阅读说明：本技术 多用途车辆的底盘的车轴监控系统及车轴监控系统的用途 (The axle monitoring system on the chassis of multi-purpose vehicle and the purposes of axle monitoring system ) 是由 斯特凡·瓦迈耶 迈克尔·罗斯 于 2018-04-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及多用途车辆的底盘的用于获取底盘的至少一个车轴的数据的车轴监控系统,尤其涉及卡车或拖车的底盘的车轴监控系统,并涉及车轴监控系统的用途,其中,在所述至少一个车轴上布置有用于获取至少一个物理变量的至少一个传感器,其中,所述至少一个传感器被构造为用于获取多种不同物理变量。(The present invention relates to the axle monitoring systems of the data of at least one axle for obtaining chassis on the chassis of multi-purpose vehicle, more particularly to the axle monitoring system on the chassis of truck or trailer, and it is related to the purposes of axle monitoring system, wherein, at least one sensor for obtaining at least one physical descriptor is disposed at least one described axle, wherein, at least one described sensor is configured to obtain a variety of different physical descriptors.)

多用途车辆的底盘的车轴监控系统及车轴监控系统的用途

技术领域

本发明涉及多用途车辆的底盘的车轴监控系统，特别是涉及卡车的底盘的车轴监控系统，并且涉及车轴监控系统的用途。

背景技术

卡车的车轴，特别是卡车的底盘系统，在其使用寿命期间承受大量的不同载荷。这些载荷在很大程度上影响这些车轴的使用寿命。特别地，精确了解实际载荷对于这种车轴的设计具有决定性意义。例如，多用途车辆的底盘的车轴在沿着不同类型的地形行进时承受不同载荷。因此，多用途车辆的底盘的车轴的实际载荷取决于所行驶的地面、车辆自身的类型、多用途车辆的相应货物、多用途车辆的轮胎以及诸如温度或湿度等之类的环境条件。此外，多用途车辆的底盘系统的预期使用寿命还由驾驶员的驾驶风格或利用多用途车辆进行的驾驶操纵来确定。因此，取决于多用途车辆在某种情况下承受的实际载荷，底盘系统的车轴承受不同载荷。如前所述，这不只包括力和扭矩，而且还包括温度影响、石屑或湿度等。因此，在底盘系统的使用寿命期间对底盘系统的损坏在很大程度上取决于相应的载荷，而且还取决于各个载荷之间的相互作用。例如，车轴的增加的单侧载荷会导致叠加的弯曲力矩和扭力力矩，这些在设计中必须加以考虑。类似地，叠加的腐蚀性载荷也是显著的。这种载荷特别导致部件的使用寿命的显著缩短。一个例子是应力裂纹腐蚀的情况。因此，对于与轻量化设计兼容并且特别地与特定应用兼容的设计来说，需要获取作用在底盘系统的车轴上的实际载荷并记录和评估他们。

从现有技术中已知的是，进行单独的测试，以便为车轴的设计提供可用的载荷数据。为此在各个情况下还通过高代价的测量方法获取测试数据，并且在测试程序中传输测试数据，或者在用于模拟随时间的负载情况的测试台上验证底盘系统。这个过程确保了车轴在计划的产品使用寿命内在确定的负载的情况下保持能够使用。然而，在车轴的设计中所考虑的这些测试条件只提供各种不同载荷中的摘录。换句话说，没有获取所有可能的应用情况。因此，在没有进一步地调查的情况下，底盘系统的车轴只可以在测量条件的范围内使用，或者车轴的设计需要额外的安全措施，从而导致更多的材料使用并因此导致更大的重量。

此外，已经存在允许在多用途车辆的底盘系统运行期间获取并使用数据的第一应用。例如，US 4,086,576公开了通过监控垂度来监控车轴载荷。当超出预定垂度时，例如需要采取诸如降低额外车轴等措施。

