一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统与流程

本发明属于自卸车技术领域，具体涉及一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统。

背景技术：

目前，驾驶员在实施自卸车货箱举升作业时，受环境、感知等因素影响，无法直观了解车辆的稳定性状态，也无法对车辆整个举升过程作业安全性做出正确的分析和判断，容易引发车辆的液压缸拔缸，不仅降低液压缸的使用寿命，引起车箱过度后翻，甚至导致整车后翻，造成重大的人员及财产损失。

技术实现要素：

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统，降低自卸车举升作业时液压缸出现拔缸现象的风险以及车箱过度后翻的风险，提高液压缸的使用寿命，保障车辆及驾驶员的安全。

本发明提供的一种自卸车防车箱后翻的控制方法，所述自卸车具有沿底盘尾部转轴翻转的车箱，所述车箱通过液压缸的伸缩以翻转点为中心转动，所述自卸车驾驶室内设置有报警器及显示装置，包括以下步骤：

检测自卸车前桥载荷及后桥载荷，计算所述自卸车的前桥载荷率；

判断所述前桥载荷率是否超过第一阈值；

在所述前桥载荷率超过第一阈值时，任由所述自卸车举升；在所述前桥载荷率未超过第一阈值时，报警器报警，显示装置提示“危险”字样。

进一步地，所述的一种自卸车防车箱后翻的控制方法，还包括：

计算所述液压缸的举升力矩；

计算所述车箱转动力矩；

计算所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值；

判断所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值是否超过第二阈值；

在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，但所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值未超过第二阈值时，所述报警器报警，所述显示装置提示“危险”字样；在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，且所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值超过第二阈值时，禁止所述自卸车举升。

本发明还提供一种自卸车防车箱后翻的控制系统，所述自卸车包括驾驶室、底盘、车箱、液压缸举升系统，所述控制系统包括：第一检测装置，报警装置、显示装置、控制模块，所述报警装置、显示装置及控制模块设置于驾驶室内，所述第一检测装置安装于所述自卸车上，用于检测前桥载荷值及后桥载荷值，所述控制模块分别与第一检测装置、报警装置、显示装置连接，所述控制模块用于接收前桥载荷值、后桥载荷值及计算前桥载荷率，当所述前桥载荷率超过第一阈值时，任由所述自卸车举升，当所述前桥载荷率未超过第一阈值时，报警器报警，显示装置提示“危险”字样。

进一步地，所述控制系统还包括第二检测装置，所述第二检测装置安装于所述自卸车上，用于检测液压缸压力值；所述控制模块与第二检测装置及液压缸举升系统连接，用于接收第二检测装置的检测数据并计算液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，当所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值未超过第二阈值时，所述报警器报警，所述显示装置提示“危险”字样，当所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，且所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值超过第二阈值时，禁止所述自卸车举升。

进一步地，所述第一检测装置包括压力传感器ⅰ，所述压力传感器ⅰ安装于所述自卸车的前桥、后桥。

进一步地，所述第二检测装置包括压力传感器ⅱ，所述压力传感器ⅱ安装于所述液压缸的油缸进油口。

进一步地，所述控制模块包括接收单元、存储单元、解析单元及控制单元；

所述接收单元与所述第一检测检测装置及第二检测装置连接，用于接收液压缸压力值、前桥载荷值、后桥载荷值；

所述存储单元存储有第一阈值、第二阈值；

所述解析单元与所述接收单元及存储单元连接，用于计算前桥载荷率、液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，并判定前桥载荷率是否超过第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值是否超过第二阈值；

所述控制单元与所述解析单元、报警装置、显示装置、液压缸举升系统连接，用于根据所述解析单元的判定结果发送相应的控制信号。

进一步地，所述控制单元与液压缸举升系统的举升换向阀连接。

本发明提供的一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统，其有益效果为：(1)通过监测前桥载荷率变化，判断自卸车举升过程中车箱内货物的卸载情况以及液压缸举升情况，可防止液压缸过度拔缸，提高了液压缸的使用寿命；(2)通过进一步监测液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，可在驾驶员未注意报警提示及显示装置的“危险”提示而继续举升时，自动控制自卸车停止举升，可进一步防止车箱后翻，保障驾驶员及车辆的安全。

