CN102353433B - 一种车辆载重的动态测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆载重的动态测量方法，运用本发明的车辆动态测量方法所得的车辆载重数据精准、可靠，不易受车辆行驶过程中的路况影响，本发明方法可以实现车辆载重情况的即时快速监测，并且通过GSM网络、或GPRS网络、或3G无线网络输出至远程监测中心，以实现车队管理者对运行车辆的有效管理，本发明提供了更加智能、方便的车辆远程载重情况的测量方案，使车队管理者能即时了解车辆的载重情况。

Description

一种车辆载重的动态测量方法
技术领域
本发明属于机电设备电子检测技术领域，涉及一种车辆载重的动态测量方法，特别是一种可以通过发动机ECU的即时参数对车辆载重情况进行动态测量的方法。
背景技术
现有技术车辆载重的测量方法大多采样测力传感器及载重计，安装繁琐且技术要求较高，而且车辆在行驶、颠簸过程中，无疑会对测重的精度及使用寿命产生很大影响，不利于长期使用，需要不定时的检修及更换测重装置，这就增加了工作人员的负担。
目前对于一个具有现代管理理念的运输车队来说，单个车辆的管理是非常重要的，车队管理者需要即时的掌握每个车辆的运行信息、工作情况，从而方便集中管理整个车队。随着目前机电设备电子监测技术的广泛应用，以及通信技术的飞速发展，使得这种车队的智能管理变成了现实。而且众所周知，对于一个运输车队来说，车辆的载重情况也是一个十分重要的参数管理，因为车辆的载重情况直接涉及到其的运营成本和收益。因此，除了车辆的运行信息、工作情况以外，即时了解车辆在运输过程中的载重情况，对于车队管理者来说，也是一个十分重要和迫切的需求。
可见，寻找新的车辆载重的测量方法、及实现远程智能化的测量已势在必行。
发明内容
本发明为了解决现有测量方法中设备安装繁琐、设备寿命短且需要不定期检修、及不能即时了解车辆运行过程中的载重情况的技术难题，设计了一种车辆载重的动态测量方法，使对车辆载重的测量变得简单、可靠，且测量精准、同时实现了远程动态即时检测车辆的载重情况成为可能。
本发明采用的技术方案是：一种车辆载重的动态测量方法，上述方法是基于车辆内部发动机ECU实现的，关键在于：在ECU的电路结构中增设与ECU的数据总线连接的动态称重管理模块、中间存储器，存储有特定环境条件和标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库和配套数据向量表模块，行驶道路及环境状态参数参考模块，在以上硬件电路的支持下具体动态测量的步骤如下：
A、在一段路程(X0-Xt)内，启动动态称重管理模块控制、在ECU支持下将对应时间段0-t内相关的即时ti发动机运行参数、行驶道路及环境状态参数发送并存储到中间存储器中，
B、根据与所调取的中间存储器相关参数比对确认ti时刻的发动机输出功率Wi、记录即时速度Vi和得出综合驱动力Fi，将以上数据形成数据组加以标示码存入中间存储器，
C、调用行驶道路及环境状态ti时刻的参数，与标准路面等级、路面水平状态、风速等级通过比对、选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi，结合发动机输出功率Wi，即时速度Vi，综合驱动力Fi形成数据组，存入中间存储器，
D、调用相关参数值代入基于动力学和运动学公式，得到ti时刻的加速度Ai，导出车轮的滚动摩擦阻力(m+M)×fi，确定即时载重量Mi，将Mi存入中间存储器，
E、选用ti+dt时刻，重复采用A-D步骤将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，
F、反复采用E步骤并将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，直至i+dt接近或等于t值，从而在中间存储器中获得一组即时载重量Mi的数据组，
G、对以上数据进行算术平均值处理，将结果Mt与标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库中的经验数据进行对比，如果在误差允许的范围内，则将此Mt作为t时刻车辆的载重值存储至中间存储器中，并借助显示终端显示输出，如果超出误差允许范围，则发送反馈信号至显示终端。
本发明的有益效果是：运用本发明的车辆动态测量方法所得的车辆载重数据精准、可靠，不易受车辆行驶过程中的路况影响，同时使得远程检测车辆载重情况成为可能，方便了车队管理者进车辆进行即时管理。
附图说明
图1是本发明方法的流程图。
具体实施方式
一种车辆载重的动态测量方法，上述方法是基于车辆内部发动机ECU实现的，重要的是：在ECU的电路结构中增设与ECU的数据总线连接的动态称重管理模块、中间存储器，存储有特定环境条件和标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库和配套数据向量表模块，行驶道路及环境状态参数参考模块，在以上硬件电路的支持下具体动态测量的步骤如下：
A、在一段路程(X0-Xt)内，启动动态称重管理模块控制、在ECU支持下将对应时间段0-t内相关的即时ti发动机运行参数、行驶道路及环境状态参数发送并存储到中间存储器中，
B、根据与所调取的中间存储器相关参数比对确认ti时刻的发动机输出功率Wi、记录即时速度Vi和得出综合驱动力Fi，将以上数据形成数据组加以标示码存入中间存储器，
