[發明專利]WIM系統的傳感器模塊和測量方法

有效

• 申請號: 201380025189.3
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104303027B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 大衛·科爾尼;安德里安·霍夫曼
• 申請（專利權）人: 基斯特勒控股公司
• 主分類號: G01G19/02
• 分類號: G01G19/02;G08G1/02
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 黃艷,鄭特強

技術領域

本發明涉及一種用于測量雙輪轍車輛的軸速和軸重的傳感器模塊，其包括多個壓電式條型傳感器(Streifensensoren)，以及涉及一種用于車輛在行車道上行駛時的動態重量測量的方法，其中使用具有多個條型傳感器的WIM系統(動態稱重系統)。

背景技術

在運動過程中行車道上處于道路交通中的車輛的動態重量測量是通過WIM系統(動態稱重)來確定的。

已知的WIM系統以所謂的條型傳感器為基礎，其沿行車道的縱向以若干米的間距彼此間隔地被設置。帶狀且平整的條型傳感器被設計為是壓電式的，并分別以較小的安裝深度嵌入行車道表面中，并在那里被固定。在行駛方向上的傳感器寬度通常被設計為若干厘米的數量級，因此不能對整個車輪接觸面進行分析。借助于壓電效應，電壓信號的檢測是非常簡單的。被檢測的壓電信號可以被換算成力信號，在此，條型傳感器的成本非常低。條型傳感器通過信號線與信號檢測電子裝置相連接，該信號檢測電子裝置可以將測量信號傳輸到分析單元。

對于傳感器陣列(Sensoranordnung，傳感器裝置)有各種不同的布局，一種是例如根據專利文獻US?2011/0127090提出的所謂的完全布局(FULL，圖4a)，并且一種是根據專利文獻WO?02/23504提出的交錯布局(STAGGERED，圖4b)。

在車輛駛過時對測量信號在時間上進行分辨檢測，從中可以推斷出當前的車速。如果車輛車輪在時間上交錯滾動經過兩個傳感器，則可以基于軸載檢測到兩個測量信號，一個由第一傳感器檢測，一個由沿行駛方向安裝在后面的那個傳感器檢測。軸速可以由兩個傳感器之間的間距除以在兩個傳感器的信號之間測量的時間偏移來確定，如圖4c所示。為了根據傳感器信號計算軸載，必須將傳感器信號積分(aufintegriert，整合)，并乘以車速和校準常數。這對于包括多個薄的條型傳感器的WIM系統是必不可少的，其中車輪表面不能夠全部位于該條型傳感器上。

為了借助于不允許直接進行重量檢測的條型傳感器進行準確地重量測量，必須非常準確地實現對速度的測量。

但是，對于在駛過WIM系統時車輛的行駛速度發生變化的實際應用，已知的傳感器陣列是不利的，因為重量檢測的準確性會嚴重受損。這特別會發生在以下范圍內的應用中：收費站、控制站、以及其它要求或希望被精確校準的重量測量并且車輛以不規則的速度或甚至以“走走停停”的行駛方式緩慢地駛過WIM系統的地方。

發明內容

本發明的目的在于提出一種WIM系統的傳感器陣列，其具有多個條型傳感器，所述條型傳感器能夠在變化的駛過速度下實現更好的速度測量，其中減少了測量誤差的發生，并增加了成功的速度測量率(尤其是在“走走停停”的行駛方式的情況下)。

該目的由具有權利要求1所述特征的傳感器模塊來實現。為了實現該目的，使用一種用于測量雙輪轍車輛的軸速的傳感器模塊，其包括多個壓電式的條型傳感器，其中，在至少兩個輪轍組中相對于行駛方向橫向地、并且彼此間隔地設置至少四個條型傳感器，使得總是能夠測量駛過的車輛的各個軸的軸速。

所有的條型傳感器(A，B，C，D)在此都垂直于行駛方向被設置，其中，第一條型傳感器(A，D)沿傳感器模塊(1)的行駛方向(L)相互也以大于最大車輪接觸長度的固定的縱向偏移(LAD)彼此間隔地被設置，并形成第一輪轍組(I)。根據車輛類型，車輪接觸長度可以達到約20cm。

第二條型傳感器(B，C)沿傳感器模塊(1)的行駛方向(L)相互以大于最大車輪接觸長度的固定的縱向偏移(LBC)彼此間隔地被設置，并形成第二輪轍組(II)。第一輪轍組(I)的條型傳感器(A，D)在行駛方向的橫向(Q)上相對于第二輪轍組(II)的條型傳感器(B，C)錯位地被設置，以使各輪轍組(I，II)分別覆蓋所述行車道的一個輪轍。根據本發明，各輪轍組(I，II)的第一條型傳感器(A，B)沿行駛方向(L)彼此具有介于1cm和15cm之間的偏移量(LAB)；并且各輪轍組(I，II)的第二條型傳感器(C，D)沿行駛方向(L)彼此也具有介于1cm和15cm之間的偏移量(LCD)。此外，所述傳感器模塊1的沿行駛方向的模塊長度(LABCD)小于80cm。