CN105857313A - 一种空气悬架货车自称重的装置及方法 - Google Patents

一种空气悬架货车自称重的装置及方法 Download PDF

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张可可
杨尉平
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
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Abstract

本发明公开了一种空气悬架货车自称重的装置及方法，通过压力传感器采集空气弹簧的内部空气压力，并将其变成模拟电信号传递给相连接的模数转换，然后电子控制单元ECU对模数转换后得到的数字信号进行数据处理，计算得到对应的各组空气弹簧所受垂直载荷，再对上述数据作求和计算，进而可得到簧上质量，因簧下质量为一定值，可初步计算得到该货车总质量；针对系统误差，可通过与固定地秤相比，在所述算法中引入修正因子，进而获得更准确的总质量，能够更加方便驾驶人实时获取货车总重，有效地控制超重现象发生。

Description

一种空气悬架货车自称重的装置及方法
技术领域
本发明属于车辆机械电子领域，具体涉及一种空气悬架货车自称重的装置及方法。
背景技术
为保证载货货车行车安全、维护道路、避免超载罚单，货车计量称重的方式成为行业内研究的热点。目前业界内常用的货车称重方式主要有便携式动态称重法和应变式动态称重法。便携式动态称重法安装方便，便于携带及流动，但是称量精度较低。应变式动态称重法结构简单，称量精度高，但是受车速影响很大，一般严格要求车辆过称台的速度必须低于10km/h。这两种称重方法都是在一固定地点，占用几十平方场地，需要专门的过磅员，不仅效率低，而且非常耗财耗时耗力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种空气悬架货车自称重的装置及方法，能方便驾驶人实时获取精准的载货货车总重，可有效地控制超重现象发生。
为了达到上述目的，一种空气悬架货车自称重的装置，包括设置在货车空气悬架上的若干压力传感器，所有压力传感器均连接到电子控制单元ECU，电子控制单元ECU连接有显示屏和警示灯；
所述压力传感器用于采集货车高度控制阀上的压力；
所述电子控制单元ECU用于采集压力传感器的信息，并将计算所得的总质量显示在显示屏上，以及将压力传感器的信息与阈值进行对比，若大于阈值则激活警示灯。
所述显示屏和警示灯均设置在驾驶舱内的仪表板上。
所述压力传感器设置在空气悬架上的高度控制阀上，且不考虑有提升气囊的情况，只考虑气囊为偶数个的情况，压力传感器个数为气囊个数的一半。
一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，包括以下步骤：
步骤一，通过压力传感器对货车空气弹簧上的压力进行采集，并将压力信息发送至电子控制单元ECU；
步骤二，电子控制单元ECU对各压力传感器采集的压力信息进行模数转换；
步骤三，电子控制单元ECU对各数字信号进行计算，得到对应的各组空气弹簧所受到的垂直载荷；
步骤四，将所有空气弹簧上的垂直载荷与簧下质量作求和计算，即可得到初步质量；
步骤五，初步质量通过修正因子修正，即可得到货车总质量；
步骤六，电子控制单元ECU首先将货车总质量发送至显示屏，再将货车总质量与内置阈值进行对比；
步骤七，若货车总质量大于阈值，则激活警示灯。
所述步骤三中，计算各组空气弹簧所受到的垂直载荷Fi的方法如下：
Fi＝2(Pi-Pa)A (i＝1,2...n) (1)
其中，
式中，Pi为第i个压力传感器所测得空气弹簧内部空气压力；Pa为外界大气压力；A为空气弹簧的有效面积；V为气囊体积；S为气囊位移；n为压力传感器的个数。
所述步骤四中，簧上质量ms的计算方法如下：
m s = Σ i = 1 n F i g - - - ( 3 )
由于簧下质量mus为一定值，由此可初步计算得到初步质量M0：
M0＝ms+mus
(4)
所述步骤五中，修正因子为货车在地秤上所测得的总质量与空气悬架货车自称重装置所测得的总质量M0的比值为λ，则货车总质量M＝λM0。
与现有技术相比，本发明的装置采用设置在货车空气悬架上的压力传感器采集高度控制阀上的压力信息，并通过电子控制单元ECU进行转换与阈值对比，若大于阈值则激活警示灯，本装置能够准确获取载货货车的总重，并通过显示屏显示出来，警示灯的设置能够有效的控制超重现象发生。
进一步的，本发明的压力传感器设置在高度控制阀上，用于直接测量空气弹簧内部空气压力，每一个压力传感器能够测量对应高度控制阀所控制的两个空气弹簧空气压力。
本发明的方法通过压力传感器采集空气弹簧的内部空气压力，并将其变成模拟电信号传递给相连接的模数转换，然后电子控制单元ECU对模数转换后得到的数字信号进行数据处理，计算得到对应的各组空气弹簧所受垂直载荷，再对上述数据作求和计算，进而可得到簧上质量，因簧下质量为一定值，可初步计算得到该货车总质量；针对系统误差，可通过与固定地秤相比，在所述算法中引入修正因子，进而获得更准确的总质量，能够更加方便驾驶人实时获取货车总重，有效地控制超重现象发生。
附图说明
图1为本发明装置的原理图；
图2为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种空气悬架货车自称重的装置，包括设置在货车空气悬架上的若干压力传感器，压力传感器设置在空气悬架上的高度控制阀上，所有压力传感器均连接到电子控制单元ECU，电子控制单元ECU连接有显示屏和警示灯，显示屏和警示灯均设置在驾驶舱内的仪表板上；
所述压力传感器用于采集货车高度控制阀上的压力；
所述电子控制单元ECU用于采集压力传感器的信息，并将计算所得的总质量显示在显示屏上，以及将压力传感器的信息与阈值进行对比，若大于阈值则激活警示灯。
参见图2，一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，包括以下步骤：
步骤一，通过压力传感器对货车高度控制阀上的压力进行采集，并将压力信息发送至电子控制单元ECU；
步骤二，电子控制单元ECU对各压力传感器采集的压力信息进行模数转换；
步骤三，电子控制单元ECU对各数字信号进行计算，计算垂直载荷Fi：
Fi＝2(Pi-Pa)A (i＝1,2...n) (1)
其中，
式中，Pi为第i个压力传感器所测得空气悬架内部空气压力；Pa为外界大气压力；A为空气悬架的有效面积；V为气囊体积；S为气囊位移；n为压力传感器的个数；
最终对应的各组空气弹簧所受到的垂直载荷Fi；
步骤四，将所有空气弹簧上的垂直载荷与簧下质量作求和计算，簧上质量ms的计算方法如下：
m s = Σ i = 1 n F i g - - - ( 3 )
由于簧下质量mus为一定值，由此可初步计算得到初步质量M0：
M0＝ms+mus
(4)
步骤五，初步质量通过修正因子修正，修正因子为货车在地秤上所测得的总质量与空气悬架货车自称重装置所测得的总质量M0的比值为λ，则货车总质量M＝λM0；
步骤六，电子控制单元ECU首先将货车总质量发送至显示屏，再将货车总质量与内置阈值进行对比；
步骤七，若货车总质量大于阈值M＞Mf，则激活警示灯，Mf为内置阈值。

