CN110645952A

CN110645952A - 车辆弹簧形变传感器及采集方法

Info

Publication number: CN110645952A
Application number: CN201910903945.7A
Authority: CN
Inventors: 徐孟飚
Original assignee: Jiangsu Zhonghong Xunda Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhonghong Xunda Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2020-01-03

Abstract

本发明涉及一种车辆弹簧形变传感器及采集方法，其特征是：所述形变传感器包括信息采集单元、无效数据过滤单元和传输单元；所述信息采集单元包括：形变信息采集单元，所述形变信息采集单元用于检测板弹簧的形变量；以及，加速度信息采集单元，所述加速度信息采集单元用于采集加速度信息；所述形变信息采集单元和加速度信息采集单元的输出端连接无效数据过滤单元的输入端；所述无效数据过滤单元根据形变信息采集单元的形变量信息以及加速度信息采集单元采集的加速度信息，判断信息的可靠性，去除采集信息中的异常变化数据；所述无效数据过滤单元的输出端连接至传输单元。本发明能够有效剔除无效数据，保证车辆载重数据获取的精度和分辨率。

Description

车辆弹簧形变传感器及采集方法

技术领域

本发明涉及一种车辆弹簧形变传感器及采集方法，尤其是一种用于车辆承载信息采集、处理的形变传感器装置。

背景技术

目前，国内外在汽车称重领域大多采用的是各种应力、应变、位移、角度传感器，进行有关参数测量。

近年随着传感器技术的进步，很多传感器测量精度得到提升，能反映负载引起参数的变化。但存在的问题是：车子行驶过程中条件恶劣，测量数据波动大，测量数据虽然正确，但有些采集的数据有效，有些采集的数据无效，也即有的测量数据反映弹簧实际负载，有的测量数据不反映弹簧实际负载，比如过坎或坑洼的数据就无效。停车时状态下，有的数据有效，能够反映弹簧实际荷重；有的数据无效，完全不反映弹簧实际负荷。因此至今没有一种能准确感知行车载荷的产品出现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种车辆弹簧形变传感器及采集方法，有效剔除无效数据，能够保证车辆载重数据获取的精度和分辨率。

按照本发明提供的技术方案，所述车辆弹簧形变传感器，其特征是：所述形变传感器包括信息采集单元、无效数据过滤单元和传输单元；

所述信息采集单元包括：

形变信息采集单元，所述形变信息采集单元用于检测板弹簧的形变量；

以及，加速度信息采集单元，所述加速度信息采集单元用于采集加速度信息；

所述形变信息采集单元和加速度信息采集单元的输出端连接无效数据过滤单元的输入端；所述无效数据过滤单元根据一段时间内的形变信息采集单元的形变量信息以及加速度信息采集单元采集的加速度信息，判断信息的可靠性，去除采集信息中的异常变化数据；

所述无效数据过滤单元的输出端连接至传输单元。

进一步地，还包括温度采集单元和用于对形变量信息进行温度补的温补单元；所述温度信息采集单元和无效数据过滤单元的输出端连接至温补单元的输入端，温补单元的输出端连接至传输单元。

进一步地，还包括自检单元，所述自检单元与形变信息采集单元、加速度信息采集单元和温度信息采集单元连接，自检单元的输出端与传输单元连接；所述自检单元对形变信息采集单元、加速度信息采集单元和温度信息采集单元的供电电压进行自检。

进一步地，所述传输单元与中控平台连接，将有效的形变量信息传输至中控平台。

进一步地，所述加速度信息采集单元采用三轴加速度传感器。

进一步地，所述形变信息采集单元用位移传感器、应变传感器或者转角传感器。

本发明还提供一种车辆弹簧形变采集方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）形变信息采集单元和加速度信息采集单元分别采集车辆弹簧的形变信息和加速度信息，并将采集的信息输送至无效数据剔除单元；

（2）无效数据过滤单元将加速度信息采集单元在时间t时采集的加速度信息g与预设阈值进行比较，当该加速度信息g超过预设阈值时，对应时间t时形变信息采集单元采集的形变数据即为无效数据，去除该时间采集的信息，剔除该无效数据后，获取有效形变量信息；

