система для индикации состояния загрузки транспортного средства

Формула изобретения

1. Система для индикации состояния загрузки транспортного средства с компонентами подвески, содержащая:

наклономер или акселерометр в конфигурации наклономера, установленный на, по меньшей мере, одном компоненте подвески и выполненный с возможностью измерения углового отклонения, по меньшей мере, одного компонента подвески;

контроллер, выполненный с возможностью генерирования выходного сигнала о состоянии загрузки транспортного средства, при этом контроллер выполнен с возможностью использования измеренного углового отклонения для генерирования выходного сигнала; и сенсорное устройство вывода, выполненное с возможностью активации выходным сигналом контроллера.

2. Система по п.1, дополнительно содержащая, по меньшей мере, одно эталонное устройство, выполненное с возможностью генерирования опорного сигнала относительно положения транспортного средства,

причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью принятия опорного сигнала и адаптирования выходного сигнала о состоянии загрузки, с учетом изменения одного или каждого угла отклонения, вызываемого положением транспортного средства.

3. Система по п.1, в которой сенсорное устройство вывода содержит дисплей, выполненный с возможностью отображения состояния загрузки транспортного средства.

4. Система по п.1, в которой сенсорное устройство вывода содержит мигающий световой сигнал, сирену или гудок.

5. Система по п.1, в которой контроллер выполнен с возможностью сравнения углового отклонения, по меньшей мере, одного компонента подвески для определения порогового значения и генерирования выходного сигнала, когда угловое отклонение достигает заданного порогового значения.

6. Система по п.1, в которой наклономер или акселерометр содержит беспроводной передатчик сигналов, а контроллер содержит соответствующий беспроводной приемник сигналов, так что наклономер или акселерометр и контроллер осуществляют связь через беспроводной канал.

7. Способ мониторинга состояния загрузки транспортного средства с компонентами подвески, при котором:

выполняют мониторинг угла отклонения, по меньшей мере, одного компонента подвески, используя наклономер или акселерометр в конфигурации наклономера, установленный на, по меньшей мере, одном компоненте подвески; и

генерируют выходной сигнал, который представляет состояние загрузки, причем полученный посредством мониторинга угол отклонения используют для генерирования выходного сигнала, который активирует сенсорное устройство вывода.

8. Способ по п.7, при котором сенсорное устройство вывода отображает состояние загрузки транспортного средства.

9. Способ по п.7, при котором сенсорное устройство вывода отображает или выдает звуковой сигнал, предупреждая о перегрузке.

10. Способ по п.7, при котором дополнительно сравнивают угол отклонения с заданным пороговым значением и генерируют выходной сигнал, когда угол отклонения достигает заданного значения.

11. Способ по п.7, при котором дополнительно:

измеряют пока транспортное средство является пустым угол, по меньшей мере, одного компонента подвески, используя наклономер или акселерометр и сохраняют упомянутый угол;

измеряют пока транспортное средство является полностью загруженным угол, по меньшей мере, одного компонента подвески, используя наклономер или акселерометр, сохраняют упомянутый угол и устанавливают верхнее пороговое значение, соответствующее углу при полной загрузке; и

сравнивают при загрузке транспортного средства угол отклонения с верхним пороговым значением и генерируют выходной сигнал, когда достигается верхнее пороговое значение.

12. Способ по п.11, при котором дополнительно:

измеряют положение транспортного средства, используя эталонное устройство, установленное на транспортном средстве; и корректируют угол при отсутствии загрузки и угол при полной загрузке для, по меньшей мере, одного компонента подвески, чтобы учесть положение транспортного средства, используя сигнал, генерируемый эталонным устройством.

13. Способ по п.11, при котором дополнительно

устанавливают промежуточное пороговое значение, величина которого составляет от 60 до 98% величины верхнего порогового значения; и генерируют выходной сигнал, когда угол отклонения достигает точки промежуточного порогового значения.

14. Способ по п.7, при котором дополнительно:

выполняют мониторинг угла отклонения, по меньшей мере, одного компонента подвески в двух отдельных временных интервалах;

определяют разницу углов отклонения из двух отдельных временных интервалов и

генерируют сигнал нарушения, индицирующий определение движения, если разница больше заданной величины.