US 6,578,648另外考虑了轮胎压力。另一方面，US 6,286,992 B1公开了获取车轴处的温度以便确定车轴是否损坏。

EP 0 307 634 A1涉及用于测量、记录并显示拖车车轴的重要运行数据的装置和车轴体。载荷传感器在弹簧支架和制动桥之间布置在车轴体的两侧，而温度传感器布置在轴颈(Achsschenkeln)中。

DE 10 2009 020 428 A涉及用于有轨车辆的测量装置和/或测试装置的设备和方法。该设备耦接到轴并且包括传感器和评估单元。

WO 2004 022 406 A1涉及用于监控有轨车辆的底盘的状态的方法和设备。各种类型的不同传感器布置在有轨车辆上的不同位置。

DE 603 13 698 T2涉及车辆警告系统并提供非侵入性地收集车辆状态消息以用于分析损坏和使用的系统和方法。在此，在车辆中的不同的隐蔽区域中布置有不同传感器。

WO 2017 191 313 A1涉及车辆的车轴监控系统。在此，各种传感器安装在底盘系统的各种位置。

然而，现有技术中已知的解决方案不允许在相对较长的时间内确定并记录底盘系统的载荷和状态的完整概况。

发明内容

因此，本发明的目的是提供多用途车辆的底盘的在相对较长时间内确定并记录底盘系统的实际载荷和状态的完整概况的车轴监控系统。

该目的通过根据权利要求1所要求保护的多用途车辆的底盘的车轴监控系统和根据权利要求10所要求保护的车轴监控系统的用途来实现。

根据本发明，为了获取底盘的至少一个车轴上的数据，多用途车辆的底盘的车轴监控系统，特别是卡车或拖车的底盘的车轴监控系统，包括至少一个用于获取所述至少一个车轴上的至少一个物理变量的传感器，其中，所述至少一个传感器布置在所述至少一个车轴上。根据该方案，所述至少一个传感器被构造为用于获取多种不同的物理变量。例如，所述至少一个传感器可以被实施为其上布置有诸如压力传感器、温度传感器、扭矩传感器等之类的不同传感器的阵列。优选地，同时或连续地获取多种不同物理变量。由此产生的优点在于，不仅获取各个测量变量，而且还获取多种测量变量，从而尽可能完整地获得底盘的车轴的使用情况的完整概况。特别地，通过获取物理变量，可以确定物理变量之间的关系，从而可以基于不同物理变量来表示车轴的使用寿命的影响。

优选地，所述至少一个传感器被构造为同时和/或连续地获取多种不同物理变量。由此产生的优点在于，可在时间顺序上获取不同物理变量，因此可以随时间记录实际车轴载荷，并由此确定物理变量之间的关系。

更优选地，所述至少一个传感器被构造为连续地或在预定时间点获取多种不同物理变量。例如，取决于各个载荷的相应影响，可以连续地获取相关的物理变量，同时因此优选地在特定时间点获取对底盘车轴的使用寿命具有小影响的载荷。由此产生的优点在于，可以按照根据载荷的相关性排序的相应频度获取载荷。还可以以更有针对性的方式记录并监控底盘的载荷和状态的概况。

特别优选地，多种不同物理变量至少包括下述物理变量中的一者的获取：

-获取车轴的温度，

-获取车轴的材料应力，

-获取存在于车轴处的压力，

-获取在车轴处发生的振动，

-获取车轴的移动速度，

-获取在车轴加速或制动时的正向加速度或负向加速度，

-借助GPS获取位置数据，

-获取车轴上或车轴周围的湿度，

-获取车轴处的气压，

-获取车道路线，尤其是车道负坡度或车道类型，

-获取车轴的材料变化，尤其是电阻，

-获取车轴相对于车道或另一车轴的距离或位置，和/或

-获取车轴上的腐蚀。

因此，建议获取传感器谱系，传感器谱系在不同环境条件下获取并相应地记录不同的载荷。优选地，将所获取的不同物理变量传送到控制单元，控制单元被构造为评估所获取的物理变量并将它们方便地显示在监视器上。特别地，所获取的物理变量在图中相对于彼此绘制，因此可以确定物理变量之间的进一步关系。

