CN114162069B - 车辆监测装置及货车车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆监测装置及货车车辆。其中，车辆监测装置至少包括电源管理模块，电源管理模块在车载发电机组未起动的情况下，切断车载显示器的电源，通过车辆监测装置内置的蓄电池向车辆控制系统以及车辆监测装置的各个模块提供电能；在车载发电机组起动的情况下，将车载发电机组输出的电能传输至蓄电池，为蓄电池充电，并断开车辆监测装置的起动控制回路，使车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。本发明解决了相关技术中在车辆运用过程中，长时间开启车辆的柴油发电机组，导致工作能耗较大的技术问题。

Description

车辆监测装置及货车车辆
技术领域
本发明涉及车辆安全监测技术领域，具体而言，涉及一种车辆监测装置及货车车辆。
背景技术
相关技术中，部分货车车辆(例如，长大货物车)主要用来运输长大、超重、超限货物，这些货物往往是重点工程项目的关键设备，例如，货物为电力、冶金等行业的发电机定子、变压器、轧钢机机架等，物资的特点为超重、超限、体积阔大、价值高。为保障这种货车车辆的运输安全，一般会为该种车辆配备有工具车及专业人员专列进行运输，和通用货车相比，该种货车车辆由于其载重量大、载重货物特殊等因素，其车体结构等方面具有自身的特点。
目前，长大货车车辆在管理车辆电源时，需要在车辆运用过程中，长时间开启车辆的柴油发电机组，导致工作能耗较大，且管理电源的使用成本较高。同时，当前的车辆运用时，禁止司乘人员在铁路电气化区段开展车辆操纵室跟车作业，导致车辆运用存在安全隐患，所以，有必要开发长大货物车远程安全监测传输系统。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种车辆监测装置及货车车辆，以至少解决相关技术中在车辆运用过程中，长时间开启车辆的柴油发电机组，导致工作能耗较大的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车辆监测装置，所述车辆监测装置至少包括电源管理模块，所述电源管理模块在车载发电机组未起动的情况下，切断车载显示器的电源，通过车辆监测装置内置的蓄电池向车辆控制系统以及所述车辆监测装置的各个模块提供电能；在车载发电机组起动的情况下，将所述车载发电机组输出的电能传输至所述蓄电池，为所述蓄电池充电，并断开所述车辆监测装置的起动控制回路，使所述车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。
可选地，在车载发电机组未起动的情况下，第一接触器和第二接触器未得电，将所述第一接触器和所述第二接触器的常开触点断开，以断开充电回路。
可选地，在车载发电机组未起动的情况下，所述第一接触器和所述第二接触器的常闭触点使所述车辆监测装置的蓄电池向车辆监测装置进行供电的控制回路接通，以使所述蓄电池向车辆控制系统以及所述车辆监测装置的各个模块提供电能。
可选地，在车载发电机组未起动的情况下，若所述车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第三接触器的常闭触点断开所述车辆控制系统供电的正、负电源回路，以断开所述车载显示器的电源回路，切断车载显示器的电源。
可选地，在车载发电机组未起动的情况下，若所述车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第四接触器的常开触点闭合，使所述车辆监测装置向所述车辆控制系统及远程通讯终端供电。
可选地，在车载发电机组起动的情况下，第一接触器和第二接触器得电吸合，所述第一接触器和所述第二接触器的常闭触点断开，以断开所述车辆监测装置的起动控制回路，使车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。
可选地，在车载发电机组起动的情况下，所述车载控制系统中的正、负电源及显示器的电源通过第三接触器的4个常闭点接通，以使所述车辆控制系统正常工作。
可选地，所述车辆监测装置还包括：装置控制模块，所述装置控制模块包括：启动按钮、停止按钮、机组启动指示灯、供电指示灯、充电指示灯、供电故障蜂鸣器、充电故障蜂鸣器、接触器、继电器及断路器。
可选地，所述车辆监测装置还包括：远程通讯终端，所述远程通讯终端实现定位功能、无线通信功能和/或总线通信功能。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种货车车辆，包括：车载电器及控制系统；车辆监测系统，包括上述任意一项所述的车辆监测装置。
