CN114684161A - 基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，包括：预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表；获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度；将当前整车减速度和当前制动踏板开度进行拟合，得到当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系；根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重。本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，利用制动踏板位移得到车辆载重，制动踏板位移与减速度的关系恒定，计算需考虑的因素较少，整车的安全策略也不会影响车辆制动性能，计算结果准确；以低成本方式获取整车载重。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法。
背景技术
对于商用货车，车辆载重是一个非常重要的参数，对于商用货车，质量的变化范围最高可达400％。从车辆自动控制问题研究方向来思考，如果车辆的质量能够准确获取，将能够改善车辆操纵稳定性、驾驶舒适性和安全性等。在无人驾驶车辆轨迹跟踪控制研究领域中，准确获取车辆载重更为重要，尤其是商用货车，载重质量变化的情况会直接影响轨迹跟踪精度。
目前在车辆质量辨识的研究领域中，可以分为两类：第一类是依靠公路车辆传感器直按获取，这种方式比较昂贵：第二类是参数估计方法，这种方式通过纵向驱动力、纵向加速、迎风阻力、轮胎滚动阻力信息，采用一些智能算法，能够在线准确估计整车质量，属于间接方式估计出整车质量。值得注意的是，第二类主要方法有自适应滑磨观测器、最小二乘法、基于纵向频响特性估计法，考虑比较全面的方法有适应空气阻力变化辨识法,还有针对电驱动质量辨识方法。但是，采用上述方法辨识车辆的质量时，车辆模型的精度、传感器的精度都会影响车辆模型输出结果的准确性，进而影响车辆质量辨识的准确性。并且，通过传感器获取车辆中大量的信号，传感器的精度较低会使得车辆中大量信号的准确性降低，进一步降低车辆质量辨识的准确性。
因此，亟需一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，以解决上述现有技术中的问题，能够利用制动踏板位移得到车辆载重，以低成本方式获取整车载重。
本发明提供了一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，包括：
预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表；
获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度；
将当前整车减速度和当前制动踏板开度进行拟合，得到当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系；
根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，具体包括：
建立制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系；
计算整车的载重；
根据制动器产生的制动力和整车的载重，计算不同载重下的整车减速度；
根据制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系和不同载重下的制动器产生的制动力与整车减速度的对应关系，得到制动踏板位移与整车减速度的关系。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述计算整车的载重，具体包括：
获取整车的速度曲线；
根据所述整车的速度曲线，计算整车的实时减速度；
根据与所述整车的实时减速度所在时刻所对应的踏板位移，计算整车的载重。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述获取整车的速度曲线，具体包括：
针对新能源车，根据整车电机输出轴转速获取整车的速度曲线；
针对燃油车，根据里程表传感器获取整车的速度曲线。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，具体包括：
在不同载重下，根据踏板位移传感器得到不同时刻的整车踏板位移；
根据GPS车速仪，得到不同时刻的车速，以根据车速得到不同时刻的制动减速度；
根据不同载重下，不同时刻的整车踏板位移和制动减速度，得到不同载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线；
采用插值法得到其它载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，在所述获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度之前，所述基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法还包括：
获取当前制动踏板开度信号；
判断当前制动踏板开度信号是否为零；
若当前制动踏板开度信号不为零，则获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度；
若当前制动踏板开度信号为零，则返回获取当前制动踏板开度信号的步骤。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，在所述获取当前制动踏板开度信号之前，所述基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法还包括：
判断当前车辆车速是否大于预设车速；
若当前车辆车速大于预设车速，则获取当前油门开度信号和当前整车加速度信号；
判断当前车辆油门开度和当前加速度是否为零；
若当前车辆油门开度和当前加速度为零，则获取当前制动踏板开度信号；
若当前车辆油门开度和当前加速度中的至少一个不为零，则返回判断当前车辆车速是否大于预设车速的步骤。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重，具体包括：
将当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系与预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表进行比对；
在预先构建的不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表中，选取出若干与当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系接近的制动踏板开度和减速度，并将所选择的制动踏板开度和减速度所对应的若干载重作为目标载重；
根据若干所述目标载重，得到当前车辆载重。
如上所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其中，优选的是，所述根据若干所述目标载重，得到当前车辆载重，具体包括：
计算若干所述目标载重的平均值，作为所述当前车辆载重。
