[发明专利]用于检测车辆的即将发生的倾翻的系统和方法

说明书

本文档主要涉及一种检测车辆的即将发生的倾翻的方法，一种用于检测车辆的即将发生的倾翻的传感器系统以及一种包括该传感器系统的车辆。本文档中描述的系统和方法可在诸如例如臂式叉车或铲车之类的非公路用车辆中找到应用。

已知通过监视作用于诸如伸缩臂式叉车之类的车辆的车轮上的力来估计该车辆的质心(CoM)的位置。为此，可将诸应变仪定位在一个或多个车轴上以检测车轴的变形。该变形可指示该车轮的即将发生的倾翻。如果检测到车辆的即将发生的倾翻，则可触发警报信号或者可盖写由该车辆的操作者录入的输入命令，以防止该车辆倾翻。

例如，US6985795B2涉及一种具有伸缩臂的物料搬运叉车，该叉车包括框架、第一和第二前轮、第一和第二后轮以及控制系统。前轮和后轮定义大致水平的平面。控制系统确定物料搬运叉车的重心，并显示物料搬运叉车的重心在该平面内的位置。该系统包括安装到毗邻车轮的下主销的应变仪，以使得当力被施加到该毗邻的车轮时，该应变仪能够根据转移到该下主销的应力来生成相应的信号。如果物料搬运叉车有倾翻的危险，则控制系统可防止伸缩臂的延伸。

然而，通过变形测量来估计的CoM位置的准确性通常受多个因素破坏。例如，这些因素可包括车辆动力学和道路状况。结果，例如在正常车辆操作期间由牵引力引起的变形可被错误地标识为即将发生的倾翻。倾翻检测期间这样的假肯定可使检测系统的可用性受损。例如，可在车辆处于稳定状态并且没有倾翻危险的情况下防止操作者执行操作。

因此，本发明的一个目的是提供被配置成以提升的准确性检测车辆的即将发生的倾翻的方法和系统。

该目的由根据权利要求1所述的方法以及根据下级系统权利要求所述的传感器系统解决。各从属权利要求中描述了各特殊实施例。

由此，提出了一种检测车辆的即将发生的倾翻的方法，该方法尤其用于标识倾翻检测期间的假肯定。该方法至少包括以下步骤：

获得第一测量数据，该第一测量数据包括应变数据(具体为车轴应变数据)以及车辆姿态数据和车辆加速度数据中的至少一者；

获得第二测量数据，该第二测量数据包括应变数据(具体为车轴应变数据)以及车辆姿态数据和车辆加速度数据中的至少一者；

基于所述第一测量数据并基于所述第二测量数据确定所述第二测量数据是否指示所述车辆的即将发生的倾翻；以及

仅在确定所述第二测量数据指示所述车辆的即将发生的倾翻的情况下，覆盖(overriding)控制命令或盖写控制命令。

所述第二测量数据通常在获得所述第一测量数据之后被获得。通常，所述第一测量数据在训练阶段或校准阶段期间被获得。所述第一测量数据可被至少临时地保存在例如数据存储设备(诸如数据存储芯片等)中。所述第二测量数据通常在所述车辆的标准操作期间被获得。

优选地，所述第一测量数据和所述第二测量数据各自至少包括以下相同的两种类型的数据。例如，所述第一测量数据和所述第二测量数据两者各自包括应力数据(具体为车轴应力数据)以及车辆姿态数据和/或车辆加速度数据。所述车辆加速度数据可包括所述车辆在一个、两个或三个独立的空间方向上的加速度或者所述车辆的加速度的绝对值。所述车辆姿态数据可包括所述车辆的例如与地平线有关的俯仰角和滚转角中的至少一者。

所述应变数据可指示所述车辆的质心相对于所述车辆的位置。优选地，所述应变数据至少包括车轴的机械应变。附加地或替换地，应变数据可包括车架的机械应变、车辆底盘的机械应变、或其应变可指示所述车辆的质心相对于所述车辆的位置的其他车辆组件的机械应变。所述应变数据和所述车辆的质心的位置之间的关系可取决于诸如所述车辆的几何结构、所述车辆的质量分布和一个或多个车辆组件的刚度之类的因素。通常，如果所述车辆的所述质心的位置移出针对所述车辆定义的预定稳定区域或稳定区，则所述车辆的倾翻即将发生。至少对于某些特定情形，例如当所述车辆静止并且被定位在平面上时，技术人员知道可如何基于车辆应变数据并基于以上提到的因素(诸如，车辆几何结构、车辆质量分布和一个或多个车辆组件的刚度)中的一者或多者来确定所述车辆的质心相对于所述车辆的位置。然而，如上所述，在所述车辆的操作期间，所述应变数据通常附加地受诸如惯性力和车辆姿态之类的其他因素的影响。例如，一个或多个车辆组件的机械应变可在所述车辆正在加速、减速、转弯时和/或在所述车辆被定位在斜坡上时产生。