15. Способ по п.7, при котором дополнительно:

выполняют дискретизацию угла отклонения через дискретные интервалы и сохраняют дискретные данные в виде n наборов выборок, каждый из которых содержит некоторое количество выборок, где n представляет собой целое число; и

генерируют сигнал нарушения, индицирующий определение движения, если разница между двумя следующими друг за другом наборами выборок больше заданной величины.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к системе и способу для индикации состояния загрузки (например) коммерческого транспортного средства.

Существует множество причин для оснащения коммерческого транспортного средства системой взвешивания для индикации состояния коммерческой загрузки или загрузки (например, в целях безопасности и оптимизации загрузки). Коммерческие автомобили разрабатываются для перемещения материалов или товаров по дорогам общего пользования. Следовательно, эти транспортные средства представляют интерес для локальных, региональных или федеральных властей, которые особенно внимательно относятся к перегрузкам транспортных средств, которые могут привести к опасным условиям движения для водителя и других пользователей дороги. Еще один аспект связан с возможными повреждениями дороги или моста транспортным средством из-за перегрузок. Кроме того, ответственный водитель транспортного средства должен обеспечить максимальную безопасную коммерческую загрузку с экономической точки зрения.

Для целей описания коммерческое транспортное средство, как правило, состоит из трех главных компонентов - многокомпонентных узлов подвески, шасси и кузова. Каждый узел подвески содержит некоторое количество компонентов подвески, таких как картер ведущего моста, балки, пружины, демпфирующие компоненты и опоры. При условиях загрузки эти компоненты подвески двигаются относительно друг друга, а также относительно шасси или кузова.

В существующих системах взвешивания для индикации перегрузки моста или транспортного средства применяются датчики, которые реагируют на движение одного из этих компонентов относительно другого компонента в данном узле подвески или одного из этих компонентов относительно шасси или кузова. Соответственно, эти системы взвешивания полагаются на динамическое устройство, которое физически прикреплено к некоторому количеству компонентов, которые двигаются относительно друг друга, чтобы индицировать положение одного компонента относительно другого. Термин динамическое устройство может обозначать устройство из двух (или более) частей, в котором величина перемещения этих частей (или величина их перемещения из-за движения других частей) может быть связана с весом коммерческой загрузки. Одно подобное устройство раскрыто в документе US-A-6566864. Обычная система взвешивания этого типа подвергается неблагоприятному воздействию крайне жестких условий окружающей среды, в которых она эксплуатируется, и для обеспечения должного уплотнения или экранирования устройства требуются специальные меры. Подобная система взвешивания по своей природе восприимчива к повреждениям от больших объектов, отбрасываемых с поверхности дороги. Устройство может быть повреждено, если мост или колесо подвергается переходу за установленную позицию, который, как правило, не происходит в нормальных условиях эксплуатации (такое, например, может иметь место при движении по особенно плохому покрытию или в результате столкновения транспортного средства).

Настоящее изобретение относится к системе для индикации состояния загрузки транспортного средства, в которой применяется преобразователь, установленный вблизи компонента узла подвески или прикрепленный к нему.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения создана система для индикации состояния загрузки транспортного средства с компонентами подвески, содержащая:

преобразователь, устанавливаемый на одном компоненте подвески, выполнен с возможностью генерирования сигнала, относящегося к угловому отклонению этого компонента подвески; и

контроллер выполнен с возможностью принятия этого сигнала и генерирования выходного сигнала, представляющего состояние загрузки транспортного средства.

Система согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что преобразователь устанавливается на одном компоненте подвески, не имеет недостатков, обусловленных инородными объектами с поверхности дороги, и устойчив к переходам за установленную позицию. Также отсутствуют недостатки, которые, как правило, имеют место в системах согласно существующему уровню техники, где механический износ может стать значительной помехой и для соединения двух или более частей требуется уплотнение.

Как правило, преобразователь представляет собой моноблочное измерительное устройство. В предпочтительном варианте осуществления система содержит множество моноблочных устройств, каждое из которых устанавливается на одном компоненте подвески (например, вблизи моста транспортного средства). Предпочтительно, каждое из множества моноблочных устройств устанавливается на разные компоненты подвески. Предпочтительно, каждое из множества моноблочных устройств устанавливается на компоненты подвески разных узлов подвески. Предпочтительно, моноблочное устройство устанавливается на компоненте подвески каждого узла подвески (например, на каждом левом и правом, переднем и заднем узлах подвески).

