专利名称：用于测量工作车辆重量的装置和算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测量工作车辆重量的装置和算法，更具体地，涉及这样一种测量工作车辆重量的装置和算法，其中从车辆的数据链路连接器(DLC)获得车辆的传感器数据，并且可以通过将数据应用至测量算法而实时计算车辆当前的重量和载重量。
背景技术：
一般来说，超载车辆的操作是道路或桥梁结构损坏的其中一个原因，而且其可能降低道路的耐用性并增加其维护成本。此外，由于超载车辆的驾驶性能相对较差，其降低了相应道路的容量，并且由于超载车辆在驾驶过程中生成噪音和振动并且排放废气，其构成了破坏道路周围环境的因素。同时，由于卡车的超速、超载和野蛮驾驶，在全国范围内，在道路和高速路上发生的大型卡车交通事故极其严重，并且最近随着经济的进步，物流配送活动增加，大型货运卡车的工作显著增加，因此交通事故也有增加的趋势。此外，为了防止大型货运卡车发生交通事故，提出了用于测量交通参数、车辆重量和装载高度并且告知驾驶员测 得的数据从而确保驾驶安全的各种交通系统。这里，测量交通参数和车辆重量是指:在道路上行驶的车辆当中，以车型检查经过特定地点的车辆的技术参数和重量；并且检查车辆的重量是指:以车型、根据时间检查经过特定地点的车辆的重量分布。也就是说，交通参数包括每一种车型基于时间的车辆速度、轴距、胎面、车流量、占位时间等；并且检查车辆重量可以包括针对每一种车型检查轴荷分布和车辆的总重量、每一种车型的超载率、超载车辆的时间分布、等效单轴载荷、超载车辆的主要移动路线等。此外，检查车辆重量具有提供基本信息的重要功能，这些基本信息例如路面设计和维护、过载车辆控制、卡车操作限制标准建立、政策部门等。但是，尽管测得的关于交通参数和车辆重量的数据被用作建立交通政策的重要基本信息，但还没有提出用于将该基本信息应用到货运车辆安全驾驶中的系统。
发明内容
因此，鉴于上述问题提出了本发明，并且本发明的一个目的是采集载重量数据从而监视车辆的载重量。此外，本发明的另一个目的是从车辆的DLC获取车辆的传感器数据从而实时地计
算车辆的总重量并且测量车辆的载重量。同时，本发明考虑了上述问题，且本发明的一个目的是提供工作车辆重量测量装置，其可以从车辆的DLC获取车辆的传感器数据并且实时地计算车辆的当前重量和载重量，同时其可以容易地安装到车辆上或从车辆上移除。此外，本发明的另一个目的是配置具有低的高度的工作车辆重量测量装置从而使安装空间最小化并且利用现有空间。
此外，本发明的另一个目的是提供改进的联结器，以使得配置该工作车辆重量测量装置的箱体不易脱离。为了达到本发明的上述目的，使用通过车辆的各个传感器获得的数据来测量工作车辆的载重量，并且工作车辆重量测量装置包括:连接器单元，其用于经由连接至所述车辆的DLC的数据电缆接收所述车辆数据；控制单元，其设置有用于操作并处理通过所述连接器单元输入的数据的微处理器；显示单元，其用于在屏幕上输出软件版本和输入到所述控制单元中的信息；软件设置单元，其用于输入关于所述车辆的基本信息并且用于更新和控制逻辑；蓝牙或WiFi传输单元，其连接至无线通信模块从而传输从所述控制单元输出的数据并且从外部接收数据；闪存单元，其用于存储操作结果和在所述控制单元中收集的数据；倾斜传感器连接器单元，其用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据并且将所述数据传输给所述控制单元；和报警单元，其用于识别向所述控制单元输入或从所述控制单元输出的数据的错误或识别操作错误。此外，一种工作车辆重量测量算法，包括:数据获取步骤，其通过工作车辆重量测量装置获取数据；驱动力计算步骤，其使用通过所述数据获取步骤获取的所述数据来计算工作车辆的驱动力；总运转阻力计算步骤，其使用通过数据获取步骤中获得的数据来计算在工作车辆驱动时产生的各种阻力；和车辆重量计算步骤，其使用通过所述驱动力计算步骤和所述总运转阻力计算步骤获取的数据来计算工作车辆的重量。此外，一种工作车辆重量测量装置，该装置包括:下部箱，其包括在前侧上的下部倾斜部和在下部箱内部的容纳空间；上部箱，其连接在所述下部箱的顶部上，其中，具有安装凹槽的上部倾斜部形成在前侧上，并且用于将所述工作车辆重量测量装置固定地安装至所述车辆的安装突出单元显著地形成在上表面上并沿长度方向彼此隔开；PCB板，其水平地安装在所述下部箱的所述容纳空间中，其中，PCB连接单元形成在两侧上，并且用于执行测量功能的部件安装在上表面和下表面上；显示单元，其安装在所述上部箱的所述安装凹槽上、连接至所述PC B板并且显示输入和传输信息；以及处理单元，其安装在所述上部箱的所述上部倾斜部上、连接至所述PCB板并且控制车辆信息的输入和逻辑更新。
