CN104751534A - 一种基于gps的道路及车辆使用信息采集方法 - Google Patents
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Abstract
本基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，通过GPS设备测得坡度信息i、当前发动扭矩值T、当前发动机转速、获得当前挡位变速器速比ig、车速值U
Description
技术领域
本发明涉及信息采集方法技术领域，具体涉及一种基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法。
背景技术
对重型商用车来讲，在不同的工况下对各大总成的要求差别很大，如在高速公路上变速器常用的挡位常为直接挡或超速挡，而在矿区里变速器常用挡位则在低挡区，且坡度很大，港口牵引车则通常载重较大，坡度很小。因此，为提高整车的可靠性及大量采集到该工况的信息及车辆使用信息，可进而对车辆改进设计和生产，可有效的提高车辆各总成的可靠性。但是现有的车辆行驶中的工况信息无法进行采集，影响了对于车辆后续的分析和设计。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种通过对正常采集到坡度、发动机功率、发动机扭矩等值进而计算出速比、挡位、车重等信息，并通过GPS设备发送到企业监控平台用于分析和设计的基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
本基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，包括如下步骤
a)安装于车辆上的GPS设备测得坡度信息i；
b)GPS设备从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机扭矩值T和当前发动机转速；
c) GPS设备通过从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机输出轴转速，并通过将当前发动机转速与当前发动机输出轴转速进行比值得到当前挡位变速器速比ig；
d)GPS设备从ABS发出的CAN总线信息中得到车速值U ，并根据多次车速值计算当前车辆加速度值du/dt；
e)GPS设备根据公式T×ig×i×ηt/r=G×f+Cd×A/21.15×U×U+G×i-δ×m×du/dt计算出当前车重G，式中i为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，f为滚动阻力系数，，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，δ为汽车质量换算系数，m为正常质量，GPS设备将计算得到的车重G发送至远程企业监控平台；
f) GPS设备通过安装在变速器上的副轴转速传感器获得变速器制动器制动开始时的副轴转速ω1和制动结束时的副轴转速ω2；
g)GPS设备通过整车气源气压 传感器获得整车气压值P0
h) GPS设备根据公式Z×2×π×f×P0×(R-r)/3=Jr×(ω1-ω2)/t计算变速器制动器的摩擦系数f，式中Z为变速器制动器的摩擦面数，π为圆周率，R为变速器制动器外圆半径，r为变速器制动器内圆半径，Jr为变速器输入轴的转动惯量，t为制动时间，GPS设备将计算得到的摩擦系数f发送至远程企业监控平台。
为了获得用户常用的挡位信息，上述GPS设备存储汽车生产企业各种车型的变速器类型以及每一变速器中各个挡位速比值，GPS设备将步骤c)中的当前挡位变速器速比ig与存储的变速器各个挡位速比值进行对比，判断当前变速器类型以及当前挡位，并将其发送至远程企业监控平台。
为了获得缓速器的制动信息，还包括GPS设备从缓速器ECU中得到当前缓速器的制动扭矩值的步骤，GPS设备将缓速器制动扭矩发送至远程企业监控平台。
本发明的有益效果是：设计人员在远程监控平台获得客户经常行车使用时的车重值G，可以将其与车辆的额定载重值进行比较，当实际车重值G大于车辆额定载重值时，设计人员可以对该环境下的客户所需的车辆进行强度改进设计，以满足该环境下车辆的正常可靠使用。技术人员通过远程企业监控平台获得变速器制动器的摩擦系数，并将该摩擦系数与变速器初始摩擦系数进行比较。当车辆行驶一段时间，且位于保修期内，f小于变速器初始摩擦系数时，技术人员需要对变速器制动器的强度进行优化设计，以满足变速器制动器在保修期内的使用可靠性。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
本基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，包括如下步骤
