基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法及系统与流程

1.本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法及系统。


背景技术：

2.工业车辆中的叉车属于特种设备，叉车发生的安全事故在整个特种设备事故中所占的比率较高，为了降低工业车辆的安全事故，保障作业人员的生命和财产安全，需要对工业车辆进行观察，达到工业车辆安全的目的，现有保证工业车辆安全的方法一般是驾驶员通过观察门架倾斜是否达到所需稳定状态，手动调整门架前倾或后倾，主观认为达到稳定状态后，保持现有状态。而后开始加速行驶，加速度根据驾驶员习惯或经验进行驾驶车辆。但是叉车在高起升、高负载时，容易发生前倾或者货物从货叉脱落，造成安全事故，即使未达到倾斜的程度，车辆若误操作，急踩油门，车辆会因急启动造成翻车事故，因此，通过上述方式进行判断的安全性不好，容易造成误判，无法保证作业人员的安全。
3.因此，提供一种通过运算处理单元进行安全算法并及时发出警报信号和最大速度值得到限速的基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法及系统，已是一个值得研究的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种通过运算处理单元进行安全算法并及时发出警报信号和最大速度值得到限速的基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法及系统。
5.本发明的目的是这样实现的：基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法，包括以下步骤：步骤1：车身倾斜角度的检测和门架倾斜角度的检测，货物重量的检测；步骤2：根据步骤1检测的车身倾斜角度的检测和门架倾斜角度，计算货物的倾斜角度；步骤3：根据步骤2货物的倾斜角度与设定值的比较情况、步骤1中货物的重量与设定值的比较情况，输出对应的报警信号，同时将报警信号同步发送给ecu或电机控制器，限制门架倾斜角度继续扩大，同时提醒操作员降低货物起升高度，使车辆的重心在安全阈值内；步骤4：根据步骤2的货物的倾斜角度和步骤1中货物的重量与设定值比较的情况，计算最终限速速度值。
6.所述步骤1中，通过车身倾角传感器测量车身的倾斜角度，通过门架倾角传感器测量门架的倾斜角度，通过载重重量传感器检测货物的重量。
7.所述步骤2中，将检测的车身倾斜角度、门架倾斜角度和货物重量的数据通过ad转换模块传递给数据处理及运算单元模块，数据处理及运算单元模块计算处理得到货物的倾斜角度，车身倾斜角度与门架倾斜角度的绝对值差值为货物的倾斜角度，货物的倾斜角度不超过设定的危险角度。
8.所述步骤3中，货物的倾斜角度与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，
货物的重量与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，数据处理及运算单元模块将超重信号和倾斜报警信号传递给电机控制器。
9.所述步骤4中，货物的倾斜角度与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，货物的重量与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，数据处理及运算单元模块根据实时的载重量和倾斜角度计算出最大速度限制信号并将信号传递给限速控制器，限速控制器将信号传递给电机控制器，通过限速控制器限制急加速和延缓车辆的加速度。
10.所述步骤3中，货物的倾斜角度大于设定值，则数据处理及运算单元模块将倾斜报警信号传递给电机控制器，如果货物的倾斜角度小于设定值，则进行步骤4的操作，如果货物的重量大于设定值，则数据处理及运算单元模块将重量报警信号传递给电机控制器，如果货物的重量小于设定值，则进行步骤4的操作。
11.基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制系统，包括位于门架上的门架倾角传感器、位于车身上的车身倾角传感器和用于检测货物的货物重量传感器，门架倾角传感器、车身倾角传感器和货物重量传感器通过ad转换模块与数据处理及运算单元模块连接，数据处理及运算单元模块与电机控制器连接，车身倾斜角度、门架倾斜角度和货物重量的数据通过ad转换模块传递给数据处理及运算单元模块，数据处理及运算单元模块计算处理得到货物的倾斜角度，车身倾斜角度与门架倾斜角度的绝对值差值为货物的倾斜角度，货物的倾斜角度不超过设定的危险角度。
12.积极有益效果：本发明货物的倾斜角度根据门架倾斜角度和车身倾斜角度的矢量和计算得到，根据设置的危险角度进行报警并限定最大行驶速度，可以满足不同驾驶员的安全驾驶的需求。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明车辆报警的安全算法的流程图；图3为本发明车辆最大行驶速度控制的算法的流程图。
具体实施方式
14.以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