Преобразователь может представлять собой статическое устройство. Преобразователь может представлять собой или включать в себя уклономер или акселерометр. Преобразователь может устанавливаться вблизи моста транспортного средства. Компонент подвески может представлять собой компонент узла резиновой подвески, узла подвески на продольных рычагах, узла подвески на рессорах или узла демпферной подвески (с применением, например, амортизаторов или пружин, например цилиндрических пружин или воздушных подушек).

Система может включать в себя эталонное устройство, способное измерять угол наклона шасси или кузова транспортного средства. Сведения об угле наклона шасси или кузова транспортного средства могут быть использованы для корректировки величин углов, измеряемых преобразователями, чтобы обеспечить возможность использования системы на неровной поверхности (то есть, на участке с наклоном).

Предпочтительно система дополнительно содержит, по меньшей мере, одно эталонное устройство, приспособленное для генерации опорного сигнала относительно положения транспортного средства, причем контроллер дополнительно сконфигурирован так, чтобы принимать опорный сигнал и адаптировать выходной сигнал, представляющий состояние загрузки, с учетом изменения одного или каждого угла отклонения, вызываемого положением транспортного средства.

Каждое или любое эталонное устройство, как правило, устанавливается в транспортном средстве в позициях, удаленных от узла подвески. Каждое или любое эталонное устройство может быть установлено на шасси или кузове транспортного средства. Как правило, каждое или любое эталонное устройство устанавливается в верхней части шасси или кузова транспортного средства.

Предпочтительно, выходной сигнал контроллера активирует сенсорное устройство вывода.

Предпочтительно, система дополнительно содержит дисплей. Предпочтительно, дисплей представляет собой сенсорное устройство вывода. Предпочтительно, дисплей и контроллер интегрированы в один блок. Предпочтительно, дисплей используется для программирования контроллера.

Система может быть сконфигурирована для определения нарушений. В предпочтительном варианте осуществления контроллер сконфигурирован так, чтобы определять, имеет ли место какое-либо нарушение в транспортном средстве. Предпочтительно, нарушением является движение транспортного средства, а также процесс погрузки или разгрузки транспортного средства.

Предпочтительно, детектор нарушений адаптирован для прерывания сенсорного вывода контролирующего устройства при определении нарушения.

Предпочтительно, каждый из множества преобразователей устанавливается на разные компоненты подвески. Предпочтительно, каждый из множества преобразователей устанавливается на один компонент подвески разных узлов подвески. Предпочтительно, преобразователь устанавливается на одном компоненте подвески каждого узла подвески (например, на каждом левом и правом, переднем и заднем узлах подвески).

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения создано колесное транспортное средство с компонентами подвески, содержащее:

описанную выше систему, в которой преобразователь устанавливается на компонент подвески.

Предпочтительно, преобразователь устанавливается вблизи моста транспортного средства.

Предпочтительно, колесное транспортное средство содержит узел подвески на правом переднем угле, правом заднем угле, левом переднем угле и левом заднем угле.

Устройство преобразователя может быть установлено (например) на стойке, рессоре или продольном рычаге узла подвески. Как правило, преобразователь плотно устанавливается (например, приклеивается или прикрепляется) на верхнюю сторону компонента подвески.

В предпочтительном варианте осуществления транспортное средство имеет, по меньшей мере, два узла подвески, причем каждый узел подвески содержит, по меньшей мере, один компонент подвески. Предпочтительно, транспортное средство имеет, по меньшей мере, два задних узла подвески, причем каждый узел подвески содержит, по меньшей мере, один компонент подвески.