（3）无效数据过滤单元将有效的形变量信息由传输单元进行传输，或者，将有效的形变量信息与温度信息经温补单元进行温度飘移的补偿后由传输单元进行传输。

进一步地，所述无效数据过滤单元的判断过程为：

a、加速度信息采集单元采集一段时间内的加速度信息g，加速度信息g与时间g形成加速度与时间的关系曲线，形变信息采集单元采集一段时间内的形变信息w，形变信息w与时间t形成形变与时间的关系曲线；

b、时间t时，若加速度信息g超过预设阈值时，则对应时间t的形变数据是无效数据。

进一步地，温度信息采集单元将采集的温度信息传输至中控平台，通过温度信息对形变量数据进行温度飘移的校正。

进一步地，所述无效数据过滤单元根据加速度信息采集单元采集的加速度信息与预设阈值进行比较，识别车辆工况。

本发明具有以下优点：

（1）本发明通过加速度信息采集单元，有效剔除无效数据，获取有效数据，能够保证车辆载重数据获取的精度和分辨率。

（2）本发明所述车辆弹簧形变传感器通过温度信息的采集，对采集的形变信息进行温度补偿；

（3）本发明所述车辆弹簧形变传感器具有能够进行电压和参数检查的单元，以实现对传感器工作状态的检查。

附图说明

图1为本发明所述车辆弹簧形变传感器的原理框图。

图２为加速度信息采集单元采集的加速度信息与时间的关系曲线。

图３为形变信息采集单元采集的形变信息与时间的关系曲线。

附图标记说明：100-形变传感器、110-信息采集单元、120-无效数据过滤单元、130-传输单元、140-温补单元、150-自检单元、111-形变信息采集单元、112-加速度信息采集单元、113-温度信息采集单元。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

本发明所述车辆弹簧形变传感器100设置在车辆的车轮处，用于检测车轮处板弹簧的形变（如位移、应变或转角等），以获取车辆载重信息；所述形变传感器100采集的形变量信息和形变-车载负荷关系曲线进行比对，比对后获取车辆载重信息。

如图1所示，为本发明所述车辆弹簧形变传感器的原理框图。所述形变传感器100包括信息采集单元110、无效数据过滤单元120、传输单元130和温补单元140。

所述信息采集单元110包括形变信息采集单元111、加速度信息采集单元112和温度信息采集单元113；所述形变信息采集单元111用于检测板弹簧的形变量（如垂直位移、应变或者转角等），所述形变信息采集单元111可以采用位移传感器、应变传感器或者转角传感器；所述加速度信息采集单元112用于采集加速度信息，用来判断车辆行驶工况，只有某些工况下，比如车辆平稳运行的工况下，车辆弹簧的形变才能反映车辆实际负荷；加速度信息采集单元112可以采用三轴加速度传感器；所述温度信息采集单元113用于检测温度信息。

所述形变信息采集单元111和加速度信息采集单元112的输出端连接无效数据过滤单元120的输入端；所述无效数据过滤单元120根据一段时间内的形变信息采集单元111的形变量信息以及加速度信息采集单元112采集的加速度信息，判断信息的可靠性，去除采集信息中的异常变化数据（即无效数据）；具体地：将加速度信息采集单元112在时间t时采集的加速度信息g与预设阈值进行比较，当该加速度信息g超过预设阈值时，对应时间t时形变信息采集单元111采集的形变数据即为无效数据，去除该时间采集的信息，剔除该无效数据后，获取有效形变量信息。

所述无效数据过滤单元120的输出端连接至传输单元130，传输单元130与中控平台连接，将有效的形变量信息传输至中控平台，用于进行数据的比对，以获取车辆载重信息。

作为本发明的进一步改进，所述无效数据过滤单元120的输出端和温度信息采集单元113的输出端连接至温补单元140的输入端，温补单元140的输出端连接至传输单元130，传输单元130与中控平台连接，将有效的形变量信息经温补单元140进行温度补偿后，再传输至中控平台，用于进行数据的比对，以获取车辆载重信息，能够避免温度对采集的形变信息的影响，提高车辆载重测量的精确度。

进一步地，本发明所述车辆弹簧形变传感器100还包括自检单元150，所述自检单元150与形变信息采集单元111、加速度信息采集单元112和温度信息采集单元113连接，自检单元150的输出端与传输单元130连接；所述自检单元150用于对形变信息采集单元111、加速度信息采集单元112和温度信息采集单元113的供电电压进行自检，并将自检数据传输至中控，以贮存于数据平台中，供系统监测、维修使用。

本发明所述车辆弹簧形变采集方法，包括以下步骤：

（1）形变信息采集单元111和加速度信息采集单元112分别采集车辆弹簧的形变信息和加速度信息，并将采集的信息输送至无效数据过滤单元120；

（2）无效数据过滤单元120将加速度信息采集单元112在时间t时采集的加速度信息g与预设阈值进行比较，当该加速度信息g超过预设阈值时，对应时间t时形变信息采集单元111采集的形变数据即为无效数据，去除该时间采集的信息，剔除该无效数据后，获取有效形变量信息；

