基于垂直支腿载重判断消防车轮胎离地辅助下车调平方法与流程

本发明涉及消防车下车调平，尤其涉及一种基于垂直支腿载重判断消防车轮胎离地辅助下车调平方法。

背景技术：

1、消防车进行喷射灭火作业时，喷射反作用力极大，需要保证该情况下车辆稳定性。为保证安全避免车辆倾翻，往往采用上下车互锁策略，当且仅当消防车下车调平后才能进行上车灭火救援作业。下车调平时，车辆左右侧水平支腿伸出一定距离后垂直支腿伸长，直到轮胎全部离地，并根据车身倾角调整各垂直支腿高度，直到达到水平为止。垂直支腿抬升作业时，轮胎离地是决定抬升高度非常关键的判定指标。若轮胎未完全离地，则在作业的过程中，轮胎可能因着地而受力过大变形，车辆晃动，导致车辆存在倾翻风险；若为了轮胎离地而一味增加抬升高度至过高时，由于车辆重心较高，则抗倾翻性能变差，且浪费垂直支腿行程，可能难以实现下车调平。因此能否及时准确地判断轮胎是否全部离地，关系到车辆作业的稳定性与安全性。

2、然而，轮胎并非刚性结构，离地与否并不是简单的直接抬升，底盘采用车轮悬挂系统，当底盘抬升时，轮胎因采用弹性元件连接，轮胎会在重力的作用下向下落，直到达到弹力与重力的平衡，才能够使得轮胎悬空。

3、当车辆处于水平地面时，下车调平相对简单，各垂直支腿伸长量较为接近，垂直支腿抬升至一定高度时易使得轮胎离地；但当车辆处于倾斜地面时，甚至复杂野外地面上，各垂直支腿应伸长量不一，且难以准确控制轮胎全部离地且避免起升高度过高，这会对车辆调平稳定性造成较大影响。

4、现有技术中常采用阈值法判断轮胎离地在控制方法上最为简单直接，主要包括压力阈值法、高度阈值法、电流阈值法、车桥下降距离阈值法和角度阈值法等，这些方案简单易行，但作为一种静态阈值法，引入变量不足，实际应用时基于不同工况条件下调整极为频繁，且易出现抬升不足或抬升过高的情况。

5、通过对车桥下坠进行限制无法应用于所有的车轮悬挂类型，仅适用于板簧类型，如为空气悬挂，则无法应用。

6、例如申请号cn201110148437.6方案初步结合了车辆总重因素，但因油压测量误差、不同车辆总重不一致等因素影响，仅通过建立压力阈值做初步判定后再上升一定距离，该方法同样无法实现精确抬升，通过重量变化率判断没有明确的重量衡量指标，容易出现过度起升现象。

7、因此，亟需一种基于垂直支腿载重判断消防车轮胎离地辅助下车调平方法来解决以上技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种在消防车下车调平作业时，为避免轮胎触地或底盘抬升过高影响下车调平稳定性，基于垂直支腿受力情况准确且及时地判断底盘轮胎全部离地的方法。通过本方法，可以简易快速地判断轮胎是否全部离地，避免轮胎未离地或底盘抬升过高，从而稳固可靠地实现下车调平作业。

2、本发明的总体技术思想为：在消防车各下车垂直支腿下安装称重传感器，以车辆空载重量动态结合车辆载水重量作为实际总重量，当轮胎全部离地后，各垂直支腿所承载重量之和必然等同于实际总重量。基于这一原理，可以精确且迅速地判断车辆轮胎是否全部离地，不仅能够保证下车调平时车辆轮胎全部离地，且能够尽可能降低底盘高度，提高车辆作业稳定性。

3、本发明的下车调平控制流程如下：

4、启动下车调平功能后，首先，通过水位传感器测量当前水箱内载水水位，并计算得到水箱内载水实际重量，随后即可结合车辆空载总重量计算得到车辆实际总重；随后，水平支腿伸出到位后，垂直支腿开始伸出，此时通过各垂直支腿所装称重传感器不断获取各垂直支腿实际载重值，并计算得到垂直支腿载重总值，然后将垂直支腿载重总值与车辆实际总重量不断作比较，直到当两者间差值连续数次处于传感器测量精度范围内，即可判定车辆轮胎已不在支撑车辆重量，轮胎全部离地；最后，根据车辆倾角细微调整各垂直支腿高度，实现车辆下车调平。