В предпочтительном варианте осуществления упомянутый преобразователь и/или упомянутое эталонное устройство осуществляют связь с контроллером через беспроводной канал. Для этой цели упомянутый преобразователь (или каждый из упомянутых преобразователей) может содержать передатчик сигналов, а упомянутый контроллер может содержать соответствующий приемник сигналов. Аналогично, эталонное устройство (или каждое из эталонных устройств) может содержать передатчик сигналов, а контроллер может содержать соответствующий приемник сигналов. Для приема сигналов преобразователя и сигналов эталонного устройства может использоваться один и тот же приемник сигналов.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения создан способ мониторинга состояния загрузки транспортного средства с компонентами подвески, содержащий этапы, на которых:

выполняют мониторинг угла отклонения (каждого) компонента подвески; и

генерируют из контроллера выходной сигнал, который представляет состояние загрузки.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

используя наклономер или акселерометр, установленный на одном компоненте подвески, измеряют угол, по меньшей мере, одного компонента подвески при отсутствии загрузки, сохраняют упомянутый угол в контроллере и устанавливают нижнее пороговое значение, соответствующее углу при отсутствии загрузки;

используя наклономер или акселерометр, установленный на одном компоненте подвески, измеряют угол, по меньшей мере, одного компонента подвески при полной загрузке, сохраняют угол в контроллере и устанавливают верхнее пороговое значение, соответствующее углу при полной загрузке;

сравнивают угол отклонении с верхним и нижним пороговыми значениями и используют сравнение для определения состояния загрузки; и

генерируют из контроллера выходной сигнал, когда достигается верхнее или нижнее пороговое значение.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

измеряют положение транспортного средства, используя эталонное устройство, установленное на транспортном средстве;

посредством контроллера принимают опорный сигнал и корректируют угол при отсутствии нагрузки и угол при полной нагрузке для одного или каждого компонента подвески, чтобы учесть положение транспортного средства до погрузки.

В предпочтительном варианте осуществления транспортное средство имеет, по меньшей мере, два передних узла подвески, причем каждый узел подвески содержит, по меньшей мере, один компонент подвески и способ дополнительно содержит этап, на котором:

генерируют из контроллера выходной сигнал, представляющий состояние загрузки относительно только передних узлов подвески.

В предпочтительном варианте осуществления транспортное средство имеет, по меньшей мере, два задних узла подвески, причем каждый узел подвески содержит, по меньшей мере, один компонент подвески и способ дополнительно содержит этап, на котором:

генерируют из контроллера выходной сигнал, представляющий состояние загрузки относительно только задних узлов подвески.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

устанавливают промежуточное пороговое значение, величина которого составляет от 30 до 98% величины верхнего порогового значения; и

посредством контроллера генерируют выходной сигнал, когда угол отклонения достигает точки промежуточного порогового значения.

Предпочтительно, величина промежуточного значения составляет от 40 до 98% величины верхнего порогового значения, более предпочтительно - от 50 до 98% величины верхнего порогового значения, и еще более предпочтительно - от 60 до 98% величины верхнего порогового значения (как правило, величина промежуточного порогового значения составляет 80% величины верхнего промежуточного значения).

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

выполняют мониторинг угла отклонения, по меньшей мере, одного компонента подвески в двух отдельных временных интервалах;

определяют разницу углов отклонения из двух отдельных временных интервалов; и посредством контроллера генерируют сигнал нарушения, индицирующий определение движения, если разница больше заданной величины.

Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы, на которых:

посредством контроллера выполняют дискретизацию угла отклонения через дискретные интервалы и сохраняют дискретные данные в виде n наборов выборок, каждый из которых содержит некоторое количество выборок, где n представляет собой целое число; и

посредством контроллера генерируют сигнал нарушения, индицирующий определение движения, если разница между двумя следующими друг за другом наборами выборок больше заданной величины.

Согласно настоящему изобретению состояние загрузки транспортного средства может представлять собой полезную загрузку или вес полезной загрузки, общий вес транспортного средства или вес на мосту. Согласно настоящему изобретению состояние загрузки транспортного средства может представлять долю максимальной полной загрузки или перегрузки.

Далее настоящее изобретение подробно описано на неограничивающем примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид обычного узла подвески транспортного средства на пружинных амортизаторах;

фиг.2 - вид обычного устройства мониторинга подвески, опирающегося на две точки;

фиг.3 - вид обычного устройства мониторинга подвески с фиг.2 в условиях увеличенной загрузки транспортного средства;

фиг.4 - вид первого варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески на пружинном амортизаторе;

фиг.5 - вид второго варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески на воздушной подушке и амортизаторе;

фиг.6 - вид третьего варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески на рессоре;

фиг.7 - вид четвертого варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел резиновой подвески;

