CN116923289B - 一种货运车载重自检系统及自检方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆载重检测技术领域，公开了一种货运车载重自检系统及自检方法，系统包括：速度传感模块，用于测量当前货运车的车速；高精度定位模块，用于测量当前货运车的海拔高度；智能控制模块，用于称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，并结合预设时间间隔内所增加能效，计算货运车的载货重量。本发明在货运车行驶过程中进行载重自检，方便快捷，能够避免停车称重，减少称重设备的投入，提高道路通行效率。
Description
技术领域
本发明涉及车辆载重检测技术领域，具体涉及一种货运车载重自检系统及自检方法。
背景技术
货运车超载是公路交警及路政部门的重要工作之一，货运车辆每年因超重，频发诸多的交通事故，有一些是司机师傅故意超重，有一些则是没有方便的手段去检测当前货物重量。现有的货运车辆为了避免装载的货物超载，一般是行至就近的地磅称重，但是由于建造地磅费用高昂，不可能随处设置，使用他人的地磅还需产生额外费用，给货车的运输带来了极大的不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种货运车载重自检系统及自检方法，以解决货运车载重测量不方便的问题。
第一方面，本发明提供了一种货运车载重自检系统，系统包括：智能控制模块、速度传感模块及高精度定位模块；
速度传感模块，用于测量当前货运车的车速；高精度定位模块，用于测量当前货运车的海拔高度；智能控制模块，用于称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，并结合预设时间间隔内所增加能效，计算货运车的载货重量。
本发明实施例提供的货运车载重自检系统，通过速度传感模块测量当前货运车的车速，通过高精度定位模块测量当前货运车的海拔高度，并通过智能控制模块在称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，并结合预设时间间隔内所增加能效，计算货运车的载货重量。本发明在货运车行驶过程中进行载重自检，方便快捷，能够避免停车称重，减少称重设备的投入，提高道路通行效率。
在一种可选的实施方式中，速度传感模块及高精度定位模块均为货运车自身具备的设备传感器。
本发明采用货运车现有的设备传感器进行载重自检，能够进一步减少称重设备的投入，实现在货运车运行途中即可进行载重自检，使驾驶员随时掌握载重情况，避免因超重发生交通事故。
在一种可选的实施方式中，牵引设备，包括：电机或发动机中的至少一个。
本发明通过控制货运车的牵引设备，使货运车在称重模式处于恒定功率，基于能量守恒定律，根据货运车所增加能效与动能及势能变化情况，计算出当前整车重量，实现货运车载重自检。
在一种可选的实施方式中，预先对货运车进行实车标定，获取货运车的空车净重、摩擦损耗及传动损耗，并基于摩擦损耗及传动损耗标定误差数据信息。
本发明通过实车标定获取货运车的空车净重及运行过程中的能量损耗，并根据能量损耗标定其误差数据，从而掌握货运车在运行途中的能量损耗情况，进一步保证能量守恒定律的可靠性，提高载重自检的精确度。
第二方面，本发明提供了一种货运车载重自检方法，基于货运车载重自检系统对货运车载重进行自检，自检方法包括：
当货运车的称重模式被激活，则控制其牵引设备进入恒定功率状态，采集货运车当前的第一车速及第一海拔高度，并在预设时间间隔后采集货运车的第二车速及第二海拔高度；
基于第一车速及第二车速构建货运车在预设时间间隔内的动能变化函数，并基于第一海拔高度及第二海拔高度构建货运车在预设时间间隔内的势能变化函数；
根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，并根据动能变化函数、势能变化函数及能效增加量计算货运车整车重量，结合货运车的空车净重获得其载货重量。
本发明实施例提供的货运车载重自检方法，通过在称重模式下保持恒定功率，采集货运车在预设时间间隔前后的车速及海拔高度，分别构建预设时间间隔内货运车的动能变化函数及势能变化函数，并根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，根据动能变化函数、势能变化函数及能效增加量计算货运车整车重量，结合货运车的空车净重获得其载货重量。本发明实施例提供的方法可以实现在货运车行驶过程中进行载重自检，方便快捷，能够避免停车称重，减少称重设备的投入，提高道路通行效率。
在一种可选的实施方式中，系统在预设路况条件下，通过人工激活进入称重模式，测量结束后自动退出称重模式，并提示当前货运车的载重信息。
本发明通过在预先路况条件下，由人工激活称重模式，进行载重自检，自检结束后自动退出，从而获得当前的载货重量，实现在货运车运行途中即可进行自重自检，方便快捷，提高通行效率。
在一种可选的实施方式中，在计算载货重量时，根据预先实车标定后所获得的误差数据信息进行误差矫正。
本发明充分考虑到货运车在运行途中会因为摩擦损耗、传动损耗等，使得所增加能效并未全部转化为货运车的动能及势能，因此在进行计算时根据实车标定获取的误差数据信息进行误差校准，能够提高检测精确度。
在一种可选的实施方式中，在称重模式下进行载重自检过程中，若出现预设人为干预操作则终止测量并提示测量失败，同时退出称重模式。
在一种可选的实施方式中，预设人为干预操作，包括：刹车、提速或转向。
