1.一種多軸車輛質(zhì)量及質(zhì)心位置動態(tài)測量裝置;包括載荷傳感器、輪速傳感器,加速度傳感器、車身姿態(tài)傳感器和計算處理器;載荷傳感器、輪速傳感器,加速度傳感器和車身姿態(tài)傳感器分別與計算處理器連接;其特征在于:所述計算處理器包括單片機、信號采集模塊、輸出模塊、警報模塊、程序上傳/下載模塊、供電模塊以及分別于各個傳感器相連接的通訊接口;
所述載荷傳感器安裝于各車輪輪軸上,并用于測量車輛在啟動之后整車質(zhì)量分布與各個車輪上的載荷;
所述輪速傳感器安裝于車輛前輪,用于測量車輛行駛速度;
所述加速度傳感器安裝于車輛底盤車架中心,用于測量車輛在行駛過程中的縱向加速度、側(cè)向加速度和垂向加速度;
所述車身姿態(tài)傳感器安裝于車輛底盤車架中心,用于測量車身的俯仰角、側(cè)傾角;
所述計算處理器在檢測到車輛當(dāng)前質(zhì)量與車輛本身質(zhì)量的差值大于車輛額定載荷的90%、以及當(dāng)前質(zhì)心位置嚴(yán)重偏離質(zhì)心原來位置時,計算處理器中的警報器閃爍并發(fā)出聲音提醒司機;
所述計算處理器在測量各個輪軸載荷與側(cè)向加速度a的同時并計算所有輪軸載荷中最大值與最小值的比值I=Fmax/Fmin,當(dāng)I1≤I≤I2(根據(jù)車型不同,具體確定I1和I2,初步取I1=5,I2=10)或a大于車輛額定側(cè)向加速度的80%時,警報模塊中的警報器閃爍并發(fā)出聲音提醒司機;
上述測量裝置的測量方法包括以下步驟:
1)、首先,車輛在首次使用該系統(tǒng)時,需輸入車輛的固有參數(shù),包括車輛輪軸個數(shù)n,車輛各個輪軸之間的軸距l(xiāng)1,l2...ln以及各個輪軸中左輪與右輪間的輪距b1,b2...bn;
2)、車輛點火啟動時,分布于各個輪軸的載荷傳感器開始測量車輛質(zhì)量;
3)、車輛開始移動時,各個輪軸的載荷傳感器將測量數(shù)值上傳計算處理器,計算處理器結(jié)合車輛各個車輪之間的軸距及輪距數(shù)據(jù),計算得到車輛質(zhì)心的縱向位置和橫向位置,即車輛的初始質(zhì)心位置;
4)、計算出車輛的初始質(zhì)心位置后,計算處理器通過初始質(zhì)心位置及加速度傳感器測得的加速度數(shù)據(jù)求出車輛質(zhì)心高度z;
5)、在計算出車輛質(zhì)心高度z后,各傳感器進行下一次測量,測得最新的各輪軸載荷、車身角度及各方向加速度,將上一次計算所得質(zhì)心高度z帶入到計算公式中,以求得該次測量的車身縱向及橫向質(zhì)心位置;
6)、在計算出該次測量中車輛質(zhì)心縱向及橫向質(zhì)心位置后,各個傳感器再次進行測量,測得最新的各輪軸載荷、車身角度及各方向加速度,將步驟5)計算所得質(zhì)心縱向及橫向質(zhì)心位置帶入到質(zhì)心高度計算公式中,即可求得該次測量的車身質(zhì)心高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸車輛質(zhì)量及質(zhì)心位置動態(tài)測量裝置;其特征在于:步驟3)所述車輛質(zhì)量及質(zhì)心縱向及橫向的初始位置計算公式為:車輛車身俯仰角度θ和車身側(cè)傾角度的合角α(即車輛重力方向與地面夾角)為:
車輛質(zhì)量:
質(zhì)心到前輪(輪軸)中心線的距離:
質(zhì)心到左右輪中軸線的距離:當(dāng)y為正值時,質(zhì)心偏向左側(cè),y為負值時,質(zhì)心偏向右側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸車輛質(zhì)量及質(zhì)心位置動態(tài)測量裝置;其特征在于:步驟4)所述車輛質(zhì)心高度z的計算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸車輛質(zhì)量及質(zhì)心位置動態(tài)測量裝置;其特征在于:步驟5)所述車身縱向及橫向質(zhì)心位置的計算公式為:
質(zhì)心到前輪(輪軸)中心線的距離:
質(zhì)心到左右輪中軸線的距離:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多軸車輛質(zhì)量及質(zhì)心位置動態(tài)測量裝置;其特征在于:步驟6)所述的車身質(zhì)心高度的計算公式為:
其中,車輛共有n個車軸,2≤n;
θ為車身俯仰角度;
為車身側(cè)傾角度;
F(i,1),F(i,2)分別為第i軸左輪和右輪載荷,1≤i≤n;
li為第i軸距第(i+1)軸的距離,1≤i≤n-1;
bi為第i軸左輪到右輪距離,1≤i≤n;
ax為車輛縱向(x軸)加速度;向前為正值;
ay為車輛側(cè)向(y軸)加速度;向右為正值;
az為車輛垂向(z軸)加速度,向上為正值。