一桥电路。
[0057] 图3所示为本发明的桥荷求解力学模型图，模型中点A、B为应变片粘贴位置，1^为 两侧应变片粘贴位置之间的距离，L2为轮距。由于货物装载时具有较大的随机性，因此，悬 架作用于桥壳两侧的力并不一定相等，假设为匕、F2，显然，桥荷值的求解即为匕、F2合力大 小的求解。此布片方案并不能直接求出FpF2的大小，但可以利用A、B处的应变之和求出 匕与F2之和，具体的求解步骤为：
[0058] 假设轮胎对桥壳的作用反力为F3、F4,A、B处的弯矩为MA、MB，由力学模型，可得：
[0061] F1+F2=F3+F4 (3)[0062]显然：
[0059]
[0060]
[0063]
[0064] 假设A、B处的轴向应变为εΑ、εB，桥壳材料弹性模量为E，A、B处抗弯截面系数 为wt，则由弯矩与应变关系，可得：
[0065]
(5)
[0066] 公式（5)即为桥荷计算公式，从式中可以看出，桥荷值匕+?2与A、B处应变之和 εΑ+εB呈线性关系。因此，可通过实验进行标定，消除贴片位置及方位的偏差造成计算结 果的误差，得到匕+&与εΑ+εΒ之间的系数Q，进而得到桥荷计算公式为：
[0067] FAFfQ(εΑ+εΒ) (6)
[0068]如图4所示，为本发明的一个实施例的控制器示意图，包括第一确定单元41、第二 确定单元42、求解单元43、识别单元44、第一控制单元45、第二控制单元46,其中：
[0069] 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；
[0070] 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；
[0071] 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；
[0072] 识别单元，用于判断各桥桥荷值是否大于额定桥荷；
[0073] 第一控制单元，用于根据求解单元的结果，控制显示仪表显示当前各桥桥荷值；
[0074] 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。
[0075]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示意图，优选的，本实 施例可以由图4所示控制器的第一确定单元执行。具体步骤包括：
[0076]步骤411，令i=l;
[0077] 步骤412,由惠斯登全桥电路，获取当前车桥两侧布片位置的应变值；
[0078] 步骤413,判断当前桥数i是否大于总桥数n，若i<n，执行步骤414,否则，执行 步骤415;
[0079]步骤 414,令i=i+Ι;
[0080] 步骤415,结束。
[0081] 图6为本发明一个实施例中温度补偿片应变求解示意图，优选的，本实施例可以 由图4所示控制器的第二确定单元执行。步骤包括：
[0082]步骤 421，令i=l;
[0083] 步骤422,由惠斯登四分之一桥电路，获取当前车桥处温度补偿片的应变值；
[0084] 步骤423,判断当前桥数i是否大于总桥数n，若i<n，执行步骤424,否则，执行 步骤425;
[0085]步骤 424,令i=i+Ι;
[0086] 步骤425,结束。
[0087] 如图7所示，为本发明一个实施例中桥荷监测预警方法示意图。优选的，本实施例 可以由图4所述的控制器执行。具体步骤包括：
[0088] 步骤501，获取桥数η及各桥的桥荷系数及各桥的额定桥荷Pi,其中，ie(1，η);
[0089] 步骤502,确定各车桥处的应变值，此步骤由控制器第一确定单元完成；
[0090] 步骤503,确定各车桥温度补偿片应变值，此步骤由控制器第二确定单元完成；
[0091]步骤 504,令i=l;
[0092] 步骤505,利用公式（6)求解第i个车桥桥荷值VF2，此步骤由控制器求解单元完 成；
[0093] 步骤506,控制器控制仪表显示各桥当前桥荷，此步骤由控制器的第一控制单元完 成；
[0094]步骤507,判断车桥i桥荷值Fi+F2是否大于额定桥荷Pi，若F##Pi，执行步骤 508,否则，执行步骤509,此步骤由控制器识别单元完成；
[0095] 步骤508,控制器控制报警装置发出预警，此步骤由控制器第二控制单元完成；
[0096] 步骤509,判断当前桥数i是否大于总桥数n，若i<n，执行步骤510,否则，执行 步骤511;
[0097] 步骤 510,令i=i+1 ;
[0098] 步骤511，结束。
[0099] 至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公 知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术 方案。
[0100] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件 来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读 存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0101] 本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明 限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描 述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理 解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1. 一种载货汽车桥荷实时监测方法，其特征是：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； 具体步骤包括： (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； (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； (3) 通过应变片采集贴片位置的应变值； (4) 模拟数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号； (5) 控制器根据贴片位置的应变值，计算当前各桥桥荷； (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。2. 根据权利要求1所述的一种载货汽车桥荷实时监测方法，其特征是：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。3. 权利要求1所述的一种载货汽车桥荷实时监测方法的装置，其特征是：桥荷监测预 警系统，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： (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； (2) 模拟数字转换器将采集到的模拟信号转换为数字信号； (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。 (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； (5) 显示仪表，用于显示当前各桥的桥荷值； (6) 报警装置，用于根据控制器的控制发出报警信号。4. 根据权利要求3所述的一种载货汽车桥荷实时监测装置，其特征是：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： 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； 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； 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； 识别单元，用于判断各桥桥荷值是否大于额定桥荷； 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； 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。
【专利摘要】一种载货汽车桥荷实时监测方法及装置，汽车桥荷监测方法及装置。所述方法包括：在车桥两侧分别延轴向对称布置4个应变片，组成惠斯登全桥电路，且布片位置处于车轮与车桥连接处及悬架与车桥连接处之间。通过应变桥路采集当前车桥表面应变值，控制器根据当前车桥表面应变值，控制显示仪表及报警装置发出相应指示信号；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。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。
【IPC分类】B60W40/13, B60K35/00
【公开号】CN105253019
【申请号】CN201510566218
【发明人】郭晓倩, 马超, 茅献彪, 张连英, 李明, 曹丽丽, 李兵
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月8日