CN101559759A - 特种车辆自动调平系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特种车辆自动调平系统的控制方法。通过对电动千斤顶的升降调节，实现车辆在特定情况下的自动调平。当自动调平命令发送给控制器后，控制系统进入自动调平程序，微处理器发出信号传给驱动电路，驱动电机使四个支架着地，利用双轴式倾角传感器检测到的当前车辆所处倾斜状况相关数据，与事先标定的平衡状态角度值作比较，如果水平误差超出允许范围时，根据四个电动千斤顶的行程大小，微处理器将按照一定的调平方法产生控制信号，使各千斤顶作升降运动，从而带动车辆倾斜角度向相反方向改变，最终实现车辆水平达到精度要求的目的。本控制方法简便、易实现，调平精度高，工作稳定，性能可靠，硬件资源要求低，大大降低了产品成本。

Description

特种车辆自动调平系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制方法，具体地说是涉及一种特种车辆自动调平系统控制方法。
背景技术
特种车辆主要是指适用于部队、新闻、石油、卫生、旅游、消防救护、地震指挥等行业的专用车辆。2000年以来，我国经济发展迅速，人们对生活质量和社会保障的要求快速提高，特种车辆相关技术的研发也日益受到科技工作者的重视。自动调平作为特种车辆的一项重要控制技术，已引起了汽车电子研发机构的广泛关注。现有的车辆自动调平系统大多采用多传感器来采集车辆的各种状态信息，借助高性能的微处理器，利用复杂的控制方法来实现车辆的自动调平。这种控制技术相对来说，已实现车辆倾斜程度、各千斤顶支撑情况、电机驱动电流、千斤顶行程大小等实时信息的精确采集，具有调平精度较高、调平速度较快、车辆状态明析等特点，但其居高不下的成本制约了这种控制技术的进一步推广和应用。经研究发现，其高昂的成本主要体现在以下方面，一是为了精确采集各千斤顶支撑力的大小，在每个千斤顶合适位置安装了压力传感部件；二是采用四个直线位移传感器来实现各千斤顶行程大小的精确采集；三是利用霍尔电流传感器来收集各电机驱动电流的大小；四是由于处理信息繁多，控制方法复杂，只能采用高档高性能的微处理器来进行控制。这种基于多传感器多信息处理的复杂控制方法自动调平系统，很难解决高调平精度与低生产成本之间的矛盾。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于特种车辆自动调平系统的控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
安装在车辆上的自动调平控制系统接收到调平命令后，由微处理器发出控制信号，传递给驱动电路，驱动直流电机，采用取样电阻采集当前电机驱动电流来判定千斤顶是否着地，使四个支架逐个依次着地。根据安装在四个千斤顶上的上限位开关状态，判断是否有一个千斤顶行程达到最大值，若没有，则接收双轴式倾角传感器检测出的当前车辆所处倾斜状况相应X、Y轴水平倾角θx、θy，与事先标定的车辆平衡状态双轴倾角值θxo、θyo作比较，确定位置最低的支架，启动对应电机，增加其行程，为使机械装置动作到位，延时500ms，再重新判断是否有一个千斤顶行程达到最大值；若至少有一个千斤顶行程达到最大值，则继续判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则再次比较倾角测量值与平衡标定值，确定位置最低的支架，判断该支架对应千斤顶是否达到最大行程，如果没有则启动电机增加该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最低的支架对应千斤顶已达到最大行程，则再次判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则由当前倾角测量值，确定位置最高的支架，根据其对应千斤顶的下限位开关状态，判断该支架对应千斤顶是否达到最小行程，如果没有则启动电机减少该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最高的支架对应千斤顶已达到最小行程，则调平结束，并显示由于车辆所处地面状况恶劣而导致无法调平的信息。
所述的取样电阻采集当前电机驱动电流来判定千斤顶着地真实状况，避免千斤顶“虚撑”现象发生。
所述的汽车调平精度达XY双轴水平倾角均在0.035°以内。
本发明利用事先固化在主控单元微处理器上的控制方法，通过对电动千斤顶的升降调节，实现车辆在特定情况下的自动或手动调平。当控制器接收到自动调平命令后，控制系统进入自动调平程序，微处理器发出信号传给驱动电路，驱动电机使四个支架着地，利用双轴式倾角传感器检测到的当前车辆所处倾斜状况相关数据，与事先标定的平衡状态角度值作比较，如果水平误差超出允许范围时，根据四个电动千斤顶的行程大小，微处理器将按照一定的调平方法产生控制信号，使各千斤顶作升降运动，从而带动车辆倾斜角度向相反方向改变，最终实现车辆水平达到精度要求的目的。
本发明具有的有益效果是：
针对特种车辆自动调平系统低成本低复杂度的要求，采用取样电阻替代霍尔电流传感器对当前电机驱动电流进行采集，通过电机驱动电流直接判断千斤顶支撑情况，避免使用压力传感器，采用上限位开关替代直线位移传感器对千斤顶极限行程状况进行采集，采用高变速比方法使驱动千斤顶升降的直流电机毋需调速，采用中低档单片微处理器替代高档高性能微处理器，同时车辆仍可达XY双轴水平倾角均在0.035°以内的高调平精度。本控制方法简便、易实现，调平精度高，工作稳定，性能可靠，硬件资源要求低，大大降低了产品成本，有利于推广应用。
附图说明
图1是本发明特种车辆支撑情况示意图。
图2是本发明特种车辆四支架支撑时水平倾角θx、θy示意图。
图3是本发明特种车辆自动调平系统控制方法流程框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细阐述。
参照图1、图2、图3所示，本发明针对特种车辆自动调平系统低成本低复杂度控制的要求，提出一种新的控制方法。如图3所示，控制系统接收到调平命令后，由微处理器发出控制信号，传递给驱动电路，驱动直流电机，使支架1、2、3、4依次着地(如图1所示)，根据安装在四个千斤顶上的上限位开关状态，判断是否有一个千斤顶行程达到最大值，若没有，则接收双轴式倾角传感器检测出的当前车辆所处倾斜状况相应X、Y轴水平倾角θx、θy(如图2所示)，与事先标定的车辆平衡状态双轴倾角值θxo、θyo作比较，确定位置最低的支架，启动对应电机，增加其行程，为使机械装置动作到位，延时500ms，再重新判断是否有一个千斤顶行程达到最大值；若至少有一个千斤顶行程达到最大值，则继续判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则再次比较倾角测量值与平衡标定值，确定位置最低的支架，判断该支架对应千斤顶是否达到最大行程，如果没有则启动电机增加该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最低的支架对应千斤顶已达到最大行程，则再次判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则由当前倾角测量值，确定位置最高的支架，根据其对应千斤顶的下限位开关状态，判断该支架对应千斤顶是否达到最小行程，如果没有则启动电机减少该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最高的支架对应千斤顶已达到最小行程，则调平结束，并显示由于车辆所处地面状况恶劣而导致无法调平的信息。
本控制方法实施前，需事先把车辆停在一个基准水平面上，记录此时的水平倾角，再把车辆旋转一个方向，再次记录当前水平倾角，如此几次后，再求其均值，作为基准水平的车辆平衡初始标定值θxo、θyo，其中θxo为X轴方向的平衡标定值，θyo为Y轴方向的平衡标定值。
本控制方法采用取样电阻替代霍尔电流传感器对主电路电流进行采集，由于汽车电瓶功率有限，四个电机须分时段运行，故任一瞬间只有一个电机处于工作状态，因此取样电阻采集到的主电路电流即为当前电机工作电流值，从而仅需一个低成本取样电阻实现四个电机工作电流的实时监控。
本控制方法通过电机驱动电流直接判断千斤顶支撑情况，根据本实施例情况，若当前电机驱动电流在2～3A之间时，对应千斤顶处于空载(即未着地)升降过程；若当前电机驱动电流在20～30A之间时，对应千斤顶处于负载(即着地)升降过程；若当前电机电流在40～50A之间时，则认为该动作电机处于堵转状态；若当前电机电流超过60A时，则认为该电机处于过流状态。由此，通过电机驱动电流足以判断千斤顶支撑情况，从而避免使用压力传感器。
本控制方法采用上限位开关替代直线位移传感器对千斤顶极限行程状况进行采集，当上限位开关状态有效时，说明千斤顶已达到最大行程。而根据本控制方法，不需要千斤顶未达到极限行程状态时行程大小的信息，从而避免使用直线位移传感器。
本发明采用高变速比控制方法使驱动千斤顶升降的直流电机毋需调速，避免使用变速驱动控制电路。
本控制方法由于复杂度较低，可采用中低档单片微处理器替代高档高性能微处理器，同时车辆仍可达XY双轴水平倾角均在0.035°以内的高调平精度，最终实现低复杂度、调平精度高、工作稳定、性能可靠、硬件资源要求低的控制方法，降低了产品成本，有利于推广应用。