фиг.8 и 8.1 - соответствующие схематические компоновки двух вариантов осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 - схема последовательности операций, иллюстрирующая работу одного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 и 10.1 - схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс инсталляции, калибровки и работы одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 проиллюстрировано расположение компонентов, свойственное многим транспортным средствам. В сечении показана земля (1), на которую опирается колесо (2) в одном углу транспортного средства. Для простоты компоненты привода не показаны. Колесо (2) прикреплено к транспортному средству посредством ступицы (7), которая поддерживается узлом (6) пружинного амортизатора и стойками (3) (для простоты показана только одна стойка). Узел (6) пружинного амортизатора и стойки (3), которые являются компонентами узла подвески, имеют на каждом своем конце опоры, которые обеспечивают возможность ограниченного движения ступицы (7). Эти опоры прикреплены к определенным точкам шасси (4) или кузова (5) транспортного средства, в зависимости от конструкции транспортного средства.

На фиг.2 показана обычная система взвешивания, установленная на узле подвески с фиг.1. Система взвешивания состоит из двух частей (9) и (10), которые плотно соединены друг с другом. Часть (9) соединена к шасси (4) транспортного средства посредством подходящей соединительной части (8). Часть (10) прикреплена к стойке (3). Части (9) и (10) прикреплены с соответствующим компонентам подвески посредством опор. Относительное взаимодействие двух частей (9) и (10) является характеристикой движения шасси (4) транспортного средства относительно узла подвески.

На фиг.3 показан узел подвески с фиг.2 в состоянии увеличенной загрузки транспортного средства. Положение стойки (3) относительно шасси (4) или кузова (5) транспортного средства изменилось и длина узла (6) пружинного амортизатора сократилась. Очевидно, что части (9) и (10) являются подвижными и перемещаются относительно друг друга либо одна в другой (или иным образом) или прилагают силы друг на друга. Относительное движение или эти силы могут вызвать проблемы, связанные в проникновением инородных тел в движущиеся части или случаями перехода за установленную позицию. Также очевидно, что в силу установки в открытой среде, существует потенциальный риск повреждения этих деталей из-за инородных тел, отбрасываемых с поверхности дороги на большой скорости.

Одинаковые или схожие элементы вариантов осуществления, проиллюстрированных на фиг.4-9, имеют такую же нумерацию, что и на фиг.1-3.

Фиг.4 представляет собой иллюстрацию первого варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески, который проиллюстрирован на фиг.2 и 3. Данный вариант осуществления представляет собой систему взвешивания, содержащую преобразователь (11), плотно установленный на стройке (3) или приклеенный к ней, и эталонное устройство (12) для мониторинга наклона шасси (4) или кузова (5), которое установлено далеко от компонентов подвески. Управляющее устройство (не показано) выполняет мониторинг преобразователей (11, 12). Исходя из сведений сигналов в нескольких фиксированных позициях (установленных при инсталляции и последующих проверках инсталляции) контролирующее устройство способно делать вывод о состоянии загрузки или перегрузки транспортного средства. Эталонное устройство (12) корректирует поведение контролирующего устройства, чтобы учесть использование транспортного средства при наклоне.

Фиг.5 представляет собой иллюстрацию второго варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески, который содержит пружину (13) на воздушной подушке.

Фиг.6 представляет собой иллюстрацию третьего варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески на рессоре. Ступица (7) соединена с рессорой (17) посредством седел и U-образных болтов (15). Рессора (17) удерживается на шасси (4) посредством набора пальцев и серег (16, 18), которые ограничивают движение пружины (17). Преобразователь (11) плотно установлен на рессоре (17).

Фиг.7 представляет собой иллюстрацию четвертого варианта осуществления настоящего изобретения, установленного на узел подвески на продольных рычагах или на узел резиновой подвески. В последнем случае используется короткий рычаг (19), чтобы поддерживать ступицу (7). Движение короткого рычага (19) ограничивается резиновыми опорами, которые реагируют на движение короткого рычага (19) относительно шасси (4).

Для простоты во всех вышеописанных фигурах необходимые кабельные соединения или компоненты привода не показаны.

Фиг.8 представляет собой иллюстрацию схематической компоновки одного варианта осуществления настоящего изобретения. Преобразователи (11) установлены на компоненте подвески каждого колеса. Преобразователи (11) электрически соединены с контроллером через эталонное устройство (12) и блок (101) питания.

