间的间距来获知。此外，具有金属板簧的悬架系统是已知的，这些金属板簧通常以其端部接驳在车身上并且在其中央区域中放置或容纳在底盘、特别是底盘的刚性车桥上。这种具有板簧的悬挂系统通常相对便宜；但特别是由于出现的滞后特性而导致不准确获知车桥负荷而通常被认为是不利的。一方面，板簧可以被构造成具有一个或多个簧片(弹簧层)的抛物线弹簧，这些簧片在它们的端部上接驳在车身上。此外，已知的是，将板簧作为具有多个弹簧层的梯形弹簧，特别是具有不同长度簧片的梯形弹簧，这些簧片例如串接或串列在中央心状栓上并且在它们的端部上例如经由保持夹保持在一起。这样的梯形弹簧可以具有特别是累进的弹簧特性曲线，其因此在小压缩的情况下首先能实现软弹动或小的弹性模量，而在较大的弹簧行程或者说较大压缩的情况下能够实现较大的弹性模量。梯形弹簧尤其具有明显的阻尼行为，这是因为多个弹簧层或者说簧片相互摩擦，并且由此可以吸收动能。然而事实证明，对于这种梯形弹簧，确定车桥负荷是有问题的。因此，通常借助附加的应变计只能不准确或很困难地直接获知力或车桥负荷，或者需要对悬架系统进行干预以便安装相应的、直接显示车桥负荷的测量装置。EP1571429B1公开了一种用于在具有空气悬架的车身中显示车辆的车桥负荷的设备。US6,590,168B2描述了一种测量设备，该测量设备测量车桥的偏转角并且由此获知车桥负荷。EP1604179B1描述了一种用于具有空气气囊支撑系统的车辆的车桥负荷检测系统，其通过使用压力传感器来测量空气气囊中的压力。GB1479192A描述了一种滞后修正，在其中在重量的所预先确定的上和下值之间设置有范围，并且将新获知的值与先前的重量值和由于滞后引起的偏差进行比较。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提出一种悬架系统和一种用于获知车桥负荷的方法，它们能够以相对小的耗费实现相对可靠地确定或估计车桥负荷。该任务通过根据独立权利要求的方法和悬挂系统来解决。从属权利要求描述了优选的改进方案。根据本专利技术的方法特别是被设置成用于根据本专利技术的悬架系统；根据本专利技术的弹簧系统特别是被设置成用于执行根据本专利技术的方法。因此，利用根据本专利技术的方法和根据本专利技术的悬架系统获知了车桥负荷投影值或车桥负荷参考值，其随后可以被更新并且可以在车辆的各种系统中被作为车桥负荷的值来使用；也就是说，所获知的车桥负荷投影值因此表示当前获知的车桥负荷或者说表示从可用数据经投影得到的车桥负荷。本专利技术特别是基于以下构思：在装载或卸载过程期间(在该过程中因此板簧的压缩状态或者说压缩行程发生变化)测量车身相对于底盘之间的测量间距，该测量间距本身首先受到滞后效应的影响。随后，通过获知车桥负荷投影值或车桥负荷参考值，能够从该测量间距实现对当前的车桥负荷进行消除滞后的预测或估计。由于在装载或卸载过程期间能标称式获知的车桥负荷由于滞后而有误，因此基于存储的和/或学习得到的滞后区域从直接测得的测量间距首先获知车桥负荷投影值。只有在被压紧的板簧“不晃动”(其可以经由为此设置的第二个准则来确认)之后，板簧才会出现真实的压缩行程，然后可以通过测量测量间距直接使用该压缩行程，并且一方面可以将其用作新的或经修正的车桥负荷投影值，并且还可以将其用于评价或修正滞后线。因此，测得车身相对于底盘之间的测量间距。该测量间距尤其可以通过设置在车身上的测量装置来获知，该测量装置获知与底盘的测量间距。在此，特别是可以获知与底盘的将两个车轮连接起来的刚性车桥的测量间距。然而，也能获知在车身的与底盘的其他参考变量之间的测量间距。间距测量装置一方面可以例如经由能枢转的杆或其他的调节装置机械式测量测量间距或长度，并且例如可以检测作为测量角度或测量长度的测量变量。也能使用非接触式测量装置，例如超声波传感器。在此，本专利技术的优点在于，可以使用空气悬架系统中已知的廉价的间距测量装置。随后，由测得的测量间距利用滞后区域的经存储的和/或学习得到的值获知当前的车桥负荷投影值或车桥负荷参考值。为此，首先获知的是：是否存在装载过程或卸载过程，并且然后根据该评价获知所存储的滞后区域的合适的滞后线，然后使用该滞后线。根据本专利技术按照有利方式应用的是，板簧的压缩和回弹过程通常可以通过理想的弹簧特性曲线来表示，这些理想的弹簧特性曲线描述了弹性的、可逆的压缩和回弹过程。在此识别出，在车辆中在满足了张弛准则(第二准则)时也到达了或者非常近似地到达了弹簧特性曲线，该弹簧特性曲线例如通过测量间距和车桥负荷的值对来表示，从而可以应用理想的弹簧特性曲线。第二准则尤其可以表明，车辆事先驶过的路程中通过振动以及小的压缩和回弹过程补偿或消除了弹簧片或弹簧层之间的应力和摩擦力。因此，在例如行驶时间足够和/或行驶距离足够的行驶之后，必要时在满足另外的诸如足够的最小速度的条件之后，则可以从理想的弹簧特性曲线上的起始点出发。因此特别是可以随后识别出装载过程或卸载过程，为此按照有利方式补充地设置有第一准则(装卸过程准则)，该第一准则例如指示车辆停止状态，或者在通过驾驶员输入相应的信号时可以被满足。因此，控制和分析装置识别出：随后将从理想的弹簧特性曲线上的一个点出发执行车桥负荷的变化，其中，随后基于测量信号识别出：测量间距是否增大，这于是例如可以被识别为压缩和装载过程；或者相应地测量间距是否减小，这可以被识别为回弹或卸载过程。