Claims (7)

1.一种空气悬架货车自称重的装置，其特征在于，包括设置在货车空气悬架上的若干压力传感器，所有压力传感器均连接到电子控制单元ECU，电子控制单元ECU连接有显示屏和警示灯；
所述压力传感器用于采集货车高度控制阀上的压力；
所述电子控制单元ECU用于采集压力传感器的信息，并将计算所得的总质量显示在显示屏上，以及将压力传感器的信息与阈值进行对比，若大于阈值则激活警示灯。
2.根据权利要求1所述的一种空气悬架货车自称重的装置，其特征在于，所述显示屏和警示灯均设置在驾驶舱内的仪表板上。
3.根据权利要求1所述的一种空气悬架货车自称重的装置，其特征在于，所述压力传感器设置在空气悬架上的高度控制阀上。
4.权利要求1所述的一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，通过压力传感器对货车高度控制阀上的压力进行采集，并将压力信息发送至电子控制单元ECU；
步骤二，电子控制单元ECU对各压力传感器采集的压力信息进行模数转换；
步骤三，电子控制单元ECU对各数字信号进行计算，得到对应的各组空气弹簧所受到的垂直载荷；
步骤四，将所有空气弹簧上的垂直载荷与簧下质量作求和计算，即可得到初步质量；
步骤五，初步质量通过修正因子修正，即可得到货车总质量；
步骤六，电子控制单元ECU首先将货车总质量发送至显示屏，再将货车总质量与内置阈值进行对比；
步骤七，若货车总质量大于阈值，则激活警示灯。
5.根据权利要求4所述的一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，其特征在于，所述步骤三中，计算各组空气弹簧所受到的垂直载荷Fi的方法如下：
Fi＝2(Pi-Pa)A (i＝1,2...n) (1)
其中，
式中，Pi为第i个压力传感器所测得空气弹簧内部空气压力；Pa为外界大气压力；A为空气弹簧的有效面积；V为气囊体积；S为气囊位移；n为压力传感器的个数。
6.根据权利要求4所述的一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，其特征在于，所述步骤四中，簧上质量ms的计算方法如下：
m s = Σ i = 1 n F i g - - - ( 3 )
由于簧下质量mus为一定值，由此可初步计算得到初步质量M0：
M0＝ms+mus (4)
7.根据权利要求4所述的一种空气悬架货车自称重的装置的称重方法，其特征在于，所述步骤五中，修正因子为货车在地秤上所测得的总质量与空气悬架货车自称重装置所测得的总质量M0的比值为λ，则货车总质量M＝λM0。
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