专利名称：基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置及方法
技术领域：
本发明属于基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置及方法，是通过轴重、制动力、轴距及轮距的测量，实现汽车重心位置的快速、有效检测的方法。
背景技术：
在所有的交通事故中，汽车侧翻事故的危害程度仅次于汽车碰撞事故。车辆侧翻除了驾驶员操作的失误原因，车辆的许多参数的偏差也是事关重要的因素。而汽车重心位置又是这些参数中最为重要且不易测量的参数之一。因此对汽车重心位置的动态检测具有重要意义。汽车的重心位置通常用汽车重心水平位置和汽车重心高度来表示。目前，国内外测定汽车重心位置的方法主要有摇摆法、悬挂法、零位法、平台支撑反力法、重量反应法。但是，以上这些都是静态的测量方法，测量费时费力，且与动态时车辆 的重心高度等参数的实际位置有一定的偏差。因此研究一种测量精度高、成本低、快速的汽车重心位置动态检测方法，具有重要的实用价值。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种能够在制动过程中准确、迅速检测重心位置的基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置及方法。本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合
如下一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，包括轴重、制动力检测装置、轴距测量装置、轮距测量装置和数据采集处理系统，所述轴重、制动力检测装置包括制动台板
16、挡轮13、3号对射式光电开关14、制动力传感器15和轴重传感器12，所述制动台板16由下面的背板和框架支撑，所述制动力传感器15装在每块制动台板16前端的左右侧，所述轴重传感器12装在制动台板16的下方，所述挡轮13装在制动台板16的两侧，所述3号对射式光电开关14装在在制动台板16中部的两侧；所述轴距测量装置包括左右侧导轨21、11、装在导轨上的移动式小车30、装在移动式小车顶部的激光反光板35、装在移动式小车中部的漫反射式光电开关34以及分别装在左、右侧导轨前面的激光测距仪；所述轮距测量装置包括装在平板制动台16前端的左右两侧的1、2号对射式光电开关7、8、装在平板制动台16前端左右两侧和中间的激光测距仪；所述制动台板16为4快，每两块的长宽之和按小型车的轴距和车宽确定，制动台板16板面的附着系数在0. I以上；所述制动力传感器15与制动台板16间应保留0. 2mm-0. 3mm左右的间隙；每块制动台板16的下方装有6个轴重传感器12,最大称重5000kgo所述左侧导轨21和右侧导轨11均平行于行车中心线；所述漫反射式光电开关34应与地面平行，与行车中心线保持垂直，且高度不能超过轮毂的最低点，漫反射式光电开关34的最大有效距离应在IOOOmm 1200mm之间；
所述激光反光板35表面垂直于地面且垂直于行车中心线,在激光反光板中心31处刻画有十字形的准心，用于激光的标定和检查；在左侧导轨21的前方安装I号激光测距仪1，在右侧导轨11的前端安装2号激光测距仪6，I号激光测距仪I和2号激光测距仪6发射的光线均应平行于行车中心线和地面，同时要保证在移动式小车30的整个运动行程中，二者的照射点一直位于激光反光板35上的准心处。所述1、2号对射式光电开关7、8的有效距离应在3500mm-4000mm之间；所述激光测距仪装在车轮定位线(41)上，3、6号激光测距仪2、5分别安装在左右两侧，4、5号激光测距仪3、4安装在中间，四个激光测距仪发射的光线均应垂直于行车中心线且平行于地面，4、5号激光测距仪3、4均应尽量靠近行车中心线，以防车辆开偏测量不到。一种用于上述的基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置进行汽车重心位置动态检测方法，包括以下具体步骤I数据采集处理系统中的设备调零，采集轴重、制动力信号 当车辆进入检测场地后，点阵显示屏29提示车辆以每小时5-10公里的初速度行驶上检测装置，当车辆前轮经过3号对射式光电开关14时，引起3号对射式光电开关14的电压发生变化，此信号被工控机28接收，记录轴重、制动力传感器测量的车辆动态的轴重、制动力，并通过点阵显示屏29显示刹车；当车辆完全静止后，点阵显示屏29将显示车辆左右前轮载荷、左右后轮载荷和汽车总重，工控机28的显示器界面出现轴重和制动力信号随时间变化关系的曲线。2采集轴距信号当车辆完全静止后，移动式小车30由导轨前端向导轨后端移动，当移动式小车30上的漫反射式光电开关34感应到前、后轮胎的前、后沿时，其电压均开始变化，工控机28根据电压变化信号，对激光测距仪发出指令，测量在这四个时刻的漫反射式光电开关34到激光测距仪的距离；当移动式小车30接触到行程开关后，自动回到初始位置。3)采集轮距信号车辆向前缓慢移动，当车辆前轮完全挡住I号对射式光电开关7和2号对射式光电开关8时，3号激光测距仪2、4号激光测距仪3、5号激光测距仪4和6号激光测距仪5同时测量，得到相应端面的距离值，后轮轮距测量方法与前轮相同。4通过重心位置动态检测算法计算出汽车重心位置重心至前轴中心线的距离
权利要求