C、调用行驶道路及环境状态ti时刻的参数，与标准路面等级、路面水平状态、风速等级通过比对、选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi，结合发动机输出功率Wi，即时速度Vi，综合驱动力Fi形成数据组，存入中间存储器，
D、调用相关参数值代入基于动力学和运动学公式，得到ti时刻的加速度Ai，导出车轮的滚动摩擦阻力(m+M)×fi，确定即时载重量Mi，将Mi存入中间存储器，
E、选用ti+dt时刻，重复采用A-D步骤将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，
F、反复采用E步骤并将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，直至i+dt接近或等于t值，从而在中间存储器中获得一组即时载重量Mi的数据组，
G、对以上数据进行算术平均值处理，将结果Mt与标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库中的经验数据进行对比，如果在误差允许的范围内，则将此Mt作为t时刻车辆的载重值存储至中间存储器中，并借助显示终端显示输出，如果超出误差允许范围，则发送反馈信号至显示终端。
为了监测到车辆在运输过程中的超载、或由于司机监守自盗而造成的偷卸货物的损失，对于一个特定的车辆，首先进行经验数据库的标定。整个过程是一个实验过程：通过对标称环境条件的设定；例如：路面等级、气象条件、载荷等级、坡度等级对各种标称环境下所述的经验数据采集到基于发动机ECU中油门位置、发动输出功率、即时速度与载重值的多维经验数据表。所对应的数据组形成数据库，并得到查找和比对的适配数据组存储位置的向量表。同时，ECU的电路结构中增设比较模块，动态称重管理模块发出控制信号至比较模块，比较模块用最终所得的车辆载重值Mt与经验数据进行对比，选取修正系数、计算、误差进行纠正。
所述的经验数据库中存储有基于标准路面等级、发动机输出功率、即时速度、风速等级、修正值与载重值的多维经验数据表，并在ECU的电路结构中增设比较模块，动态称重管理模块发出控制信号至比较模块，比较模块用最终所得的车辆载重值Mt与经验数据进行对比，计算误差进行纠正。
多维经验数据表中，设定规则依据载重值每增加0.3～0.5吨对应一组经验数据。
步骤G中，求算术平均值的方法为：将中间存储器中的一组即时载重量0-t时刻区间记录下的Mi数组中的超出误差允许范围外的以超常数值滤出，对余下的载重值求算数平均值。超常数值是由于汽车过坑、或震动过大的路面上行驶而造成的Mi值，运用这样的求算术平均值的方法得到的平均值更加准确。
在汽车内部还设置有GPS装置，动态称重处理模块借助GPS装置查询车辆的位置，依据车辆所处的标准路面等级、路面水平状态、风速等级，从行驶道路及环境状态参考模块中选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi。
为了使计算所得的车辆载重值更为精确，在车辆底盘上设置水平加速度传感器，用以判定底盘的水平倾斜角度相关数据，送至动态称重管理模块，动态称重管理模块根据以上信息判定车辆重力产生的分力方向和大小对于综合驱动力的校正值。
步骤A中，所述的一段路程(X0-Xt)优选平坦路面。
本发明在具体实施时，中间存储器中存储的特定环境条件和标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库表格式如下：
表1
  第一组   第二组   第三组   第四组 ...
  标准路面等级
  发动机输出功率
  即时速度
  风速等级
  修正值
  载重值(吨)   0.5   1   1.5   2 ...
具体实施时，表1中的修正值代表路面水平倾斜度pi，车辆载重的具体计算过程如下：A、在一段路程(X0-Xt)内，启动动态称重管理模块控制、在ECU支持下将对应时间段0-t内相关的即时ti发动机运行参数、行驶道路及环境状态参数发送并存储到中间存储器中，B、根据与所调取的中间存储器表1中的相关参数比对确认ti时刻的发动机输出功率Wi、记录即时速度Vi和得出综合驱动力Fi，将以上数据形成数据组加以标示码存入中间存储器，C、通过在车辆中增设GPS装置，根据行驶道路及环境状态ti时刻的参数，与标准路面等级、路面水平状态、风速等级通过比对、选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi，结合发动机输出功率Wi，即时速度Vi，综合驱动力Fi形成数据组，存入中间存储器，其中路面的水平倾斜度pi可以借助在车辆内部设置的角度传感器获得，D、调用相关参数值代入基于动力学和运动学公式，得到ti时刻的加速度Ai，导出车轮的滚动摩擦阻力(m+M)×fi，确定即时载重量Mi，将Mi存入中间存储器，E、选用ti+dt时刻，重复采用A-D步骤将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，F、反复采用E步骤并将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，直至i+dt接近或等于t值，从而在中间存储器中获得一组即时载重量Mi的数据组，G、对以上数据进行算术平均值处理，求算术平均值的方法为：将中间存储器中的一组即时载重量0-t时刻区间记录下的Mi数组中的超出误差允许范围外的以超常数值滤出，对余下的载重值求算数平均值。