一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法，通过压力传感器采集油气悬架对悬上部分的支撑力，通过垂直加速度传感器采集车架振动状态下的垂直加速度，通过水平倾角传感器采集车架的倾斜角度；通过三种传感器采集的数据计算车辆是否超载及是否偏载；若车辆处于超载状态，则车辆自身搭载的控制器向监控中心报警；若车辆处于偏载状态，则由控制器调节悬挂油缸的伸长和回缩一定长度。本发明专利技术采用上述超载监测与偏载调节系统及方法，实现了车辆载重的实时监测以及偏载调节，对车辆超载的源头治理有着深远的意义。对车辆超载的源头治理有着深远的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法


[0001]本专利技术涉及运输
，尤其是涉及一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国路网建设的逐渐成型，运输行业得到蓬勃发展。目前由于运输车辆无法实时监管，导致车辆超载现象十分显著。车辆超载不仅对路基结构造成破坏，还会使车辆重心巨变，从而使汽车行驶极其不稳定。为解决超载问题，路网上长安装静态称重和低速称重设备，但由于称重设备与车辆分离，仍不能有效监控车辆载货情况。因此，只有将称重设备直接安装在车辆上，才有从源头上直接遏制超载问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供了一种车载式超载监测与偏载调节系统及方法，用以解决油气悬挂式自卸车超载不能实时监测的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0005]一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统，包括传感器组、控制阀组和控制器，控制器与监控中心远程数据交互；传感器组包括压力传感器、垂直加速度传感器和水平倾角传感器，压力传感器安装于油气悬架上，垂直加速度传感器和水平倾角传感器安装于车架上；控制阀组安装于油气悬架上，用于控制悬挂油缸的伸长或回缩；控制器包括运算单元、偏载调平单元和通信单元，运算单元依据传感器组信号计算车辆是否超载以及是否偏载，偏载调平单元依据运算单元的计算结果发送信号至控制阀组，通信单元将车辆载重发送至监控中心。
[0006]优选的，所述控制阀组包括切换控制阀块和开关阀块，切换控制阀块用于实现悬挂油缸的有杆腔与车桥压力油路、车桥回油路的切换连接，开关阀块用于实现悬挂油缸的无杆腔与有杆腔的连通/关断。
[0007]优选的，所述压力传感器选用陶瓷压力传感器，所述垂直加速度传感器选用压电式加速度传感器，所述水平倾角传感器选用数字型传感器。
[0008]相应的，对照上述系统本专利技术还提出了一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节方法，通过压力传感器采集油气悬架对悬上部分的支撑力，通过垂直加速度传感器采集车架振动状态下的垂直加速度，通过水平倾角传感器采集车架的倾斜角度；压力传感器安装于油气悬架上，垂直加速度传感器和水平倾角传感器安装于车架上；通过三种传感器采集的数据计算车辆是否超载及是否偏载；若车辆处于超载状态，则车辆自身搭载的控制器向监控中心报警；若车辆处于偏载状态，则由控制器调节悬挂油缸的伸长和回缩一定长度。优选的，所述控制器内存储有压力传感器、垂直加速度传感器、水平倾角传感器感知数据与载重量之间的映射关系，映射关系由BP神经网络模拟生成。
[0009]本专利技术采用上述油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统及方法，根据油气悬
架内的压力来度量汽车载荷的，不仅可以实现称重，还能通过对悬挂油缸伸缩量的控制来调节车辆的偏载，对汽车的行驶安全有着多方面监测和保护的作用。此外，车载数据可以传输到云端，结合定位系统，可以实现对车辆的装载质量和行驶状态的实时监控，这对车辆超载的源头治理有着深远的意义。
附图说明
[0010]图1为小松830E车身的第一分析图；
[0011]图2为小松830E车身的第二分析图；
[0012]图3为小松830E的油气悬架安装图；
[0013]图4为油气悬架对车架的作用力图；
[0014]图5为前油气悬架(左)和后油气悬架(右)的结构简图；
[0015]图6为BP神经网络结构图；
[0016]图7为小松830E的空间直角坐标系简图；
[0017]图8为油气悬架控制子系统的控制原理图；
[0018]图9为超载监控与偏载调节的场景应用图。
具体实施方式
