CN117104136A - 一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置及方法，属于汽车制造技术领域。所述方法具体包括以下步骤：S1、获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力值；S2、接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较，若获取到的压力值大于设定值P，则进入S3，否则返回S1；S3、发出报警。本发明通过在板簧限位块的底部安装压力传感器实时检测限位块的压力值，当压力传感器采集到的压力值超过预设的限定值P时，会出现报警提示图标及蜂鸣声，提醒驾驶员进行刹车减速等人为干预；同时整车报警指示灯也会同时亮起，给周围行人提供及时报警信号。

Description

一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置及方法

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置及方法。

背景技术

在汽车行驶过程中，板簧一直承担着整个车子的簧上重量以及来自车轮的冲击负荷。当车辆快速经过坑洼路面时，板簧会受到车轮传递的较大的冲击负荷，导致板簧容易出现非正常的疲劳断裂，缩短了零件的使用寿命。

现有技术均无检测板簧受冲击负荷的情况，当车辆高速经过坑洼路面，板簧频繁受大的冲击负荷时容易发生断裂，车辆只能开至服务站进行换件处理。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置及方法，通过在板簧限位块的底部安装压力传感器实时检测限位块的压力值，当压力传感器采集到的压力值超过预设的限定值P时，会出现报警提示图标及蜂鸣声，提醒驾驶员进行刹车减速等人为干预；同时整车报警指示灯也会同时亮起，给周围行人提供及时报警信号。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供一种汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，具体包括以下步骤：

S1、获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力值；

S2、接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较，若获取到的压力值大于设定值P，则进入S3，否则返回S1；

S3、发出报警。

本发明的进一步改进在于：

获取限位块压缩变形时压力信号通过压力传感器采集得到，所述压力传感器安装在板簧限位块的底部。

本发明的进一步改进在于：

限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力，限定值P的初始设定：首先假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

本发明的进一步改进在于：

不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时压力传感器检测出的数值，与理论值F2进行比较，将压缩变形量最大时对应的检测实际值作为该车型的限定值P。

本发明的进一步改进在于：

S3中发出报警具体为：

显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。

本发明的第二个方面，提供一种商用车板簧超负荷冲击实时检测装置，包括：

获取单元：用于获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力信号；

数据处理及判断单元：与获取单元连接，用于接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较；

报警单元：与数据处理及判断单元连接，用于发出警报。

本发明的进一步改进在于：

获取单元为安装在板簧限位块底部的压力传感器，用于采集限位块压缩变形时压力信号。

本发明的进一步改进在于：

限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力，限定值P的初始设定：首先假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

本发明的进一步改进在于：

不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时压力传感器检测出的数值，与理论值F2进行比较，将压缩变形量最大时对应的检测实际值作为该车型的限定值P。

本发明的进一步改进在于：

报警单元包括显示器、蜂鸣器和报警指示灯，当检测到的压力值大于设定值P时，显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过在板簧限位块底部安装压力传感器，利用车轮受到冲击时板簧向上运动变形，反弓至限位块与纵梁接触限位，安装在限位块底部的压力传感器采集到的压力值随着变形量增大而增大；

2.限位块底部的压力传感器采集到的力值超过预设的限定值P时，会出现报警提示图标及蜂鸣声，提醒驾驶员进行刹车减速等人为干预；同时整车报警指示灯也会同时亮起，给周围行人提供及时报警信号。另外，压力传感器的信号也可通过车载云终端(如该车型有此配置)发送到主机厂后台，用于主机厂大数据在线实时监测车辆异常情况；

3.通过对板簧弧高变化a，限位块与车架纵梁的距离b，限位块压缩量c时进行受力分析，可以得到限位块所受的力为F2，初步设定为报警时传感器的限定值P；

4.不同车型需要修正限定值P，将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时传感器测出的数值，与理论值进行比较并做修正，将修正后的数值作为路试验证的限定值P。