В этом варианте осуществления преобразователи (11) включают в себя наклономер и имеют способность генерировать выходной сигнал согласно измеренному углу. Преобразователи (11) этого типа хорошо известны. Примером подобного преобразователя является акселерометр/наклономер Analog Devices ADXL203, работающий по двум осям.

Эталонное устройство (12) измеряет положение транспортного средства. Если транспортное средство наклонено в продольном или поперечном направлении, то смещение, испытываемое компонентами подвески, может быть учтено и соответствующие величины пороговых значений (описанные ниже) могут быть должным образом скорректированы. Следовательно, эталонное устройство (12) содержит пару наклономеров, удерживаемых под прямым углом относительно друг друга таким образом, чтобы можно было определять продольное и поперечное угловое смещение относительно горизонтальной поверхности. Эталонное устройство также содержит схему для обработки сигналов, относящихся к положению транспортного средства и углам компонентов подвески, чтобы интегрировать их в один выходной сигнал для контроллера (100). Специалистам в данной области техники будет очевидно, что это вопрос удобства, а не необходимость и что обработка сигналов может быть выполнена в самом контроллере.

Контроллер (100) содержит микропроцессор и память, так что микропроцессор может быть запрограммирован соответствующими алгоритмами для приема и манипулирования сигнала из эталонного устройства, чтобы произвести необходимый вывод, представляющий состояние загрузки. Программное обеспечение/алгоритмы, используемые для этой операции, требуют стандартных операций, что должно быть очевидно специалистам в данной области техники. Выходной сигнал, генерируемый контроллером (100), может быть использован устройством, таким как мигающий световой сигнал или сирена, которые присоединены к блоку (101) питания через вводы/вывода расширения. В контроллер (100) интегрирован блок отображения. Блок отображения может быть использован для индикации состояния загрузки, например, лицу, осуществляющему погрузку транспортного средства, или водителю путем вывода на экран дисплея соответствующего сообщения, такого как процент от порогового значения загрузки. Блок отображения может быть использован как интерфейс для программирования контроллера (100). Дисплей снабжен некоторым количеством сенсорных кнопок, соответствующих различным опциям меню, отображаемым на экране дисплея, причем при включении системы оператору представляется первое меню. Навигация по различным меню предоставляет возможность пользователю программировать контроллер для различных типов преобразователей (11) и для различных транспортных средств в процессе настройки опций в памяти контроллера.

Примером подобного дисплея с интегрированным контроллером является модель Vansco VMD1216A. Это коммерчески доступный блок, который осуществляет связь по протоколу Control Area Network (CAN), который хорошо известен в данной области приложений. Модель VMD1216A содержит микроконтроллер Infinian C164, 512 кБ флэш-памяти (перепрограммируемой без разборки), 128 кБ ОЗУ и 8 кБ ЭСППЗУ. Она также содержит пять кнопок ввода на лицевой стороне блока для программирования контроллера (100).

В варианте осуществления с фиг.8 сигналы преобразователей (11) и эталонного устройства (12) передаются в контроллер (100) через кабели. На фиг.8.1 показан альтернативный вариант осуществления, в котором преобразователи (11), эталонное устройство (12), блок (101) питания и контроллер (100) осуществляют связь через один или более беспроводных каналов. Примерами подобных каналов беспроводной связи являются WiFi, ZigBee, частные беспроводные сети и т.п. Подходящие частотные диапазоны включают в себя, например, следующие диапазоны для промышленных, научных и медицинских организаций: ISM 866 МГц, ISM 915 МГц (США) или ISM 2,4 ГГц. В принципе для беспроводной связи может использоваться любое электромагнитное или неэлектромагнитное излучение. Например, каждый преобразователь (11) может содержать радиопередатчик со связанной антенной. Эталонное устройство (12) также может содержать радиопередатчик со связанной антенной. Соответственно, блок (101) питания или контроллер (100) могут содержать радиоприемник со связанной антенной.

