[发明专利]一种多轴车辆质量及质心位置动态测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及一种多轴车辆质量及质心位置动态测量装置及测量方法；属车辆质量及质心位置动态测量技术领域；该测量装置包括载荷传感器、轮速传感器，加速度传感器、车身姿态传感器和计算处理器；载荷传感器、轮速传感器，加速度传感器和车身姿态传感器分别与计算处理器连接；所述计算处理器包括单片机、信号采集模块、输出模块、警报模块、程序上传/下载模块、供电模块以及分别于各个传感器相连接的通讯接口。该测量装置中车辆质量及质心位置测量范围不仅仅限于两轴四轮车辆，可应用于多轴车辆；该测量装置能够动态测量车辆质量及质心位置，为车辆控制提供更为准确的动态数据，使车辆的主动控制效果明显提高。

技术领域

本发明涉及一种多轴车辆质量及质心位置动态测量装置及测量方法，属车辆质量及质心位置动态测量技术领域。

背景技术

目前，国内外测量汽车质心位置的方法主要有：重量反应法、摇摆法、悬挂法、平台支撑反力法以及零位法。但是以上这些都是在车辆处于静止状态时的测量方法，当车辆处于运动状态时其质心实际位置与测量值存在一定偏差，且这些测量方法多针对两轴(四轮)小型车辆。对于具有弹簧悬挂系统的车辆，特别是对于载荷为流质的大型多轴车辆，如消防车、混凝土搅拌车、压裂车和固井车等，其质心位置随着运动状态的不同而不断变化。因此研究一种测量效率高、成本低的大型多轴车辆质心动态测量方法，具有重要的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够方便、快捷地确定车辆在不同状况下的质量和质心的位置，从而为车辆控制提供更为准确的动态数据，使车辆的主动控制效果明显提高的多轴车辆质量及质心位置动态测量装置及测量方法。

本发明的技术方案是：

一种多轴车辆质量及质心位置动态测量装置；包括载荷传感器、轮速传感器，加速度传感器、车身姿态传感器和计算处理器；载荷传感器、轮速传感器，加速度传感器和车身姿态传感器分别与计算处理器连接；其特征在于：所述计算处理器包括单片机、信号采集模块、输出模块、警报模块、程序上传/下载模块、供电模块以及分别于各个传感器相连接的通讯接口；

所述载荷传感器安装于各车轮轮轴上，并用于测量车辆在启动之后整车质量分布与各个车轮上的载荷；

所述轮速传感器安装于车辆前轮，用于测量车辆行驶速度；

所述加速度传感器安装于车辆底盘车架中心，用于测量车辆在行驶过程中的纵向加速度、侧向加速度和垂向加速度；

所述车身姿态传感器安装于车辆底盘车架中心，用于测量车身的俯仰角、侧倾角；

所述计算处理器在检测到车辆当前质量与车辆本身质量的差值大于车辆额定载荷的90％、以及当前质心位置严重偏离质心原来位置时，计算处理器中的警报器闪烁并发出声音提醒司机；

所述计算处理器在测量各个轮轴载荷与侧向加速度a的同时并计算所有轮轴载荷中最大值与最小值的比值I＝F_max/F_min，当I₁≤I≤I₂(根据车型不同，具体确定I₁和I₂，初步取I₁＝5，I₂＝10)或a大于车辆额定侧向加速度的80％时，警报模块中的警报器闪烁并发出声音提醒司机。

上述测量装置的测量方法包括以下步骤：

1)、首先，车辆在首次使用该系统时，需输入车辆的固有参数，包括车辆轮轴个数n，车辆各个轮轴之间的轴距l₁,l₂...l_n以及各个轮轴中左轮与右轮间的轮距b₁,b₂...b_n；

2)、车辆点火启动时，分布于各个轮轴的载荷传感器开始测量车辆质量；