5.板簧作为主要的受力元件，对它的受力状态进行检测便于了解车辆的行驶状况，提醒驾驶员形成良好的驾驶习惯，有效减少板簧断裂故障的发生，延长零件的使用寿命，降低售后故障索赔，减少交通事故的发生。同时传感器信号可发送至主机厂云数据终端，主机厂通过对大数据的监测和分析，在后续车型开发底盘零件的刚度和强度时，可提供指导意见。

附图说明

图1是本发明一种汽车板簧超负荷冲击实时检测方法的流程图；

图2是板簧安装结构；

图3是图1的局部放大图；

图4是板簧与限位块受力图；

图5是限位块的刚度曲线。

图中，1、车架，2、第一支架，3、第二支架，4、板簧，5、前桥，6、吊耳，7、板簧限位块，8、盖板，9、压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明提供了一种汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1，获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力信号；

获取限位块压缩变形时压力信号通过压力传感器采集得到，压力传感器安装在板簧限位块的底部，具体如图2和图3所示，第一支架2和第二支架3固定于车架1上，板簧4前端与第一支架2连接，后端先与吊耳6相连，吊耳6再与第二支架3连接，其中，压力传感器9装于板簧限位块7底部，限位块7装于板簧盖板8的安装槽中，通过U型螺栓将盖板8、板簧4和前桥5锁紧固联。

S2，接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较，若获取到的压力值大于设定值P，则进入S3，否则返回S1；

进一步地，限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力如图4所示，限定值P的初始设定：在设计过程中，假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2(由限位块的刚度曲线，如图5获得)，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

进一步地，不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时压力传感器检测出的数值，与理论值F2进行比较，并将压缩变形量最大时对应的检测实际值作为该车型的限定值P，刚度曲线理论值和台架实测修正后的数值如图5所示。

在进行板簧超负荷冲击实时检测时，设定值为修正以后的P值，如图5中变形量最大时的检测实际值。

S3，发出报警。

S3中发出警报具体包括：显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。

本发明工作原理：车辆快速过坑洼路面时，车轮受大的冲击后向上运动，板簧变形反弓至限位块与纵梁接触限位，在这个运动过程中，当限位块与纵梁接触后，压力传感器开始工作，而随着冲击负荷的增加，限位块的压缩变形量增大，安装在限位块底部的压力传感器采集到的力值增大，当该数值超过预设的限定值P时，压力传感器通过车身控制模块发送实时信号，会在显示器会立即出现报警提示图标及蜂鸣声，此时可提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会同时亮起，给周围行人提供及时报警信号。

另外，压力传感器的信号也可通过车载云终端(如该车型有此配置)发送到主机厂后台，用于主机厂大数据在线实时监测车辆异常情况(只发送大于设定值P的压力值，也就是发出警报的同时向主机厂后台发送压力值，其余不发送)，当主机厂积累足够数据量时，在后续车型开发底盘零件的刚度和强度时，可提供指导意见。

本发明的有益效果是：(1)通过在板簧限位块底部安装压力传感器，利用车轮受到冲击时板簧向上运动变形，反弓至限位块与纵梁接触限位，安装在限位块底部的压力传感器采集到的压力值随着变形量增大而增大；(2)限位块底部的压力传感器采集到的力值超过预设的限定值P时，终端显示器会出现报警提示图标及蜂鸣声，提醒驾驶员进行刹车减速等人为干预；同时整车报警指示灯也会同时亮起，给周围行人提供及时报警信号。另外，压力传感器的信号也可通过车载云终端(如该车型有此配置)发送到主机厂后台，用于主机厂大数据在线实时监测车辆异常情况；(3)通过对板簧弧高变化a，限位块与车架纵梁的距离b，限位块压缩量c时进行受力分析，可以得到限位块所受的力为F2，初步设定为报警时传感器的限定值P；(4)不同车型需要修正限定值P，将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时传感器测出的数值，与理论值进行比较并做修正，将修正后的数值作为路试验证的限定值P。(5)板簧作为主要的受力元件，对它的受力状态进行检测便于了解车辆的行驶状况，提醒驾驶员形成良好的驾驶习惯，有效减少板簧断裂故障的发生，延长零件的使用寿命，降低售后故障索赔，减少交通事故的发生。同时传感器信号可发送至主机厂云数据终端，主机厂通过对大数据的监测和分析，在后续车型开发底盘零件的刚度和强度时，可提供指导意见。