1.一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，包括轴重、制动力检测装置、轴距测量装置、轮距测量装置和数据采集处理系统，其特征在于，所述轴重、制动力检测装置包括制动台板(16)、挡轮(13)、3号对射式光电开关(14)、 制动力传感器(15)和轴重传感器(12)，所述制动台板(16)由下面的背板和框架支撑，所述制动力传感器(15)装在每块制动台板(16)前端的左右侧，所述轴重传感器(12)装在制动台板(16)的下方，所述挡轮(13)装在制动台板(16)的两侧，所述3号对射式光电开关 (14)装在在制动台板(16)中部的两侧；所述轴距测量装置包括左右侧导轨(21、11)、装在导轨上的移动式小车(30)、装在移动式小车顶部的激光反光板(35)、装在移动式小车中部的漫反射式光电开关(34)以及分别装在左、右侧导轨前面的激光测距仪；所述轮距测量装置包括装在平板制动台(16)前端的左右两侧的1、2号对射式光电开关(7、8)、装在平板制动台(16)前端左右两侧和中间的激光测距仪。
2.根据权利要求I所述的一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，其特征在于，所述制动台板(16)为4快，每两块的长宽之和按小型车的轴距和车宽确定，制动台板(16)板面的附着系数在O. I以上；所述制动力传感器(15)与制动台板(16)间应保留O.2mm-0. 3mm左右的间隙；每块制动台板(16)的下方装有6个轴重传感器(12),最大称重 5000kgo
3.根据权利要求I所述的一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，其特征在于，所述左侧导轨(21)和右侧导轨(11)均平行于行车中心线；所述漫反射式光电开关 (34)应与地面平行，与行车中心线保持垂直，且高度不能超过轮毂的最低点，漫反射式光电开关(34)的最大有效距离应在IOOOmm 1200mm之间。
4.根据权利要求I所述的一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，其特征在于，所述激光反光板(35)表面垂直于地面且垂直于行车中心线，在激光反光板中心(31)处刻画有十字形的准心，用于激光的标定和检查；在左侧导轨(21)的前方安装I号激光测距仪(I)，在右侧导轨(11)的前端安装2号激光测距仪(6)，I号激光测距仪(I)和2号激光测距仪(6)发射的光线均应平行于行车中心线和地面，同时要保证在移动式小车(30)的整个运动行程中，二者的照射点一直位于激光反光板(35)上的准心处。
5.根据权利要求I所述的一种基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置，其特征在于，所述1、2号对射式光电开关(7、8)的有效距离应在3500mm-.4000mm之间；所述激光测距仪装在车轮定位线(41)上，3、6号激光测距仪(2、5)分别安装在左右两侧，4、5号激光测距仪(3、4)安装在中间，四个激光测距仪发射的光线均应垂直于行车中心线且平行于地面，.4、5号激光测距仪(3、4)均应尽量靠近行车中心线，以防车辆开偏测量不到。
6.一种用于权利要求I所述的基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置进行汽车重心位置动态检测方法，其特征在于，包括以下具体步骤.1)数据采集处理系统中的设备调零，采集轴重、制动力信号当车辆进入检测场地后，点阵显示屏(29)提示车辆以每小时5-10公里的初速度行驶上检测装置，当车辆前轮经过3号对射式光电开关(14)时，引起3号对射式光电开关(14) 的电压发生变化，此信号被工控机(28)接收，记录轴重、制动力传感器测量的车辆动态的轴重、制动力，并通过点阵显示屏(29)显示刹车；当车辆完全静止后，点阵显示屏(29)将显示车辆左右前轮载荷、左右后轮载荷和汽车总重，工控机(28)的显示器界面出现轴重和制动力信号随时间变化关系的曲线。2)采集轴距信号当车辆完全静止后，移动式小车(30)由导轨前端向导轨后端移动，当移动式小车(30) 上的漫反射式光电开关(34)感应到前、后轮胎的前、后沿时，其电压均开始变化，工控机 (28)根据电压变化信号，对激光测距仪发出指令，测量在这四个时刻的漫反射式光电开关 (34)到激光测距仪的距离；当移动式小车(30)接触到行程开关后，自动回到初始位置。3)采集轮距信号车辆向前缓慢移动，当车辆前轮完全挡住I号对射式光电开关(X)和2号对射式光电开关⑶时，3号激光测距仪(2)、4号激光测距仪(3)、5号激光测距仪⑷和6号激光测距仪(5)同时测量，得到相应端面的距离值，后轮轮距测量方法与前轮相同。4)通过重心位置动态检测算法计算出汽车重心位置重心至前轴中心线的距离
全文摘要
本发明涉及基于制动过程的汽车重心位置动态检测装置及方法，所述装置包括轴重、制动力检测装置、轴距测量装置、轮距测量装置及数据采集处理系统；基于制动过程推导得出一种重心位置动态检测算法，应用以上装置采集轴重、制动力信号，轴距信号及轮距信号，可以计算出汽车重心位置。基于本发明的汽车重心位置计算方法，可以对车辆侧滑、侧翻进行分析，计算出在不同路况下车辆侧滑、侧翻的极限值，并发出预警信息，避免交通事故的发生。本发明可广泛应用于各种车辆的行驶安全控制过程中。
文档编号G01M1/12GK102692297SQ20121019458
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者刘义才, 单洪颖, 单红梅, 岳洪伟, 张立斌, 戴建国, 李昱, 杨玉林, 潘洪达, 王贵荣, 苏建, 苑风云 申请人:吉林大学