CN103909858A - 一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统 - Google Patents
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Abstract
一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统，该系统包括通过导线相连的位移传感器（4）、电子控制单元及显示屏，对于单轴板簧悬架，所述位移传感器（4）布置在车轴中间的板簧压板（6）上；对于平衡悬架，所述位移传感器（4）分别布置在单侧板簧的两端，所述电子控制单元将各所述位移传感器（4）所传入的信号进行处理，经计算后得到整车的总重量。本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，可实时根据车辆的载货情况显示整车的总重量。实时测量的重量显示在显示屏上，供驾驶员随时观察。
Description
技术领域
本发明涉及汽车机械电子技术领域，特别是涉及一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统。
背景技术
随着治超查超的力度加大及物流市场越来越规范化的运作，标载运输逐渐成为主流。车辆用户需要在不超载的情况下多装货物保证自己的收益，这就需要对装载后的车辆进行称重，如果超载则需卸掉多余货物，如果未达到额定载荷则可再多装些货物。如此反复装卸货物和称重使得运输效率降低，并增加装货和称重的成本。
针对上述车辆满载称重需求，需开发一种车辆自称重系统，以保证用户可以实时监测装载货物状态下车辆的总重量。
发明内容
本发明的目的是为满足市场及安全检查的需要，提供一种可实时监测装载货物状态下车辆总重量的系统。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统该系统包括通过导线相连的位移传感器、电子控制单元及显示屏，对于单轴板簧悬架，所述位移传感器布置在车轴中间的板簧压板上；对于平衡悬架，所述位移传感器分别布置在单侧板簧的两端，所述电子控制单元将各所述位移传感器所传入的信号进行处理，经计算后得到整车的总重量。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述电子控制单元对所述位移传感器所传入的信号进行处理时使用的计算公式如下：
当驱动形式为6×4时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+k3×(L3+L4) ；
当驱动形式为8×4时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+2k2×L2+k3×(L3+L4)；
当驱动形式为6×2时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+2k2×L2+2k3×L3，
其中G0为空载重量，k1为前板簧刚度，L1为前板簧由空载至当前载荷状态时由所述位移传感器所测得的位移量，k2为第二前板簧刚度，L2为第二前板簧由空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量，k3为后钢板弹簧刚度，L3为中桥处空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量，L4为后桥处空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述位移传感器的上端与车架相连，所述位移传感器的下端与车辆的前轴及中后桥直接或间接固定。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述位移传感器的上端和下端分别与支架球铰相连。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述电子控制单元集成在车身控制器中。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述显示屏安装在驾驶室内。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中还包括标定旋钮，所述标定旋钮可根据车辆的不同型号对所述钢板弹簧悬架车辆自称重系统进行标定。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其中所述标定旋钮可被旋转或按下，以向所述电子控制单元传递两种信号。
本发明的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，可实时根据车辆的载货情况显示整车的总重量。实时测量的重量显示在显示屏上，供驾驶员随时观察。
附图说明
图1为本发明中的车辆前悬架的传感器布置图；
图2为本发明中的后平衡悬架的传感器布置图；
图3为本发明驱动形式为6×4的实施例1的电路原理图；
图4为本发明驱动形式为8×4的实施例2的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
实例1：参见图1、图2和图3，一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统，包括位移传感器及安装支架、电子控制单元（ECU）、显示屏、标定旋钮及连接线束。其安装形式为：在前悬架中，如图1所示，位移传感器4安装在位移传感器上支架5和板簧压板6之间，位移传感器4分别与其铰接，其中位移传感器主体部分与传感器上支架5连接，拉杆部分与板簧压板6连接。在车辆载货过程中重量发生变化时，板簧在载荷下发生变形，板簧的中间部分会相对车架上移，通过位移传感器能够得到板簧的变形量；在后平衡悬架中，如图2所示，位移传感器4的上端（位移传感器的主体部分）与减震器7的上支架铰接，下端（位移传感器的拉杆部分）与下推力杆10的支架铰接，中桥和后桥的位移传感器安装形式一致。对于后平衡悬架，在比较理想的水平路面上，随着载重量的增加，板簧两端在桥的推动下上移，且上移的位移量相等，两个位移传感器检测到的位移量也相等，对于在倾斜路面，或路面不平的的情况下，可能出现悬架两端一高一低的状态，此时两个传感器的设置就是必要的，两个传感器的位移量不同，但是这位移量包含了板簧承载压平的位移量和板簧绕平衡轴转动的位移量，需要将两个位移传感器的位移量取平均值从而得到用于计算的位移量。
