CN109203898B - 悬架相关元件的运动数据处理模块及系统 - Google Patents

Abstract

一种悬架相关元件的运动数据处理模块(10)，其与车辆的转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)以传输数据的方式连接，并且构造成：确定转向角传感器(5)的检测数据与悬架相关元件的扭转程度之间的第一关系；采集转向角传感器(5)的检测数据；基于所述第一关系将转向角传感器(5)的检测数据转化成该悬架相关元件的扭转运动数据并且记录该扭转运动数据；确定悬架高度传感器(6)的检测数据与该悬架相关元件的偏斜程度之间的第二关系；采集悬架高度传感器(6)的检测数据；以及基于所述第二关系将悬架高度传感器(6)的检测数据转化成该悬架相关元件的偏斜运动数据并且记录该偏斜运动数据。

Description

悬架相关元件的运动数据处理模块及系统

技术领域

本申请涉及悬架相关元件的运动数据处理技术，其能够现场采集与悬架系统的运动相关的数据并将所述数据用于后续处理。

背景技术

在车辆驾驶中，悬架系统常发生扭转(twisting)和偏斜(bending)运动。具体而言，当车辆向左或向右转弯时，悬架系统会发生扭转，而当车辆在起伏的路面上行走时，悬架系统会发生偏斜。悬架系统本身的零部件以及与悬架系统关联的零部件的寿命周期与悬架系统发生扭转和偏斜的总次数是相关的。然而，悬架系统已经发生扭转和偏斜的次数通常是未知的。这样，就难以精确估计某个悬架系统本身的或相关联的零部件的剩余寿命。

因此，希望能够现场采集与悬架系统的运动相关的数据，但不希望为此而额外地配备元器件。

发明内容

本申请的目的是利用车辆本身已有的元器件实现悬架相关元件的运动数据处理，以将这些数据用于悬架系统零部件的剩余寿命估计等用途。

根据本申请的一个方面，提供了一种悬架相关元件的运动数据处理模块，其与车辆的转向角传感器和悬架高度传感器以传输数据的方式连接，并且构造成：

确定转向角传感器的检测数据与悬架相关元件的扭转程度之间的第一关系；

采集转向角传感器的检测数据；

基于所述第一关系将转向角传感器的检测数据转化成该悬架相关元件的扭转运动数据并且记录该扭转运动数据；

确定悬架高度传感器的检测数据与该悬架相关元件的偏斜程度之间的第二关系；

采集悬架高度传感器的检测数据；以及

基于所述第二关系将悬架高度传感器的检测数据转化成该悬架相关元件的偏斜运动数据并且记录该偏斜运动数据。

根据一种可行实施方式，转向角传感器的检测数据至少包括：方向盘的转向角度，周期，速度，频率，累计转向次数。

根据一种可行实施方式，悬架高度传感器的检测数据至少包括：悬架的线性运动幅度，速度，频率，加速度，周期，累计运动次数。

根据一种可行实施方式，所述悬架相关元件为轮速传感器。

根据一种可行实施方式，在该悬架相关元件的整个寿命周期内，全程记录其所有的扭转和偏斜运动数据。

根据一种可行实施方式，所述运动数据处理模块构造成将转向角传感器和悬架高度传感器的检测数据转化成多个悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据并且记录下来。

根据一种可行实施方式，所述运动数据处理模块构造成基于记录的悬架相关元件的累积的扭转和偏斜运动数据确定该悬架相关元件的剩余寿命。

根据一种可行实施方式，所述运动数据处理模块构造成将实时采集的悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据转化成主动悬架系统控制数据。

根据一种可行实施方式，所述转向角传感器和悬架高度传感器具有各自的内部存储器用以存储各自的检测数据，所述运动数据处理模块构造成实时地或定期地从转向角传感器和悬架高度传感器的内部传感器读取检测数据。

根据本申请的另一个方面，提供了一种悬架相关元件的运动数据处理系统，包括如前所述的悬架相关元件的运动数据处理模块以及与所述悬架相关元件的运动数据处理模块以传输数据的方式连接的转向角传感器和悬架高度传感器。

根据本申请，车辆原有的传感器被用于悬架相关元件的运动数据处理，不需要为此添加额外的元件器，因而不会增加成本，并且容易实现悬架相关元件的运动数据处理。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：