本发明在称重模式下进行载重自检过程中，若出现人为干预，则退出称重模式，因为称重模式下货运车的牵引设备处于恒定功率状态，司机的操作会影响运行状态，而行驶途中不可避免的会出现刹车或转向灯情况。因此在人为干预时终止测量，能够避免因刹车或转向而导致载重自检不准确的情况。
在一种可选的实施方式中，动能变化函数及势能变化函数分别为：
ΔEp＝M总*g*h2-M总*g*h1
其中，ΔEk为动能变化量，ΔEp为势能变化量，M总为整车重量，v1为第一车速，v2为第二车速，h1为第一海拔高速，h2为第二海拔高度，g为重力加速度；
能效增加量E的计算公式、动能变化量ΔEk及势能变化量ΔEp与能效增加量E的关系分别如下所示：
E＝PT
E＝ΔEk+ΔEp
其中，P为恒定功率，T为预设时间间隔。
本发明通过能量守恒定功率，获取货运车所增加能效与货运车动能变化及势能变化之间的关系，而动能及势能变化与当前货运车的重量息息相关，因此可通过能量守恒定律反向计算出货运车的载重信息，实现车辆运行过程中进行载重自检，方便快捷，提高通行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的货运车载重自检系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的货运车载重自检方法的流程示意图。
附图说明：101-智能控制模块；102-速度传感模块；103-高精度定位模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例适用于货运车在运行途中进行载重自检的场景。本发明实施例提供了一种货运车载重自检系统，通过对运行途中的货运车载重进行自检以达到方便快捷、减少投入的效果。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。图1是根据本发明实施例的货运车载重自检系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：智能控制模块101、速度传感模块102及高精度定位模块102；
速度传感模块102，用于测量当前货运车的车速；高精度定位模块103，用于测量当前货运车的海拔高度；智能控制模块101，用于称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，并结合预设时间间隔内所增加能效，计算货运车的载货重量。
具体地，在本发明实施例中，速度传感模块102及高精度定位模块103均为货运车自身具备的设备传感器，智能控制模块101为货运车自身具备的辅助驾驶系统，在此基础上增加载重自检功能。在称重模式被激活后，通过智能控制模块控制货运车的牵引设备处于恒定功率P，例如控制货运车的电机或发动机中的至少一个进入恒定功率状态，但不以此为限。货运车的速度传感模块102及高精度定位模块103则实时测量货运车的车速及位置信息，其中位置信息包括当前货运车的海拔高度。由智能控制模块101采集预设时间间隔T前后的车速及海拔高度，对应建立动能变化函数及势能变化函数，并根据能量守恒定律建立能效增加量与动能变化量与势能变化量之间的等式关系，从而计算出货运车的载货重量。
此外，在进行称重前，预先对货运车进行实车标定，获取货运车的空车净重M车、摩擦损耗及传动损耗，并基于摩擦损耗及传动损耗标定误差数据信息。
本发明实施例提供的货运车载重自检系统，通过速度传感模块测量当前货运车的车速，通过高精度定位模块测量当前货运车的海拔高度，并通过智能控制模块在称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，并结合预设时间间隔内所增加能效，计算货运车的载货重量。本发明在货运车行驶过程中进行载重自检，方便快捷，能够避免停车称重，减少称重设备的投入，提高道路通行效率。
在本实施例中提供了一种货运车载重自检方法，可用于上述的货运车载重自检系统，图2是根据本发明实施例的货运车载重自检方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S201，当货运车的称重模式被激活，则控制其牵引设备进入恒定功率状态，采集货运车当前的第一车速及第一海拔高度，并在预设时间间隔后采集货运车的第二车速及第二海拔高度。
具体地，在本发明实施例中，系统在预设路况条件下，通过人工激活进入称重模式，测量结束后自动退出称重模式，并提示当前货运车的载重信息。而且，在称重模式下进行载重自检过程中，若出现预设人为干预操作则终止测量并提示测量失败，同时退出称重模式，其中预设人为干预操作包括：刹车、提速或转向，但不以此为限，这些操作会影响车辆运行状态，从而影响载重检测精度。
在一种可选的实施方式中，在称重模式被激活后，通过智能控制模块101控制货运车的电机或发动机进行恒定功率状态并保持恒定功率P不变。此时，货运车的速度传感模块102及高精度定位模块103实时测量货运车的车速及位置信息，其中位置信息包括当前货运车的海拔高度。由智能控制模块101采集货运车当前的第一车速v1及第一海拔高度h1，并且在预设时间间隔T后采集货运车的第二车速v2及第二海拔高度h2。
步骤S202，基于第一车速及第二车速构建货运车在预设时间间隔内的动能变化函数，并基于第一海拔高度及第二海拔高度构建货运车在预设时间间隔内的势能变化函数。
具体地，在本发明实施例中，动能变化函数及势能变化函数分别为：
ΔEp＝M总*g*h2-M总*g*h1
其中，ΔEk为动能变化量，ΔEp为势能变化量，M总为整车重量，v1为第一车速，v2为第二车速，h1为第一海拔高速，h2为第二海拔高度，g为重力加速度。
