本实用新型涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种车辆载重的车载测量系统。
背景技术：
对于用于运输货物的车辆，其载重信息非常重要。对于车队管理者来说，载重信息能用于监控车辆运行情况；对于交通管理部门来说，载重信息可用于监控车辆是否出现超载，避免交通安全损失。然而，获取货车载重信息需要付出很大的人力和物力成本，市场上缺少智能检测货车载重的系统或装置。
现有主要采用以下两种方法获取车辆载重信息：方法一：采用地磅称重的方式来获取车辆载重信息，让车辆停在地磅上，称重后通过显示装置显示重量。种方式效率低，需要在特定的路段设置称重检测点，车辆经过该路段后停车称重。方法二：为采用称重传感器的方式来获取车辆载重信息，称重传感器采用位移传感器、压力传感器等，将位移传感器安装在支持弹簧上来检测变形量，或将压力传感器安装在车轴上来检测压力值。称重传感器采集的信息是模拟信号，通过线束将模拟信号传递给控制器。控制器内部已存储传感器的参数规格，控制器将模拟信号转换为数字信号并得出载重信息。通过显示装置显示货车的载重。这种方式需要多个传感器，而这种载重传感器本身成本较高。需要布置多个载重传感器，传感器与货车的匹配精度要求高，安装后需人工标定，费时费力。在售后维修过程中，容易被人为破坏，同时随着车辆使用年限的增加，精度也会随之下降。
技术实现要素：
本实用新型提供一种车辆载重的车载测量系统，解决现有车辆获取载重信息主要采用地磅或称重传感器方式获取，存在测量花费成本高且不能在运输过程中对车载重量进动态实时监控和跟踪的问题，能实时监控车辆的载重信息，并提高测量效率和降低测量成本。
为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种车辆载重的车载测量系统，发动机控制器、车载终端、车载重量测量装置和加速度传感器；
所述车载重量测量装置通过CAN总线与所述发动机控制器和所述车载终端相连，所述车载重量测量装置的第一输入端与所述加速度传感器的输出端相连；
所述发动机控制器通过CAN总线发送发动机输出扭矩报文，所述加速度传感器用于检测车辆行驶的加速度，所述车载重量测量装置根据所述发动机输出扭矩报文确定车辆牵引力，并根据所述加速度计算获得车辆总质量；
所述车载重量测量装置还通过CAN总线发送车辆总质量报文，所述车载终端根据所述车辆总质量报文获得所述车辆总质量，并通过通讯网络发送所述车辆总质量给监控中心。
优选的，所述车载重量测量装置包括：CAN通讯模块和微处理器；
所述微处理器通过串口与所述CAN通讯模块相连，所述微处理器的输入端作为所述车载重量测量装置的输入端；
所述微处理器根据公式F＝ma，计算得到所述车辆总质量，其中F为车辆牵引力，m为车辆总质量，a为加速度。
优选的，所述微处理器包括：牵引力计算单元、牵引力变化值计算单元、加速度变化值计算单元、质量计算单元和均值计算单元；
所述牵引力计算单元用于根据发动机输出扭矩计算得到发动机输出的牵引力值；
所述牵引力变化值计算单元用于根据各个时刻获得的发动机输出的牵引力计算得到设定时间内的牵引力变化值ΔF；
所述加速度变化值计算单元用于根据各个时刻获得的加速度计算得到设定时间内的加速度变化值Δa；
所述质量计算单元根据公式m＝ΔF/Δa，计算得到设定时间内的车辆总质量；
所述均值计算单元根据各个设定时间内的车辆总质量计算得到平均总质量，并将所述平均总质量作为所述车辆总质量。
优选的，所述微处理器还包括：滤除规则单元；
所述滤除规则单元用于判断车辆是否处于急加速、急减速或离合器处于半离合工况，如果是，则去除该工况下的车辆总质量的计算值。
优选的，还包括：与CAN总线相连的变速箱控制器；