图1是与本申请相关的车辆部分的示意图；

图2是根据本申请的一种可行实施方式的悬架相关元件的运动数据处理模块的框图。

具体实施方式

本申请总体上涉及利用车辆原有的传感器实现悬架相关元件的运动数据处理。

如图1所示，车辆具有：方向盘1；车架2；悬架3，其安装在车架2上并且支撑着车轮4。

本申请需要采集的悬架相关元件的运动数据至少包括悬架系统的扭转和偏斜运动数据，这两个方面的数据分别利用车辆原有的转向角传感器5和悬架高度传感器6实现。

具体而言，转向角传感器5用来检测方向盘1的转动角度和转向方向。转向角传感器5通常安装在方向盘1下面或转向柱下面。转向角传感器5能够检测到方向盘1的左转或右转，从而使车辆电控单元发出正确的转向指令。由于方向盘1的转动导致车辆转向，并且悬架3发生绕向左或向右的扭转，即绕竖直轴线的转动，因此，本申请利用转向角传感器5的检测数据来表征悬架3的扭转运动。

悬架高度传感器6通常安装在车架2上，用于检测悬架3沿车辆竖直轴线的线性运动信息。悬架高度传感器6可以是机械式的，例如与悬架3相连的连杆式的，也可以是电磁式的等等。悬架高度传感器6能够检测出悬架3沿车辆竖直轴线的高度变化，也就能确定车身高度的变化。悬架3下游侧的高度发生变化，即体现为悬架系统上下偏斜。

悬架3本身的零部件的寿命周期与悬架3的运动是相关的。更重要的是，与悬架3关联的零部件，尤其是电子器件，其寿命周期也与悬架3的运动直接相关。例如，由悬架3支撑的轮速传感器7，随着悬架3的运动而运动，因而其寿命在很大程度上取决于悬架3的运动。

以下将悬架系统本身的零部件以及与悬架系统关联的零部件统称为悬架相关元件。悬架相关元件的操作、寿命、可靠性都与悬架3的运动相关，因此，采集并记录悬架3的运动数据是极有意义的。

如图2所示，根据本申请的一种可行实施方式，一种悬架相关元件的运动数据处理模块10与转向角传感器5和悬架高度传感器6以能够实现数据传递(例如双向数据传递)的方式连接(通过软件和/或硬件)，例如通过CAN总线。

模块10采集转向角传感器5检测的方向盘1的下述转向信息：转向角度，周期，速度，频率，累计转向次数等等。

模块10采集悬架高度传感器6检测的悬架3的下述线性运动信息：线性运动幅度，速度，频率，加速度(振动/冲击)，周期，累计运动次数等等。

模块10将来自转向角传感器5和悬架高度传感器6的检测数据记录下来，并且在需要时输出这些数据。这些数据可以在车辆研发过程中用作悬架相关元件的设计、可靠性分析中所参考的现场数据，在车辆运行中在基于路面状况对主动悬架系统的控制中用作参考，用作驾驶习惯监视，等等。

对于不同的悬架相关元件，由于它们在悬架系统中所处的相对位置不同，各自的运动也不相同。因此，模块10可以先确定转向角传感器5和悬架高度传感器6的检测数据与某个特定的悬架相关元件的运动之间的关系，然后根据该关系将来自转向角传感器5和悬架高度传感器6的检测数据分别转化为该悬架相关元件的扭转程度和偏斜程度。

例如，方向盘1的转向角度与轮速传感器7的扭转程度之间存在特定关系，因此模块10可以先确定二者之间的关系，然后基于该关系将转向角传感器5的检测结果转化为轮速传感器7的扭转程度。另一方面，由于轮速传感器7由悬架3承载，悬架3的线性升降运动程度与轮速传感器7的偏斜程度，之间存在特定关系，因此模块10可以先确定二者之间的关系，然后基于该关系将悬架高度传感器6的检测数据转化为轮速传感器7的偏斜程度。

对于转向角传感器5和悬架高度传感器6，它们可以各自具有自己的内部存储器，例如非易失性存储器，因此二者的检测数据可以存储在各自的存储器中，并且在经历了预定的驾驶时间/里程后被模块10读取。例如，在测试时或定期保养时经模块10读取出来。对于自身不带内部存储器的转向角传感器5和/或悬架高度传感器6，其检测数据被车辆电控单元实时读取并且存储在车辆电控单元的存储器中，之后可以定期被模块10读取；或者，其检测数据被模块10读取并且存储在相应的存储器中。

