CN111928990A

CN111928990A - 一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置

Info

Publication number: CN111928990A
Application number: CN202010764467.9A
Authority: CN
Inventors: 韦珏宇; 李骏; 余冬; 周友明; 劳振海; 盘佳狄
Original assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Liuzhou Motor Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2020-11-13

Abstract

本发明公开了一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置，其中方法包括获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值；将所述实时压力检测值代入预置的压力参数与力矩参数之间的关系式中，计算得到所述车辆螺栓的拧紧力矩；若所述拧紧力矩小于预设的最低紧固值，则生成对应的未紧固预警信号；若所述拧紧力矩大于预设的最高紧固值，则生成对应的过紧固预警信号。本发明实施例提供的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置，充分考虑到螺栓预紧力对车辆结构影响的技术问题，能够准确地对车辆螺栓的实时拧紧力矩进行计算与处理，使得驾驶员能够及时获取到车辆健康状态的相关信息，有利于对车辆进行定向维护。

Description

一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆故障检测技术领域，尤其是涉及一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置。

背景技术

现如今的车辆尤其是载货汽车都会应用到多种不同规格的螺栓，通过将车辆板簧、螺栓、螺母、盖板与车桥对应安装于汽车悬架中，达到了稳定汽车底盘和车架的目的，起到保证车辆整体结构稳定与安全行驶的作用。螺栓由螺纹和螺帽组合而成，在装配过程中，通过螺纹连接的方式将盖板、板簧、车桥紧密联接在一起，实现稳定可靠的板簧结构。在现有技术中，只是依靠技术人员的经验或简单的机械加工将螺栓进行固定，由于时间、人工成本问题，装配完成后只对部分产品的紧固力矩进行抽查。大部分未抽查产品中若存在螺栓的拧紧力矩过高的情况，会降低螺栓的零件寿命，而过低的拧紧力矩，则会导致联接的可靠性能大大降低，使得被联接件在工作过程中无法紧密地贴合于紧固件；而在售后市场，当螺栓的拧紧力矩随着车辆使用时间的延长而衰减时，会导致板簧出现异常变形、拧断、脱扣、压陷或破裂等的现象，严重时会导致板簧异常断裂，对车身结构造成极大的损坏。

发明内容

本发明提供一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法及装置，以解决现有技术没有考虑到螺栓预紧力对车辆结构影响的技术问题，通过实时计算、获取并监控车辆螺栓的拧紧力矩，能够及时反馈并提醒驾驶员进行维护，从而起到保证车辆整体结构稳定与安全行驶的作用。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其包括：

获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值；

将所述实时压力检测值代入预置的压力参数与力矩参数之间的关系式中，计算得到所述车辆螺栓的拧紧力矩；

若所述拧紧力矩小于预设的最低紧固值，则生成对应的未紧固预警信号；若所述拧紧力矩大于预设的最高紧固值，则生成对应的过紧固预警信号。

在其中一种实施例中，所述关系式包括：

Y＝aX+b

其中，X为实时压力检测值，Y为车辆螺栓的拧紧力矩，a、b均为常数。

在其中一种实施例中，所述车辆螺栓拧紧力矩的监测方法还包括：

将所述未紧固预警信号与所述过紧固预警信号发送至车辆仪表盘，以使所述车辆仪表盘上对应的指示灯闪烁。

在其中一种实施例中，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值，具体为：

实时获取车辆的运行数据；

当所述运行数据满足监测条件时，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值。

在其中一种实施例中，所述监测条件具体为：

检测到钥匙开关信号，且所述运行数据中的电池当前剩余容量大于预设的电量阈值。

本发明另一实施例提供了一种车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其包括控制器，所述控制器被配置为：

在其中一种实施例中，所述关系式包括：

Y＝aX+b

在其中一种实施例中，所述控制器还被配置为：

实时获取车辆的运行数据；

在其中一种实施例中，所述监测条件具体为：

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

(1)充分考虑到螺栓预紧力对车辆结构影响的技术问题，通过引入反映螺栓拧紧力矩的压力参数与力矩参数之间的关系式，准确地计算出车辆螺栓的实时拧紧力矩，为整车的性能判断与维护提供了可靠的数据支撑。