5、为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案具体为：一种基于垂直支腿载重判断消防车轮胎离地辅助下车调平方法，所述方法包括如下步骤：

6、s1：获取水箱水位值，计算水箱载水重量；

7、s2：计算车辆实际总重；

8、s3：水平支腿伸出到位后，垂直支腿伸出；

9、s4：获取各支腿载重值；

10、s5：累计支腿载重总值；

11、s6：连续多次测量后，通过控制器计算、比较和判断支腿载重总值与车辆实际总重差值是否都在传感器累积检测误差范围内，如果是，进入步骤s7，如果否，返回步骤s3；

12、s7：判断车辆轮胎已全部离地；

13、s8：细微调整支腿高度达成调平。

14、进一步地，在步骤s1中，在水箱内设置水位传感器，用于实时获取水箱内水位比例a，结合整车标定空载总重量与标定整车满载总重量计算得到载水重量g水，即

15、g水＝(g满载-g空载)x a

16、其中，g满载为标定车辆满载总重量，g空载为标定车辆空载总重量。

17、进一步地，在所述步骤s2中，车辆实际总重量g实际包括标定车辆空载总重量和载水重量，即

18、g实际＝g水+g空载。

19、进一步地，步骤s4中，在车辆四垂直支腿底部分别设置称重传感器，用于测量每个垂直支腿的载重值，四个称重传感器分别为左前称重传感器、右前称重传感器、左后称重传感器、右后称重传感器。

20、进一步地，步骤s5中，车辆垂直支腿载重总值g测量为：

21、g测量＝g左前+g右前+g左后+g右后。

22、其中，g左前为左前腿载重重量，g右前右前腿载重重量，g左后左后腿载重重量，g右后右后腿载重重量。

23、进一步地，步骤s6中，所述控制器包括垂直支腿载重获取与累计模块、整车实际总重量计算模块和重量比较与判定模块；

24、所述垂直支腿载重获取与累计模块的信号输入端分别与左前称重传感器、右前称重传感器、左后称重传感器和右后称重传感器的信号输出端连接，所述垂直支腿载重获取与累计模块的信号输出端与重量比较与判定模块信号输入端连接；

25、所述整车实际总重量计算模块的信号输入端与水位传感器的信号输出端连接；

26、所述支腿载重获取与累计模块的信号输出端和整车实际总重量计算模块的信号输出端均与重量比较与判定模块的信号输入端连接。

27、进一步地，所述垂直支腿载重获取与累计模块用于实时获取各称重传感器所得载重值，并累计获得垂直支腿载重总值；

28、整车实际总重量计算模块用于根据接收到的水位传感器所测水箱内水位比例计算车辆载水重量，并计算车辆实际总重量；

29、所述重量比较与判定模块用于将车辆实际总重量与垂直支腿载重总值做比较，并作出判断。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、1、在消防车各下车垂直支腿下安装称重传感器，以车辆空载重量动态结合车辆载水重量作为实际总重量，当轮胎全部离地后，各垂直支腿所承载重量之和必然等同于实际总重量；基于这一原理，可以精确且迅速地判断车辆轮胎是否全部离地，不仅能够保证下车调平时车辆轮胎全部离地，且能够尽可能降低底盘高度，提高车辆作业稳定性。

32、2、本发明通过车辆下线称量标定与水箱水位监测，能够准确得到当前车辆实际总重量，通过直接称量各垂直支腿载重进行整车重量称量，并与实际总重量比较，实现对车辆轮胎是否全部离地的准确及时的判断。通过此方法，辅助下车调平完成得更加稳定可靠；另外该方法简单直接易于操作，且能够有效及时地判断车辆轮胎是否全部离地，有效避免了车辆底盘的过度抬升。

33、3、通过车辆下线称量与水箱水位监测准确获取当前车辆实际总重量，结合重量相等原理，实现对车辆轮胎是否全部离地的准确及时的判断。通过此方法，辅助下车调平完成得更加稳定可靠。