基于胎压监测的自卸车防翻车系统及方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统及方法。


背景技术：

2.自卸车作为专用道工程用车，在工程中扮演重要角色，但由于起结构特殊，车斗在举升的时候重心抬高并偏移，往往更容易会产生翻车的风险，给社会造成了巨大损失。
3.自卸车中装载的渣土易结块成团，当车斗升起来后，由于重心发生移动，容易翻车。现有技术中主要是依靠驾驶员的经验，可以一定程度降低事故发生概率，但这种依靠驾驶员的主观经验来规避风险的措施不确定性较高。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统及方法，用以解决现有技术中渣土结块成团后，自卸车在抬升时由于重心移动容易造成翻车的问题。
5.本发明提供一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，包括：胎压检测仪、数据分析模块以及控制模块；
6.所述胎压检测仪用于获取每个轮胎的胎压值，并把多个所述胎压值发送至所述数据分析模块；
7.所述数据分析模块比较多个所述胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果；
8.基于所述比较结果，在所述控制模块的控制下，所述自卸车发出报警信息；或者，发送举升中断指令至所述自卸车的举升控制模块；或者，发送车斗下降指令至所述自卸车的举升控制模块。
9.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，在所述预设胎压值包括第一预设胎压值和第二预设胎压值，且所述第一预设胎压值大于所述第二预设胎压值的情况下，所述比较结果包括一个所述胎压值等于所述第一预设胎压值，或者一个所述胎压值等于所述第二预设胎压值，或者一个所述胎压值小于所述第二预设胎压值。
10.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，在一个所述胎压值等于所述第一预设胎压值的情况下，所述控制模块控制所述自卸车发出报警信息；
11.在一个所述胎压值等于所述第二预设胎压值的情况下，所述控制模块发送举升中断指令至所述自卸车的举升控制模块；
12.在一个所述胎压值小于所述第二预设胎压值的情况下，所述控制模块发送车斗下降指令至所述自卸车的举升控制模块。
13.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，所述第一预设胎压值为受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强；
14.所述第二预设胎压值大于所述轮胎在不受外界压力的情况下所述轮胎内部的压强且小于受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强。
15.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，所述第二预设胎压值为所述轮胎在不受外界压力的情况下所述轮胎内部的压强和受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强之和的二分之一。
16.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，所述自卸车防翻车系统还包括胎压接收模块，所述胎压检测仪包括四个胎压传感器，四个所述胎压传感器分别设于四个所述轮胎，四个所述胎压传感器均与所述胎压接收模块通信连接，所述胎压接收模块与所述数据分析模块通信连接。
17.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车系统，所述自卸车防翻车系统还包括四个温度传感器，四个所述温度传感器分别设于四个所述轮胎，位于同一所述轮胎内的所述温度传感器与所述胎压传感器通信连接。
18.本发明还提供一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，包括：
19.获取每个轮胎的胎压值；
20.比较多个所述胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果；
21.基于所述比较结果，所述自卸车发出报警信息；或者，所述自卸车中断举升；或者，所述自卸车放下车斗。
22.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，所述比较多个所述胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果，包括：
23.在所述预设胎压值包括第一预设胎压值和第二预设胎压值，且所述第一预设胎压值大于所述第二预设胎压值的情况下，所述比较结果包括一个所述胎压值等于所述第一预设胎压值，或者一个所述胎压值等于所述第二预设胎压值，或者一个所述胎压值小于所述第二预设胎压值。
