一种载货汽车桥荷实时监测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车桥荷监测方法及装置，特别是一种载货汽车桥荷实时监测方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 载货汽车又名卡车，装载货物时，逐步将车辆自重及载重传递至车架、悬架系统、 车桥及轮胎。因此，车辆超载将增大上述部件发生故障的机率，并对道路造成一定程度的损 坏，严重时将引发交通事故，造成人员伤亡。然而，仅依靠驾驶员的经验判断车辆载重量并 不准确，存在较大的安全隐患。因此，开发一种简单易用且成本低廉的桥荷实时监控系统， 可有效解决车辆超载引起的上述问题。
[0003]目前，国内市场的载货汽车主要为钢板弹簧悬架，针对此类车辆，主要有两种桥荷 实时监控技术。一种为在车架与车桥间安装位移传感器，监测载重后悬架的压缩量，通过悬 架的刚度数据来反推出悬架反力。此技术成本较高，难以大面积推广使用，且对于后双驱动 桥反装的板簧形式，此方案只能获取双桥桥荷之和，不能获取具体某一车桥的桥荷，存在一 定的局限性；另一种技术利用桥壳表面应变来反推桥荷，假设车桥两侧载荷相等，通过车桥 处应变与桥荷之间的线性关系来反推桥荷，然而，车辆货物装载具有很大的随机性，同一车 桥两侧载荷可能相差较大，仅在桥壳某处贴片，获取的应变值与两侧载荷大小比例也有一 定的关系，因此，此技术获取的桥荷值并不准确。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是要提供一种成本低廉、使用方便且易于推广的载货汽车桥荷实时 监测方法及装置。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：桥荷监测方法通过驾驶室中安装显示仪表，即时显 示车辆当前各桥桥荷，当车辆超载或某桥过载时对驾驶员进行提醒，降低事故发生的可能 性；
[0006] 具体步骤包括：
[0007] (1)在车桥桥壳顶部车轮连接处与悬架连接处中间某位置沿轴向布置4个应变 片，组成惠斯登全桥电路，车桥两侧应变片粘贴位置对称；
[0008] (2)在车桥附近布置一温度补偿片，组成惠斯登四分之一桥电路；
[0009] (3)通过应变片采集贴片位置的应变值；
[0010] (4)模拟数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
[0011] (5)控制器根据贴片位置的应变值，计算当前各桥桥荷；
[0012] (6)控制器控制显示仪表显示各桥桥荷值，当桥荷值大于额定桥荷时控制报警装 置发出相应指示信号。
[0013] 所述的应变片采集当前贴片位置应变值后，利用滤波器对采集的应变值进行滤波 处理，之后执行控制器根据贴片位置的应变值，控制显示仪表显示各桥桥荷值，并控制报警 装置发出报警信号。
[0014] 桥荷监测装置，包括应变桥、模拟数字转换器、滤波器、控制器、显示仪表和报警装 置，应变桥、模拟数字转换器、滤波器、控制器、显示仪表和报警装置顺序连接；其中：
[0015] (1)应变桥，由应变片构成的应变桥用来采集贴片位置当前应变值；
[0016] (2)模拟数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
[0017] (3)滤波器，用于对采集的应变值进行滤波处理，之后指示控制器执行控制器根据 贴片位置的应变值，控制显示仪表显示各桥桥荷值，并控制报警装置发出相应指示信号的 操作。
[0018] (4)控制器，用于根据当前应变值，控制报警装置发出相应指示信号；
[0019] (5)显示仪表，用于显示当前各桥的桥荷值；
[0020] (6)报警装置，用于根据控制器的控制发出报警信号。
[0021] 所述的控制器包括第一确定单元，第二确定单元，求解单元，识别单元、第一控制 单元和第二控制单元；第一确定单元和第二确定单元的输出均与求解单元的输入连接，求 解单元的输出与识别单元的输入连接，识别单元的输出同时与第一控制单元和第二控制单 元的输入连接；其中：
[0022] 第一确定单元，用于根据桥壳贴片处惠斯登电桥的电压值，确定贴片位置的应变 值；
[0023] 第二确定单元，用于根据温度补偿片组成的惠斯登电桥的电压值，确定温度补偿 片的应变值；
[0024] 求解单元，用于根据贴片位置的应变值与温度补偿片的应变值，求解当前贴片位 置的真实应变值；并且根据同一桥壳两处的应变值，求解得到当前车桥的桥荷值；
[0025] 识别单元，用于判断各桥桥荷值是否大于额定桥荷；
[0026] 第一控制单元，用于根据第二求解单元的结果，控制显示仪表显示当前各桥桥荷 值；
[0027] 第二控制单元，用于根据识别单元的结果，当前桥荷大于额定桥荷时，控制报警装 置发出报警信号。