根据本发明的一个实施例，在所述至少一个车轴上布置有用于获取不同物理变量的多个传感器。因此，可以想到的是，额外地在所述至少一个车轴上布置其他传感器来形成布置有多个传感器的阵列，以便能够针对车轴为不同物理变量确定尽可能完整的传感器谱系。因此，传感器在底盘上的布置以及所使用的传感器可以适用于相应的测量目的。

优选地，所述至少一个传感器或所述多个传感器被布置且构造成使得在底盘上的各种位置处或在底盘上的中心位置处获取不同的物理变量。例如，当在底盘上的各种位置处获取不同的物理变量时，可以记录车轴相关的载荷并以车轴相关的方式评估它。因此，有能够进行载荷的车轴相关的评估，可以利用空间分辨率表示载荷。

优选地，车轴监控系统还包括用于数据评估和/或数据传递的控制器和/或用于储存所获取的物理数据的存储器。优选地，控制器连接到监视器，在监视器上能够将所评估的数据显示给用户。此外，可以重写和/或读出存储在存储器中的所获取的物理数据。此外，各个物理变量的指定标准可以存储在存储器中或控制器中。

更优选地，控制器还被构造为在所获取的物理变量的评估表明至少一个(特别是在车轴处)所获取的参数偏离一个特别存储在存储器或控制器中的指定标准的情况下输出故障消息。当物理变量的该所获取的参数偏离存储在控制器中的指定标准时，则可以相应地在监视器上将其显示给用户。此后，可以采取相应措施以抵制物理变量的所获取的参数相对于指定标准的偏离。由此提高了底盘的使用寿命。

优选地，车轴监控系统还包括访问保护单元，以便将所获取的物理数据的访问限制至选定的人员或选定的外部系统。例如，访问保护单元可以被实施为接口等。访问保护单元也可以被实施为蓝牙接口或WLAN接口等。所获取的物理数据可以通过访问保护单元从选定的外部系统读出。例如，选定的外部系统可以是计算机(PDA)或智能手机等。优选地，访问保护单元是受密码保护的。由此产生的优点在于，对所获取的物理变量的访问限制至选定的人员或选定的外部系统。由此可以避免数据的滥用。

优选地，所获取的物理数据以定义的组存储，特别是以集群存储，以便减少数据量。由此，能够在长期测量中获取必要的物理数据，所述数据以组的形式存储。由此确保在询问特定物理变量时可以快速且容易地以时间顺序表示该特定物理变量。此外，可以以时间顺序叠加的方式表示不同组的物理变量。由此，例如，可以针对不同载荷表示关系。由此可以更详细地表示载荷。优选地，关于被获取物理变量的车轴来评估并处理获取的物理变量，或者关于底盘的所有车轴来共同评估并处理获取的物理变量。由此可以在底盘系统中利用空间分辨率表示载荷。在获取的物理变量相应地偏离存储在控制器中的指定标准的情况下，可以因此针对相应车轴实施措施以抵消车轴的载荷。

优选地，每个车轴具有车轴标识符，车轴标识符可以关联到所获取的物理变量或者可以关联到多用途车辆的底盘中的车轴，以记录底盘中各个车轴的连续历史。在此，车轴标识符可以作为二维码、QR码、RFID芯片或作为识别码布置在相应车轴上。也可以想到将车轴标识符实施为布置在车轴上的计算机码。计算机码的优点在于，车轴标识符可以由选定的外部系统读取。此外，车轴标识符允许利用空间分辨率表示所获取的物理变量。

优选地，车轴监控系统被实施为自主操作单元，自主操作单元被分配给多用途车辆的底盘系统，或者其中，车轴监控系统具有各种部件，所述各种部件被至少部分地分配给多用途车辆的牵引机或者集成在多用途车辆的牵引机中。优选地，车轴监控系统的数据系统或供电系统可以集成在牵引机中。然而，也可以想到的是，监控系统的数据系统或供电系统以独立于多用途车辆的数据系统或供电系统的方式实施。特别地，车轴监控系统可以根据用户进行定制。