15.如图1所示，基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制方法，包括以下步骤：步骤1：车身倾斜角度的检测和门架倾斜角度的检测，货物重量的检测；通过车身倾角传感器测量车身的倾斜角度，通过门架倾角传感器测量门架的倾斜角度，通过载重重量传感器检测货物的重量。
16.步骤2：根据步骤1检测的车身倾斜角度的检测和门架倾斜角度，计算货物的倾斜角度；将检测的车身倾斜角度、门架倾斜角度和货物重量的数据通过ad转换模块传递给数据处理及运算单元模块，数据处理及运算单元模块计算处理得到货物的倾斜角度，车身倾斜角度与门架倾斜角度的绝对值差值为货物的倾斜角度，货物的倾斜角度不超过设定的危险角度。
17.如图2所示，货物实际角度的计算过程如下：首先通过门架倾角传感器获取门架相对于水平面的角度值，门架倾斜角度包括门架前倾角度值和门架后倾角度值，通过车身倾
角传感器获取车辆相对于水平面的角度值，车身倾斜角度包括车身前倾角度值和车身后倾角度值，门架前倾角度值加车身前倾角度值的和为货物实际角度值，门架前倾角度值与车辆后定角度值之间的绝对值差值为货物实际角度值，门架后倾角度值和车辆前倾角度值之间的绝对值差值为货物实际角度值，门架后倾角度值和车辆后倾角度值之和为货物实际角度值，货物实际角度值是否大于危险角度，如果大于设定值危险角度，则发出倾斜翻车报警信号，如果不大于设定值危险角度，则进行下一步的操作。
18.步骤3：根据步骤2货物的倾斜角度与设定值的比较情况、步骤1中货物的重量与设定值的比较情况，输出对应的报警信号，同时将报警信号同步发送给ecu或电机控制器，限制门架倾斜角度继续扩大，同时提醒操作员降低货物起升高度，使车辆的重心在安全阈值内；货物的倾斜角度与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，货物的重量与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，数据处理及运算单元模块将超重信号和倾斜报警信号传递给电机控制器，货物的倾斜角度大于设定值，则数据处理及运算单元模块将倾斜报警信号传递给电机控制器，如果货物的倾斜角度小于设定值，则进行步骤4的操作，如果货物的重量大于设定值，则数据处理及运算单元模块将重量报警信号传递给电机控制器，如果货物的重量小于设定值，则进行步骤4的操作。
19.步骤4：根据步骤2的货物的倾斜角度和步骤1中货物的重量与设定值比较的情况，计算最终限速速度值，货物的倾斜角度与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，货物的重量与设定值通过数据处理及运算单元模块进行比较，数据处理及运算单元模块根据实时的载重量和倾斜角度计算出最大速度限制信号并将信号传递给限速控制器，限速控制器将信号传递给电机控制器，通过限速控制器限制急加速和延缓车辆的加速度。
20.基于倾斜角度和载重负荷的车辆安全控制系统，包括位于门架上的门架倾角传感器、位于车身上的车身倾角传感器和用于检测货物的货物重量传感器，门架倾角传感器、车身倾角传感器和货物重量传感器通过ad转换模块与数据处理及运算单元模块连接，数据处理及运算单元模块与电机控制器连接，车身倾斜角度、门架倾斜角度和货物重量的数据通过ad转换模块传递给数据处理及运算单元模块，数据处理及运算单元模块计算处理得到货物的倾斜角度，车身倾斜角度与门架倾斜角度的绝对值差值为货物的倾斜角度，货物的倾斜角度不超过设定的危险角度。
21.如图3所示，最终限速速度值计算过程如下：检测车辆倾斜角度值，并判断车辆倾斜角度值是否大于设定限速的阈值角度，如果超出，则计算限速速度值1，如果不超出，则范围车辆倾斜角度的检测；检测货物倾斜角度值，并判断货物倾斜角度值是否大于设定限速的阈值角度，如果超出，则计算限速速度值2，如果不超出，则返回货物倾斜角度的检测；检测货物实际重量，并判断货物重量值是否大于设定限速的阈值重量，如果超出，则计算限速速度值3，如果不超出，则返回货物重量的检测；将限速速度值1、限速速度值2、限速速度值3通过数据处理及运算单元模块进行判断和逻辑判断，计算出最终的限速速度值，针对不开发限速功能的车辆，增加限速控制器，可以达到对车辆最大速度的控制。
22.通过倾角传感器实时获取门架倾斜角度和车身倾斜角度，车身倾斜角度与门架倾斜角度的绝对值差值为货物实际的倾斜角度，控制货物倾斜角度不超过危险角度。通过起重量传感器感知货物重量，当载荷重量超出额定载重时，发出超重报警信号。货物倾斜和载荷重量在设定范围内时，运算处理单元输出最大速度值到限速控制器，通过限速控制器限
制急加速和延缓车辆的加速度，避免急加速造成的翻车。出现超重报警信号或前倾报警信号时，报警信号同步发送给ecu或电机控制器，限制门架倾斜角度继续扩大，同时提醒操作员降低货物起升高度，使车辆的重心在安全阈值内，保证人员、车辆以及货物的安全。
23.限速控制，不仅可以采用限速控制器，也可以采用市面上的油门控制器。发动机或电机控制器支持限速功能，也可通过有线或无线通讯方式与发动机或电机控制进行通讯，从而限制车辆的最大行驶速度。
24.本发明货物的倾斜角度根据门架倾斜角度和车身倾斜角度的矢量和计算得到，根据设置的危险角度进行报警并限定最大行驶速度，可以满足不同驾驶员的安全驾驶的需求。