附图说明

图1是本发明实施例的一种自卸车的结构示意图；

图2是本发明中车箱重心位置计算原理图；

图3是本发明实施例1的一种自卸车防车箱后翻的控制系统的结构示意图；

图4是本发明实施例1的一种自卸车防车箱后翻的控制方法的流程图；

图5是本发明实施例2的一种自卸车防车箱后翻的控制系统的结构示意图；

图6是本发明实施例2的一种自卸车防车箱后翻的控制方法的流程图。

图中标注：

1.驾驶室；2.车箱；3.前桥；4.液压缸举升系统；5.底盘；6.后桥；7.翻转点；8.第一检测装置；9.接收单元；10.存储单元；11.解析单元；12.控制单元；13.显示装置；14.报警装置；15.举升换向阀；16.第二检测装置。

具体实施方式

下面参照附图，结合实施例，对本发明提供的一本发明实施例一种自卸车防车箱后翻的控制方法及控制系统进行详细的说明。

实施例1

参照图1-4，本实施例提供的一种自卸车包括驾驶室1、底盘5、车箱2、液压缸举升系统4，该自卸车设置有防车箱后翻的控制系统，所述控制系统包括：第一检测装置8，报警装置14、显示装置13、控制模块，所述报警装置14、显示装置13及控制模块设置于驾驶1室内，所述第一检测装置8安装于所述自卸车上，所述控制模块分别与第一检测装置8、报警装置14、显示装置13连接。具体的，所述第一检测装置8包括压力传感器ⅰ，所述压力传感器ⅰ安装于所述自卸车的前桥3、后桥6，用于检测前桥载荷值及后桥载荷值。

该实施例中，所述控制模块包括接收单元9、存储单元10、解析单元11及控制单元12，所述接收单元9与所述第一检测装置8连接，用于接收前桥载荷值、后桥载荷值，所述存储单元10存储有第一阈值，所述解析单元11与所述接收单元9及存储单元10连接，用于计算前桥载荷率，并判定前桥载荷率是否超过第一阈值，所述控制单元12与所述解析单元11、报警装置14、显示装置13、液压缸举升系统4连接，用于根据所述解析单元11的判定结果发送相应的控制信号，即当所述前桥载荷率超过第一阈值时，任由所述自卸车举升，当所述前桥载荷率未超过第一阈值时，报警装置14报警，显示装置13提示“危险”字样。

另外，该实施例还提供一种自卸车防车箱后翻的控制方法，包括以下步骤：

(1)检测自卸车前桥载荷及后桥载荷，计算所述自卸车的前桥载荷率，前桥载荷率的计算公式为k＝f1/(f1+f2)，其中f1为自卸车前桥载荷值、f2为后桥载荷值；

(2)判断所述前桥载荷率是否超过第一阈值；

(3)在所述前桥载荷率超过第一阈值时，任由所述自卸车举升；在所述前桥载荷率未超过第一阈值时，报警装置报警，显示装置提示“危险”字样。

通过监测自卸车前桥载荷率的变化，可判断自卸车举升过程中车箱内货物的卸载情况以及液压缸举升情况，以防止液压缸过度拔缸，提高了液压缸的使用寿命，在所述前桥载荷率未超过第一阈值时，报警装置报警，显示装置提示“危险”字样，此时驾驶员可根据经验选择继续举升或停止举升。

实施例2

参照图1-3及图5-6，本实施例是在实施例1的基础上增加第二检测装置16，控制模块分别与第一检测装置8、第二检测装置16、报警装置14、显示装置13、液压缸举升系统4连接。具体的，第一检测装置8包括压力传感器ⅰ，所述压力传感器ⅰ安装于所述自卸车的前桥3、后桥6，用于检测前桥载荷值及后桥载荷值；第二检测装置16包括压力传感器ⅱ，所述压力传感器ⅱ安装于所述液压缸的油缸进油口，用于检测液压缸压力值，