图1是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的配置的框图。图2是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的立体图。图3是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的侧视图。图4是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的截面图。图5是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的配置的视图。图6和图7是例示性地示出了根据本发明配置工作车辆重量测量装置的箱和PCB板的连接状态的截面图。图8是示出了根据本发明图7的一个主要部分的分解截面图。图9是示出了根据本发明的配置工作车辆重量测量装置的显示单元和处理单元的构造的视图。
具体实施方式
为了达到本发明的上述目的，使用通过车辆的各个传感器获得的数据来测量工作车辆的载重量，并且工作车辆重量测量装置包括:连接器单元，其用于经由连接至所述车辆的DLC的数据电缆接收所述车辆数据；控制单元，其设置有用于操作并处理通过所述连接器单元输入的数据的微处理器；显示单元，其用于在屏幕上输出软件版本和输入到所述控制单元中的信息；软件设置单元，其用于输入关于所述车辆的基本信息并且用于更新和控制逻辑；蓝牙或WiFi传输单元，其连接至无线通信模块从而传输从所述控制单元输出的数据并且从外部接收数据；闪存单元，其用于存储操作结果和在所述控制单元中收集的数据；倾斜传感器连接器单元，其用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据并且将所述数据传输给所述控制单元；和报警单元，其用于识别向所述控制单元输入或从所述控制单元输出的数据的错误或识别操作错误。此外，一种工作车辆重量测量算法，包括:数据获取步骤，其通过工作车辆重量测量装置获取数据；驱动力计算步骤，其使用通过所述数据获取步骤获取的所述数据来计算工作车辆的驱动力；总运转阻力计算步骤，其使用通过数据获取步骤获得的数据来计算在工作车辆驱动时产生的各种阻力；和车辆重量计算步骤，其使用通过所述驱动力计算步骤和所述总运转阻力计算步骤获取的数据来计算工作车辆的重量。此外，一种工作车辆重量测量装置，该装置包括:下部箱，其包括在前侧上的下部倾斜部和在下部箱内部的容纳空间；上部箱，其连接在所述下部箱的顶部上，其中，具有安装凹槽的上部倾斜部形成在前侧上，并且用于将所述工作车辆重量测量装置固定地安装至所述车辆的安装突出单元显著地形成在上表面上且沿长度方向彼此隔开；PCB板，其水平地安装在所述下部箱的所述容纳空间中，其中，PCB连接单元形成在两侧上，并且用于执行测量功能的部件安装在上表面和下表面上；显示单元，其安装在所述上部箱的所述安装凹槽上、连接至所述PCB板并且显示输入和传输信息；以及处理单元，其安装在所述上部箱的所述上部倾斜部上、连接至所述PCB板并且控制车辆信息的输入和逻辑更新。在下文中，将参照 附图描述本发明的配置，并且图1是示出了根据本发明的工作车辆重量测量装置的配置的框图。本发明的工作车辆重量测量装置10包括:连接器单元12，其用于经由连接至所述车辆的DLCll的数据电缆接收所述车辆数据；控制单元13，其设置有用于操作并处理通过所述连接器单元12输入的数据的微处理器；显示单元14，其用于在屏幕上输出软件版本和输入到所述控制单元13中的信息；软件设置单元15，其用于输入关于所述车辆的基本信息并且用于更新和控制逻辑；蓝牙或WiFi传输单元16，其连接至无线通信模块从而传输从所述控制单元13输出的数据并且从外部接收数据；闪存单元17，其用于存储操作结果和在所述控制单元13中收集的数据；倾斜传感器连接器单元18，其用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据并且将所述数据传输给所述控制单元13 ;和报警单元19，其用于识别向所述控制单元13输入或从所述控制单元13输出的数据的错误或识别操作错误。然后，连接器单元12经由连接至用于诊断车辆的DLCll的数据电缆接收车辆的数据，并且使用从动力供给单元20接收的动力将车辆数据从DLCll传输给连接器单元12。这里，将车载诊断方法(OBD)应用至扫描仪，更详细来说，OBD是美国关于车辆排气的规定之一，其是当车辆在工作中使用嵌入车辆的计算机来诊断排气控制装置或系统并且确定其发生故障时用来存储诊断故障代码(DTC)并且打开故障指示灯(MIL)的方法。