24.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，所述基于所述比较结果，所述自卸车发出报警信息；或者，所述自卸车中断举升；或者，所述自卸车放下车斗，包括：
25.在一个所述胎压值等于所述第一预设胎压值的情况下，所述自卸车发出报警信息；
26.在一个所述胎压值等于所述第二预设胎压值的情况下，所述自卸车中断举升；
27.在一个所述胎压值小于所述第二预设胎压值的情况下，所述自卸车放下车斗。
28.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，所述第一预设胎压值为受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强；
29.所述第二预设胎压值大于所述轮胎在不受外界压力的情况下所述轮胎内部的压强且小于受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强。
30.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，所述第二预设胎压值为所述轮胎在不受外界压力的情况下所述轮胎内部的压强和受到车身自重的压力的情况下所述轮胎内部的压强之和的二分之一。
31.根据本发明提供的一种基于胎压监测的自卸车防翻车方法，所述获取每个轮胎的胎压值，包括：
32.获取所述轮胎内的温度值，其中，每一所述温度值对应有温度气压校正系数；
33.获取所述轮胎的初始胎压值，基于所述初始胎压值和所述温度气压校正系数得到
所述胎压值。
34.本发明提供的基于胎压监测的自卸车防翻车系统及方法，获取每个轮胎的胎压值；比较每一个胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果；基于比较结果，在控制模块的控制下，自卸车发出报警信息；或者，在控制模块的控制下，自卸车中断举升；或者，在控制模块的控制下，自卸车放下车斗。本发明的基于胎压监测的自卸车防翻车系统，通过胎压数据进行分析来判断后仰翻车的风险，最终实现在风险发生之前提出报警并主动限制升斗从而保护人和车的安全。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明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。
36.图1是本发明提供的基于胎压监测的自卸车防翻车系统的结构框图；
37.图2是本发明提供的自卸车的运行情况示意图之一；
38.图3是图2的力学分析图；
39.图4是本发明提供的自卸车的运行情况示意图之二；
40.图5是本发明提供的自卸车的运行情况示意图之三；
41.图6是本发明提供的基于胎压监测的自卸车防翻车方法的流程图；
42.附图标记：
43.1：器件箱；
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2：举升操作杆；
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3：数据分析模块；
44.4：控制模块；
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5：胎压接收模块；
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6：第一胎压传感器；
45.7：第二胎压传感器； 8：第三胎压传感器；
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9：第四胎压传感器；
46.10：警示灯；
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11：声音警示器；
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12：举升控制模块。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
48.常见的自卸车的翻车情况有如下几种：
49.如图2所示，路面平整或者倾斜角度在安全策略允许范围内，但渣土结块成团，车厢抬升时重心后移，土块无法卸下，车头翘起向后翻车(也可能侧翻)。
50.如图5所示，路面正向坡度的时候，举升重心后移，导致向后翻车。
51.如图4所示，路面侧面坡度，举升时重心升高发生侧翻；或者，路面不结实，受力下陷，导致侧翻或者向后翻车。
52.现有技术中考虑通过陀螺仪判定整车的水平状态来报警或者限制抬升。该方案可以适用于图4和图5所示的翻车情况，却无法很好的应对如图2所示的翻车情况，因此存在一定局限性。