(2)通过对计算出的螺栓拧紧力矩进行实时处理，将其与设定的预警值进行比较，能够实现对螺栓状态的准确监测，使得驾驶员能够及时获取到车辆健康状态的相关信息，并针对获取到的螺栓状态对车辆进行定向维护，从而起到保证车辆整体结构稳定与安全行驶的作用。

附图说明

图1是本发明其中一种实施例中的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法的流程示意图；

图2是本发明其中一种实施例中的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置的结构示意图；

图3是本发明其中一种实施例中的车辆车身结构示意图；

图4是本发明其中一种实施例中的车辆底盘结构放大示意图；

其中，1、压力传感器；2、控制器；3、通信模块；4、U型螺栓；5、螺母；6、车辆板簧；7、盖板；8、车桥；9、车载电源；10、导线；11、驾驶室仪表盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明一实施例提供了一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，具体的，请参见图1，图1示出为其中一实施例的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法的流程示意图，具体包括：

S101、获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值；

S102、将所述实时压力检测值代入预置的压力参数与力矩参数之间的关系式中，计算得到所述车辆螺栓的拧紧力矩；

S103、若所述拧紧力矩小于预设的最低紧固值，则生成对应的未紧固预警信号；若所述拧紧力矩大于预设的最高紧固值，则生成对应的过紧固预警信号。

应当说明的是，车辆螺栓的种类与型号繁多，在本发明实施例中优选为U型螺栓。U型螺栓，两头有螺纹可与螺帽结合，主要用于固定管状物如水管或片状物如汽车的板簧，由于其固定物件的方式像人骑在马上一样，故又称为骑马螺栓。U型螺栓拧紧力矩的大小反映了U型螺栓与螺母配合打紧时的紧固效果，由于现有技术缺乏对U型螺栓拧紧力矩的监测功能，过高的U型螺栓拧紧力矩会导致U型螺栓的可靠性降低，过低的U型螺栓拧紧力矩则会导致板簧异常断裂，本实施例通过实时获取计算U型螺栓拧紧力矩，为整车的性能判断与板簧的维护提供了可靠的数据支撑。

此外，预设的最低紧固值与预设的最高紧固值由实际的车辆与螺栓型号决定，对于U型螺栓而言，其稳定的力矩范围区间为480～520N/mm，当计算出拧紧力矩值达到500N/mm时，意味着板簧与盖板之间的紧固效果良好；当计算出拧紧力矩值低于480N/mm时，意味着板簧与盖板之间未紧固，此时生成对应的未紧固预警信号；当计算出拧紧力矩值高于520N/mm时，则意味着板簧与盖板之间的紧固效果过强，此时生成对应的过紧固预警信号。

作为其中一种优选方案，考虑到螺栓预紧力对车辆结构影响的技术问题，本实施例通过压力参数与力矩参数之间的关系式对螺栓拧紧力矩进行计算，所述关系式具体包括：

Y＝aX+b

其中，X为实时压力检测值，Y为车辆螺栓的拧紧力矩，a、b均为常数，具体根据压力检测值与拧紧力矩对应关系计算而成。

作为其中一种优选方案，所述车辆螺栓拧紧力矩的监测方法还包括：将所述未紧固预警信号与所述过紧固预警信号发送至车辆仪表盘，以使所述车辆仪表盘上对应的指示灯闪烁。

应当说明的是，为了更好地给驾驶员反馈相关的拧紧力矩工况信息，本发明还可通过在驾驶室内设置相关的扬声器装置，通过以预设的频率鸣笛来来引起驾驶员的注意，使得驾驶员能够及时为车辆提供准确的定向维护，当然，也可设置其他人机交互界面，通过显示屏直观地向驾驶员反馈未紧固预警信号与过紧固预警信号。

作为其中一种优选方案，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值，具体为：实时获取车辆的运行数据；当所述运行数据满足监测条件时，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值。

优选地，在上述实施例中，为了节约车辆的资源能耗，拧紧力矩的监测功能没有必要持续不断地运行，通过实时获取车辆的运行数据(运行数据包括车速、加速度、油耗、电量等的相关车辆行驶必备信息)，设定相关的触发条件，来实现对拧紧力矩的监测功能的有序控制，从而起到节约车辆资源能耗的作用。