然后，通过车辆的DLCll而传输至连接器单元12的数据以使用车辆故障诊断标准协议的CAN方法或K线方法被传输。这里，数据传输是由CAN或K线通过使用车辆故障诊断标准协议IS009141-2或KWP2000完成的。更详细来说，IS009141-2或KWP2000是由国际标准化组织(ISO)和汽车工程师协会(SAE)规定的车辆故障诊断标准协议。控制器局域网(CAN)是可以在小范围内使用的网络通信方案，其是具有500Kbps至IMbps速度的下一代车辆诊断通信方案，该速度比现有通信速度快50倍或更多，并且K线是根据OBD的规定命名的具有10.4Kbps的速度的车辆诊断通信线。设置有微处理器的控制单元14使用先前存储的信息和程序来操作并处理通过连接器单元120输入的数据，并且通过控制单元14处理的数据作为文件临时存储在设置有存储器的闪存单元17中，并且可以根据该文件执行车辆的载重量数据管理。此外，在操作车辆时获得的且作为文件存储在闪存单元17中的车辆数据以文件形式通过蓝牙或WiFi传输单元16被下载。此时，应说明的是，还安装了 USB IF单元以取代蓝牙或WiFi传输单元16，从而下载以文件形式存储在闪存单元19中的数据。此外，倾斜传感器连接器单元18通过测量道路坡度的倾斜传感器接收所需的输入数值，通过比较存储的数值来操作并处理数据，并且将处理过的数据传输给控制单元13。此外，报警单元19允许员工通过闹铃或报警声识别输入到和输出到控制单元13的数据的错误。接下来，当期望使用由上述工作车辆重量测量装置测量并收集的数据来获取车辆重量和车辆的载重量时，需要执行以下操作步骤。也就是说，工作车辆重量测量算法包括:数据获取步骤，其通过工作车辆重量测量装置获取数据；驱动力计算步骤，其使用通过所述数据获取步骤获取的所述数据来计算工作车辆的驱动力；总运转阻力计算步骤，其使用通过数据获取步骤获得的数据来计算在工作车辆驱动时产生的各种阻力；和车辆重量计算步骤，其使用通过所述驱动力计算步骤和所述总运转阻力计算步骤获取的数据来计算车辆的重量。这里，车辆的工作状态可以根据通过DLC传输的各种数据而确认，并且车辆的车速、发动机的转数、耗油量、空调设备的工作状态、轴功率等可以通过和DLC的连接而确认。滚动阻力系数、空气阻力系数和总投影面积可以使用车辆独特的常数值来确定，并且道路的坡度可以使用倾斜传感器(陀螺仪传感器或加速传感器)来确定。下面将描述使用数据获取步骤中获得的数据来计算用于在道路上向前驱动车辆的力P的驱动力计算步骤。首先，通过将用于计算车辆速度的等式2代入用于计算驱动力的等式I中来得到用于计算车辆驱动力的等式3。(等式I)P= (IsX If X T X η) /r (kgf)(等式2) V= (2 nr XnX 60)/(Is X If X 1000) (km/h)
(等式3)P= (2 3 ΧηΧ60ΧΤΧ η)/(VX 1000) = (0.38ΧηΧΤΧ η)/V(kgf)在上述等式中，Is表示在每一个档位中传动装置的齿轮比，If表示传动装置的最终减速齿轮比，τ表示发动机扭矩(kgf.πι)，η表示功率传输效率(在上述等式中使用通用值0.95，并且根据车型可能有微小的区别)，r表示轮胎的动负荷半径(m)，η是3.14，并且η表示发动机的转数(rpm)，并且在等式3中，V (车辆速度)和η (发动机数量)通过经由所述DLC传输的信号值而确定。然后，针对某些车型，通过DLC可以实时地得到关于发动机扭矩T的数据，并且在不能通过DLC获得数据时，通过等式11获得数据。(等式11)T= {25290 X nhXqX (当使用空调设备时为0.95，或当不使用空调设备时为1.00) X (每秒测量的数据的数量)/n(kgf.m)。在等式11中，nh表示发动机的热效率，并且q表示耗油量(CC)。在韩国，柴油按35.321J/CC计算，汽油按30，932J/cc计算。(能源框架协议实施条例第5条第I款)。此时，在柴油发动机的情况下，发动机nh的热效率取0.35，并且在汽油发动机的情况下，发动机Hh的热效率(发动机的热效率随发动机的类型而变化)取0.3。