[發明專利]一種實時測量車輛總重的監控系統及監控方法

有效

• 申請號: 201910558687.3
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110361082B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 麥德榮;謝振翔;楊方劍;范向晨;王廣樂;毛帆;錢佳玄;韓創;呂楠君
• 申請（專利權）人: 麥德榮
• 主分類號: G01G19/08
• 分類號: G01G19/08;G01S19/42
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

1.一種實時測量車輛總重的監控系統，其特征在于，包括TPMS、輪胎與路面接觸長度的測量系統、車輛總重的計算系統，以及實時警報的監控系統；

所述TPMS，用于測定車輛每個輪胎的內部空氣壓強，并將壓強數據實時發送到車輛總重的計算系統；

所述輪胎與路面接觸長度的測量系統，用于測定車輛每個輪胎與路面接觸的曲率數據和距離數據，并將測得數據實時發送到車輛總重的計算系統；

所述車輛總重的計算系統，利用壓強數據、曲率數據和距離數據計算車輛總重，并將數據發送到實時警報的監控系統；

所述實時警報的監控系統，用于將輪胎承重數據、軸重數據、車輛總重數據、車輛基本信息和GPS定位數據實時發送給車輛駕駛員和相應的監管部門，提醒車輛駕駛員以免超載和超限，監管部門根據以上數據判斷車輛當前是否超載和超限；

所述輪胎與路面接觸長度的測量系統包括與輪胎數量相同的曲率傳感器和激光測距傳感器，曲率傳感器和無線傳輸裝置集成后安裝于車輪內部，激光測距傳感器和無線傳輸裝置集成后安裝于車輪內部；所述曲率傳感器為封閉的環狀傳感器，緊貼輪胎內側中心線布置在輪胎胎體內壁；所述激光測距傳感器安裝在輪輞上靠近輪胎內側的位置，且其激光發射點位于輪胎內側中心線所在的平面上，隨著車輪的轉動，激光測距傳感器始終測量位于輪胎內側中心線的同一個點到激光測距傳感器的距離；

輪胎與路面的接觸長度的計算方法如下：當車輛速度為0時，輪胎與路面接觸的長度L＝lα，l為曲率傳感器由曲線變為直線的總長度，α為胎冠厚度的修正系數；

當車輛速度較低時，輪胎與路面接觸的長度L＝lα，l為激光測距傳感器測得的輪胎內側中心線由曲線變為直線的總長度，a為胎冠厚度的修正系數；

當車輛速度較高時，輪胎與路面接觸的長度L＝la，l為激光測距傳感器測得的輪胎內側中心線的直線部分的總長度，α為胎冠厚度的修正系數。

2.根據權利要求1所述的一種實時測量車輛總重的監控系統，其特征在于，所述TPMS包括與車輛輪胎數量相同的壓強測定傳感器和無線傳輸裝置，所述壓強測定傳感器和無線傳輸裝置集成后安裝于車輪內部。

3.根據權利要求1所述的一種實時測量車輛總重的監控系統，其特征在于，所述車輛總重的計算系統包括一臺微型計算機、無線傳輸裝置和車輛基本信息數據庫。

4.一種實時測量車輛總重的監控方法，采用如權利要求1所述的一種實時測量車輛總重的監控系統，其特征在于，包括以下步驟，

1)測定壓強、曲率數據和距離數據：TPMS測定車輛每一個輪胎的內部空氣壓強，并將數據無線傳送到車輛總重的計算系統，輪胎與路面接觸長度的測量系統測定車輛每個輪胎與路面接觸的曲率數據和距離數據，并將測得數據實時發送到車輛總重的計算系統；

2)計算輪胎與路面的接觸面積：車輛總重的計算系統利用曲率數據和距離數據計算輪胎與路面的接觸長度，然后利用輪胎的胎面寬度和計算得到的輪胎與路面的接觸長度計算出車輛每個輪胎與地面的接觸面積；

3)計算輪胎的承重：車輛總重的計算系統利用輪胎與地面的接觸面積數據和輪胎內部空氣壓強數據計算出車輛每個輪胎的承重；

4)計算單個車軸的軸重：車輛總重的計算系統將車軸兩端所有輪胎的承重數據相加得到單個軸的軸重；

5)計算車輛總重：車輛總重的計算系統將車輛所有車軸的軸重數據相加得到車輛的總重量，并把數據發送給實時警報的監控系統；

6)判斷是否超載和超限：實時警報的監控系統根據輪胎承重數據、軸重數據、車輛類型、車輛總重數據以及GPS定位數據判斷車輛當前是否超載和超限；

所述步驟2)中，輪胎與路面的接觸長度的計算方法如下：當車輛速度為0時，輪胎與路面接觸的長度L＝lα，l為曲率傳感器由曲線變為直線的總長度，α為胎冠厚度的修正系數；

所述步驟2)中，輪胎與路面的接觸長度的計算方法如下：當車輛速度較低時，輪胎與路面接觸的長度L＝lα，l為激光測距傳感器測得的輪胎內側中心線由曲線變為直線的總長度，a為胎冠厚度的修正系數；

所述步驟2)中，輪胎與路面的接觸長度的計算方法如下：當車輛速度較高時，輪胎與路面接觸的長度L＝la，l為激光測距傳感器測得的輪胎內側中心線的直線部分的總長度，α為胎冠厚度的修正系數。