53.例如，在平地上，或者倾斜角小于预警值的地上，如果货物是大块或者渣土结块成团，那么在举升过程中可能会阻滞，不能顺利卸下，此时也可能存在重心后移导致翻车的情况。如图5所示，即整车重心g后移超过后轮，导致整车以后排车轮为支点，车头翘起造成翻车。
54.为了解决上述问题，下面结合图1和图3描述本发明的基于胎压监测的自卸车防翻车系统。
55.如图1所示，本发明实施例的基于胎压监测的自卸车防翻车系统，包括：胎压检测仪、数据分析模块3以及控制模块4；
56.胎压检测仪用于获取每个轮胎的胎压值，并把多个胎压值发送至数据分析模块3。
57.数据分析模块比较多个胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果，也就是说，把每一个胎压值均与预设胎压值进行比较。
58.基于比较结果，在控制模块的控制下，自卸车发出报警信息；或者，发送举升中断指令至自卸车的举升控制模块12；或者，发送车斗下降指令至自卸车的举升控制模块12。
59.在可选的实施例中，基于胎压监测的卸车防翻车系统还包括警示灯10，或者基于胎压监测的卸车防翻车系统还包括声音警示器11，或者基于胎压监测的卸车防翻车系统还包括警示灯10和声音警示器11，警示灯10和声音警示器11与控制模块4通信连接。其中，警示灯10和声音警示器11可以单独使用或者同时使用。
60.例如，基于比较结果，在控制模块的控制下，警示灯10和声音警示器11开始工作，提供声光报警。
61.需要说明的是，自卸车包括举升操作杆2，在控制模块4发送举升中断指令至自卸车的举升控制模块12的情况下，自卸车无法通过举升操作杆2进行举升操作，也就是说，控制模块4发送的举升限制指令的优先级高于举升操作杆2的优先级。
62.自卸车在举升过程中重心会发生变化，一般重心会升高并且后移，在这个重心变化过程中会造成前后轮胎收到的压力产生变化。如图5所示，在车斗逐渐升起来到后仰翻车的过程中，最开始由前后轮胎同时承受载重，然后载重逐渐向后轮转移；随着载重持续向后轮转移，在前轮离地的一瞬间，所有载重都加载到后轮上。因此，在整个重心转移的过程中，前后轮的载荷是连续变化的。
63.轮胎载重越大，轮胎变形越严重，然后胎压也会越大；反之轮胎载重变小，轮胎的胎压就会变小。本发明实施例中检测在抬升过程中胎压的变化，间接得出车辆在抬升过程中车胎载重的变化，据此来评估翻车风险。
64.在本发明实施例中，获取每个轮胎的胎压值；比较每一个胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果；基于比较结果，在控制模块的控制下，自卸车发出报警信息；或者，在控制模块的控制下，自卸车中断举升；或者，在控制模块的控制下，自卸车放下车斗。
65.本发明实施例的基于胎压监测的自卸车防翻车系统，通过胎压数据进行分析来判断后仰翻车的风险，最终实现在风险发生之前提出报警并主动限制升斗从而保护人和车的安全。
66.轮胎在自然状态不受外界压力的情况下，内部压强为p0。轮胎装在车上后，由于受到车身自重的压力，其内部压强为p1。当整车装载货物后，其压强为px。其中，px＞p1＞p0，其中px随着载重量的不同而不是固定值。
67.首先定义第一预设胎压值和第二预设胎压值，第一预设胎压值为受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强，也就是说，第一预设胎压值为p1。
68.第二预设胎压值大于轮胎在不受外界压力的情况下轮胎内部的压强p0且小于受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强p1。
69.在可选的实施例中，第二预设胎压值为轮胎在不受外界压力的情况下轮胎内部的压强和受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强之和的二分之一，也就是说，第二预设胎压值为(p1+p0)/2。
70.当发生如图3所示的后仰翻车的过程中，随着车斗的抬起，重心向后轮转变，后轮受到更大的压力，前轮受到的压力会减小。反应到胎压就是后轮胎压增加，前轮胎压减小。当前轮的胎压降至p1，可认为货物的负载主要集中在后轮上；进一步的，当前轮胎压降至p0，可认为前轮处于悬空的临界点或者已经悬空。
71.在可选的实施例中，自卸车防翻车系统还包括胎压接收模块5，胎压检测仪包括四个胎压传感器，四个胎压传感器分别设于四个轮胎，四个胎压传感器均与胎压接收模块5通信连接，胎压接收模块5与数据分析模块3通信连接。
72.为了便于安装上述零部件，将胎压接收模块5、数据分析模块3以及控制模块4设于一个器件箱1的内部，再根据实际情况将该器件箱1设于自卸车的相应位置处。
73.需要说明的是，左前轮设有第一胎压传感器6，右前轮设有第二胎压传感器7，左后轮设有第三胎压传感器8，左后轮设有第四胎压传感器9，第一胎压传感器6、第二胎压传感器7、第三胎压传感器8以及第四胎压传感器9获得的胎压值可以通过无线的形式发送至胎压接收模块5。
