一種車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)及測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車測試與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)及測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]道路坡度的精確獲取對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及行駛安全性控制準(zhǔn)確性方面有著直接的影響。在汽車燃油經(jīng)濟(jì)性方面，道路坡度對應(yīng)汽車行駛道路阻力，大的道路阻力會(huì)增加整車燃油消耗量，但當(dāng)前評(píng)價(jià)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的循環(huán)工況基本不考慮道路坡度因素，使得試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果間存在較大差異。另外，道路坡度的存在使得汽車行駛過程中的最佳換擋時(shí)機(jī)與水平路面上不同，使得換擋品質(zhì)變差。在汽車行駛安全性電控方面，道路坡度的存在影響制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)對路面附著和參考車速的準(zhǔn)確估算，從而影響控制的精準(zhǔn)性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中對道路坡度獲取方法有:利用水箱或鐘擺等儀器直接讀取傾斜角作為道路的坡度角；基于卡爾曼濾波器，比例積分觀測器等估計(jì)方法；基于滑行阻力的方法。
[0004]通過水箱或鐘擺等儀器直接讀取傾斜角作為道路的坡度角的方法易受到路面條件、行駛車速、儀器安裝位置的制約。
[0005]基于卡爾曼濾波器，比例積分觀測器，精度及實(shí)時(shí)性取決于汽車模型的復(fù)雜程度。
[0006]基于滑行阻力的方法需要對汽車行駛方程式中的各阻力系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，建立的滑行阻力模型，包含的未知參數(shù)個(gè)數(shù)不同，帶入微分方程求解得到的各阻力系數(shù)精度也有一定差異。
[0007]其他基于GPS獲取道路坡度的方面，如將GPS天線布置在車身頂部等不能有效剔除汽車行駛過程中懸架跳動(dòng)帶來的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)技術(shù)的不足之處，提供一種安裝簡單，操作方便、精度較高的車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)，包括有測試設(shè)備、固定裝置及數(shù)據(jù)采集與處理板卡；
[0011]所述測試設(shè)備包括有接收機(jī)、接收機(jī)天線及地面基準(zhǔn)站；所述接收機(jī)天線通過所述固定裝置安裝在汽車后輪的上方；所述地面基準(zhǔn)站設(shè)置于試驗(yàn)場地附近；所述接收機(jī)設(shè)置于所述汽車內(nèi)；
[0012]所述接收機(jī)與所述數(shù)據(jù)采集與處理板卡通訊連接；
[0013]所述固定裝置包括有球頭銷、連接桿、夾緊套管、軸承、法蘭盤及吸盤；所述球頭銷的一端通過所述吸盤固定于汽車的一側(cè)車身上，另一端固定于所述連接桿上；所述法蘭盤的一側(cè)通過所述夾緊套管安裝在汽車后輪輪輞的外側(cè)，另一側(cè)通過所述軸承與所述連接桿連接；所述接收機(jī)天線設(shè)置于所述連接桿位于所述球頭銷的一端。
[0014]所述地面基準(zhǔn)站接收衛(wèi)星信號(hào)并發(fā)出根據(jù)所述衛(wèi)星信號(hào)解算出的差分信號(hào)；
[0015]
[0016]所述接收機(jī)天線接收衛(wèi)星信號(hào)；所述接收機(jī)解算所述接收機(jī)天線收到的衛(wèi)星信號(hào)并獲得所述接收機(jī)天線所在的位置的速度信息；所述接收機(jī)同時(shí)接收所述差分信號(hào)。
[0017]所述接收機(jī)通過電臺(tái)模塊接收所述差分信號(hào)。
[0018]所述速度信息包括有水平速度信息和垂直速度信息。
[0019]所述衛(wèi)星信號(hào)為GPS信號(hào)。
[0020]所述接收機(jī)與所述數(shù)據(jù)采集與處理板卡通過通訊串口連接；所述數(shù)據(jù)采集與處理板卡與所述CAN總線連接。
[0021]一種車載道路坡度實(shí)時(shí)測試方法，采用上述任一項(xiàng)的車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)，
[0022]所述接收機(jī)實(shí)時(shí)解算出所述接收機(jī)天線所在位置的水平速度信息和垂直速度信息；并將所述水平速度信息和所述垂直速度信息傳遞給所述數(shù)據(jù)采集與處理板卡；
[0023]所述數(shù)據(jù)采集與處理板卡在接收到所述接收機(jī)傳遞的所述水平速度信息和所述垂直速度信息后，按i = tana計(jì)算獲得道路坡度值；其中i為道路坡度值，a為所述道路坡度角，通過α = arctan (vY/vH)獲得，其中，vH為GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)解算出的GPS接收機(jī)天線所在位置的水平速度信息；vv為GPS接收機(jī)實(shí)時(shí)解算出的GPS接收機(jī)天線所在位置的垂直速度信息；
[0024]所述道路坡度值通過所述CAN總線輸出。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]本申請通過將接收機(jī)天線設(shè)置于固定裝置上，并將固定裝置設(shè)置于汽車后輪的上方，能夠有效的避免汽車懸架跳動(dòng)對道路坡度測試的影響；并且本測試系統(tǒng)及其測試方法的設(shè)備安裝簡單，操作方便，精度高且適合于在車載環(huán)境下長時(shí)間采集坡度數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)原理圖；
[0029]圖3為本發(fā)明道路坡度角計(jì)算示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)框圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明
[0032]IGPS接收機(jī)天線，2球頭銷，3連接桿，4夾緊套管，5軸承，6法蘭盤，7吸盤，8汽車后輪。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0034]本發(fā)明提供一種車載道路坡度實(shí)時(shí)測試系統(tǒng)，如圖1所示，包括有測試設(shè)備、固定裝置及數(shù)據(jù)采集與處理板卡(DSP);
[0035]在本實(shí)施例中，所述測試設(shè)備包括有GPS接收機(jī)、GPS接收機(jī)天線I及GPS地面基準(zhǔn)站；在本申請的其它實(shí)施例中，接收機(jī)可以根據(jù)需要選擇其它型號(hào)的接收機(jī)，以適應(yīng)不同的信號(hào)。在本實(shí)施例中，采用接收GPS信號(hào)為例進(jìn)行說明，在本申請的其它實(shí)施例中，接收機(jī)可以根據(jù)需要為接收其它導(dǎo)航信號(hào)的接收機(jī)，接收機(jī)天線信地面基準(zhǔn)站。
[0036]所述GPS接收機(jī)天線通過所述固定裝置安裝在汽車后輪的上方，用于接收GPS衛(wèi)星信號(hào)；發(fā)明中將測試裝置安裝在汽車后輪的上方，有效避免汽車前輪作為轉(zhuǎn)向輪對測試效果的影響。本發(fā)明中通過架設(shè)GPS地面基準(zhǔn)站有效提高了定位精度，并且可以精確獲取行駛軌跡。
[0037]所述GPS地面基準(zhǔn)站設(shè)置于試驗(yàn)場地附近，在本實(shí)施例中，