[0019]以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0020]一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统，包括传感器组、控制阀组和控制器。
[0021]传感器组包括压力传感器、垂直加速度传感器和水平倾角传感器，压力传感器安装于油气悬架上，垂直加速度传感器和水平倾角传感器安装于车架上。传感器是整个车载称重系统精度的根基，因此要保证传感器有足够的精度，并且能够快速、可靠的将模拟信号传输到控制器中。本实施例中，压力传感器选用陶瓷压力传感器，垂直加速度传感器选用压电式加速度传感器，水平倾角传感器选用数字型传感器。
[0022]控制阀组安装于油气悬架上，用于控制悬挂油缸的伸长或回缩。控制阀组包括切换控制阀块和开关阀块，切换控制阀块用于实现悬挂油缸的有杆腔与车桥压力油路、车桥回油路的切换连接，开关阀块用于实现悬挂油缸的无杆腔与有杆腔的连通/关断。通过对切换控制阀块和开关阀块进行控制不仅能够实现单个悬挂油缸的伸长和缩回控制，且能够实现两两悬挂油缸同步伸长和缩回控制以及所有悬挂油缸同步伸长与缩回控制。
[0023]控制器包括运算单元、偏载调平单元和通信单元，运算单元依据传感器组信号计算车辆是否超载以及是否偏载，偏载调平单元依据运算单元的计算结果发送信号至控制阀组，通信单元将车辆载重发送至监控中心。控制器内存储有压力传感器、垂直加速度传感器、水平倾角传感器感知数据与载重量之间的映射关系，映射关系由BP神经网络模拟生成。
[0024]相应的，对照上述系统本专利技术还提出了一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节方法，通过压力传感器采集油气悬架对悬上部分的支撑力，通过垂直加速度传感器采集车架振动状态下的垂直加速度，通过水平倾角传感器采集车架的倾斜角度。压力传感器安装于油气悬架上，垂直加速度传感器和水平倾角传感器安装于车架上。通过三种传感器采集的数据计算车辆是否超载及是否偏载；若车辆处于超载状态，则车辆自身搭载的控制器
向监控中心报警；若车辆处于偏载状态，则由控制器调节悬挂油缸的伸长和回缩一定长度。
[0025]以经典的大型非公路矿用自卸车小松830E为参考车辆，其车身结构分析如图1
‑
2所示。小松830E的主要参数如下表所示。
[0026]表1小松830E主要参数
[0027][0028]如图3所示，小松830E的车架通过四个油气悬架与车桥连接。油气悬架是以氮气为弹性介质，用液压油作为传力介质所构成的油气弹簧。大型矿用自卸车运行路况比较复杂，安装油气悬架可以缓和冲击减少颠簸，这大大提高了驾驶员的乘坐舒适性，其承载能力强，还具有自由调节车身高度的功能，对工程效率有实质帮助。如图4所示，车箱、装载矿物及车架的重量传递给四个悬架，由油气悬架上压力传感器测得压力，从而可得各个油气悬架对悬上部分(车架、车厢和矿物等)的支撑力，通过已知的车架和车厢等悬上装置的质量，可以得出装载量及其各油气悬架的承载情况。
[0029]一、超载分析
[0030]在复杂行驶路况条件下，车身垂直振动和坡道行驶会对动态称重过程中的载荷测量精度有显著影响。因此，在影响动态称重的因素中，重点考虑这两类运动情况，通过传感器测量车身垂直振动的加速度和矿车与水平路面的倾角。
[0031]小松830E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气悬挂式自卸车超载监测与偏载调节系统，其特征在于：包括传感器组、控制阀组和控制器，控制器与监控中心远程数据交互；传感器组包括压力传感器、垂直加速度传感器和水平倾角传感器，压力传感器安装于油气悬架上，垂直加速度传感器和水平倾角传感器安装于车架上；控制阀组安装于油气悬架上，用于控制悬挂油缸的伸长或回缩；控制器包括运算单元、偏载调平单元和通信单元，运算单元依据传感器组信号计算车辆是否超载以及是否偏载，偏载调平单元依据运算单元的计算结果发送信号至控制阀组，通信单元将车辆载重发送至监控中心。2.根据权利要求1所述的超载监测与偏载调节系统，其特征在于：所述控制阀组包括切换控制阀块和开关阀块，切换控制阀块用于实现悬挂油缸的有杆腔与车桥压力油路、车桥回油路的切换连接，开关阀块用于实现悬挂油缸的无杆腔与有杆腔的连通/关断。3.根据权利要求1所述的超载监测与偏载调节系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占龙，张正，赵世勋，任志曌，宋勇，章新，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：