CN206501812U - 基于车联网的车辆载重量测量系统 - Google Patents

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CN206501812U CN201621195693.5U CN201621195693U CN206501812U CN 206501812 U CN206501812 U CN 206501812U CN 201621195693 U CN201621195693 U CN 201621195693U CN 206501812 U CN206501812 U CN 206501812U
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顾士平
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Abstract

本专利基于车联网的车辆载重量测量系统利用扭矩与加速度传感器相结合的车辆载重量测量方法；系统包括：ECU汽车电子控制单元(101)，处理器(102)，加速度传感器(103)、无线通信模块(104)，车辆管理中心(202)。车辆载重量动态测量装置通过汽车运行中的扭矩、汽车运行时的加速度、汽车运行时加速度与重力之间的夹角、汽车运行时的速度，计算出汽车的总质量；汽车的总质量减去汽车的自重即为汽车的转载货物的质量；汽车的总重量通过查表得到；并将数据动态传送到汽车管理中心。

Description

基于车联网的车辆载重量测量系统
技术领域
本专利涉及一种利用车辆运行中的扭矩等数据判别车辆载重量的方法，特别涉及一种利用扭矩与加速度传感器相结合的车辆载重判别方法。
背景技术
现有的汽车称重都是指地面上安装地磅来称重汽车的重量，尚未看到利用汽车自身的数据如扭矩、汽车运行的速度、汽车与地面的夹角等数据来产生汽车装载量的设备。
发明内容
要解决的问题：解决运输过程中车辆重量进行动态实时监控、跟踪。
技术方案：
利用车辆运行中的扭矩、车辆的速度、车辆的行驶的加速度、加速度与地球引力之间的夹角计算车辆总质量方法；
车辆载重量动态测量装置(201)，包括：ECU汽车电子控制单元(101)，处理器(102)，加速度传感器(103)、无线通信模块(104)；处理器(102)通过CAN总线连接ECU汽车电子控制单元(101)；加速度传感器(103)通过SPI总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过I2C总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过UART总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过模拟数据线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过GPIO连接处理器(102)；
基于车联网的车辆载重量测量系统由车辆载重量动态测量装置(201)，车辆管理中心(202)；车辆载重量动态测量装置(201)通过无线通信网络、有线通信网络、通过无线通信网络与有线网络的混合网络与车辆管理中心(202)连接。
方法1：处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)车辆加速度与重力之间的夹角；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的速度；
通过汽车运行中的扭矩、汽车运行时的加速度、汽车运行时加速度与重力之间的夹角、汽车运行时的速度，计算出汽车的总质量；汽车的总质量减去汽车的自重即为汽车的转载货物的质量；
计算公式
M＝(F*R)/(a*R*cosθ)-Kv2+C
M为汽车的总质量；
F*R为汽车发动机的扭矩，处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；
R为力臂，对于特定的汽车R为常数，由汽车生产厂家提供，汽车安装本设备“车辆载重量动态测量装置”后，设置输入本常数；
a为车辆运行时的加速度，处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；
0为汽车运行时加速度与重力之间的夹角，取值范围为0°到+180°，通过加速度传感器读取；
k为修正常数，(1)与汽车行驶时风的阻力有关；(2)与汽车行驶时车轮与地面的摩擦有关；对特定的车辆，该值为常数；
k值的标定：在本设备“车辆载重量动态测量装置”安装后，输入汽车自重；按下“车辆载重量动态测量装置”设置k值按钮，汽车空载行驶，汽车速度加速到一定的速度(本案例为40km/h，但不限于此速度)，“车辆载重量动态测量装置”自动计算出k值，并将此值自动存储于设置中，k值设置完成；
v为汽车行驶的速度；
kv2是车辆行驶过程中受到的风阻及地面摩擦的修正量。
C修正数据，修正数据存储在处理器(102)，通过车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到，对数据M进行修正；
当车辆静止时，不能得到车辆的重量数据。
方法2：汽车的总重量通过查表得到，表格数据存储在车辆载重量动态测量装置(201)的处理器(102)中；根据车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到查表得到。
车辆载重量动态测量装置(201)与车辆管理中心(202)通信：车辆载重量动态测量装置(204)的处理器(102)测量或原始标定的汽车的自重、汽车运行的速度、汽车运行与重力之间的夹角；车辆载重量动态测量装置(201)的无线通信模块(104)通过无线网络、有线网络、有线与无线的混合网络与车辆管理中心(202)通信；将数据传送给车辆管理中心(202)，供车辆管理中心显示、告警、存储。
有益效果：利用汽车运行的扭矩、汽车运行的速度、汽车运行与重力之间的夹角、空气的风力、风向等计算汽车的重量，并将数据动态传送到汽车管理中心；供车辆管理部门对车辆运营管理，对车辆实行动态有效监控。
附图说明
图1车辆载重量动态测量装置原理框图。
图2基于车联网的车辆载重量测量系统原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述：
优选实例1：
利用车辆运行中的扭矩、车辆的速度、车辆的行驶的加速度、加速度与地球引力之间的夹角计算车辆总质量方法；
如图1所示，车辆载重量动态测量装置(201)，包括：ECU汽车电子控制单元(101)，处理器(102)，加速度传感器(103)、无线通信模块(104)；处理器(102)通过CAN总线连接ECU汽车电子控制单元(101)；加速度传感器(103)通过SPI总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过I2C总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过UART总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过模拟数据线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过GPIO连接处理器(102)；
如图2所示，基于车联网的车辆载重量测量系统由车辆载重量动态测量装置(201)，车辆管理中心(202)；车辆载重量动态测量装置(201)通过无线通信网络、有线通信网络、通过无线通信网络与有线网络的混合网络与车辆管理中心(202)连接。
优选实例2：
方法1：处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)车辆加速度与重力之间的夹角；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的速度；
通过汽车运行中的扭矩、汽车运行时的加速度、汽车运行时加速度与重力之间的夹角、汽车运行时的速度，计算出汽车的总质量；汽车的总质量减去汽车的自重即为汽车的转载货物的质量；
计算公式
M＝(F*R)/(a*R*cosθ)-Kv2+C
M为汽车的总质量；
F*R为汽车发动机的扭矩，处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；
R为力臂，对于特定的汽车R为常数，由汽车生产厂家提供，汽车安装本设备“车辆载重量动态测量装置”后，设置输入本常数；
a为车辆运行时的加速度，处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；
θ为汽车运行时加速度与重力之间的夹角，取值范围为0°到+180°，通过加速度传感器读取；
k为修正常数，(1)与汽车行驶时风的阻力有关；(2)与汽车行驶时车轮与地面的摩擦有关；对特定的车辆，该值为常数；
k值的标定：在本设备“车辆载重量动态测量装置”安装后，输入汽车自重；按下“车辆载重量动态测量装置”设置k值按钮，汽车空载行驶，汽车速度加速到一定的速度(本案例为40km/h，但不限于此速度)，“车辆载重量动态测量装置”自动计算出k值，并将此值自动存储于设置中，k值设置完成；
v为汽车行驶的速度；
kv2是车辆行驶过程中受到的风阻及地面摩擦的修正量。
C修正数据，修正数据存储在处理器(102)，通过车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到，对数据M进行修正。
方法2：
汽车的总重量通过查表得到，表格数据存储在车辆载重量动态测量装置(201)的处理器(102)中；根据车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到查表得到。
优选实例3：
车辆载重量动态测量装置(201)与车辆管理中心(202)通信：车辆载重量动态测量装置(204)的处理器(102)测量或原始标定的汽车的自重、汽车运行的速度、汽车运行与重力之间的夹角；车辆载重量动态测量装置(201)的无线通信模块(104)通过无线网络、有线网络、有线与无线的混合网络与车辆管理中心(202)通信；将数据传送给车辆管理中心(202)，供车辆管理中心显示、告警、存储。
虽然结合附图对本发明的实施方式进行说明，但本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内作出各种变形或修改，也可以本设计中的一部分。