74.在可选的实施例中，在预设胎压值包括第一预设胎压值和第二预设胎压值，且第一预设胎压值大于第二预设胎压值的情况下，比较结果包括如下三种情况：
75.一个胎压值等于第一预设胎压值，或者一个胎压值等于第二预设胎压值，或者一个胎压值小于第二预设胎压值。
76.具体地，在四个胎压值中的一个胎压值等于第一预设胎压值的情况下，控制模块4控制自卸车发出报警信息。
77.在四个胎压值中的一个胎压值等于第二预设胎压值的情况下，控制模块4发送举升中断指令至自卸车的举升控制模块12，此时自卸车中止举升。
78.在四个胎压值中的一个胎压值小于第二预设胎压值的情况下，控制模块4发送车斗下降指令至自卸车的举升控制模块12，此时自卸车车斗下降。
79.如图3所示，当处于载重状态的情况下，驾驶员发起举升命令时候，获取初始胎压px，同时在举升过程中，持续监控四个方位的胎压。当其中任意一个px降至p1时候，发出一级报警提醒驾驶员注意。当其中任意一个胎压降至(p1+p0)/2时候；发出二级报警并中断举升；当中断举升后，发现胎压依然明显朝着翻车趋势波动，也就是说，胎压小于(p1+p0)/2则发起三级报警并强制放下车斗确保安全。
80.如图4所示，车辆在轻微倾斜的路面上，正常行驶可能没问题。但是在抬升的过程中，随着车斗抬升，车辆的重心沿着斜线箭头上移。也存在侧翻的可能。原理同后仰翻车，一旦侧翻，整车重量会集中在车辆单侧，两侧的负载差异巨大。
81.当其中任意一个px降至p1时候，系统发出一级报警提醒驾驶员注意；当其中任意
一个胎压降至(p1+p0)/2时候；系统二级报警并中断举升；当中断举升后，发现胎压依然明显朝着翻车趋势波动，也就是说，胎压小于(p1+p0)/2则发起三级报警并强制放下车斗确保安全。
82.图3和图4的区别在于，图3的后仰侧翻是两个前轮胎压减小。图4的侧翻是同侧的前后两边胎压减小。
83.胎压不但和受重力相关也和温度相关。一般相同情况下，胎内温度越高分子运动越剧烈，气压越大，本发明实施例默认在25℃情况下的测算和分析。
84.在可选的实施例中，自卸车防翻车系统还包括四个温度传感器，四个温度传感器分别设于四个轮胎，位于同一轮胎内的温度传感器与胎压传感器通信连接。
85.获取轮胎内的温度值，其中，每一温度值对应有温度气压校正系数；获取轮胎的初始胎压值，基于初始胎压值和温度气压校正系数的乘积得到胎压值。
86.也就是说，根据温度情况，初始胎压值乘以一个温度气压校正系数η，对计算值进行修正，从而将其他温度下的胎压换算到25℃时候的胎压，方便对比做出更准确判断。
87.另一方面，如图6所示，本发明实施例的基于胎压监测的自卸车防翻车系统的方法，包括：
88.s100，获取每个轮胎的胎压值；
89.四个胎压传感器分别设于四个轮胎，四个温度传感器分别设于四个轮胎，位于同一轮胎内的温度传感器与胎压传感器通信连接。
90.获取轮胎内的温度值，其中，每一温度值对应有温度气压校正系数；获取轮胎的初始胎压值，基于初始胎压值和温度气压校正系数的乘积得到胎压值。
91.s200，比较多个胎压值与预设胎压值的大小，以获取比较结果；
92.轮胎在自然状态不受外界压力的情况下，内部压强为p0。轮胎装在车上后，由于受到车身自重的压力，其内部压强为p1。当整车装载货物后，其压强为px。其中，px＞p1＞p0，其中px随着载重量的不同而不是固定值。
93.首先定义第一预设胎压值和第二预设胎压值，第一预设胎压值为受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强，也就是说，第一预设胎压值为p1。
94.第二预设胎压值大于轮胎在不受外界压力的情况下轮胎内部的压强p0且小于受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强p1。
95.在可选的实施例中，第二预设胎压值为轮胎在不受外界压力的情况下轮胎内部的压强和受到车身自重的压力的情况下轮胎内部的压强之和的二分之一，也就是说，第二预设胎压值为(p1+p0)/2。
96.在预设胎压值包括第一预设胎压值和第二预设胎压值，且第一预设胎压值大于第二预设胎压值的情况下，比较结果包括一个胎压值等于第一预设胎压值，或者一个胎压值等于第二预设胎压值，或者一个胎压值小于第二预设胎压值。
97.s300，基于比较结果，自卸车发出报警信息；或者，自卸车中断举升；或者，自卸车放下车斗。
98.在一个胎压值等于第一预设胎压值的情况下，自卸车发出报警信息；
99.在一个胎压值等于第二预设胎压值的情况下，自卸车中断举升；
100.在一个胎压值小于第二预设胎压值的情况下，自卸车放下车斗。
101.本发明实施例的基于胎压监测的自卸车防翻车方法，通过胎压数据进行分析来判断后仰翻车的风险，最终实现在风险发生之前提出报警并主动限制升斗从而保护人和车的安全。
102.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
103.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。