步骤S203，根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，并根据动能变化函数、势能变化函数及能效增加量计算货运车整车重量，结合货运车的空车净重获得其载货重量。
具体地，在本发明实施例中，能效增加量E的计算公式、动能变化量ΔEk及势能变化量ΔEp与能效增加量E的关系分别如下所示：
E＝PT
E＝ΔEk+ΔEp
其中，P为恒定功率，T为预设时间间隔。
在一种可选的实施方式中，获得动能变化量ΔEk及势能变化量ΔEp与能效增加量E的关系式后，将预先构建的动能变化函数及势能变化函数带入，结果如下：
通过上式可计算出此时的整车载重M总，再减去通过实车标定获得的空车
净重M车，即为货运车当前的载货重量M货，计算公式如下所示：
M货＝M总-M车
此外，在计算载货重量时，根据预先实车标定后所获得的误差数据信息进行误差矫正。
本实施例提供的货运车载重自检方法，通过在称重模式下保持恒定功率，采集货运车在预设时间间隔前后的车速及海拔高度，分别构建预设时间间隔内货运车的动能变化函数及势能变化函数，并根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，根据动能变化函数、势能变化函数及能效增加量计算货运车整车重量，结合货运车的空车净重获得其载货重量。本发明实施例提供的方法可以实现在货运车行驶过程中进行载重自检，方便快捷，能够避免停车称重，减少称重设备的投入，提高道路通行效率。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (8)
1.一种货运车载重自检系统，其特征在于，所述系统包括：智能控制模块、速度传感模块及高精度定位模块；
所述速度传感模块，用于测量当前货运车的车速；
所述高精度定位模块，用于测量当前货运车的海拔高度；
所述智能控制模块，用于称重模式被激活后控制货运车的牵引设备进入恒定功率状态，在恒定功率状态下通过采集预设时间间隔的车速信息及海拔高度信息，来分别构建货运车的动能变化函数及势能变化函数，根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，并根据所述能效增加量等于所述预设时间间隔内所述动能变化函数的动能变化量和所述势能变化函数的势能变化量之和，来计算货运车整车重量，将所述整车重量减去货运车的空车净重获得所述货运车的载货重量，根据预先实车标定后所获得的误差数据信息对所述载货重量进行误差矫正，其中预先对货运车进行实车标定，获取货运车的空车净重、摩擦损耗及传动损耗，并基于摩擦损耗及传动损耗标定误差数据信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述速度传感模块及高精度定位模块均为货运车自身具备的设备传感器，所述智能控制模块为货运车自身具备的辅助驾驶系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牵引设备，包括：电机或发动机中的至少一个。
4.一种货运车载重自检方法，其特征在于，基于权利要求1至3任一所述的系统对货运车进行载重自检，所述自检方法，包括：
当货运车的称重模式被激活，则控制其牵引设备进入恒定功率状态，采集货运车当前的第一车速及第一海拔高度，并在预设时间间隔后采集货运车的第二车速及第二海拔高度；
基于所述第一车速及第二车速构建货运车在预设时间间隔内的动能变化函数，并基于所述第一海拔高度及第二海拔高度构建货运车在预设时间间隔内的势能变化函数；
根据恒定功率计算货运车在预设时间间隔内的能效增加量，并根据所述能效增加量等于所述预设时间间隔内所述动能变化函数的动能变化量和所述势能变化函数的势能变化量之和，来计算货运车整车重量，将所述整车重量减去货运车的空车净重获得所述货运车的载货重量；
根据预先实车标定后所获得的误差数据信息对所述载货重量进行误差矫正，其中预先对货运车进行实车标定，获取货运车的空车净重、摩擦损耗及传动损耗，并基于摩擦损耗及传动损耗标定误差数据信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述系统在预设路况条件下，通过人工激活进入称重模式，测量结束后自动退出称重模式，并提示当前货运车的载重信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在称重模式下进行载重自检过程中，若出现预设人为干预操作则终止测量并提示测量失败，同时退出称重模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设人为干预操作，包括：刹车、提速或转向。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述动能变化函数及势能变化函数分别为：
ΔEp＝M总*g*h2-M总*g*h1
其中，ΔEk为动能变化量，ΔEp为势能变化量，M总为整车重量，v1为第一车速，v2为第二车速，h1为第一海拔高速，h2为第二海拔高度，g为重力加速度；
所述能效增加量E的计算公式、所述动能变化量ΔEk及势能变化量ΔEp与能效增加量E的关系分别如下所示：
E＝PT
E＝ΔEk+ΔEp
其中，P为恒定功率，T为预设时间间隔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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