專利名稱：一種車輛質(zhì)心高度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛質(zhì)心高度測量裝置，屬于車輛測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車輛質(zhì)心位置是影響車輛安全性和操控性的重要性能指標(biāo)，且一直都是車輛產(chǎn)品開發(fā)和實(shí)驗(yàn)過程中的重要測量參數(shù)之一，測量車輛質(zhì)心位置常用的方法有重量反應(yīng)法、平臺(tái)反力支撐法、懸掛法和零位法，這些方法都是靜態(tài)測量方法，需要舉升、懸掛機(jī)構(gòu)。重量反應(yīng)法是將車輛前輪舉升一定高度的測量方法，舉升后大部分的車身重量由被測后軸承擔(dān)，對于載重車輛，其自身重量較大，傾斜時(shí)后軸可能會(huì)產(chǎn)生過載甚至是壓潰，尤其是載重情況下更為嚴(yán)重。平臺(tái)反力支撐法，需要支撐平臺(tái)及舉升機(jī)構(gòu)，平臺(tái)傾斜的角度越大越有利于測量結(jié)果的準(zhǔn)確，對于多軸車，由于其車身長度較長，傾斜角越大，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定變差，影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，懸掛法和零位法對于載重及多軸車輛同樣具有一定的局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種車輛質(zhì)心高度測量裝置及方法，以解決目前的車輛質(zhì)心高度測量方法需要舉升或懸掛機(jī)構(gòu)，測量復(fù)雜，且對于載重或者多軸車輛測量結(jié)果不準(zhǔn)確。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而提供一種車輛質(zhì)心高度測量裝置，該測量裝置包括地秤、加速度傳感器、二次儀表和無線信號發(fā)生器，地秤用于測量車輛制動(dòng)前后的前后軸重，無線信號發(fā)生器設(shè)置在地秤上，用于將地秤測量的數(shù)據(jù)傳輸給二次儀表，加速度傳感器用于設(shè)置在車輛上，加速度傳感器的輸出端與二次儀表的輸入端相連，用于測量車輛制動(dòng)時(shí)的加速度值，二次儀表用于根據(jù)采集到的制動(dòng)前后的軸荷信息以及制動(dòng)時(shí)的加速度利用力矩守恒原理計(jì)算車輛的質(zhì)心高度。所述的二次儀表包括電子控制單元及外圍電路，電子控制單元包括單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器。所述的測量裝置還包括顯示裝置，該顯示裝置的輸入端與電子控制單元中單片機(jī)的I/O端口相連，用于顯示測量結(jié)果。所述的測量裝置還包括蜂鳴器，該蜂鳴器的控制端與電子控制單元中的單片機(jī)的I/O端口相連。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型根據(jù)車輛制動(dòng)時(shí)質(zhì)心位置與前后軸載荷變化關(guān)系，根據(jù)力矩均衡原理，對制動(dòng)前后車輛的前輪與地面的結(jié)束點(diǎn)取矩，建立力矩平衡模型，采集制動(dòng)前后軸荷數(shù)據(jù)和制動(dòng)時(shí)的加速度，通過計(jì)算得到精確的車輛質(zhì)心高度。本實(shí)用新型區(qū)別于現(xiàn)有靜態(tài)車輛質(zhì)心高度測量，本實(shí)用新型不需要舉升、懸掛機(jī)構(gòu)，也不需添加而外的測量裝置，不僅能夠精確測量兩軸車輛，對大型客車、載重及多軸車輛也同樣適用。

[0009]圖1是本實(shí)用新型實(shí)車實(shí)驗(yàn)的設(shè)備布置圖；圖2是被測車輛勻速行駛速度方向示意圖；圖3是被測車輛制動(dòng)時(shí)速度方向示意圖；圖4是本實(shí)用新型車輛質(zhì)心高度測量裝置的二次儀表原理框圖；圖5是本實(shí)用新型車輛質(zhì)心高度測量裝置中電子控制單元的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型的一種車輛質(zhì)心高度測量裝置的實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型的車輛質(zhì)心高度測量裝置包括地秤6、無線信號發(fā)生器5、二次儀表4、顯示裝置3和加速度傳感器2，無線信號發(fā)生器設(shè)置在地秤上，用于將地秤測量的數(shù)據(jù)無線傳輸給二次儀表，加速度傳感器、二次儀表和顯示裝置都用于設(shè)置在被測車輛I上，加速度傳感器用 于測量車輛制動(dòng)時(shí)加速度值，二次儀表用于根據(jù)制動(dòng)前后車輛的軸荷以及制動(dòng)時(shí)的減速度計(jì)算車輛的質(zhì)心高度。