本发明提供一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重，利用制动踏板位移得到车辆载重，制动踏板位移与减速度的关系恒定，计算需考虑的因素较少，而且整车的安全策略也不会影响车辆制动性能，计算结果准确；以尽量低地增加整车成本的方式获取整车载重，同时解决部分车型车辆载重不好测量的问题和传统方法计算复杂，成本较高的问题。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的实施例的流程图；
图2为本发明提供的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的实施例的逻辑图；
图3为某车型空载和满载的踏板位移与整车减速度曲线。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1和图2所示，本实施例提供的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表。
预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表可以是矩阵表格，也可以是关系曲线，本发明对此不作具体限定。本发明在一种实施方式中，可以通过理论计算法得到预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表。制动系统的工作原理为，当驾驶员需要制动时，踩动制动踏板，通过真空助力器增大推力加至制动总泵上，随着制动总泵内活塞的移动，然后整个制动管路中制动液的压力逐渐升高，同时储油壶内的制动液会及时填补制动总泵活塞移动所留下的间隙，以免空气混入制动管路系统；制动器内制动分泵(轮缸)受到制动管路所传递的压力，逐渐压紧两制动衬片，使摩擦片与制动盘接触，实现制动。因此，踏板位移与制动器产生的制动力存在对应关系，由制动力即可计算出整车的减速度，据此可推导出制动踏板位移与整车减速的的对应关系曲线，且不同整车重量状态下，此曲线会有不同的特性。如图3所示分别为某车型空载和满载的踏板位移与整车减速度曲线。在本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、建立制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系。
步骤S12、计算整车的载重。
在本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的一种实施方式中，所述步骤S12具体可以包括：
步骤S121、获取整车的速度曲线。
在本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的一种实施方式中，所述步骤S121具体可以包括：
步骤S1211、针对新能源车，根据整车电机输出轴转速获取整车的速度曲线。
步骤S1212、针对燃油车，根据里程表传感器获取整车的速度曲线。
步骤S122、根据所述整车的速度曲线，计算整车的实时减速度。
步骤S123、根据与所述整车的实时减速度所在时刻所对应的踏板位移，计算整车的载重。
由整车电机输出轴转速(新能源)或里程表传感器(燃油车)可获得整车的速度曲线，进而获得整车的实时减速度，对应踏板位移传感器的数据即可计算出整车的载重。
步骤S13、根据制动器产生的制动力和整车的载重，计算不同载重下的整车减速度。
步骤S14、根据制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系和不同载重下的制动器产生的制动力与整车减速度的对应关系，得到制动踏板位移与整车减速度的关系。
本发明在一种实施方式中，若整车制动钳P-V曲线(制动压力-蓄液量)无参数或部分参数不好，预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表的测定可采用试验标定法。在本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11'、在不同载重下，根据踏板位移传感器得到不同时刻的整车踏板位移。
步骤S12'、根据GPS车速仪，得到不同时刻的车速，以根据车速得到不同时刻的制动减速度。
步骤S13'、根据不同载重下，不同时刻的整车踏板位移和制动减速度，得到不同载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线。
步骤S14'、采用插值法得到其它载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线。
由GPS车速仪可测出整车踏板位移与制动减速度对应曲线，空满载数据测出后根据插值法即可得到不同载重情况下整车踏板位移与制动减速度曲线，也可以增加空载和满载中间的测试次数，测试次数越多，测试结果越准确。
步骤S2、获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度。
如图3所示，在步骤S2之前，所述基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法还包括：
步骤S201、判断当前车辆车速是否大于预设车速。
在车速太低时，制动器的效能会有所偏离，因此，需要保证在当前车辆车速大于预设车速的情况下，获取制动踏板开度。
步骤S202、若当前车辆车速大于预设车速，则获取当前油门开度信号和当前整车加速度信号。
步骤S203、判断当前车辆油门开度和当前加速度是否为零。
步骤S204、若当前车辆油门开度和当前加速度为零，则获取当前制动踏板开度信号。
步骤S205、若当前车辆油门开度和当前加速度中的至少一个不为零，则返回判断当前车辆车速是否大于预设车速的步骤(即返回步骤S201)。
步骤S206、判断当前制动踏板开度信号是否为零。
步骤S207、若当前制动踏板开度信号不为零，则获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度。
步骤S208、若当前制动踏板开度信号为零，则返回获取当前制动踏板开度信号的步骤(即返回步骤S204)。
步骤S3、将当前整车减速度和当前制动踏板开度进行拟合，得到当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系。
步骤S4、根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重。
在本发明的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法的一种实施方式中，所述步骤S4具体可以包括：
步骤S41、将当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系与预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表进行比对。
步骤S42、在预先构建的不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表中，选取出若干与当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系接近的制动踏板开度和减速度，并将所选择的制动踏板开度和减速度所对应的若干载重作为目标载重。
其中，这里的接近可以理解为当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系与预先构建的制动踏板开度和减速度的关系表所对应的曲线之间的距离、截距、斜率等参数满足预设条件，例如可以是距离按照从小到大的顺序取前N个制动踏板开度和减速度所对应的载重，例如为前三个。