因此，根据本专利技术按照有利方式应用的是，从理想的弹簧特性曲线出发，通过滞后区域的滞后线，尤其是预先存储的和/或学习得到的滞后线，可以很好地或以足够精度模拟该压缩过程或回弹过程，并且因此可以将测量间距的随后测得的变化配属给当前的车桥负荷值投影值，该当前的车桥负荷值投影值因此随后可以被用作当前的车桥负荷，尤其是来用于调节和控制。按照有利方式，更新所获知的车桥负荷投影值并且也更新滞后区域，其方式是：首先重置第二准则并且随后检查：是否紧接着又满足该第二准则，即例如存在车辆的足以导致解决板簧的内应力的行驶。于是可以再次应用的是，再次达到理想的弹簧特性曲线上的一个点。如果这被满足，则可以直接经由当前测得的测量间距和理想的弹簧特性曲线以高精度获知当前的车桥负荷投影值，因此，将当前的车桥负荷投影值代替先前估计的车桥负荷投影值，即基于在装载过程或卸载过程中的滞后而获知的车桥负荷投影值。随后，可以将当前经修正的车桥负荷投影值与先前基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于获知车辆(1)的车桥负荷(AL)的方法，所述车辆具有悬架系统(5)，所述悬架系统具有至少一个板簧(6)，所述板簧在其端部(6a、6b)中接驳在车身(4)的弹簧容纳部(7a、7b)上，并且在其中央区域(6c)中接驳在所述车辆(1)的底盘(3)上，/n所述方法至少具有以下步骤：/n测量所述车身(4)相对于所述底盘(3)的测量间距(d、d_B1)(St2)，/n获知所述车辆(1)处于装载过程还是卸载过程(St3)，/n依赖于获知的是装载过程还是卸载过程来获知预先存储的滞后区域(14)的相关的滞后线(Hy1、Hy2)(St4)，/n由所述测量间距(d)和相关的滞后线(Hy1、Hy2)获知当前的车桥负荷投影值(AL-RV)(St5)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181218 DE 102018132697.11.用于获知车辆(1)的车桥负荷(AL)的方法，所述车辆具有悬架系统(5)，所述悬架系统具有至少一个板簧(6)，所述板簧在其端部(6a、6b)中接驳在车身(4)的弹簧容纳部(7a、7b)上，并且在其中央区域(6c)中接驳在所述车辆(1)的底盘(3)上，
所述方法至少具有以下步骤：
测量所述车身(4)相对于所述底盘(3)的测量间距(d、d_B1)(St2)，
获知所述车辆(1)处于装载过程还是卸载过程(St3)，
依赖于获知的是装载过程还是卸载过程来获知预先存储的滞后区域(14)的相关的滞后线(Hy1、Hy2)(St4)，
由所述测量间距(d)和相关的滞后线(Hy1、Hy2)获知当前的车桥负荷投影值(AL-RV)(St5)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获知所述车辆(1)处于装载过程还是卸载过程是依赖于第一准则(K1)进行的，所述第一准则包括以下条件中一个或多个：
-获知了测得的间距(d)减少或增加，
-输入了激活信号，和/或
-确认了车辆的静止状态(v＝0)St3)。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在获知存在装载过程还是卸载过程之前检查：是否满足第二准则(K2)，所述第二准则评价在上一次装载或卸载过程之后的经过的行驶，(St1)并且
如果满足所述第二准则(K2)，则将理想的弹簧特性曲线(KL)用作获知当前的车桥负荷投影值(AL_B1)和/或相关的滞后线(Hy1、Hy2)的起始点(St2)。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二准则(K2)中检查：在上一次装载或卸载过程之后和/或在所述第二准则(K2)的上一次重置之后经过的行驶是否
-具有大于最小行驶时间(min_Δ_t)的行驶时间(Δ_t)和/或
-具有大于最小行驶距离(min:Δ_s)的行驶距离(Δ_s)，
用来构成对所述板簧(6)的足够数量的振动或加载和减载。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述滞后区域(14)具有：
理想的弹簧特性曲线(KL)，所述理想的弹簧特性曲线代表可逆的弹性的压缩过程，
至少一个指示非弹性的装载过程的第一滞后线(Hy1)和指示非弹性的卸载过程的第二滞后线(Hy2)。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于空载或完全卸载的车辆(1)的最靠上的第一滞后线(Hy1)和基于满载的车辆(1)的最靠下的第二滞后线(Hy2)限定和/或定义了所述滞后区域(14)。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述滞后线(Hy1、Hy2)分别包括测量间距(d)和车桥负荷投影值(AL-RV)构成的值对。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，针对装载过程的第一滞后线(Hy1)在起始装载点(B1)中位于所述理想的弹簧特性曲线(KL)上，并且随着间距(d)变小与所述理想的弹簧特性曲线(KL)的偏差增加，并且
针对卸载过程的第二滞后线(Hy2)在起始卸载点(E1)中位于所述理想的弹簧特性曲线(KL)上，并且随着间距(d)...

【专利技术属性】
技术研发人员：特里斯坦·克吕格尔，托马斯·沃尔夫，
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：德国;DE