二次儀表的結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括電子控制單元及外圍電路，電子控制單元包括單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器，加速度傳感器的輸出端與電子控制單元相連，電子控制單元的電路原理如圖5所示。我們以被測車輛為兩軸車為例來說明其工作原理，如圖2所示。首先使被測車輛勻速行駛，在勻速行駛過程中利用地稱測量車輛的重量G、車輛的前軸重Gl和后軸重G2，利用皮尺測量車輛的軸距L，根據(jù)力矩守恒，對車輛前輪與地面接觸點(diǎn)取矩，G.L1 = L.N2其中L1為車輛質(zhì)心距前軸的距離，N2為制動(dòng)前地面對車輛后輪的支撐力，其等于制動(dòng)前車輛后軸軸重G2 ;如圖3所示，將被測車輛勻速行駛至前輪駛離后輪全部駛?cè)氲爻?，迅速踩下制?dòng)踏板制動(dòng)，采集制動(dòng)減速度a，地秤采集后軸軸重G' 2，電子控制單元根據(jù)力矩守恒原理，對制動(dòng)后的前輪與地面接觸點(diǎn)取矩:
G,GiLi= _ ■ a * Ii + N2.L
9其中G為車輛的重量，L1為車輛質(zhì)心距前軸的距離，L為車輛軸距，g為重力加速度，a為車輛制動(dòng)減速度，h為車輛質(zhì)心高度，N' 2為制動(dòng)后地面對車輛后輪的支撐力，N' 2等于制動(dòng)后車輛后軸的軸重G' 2，電子控制單元通過其內(nèi)置的計(jì)算模塊計(jì)算出車輛的質(zhì)心h，從而完成整個(gè)測量過程。本實(shí)用新型能夠根據(jù)車輛制動(dòng)時(shí)質(zhì)心位置與前后軸載荷變化關(guān)系，根據(jù)力矩均衡原理,對制動(dòng)前后車輛的前輪與地面的結(jié)束點(diǎn)取矩,建立力矩平衡模型,采集制動(dòng)前后軸荷數(shù)據(jù)和制動(dòng)時(shí)的加速度，通過計(jì)算得到精確的車輛質(zhì)心高度。本實(shí)用新型區(qū)別于現(xiàn)有靜態(tài)車輛質(zhì)心高度測量，本實(shí)用新型不需要舉升、懸掛機(jī)構(gòu)，也不需添加而外的測量裝置，不僅能夠精確測量兩軸車輛，對大型客車、載重及多軸車輛也同樣適用。
權(quán)利要求1.一種車輛質(zhì)心高度測量裝置，其特征在于:該測量裝置包括地秤、加速度傳感器、二次儀表和無線信號發(fā)生器，地秤用于測量車輛制動(dòng)前后的前后軸重，無線信號發(fā)生器設(shè)置在地秤上，用于將地秤測量的數(shù)據(jù)傳輸給二次儀表，加速度傳感器用于設(shè)置在車輛上，加速度傳感器的輸出端與二次儀表的輸入端相連，用于測量車輛制動(dòng)時(shí)的加速度值，二次儀表用于根據(jù)采集到的制動(dòng)前后的軸荷信息以及制動(dòng)時(shí)的加速度利用力矩守恒原理計(jì)算車輛的質(zhì)心高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛質(zhì)心高度測量裝置，其特征在于:所述的二次儀表包括電子控制單元及外圍電路，電子控制單元包括單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛質(zhì)心高度測量裝置，其特征在于:所述的測量裝置還包括顯示裝置，該顯示裝置的輸入端與電子控制單元中單片機(jī)的I/O端口相連，用于顯示測量結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛質(zhì)心高度測量裝置，其特征在于:所述的測量裝置還包括蜂鳴器，該蜂鳴器的控制端與電子控制單元中的單片機(jī)的I/O端口相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種車輛質(zhì)心高度測量裝置，屬于車輛測量技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的測量裝置包括地秤、加速度傳感器、二次儀表和無線信號發(fā)生器，地秤用于測量車輛制動(dòng)前后的前后軸重，無線信號發(fā)生器設(shè)置在地秤上，用于將地秤測量的數(shù)據(jù)傳輸給二次儀表，加速度傳感器用于設(shè)置在車輛上，加速度傳感器的輸出端與二次儀表的輸入端相連，用于測量車輛制動(dòng)時(shí)的加速度值，二次儀表用于根據(jù)采集到的制動(dòng)前后的軸荷信息以及制動(dòng)時(shí)的加速度利用力矩守恒原理計(jì)算車輛的質(zhì)心高度。本實(shí)用新型不需要舉升、懸掛機(jī)構(gòu)，也不需添加而外的測量裝置，不僅能夠精確測量兩軸車輛，對大型客車、載重及多軸車輛也同樣適用。
文檔編號G01M1/12GK203148627SQ20132006303
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者郗建國, 侯海源, 高瑋, 牛毅, 童鐳, 張曉博 申請人:河南科技大學(xué)