安装于车辆上的GPS设备测得坡度信息i。GPS设备从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机扭矩值T和当前发动机转速。GPS设备通过从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机输出轴转速，并通过将当前发动机转速与当前发动机输出轴转速进行比值得到当前挡位变速器速比ig。GPS设备从ABS发出的CAN总线信息中得到车速值U，并根据多次车速值计算当前车辆加速度值du/dt。GPS设备根据公式T×ig×i×ηt/r=G×f+Cd×A/21.15×U×U+G×i-δ×m×du/dt计算出当前车重G，式中i为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，f为滚动阻力系数，，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，δ为汽车质量换算系数，m为正常质量，GPS设备将计算得到的车重G发送至远程企业监控平台。设计人员在远程监控平台获得客户经常行车使用时的车重值G，可以将其与车辆的额定载重值进行比较，当实际车重值G大于车辆额定载重值时，设计人员可以对该环境下的客户所需的车辆进行强度改进设计，以满足该环境下车辆的正常可靠使用。GPS设备通过安装在变速器上的副轴转速传感器获得变速器制动器制动开始时的副轴转速ω1和制动结束时的副轴转速ω2。GPS设备通过整车气源气压 传感器获得整车气压值P0。GPS设备根据公式Z×2×π×f×P0×(R-r)/3=Jr×(ω1-ω2)/t计算变速器制动器的摩擦系数f，式中Z为变速器制动器的摩擦面数，π为圆周率，R为变速器制动器外圆半径，r为变速器制动器内圆半径，Jr为变速器输入轴的转动惯量，t为制动时间，GPS设备将计算得到的摩擦系数f发送至远程企业监控平台。技术人员通过远程企业监控平台获得变速器制动器的摩擦系数，并将该摩擦系数与变速器初始摩擦系数进行比较。当车辆行驶一段时间，且位于保修期内，f小于变速器初始摩擦系数时，技术人员需要对变速器制动器的强度进行优化设计，以满足变速器制动器在保修期内的使用可靠性。
GPS设备还可以存储汽车生产企业各种车型的变速器类型以及每一变速器中各个挡位速比值，GPS设备将步骤c)中的当前挡位变速器速比ig与存储的变速器各个挡位速比值进行对比，判断当前变速器类型以及当前挡位，并将其发送至远程企业监控平台。设计人员可以通过远程企业监控平台得知当前车辆使用环境下，变速箱最常使用的是那几个挡位，可以有效针对这几个常用挡位进行强化设计，进一步提高车辆的可靠性。
还可以包括GPS设备从缓速器ECU中得到当前缓速器的制动扭矩值的步骤，GPS设备将缓速器制动扭矩发送至远程企业监控平台。由于缓速器针对不同档位提供制动扭矩不同，如果在某一挡位的制动扭矩值超过缓速器的额定扭矩值，则设计人员通过企业监控平台获得的信息即可对该车辆的缓速器重新设计，以防止缓速器频繁损坏。当某一挡位的制动扭矩值小于缓速器额定扭矩值的25%时，说明此用户环境下的车辆使用过程中缓速器的选用过大，增加了制造成本，因此设计人员可以更换缓速器的选型。同时采集的缓速器制动扭矩与可以与ABS发出的车速值进行比对，如果在缓速器在100%叔叔制动扭矩时车速还在加快，则需要设计人员设计更大制动力的缓速器，反之，则涉及小型的缓速器。
Claims (3)
1.一种基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，其特征在于：包括如下步骤
a)安装于车辆上的GPS设备测得坡度信息i；
b)GPS设备从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机扭矩值T和当前发动机转速；
c) GPS设备通过从发动机ECU发出的CAN总线信息中获得当前发动机输出轴转速，并通过将当前发动机转速与当前发动机输出轴转速进行比值得到当前挡位变速器速比ig；
d)GPS设备从ABS发出的CAN总线信息中得到车速值U ，并根据多次车速值计算当前车辆加速度值du/dt；
e)GPS设备根据公式T×ig×i×ηt/r=G×f+Cd×A/21.15×U×U+G×i-δ×m×du/dt计算出当前车重G，式中i为主减速器速比，ηt为机械传动系传动效率，r为轮胎半径，f为滚动阻力系数，，Cd为空气阻力系数，A为迎风面积，δ为汽车质量换算系数，m为正常质量，GPS设备将计算得到的车重G发送至远程企业监控平台；
f)GPS设备通过安装在变速器上的副轴转速传感器获得变速器制动器制动开始时的副轴转速ω1和制动结束时的副轴转速ω2；
g)GPS设备通过整车气源气压 传感器获得整车气压值P0
h) GPS设备根据公式Z×2×π×f×P0×(R-r)/3=Jr×(ω1-ω2)/t计算变速器制动器的摩擦系数f，式中Z为变速器制动器的摩擦面数，π为圆周率，R为变速器制动器外圆半径，r为变速器制动器内圆半径，Jr为变速器输入轴的转动惯量，t为制动时间，GPS设备将计算得到的摩擦系数f发送至远程企业监控平台。
2.根据权利要求1所述的基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，其特征在于：所述GPS设备存储汽车生产企业各种车型的变速器类型以及每一变速器中各个挡位速比值，GPS设备将步骤c)中的当前挡位变速器速比ig与存储的变速器各个挡位速比值进行对比，判断当前变速器类型以及当前挡位，并将其发送至远程企业监控平台。
3.根据权利要求1或2所述的基于GPS的道路及车辆使用信息采集方法，其特征在于：还包括GPS设备从缓速器ECU中得到当前缓速器的制动扭矩值的步骤，GPS设备将缓速器制动扭矩发送至远程企业监控平台。
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