[發(fā)明專利]一種基于輪載式智能傳感車輪動載荷監(jiān)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910077794.0
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101480904A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉桂雄;周岳斌;黃國健;潘夢鷂
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B60C23/00
• 分類號: B60C23/00;G01M17/007;G01M17/013
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所
• 代理人: 魏殿紳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機動車安全運行狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其用于監(jiān)測機動車在行駛過程中車輪動載荷的實時情況。

背景技術(shù)

機動車運行安全狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是保證機動車安全行駛的主要手段，也是機動車運行安全檢測技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。采用機動車運行安全狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)對機動車運行安全狀態(tài)和運行指標(biāo)進行動態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)防機動車故障，發(fā)展監(jiān)測、控制、管理和決策于一體的安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，對機動車安全運行具有重要意義；它是關(guān)系到國家和人民生命財產(chǎn)安全的一項重大的社會公益技術(shù)工作，是保障機動車輛運行安全重要的技術(shù)支撐，是政府管理部門對機動車安全運行的非常重要的技術(shù)保障；它不僅能提高機動車安全運行的技術(shù)保障能力、減少交通事故，而且對促進機動車工業(yè)及交通運輸事業(yè)的發(fā)展有重大意義。

機動車運行安全狀態(tài)監(jiān)測主要包括監(jiān)測機動車(車身、車輪)運動姿態(tài)參數(shù)、動載荷參數(shù)、制動性能參數(shù)。機動車在運行過程中，會產(chǎn)生制動、加速、轉(zhuǎn)向、直線行駛等工況，車輪是機動車行駛過程中唯一與地面接觸部件，車輪的安全至關(guān)重要，車輪動載荷是影響輪胎安全的重要參數(shù)。車輪動載荷是衡量車輛在不同路面條件下、車身和輪胎處于不同姿態(tài)下的輪胎以及整車動態(tài)載荷情況的參數(shù)。通過監(jiān)測車輪的動載荷可以較全面評價機動車的動載荷，從而獲得較直接、較真實、較豐富的機動車安全運行信息。

目前，對車輪動載荷的監(jiān)測只是嘗試通過對輪胎轉(zhuǎn)速、壓力等參數(shù)的測量來間接計算車輪的靜態(tài)載荷，還沒有對機動車行駛過程中的動載荷進行實時監(jiān)測，未能準(zhǔn)確分析車輛在不同路面條件下、車身和輪胎處于不同姿態(tài)下的輪胎以及整車動態(tài)載荷情況，從而無法有效監(jiān)測車輪動載荷，不利于對運行過程中機動車輪胎超載、爆胎等危險狀況的預(yù)測與評估。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述中存在的問題與缺陷，本發(fā)明提供一種實時性好、可靠性高、數(shù)據(jù)處理能力強的機動車輪載式車輪動載荷監(jiān)測方法。主要通過在機動車各個車輪的輪轂赤道平面上安裝智能傳感模塊、在車內(nèi)安裝智能無陀螺慣性傳感單元和在懸掛安裝智能傳感單元，對機動車行駛狀況進行全面檢測。各傳感信號經(jīng)信號調(diào)理、數(shù)字化、姿態(tài)算法、動載荷算法計算獲得車輪的主要動載荷參數(shù)。上述動載荷參數(shù)經(jīng)多傳感數(shù)據(jù)融合及分析，能夠監(jiān)測及主動評價機動車行駛安全狀況。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明所涉及的一種基于輪載式智能傳感車輪動載荷監(jiān)測方法，包括：

根據(jù)車身三維加速度參數(shù)中的至少一種獲得車身運動姿態(tài)角度參數(shù)；

通過懸掛車身智能傳感單元感知懸掛垂向加速度；

利用車身三維加速度參數(shù)、車身運動姿態(tài)角度參數(shù)及整車質(zhì)量中的至少一種參數(shù)獲得懸掛質(zhì)量；

根據(jù)懸掛質(zhì)量、懸掛垂向加速度參數(shù)、車輪質(zhì)量及車輪垂向加速度參數(shù)中的至少一種參數(shù)并經(jīng)動載荷計算獲得車輪動載荷數(shù)據(jù)；

將車輪動載荷數(shù)據(jù)進行融合并分析獲得車輪動載荷的變化趨勢。

基于輪載式智能傳感車輪動載荷監(jiān)測方法還包括：

通過車輪智能傳感模塊感知車輪的三維加速度；

根據(jù)三維加速度參數(shù)中的至少一種參數(shù)獲得車輪垂向加速度；

通過車身智能傳感單元感知車身三維加速度。

對三維加速度信號進行數(shù)字濾波、補償及插值運算得出車輪運動姿態(tài)中的三維加速度值。

所述車輪三維加速度為：切向加速度、側(cè)向加速度和向心加速度；所述車身三維加速度為：縱向加速的、側(cè)向加速度和垂向加速度。

所述車身運動姿態(tài)角包括側(cè)傾角、俯仰角和橫擺角。

將所述車輪和車身的各運動姿態(tài)參數(shù)進行融合并判斷智能傳感單元的工作狀況。

所述車輪智能傳感模塊設(shè)置在車輪輪轂的赤道面上。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

1、通過應(yīng)用MEMS無陀螺捷聯(lián)式微慣性測量技術(shù)測量車輪動載荷，實現(xiàn)了不同運行速度下對機動車車輪動載荷的實時監(jiān)測；

2、車輪動載荷參數(shù)能夠衡量車輛在不同路面條件下、車身和輪胎處于不同姿態(tài)下的輪胎以及整車動態(tài)載荷情況，通過對車輪動載荷參數(shù)監(jiān)測和分析實現(xiàn)對機動車動載荷的全面評價；

3、通過分析預(yù)測程序?qū)④囕唲虞d荷數(shù)據(jù)與其歷史數(shù)據(jù)分析比較，獲得車輪動載荷的趨勢，增加對車輪動載荷的預(yù)測功能，形成一個完整的、相對獨立的測量平臺，并能夠提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口模式供有關(guān)政府管理部門加以應(yīng)用。

附圖說明

圖1是以車輪側(cè)視圖示意本發(fā)明所涉及輪載式智能傳感車輪動載荷測量模塊安裝示意圖；

圖2是以車輪俯視圖示意本發(fā)明所涉及輪載式智能傳感車輪動載荷測量模塊安裝示意圖；