特别优选地，车轴监控系统连接到警报系统，所述警报系统在检测到获取的物理变量的获取参数相对于尤其存储在控制器中的设定值的偏离之后输出警报消息。例如，警报消息可以在监视器上输出，该监视器与控制器连接或者能够与控制器连接。通过输出警报消息，可以通过实施减轻相应车轴上的负载的相应措施来快速抵消车轴的载荷。

优选地，车轴监控系统也可以安装在拖车上，拖车连接到多用途车辆或者可以连接到多用途车辆。因此，所提出的车轴监控系统不只可以安装在多用途车辆自身上，也可以安装在连接到多用途车辆的拖车上，以便也监控拖车的车轴。因此，可以共同地监控多用途车辆的所有车轴以及拖车的所有车轴。如果合适，可以因此快速消除拖车车轴的检测的不正确载荷。

本发明的另一方面涉及例如如上所述的车轴监控系统的用途。车轴监控系统用于维护，以便显示关于至少部分磨损和/或必要时的底盘和/或拖车的部件的必要更换的预测。通过将车轴监控系统用于维护，可以增加底盘系统和/或拖车的预期使用寿命。

下面通过参考附图对优选实施例的描述中给出本发明的其他优点和特征。当然，即使没有明确说明并且因为技术条件或明确地没有排除，附图所示的各个实施例可以具有也可用于其他实施例的特征。

附图说明

图1示出多用途车辆的底盘的车轴监控系统的示意性平面图。

具体实施方式

图1示出多用途车辆10的示意性平面图。多用途车辆10具有与车道(未示出)接触的轮胎12。多用途车辆10具有底盘14，底盘14具有车轴16、18、20、22、24。多个传感器30布置在各种车轴16-24上。传感器30可以被设计为用于获取不同的物理变量。传感器30可以被设计为用于获取车轴处的温度、车轴处的材料应力、存在于车轴处的压力或者用于获取车轴的移动速度(特别是相对于车道的速度)，移动速度是恒定速度或者是正向加速度或负向加速度。此外，传感器30可以被设计为用于通过GPS来确定位置数据。也可以想到的是，传感器30被设计为特别是通过测量电阻来获取车轴16-24中的至少一者上或周围的湿度，获取车轴16-24中的至少一者处的气压或者获取车轴16-24中的至少一者的材料变化。例如，材料变化可以是车轴16-24中的至少一者上的腐蚀的形成和/或车轴16-24中的至少一者的膨胀和/或压缩。此外，至少一个传感器30可以用于获取车道路径，尤其是获取车道的负坡度或车道的类型，例如，获取沥青或获取用鹅卵石等覆盖的地面。此外，可以想到的是，至少一个传感器30被设计为获取车轴16-24中的一者上的腐蚀或者获取车轴16-24中的一者距车道的距离或者距车轴16-24中的另一者的距离。在图1中，每个车轴16-24上都存在传感器30。然而，也可以想到的是，至少一个传感器30或多个传感器30只布置在选择的车轴16-24上。所述至少一个传感器30或多个传感器30与控制器32通信。控制器32被构造为评估和/或传递所获取的物理数据。控制器32也包括储存器34，所获取的物理数据可以存储在储存器34中或者针对物理变量获取的参数的指定标准值可以存储在储存器34中。控制器32可以与所选定的外部系统(未示出)通信。例如，为此，车轴监控系统40包括接口(特别是密码保护接口)形式的访问保护单元。优选地，每个传感器30可以以由双箭头36表示的方式与控制单元32通信。

附图标记列表

10多用途车辆

12轮胎

14底盘

16-24车轴

30传感器

32控制器

34存储器

36通信方向

40车轴监控系统