本发明实施例中，通过该车辆监测装置，提供了一种电源管理模块，该电源管理模块能够负责控制现车系统与车辆监测装置两个系统之间的供电电源的切换，当现车供电时，其可自动控制为远程监测装置内置的蓄电池充电，同时为现车及监测装置设备提供电能；当远程监测装置内置的蓄电池供电时，其自动切断车载显示器电源后，为现车及监测装置设备提供电能，车辆运用过程中，绝大部分时段均使用蓄电池供电，不需长时间开启现车的发电机组，降低工作能耗、制造及使用成本，从而解决相关技术中在车辆运用过程中，长时间开启车辆的柴油发电机组，导致工作能耗较大的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的车辆监测装置的示意图；
图2是根据本发明实施例的另一种可选的车辆安全监测系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明下述各实施例可以应用于各种货车车辆中，该货车车辆可以为运输重点工程项目的关键设备的货物车，货物类型包括但不限于：电力、冶金等行业的发电机定子、变压器、轧钢机机架等。该货车车辆可以为长大货物车，长大货物车的类型包括但不限于：凹底平车、落下孔车、钳夹车、长大平车和双联平车等。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车辆监测装置，车辆监测装置至少包括：电源管理模块，
电源管理模块在车载发电机组未起动的情况下，切断车载显示器的电源，通过车辆监测装置内置的蓄电池向车辆控制系统以及车辆监测装置的各个模块提供电能；
在车载发电机组起动的情况下，将车载发电机组输出的电能传输至蓄电池，为蓄电池充电，并断开车辆监测装置的起动控制回路，使车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。
通过该车辆监测装置，提供了一种电源管理模块，该电源管理模块能够负责控制现车系统与车辆监测装置两个系统之间的供电电源的切换，当现车供电时，其可自动控制为远程监测装置内置的蓄电池充电，同时为现车及监测装置设备提供电能；当远程监测装置内置的蓄电池供电时，其自动切断车载显示器电源后，为现车及监测装置设备提供电能，车辆运用过程中，绝大部分时段均使用蓄电池供电，不需长时间开启现车的发电机组，降低工作能耗、制造及使用成本，从而解决相关技术中在车辆运用过程中，长时间开启车辆的柴油发电机组，导致工作能耗较大的技术问题。
可选的，在车载发电机组未起动的情况下，第一接触器和第二接触器未得电，将第一接触器和第二接触器的常开触点断开，以断开充电回路。
另一种可选的，在车载发电机组未起动的情况下，第一接触器和第二接触器的常闭触点使车辆监测装置的蓄电池向车辆监测装置进行供电的控制回路接通，以使蓄电池向车辆控制系统以及车辆监测装置的各个模块提供电能。
本实施例中，在车载发电机组未起动的情况下，若车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第三接触器的常闭触点断开车辆控制系统供电的正、负电源回路，以断开车载显示器的电源回路，切断车载显示器的电源。
作为本实施例一种可选的实施方式，在车载发电机组未起动的情况下，若车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第四接触器的常开触点闭合，使车辆监测装置向车辆控制系统及远程通讯终端供电。
可选的，在车载发电机组起动的情况下，第一接触器和第二接触器得电吸合，第一接触器和第二接触器的常闭触点断开，以断开车辆监测装置的起动控制回路，使车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。
可选的，在车载发电机组起动的情况下，车载控制系统中的正、负电源及显示器的电源通过第三接触器的4个常闭点接通，以使车辆控制系统正常工作。
可选的，车辆监测装置还包括：装置控制模块，装置控制模块包括：启动按钮、停止按钮、机组启动指示灯、供电指示灯、充电指示灯、供电故障蜂鸣器、充电故障蜂鸣器、接触器、继电器及断路器。
本实施例中，控制模块设有开关、按钮、指示灯、蜂鸣器、接触器、继电器及断路器等电气件。实现远程监测装置的启动、停止、电源供电线路切换、正常/故障状态声光提示/报警等功能。
可选的，车辆监测装置还包括：远程通讯终端，远程通讯终端实现定位功能、无线通信功能和/或总线通信功能。
本实施例中，远程通讯终端与现车系统控制器进行数据通讯(通讯方式为CANBUS总线形式)，实时获取车辆监测数据，并通过无线网络远程无线传输技术(4G或GPRS)直接将实时监测数据传送至相关人员(包括司乘、技术及管理人员)手机APP中。
由于相关技术中，现有货车车辆中包括电气及安全控制系统，在该电气及安全控制系统基础上设置了车辆状态监控系统，可以通过安装在车体各部的传感器动态的对车辆的运动状态进行检测和控制，能够实现的主要功能包括：压柱油缸压力监测、旁承油缸压力监测、主油路压力监测、内、中、外导向状态识别、逻辑控制及图标频闪报警功能。