在上述实施例中，相关的触发条件具体为：在车辆运行数据中检测到钥匙开关信号，即驾驶员通过插入钥匙实现对拧紧力矩监测功能的有序控制，并且所述运行数据中的电池当前剩余容量大于预设的电量阈值时，车辆启动螺栓拧紧力矩的监测功能。

本发明另一实施例提供了一种车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，具体的，请参见图2，图2示出为其中一实施例的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置的结构示意图，包括压力传感器1、控制器2、通信模块3，用于实现对U型螺栓4的拧紧力矩监测功能，其中所述控制器2被配置为：

应当说明的是，在本实施例中，为了更为直观有效地对螺栓拧紧力矩监测装置进行说明，请参见图2、图3与图4，图3为出示为其中一实施例的车辆车身结构示意图，图4出示为其中一实施例的车辆底盘结构放大示意图，在车辆底盘上，将U型螺栓4、螺母5、车辆板簧6、盖板7与车桥8按照对应位置安装于汽车悬架中，起到稳定汽车底盘和车架的目的，作为优选地，本实施例通过压力传感器1(在图2中优选为两个)来实现对U型螺栓4的实时压力值的获取，压力传感器1安装在盖板7与U型螺栓4接触面的背面上，用于检测U型螺栓4拧紧时的盖板7的压力；控制器2作为核心处理元件，其集成了能够实现计算分析功能的相关单片机芯片，设于盖板7的内部，控制器2与压力传感器1、车载电源9通过导线10相连并受外界钥匙开关的控制，控制器2用于接收压力传感器1输出的压力值并与通过内置的压力参数与力矩参数之间的关系式计算出U型螺栓4的拧紧力矩；当然，为了实现预警信号的传输，本实施例中还设有相关的通信模块3实现对应的信号发送功能，用于将不同的预警信号传输至驾驶室仪表盘11或其他相关的仪器，以实现及时的预警。

作为其中一种优选方案，所述控制器2根据如下关系式计算车辆螺栓的拧紧力矩：

Y＝aX+b

其中，X为实时压力检测值，Y为车辆螺栓的拧紧力矩，具体根据压力检测值与拧紧力矩对应关系计算而成。

作为其中一种优选方案，所述控制器2还被配置为将所述未紧固预警信号与所述过紧固预警信号发送至车辆仪表盘11，以使所述车辆仪表盘11上对应的指示灯闪烁。当然，螺栓拧紧机力矩的监测装置还可与扬声器或人机交互界面连接，实现预警信号的直观反馈。

作为其中一种优选方案，所述控制器2还被配置为实时获取车辆的运行数据；当检测到所述运行数据满足监测条件时，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值。

具体地，在上述实施例中，为了节约车辆的资源能耗，拧紧力矩监测装置由车载电源9进行供电，当然，由于车载电源9还用于向车内灯光等其他关键电器进行供电，因此，可以设置相关的触发条件，例如当检测到车辆的运行数据中的车载电源9的剩余电量大于80％时，当驾驶员通过钥匙开关启动拧紧力矩监测功能，螺栓拧紧机力矩的监测装置能够正常启动；当检测到车载电源9的剩余电量小于20％时，为了更好地保障整车性能，一方面提醒驾驶员及时进行充电处理，另一方面关闭车辆的螺栓拧紧机力矩的监测装置，在电量条件充足后再进行启动，实现对拧紧力矩的监测功能。

本发明实施例提供的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法与装置，有益效果在于：

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其特征在于，所述关系式包括：

Y＝aX+b

3.如权利要求1所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其特征在于，所述车辆螺栓拧紧力矩的监测方法还包括：

4.如权利要求1所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其特征在于，获取车辆螺栓和与所述车辆螺栓对应的盖板之间的实时压力检测值，具体为：

实时获取车辆的运行数据；

5.如权利要求4所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测方法，其特征在于，所述监测条件具体为：

6.一种车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其特征在于，包括控制器，所述控制器被配置为：

7.如权利要求6所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其特征在于，所述关系式包括：

Y＝aX+b

8.如权利要求6所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

9.如权利要求6所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其特征在于，所述控制器还被配置为：

实时获取车辆的运行数据；

10.如权利要求9所述的车辆螺栓拧紧力矩的监测装置，其特征在于，所述监测条件具体为：