CN115560910A - 一种增程式动力单元质心快速检测方法 - Google Patents

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CN115560910A CN202211033110.9A CN202211033110A CN115560910A CN 115560910 A CN115560910 A CN 115560910A CN 202211033110 A CN202211033110 A CN 202211033110A CN 115560910 A CN115560910 A CN 115560910A
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雷基林
王贵勇
王伟超
申立忠
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Kunming University of Science and Technology
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Kunming University of Science and Technology
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12—Static balancing; Determining position of centre of gravity
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
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Abstract

本发明公开了一种增程式动力单元质心快速检测方法,涉及增程式电动汽车技术领域。本发明提供的质心检测方法，包括以下步骤：当重力场均匀时，车辆的重心即为质心，首先以车辆四个轮子与地面的接触点为测点，建立坐标位置，并连接对角方向的两个测点，两组对角测点连线的相交点即为车辆质心的平面坐标，并测得坐标值，同时结合质心的计算公式以及勾股定理，算得质心的高度，即得出质心的三维坐标。

Description

一种增程式动力单元质心快速检测方法
技术领域
本发明属于增程式电动汽车技术领域，特别是涉及一种增程式动力单元质心快速检测方法。
背景技术
随着汽车行业的快速发展，以及人们的使用需求，本着安全、节能、环保的理念，增程式电动汽车成为最受欢迎的动力单元，同时，随着车辆速度的提升，对于车辆在动力学稳定性和平稳性方面的要求越来越高，在设计、制造、实际车辆运行中控制和判定以及保证有一个合理的重心是十分重要的。为此，我们提出一种增程式动力单元质心快速检测方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种增程式动力单元质心快速检测方法。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种增程式动力单元质心快速检测方法，所述方法包括以下步骤：
S1、以车辆四个车轮与地面的接触点为测点，分别记为a、b、c、d，假设E点为车辆物体的质心三维位置点；
S2、以a为原点，ad方向为坐标X轴，ab方向为坐标Y轴，垂直于a、b、c、d所在平面方向为坐标Z轴建立车辆三维直角坐标系；
S3、连接ac、bd，并将线段ac与线段bd的交点设为F，测得F点与X轴的间距为Fx,与Y轴的间距为Fy，即F点坐标为：（Fx，Fy）；
S4、质心计算公式：R=
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，R为E与a之间的距离；
S5、F和a之间的距离为Fa；
S6、勾股定理计算公式：
Figure 406802DEST_PATH_IMAGE002
。
优选地，在所述步骤S3中，利用测量装置测得Fx和Fy。
优选地，优选地，在所述步骤S4中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
为a、b、c、d四个测点竖直方向的重力荷载，
Figure 463DEST_PATH_IMAGE004
为a、b、c、d四个测点与坐标轴原点的间距，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为车辆的自身重量。
优选地，在所述步骤S5中，Fa的长度利用测量装置进行测量。
优选地，在所述步骤S6中，由勾股定理得出FE=
Figure 151303DEST_PATH_IMAGE006
。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过车辆静止时，重力场是均匀的，质心和重心在同一个假想点上，即质心 与重心重合，此时E点在F点的正上方，因此E点与X轴以及Y轴之间的距离即为F点与X轴以及 Y轴之间的距离，得出E点在X轴和Y轴上的坐标值，同时通过称重传感器分别测得四个车轮 对地面的压力，即a、b、c、d四点所受的重力作用，其中
Figure 860633DEST_PATH_IMAGE005
为四点所受的重力荷载的总和，同 时通过测量工具测得a、b、c、d四点与坐标轴原点的间距，即aa、ab、ac、ad的长度，结合公式： R=
Figure 263801DEST_PATH_IMAGE001
，得出Ea的长度，同时利用直角三角形的勾股定理：
Figure 83990DEST_PATH_IMAGE002
，得出：FE =
Figure 764370DEST_PATH_IMAGE006
，即E点与a、b、c、d所在平面之间的垂直距离，进而得出E点的三维坐标为 （Fx，Fy，FE），确定了车辆质心所在的三维位置点，实现了检测车辆质心位置的目的。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明中建立的数学模型示意图。
