CN113670423B - 一种商用车货物重量检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆检测技术领域，公开了一种商用车货物重量检测装置及其检测方法，商用车货物重量检测装置包括车架、车桥、板簧和控制终端，车架与板簧之间还布置有吊耳，吊耳的顶端与车架铰接、底端与板簧铰接，吊耳上还布置有角度传感器，角度传感器与控制终端电信号连接。货物重量不同时吊耳摆动的角度不同，通过测量吊耳摆角可以反向确定货物重量；吊耳自身形变量小，车辆在跳动冲击时受到板簧变形的影响小，吊耳的偏摆角度变化小，货物重量的计算精度高；角度传感器布置在吊耳上，吊耳摆动角度是由板簧、车桥、车架构成的角度，同类板簧、车桥、车架构成的相关角度不会因为更换结构件发生较大变化，更换结构件时不需要重新标定，安装使用方便。

Description

一种商用车货物重量检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，特别是涉及一种商用车货物重量检测装置及其检测方法。

背景技术

汽车质量是车辆使用过程中的工况参数，商用车在使用过程中，其货物重量会导致车辆的前后轴荷载等数据发生变化，而现有的商用车在运货时超重现象是极为普遍的，对于行车安全造成极大的威胁，因此商用车的货物重量需要进行实时监测，以保证行车安全。

现有的商用车称重方式主要由两种，一是在车辆的板簧、车桥处粘贴应力传感器，通过检测板簧、车桥的旖旎变形计算货物重量；二是检测车桥与车架之间的高度差反算货物重量。

第一种检测方法中，应力传感器的粘贴位置不同、粘贴时打磨以及原材料的不同会对检测精度产生影响，同时板簧变形涉及板簧高度以及衰减、板簧弧形高度、板簧错片导致的刚度降低等，检测板簧的变形会导致误差增加，影响货物重量的计算精度；并且在更换板簧、车轮、车桥等连接部位结构时，需要对应力传感器的粘贴位置进行重新标定0点，进行位置校准，使用不便。

第二种检测方法中，车辆在行驶过程中，受到路况、车速等影响，车桥、车架的跳动冲击力较大，从而导致车桥与车架之间的高度差在跳动时与平稳行驶时变化较大，影响货物重量的计算精度。并且车桥或者车架在更换时，需要对传感器的位置进行重新标定，安装使用不便。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种商用车货物重量检测装置，以解决现有技术中的检测方式影响货物重量的计算精度，更换车辆结构后需要对传感器位置重新标定、安装使用不便的问题；本发明还提供了一种商用车货物重量检测方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种商用车货物重量检测装置，包括车架、车桥、板簧和控制终端，所述板簧连接在所述车架与所述车桥之间，所述车架与所述板簧之间还布置有吊耳，所述吊耳的顶端与所述车架铰接、底端与所述板簧铰接，所述吊耳的摆动方向为沿所述车架的前后方向，所述吊耳上还布置有用于检测吊耳的摆角的角度传感器，所述角度传感器与所述控制终端电信号连接。

优选地，所述车桥包括前桥和后桥，所述前桥、所述后桥的左右两端均布置有所述板簧，所述板簧与所述车架之间均铰接有所述吊耳。

优选地，所述板簧沿车架的前后方向延伸，所述吊耳布置在所述板簧的后端。

优选地，所述车架的底部布置有固定支座和吊耳支座，所述板簧的前端与所述固定支座固定连接，所述吊耳的顶端与所述吊耳支座铰接。

本发明还提供了一种商用车货物重量检测方法，包括以下步骤，S1，在商用车的悬架系统上布置权利要求1－4任一项所述的商用车货物重量检测装置；S2，向车架上加载不同重量的货物，记录加载不同重量的货物时各个位置的板簧上的吊耳摆角，构建货物重量与吊耳摆角之间的对应关系，将对应关系记载在控制终端中；S3，利用步骤S1中的角度传感器获取吊耳的实时摆角并将实时摆角传输给控制终端，控制终端根据货物重量与吊耳摆角之间的对应关系得到货物重量。

优选地，步骤S2具体包括以下步骤：S2.1，在空车状态下，构建加载货物重量为零时与吊耳摆角的对应关系，以此为基准；S2.2，向商用车上增加荷载，建立不同载荷与吊耳摆角之间的对应关系。