[0028] 有益效果，本发明结合车桥的结构对称性及受力方式，通过特定的应变片布置方 案，能够在车桥两侧载荷比例未知的情况下准确得到当前桥荷，并通过显示仪表，将当前桥 荷值反馈给驾驶员，当桥荷值超出额定桥荷时对驾驶员进行提醒，有效的降低事故发生的 可能性。
[0029] 优点：本发明成本低廉，简单易用，易于推广应用，在车桥两侧载荷比例不确定的 情况下，能够准确监测卡车桥荷，超载时对驾驶员进行提醒，有效的降低事故发生的可能 性。
【附图说明】：
[0030] 图1为本发明的装置构架图。
[0031] 图2为本发明一个实施例中应变片布置方案图。
[0032] 图2-1为图2的俯视结构图。
[0033] 图3为桥壳力学模型示意图。
[0034] 图4为本发明一个实施例中控制器的示意图。
[0035]图5为本发明一个实施例中各车桥布片位置平均应变求解不意图。
[0036] 图6为本发明一个实施例中温度补偿片应变求解示意图。
[0037]图7为本发明桥荷监测预警方法一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 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，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，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。
[0039] 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实施例，而不是全部的实施例。以下 对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使 用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表 达式和数值不限制本发明的范围。
[0041] 同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际 的比例关系绘制的。
[0042] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适 当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0043] 在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不 是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0044] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0045] 实施例1 :桥荷监测方法通过驾驶室中安装显示仪表，即时显示车辆当前各桥桥 荷，当车辆超载或某桥过载时对驾驶员进行提醒，降低事故发生的可能性；
[0046] 具体步骤包括：
[0047] (1)在车桥桥壳顶部车轮连接处与悬架连接处中间某位置沿车桥轴向布置4个应 变片，组成惠斯登全桥电路，车桥两侧应变片粘贴位置对称；
[0048](2)在车桥附近布置一温度补偿片，组成惠斯登四分之一桥电路；
[0049](3)通过应变片采集贴片位置的应变值；
[0050] (4)模拟数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号；
[0051] (5)控制器根据贴片位置的应变值，计算当前各桥桥荷；
[0052] (6)控制器控制显示仪表显示各桥桥荷值，当桥荷值大于额定桥荷时控制报警装 置发出相应指示信号。
[0053] 所述的应变片采集当前贴片位置应变值后，利用滤波器对采集的应变值进行滤波 处理，之后执行控制器根据贴片位置的应变值，控制显示仪表显示各桥桥荷值，并控制报警 装置发出报警信号。
[0054] 本发明为一种卡车载重监控预警方法及装置，如图1所示，为本发明的装置构架 图，桥荷监测预警系统，包括应变桥1、模拟数字转换器2、滤波器3、控制器4、显示仪表5-1 和报警装置5-2,应变桥1、模拟数字转换器2、滤波器3、控制器4、显示仪表5-1和报警装置 5-2顺序连接。
[0055] 应变桥路1用于采集车桥表面应变值；模拟数字转换器2用于将应变桥路采集到 的模拟信号转换为数字信号；滤波器3对采集到的应变值进行滤波，以消除发动机振动对 应变数据的影响，并将处理后的数据传递给控制器4,控制器4对接收到的数值进行数学处 理计算出桥荷值，控制显示仪表5-1显示各桥桥荷值，并当桥荷值大于额定桥荷时，控制报 警装置5-2发出警报。
[0056] 图2所示为本发明应变片布置方案图，应变片8粘贴于桥壳6顶部的悬架安装位 置7与轮胎安装位置9之间，并且桥壳6两侧应变片粘贴位置对称。为了保证应变数据的 准确性，每个位置粘贴4个应变片，并连接组成惠斯登全桥电路。在每个车桥处布置一温度 补偿应变片，组成惠斯登四分之