该实施例中，控制模块包括接收单元9、存储单元10、解析单元11及控制单元12，所述接收单元9与所述第一检测检测装置及第二检测装置16连接，用于接收前桥载荷值、后桥载荷值、液压缸压力值，所述存储单元10存储有第一阈值、第二阈值，所述解析单元11与所述接收单元9及存储单元10连接，用于计算前桥载荷率、液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，并判定前桥载荷率是否超过第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值是否超过第二阈值，所述控制单元12与所述解析单元11、报警装置14、显示装置13、液压缸举升系统4连接，用于根据所述解析单元11的判定结果发送相应的控制信号，当所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值未超过第二阈值时，所述报警装置14报警，所述显示装置13提示“危险”字样，当所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，且所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值超过第二阈值时，禁止所述自卸车举升。

为便于在控制单元发送禁止自卸车举升信号时，自卸车可及时停止举升，将控制单元与液压缸举升系统4的举升换向阀15连接，可强制举升换向阀15切换至中停位。

本实施例还提供一种自卸车防车箱后翻的控制方法，包括以下步骤：

(1)检测自卸车前桥载荷值、后桥载荷值、液压缸压力值；

(2)计算所述自卸车的前桥载荷率、液压缸的举升力矩及车箱转动力矩；

(3)计算所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值；

(4)判断前桥载荷率是否超过第一阈值及液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值是否超过第二阈值；

(5)在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值未超过第二阈值时，所述报警装置报警，所述显示装置提示“危险”字样；在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，且所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值超过第二阈值时，禁止所述自卸车举升。

本实施例提供的一种自卸车防车箱后翻的控制方法中所涉及的计算公式具体如下，将自卸车前桥载荷值设为f1、后桥载荷值设为f2，自卸车空载时前桥载荷值设为f01、后桥载荷值设为f02，自卸车车箱内货物的总重量设为g，液压缸压力设为f，液压缸到基准原点的垂直距离设为l、车箱重心到基准原点的垂直距离设为lg，前桥到车箱重心的垂直距离设为l-1、前桥到后桥的垂直距离设为l2，后桥到基准原点的垂直距离为l3，基准原点是指车箱的翻转点。

公式如下：

前桥载荷率：k＝f1/(f1+f2)……公式①；

车箱转动力矩：m0＝g*lg……公式②；

液压缸举升力矩：m＝f*l……公式③；

液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值：δm＝m-m0＝f*l-g*lg……公式④；

车箱内货物的总重量：g＝f1+f2-f01-f02……公式⑤；

根据力矩平衡原理f1*l1＝f2*(l2-l1)可得到前桥到车箱重心的垂直距离：

l1＝f2*l2/(f1+f2)……公式⑥；

车箱重心到基准原点的垂直距离：lg＝l3+l2-l1……公式⑦；

将公式⑥代入公式⑦中得到：lg＝l3+l2-f2*l2/(f1+f2)……公式⑧；

将公式⑤及公式⑧代入公式④可得到：

δm＝f*l-(f1+f2-f01-f02)*[l3+l2-f2*l2/(f1+f2)]……公式⑨。

根据公式①及公式⑨可分别计算前桥载荷率、液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，并根据计算结果判断自卸车举升情况。

自卸车在举升过程中，车箱内货物逐渐排出，前桥载荷率逐渐减小，也可能出现货物卸载时货物集中在车箱尾部的情况，造成前桥载荷率小而后桥载荷率突然增大，容易造成车箱后翻，甚至引起整车后翻，因此可以通过监测前桥载荷率的变化判断自卸车举升情况；另外，在自卸车举升过程中，如果前桥载荷率小，而液压缸的举升力矩仍较大，则车箱倾斜角度会继续加大，导致液压缸出现拔缸，造成车箱后翻情况。本实施例通过监测前桥载荷率以及液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，可保证自卸车举升过程中的安全性，在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值未超过第二阈值时，所述报警装置报警，所述显示装置提示“危险”字样，此时驾驶员可根据经验选择继续举升或停止举升，当驾驶员继续举升时，控制系统会继续监测前桥载荷率以及液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值，在所述前桥载荷率未超过所述第一阈值，且所述液压缸的举升力矩与车箱转动力矩的差值超过第二阈值时，禁止所述自卸车举升，防止驾驶员继续选择举升造成液压缸拔缸，从而引起车箱后翻。