优选地，步骤S2.2包括以下步骤：S2.2.1，将商用车的车厢沿前后方向分为若干个区域，若干个区域包括位于商用车前后方向中间位置的中心区域；S2.2.2，将标定重物布置在中心区域，构建中间区域承载下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.3，在中心区域前后方向的两侧分别放置标定重物，构建非对称承载状态下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.4，向车厢内从空载逐渐加载至满载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

优选地，步骤S2.2.4中，在加载货物重量时，按照均布载荷的方式加载，按照车厢的由前至后方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系；再按照车厢的由后至前方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

优选地，在构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的位置关系的同时，同步建立在由前至后或者由后至前方向加载货物重量时，标定重物与吊耳摆角之间的对应关系。

优选地，所述标定重物的质量为0.5T。

本发明实施例一种商用车货物重量检测装置及其检测方法与现有技术相比，其有益效果在于：将车架与板簧之间通过吊耳铰接，货物重量不同时吊耳摆动的角度不同，通过测量吊耳摆角可以反向确定货物重量；同时吊耳作为刚性件，其自身形变量小，车辆在跳动冲击时的形变主要由板簧承受，受到板簧变形的影响小，吊耳的偏摆角度变化小，货物重量的计算精度高；由于角度传感器布置在吊耳上，吊耳摆动角度是由板簧、车桥、车架构成的角度，同类板簧、车桥、车架构成的相关角度不会因为更换结构件而发生较大变化，更换结构件时不需要重新标定，安装使用方便。

附图说明

图1是本发明的一种商用车货物重量检测装置的结构示意图；

图2是图1的商用车货物重量检测装置的前悬架的结构示意图；

图3是图1的商用车货物重量检测装置的后悬架的结构示意图；.

图4是图1的商用车货物重量检测装置的后悬架的板簧与吊耳连接位置的放大示意图。

图中，1、车架；2、板簧；3、前桥；4、后桥；5、吊耳；6、固定支座；7、吊耳支座；8、角度传感器；9、控制终端；10、显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种商用车货物重量检测装置的优选实施例，如图1至图4所示，该商用车货物重量检测装置包括车架1、车桥、板簧2和控制终端9，板簧2连接在车架1和车桥之间，控制终端9布置在车辆的控制系统内，驾驶舱内可布置与控制终端9连接的显示屏10，供驾驶人员实时观测到控制终端9检测到的货物重量值。

车架1与板簧2之间还布置有吊耳5，吊耳5的顶端与车架1铰接、吊耳5的底端与板簧2铰接，吊耳5两端的铰接轴平行且均沿车架1的左右方向，使吊耳5可以沿车架1的前后方向摆动。吊耳5上还布置有角度传感器8，角度传感器8用于检测吊耳5相对于水平方向或者竖直方向或者车架1的摆角，角度传感器8与控制终端9信号电连接，以向控制终端9传输摆角信号。

车架1上的货物重量变化时，吊耳5会沿车架1的前后方向摆动，吊耳5的摆角会发生改变，因此通过测量吊耳摆角可以反向确定货物重量，即货物重量与吊耳摆角之间存在对应关系。角度传感器8实时监测吊耳5的摆角并将摆角信号传输给控制终端9，控制终端9通过存储的对应关系获得货物重量，并且通过显示屏10显示出数值，供驾驶人员实时观测。

优选地，车桥包括前桥3和后桥4，前后、后桥4的左右两端均布置有板簧2，板簧2与车架1之间均铰接有吊耳5，即车辆上共有四个板簧2，分别位于车辆的左前、右前、左后、右后四个位置，因此吊耳5也共有四个，每个吊耳5上均布置角度传感器8，用于分别检测各个吊耳5的摆角。车辆上的货物在布置时，通常很难均匀分布在车辆上，因此车辆不同位置的吊耳摆角会存在一定的差别，四个吊耳5上分别布置角度传感器8进行单独检测，对各个吊耳摆角分别进行分析，可以减小重物分布不均带来的偶然性，提高货物重量检测的精度。

车辆的前悬架、后悬架中车桥、吊耳5、板簧2的布置仅仅结构件的形状不同，其工作原理均相同，因此本实施例中仅以前悬架中前桥3、板簧2以及对应吊耳5的结构进行说明。

优选地，车架1的底部布置有固定支座6，固定支座6可以通过螺栓固定在车架1上，也可以焊接固定在车架1上。板簧2与前桥3通过螺栓固定连接，然后分别用销与固定支座6以及吊耳5连接。车架1的后端通过螺栓固定布置有吊耳支座7，吊耳5的顶端与吊耳支座7铰接，吊耳支座7可以为吊耳5的摆动提供空间，避免吊耳5与车架1、板簧2干涉。