此外，根据车辆空调装置的操作，当使用空调装置时取0.95(当使用空调时，根据车型功率损失存在微小的差别)，当 不使用空调时取I。下面，描述用于计算车辆行驶时产生的各种阻力的总运转阻力计算步骤。第一，使用等式4计算由道路表面和轮胎间的摩擦力产生的滚动阻力。(等式4)Rr=U rXff (kgf)第二，使用等式5计算由车辆的形状和空气摩擦产生的空气阻力。(等式5)Rr={y aXAX (V/3.6)2}/9.81=0.0079 X μ aXAXV2 (kgf)第三，使用等式6计算由道路的坡度产生的坡道阻力。(等式6)Rg=Sin θ X ff (kgf)第四，使用等式7计算当车辆加速时产生的加速阻力。(等式7)Ri= (a/g) XffX (1+ ε ) (kgf)第五，通过将滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力累加来得到用于计算新的总运转阻力Rt的等式8。(等式8)RT=Rr+Ra+Rg+Ri(kgf) = (y rXff) + (0.0079X μ aXAXV2) + (Sin Θ Xff) + (a/g)XWX(l+e)(kgf)在上述等式中，μ r表示滚动阻力系数，W表示车辆的重量(kgf)，Ua表示空气阻力系数(kg/m3)，A表示车辆的总投影面积(m2)，sin0表示用陀螺仪传感器测量的道路坡度，a表示车辆加速度(m/s2)，g表示重力加速度(9.81m/s2)，以及ε表示旋转部分的当量比。这里，当车辆在没有坡度的道路的水平表面上行驶时，总运转阻力的计算不计坡道阻力。接下来，描述使用通过驱动力计算步骤和总运转阻力计算步骤获得的数据来计算车辆重量的车辆重量计算步骤。此时，使用等式9计算驱动力P和总运转阻力Rt，其中，计算出的车辆的驱动力和总滚动阻力总是相等。也就是说，当车辆行驶时，如果驱动力P大于滚动阻力、空气阻力和坡道阻力之和，由于加速度大于‘0’，将产生加速度阻力；并且如果驱动力P等于滚动阻力、空气阻力和坡道阻力之和，由于加速度是‘0’，加速度阻力将消失。(等式9)P=Rt(0.38 XnX T X n )/V= ( μ rXff) + (0.0079 X μ aX A X V2) + (Sin Θ Xff) + (a/g)XWX(l+e)(kgf) 接下来，通过代入等式9得到等式10，从而排除车辆的重量W，并且因此可以得到车辆的重量W。(等式10)W = { ( 0.358XnXT)-(0.0 O 7 9 X μ a X A X V 3) } /{(μ rXV) + (Sin θ XV)+ (0.105XaXV)} (kgf)。尽管在等式10的计算中ε为0.03，应说明的是其可以根据车型而改变。此时，当车辆使用自动换挡时，使用等式12计算车辆的重量W。(等式12)W = { ( 0.358ΧηΧΤΧ τ )-(0.0 O 7 9 X μ a X A X V 3) } /{(μ rXV) + (Sin θ XV)+ (0.105XaXV)} (kgf)在以上等式中，τ表示变矩器的推进力。然后，使用等式11计算发动机扭矩Τ。(等式11)T= {25290 X nhXqX (当使用空调设备时为0.95，或当不使用空调设备时为
1.00) X (每秒测量的数据的数量)/n(kgf.πι)在等式11中，nh表示发动机的热效率,并且q表示耗油量(CC)。此时，在柴油发动机的情况下，发动机nh的热效率取0.35，并且在汽油发动机的情况下，发动机Hh的热效率(发动机的热效率随发动机的类型而变化)取0.3。此外，根据车辆空调装置的操作，当使用空调装置时取0.95，当不使用空调时取1.00。如果通过工作车辆重量测量装置和算法来分析货运量和关于空车操作的信息，货车可以高效地操作，并且由此可通过缩短每单元货车的移动距离来降低温室气体的排放和燃料消耗。另一方面，根据本发明其它方面的工作车辆重量测量装置100包括彼此上下结合的箱110和120、安装在箱110和120内的PCB板130以及安装在箱110和120前侧上的显示单元140和处理单元150。
下部箱110包括在前侧上的下部倾斜部111和在其内部的容纳空间112。上部箱120连接在所述下部箱110的顶部上，其中，具有安装凹槽122的上部倾斜部121形成在前侧上，并且用于将所述工作车辆重量测量装置固定地安装至车辆的安装突出单元123显著地形成在上表面上且沿长度方向彼此隔开。也就是说，上部箱120包括:安装凹槽122，其朝向容纳空间112而形成在上部倾斜部121的中间；以及，安装突起单元123，其形成在上表面上，从而通过滑动插入将工作车
