[發明專利]基于OBD的車輛質量動態測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201610135604.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105675101B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 董朝陽;董益江;王青;劉晨
• 申請（專利權）人: 賽度科技（北京）有限責任公司
• 主分類號: G01G19/03
• 分類號: G01G19/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于OBD的車輛質量動態測量裝置，其特征在于包括OBD接口與嵌入式測量裝置兩部分，OBD可以實時輸出發動機轉矩、車輛位置、車輛速度以及車輛加速度數據；嵌入式測量裝置包括微處理器、電源模塊、通信模塊、傳感器模塊、存儲模塊、報警模塊、總線接口；微處理器與電源模塊、通信模塊、傳感器模塊、存儲模塊、報警模塊、總線接口連接，控制各個模塊的運行并進行數據的處理：電源模塊對各模塊進行供電，通信模塊能夠將車輛質量數據傳送至遠程終端，由管理者對車輛進行實時監控，另外，通信模塊要負責將車輛所處路段的滾動摩擦系數接收到微處理器中；傳感器模塊中包含一個三軸加速度傳感器，用以測量當前車輛所行駛路面的傾角，存儲模塊用以將傳感器信息、OBD接口中采集到的數據進行存儲，并在其中建立與車型相關的車輛參數嵌入式數據庫；報警模塊可以發出提示音，在車輛質量超出范圍或者質量有持續減少趨勢時，能夠對司機進行預警；總線接口接收CAN總線的輸入數據，將行車數據采集到微處理器中。

2.基于OBD的車輛質量動態測量方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：行車數據獲取

通過OBD接口獲取車輛的以下參數：發動機實時扭矩T、車輛實時速度v、車輛實時加速度a、車輛變速箱齒輪比N以及輪胎半徑r，并通過三軸加速度傳感器采集車輛行駛路面的傾角θ；

步驟二：車輛質量計算

①結合車輛的機械效率η，計算車輛輪胎上的驅動力，計算公式如(1)所示：

F＝T×N×η/r (1)

②當前車輛所受到的阻力由空氣阻力、輪胎滾動摩擦力以及與速度方向相反的重力分量構成：

f＝fa+fs+G×sinθ (2)

式(2)中，fa表示空氣阻力，fs表示輪胎滾動摩擦力，G＝mg表示車輛受到的重力；具體的，fa與fs的表達式如下：

fa＝1/2×A×ρ×C_D×v² (3)

fs＝μ×G×cosθ(4)

其中，A為車輛的截面積，ρ為空氣密度，C_D為阻力系數，μ為滾動阻力系數，其中車輛的截面積、空氣密度和阻力系數可以根據車型、車輛位置在測量裝置的嵌入式數據庫中進行查找，滾動阻力系數可根據車輛的位置在物流公司提供的常用運輸線路滾動摩擦系數數據庫中獲取；

③根據牛頓第二定律，可以得到關于驅動力、摩擦力與車輛加速度的關系：

F-(fa+fs+G×sinθ)＝ma (5)

將式(1)～(4)代入(5)，可得到車輛的質量m：

步驟三：質量數據分析

獲取車輛質量數據之后，首先將該數據與車輛自重進行做差，得到車輛的載重；然后將該數據發送給監管人員，即可根據此數據分析出車輛是否超載；再分析連續5次計算的載重值，判斷其是否存在連續減少或者突然減少的趨勢，若是，則對發出提示音對司機進行預警，否則進入下一次質量測量。

3.如權利要求2中所述的基于OBD的車輛質量動態測量方法，其特征在于，在步驟一中，發動機實時扭矩T、車輛實時速度v、車輛實時加速度a、車輛變速箱齒輪比N以及輪胎半徑r，均通過OBD直接獲取，車輛行駛路面的傾角θ通過三軸加速度傳感器獲取；在步驟二中，車輛的截面積A，空氣密度ρ，阻力系數C_D，滾動阻力系數μ，均能夠根據車型以及車輛位置在嵌入式數據庫中獲取。

4.如權利要求3中所述的基于OBD的車輛質量動態測量方法，其特征在于，在步驟二中，通過獲取的發動機實時扭矩T、車輛實時速度v、車輛實時加速度a、車輛變速箱齒輪比N以及輪胎半徑r，車輛的截面積A，空氣密度ρ，阻力系數C_D，滾動阻力系數μ，根據牛頓第二定律獲取車輛質量的計算方法。