优选地，板簧2沿车架1的前后方向延伸，吊耳5布置在板簧2的后端，即每个板簧2上仅布置一个吊耳5，吊耳5位于对应板簧2的靠近车架1尾端的位置。每个板簧2上仅连接一个吊耳5，板簧2的前端与车架1固定连接，对车架1形成固定，增加车架1的稳定性。

在车辆承载前，板簧2发生变形被压平，吊耳5向后摆动，吊耳摆角增加，角度传感器8可以检测每个吊耳5的摆角，利用吊耳摆角与货物重量进行标定，建立相关的对应关系，例如左前位置的吊耳5摆动摆角0.1°、右前位置的吊耳5摆动摆角0.1°、左后位置的吊耳5摆动摆角0.1°、右后位置的吊耳5摆动摆角0.1°，对应的货物重量为1吨(T)。标定完成后，编写相应程序导入控制终端9，通过实时检测的吊耳摆角数据计算整车的货物重量，并与显示屏10通过CAN线接通，在驾驶室内同步显示重量数据。

本发明的商用车货物重量检测方法，即为上述的商用车货物重量检测装置的使用方法，包括以下步骤：

S1，在商用车的悬架系统上布置上述的商用车货物重量检测装置。即将板簧的前端与车架通过固定支座固定连接、板簧的后端与吊耳铰接，吊耳通过吊耳支座与车架铰接。

其中，车桥包括前桥、后桥，前后、后桥的左右两端均布置板簧，每个板簧的后端均铰接吊耳。在每个吊耳上均布置角度传感器，角度传感器与控制终端电信号连接，对每个吊耳的摆动角度进行检测，并将摆角信号传输给控制终端。

S2，向车架上加载不同重量的货物，记录加载不同重量的货物时各个位置的板簧上的吊耳摆角，构建货物重量与吊耳摆角之间的对应关系，将对应关系记载在控制终端中。

优选地，步骤S2包括以下步骤，S2.1，在空车状态下，构建加载货物重量为零时与吊耳摆角的对应关系，以此为基准；S2.2，向商用车上增加荷载，建立不同载荷下的货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。由于车厢本身具有一定的重量，因此在空车状态下，吊耳摆角即会有一定的摆动，以空车状态下的货物重量与吊耳摆角之间的对应关系为基准，可以减小车厢自重的影响，提高检测精度。

优选地，步骤S2.2包括以下步骤：S2.2.1，将商用车的车厢沿前后方向分为若干个区域，若干个区域包括位于商用车前后方向中间位置的中心区域；S2.2.2，将标定重物布置在中心区域，构建中间区域承载下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.3，在中心区域前后方向的两侧分别放置标定重物，构建非对称承载状态下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.4，向车厢内从空载逐渐加载至满载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

货物在装载时通常情况下不会是对称布置在车厢内的，此时会导致不同位置的吊耳摆动角度不同，角度传感器检测到的不同位置处的吊耳摆角不同。将车厢沿前后方向分成包括中心区域的多个区域，中间区域承载时，货物重量是对称布置的，非对称承载时货物重量是非对称布置的，分别构建货物重量对称布置、非对称布置下的标定重物与吊耳摆角之间的对应关系，便于对不同情况下的货物重量进行检测，提高检测结果的准确性，同时，非对称承载下的标定重物与吊耳摆角的对应关系可以作为修正判断。

优选地，本申请中，将车厢分为三个区域，按车架的长度方向由前至后定义为第一区域、第二区域、第三区域，其中第二区域为中心区域。构建中间区域承载下、各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系时，将标定重物放置在第二区域的中间位置；构建非对称承载状态下、各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系时，标定重物放置在第一区域和第三区域，并且第一区域和第三区域的加载位于车辆的不同侧，例如第一区域的左侧和第三区域的右侧，或者是第一区域的右侧和第三区域的左侧。

优选地，步骤S2.2.4中，在加载货物重量时，按照均布载荷的方式加载，按照车厢的由前至后方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系；再按照车厢的由后至前方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