具体实施方式
实施例一：本发明为一种增程式动力单元质心快速检测方法，所述方法包括以下步骤：
S1、以车辆四个车轮与地面的接触点为测点，分别记为a、b、c、d，假设E点为车辆物体的质心三维位置点；
S2、以a为原点，ad方向为坐标X轴，ab方向为坐标Y轴，垂直于a、b、c、d所在平面方向为坐标Z轴建立车辆三维直角坐标系；
S3、连接ac、bd，并将线段ac与线段bd的交点设为F，测得F点与X轴的间距为Fx,与Y轴的间距为Fy，即F点坐标为：（Fx，Fy）；
S4、质心计算公式：R=
Figure 893869DEST_PATH_IMAGE001
，R为E与a之间的距离；
S5、F和a之间的距离为Fa；
S6、勾股定理计算公式：
Figure 269486DEST_PATH_IMAGE002
。
当车辆静止时，重力场是均匀的，质心和重心在同一个假想点上，即质心与重心重合，此时E点在F点的正上方，因此E点与X轴以及Y轴之间的距离即为F点与X轴以及Y轴之间的距离。
实施例二：在所述步骤S3和S5中，利用测量装置测得Fx、Fy以及Fa的长度，通过激光测距仪或者其他测量工具，分别测得F点与X轴以及Y轴之间的距离，进而得出Fx与Fy，即F点坐标（Fx，Fy）的数值，同时测得F点与a之间的距离。
在所述步骤S4中，
Figure 145563DEST_PATH_IMAGE003
为a、b、c、d四个测点竖直方向的重力荷载，
Figure 821395DEST_PATH_IMAGE004
为a、b、c、d四个 测点与坐标轴原点的间距，
Figure 121795DEST_PATH_IMAGE005
为车辆的自身重量，通过称重传感器分别测得四个车轮对地 面的压力，即a、b、c、d四点所受的重力作用，其中
Figure 250288DEST_PATH_IMAGE005
为四点所受的重力荷载的总和，同时通 过测量工具测得a、b、c、d四点与坐标轴原点的间距，即aa、ab、ac、ad的长度。
在所述步骤S6中，由勾股定理得出FE=
Figure 661547DEST_PATH_IMAGE006
，通过计算得出FE的长度，即 为E点的高度，结合Fx、Fy，得出E点的坐标，即车辆质心的位置。
实施例三：当车辆静止时，车辆的质心和重心是重合的，通过称重传感器分别测得 四个车轮对地面的压力，即a、b、c、d四点所受的重力作用，其中
Figure 660727DEST_PATH_IMAGE005
为四点所受的重力荷载的 总和，同时通过测量工具测得a、b、c、d四点与坐标轴原点的间距，即aa、ab、ac、ad的长度，结 合公式：R=
Figure 272974DEST_PATH_IMAGE001
，得出Ea的长度，同时利用直角三角形的勾股定理：
Figure 135101DEST_PATH_IMAGE002
， 得出：FE=
Figure 100783DEST_PATH_IMAGE006
，即E点与a、b、c、d所在平面之间的垂直距离，结合F点坐标（Fx，Fy）， 进而得出E点的三维坐标为（Fx，Fy，FE），确定了车辆质心所在的三维位置点，实现了快速检 测车辆质心位置的目的；
当车辆进入动态行驶时，重心的位置会随着车身姿态悬架拉伸、轮胎形变等发生改变，车身姿态变化越大，重心和质心偏离的越多，质心位置越低，车辆越平稳，因此，利用传感器采集车辆行驶中的各种参数，并传输至计算机，计算机根据质心检测模型检测出的质心位置以及采集的各种参数输出控制信号对车辆行驶中的各部件进行调整，实现车辆的稳态行驶。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种增程式动力单元质心快速检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、以车辆四个车轮与地面的接触点为测点，分别记为a、b、c、d，假设E点为车辆物体的质心三维位置点；
S2、以a为原点，ad方向为坐标X轴，ab方向为坐标Y轴，垂直于a、b、c、d所在平面方向为坐标Z轴建立车辆三维直角坐标系；
S3、连接ac、bd，并将线段ac与线段bd的交点设为F，测得F点与X轴的间距为Fx,与Y轴的间距为Fy，即F点坐标为：（Fx，Fy）；
S4、质心计算公式：R=
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，R为E与a之间的距离；
S5、F和a之间的距离为Fa；
S6、勾股定理计算公式：
Figure 163568DEST_PATH_IMAGE002
。
2.根据权利要求1所述的一种增程式动力单元质心快速检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用测量装置测得Fx和Fy。
3.根据权利要求2所述的一种增程式动力单元质心快速检测方法，其特征在于，在所述 步骤S4中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为a、b、c、d四个测点竖直方向的重力荷载，
Figure 853044DEST_PATH_IMAGE004
为a、b、c、d四个测点与坐标轴原 点的间距，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为车辆的自身重量。
4.根据权利要求3所述的一种增程式动力单元质心快速检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中，Fa的长度利用测量装置进行测量。
5.根据权利要求4所述的一种增程式动力单元质心快速检测方法，其特征在于，在所述 步骤S6中，由勾股定理得出FE=
Figure 109582DEST_PATH_IMAGE006
。
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