Фиг.9 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую работу одного варианта осуществления настоящего изобретения. Каждый из преобразователей (11), которые установлены на подвижных компонентах подвески, как показано на фиг.4, 5, 6 или 7, содержит наклономер, чтобы измерять угловое отклонение компонента подвески. Преобразователь (11) производит и выводит сигнал, соответствующий измеренному угловому смещению. Этот сигнал используется контроллером (100), чтобы генерировать сигнал, представляющий состояние загрузки транспортного средства, связанное с угловым отклонением компонента подвески. В качестве опорной точки получают первый набор пороговых значений для углового отклонения, испытываемого компонентом подвески, то есть угловое отклонение измеряется, когда транспортное средство пусто и когда транспортное средство несет полную нагрузку (то есть так называемый угол при отсутствии загрузки и угол при полной загрузке). Эти измерения выполняются на ровной земле при нормально накачанных шинах. После измерения угла при отсутствии загрузки и угла при полной загрузке в контроллер подается соответствующий сигнал из (каждого) преобразователя (11). Контроллер (100) определяет отношение между весом транспортного средства при отсутствии загрузки (который был измерен и введен в контроллер) и углом при отсутствии загрузки. То же самое выполняется для веса при полной загрузке и угла при полной загрузке. Величина угла при отсутствии загрузки устанавливается в качестве порогового значения при отсутствии загрузки или как точка 0%. Величина угла при полной загрузке устанавливается в качестве порогового значения при полной загрузке или как точка 100%. Также существует еще одно пороговое значение, которое, как правило, устанавливается в диапазоне от 60 до 98%, и, более конкретно, устанавливается равным 80% верхнего порогового значения. Используя эти установленные точки, контроллер (100) может сопоставлять угловое смещение процентной доле загрузки. Когда выполняется погрузка транспортного средства, посредством контроллера можно выполнять непрерывный мониторинг состояния загрузки, и если для заданного компонента подвески достигается верхнее пороговое значение, то генерируется выходной сигнал. Этот вариант осуществления также может детектировать присутствие нарушений в течение мониторинга состояния загрузки, чтобы подтвердить завершение погрузки транспортного средства. Это реализуется путем определения любого изменения углового отклонения в компонентах подвески путем сравнения средних величин угловых отклонений в разные временные интервалы. Если транспортное средство все еще загружается, то контроллером генерируется сигнал, указывающий, что состояние загрузки не может быть правильно определено.

Ниже, со ссылкой на фиг.10 и 10.1 подробно описаны инсталляция, калибровка и работа устройства согласно настоящему изобретению.

Инсталляция (201-207): На первом этапе проверяют, были ли инсталлированы преобразователи (11) (этап 201). При каждом использовании нового типа преобразователя (11) он должен быть зарегистрирован в контроллере, чтобы контроллер можно было соответствующим образом сконфигурировать для выходного сигнала из этого преобразователя. Инсталляция достигается путем выбора номера модели коммерчески доступного преобразователя (11) из предварительно запрограммированного списка, хранимого в памяти контроллера. Это выполняется путем процесса выбора меню, описанного выше.

Также требуется идентифицировать, на котором колесе/узле подвески установлен преобразователь (11) (например, на переднем правом колесе), а также ориентацию преобразователя (11). В данном случае под ориентацией подразумевается положение преобразователя (11) относительно продольной оси шасси транспортного средства. Например, на фиг.8 два правых преобразователя (11) расположены на одной линии с продольной осью транспортного средства, тогда как два левых преобразователя (11) расположены перпендикулярно продольной оси транспортного средства. После этого необходимо определить, требуется ли калибровка (207).

Калибровка (209-221): Калибровка необходима для установки верхнего и нижнего пороговых значений для системы. Калибровка требуется после любого технического обслуживания системы или транспортного средства, как, например, замены компонента подвески или преобразователя. Целью калибровки является измерение углового отклонения загруженного и незагруженного транспортного средства, чтобы иметь систему отсчета, в которой система может работать. Пороговое значение при отсутствии загрузки, верхнее пороговое значение и нижнее пороговое значение соответствуют угловому отклонению компонента подвески, когда транспортное средство незагружено, когда оно максимально загружено и когда загрузка находится в диапазоне от 60 до 98% (более типично - 80%) верхнего порогового значения соответственно. На этапе (209) в контроллер вводятся веса незагруженных мостов и измеряется угловое отклонение компонента подвески, чтобы получить угол при отсутствии загрузки. Эта величина сохраняется на этапе (213) для последующего использования в качестве опорной величины. Далее транспортное средство загружают до веса максимальной загрузки, что достигается путем погрузки транспортного средства на платформенных весах, после чего измеряют угловое отклонение компонентов подвески (этап 217) и сохраняют эти величины в контроллере. На последнем этапе калибровки (этап 221) устанавливают точки тревоги для обоих мостов и общего веса транспортного средства.