以均布载荷的方式加载，并且按照由前至后、由后至前的方向分别加载，并分别构建货物重量与吊耳摆角之间的对应关系，可以消除货物重量加载方向不同而引起的偶然性，适用于货物加载多样性的情况。

优选地，在构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的位置关系的同时，同步建立在由前至后或者由后至前方向加载货物重量时，标定重物与吊耳摆角之间的对应关系。

在以均布载荷加载时，货物重量与吊耳摆角之间的对应关系会发生改变，不同于对称承载、非对称承载的情况，因此构建均布载荷时不同载荷下货物重量与吊耳摆角之间的对应关系、标定重物与吊耳摆角之间的对应关系，可以与对称承载、非对称承载下的对应关系相互参照，提高检测结果的准确性。

优选地，标定重物的质量为0.5T，在其他实施例中，标定重物的质量也可以为0.3T、0.6T、1T等，根据商用车的核载进行确定。

综上，本发明实施例提供一种商用车货物重量检测装置及其检测方法，其将车架与板簧之间通过吊耳铰接，货物重量不同时吊耳摆动的角度不同，通过测量吊耳摆角可以反向确定货物重量；同时吊耳作为刚性件，其自身形变量小，车辆在跳动冲击时的形变主要由板簧承受，受到板簧变形的影响小，吊耳的偏摆角度变化小，货物重量的计算精度高；由于角度传感器布置在吊耳上，吊耳摆动角度是由板簧、车桥、车架构成的角度，同类板簧、车桥、车架构成的相关角度不会因为更换结构件而发生较大变化，更换结构件时不需要重新标定，安装使用方便。

以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种商用车货物重量检测方法，其特征在于，包括以下步骤，S1，在商用车的悬架系统上布置商用车货物重量检测装置，商用车货物重量检测装置包括车架、车桥、板簧和控制终端，所述板簧连接在所述车架与所述车桥之间，所述车架与所述板簧之间还布置有吊耳，所述吊耳的顶端与所述车架铰接、底端与所述板簧铰接，所述吊耳的摆动方向为沿所述车架的前后方向，所述吊耳上还布置有用于检测吊耳的摆角的角度传感器，所述角度传感器与所述控制终端电信号连接；S2，向车架上加载不同重量的货物，记录加载不同重量的货物时各个位置的板簧上的吊耳摆角，构建货物重量与吊耳摆角之间的对应关系，将对应关系记载在控制终端中；S3，利用步骤S1中的角度传感器获取吊耳的实时摆角并将实时摆角传输给控制终端，控制终端根据货物重量与吊耳摆角之间的对应关系得到货物重量；

步骤S2具体包括以下步骤：S2.1，在空车状态下，构建加载货物重量为零时与吊耳摆角的对应关系，以此为基准；S2.2，向商用车上增加荷载，建立不同载荷与吊耳摆角之间的对应关系；

步骤S2.2包括以下步骤：S2.2.1，将商用车的车厢沿前后方向分为若干个区域，若干个区域包括位于商用车前后方向中间位置的中心区域；S2.2.2，将标定重物布置在中心区域，构建中间区域承载下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.3，在中心区域前后方向的两侧分别放置标定重物，构建非对称承载状态下，各个板簧位置处标定重物与吊耳摆角之间的对应关系；S2.2.4，向车厢内从空载逐渐加载至满载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

2.根据权利要求1所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，步骤S2.2.4中，在加载货物重量时，按照均布载荷的方式加载，按照车厢的由前至后方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系；再按照车厢的由后至前方向分别依次向各个区域加载，构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的对应关系。

3.根据权利要求2所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，在构建不同载荷下，各个板簧位置处货物重量与吊耳摆角之间的位置关系的同时，同步建立在由前至后或者由后至前方向加载货物重量时，标定重物与吊耳摆角之间的对应关系。

4.根据权利要求2所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，所述标定重物的质量为0.5T。

5.根据权利要求1－4任一项所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，所述车桥包括前桥和后桥，所述前桥、所述后桥的左右两端均布置有所述板簧，所述板簧与所述车架之间均铰接有所述吊耳。

6.根据权利要求5所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，所述板簧沿车架的前后方向延伸，所述吊耳布置在所述板簧的后端。

7.根据权利要求6所述的商用车货物重量检测方法，其特征在于，所述车架的底部布置有固定支座和吊耳支座，所述板簧的前端与所述固定支座固定连接，所述吊耳的顶端与所述吊耳支座铰接。