Claims (3)

1、一种特种车辆自动调平系统的控制方法，其特征在于：安装在车辆上的自动调平控制系统接收到调平命令后，由微处理器发出控制信号，传递给驱动电路，驱动直流电机，采用取样电阻采集当前电机驱动电流来判定千斤顶是否着地，使四个支架逐个依次着地。根据安装在四个千斤顶上的上限位开关状态，判断是否有一个千斤顶行程达到最大值，若没有，则接收双轴式倾角传感器检测出的当前车辆所处倾斜状况相应X、Y轴水平倾角θx、θy，与事先标定的车辆平衡状态双轴倾角值θxo、θyo作比较，确定位置最低的支架，启动对应电机，增加其行程，为使机械装置动作到位，延时500ms，再重新判断是否有一个千斤顶行程达到最大值；若至少有一个千斤顶行程达到最大值，则继续判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则再次比较倾角测量值与平衡标定值，确定位置最低的支架，判断该支架对应千斤顶是否达到最大行程，如果没有则启动电机增加该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最低的支架对应千斤顶已达到最大行程，则再次判断当前车辆是否处于平衡状态，若是则调平过程结束，并显示车辆已调平的信息，若不是则由当前倾角测量值，确定位置最高的支架，根据其对应千斤顶的下限位开关状态，判断该支架对应千斤顶是否达到最小行程，如果没有则启动电机减少该千斤顶行程，并重新判断当前车辆是否处于平衡状态，如果位置最高的支架对应千斤顶已达到最小行程，则调平结束，并显示由于车辆所处地面状况恶劣而导致无法调平的信息。
2、根据权利1所述的特种车辆自动调平系统控制方法，其特征在于：所述的取样电阻采集当前电机驱动电流来判定千斤顶着地真实状况，避免千斤顶“虚撑”现象发生。
3、根据权利1所述的特种车辆自动调平系统控制方法，其特征在于：所述的汽车调平精度达XY双轴水平倾角均在0.035°以内。
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C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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