辆重量测量装置固定至车辆。这里，在上部箱120中，前部上表面120a以及后部上表面120b形成为具有阶梯差；其中，前部上表面120a具有用于平稳地将工作车辆重量测量装置安装在车辆上的水平表面，并且后部上表面120b具有水平表面和其上的安装突起单元123。此时，后部上表面120b的安装突起单元123形成为具有与前部上表面120a —样高或比前部上表面120a矮的上端，当装置是滑动地安装在车辆上时，这可防止装置的过度插入。然后，通过插入连接结构或通过使用粘合剂的方法来连接下部箱110和上部箱120，并且本发明将以插入连接结构为实施例进行描述。也就是说，连接凹口 116形成在下部倾斜部111和上部倾斜部121之间的接触点的一侧，并且连接突起127形成在对应于连接凹口 116的相对侧，并且连接突起127插入到连接凹口 116中。
PCB板130水平地安装在下部箱110的容纳空间112中，其中，PCB连接单元131形成在两侧上，并且用于执行测量功能的部件安装在上表面和下表面上。然后，应说明的是，PCB板130可以选择性地还包括:用于传输或输入输出数据的传输单元132，用于存储收集的数据和操作结果的闪存单元133，用于通过测量道路坡度的倾斜传感器来接收数据的倾斜传感器连接器单元134，和用于识别输入数据错误或输出数据错误或操作错误的报警单元135。此时，还在箱110和120中形成连接安装凹槽117和124，使得选择的配置可以被连接地安装在PCB板130上。安装在所述上部箱120的安装凹槽122上的显示单元140被连接至所述PCB板130并且显示输入和传输信息；安装在所述上部箱120的所述上部倾斜部121上的处理单元150被连接至所述PCB板130并且控制车辆信息的输入和逻辑更新。也就是说，显示单元140被插入到安装凹槽122中并且显示从PCB板130传输的信息和输入信息，并且处理单元150允许使用者在操纵车辆重量测量装置的同时用眼睛确认显示在显示单元140上的信息。这里，显示单元140和处理单元150是通过选择现有技术中公开的一种技术而形成的，并且省略了其详细描述。然后，观察到箱110和120以及PCB板120的连接结构，PCB板130插入地连接至下部箱110，并且上部箱120容纳并固定PCB板130。也就是说，在下部箱110中，位置突起单元114显著地形成在对应于PCB板130的PCB连接单元131的位置处，并且形成在该位置突起单元114的端点处的连接突起115被插入到PCB连接单元131中。在上部箱120中，在后表面上的接收单元126包裹并固定设置在PCB板130的后表面上的连接器136。此时，应说明的是，啮合凹口 128和啮合突起137形成在上部箱120和连接器136之间的接触点处，因此，上部箱120和连接器136可以进一步彼此牢固地固定。接下来，应说明的是，在对应于所述PCB板130的所述PCB连接单元131的位置处还可以包括固定装置160，其固定地连接至所述下部箱110、所述上部箱120或连接至所述上部箱110和所述下部箱120，并且调整所述PCB板130的高度。这里，描述箱110和120的连接结构，即:PCB板130和固定装置160。具有固定连接孔161的固定装置160被可拆除地连接至PCB板130的PCB连接单元131，并且在对应于固定装置160的所述箱110和120内形成插入地连接至固定连接孔161的固定突起113和125。箱110和120的固定突起113和125形成为箭头的形状并且插入地固定至形成在所述固定连接孔161内的固定连接凹槽162。下面描述如上配置的工作车辆重量测量装置的一个实施方式。首先，下部箱110在前侧上包括下部倾斜部111及其内部的容纳空间112。PCB连接单元131形成在下部箱110的容纳空间112的两端处，并且固定地安装PCB板130，该PCB板130在上表面和下表面上设置有用于执行测量功能的部件。g卩，PCB板130的PCB连接单元131插入到用于构造下部箱110的位置突起单元114的连接突起115中，并且然后通过拧紧螺钉将PCB板130固定至下部箱110。此时,在PCB板130上安装用于传输或输入输出数据的传输单兀132、用于存储收集的数据和操作结果的闪存单元133、用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据的倾斜传感器连接器单元134以及用于识别输入数据错误或输出数据错误或操作错误的报警单元135。