图3表示了该系统的电路连接状态：位移传感器共有三根线，一根接地，一根接电压，一根是信号线，该信号线输出的是0到最大电压之间的某一电压值，该电压值与位移量有关。信号传输到ECU中先进行模数转换，将模拟信号转换成数字信号，ECU中事先刷入对应车型的信息和程序，根据车辆空载质量、前板簧刚度和空载时读入并经过处理的位移传感器信号，对空载状态进行标定；再在满载状态时使用标定旋钮输入测量载荷进行满载标定，ECU同时记录满载时候各个位移传感器的信号值，通过权利要求书中的公式计算出车辆后板簧的实际刚度值，完成标定过程。标定旋钮可以输出两个信号，旋转时输出的信号用于选择模式，按下标定旋钮输出的信号用于确定。一般情况显示屏上显示车辆当前状态下的总质量，在水平且静止或平稳运行时显示数据较准确，在旋转标定旋钮后可以进入满载（空载）标定模式，此时显示屏上显示载荷值的某一位在闪烁，通过旋转标定旋钮更改闪烁位，通过按下标定旋钮可以更改选定的闪烁位的数值，从而输入满载（空载）标定的实际总重量，输入完成后旋转标定选定值确定位置，按下该旋钮完成满载（空载）标定。在启动该系统后该系统便可以自行工作，驾驶员可以根据显示的整车重量控制装货量，省去了来回装货和卸货以及称重的麻烦，提高了物流效率并且降低了相应成本。
实例2：参见图1、图2和图4。图1和图2的布置形式与实例1相似。图4可以看到一共有4个位移传感器4，其中前轴有两个，后桥平衡悬架处有两个，和图3比，前轴多了一个，这是由于驱动形式8×4的车辆有两个前轴及板簧悬架结构，该两套结构前后布置，间距1.5到2米，即对于驱动形式8×4的车辆，图1所示的结构有两套，在车架总成2上前后排列，图2所示的结构有一套，与驱动形式6×4的车辆一致。故图4上共有4个位移传感器。在系统工作时，ECU需要接收这四路位移传感器的信号并进行数模转换。此时系统的标定需要事先刷入对应驱动形式8×4的程序，并且输入第一个和第二个前轴处钢板弹簧的刚度值。空载标定时，在空载状态下，输入车辆的空载总质量、两个前板簧刚度，在确定的同时ECU会记录对应状态下位移传感器的信号值；满载标定时使用标定旋钮输入测量载荷进行满载标定，ECU同时记录满载时候各个位移传感器的信号值，通过权利要求书中的公式计算出车辆后板簧的实际刚度值，完成标定过程。此时标定过程与实例1相同。实例1与实例2中叙述的标定过程为车辆出厂前所做的工作，车辆交付到用户手中时该系统已能够正常工作，驾驶员在使用时仅需启动该系统，便可以在显示屏上看到当前状态下车辆的总质量。
Claims (8)
1.一种钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，该系统包括通过导线相连的位移传感器（4）、电子控制单元及显示屏，对于单轴板簧悬架，所述位移传感器（4）布置在车轴中间的板簧压板（6）上；对于平衡悬架，所述位移传感器（4）分别布置在单侧板簧的两端，所述电子控制单元将各所述位移传感器（4）所传入的信号进行处理，经计算后得到整车的总重量。
2.根据权利要求1所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述电子控制单元对所述位移传感器（4）所传入的信号进行处理时使用的计算公式如下：
当驱动形式为6×4时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+k3×(L3+L4);
当驱动形式为8×4时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+2k2×L2+k3×(L3+L4);
当驱动形式为6×2时，该计算公式为
G=G0+2k1×L1+2k2×L2+2k3×L3，
其中G0为空载重量，k1为前板簧刚度，L1为前板簧由空载至当前载荷状态时由所述位移传感器所测得的位移量，k2为第二前板簧刚度，L2为第二前板簧由空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量，k3为后钢板弹簧刚度，L3为中桥处空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量，L4为后桥处空载至当前载荷状态时由位移传感器所测得的位移量。
3.根据权利要求2所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述位移传感器（4）的上端与车架相连，所述位移传感器（4）的下端与车辆的前轴及中后桥直接或间接固定。
4.根据权利要求2所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述位移传感器（4）的上端和下端分别与支架球铰相连。
5.根据权利要求1或2所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述电子控制单元集成在车身控制器中。
6.根据权利要求1或2所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述显示屏安装在驾驶室内。
7.根据权利要求1或2所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，还包括标定旋钮，所述标定旋钮可根据车辆的不同型号对所述钢板弹簧悬架车辆自称重系统进行标定。
8.根据权利要求7所述的钢板弹簧悬架车辆自称重系统，其特征在于，所述标定旋钮可被旋转或按下，以向所述电子控制单元传递两种信号。
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