[发明专利]动态称重系统和利用其进行偏斜和存在测量的方法

说明书

本发明涉及一种WIM系统(19)，用于在道路区间(1)上在车辆(10)的车轮(11)驶过WIM传感器(20)时确定车辆(10)的负载；WIM传感器(20)在道路区间(1)中布置在路面(2)中并与道路表面(6)形成一平面；WIM传感器(20)大部分被构造为沿纵轴线(XX′)长形设计的型材(26)，其具有至少一个空间(21，22)；在空间(21，22)中布置有至少一个力传感器(23)；力传感器(23)产生力传感器信号(100)；力传感器信号(100)对应于车轮(11)驶过时的动态地面反应力；其中，至少一个加速度传感器(29)在至少一个空间方向上检测布置有WIM传感器(20)的道路区间(1)的路面(2)的加速度，并将该加速度提供作为加速度传感器信号(102)。

技术领域

本发明涉及一种WIM系统，其具有至少一个WIM传感器以及至少一个用于分析道路状态和提高测量精度的加速度传感器。

背景技术

动态称重(缩写为WIM)系统使用在运输领域中，用于确定车辆的总负载或轴载，或者用于确定驶过道路区间的车轴或车辆的数量。因此，WIM系统并不是仅包括至少一个WIM传感器和至少一个分析元件。道路区间是指包括路面、道路地基和道路旁边区域的道路。基于所确定的车辆的数量和/或轴载来采取步骤，这些步骤尤其适用于：避免道路由于超载而损坏；确定道路的与使用相关的维护时段；根据车辆的总负载或轴载或者车轴的数量来确定支付费用以及提高交通安全性。

WIM传感器被置入到道路区间的路面中，在此，车辆的车道在相对于行进方向的纵向方向上被多个沿着行进方向并排置入到路面中的WIM传感器横穿，其中，每一个WIM传感器横穿车辆的一轮距，其中，WIM传感器布置在道路区间的路面中，使其与道路区间的路面表面形成一平面。WIM传感器通常被设计为长形的型材。轮距在此是指车辆的车轮在车辆行驶通过时在路面上的轨迹。车道是指车辆的所有轮距的总体。在一种已知的实施方式中，车辆的整个车道由单个的长WIM传感器横穿。

在WIM传感器中，为了确定车轮或车轴的负载，通常设置至少一个力传感器。当施加力时，该力传感器例如基于车轮驶过时的轮载给出力传感器信号。

对轮载的确定是通过在车轮驶过时利用至少一个力传感器测量动态的地面反应力和车轮的速度来实现的。在此，地面反应力是指与车轮施加在地面上的力成反作用的力。速度通常基于两个沿车轮行进方向间隔开的WIM传感器之间的运行时间来计算。

对车轮的负载的确定会由于其中布置有WIM传感器的道路地基和/或路面下陷而出错。因此，在软的路面或道路地基的情况下以及在路面或道路地基产生强烈下陷的情况下所检测到的力要低于在更牢固、更坚硬的地基或路面上所检测到的力。地基的下陷在下文中将被称为偏斜，该偏斜指明了道路地基或路面多大程度地偏离了静止位置，其中，该静止位置指明了道路地基或路面在无负载状态下的位置。

此外，WIM系统的成本也发挥了越来越大的影响。所希望的是：维护时段要尽可能得长，倾向于多个WIM系统的联网运行，以及WIM传感器的功能尽可能自主。

从专利文献US5265481A已知一种WIM传感器，其具有多个在空心型材中沿纵向方向布置的压电测量元件，简称压电元件；其中，压电元件被这样连接到信号处理装置：单个压电元件或一组压电元件能够以电并联方式联系；其中，压电元件由力导入节段之间的压电盘组成。在空心型材中，在压电元件的旁边可以侧向地布置有与压电元件或压电元件组进行联系的电子组件，例如前置放大器。这允许通过前置放大器将附属的一个或多个压电元件的局部测量灵敏度调整到与布置有WIM传感器的环境协调一致。相比于在完成之后不考虑布置有WIM传感器的环境的校准，通过这种协调(也称为校准)能够提高WIM传感器的测量精度。

这里的缺点是：该校准是通过校准车辆进行的，并且必须定期地重复进行，以恢复原始的测量精度。

在实际运行中，由于路面和道路地基例如在因为老化、磨损或路面或道路地基的温度变化所造成的偏斜中发生运行条件的改变，因此WIM传感器的测量精度会连续地降低。

发明内容