接下来，将上部箱120安装在下部箱110的顶部上，其中，具有安装凹槽122的上部倾斜部121形成在前侧上，并且用于将工作车辆重量测量装置固定地安装到车辆的安装突出单元123显著地形成在上表面上且沿长度方向彼此隔开。此时，在上部箱120中，后表面上的接收单元126包裹并固定设置在PCB板130的后表面上的连接器136。然后，在将显示单元140安装在上部箱120的安装凹槽122上之后，再将处理单元150安装在显示单元140和上部倾斜部121的前侧上，则工作车辆重量测量装置100的组装完成。接下来，将工作车辆重量测量装置100安装在车辆的安装空间中，则完成了安装过程。此时，工作车辆重量测量装置100通过安装突出单元123滑动地插入到车辆中，并且安装在PCB板130上的连接器136与车辆的连接器连接。这里，应说明的是，工作车辆重量测量装置的组装和安装顺序可以和上述顺序不同。在上述状态中，工作车辆重量测量装置100使用先前存储的信息和程序来操作并处理从连接到车辆连 接器的PCB板130输入的数据，并且通过控制单元处理的数据作为文件临时存储在设置有存储器的闪存单元133中，并且基于该文件执行车辆载重量数据的管理。
此外，通过蓝牙或WiFi传输单元132以文件的形式下载操作车辆时获得的并作为文件存储在闪速存储器单元133中的车辆数据。此时，应说明的是，还安装了 USB IF单元以替代蓝牙或WiFi传输单元132，从而下载以文件形式存储在闪速存储器单元133中的数据。此外，倾斜传感器连接器单元134接收通过测量道路坡度的倾斜传感器而获得的输入数值，通过与存储的数值进行比较来操作并处理数据，并且将处理后的数据传输给控制单兀。此外，报警单元135允许员工通过闹铃或报警声识别输入到和输出到控制单元的数据的错误。接下来，在处理单元150的控制下，通过显示单元140 (可以用闪存单元133或传输单元132代替)显示存储在PCB板130中的数据，可以确认关于工作车辆的信息。S卩，通过处理单元150的控制，可以统一工作车辆重量测量装置100的型号名称、车辆标识号、车辆牌照号、车型、耗油量、耗油率、日期和时间、日行驶距离、载重量、日行驶小时数、蓝牙传输日期和时间、燃料注入量、加速传感器的重置为‘0’功能、CO2排放量等。根据本发明，车辆的传感器数据可以从车辆的DLC获得，并且通过将获得的数据应用到工作车辆重量测量算法中，可以实时地测量车辆的总重量和车辆的载重量。此外，通过工作车辆重量测量装置来存储车辆的载重量数据，并且可以使用收集的载重量数据来分析行驶距离、每单位(吨)货流量的温室气体排放和货车的燃料消耗，此夕卜，可以基于分析的结果来开发用于选择物流中心地点并且减少空载率的有效货物运输方法。此外，通过有效货 物运输方法，可以通过降低燃料消耗来降低货物运输成本，同时减少温室气体排放。尽管上面参照附图描述了根据本发明的用于测量工作车辆的重量的装置和算法，本发明的范围不限于这些实施方式，而只由随附权利要求书限定。本领域技术人员应理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对这些实施方式进行改变或修改。
权利要求
1.一种工作车辆重量测量装置，其使用通过车辆的各种传感器获得的数据来测量工作车辆的重量，所述工作车辆重量测量装置(10)包括: 连接器单元(12)，其用于经由连接至所述车辆的DLC (11)的数据电缆接收车辆数据；控制单元(13)，其设置有用于操作并处理通过所述连接器单元(12)输入的数据的微处理器； 显示单元(14)，其用于在屏幕上输出软件版本和输入到所述控制单元(13)中的信息；软件设置单元(15 )，其用于输入关于所述车辆的基本信息并且用于更新和控制逻辑；蓝牙或WiFi传输单元(16)，其连接至无线通信模块从而传输从所述控制单元13输出的数据并且从外部接收数据； 闪存单元(17)，其用于存储操作结果和在所述控制单元(13)中收集的数据； 倾斜传感器连接器单元(18)，其用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据并且将所述数据传输给所述控制单元(13);和 报警单元(19)，其用于识别向所述控制单元(13)输入或从所述控制单元(13)输出的数据的错误或识别操作错误。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过所述车辆的DLC(11)传输至所述连接器单元(12)的数据以使用车辆故障诊断标准协议的CAN方法或K线方法传输。