Claims (4)

1.基于车联网的车辆载重量测量系统，其特征是：
车辆载重量动态测量装置(201)，包括：ECU汽车电子控制单元(101)，处理器(102)，加速度传感器(103)、无线通信模块(104)；处理器(102)通过CAN总线连接ECU汽车电子控制单元(101)；加速度传感器(103)通过SPI总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过I2C总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过UART总线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过模拟数据线连接处理器(102)；加速度传感器(103)通过GPIO连接处理器(102)；
基于车联网的车辆载重量测量系统由车辆载重量动态测量装置(201)，车辆管理中心(202)；车辆载重量动态测量装置(201)通过无线通信网络、有线通信网络、通过无线通信网络与有线网络的混合网络与车辆管理中心(202)连接。
2.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆载重量测量系统，其特征是：
处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)车辆加速度与重力之间的夹角；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的速度；
通过汽车运行中的扭矩、汽车运行时的加速度、汽车运行时加速度与重力之间的夹角、汽车运行时的速度，计算出汽车的总质量；汽车的总质量减去汽车的自重即为汽车的转载货物的质量；
计算公式
M＝(F*R)/(a*R*cosθ)-Kv2+C
M为汽车的总质量；
F*R为汽车发动机的扭矩，处理器(102)通过CAN总线读出ECU汽车电子控制单元(101)中的汽车运行时的扭矩；
R为力臂，对于特定的汽车R为常数，由汽车生产厂家提供，汽车安装本设备“车辆载重量动态测量装置”后，设置输入本常数；
a为车辆运行时的加速度，处理器(102)通过接口读出加速度传感器(103)加速度值；
θ为汽车运行时加速度与重力之间的夹角，取值范围为0°到+180°，通过加速度传感器读取；
k为修正常数，(1)与汽车行驶时风的阻力有关；(2)与汽车行驶时车轮与地面的摩擦有关；对特定的车辆，该值为常数；
k值的标定：在本设备“车辆载重量动态测量装置”安装后，输入汽车自重；按下“车辆载重量动态测量装置”设置k值按钮，汽车空载行驶，汽车速度加速到一定的速度(本案例为40km/h，但不限于此速度)，“车辆载重量动态测量装置”自动计算出k值，并将此值自动存储于设置中，k值设置完成；
v为汽车行驶的速度；
kv2是车辆行驶过程中受到的风阻及地面摩擦的修正量；
C修正数据，修正数据存储在处理器(102)，通过车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到，对数据M进行修正。
3.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆载重量测量系统，其特征是：
汽车的总重量通过查表得到，表格数据存储在车辆载重量动态测量装置(201)的处理器(102)中；根据车辆运行时的参数运行速度、运行时的加速度、运行时加速度与重力之间的夹角，加速度的方向、车辆运行时的扭矩等参数查到查表得到。
4.根据权利要求1所述的基于车联网的车辆载重量测量系统，其特征是：
车辆载重量动态测量装置(201)与车辆管理中心(202)通信：车辆载重量动态测量装置(201)的处理器(102)测量或原始标定的汽车的自重、汽车运行的速度、汽车运行与重力之间的夹角；车辆载重量动态测量装置(201)的无线通信模块(104)通过无线网络、有线网络、有线与无线的混合网络与车辆管理中心(202)通信；将数据传送给车辆管理中心(202)，供车辆管理中心显示、告警、存储。
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