超常数值是由于汽车过坑、或震动过大的路面上行驶而造成的Mi值，运用这样的求算术平均值的方法得到的平均值更加准确，动态称重管理模块发出控制信号至比较模块，比较模块用最终所得的车辆载重值Mt与标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库中的表1中的经验数据进行对比，如果在误差允许的范围，即0.1吨内，则将此Mt作为t时刻车辆的载重值存储至中间存储器中，并借助显示终端显示输出，如果超出误差允许范围，则发送反馈信号至显示终端，这样说明行驶途中有卸货、或加载等现象，有助于避免司机不监守自盗而造成的偷卸货物的现象。所述的显示输出端中还包括无线通讯模块，动态称重管理模块将车辆的载重计算结果借助无线通讯模块发送至远程检测中心。这样，实现了远程对车辆的载重情况进行检测。所述的无线通讯模块是GSM无线通讯模块、或GPRS无线通讯模块、或3G无线通讯模块。
运用本发明的车辆动态测量方法所得的车辆载重数据精准、可靠，不易受车辆行驶过程中的路况影响，本发明方法可以实现车辆载重情况的即时快速监测，并且通过GSM网络、或GPRS网络、或3G无线网络输出至远程监测中心，以实现车队管理者对运行车辆的有效管理，本发明提供了更加智能、方便的车辆远程载重情况的测量方案，使车队管理者能即时了解车辆的载重情况。

Claims (7)

1.一种车辆载重的动态测量方法，上述方法是基于车辆内部发动机ECU实现的，其特征在于：在ECU的电路结构中增设与ECU的数据总线连接的动态称重管理模块、中间存储器，存储有特定环境条件和标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库和配套数据向量表模块，行驶道路及环境状态参数参考模块，在以上硬件电路的支持下具体动态测量的步骤如下：
A、在一段路程(X0-Xt)内，启动动态称重管理模块控制、在ECU支持下将对应时间段0-t内相关的即时ti发动机运行参数、行驶道路及环境状态参数发送并存储到中间存储器中，
B、调取中间存储器中的发动机运行参数以确认ti时刻的发动机输出功率Wi、及即时速度Vi，再根据发动机输出功率Wi和即时速度Vi计算得出综合驱动力Fi，将以上数据形成数据组加以标示码存入中间存储器，
C、从中间存储器中调用ti时刻的行驶道路及环境状态参数，再通过行驶道路参数中记录的标准路面等级及路面水平状态、及环境状态参数中记录的风速等级进行比对以选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi，结合发动机输出功率Wi，即时速度Vi，综合驱动力Fi形成数据组，存入中间存储器，
D、调用相关参数值代入动力学和运动学公式，得到ti时刻的加速度Ai，导出车轮的滚动摩擦阻力(m+M)×fi，m表示汽车的净重，确定即时载重量Mi，将Mi存入中间存储器，
E、选用ti+dt时刻，重复采用A-D步骤将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，
F、反复采用E步骤并将得到的即时载重量Mi+dt存入中间存储器，直至i+dt接近或等于t值，从而在中间存储器中获得一组即时载重量Mi的数据组，
G、对步骤F中获得的一组即时载重量Mi的数据组进行算术平均值处理，将结果Mt与标注载重状态下汽车对应运行参数的经验数据库中的经验数据进行对比，如果在误差允许的范围内，则将此Mt作为t时刻车辆的载重值存储至中间存储器中，并借助显示终端显示输出，如果超出误差允许范围，则发送反馈信号至显示终端。
2.根据权利要求1所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：所述的经验数据库中存储有基于标准路面等级、发动机输出功率、即时速度、风速等级、修正值与载重值的多维经验数据表，并在ECU的电路结构中增设比较模块，动态称重管理模块发出控制信号至比较模块，比较模块用最终所得的车辆载重值Mt与经验数据进行对比，计算误差进行纠正。
3.根据权利要求2所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：多维经验数据表中，设定规则依据载重值每增加0.3～0.5吨对应一组经验数据。
4.根据权利要求1所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：步骤G中，求算术平均值的方法为：将中间存储器中的一组0-t时刻区间记录下的即时载重量Mi的数据组中的超出误差允许范围外的以超常数值滤出，对余下的载重值求算数平均值。
5.根据权利要求1所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：在汽车内部还设置有GPS装置，动态称重处理模块借助GPS装置查询车辆的位置，依据车辆所处的标准路面等级、路面水平状态、风速等级，从行驶道路及环境状态参考模块中选配风阻系数Qi、车轮滚动摩擦力系数fi、路面水平倾斜度pi。
6.根据权利要求1所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：在车辆底盘上设置水平加速度传感器，用以判定底盘的水平倾斜角度相关数据，送至动态称重管理模块，动态称重管理模块根据以上信息判定车辆重力产生的分力方向和大小对于综合驱动力的校正值。
7.根据权利要求1所述的一种车辆载重的动态测量方法，其特征在于：步骤A中，所述的一段路程(X0-Xt)是平坦路面。
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