3.一种工作车辆重量测量算法，包括: 数据获取步骤，其通过权利要求1或2获取数据； 驱动力计算步骤，其使用通过所述数据获取步骤获取的所述数据计算工作车辆的驱动力； 总运转阻力计算步骤，其使用通过数据获取步骤中获得的数据来计算在工作车辆驱动时产生的各种阻力；和 车辆重量计算步骤，其使用通过所述驱动力计算步骤和所述总运转阻力计算步骤获取的数据来计算工作车辆的重量。
4.根据权利要求3所述的算法，其特征在于，所述驱动力计算步骤将用于计算车辆速度的等式2代入用于计算驱动力的现有等式I中从而得到用于计算新驱动力P的等式3， 等式IP= (IsxXIfXTX η)/r(kgf) 等式2V=(2 nrXnX60)/(IsXlfX 1000) (km/h) 等式3P= (2 31 XnX60XTX n)/(VX 1000) = (0.38XnXTX n)/V(kgf)，其中Is表示在每一个档位中传动装置的齿轮比，If表示传动装置的最终减速齿轮比，T表示发动机扭矩(kgf *m), n表示功率传输效率，r表示轮胎的动负荷半径(m), n是3.14,并且n表示发动机的转数(rpm)，并且在等式3中，V和n是通过经由DLC传输的信号值确定的。
5.根据权利要求3所述的算法，其特征在于，所述总运转阻力计算步骤得到:用于计算由道路表面和轮胎之间的摩擦力产生的滚动阻力的等式4，用于计算由所述车辆的形状和空气摩擦产生的空气阻力的等式5，用于计算由道路的坡度产生的坡道阻力的等式6，和用于计算在所述车辆加速时产生的加速阻力的等式7 ;以及，然后通过累加所述滚动阻力、所述空气阻力、所述坡道阻力和所述加速阻力得到用于计算新的总运转阻力Rt的等式8， 等式4 Rr= μ r X W (kgf) 等式5Rr={y aXAX (V/3.6)2}/9.81=0.0079X μ aXAXV2(kgf) 等式6 Rg=Sin θ X ff (kgf) 等式7 Ri= (a/g) XffX (1+ ε ) (kgf) 等式8RT=Rr+Ra+Rg+Ri (kgf) = ( μ rXff) + (0.0079X μ aXAXV2) + (Sin Θ Xff) + (a/g) XffX (1+ ε )(kgf),其中， μ r表示滚动阻力系数，W表示车辆的重量(kgf)，μ a表示空气阻力系数(kg/m3)，A表示车辆的总投影面积(m2)，sin0表示用陀螺仪传感器测得的道路坡度，a表示车辆加速度(m/s2)，g表示重力加速度(9.81m/s2)，以及ε表示旋转部分的当量比。
6.根据权利要求3所述的算法，其特征在于，通过计算所述驱动力和运转阻力来计算所述车辆重量的步骤是使用等式9得到用于计算所述车辆的所述重量W的等式10的，其中，等式9中所述驱动力和总运转阻力Rt计为相等， 等式9P=Rt (0.38 XnX TX n )/V= ( μ rXff) + (0.0079 X μ aX A X V2) + (Sin Θ Xff) + (a/g)XWX(l+e)(kgf) 等式10W= {(0.358 Xn XT)-(0.0079 X μ aX AX V3)} / {( μ r X V) + (Sin θ XV)+ (0.105XaXV)}(kgf) o
7.根据权利要求4或6所述的算法，其特征在于，使用等式11计算所述发动机扭矩T， 等式11 T= {25290X IlhXqX (当使用空调设备时为0.95，或当不使用空调设备时为1.00) X(每秒测量数据的数量)/n(kgf.πι)，其中nh表示发动机的热效率，并且q表示耗油量(cc)。
8.根据权利要求6所述的算法，其特征在于，当所述车辆采用自动换挡时，使用等式12计算所述车辆的重量W， 等式12 W = { ( 0.358ΧηΧΤΧ τ )-(0.0 O 7 9 X μ a X A X V 3) } /{(μ rXV) + (Sin θ XV)+ (0.105XaXV)} (kgf)，其中τ表示变矩器的推进力。