现有车辆状态监控系统的检测、控制及动态显示功能虽比较完善，但是其只能满足司乘人员可在车辆操纵室内实时掌握钳夹车运行安全监测信息的作业需求。一旦人员离开操纵室，车辆安全监测信息就无法掌握。原因是无论开启系统还是查看数据，均需司乘人员在操纵室内完成，且安全监测信息无法在技术角度远程实时传输。
本实施例为了解决上述问题，优化配置系统控制器及整体架构，最大程度的利用原车监测数据，降低工作能耗及成本；利用远程无线传输技术(远程通讯终端)直接将实时监测数据传送至相关人员(包括司乘、技术及管理人员)手机APP中，实现长大货物车远程安全监测传输功能。
本发明在充分利用现车电气及控制系统的硬件基础上，增加一套远程监测装置，优化现车电源及数据通讯系统架构，实现远程数据传输及监测功能。
图1是根据本发明实施例的一种可选的车辆监测装置的示意图，如图1所示，该车辆监测装置为远程监测装置，远程监测装置包括：远程监测装置电源管理模块(含蓄电池组)、远程监测装置控制模块(含按钮、指示灯)、远程通讯终端TRU(可以与终端设备-手机的APP通信)；该远程监测装置与现车车载电气及控制系统对接，现车车载电气及控制系统包括：车载供电电源模块(与电源管理模块实现AC220V电源线连接，给蓄电池充电)、车载显示器和车载控制器。
上述远程监测装置的装置控制模块、远程通讯终端可以通过CAN总线和车载显示器、车载控制器连接。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种货车车辆，包括：车载电器及控制系统；车辆监测系统，包括上述任意一项的车辆监测装置。
图2是根据本发明实施例的另一种可选的车辆安全监测系统的示意图，如图2所示，该车辆安全监测系统包含了：远程监测装置和车载控制系统，其中，
远程监测装置包括了：电源管理模块(包括远程监测装置充电电源)、远程监测装置供电检测(能够检测装置充电或者充电故障)；装置控制模块、远程通讯终端TRU。
车辆安全监测系统设置一个连接器将图2中的1-14号线路引出并与远程监测装置(以下简称装置)连接；不使用装置时，使用一个短接(即3-4、5-6、7-8、9-10号线短接)的连接器即可恢复原车线路状态。装置具有电源切换、蓄电池充电、远程监测、故障报警等功能。
主要工作原理说明如下：
1、装置电源管理模块：
模块主要作用是供电电源互锁切换及蓄电池GB1、2充电。
供电以车载柴油发电机组(以下简称机组)供电为主，当机组起动时，装置不允许供电，KM1(第一接触器)、KM2得电(第二接触器)吸合，其常闭触点断开装置起动控制回路，使其无法上电，达到互锁的目的，此时，车载控制系统(以下简称控制系统)中的DC24V正、负电源及显示器电源通过KM3(第三接触器)的4个常闭点接通使控制系统正常工作。同时，KM1、KM2常开触点接通蓄电池GB1、2充电回路，为装置蓄电池GB1、2充电。
当机组未起动时，KM1、KM2未得电，其常开触点断开充电回路，常闭触点使装置蓄电池GB1、GB2向装置供电的控制回路接通，当按下装置的起动按钮后KM3、KM4得电吸合并自锁，KM3常闭触点断开控制系统供电的正、负电源回路及为减少蓄电池电量损耗断开显示器电源回路，KM4(第四接触器)常开触闭合，使装置向现车控制系统及远程终端供电，进行车辆状态信息采集并上传。
2、装置控制模块：
控制模块设有启动按钮SB2、停止按钮SB1、机组启动指示灯HL1、供电指示灯HL3、充电指示灯HL2、供电故障蜂鸣器HP2、充电故障蜂鸣器HP1、接触器KM1-4、继电器KA(1-5)及断路器QF等电气件。实现装置的启动、停止、电源供电线路切换、正常/故障状态声光提示/报警等功能。
机组起动时，机组启动指示灯HL1得电点亮；机组停止时，机组启动指示灯HL1断电熄灭。
机组起动时，当按下装置的启动按钮SB2后，KA2得电吸合并自锁，使装置向控制系统及远程通讯终端供电，此时，KA1及其辅助触点控制装置蓄电池充电状态，如充电故障，则充电指示灯HL2断电熄灭，充电故障蜂鸣器HP1得电报警；而KA5及其辅助触点控制装置供电状态，如供电故障，则供电指示灯HL3断电熄灭，供电故障蜂鸣器HP2得电报警；当按下装置的停止按钮SB1后，KA2断电并解锁，使装置停止向控制系统及远程终端供电。
DAP为装置充电电源，可以将机组的AC220V交流电转换为DC28V直流电为蓄电池充电及装置提供工作电能。
断路器QF用于手动接通或切断装置供电主回路，或自动对主回路的超载、过热故障进行保护，即发生故障时自动切断供电主回路。
本装置中的CANBUS总线为标准的J1939通讯总线，主要作用是与系统控制器进行数据通讯，进而实时获取车辆状态信息并通过远程通讯终端上传。
3、远程通讯终端(即TRU)：