Работа (223-263): В процессе работы контроллер выполняет непрерывный цикл, в котором непрерывно выполняется мониторинг величин из задних преобразователей (11) и передних преобразователей (11) и выполняется оценка их состояния. На первом этапе принимают величины из задних преобразователей (11) (этап 223) и используют контроллер для вычисления процентной доли загрузки для заднего моста при сравнении с верхним пороговым значением для заднего моста (этап 227). На следующем этапе стирают предупреждение о определении движения (этап 225). После вычисления загрузки для заднего моста в виде процента (этап 227), эта величина вводится в фильтр движения, чтобы определить, продолжается ли погрузка транспортного средства (этап 229). Фильтр движения представляет собой усредняющий фильтр, используемый для сравнения величин угловых отклонений, полученных на двух отдельных временных интервалах. Контроллер производит выборку углового смещения в течение определенного временного периода и сохраняет эти величины в наборе выборок, содержащем n выборок (где n является целым числом). Путем сравнения разности среднего значения двух наборов выборок с заданной величиной, движение может быть определено. Размер наборов выборок и заданная величина зависят от динамических свойств рассматриваемого транспортного средства. Факторами, которые нужно принимать во внимание, являются величина отклонения и частота генерации. Если процентная загрузка для заднего моста выходит за лимиты фильтра движения, то на блоке (100) отображения отображается сообщение и контроллер возвращается к этапу (223), чтобы снова считать величины из заднего преобразователя. Этот процесс повторяется до тех пор, пока детектор движения не подтверждает, что в транспортном средстве больше нет нарушений, связанных с процессом погрузки, после чего контроллер захватывает величины из передних преобразователей (этап 231) и вычисляет процентную загрузку для переднего моста (этап 233). Процентная величина для переднего моста вводится в фильтр движения и если лимиты превышаются, то на блоке (100) отображения активируется предупреждение и контроллер возвращается к этапу (223). Этот процесс повторяется снова до тех пор, пока процентная загрузка для переднего моста не пройдет фильтр движения. Далее контроллер вычисляет общую процентную загрузку транспортного средства на основании загрузок переднего и заднего мостов и передает результирующую величину в фильтр движения. Если эта величина не проходит через фильтр движения, то блок (100) отображения отображает предупреждение о определении движения и контроллер возвращается к этапу (223). Тем не менее, если эта величина проходит через фильтр движения, то контроллер сравнивает величины загрузки с точками тревоги, которые соответствуют пороговым значениям для верхних лимитов, установленных на этапе (221). Если была достигнута точка тревоги заднего моста (этап 241), то контроллер проверяет, отображается ли предупреждение о определении движения. Если это так, что контроллер возвращается к этапу (223). В противном случае активируется сигнал перегрузки (этап 257) и издается гудок (этап 259). После этого контроллер возвращается к этапу (223) через (261). Тот же процесс повторяется для точки тревоги переднего моста и точки тревоги общей загрузки (этапы 243, 245). Если эти точки тревоги не были достигнуты для процентных величин загрузки заднего моста, переднего моста или всего транспортного средства, то контроллер переходит к этапу (247). Далее выполняется сравнение процентной загрузки с нижним пороговым значением заднего моста. Если контроллер детектирует, что нижнее пороговое значение было превышено, то проверяется блок отображения, чтобы определить, отображается ли предупреждение о определении движения. Если предупреждение о определении движения активировано, то контроллер возвращается к этапу (263). Если предупреждение о определении движения не отображается, то активируется предупреждение о близости перегрузки, в результате чего издается сирена близости перегрузки. Если же нижнее пороговое значение не было превышено, то снова выполняется проверка, чтобы определить, отображает ли блок (100) отображения предупреждение о определении движения. Если детектируется движение, то контроллер возвращается к этапу (263). В противном случае на блоке (100) отображение выводится индикация безопасности загрузки. Этот процесс повторяется для процентных величин загрузки переднего моста и всего транспортного средства.