总而言之，模块10可以直接或间接地、实时地或定期地读取转向角传感器5和悬架高度传感器6的检测结果，并对它们进行处理，例如转化成每个特定悬架相关元件的运动数据，并将处理后的运动数据存储下来。然后定期或定里程被读出，例如在车辆测试场所或在车辆4S店被读出；或者，模块10存储的数据可以被车辆电控单元随时读取。

前面以轮速传感器7作为悬架相关元件的例子被描述，这是因为轮速传感器7位于悬架系统的最末端因而运动幅度最大，并且相对于悬架系统自身的零部件而言更脆弱、更易损。可以理解，各种悬架相关元件，包括由悬架系统的其它部位承载的零部件以及悬架系统自身的零部件，其扭转和偏斜运动，都可以通过前面描述的方式记录下来，作为该悬架相关元件的设计、测试、寿命评估等工作中采用的重要参数。可以在该悬架相关元件的整个寿命周期内，全程记录其所有的扭转和偏斜运动数据。

此外，模块10还可以构造成基于转向角传感器5和悬架高度传感器6的检测结果转化成多个悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据并且记录下来。

模块10还可以构造成对所记录的关于某个悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据进行进一步处理以便用于预期的目的。例如，模块10可以构造成基于悬架相关元件的累积的扭转和偏斜运动数据确定该悬架相关元件的剩余寿命，将实时采集的悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据转化成主动悬架系统控制数据等等。

模块10可以以软件或固件的形式包含在车辆电控单元中。模块10可以与转向角传感器5和悬架高度传感器6组成一个悬架相关元件的运动数据处理系统。该系统利用车辆原有的转向角传感器5和悬架高度传感器6采集并记录悬架相关元件的运动数据，不需要添加额外的传感器，就能提供该悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。

Claims (11)

1.一种悬架相关元件的运动数据处理模块(10)，其与车辆的转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)以传输数据的方式连接，并且构造成：

确定转向角传感器(5)的检测数据与悬架相关元件的扭转程度之间的第一关系；

采集转向角传感器(5)的检测数据；

基于所述第一关系将转向角传感器(5)的检测数据转化成该悬架相关元件的扭转运动数据并且记录该扭转运动数据；

确定悬架高度传感器(6)的检测数据与该悬架相关元件的偏斜程度之间的第二关系；

采集悬架高度传感器(6)的检测数据；以及

基于所述第二关系将悬架高度传感器(6)的检测数据转化成该悬架相关元件的偏斜运动数据并且记录该偏斜运动数据。

2.如权利要求1所述的运动数据处理模块(10)，其中，转向角传感器(5)的检测数据至少包括：方向盘的转向角度，周期，速度，频率，累计转向次数。

3.如权利要求1所述的运动数据处理模块(10)，其中，悬架高度传感器(6)的检测数据至少包括：悬架的线性运动幅度，速度，频率，加速度，周期，累计运动次数。

4.如权利要求2所述的运动数据处理模块(10)，其中，悬架高度传感器(6)的检测数据至少包括：悬架的线性运动幅度，速度，频率，加速度，周期，累计运动次数。

5.如权利要求1所述的运动数据处理模块(10)，其中，所述悬架相关元件为轮速传感器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的运动数据处理模块(10)，其中，在该悬架相关元件的整个寿命周期内，全程记录其所有的扭转和偏斜运动数据。

7.如权利要求1-5中任一项所述的运动数据处理模块(10)，其中，所述运动数据处理模块(10)构造成将转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)的检测数据转化成多个悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据并且记录下来。

8.如权利要求1-5中任一项所述的运动数据处理模块(10)，其中，所述运动数据处理模块(10)构造成基于记录的悬架相关元件的累积的扭转和偏斜运动数据确定该悬架相关元件的剩余寿命。

9.如权利要求1-5中任一项所述的运动数据处理模块(10)，其中，所述运动数据处理模块(10)构造成将实时采集的悬架相关元件的扭转和偏斜运动数据转化成主动悬架系统控制数据。

10.如权利要求1-5中任一项所述的运动数据处理模块(10)，其中，所述转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)具有各自的内部存储器用以存储各自的检测数据，所述运动数据处理模块(10)构造成实时地或定期地从转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)的内部传感器读取检测数据。

11.一种悬架相关元件的运动数据处理系统，包括如权利要求1-10中任一项所述的悬架相关元件的运动数据处理模块(10)以及与所述悬架相关元件的运动数据处理模块(10)以传输数据的方式连接的转向角传感器(5)和悬架高度传感器(6)。