9.一种工作车辆重量测量装置(100)，所述装置包括: 下部箱(110)， 其包括在前侧上的下部倾斜部(111)和在其内部的容纳空间(112)；上部箱(120)，其连接在所述下部箱(110)的顶部上，其中，具有安装凹槽(122)的上部倾斜部(121)形成在前侧上，并且用于将所述工作车辆重量测量装置固定地安装到所述车辆上的安装突出单元(123)显著地在顶表面上形成且沿长度方向彼此隔开；PCB板(130 )，其水平地安装在所述下部箱(110 )的所述容纳空间(112 )中，其中，PCB连接单元(131)形成在两侧上，并且用于执行测量功能的部件被安装在上表面和下表面上； 显示单元(140)，其安装在所述上部箱(120)的所述安装凹槽(122)上、连接至所述PCB板(130)并且显示输入和传输信息；以及 处理单元(150)，其安装在所述上部箱(120)的所述上部倾斜部(121)上、连接至所述PCB板(130)并且控制车辆信息的输入和逻辑更新。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述PCB板(130)选择性地还包括:传输单元(132)，其用于传输或输入输出数据；闪存单元(133)，其用于存储操作结果和收集的数据；倾斜传感器连接器单元(134)，其用于通过测量道路坡度的倾斜传感器接收数据；和报警单元(135)，其用于识别输入数据错误或输出数据错误或操作错误；并且还在箱(110和120)中形成连接安装凹槽(117和124)，使得选择的配置可以被连接地安装在PCB板(130)上。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在对应于所述PCB板(130)的所述PCB连接单元(131)的位置处还包括固定装置(160)，其固定地连接至所述下部箱(110)、所述上部箱(120)或连接至所述上部箱(110)和所述下部箱(120)，并且调整所述PCB板(130)的高度。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，在所述箱(110和120)的连接结构中，即:在所述PCB板(130)和所述固定装置(160)中，具有固定连接孔(161)的所述固定装置(160)被可拆除地连接至所述PCB板(130)的所述PCB连接单元(131)，并且在对应于所述固定装置(160)的所述箱(110和120)内形成插入地连接至固定连接孔(161)的固定突起(113和125)，其中所述箱(110和120)的所述固定突起(113和125)形成为箭头的形状并且插入地固定至形成在所述固定连接孔(161)内的固定连接凹槽(162)。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述箱(110和120)以及所述PCB板(130)的连接结构被设置为使得下部倾斜部(111)被插入地连接至所述上部倾斜部(121)，其中所述下部箱(110)包括在对应于所述PCB板(130)的所述PCB连接单元(131)的位置处显著地形成的位置突起单元(114)和在所述位置突起单元(114)的端点处形成并且插入到所述PCB连接单元(131)中的连接突起(115)，并且所述上部箱(120)包括形成在后表面上的用于包裹并固定设置在所述PCB板(130)的所述后表面上的连接器(136)的接收单元(126)，其中所述下部倾斜部(111)和所述上部倾斜部(121)通过在接触点的一端处形成的连接凹口 116以及在对应于所述连接凹口 116的相对端处形成的连接突起127而彼此插入连接，并且所述上部箱(120)和所述连接器(136)通过形成在接触点处的啮合凹口( 128)和啮合突起(137)彼此 固定。
全文摘要
本发明涉及用于测量工作车辆重量的装置和算法，并且使用通过车辆的各个传感器获得的数据测量车辆的重量，并且工作车辆重量测量装置包括连接器单元，其用于经由连接至所述车辆的DLC的数据电缆接收所述车辆数据；控制单元，其设置有用于操作并处理经由所述连接器单元输入的数据的微处理器；显示单元，其用于在屏幕上输出软件版本和输入到所述控制单元中的信息；软件设置单元，其用于输入关于所述车辆的基本信息并且用于更新和控制逻辑；蓝牙或WiFi传输单元，其连接至无线通信模块从而传输从所述控制单元输出的数据并且从外部接收数据；闪存单元，其用于存储操作结果和在所述控制单元中收集的数据；倾斜传感器连接器单元，其用于经由测量道路坡度的倾斜传感器接收数据并且将所述数据传输给所述控制单元；和报警单元，其用于识别向所述控制单元输入或从所述控制单元输出的数据中的错误或识别操作错误。
文档编号G01G19/02GK103229027SQ201180049814
公开日2013年7月31日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年10月18日
发明者金昌龙, 李俊镐, 马相俊 申请人:Hawes技术株式会社