本发明还提供了一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，包括：

获取单元：用于获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力信号；

获取限位块压缩变形时压力信号通过压力传感器采集得到，压力传感器安装在板簧限位块的底部，具体如图2和图3所示，第一支架2和第二支架3固定于车架1上，板簧4前端与第一支架2连接，后端先与吊耳6相连，吊耳6再与第二支架3连接，其中，压力传感器9装于板簧限位块7底部，限位块7装于板簧盖板8的安装槽中，通过U型螺栓将盖板8、板簧4和前桥5锁紧固联。

数据处理及判断单元：与获取单元连接，用于接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较。

进一步地，限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力如图4所示，限定值P的初始设定：在设计过程中，假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2(由限位块的刚度曲线，如图5获得)，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

进一步地，不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时传感器测出的数值，与理论值F2进行比较并将压缩变形量最大时对应的实际值作为作为该车型路试验证的P值，刚度曲线理论值和台架实测修正后的数值如图5所示。

在进行板簧超负荷冲击实时检测时，设定值为修正以后的P值，如图5中变形量最大时的实际值。

报警单元：与数据处理及判断单元连接，用于发出警报。报警单元包括显示器、蜂鸣器和报警指示灯，当检测到的压力值大于设定值P时，显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施例所描述的技术方案，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力值；

S2、接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较，若获取到的压力值大于设定值P，则进入S3，否则返回S1；

S3、发出报警。

2.根据权利要求1所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，其特征在于，获取限位块压缩变形时压力信号通过压力传感器采集得到，所述压力传感器安装在板簧限位块的底部。

3.根据权利要求1所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，其特征在于，所述限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力，限定值P的初始设定：首先假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

4.根据权利要求3所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，其特征在于，不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时压力传感器检测出的数值，与理论值F2进行比较，将压缩变形量最大时对应的检测实际值作为该车型的限定值P。

5.根据权利要求1所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测方法，其特征在于，S3中发出报警具体为：

显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。

6.一种汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，其特征在于，包括：

获取单元：用于获取车轮受冲击后限位块压缩变形时压力信号；

数据处理及判断单元：与获取单元连接，用于接收压力信号并对其进行处理得到压力值，然后将压力值与设定值P进行比较；

报警单元：与数据处理及判断单元连接，用于发出警报。

7.根据权利要求6所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，其特征在于，所述获取单元为安装在板簧限位块底部的压力传感器，用于采集限位块压缩变形时压力信号。

8.根据权利要求6所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，其特征在于，所述限定值P的确定方法为：

当板簧受到外部负荷时，板簧和限位块受力，限定值P的初始设定：首先假设满载时板簧弧高变化为a，限位块与车架纵梁的距离为b，当限位块开始工作时，此刻板簧的弹力F1＝k*(a+b)，限位块的力为零；假设限位块压缩量为c时，车辆发生报警，此时限位块所受的力为F2，板簧的弹力F1＝k*(a+b+c)，则外部负荷F＝F1+F2，将限定值P初步设定为F2。

9.根据权利要求8所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，其特征在于，不同车型的限定值P修正方法为：

将车辆放至于底盘悬架K&C特性试验台上，在车轮方向上加载垂向力直至限位块压缩变形量c，读取此时压力传感器检测出的数值，与理论值F2进行比较，将压缩变形量最大时对应的检测实际值作为该车型的限定值P。

10.根据权利要求6所述的汽车板簧超负荷冲击实时检测装置，其特征在于，所述报警单元包括显示器、蜂鸣器和报警指示灯，当检测到的压力值大于设定值P时，显示器会出现报警提示图标、蜂鸣器发出蜂鸣声提醒驾驶员注意减速，同时整车报警指示灯也会亮起，给周围行人提供及时报警信号。