Optimale Lastenverteilung im LKW dank einer Kombination aus Sensoren

Die sensorische Überwachung breitet sich im Verkehr in immer spezifischeren Anwendungen aus, wodurch die Antriebsachse der Zugfahrzeuge heute häufig sensorisch überwacht werden und die Fahrzeuge selbst sogar über Telematik Anbindungen oder den Vorbereitungen zu diesen verfügen. Die eigentlichen Lastträger (die Trailer) verfügen dagegen vorwiegend über kaum bis keine sensorische Überwachung zu den Achslasten, der geladenen Gesamtlast oder der Fahrdynamik. Erste datenzentrierte Ansätze stellen Informationen zur Achs- und Gesamtlast an einzelnen Orten, zur Bewertung der Infrastrukturbelastung, zur Verfügung. Die generierten Daten geben einen ersten Überblick zur grundsätzlichen Nutzung der Infrastruktur und lassen es bedingt zu einzelne Fahrzeuge herauszufiltern, wodurch für die Speditionen eine zeitaufwändige Nachkontrolle durch die BAG oder Polizei notwendig ist.

Eine Kombination aus Sensorinformationen

Die Beladung von LKW erfolgt im Spannungsfeld von Kosten- und Zeitdruck, sowie maximaler Ladung mit möglichst effizientem Sicherungsaufwand. Den Speditionen stehen bis dato nur rudimentäre Hilfsmittel zur Verfügung, sodass statt genauer Messung oder zeitaufwändiger Berechnungen über Lastverteilungspläne oft Erfahrungswerte herangezogen werden. So kommt der Fall zustande, dass bei zulässiger Gesamtlast einzelne Achsen überladen werden. Weicht die Achsenlast aber von gesetzlichen Vorgaben ab, drohen neben erhöhtem Verschleiß auch empfindliche Geldbußen und erhöhte Unfallgefahr. Um diese Lücke zu schließen, wurde im Rahmen des Projektes CargoTrailSense ein System aus eigens konzipiertem Steuergerät und Software, mit verschiedenen Sensoren entwickelt und getestet, das verschiedene Parameter von Sensordaten, wie Beschleunigungen, Reifendruck- und Temperatur, GPS und Luftfederdruck, zur Beurteilung der Last, Lastverteilung und Fahrdynamik erfasst.

Hierfür wurden unter anderem bestehende TPM-Systeme integriert, um den Reifenverschleiß mit Warngrenzen zu berücksichtigen und an dem aktuellen Stand der Technik anzuknüpfen. Mit diesen Sensordaten, in aufbereiteter Form, können neuronale Netze trainiert werden, um eine Real-Time Auswertung für den Fahrer und die Planungsbüros bereitzustellen. Ein Weiterer Punkt in dieser Grundlagenstudie ist das Erstellen und Bewerten von unterschiedlichen Sensorfusionsmodellen, denn erst das Kombinieren von Sensorinformationen ergibt ein sicheres Gesamtmodell.

Optimale Lastenverteilung für mehr Sicherheit

Unsere Forschung soll den Speditionen und Fahrern mehr Sicherheit bieten, direkt bei dem Beladungsvorgang genau zu wissen, wie groß die Gesamtlast und Lastverteilung ist. Somit kann Zeit für das Wiegen, zum Nachprüfen der Lieferscheine, für aufwändige Neuverteilungsvorgänge oder bei Kontrollen durch die BAG eingespart werden. Auch das Verrutschen von Ladung während der Fahrt soll durch die damit einhergehende Schwerpunktänderung durch unser System detektiert werden. Hierfür wird das Schwingungsverhalten von Chassis und Fahrwerk genutzt, welches mit den Beschleunigungssensoren genau aufgezeichnet werden kann.

Vorteile auch für Straßenmeistereien und bei der Routenplanung

Den Infrastrukturbetreibern und den Speditionen nutzt ebenfalls ein weiterer Aspekt des Systems. Durch das Kartographieren des Straßenzustandes, durch die Beschleunigungssensoren am Fahrwerk, wissen die Straßenmeistereien ohne viel Zeitaufwand, bereits im Anfangsstadium des Straßenschadens, wo Bedarf zur Nachbesserung entsteht, sodass weniger langwierige Baustellen entstehen müssen. Den Speditionen nützt es zur Routenplanung, um den besten Weg zu wählen, wenn Sie zum Beispiel empfindliche Ware transportieren.

Ladungsprozesse werden künftig noch stärker digital gesteuert, vor allem mit Blick auf das autonome Fahren oder Platooning. Fehldispositionen müssen daher unbedingt verhindert werden. Unser Ziel ist es, dass künftige Lkw- und Trailer-Generationen mit Messinstrumenten zur optimalen Lastenverteilung und zur Detektion von Verschleißgrenzen, um Reifenplatzer möglichst zu vermeiden, ausgestattet werden und zugleich die Entwicklung eines Produkts zu ermöglichen, mit dem heutige Fahrzeuge nachgerüstet werden können. Dazu soll im nächsten Schritt der Prototyp weiterentwickelt und die Daten-Kompatibilität mit bestehenden Systemen wie etwa Mautstellen und Brückensensoren gewährleistet werden. Die Kooperation mit Herstellern sowohl von Telematik-Produkten wie auch von Lkw-Trailern soll dazu in einer weiteren Projektphase intensiviert werden. Dass dies ein richtiger Schritt werden wird, zeigt das positive Feedback von zukünftigen Partnern und die Nominierung für den Dekra Award im Bereich „Sicherheit im Verkehr“. Wir freuen uns weiter an Lösungen für die Speditionsbranche forschen zu können.