步骤S43、根据若干所述目标载重，得到当前车辆载重。
具体地，计算若干所述目标载重的平均值，作为所述当前车辆载重。
本发明在一些实施方式中，也可增加制动踏板力传感器，以根据踏板力与制动减速度的对应关系来计算当前车辆载重。本发明在其他实施方式中，也可以对基于踏板力与制动减速度的对应关系与踏板位移得到的车辆载重与基于制动减速度的对应关系得到的车辆载重结果进行交叉验证，以增加结果的准确性与稳定性。
本发明实施例提供的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重，利用制动踏板位移得到车辆载重，制动踏板位移与减速度的关系恒定，计算需考虑的因素较少，而且整车的安全策略也不会影响车辆制动性能，计算结果准确；以尽量低地增加整车成本的方式获取整车载重，同时解决部分车型车辆载重不好测量的问题和传统方法计算复杂，成本较高的问题。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，包括：
预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表；
获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度；
将当前整车减速度和当前制动踏板开度进行拟合，得到当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系；
根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重。
2.根据权利要求1所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，具体包括：
建立制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系；
计算整车的载重；
根据制动器产生的制动力和整车的载重，计算不同载重下的整车减速度；
根据制动踏板位移与制动器产生的制动力之间的对应关系和不同载重下的制动器产生的制动力与整车减速度的对应关系，得到制动踏板位移与整车减速度的关系。
3.根据权利要求2所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述计算整车的载重，具体包括：
获取整车的速度曲线；
根据所述整车的速度曲线，计算整车的实时减速度；
根据与所述整车的实时减速度所在时刻所对应的踏板位移，计算整车的载重。
4.根据权利要求3所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述获取整车的速度曲线，具体包括：
针对新能源车，根据整车电机输出轴转速获取整车的速度曲线；
针对燃油车，根据里程表传感器获取整车的速度曲线。
5.根据权利要求1所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述预先构建预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，具体包括：
在不同载重下，根据踏板位移传感器得到不同时刻的整车踏板位移；
根据GPS车速仪，得到不同时刻的车速，以根据车速得到不同时刻的制动减速度；
根据不同载重下，不同时刻的整车踏板位移和制动减速度，得到不同载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线；
采用插值法得到其它载重下的整车踏板位移与制动减速度的对应曲线。
6.根据权利要求1所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，在所述获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度之前，所述基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法还包括：
获取当前制动踏板开度信号；
判断当前制动踏板开度信号是否为零；
若当前制动踏板开度信号不为零，则获取预设时间段内的当前整车减速度和当前制动踏板开度；
若当前制动踏板开度信号为零，则返回获取当前制动踏板开度信号的步骤。
7.根据权利要求6所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，在所述获取当前制动踏板开度信号之前，所述基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法还包括：
判断当前车辆车速是否大于预设车速；
若当前车辆车速大于预设车速，则获取当前油门开度信号和当前整车加速度信号；
判断当前车辆油门开度和当前加速度是否为零；
若当前车辆油门开度和当前加速度为零，则获取当前制动踏板开度信号；
若当前车辆油门开度和当前加速度中的至少一个不为零，则返回判断当前车辆车速是否大于预设车速的步骤。
8.根据权利要求1所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述根据当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系和预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表，得到当前车辆载重，具体包括：
将当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系与预先构建的预设车型在不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表进行比对；
在预先构建的不同载重下的制动踏板开度和减速度的关系表中，选取出若干与当前整车减速度与当前制动踏板开度的拟合关系接近的制动踏板开度和减速度，并将所选择的制动踏板开度和减速度所对应的若干载重作为目标载重；
根据若干所述目标载重，得到当前车辆载重。
9.根据权利要求8所述的基于制动踏板位移的车辆载荷识别方法，其特征在于，所述根据若干所述目标载重，得到当前车辆载重，具体包括：
计算若干所述目标载重的平均值，作为所述当前车辆载重。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117657094A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-08 | 临工重机股份有限公司 | 一种制动系统控制方法、装置、设备以及介质 |
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2022
- 2022-04-22 CN CN202210464375.8A patent/CN114684161A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117657094A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-08 | 临工重机股份有限公司 | 一种制动系统控制方法、装置、设备以及介质 |
| CN117657094B (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-12 | 临工重机股份有限公司 | 一种制动系统控制方法、装置、设备以及介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |