[发明专利]一种带能量回收功能的车辆载荷测量、悬架健康诊断装置及其检测方法

说明书

本发明涉及一种带能量回收功能的车辆载荷测量、悬架健康诊断装置及其检测方法，属于汽车辅助设备及检测方法技术领域。该装置，包括板簧，压电片及蓄电池，所述压电片设置在板簧中的相邻两簧片之间，还包括控制计算单元，所述控制计算单元包括AC/DC整流模块、充电模块、低通滤波器、计算模块和判断模块，所述AC/DC整流模块与压电片之间电连接，将压电片产生的交流电转换为直流电，所述充电模块与蓄电池之间电连接，将AC/DC整流模块转换的直流电充入蓄电池中，所述低通滤波器与压电片之间电连接，对压电片产生的电压信号进行滤波处理，滤掉干扰信号，所述计算模块与低通滤波器之间电连接，通过对电压信号进行处理计算，得出车身部分固有频率、阻尼比，进而计算出车辆总载荷、固有频率变化率、阻尼比变化率，所述判断模块与计算模块之间电连接，判断模块对计算模块的数据进行判断，得出结论。

技术领域

本发明涉及一种载荷测量、健康诊断装置及其检测方法，具体说是一种带能量回收功能的车辆载荷测量、悬架健康诊断装置及其检测方法，属于汽车辅助设备及检测方法技术领域。

背景技术

悬架是车架与车桥之间的传力连接装置的总称。板式弹簧是目前悬架的一种重要弹性元件。在车辆行驶过程中，由于道路颠簸，板簧处于反复振动工作状态，这些振动能量会因为无法转换和储存，造成较大的能量浪费。随着汽车保有量的不断增加，汽车对环境的破坏影响越来越大，那么对悬架振动能量的回收具有非常重要的意义。

汽车载重量是一定的，当汽车超载时会对悬架造成一定的损伤。目前并没有一个装置既能对车辆载荷进行测量，同时又能对悬架健康进行诊断。如中国专利CN206357943U公开了汽车板簧能量回收装置及使用该装置的汽车。该专利通过在板簧中设置压电片，通过AC/DC转换电路，并把电量存储进蓄电池，从而实现板簧振动能量的回收。但是该装置只能实现能量回收，对于车辆载荷无法进行测量，对于悬架健康无法进行诊断。CN110455385A公开了一种车载板簧称重传感器。该专利在板簧上黏贴应变片，并理由MCU模块、通信模块，实现车辆载荷测量功能，但是该传感器无法实现振动能量回收以及悬架健康安全诊断。

因此现在急需一种装置既能实现能量回收，同时又能对车辆载荷进行测量，悬架安全进行诊断。

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术中只能实现单一功能的不足，提供一种既能进行能量回收，同时又能对车辆载荷进行测量，对悬架健康进行诊断的装置及其检测方法。

本发明的带能量回收功能的车辆载荷测量、悬架健康诊断装置是由以下技术方案实现的：

一种能量回收功能的车辆载荷测量、悬架健康诊断装置，包括板簧1，由压电材料制成的压电片2及蓄电池3，所述压电片2设置在板簧1中的相邻两簧片之间，其特殊之处在于：还包括控制计算单元4，所述控制计算单元4包括AC/DC整流模块4-1、充电模块4-2、低通滤波器4-3、计算模块4-4和判断模块4-5，所述AC/DC整流模块4-1与压电片2之间电连接，将压电片2产生的交流电转换为直流电，所述充电模块4-2与蓄电池3之间电连接，将AC/DC整流模块4-1转换的直流电充入蓄电池3中，所述低通滤波器4-3与压电片2之间电连接，对压电片2产生的电压信号进行滤波处理，滤掉干扰信号，所述计算模块4-4与低通滤波器4-3之间电连接，通过对电压信号进行处理计算，得出车身部分固有频率、阻尼比，进而计算出车辆总载荷、固有频率变化率、阻尼比变化率，所述判断模块4-5与计算模块4-4之间电连接，判断模块4-5对计算模块4-4的数据进行判断，得出结论；

优选的，所述压电片2设置在板簧1的端部位置；

优选的，所述板簧1中还设有与压电片2叠设在一起的用于保护压电片的耐磨片；

优选的，所述低通滤波器4-3为5Hz低通滤波器，能够过滤掉5Hz以上的干扰信号；

优选的，所述控制计算单元4与驾驶室的信息设备5进行电连接，能够对控制计算单元4的功能进行选择。