TRU具有GPS定位、4G/GPRS无线通信、CAN总线通讯功能，无论采用装置蓄电池还是机组供电，TRU均可正常与现车控制器进行通讯，并实时将数据上传。
图2中的DAP、CANBUS的相关控制说明如下:
(1)DAP为装置充电电源，可以将机组的AC220V交流电转换为DC28V直流电为蓄电池充电及装置提供工作电能。
(2)本装置中的CANBUS总线可以为标准的J1939通讯总线，主要作用是与系统控制器进行数据通讯，进而实时获取车辆状态信息并通过远程通讯终端上传。
TRU是一个只要接通DC24V工作电源即可进行工作的电气设备。当采用装置蓄电池供电时，蓄电池可向其直接提供DC24V工作电源，保证其可靠工作；当采用机组供电时，装置通过DAP充电电源将机组发出的AC220V电能转换为DC24V电能，然后向TRU提供DC24V工作电源，仍可保证其可靠工作。
上述实施例，长大货物车远程安全监测传输系统的主要设计原理是，依托原车系统监测数据，重新设计系统电源管理控制模块、系统控制器及系统整体架构配置，利用现代远程无线传输技术直接将实时监测数据传送至相关人员(包括司乘、技术及管理人员)手机APP中，实现长大货物车远程安全监测传输功能。
新设计系统电源管理控制模块，车辆运用过程中，绝大部分时段均使用蓄电池供电，不需长时间开启现车柴油发电机组，降低工作能耗、制造及使用成本；
优化配置系统控制器及整体架构，最大程度使用原车监测数据，通过现代远程无线传输技术直接将实时监测数据传送至相关人员(包括司乘、技术及管理人员)手机APP中，车辆运用时人员不需跟车作业，降低人工成本。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种车辆监测装置，其特征在于，所述车辆监测装置至少包括电源管理模块，所述电源管理模块，
在车载发电机组未起动的情况下，切断车载显示器的电源，通过车辆监测装置内置的蓄电池向车辆控制系统以及所述车辆监测装置的各个模块提供电能；
在车载发电机组起动的情况下，将所述车载发电机组输出的电能传输至所述蓄电池，为所述蓄电池充电，并断开所述车辆监测装置的起动控制回路，使所述车辆监测装置无法上电，达到互锁状态，
在车载发电机组未起动的情况下，第一接触器和第二接触器未得电，将所述第一接触器和所述第二接触器的常开触点断开，以断开充电回路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在车载发电机组未起动的情况下，所述第一接触器和所述第二接触器的常闭触点使所述车辆监测装置的蓄电池向车辆监测装置进行供电的控制回路接通，以使所述蓄电池向车辆控制系统以及所述车辆监测装置的各个模块提供电能。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在车载发电机组未起动的情况下，若所述车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第三接触器的常闭触点断开所述车辆控制系统供电的正、负电源回路，以断开所述车载显示器的电源回路，切断车载显示器的电源。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在车载发电机组未起动的情况下，若所述车辆监测装置的起动按钮被按下，第三接触器和第四接触器得电吸合并自锁，第四接触器的常开触点闭合，使所述车辆监测装置向所述车辆控制系统及远程通讯终端供电。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在车载发电机组起动的情况下，第一接触器和第二接触器得电吸合，所述第一接触器和所述第二接触器的常闭触点断开，以断开所述车辆监测装置的起动控制回路，使车辆监测装置无法上电，达到互锁状态。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在车载发电机组起动的情况下，所述车辆控制系统中的正、负电源及显示器的电源通过第三接触器的4个常闭点接通，以使所述车辆控制系统正常工作。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆监测装置还包括：装置控制模块，所述装置控制模块包括：
启动按钮、停止按钮、机组启动指示灯、供电指示灯、充电指示灯、供电故障蜂鸣器、充电故障蜂鸣器、接触器、继电器及断路器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆监测装置还包括：远程通讯终端，所述远程通讯终端实现定位功能、无线通信功能和/或总线通信功能。
9.一种货车车辆，其特征在于，包括：
车载电器及控制系统；
车辆监测系统，包括权利要求1至8中任意一项所述的车辆监测装置。
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