步骤（2）中无效数据过滤单元120的判断过程为：

a、加速度信息采集单元112采集一段时间内（如10s）的加速度信息g，加速度信息g与时间g形成加速度与时间的关系曲线g-t（如图2所示），形变信息采集单元111采集一段时间内的形变信息w，形变信息w与时间t形成形变与时间的关系曲线w-t（如图3所示）；

b、当时间t时加速度信息g超过预设阈值（如0.3g）时，则对应时间t的形变数据是无效数据；具体地：

当g=0时，车辆处于静止状态，工况称H=0；

当0 <g< 0.3g时，车辆正常行驶状态；工况称H=1；

当g > 0.3g时，车辆处于异常巅跛状态；工况称H=2；

当H=1，测量的变形值是可靠的；其它工况，不一定可靠或一定不可靠。在本实施例中将超过预设阈值工况下的数据过滤，获取有效形变量信息；这样传感器输出的数据，除了是经过温度补偿的、有效形变数据外、且提供了工况，这对于最终确定车辆负载是至关重要的。

（4）所述无效数据过滤单元120将有效的形变量信息由传输单元130传输至中控平台，或者，将有效的形变量信息与温度信息经温补单元进行温度飘移的补偿后由传输单元130传输至中控平台；传输至中控平台的形变量信息用用于进行数据的比对，以获取车辆载重信息。

Claims

1.一种车辆弹簧形变传感器，其特征是：所述形变传感器（100）包括信息采集单元（110）、无效数据过滤单元（120）和传输单元（130）；

所述信息采集单元（110）包括：

形变信息采集单元（111），所述形变信息采集单元（111）用于检测板弹簧的形变量；

以及，加速度信息采集单元（112），所述加速度信息采集单元（112）用于采集加速度信息；

所述形变信息采集单元（111）和加速度信息采集单元（112）的输出端连接无效数据过滤单元（120）的输入端；所述无效数据过滤单元（120）根据一段时间内的形变信息采集单元（111）的形变量信息以及加速度信息采集单元（112）采集的加速度信息，判断信息的可靠性，去除采集信息中的异常变化数据；

所述无效数据过滤单元（120）的输出端连接至传输单元（130）。

2.如权利要求1所述的车辆弹簧形变传感器，其特征是：还包括温度采集单元（113）和用于对形变量信息进行温度补的温补单元（140）；所述温度信息采集单元（113）和无效数据过滤单元（120）的输出端连接至温补单元（140）的输入端，温补单元（140）的输出端连接至传输单元（130）。

3.如权利要求1或2所述的车辆弹簧形变传感器，其特征是：还包括自检单元（150），所述自检单元（150）与形变信息采集单元（111）、加速度信息采集单元（112）和温度信息采集单元（113）连接，自检单元（150）的输出端与传输单元（130）连接；所述自检单元（150）对形变信息采集单元（111）、加速度信息采集单元（112）和温度信息采集单元（113）的供电电压进行自检。

4.如权利要求1所述的车辆弹簧形变传感器，其特征是：所述传输单元（130）与中控平台连接，将有效的形变量信息传输至中控平台。

5.如权利要求1所述的车辆弹簧形变传感器，其特征是：所述加速度信息采集单元（113）采用三轴加速度传感器。

6.如权利要求1所述的车辆弹簧形变传感器，其特征是：所述形变信息采集单元（111）采用位移传感器、应变传感器或者转角传感器。

7.一种车辆弹簧形变采集方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）形变信息采集单元（111）和加速度信息采集单元（112）分别采集车辆弹簧的形变信息和加速度信息，并将采集的信息输送至无效数据剔除单元（120）；

（2）无效数据过滤单元（120）将加速度信息采集单元（112）在时间t时采集的加速度信息g与预设阈值进行比较，当该加速度信息g超过预设阈值时，对应时间t时形变信息采集单元（111）采集的形变数据即为无效数据，去除该时间采集的信息，剔除该无效数据后，获取有效形变量信息；

（3）无效数据过滤单元（120）将有效的形变量信息由传输单元（130）进行传输，或者，将有效的形变量信息与温度信息经温补单元进行温度飘移的补偿后由传输单元（130）进行传输。

8.如权利要求7所这的车辆弹簧形变采集方法，其特征是：所述无效数据过滤单元（120）的判断过程为：

a、加速度信息采集单元（112）采集一段时间内的加速度信息g，加速度信息g与时间g形成加速度与时间的关系曲线，形变信息采集单元（111）采集一段时间内的形变信息w，形变信息w与时间t形成形变与时间的关系曲线；

9.如权利要求7所这的车辆弹簧形变采集方法，其特征是：温度信息采集单元将采集的温度信息传输至中控平台，通过温度信息对形变量数据进行温度飘移的校正。

10.如权利要求7所这的车辆弹簧形变采集方法，其特征是：所述无效数据过滤单元（120）根据加速度信息采集单元（112）采集的加速度信息与预设阈值进行比较，识别车辆工况。