所述变速箱控制器根据离合器的状态发送离合器状态报文，所述车载重量测量装置根据所述离合器状态报文确定离合器的状态，在离合器处于半离合状态时，所述滤除规则单元去除该时段车辆总质量的计算值。
优选的，还包括：油门踏板位置传感器；
所述油门踏板位置传感器的输出端与所述车载重量测量装置的第二输入端相连；
在所述油门踏板位置传感器检测到油门踏板的瞬间变化值大于设定油门阈值时，所述车载重量测量装置确定车辆处于急加速工况，所述滤除规则单元去除该急加速工况下的车辆总质量的计算值。
优选的，还包括：制动踏板位置传感器；
所述制动踏板位置传感器的输出端与所述车载重量测量装置的第三输入端相连；
在所述油门踏板位置传感器检测到制动踏板的瞬间变化值大于设定制动阈值时，所述车载重量测量装置确定车辆处于急减速工况，所述滤除规则单元去除该急减速工况下的车辆总质量的计算值。
优选的，还包括：温度传感器；
所述温度传感器的输出端与所述发动机控制器的输入端相连，所述温度传感器用于检测车辆发动机的水温和油温；
在所述发动机的水温或油温大于设定温度阈值时，所述发动机控制器发送温度报警报文，所述车载重量测量装置根据所述温度报警报文确定车辆发动机处于温度过高工况，所述滤除规则单元去除该温度过高工况下的车辆总质量的计算值。
优选的，所述车载终端包括：无线通讯单元；
所述车载终端通过所述无线通讯单元与所述监控中心实现数据通讯；
所述无线通讯单元包括：移动通讯模块、蓝牙通讯模块和无线局域网 LAN通讯模块。
优选的，所述加速度传感器设置在陀螺仪内。
本实用新型提供一种车辆载重的车载测量系统，通过车载重量测量装置与发动机控制器的CAN通讯得到车辆牵引力和加速度，并计算获得车辆总质量，还采用车载终端将车辆总质量实时传送到监控中心，解决现有车辆获取载重信息主要采用地磅或称重传感器方式获取，存在测量花费成本高且不能在运输过程中对车载重量进动态实时监控和跟踪的问题，能实时监控车辆的载重信息，并提高测量效率和降低测量成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本实用新型提供的一种车辆载重的车载测量系统示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。
针对当前车辆获取载重信息主要采用地磅或称重传感器方式获取，存在测量花费成本高且不能在运输过程中对车载重量进动态实时监控和跟踪的问题，本实用新型提供一种车辆载重的车载测量系统，解决上述问题，可实时监控车辆的载重信息，并提高测量效率和降低测量成本。
如图1所示，一种车辆载重的车载测量系统，发动机控制器、车载终端、车载重量测量装置和加速度传感器。所述车载重量测量装置通过CAN 总线与所述发动机控制器和所述车载终端相连，所述车载重量测量装置的第一输入端与所述加速度传感器的输出端相连。所述发动机控制器通过 CAN总线发送发动机输出扭矩报文，所述加速度传感器用于检测车辆行驶的加速度，所述车载重量测量装置根据所述发动机输出扭矩报文确定车辆牵引力，并根据所述加速度计算获得车辆总质量。所述车载重量测量装置还通过CAN总线发送车辆总质量报文，所述车载终端根据所述车辆总质量报文获得所述车辆总质量，并通过通讯网络发送所述车辆总质量给监控中心。
进一步，所述车载重量测量装置包括：CAN通讯模块和微处理器。所述微处理器通过串口与所述CAN通讯模块相连，所述微处理器的输入端作为所述车载重量测量装置的输入端。所述微处理器根据公式F＝ma，计算得到所述车辆总质量，其中F为车辆牵引力，m为车辆总质量，a为加速度。
更进一步，所述微处理器包括：牵引力计算单元、牵引力变化值计算单元、加速度变化值计算单元、质量计算单元和均值计算单元。所述牵引力计算单元用于根据发动机输出扭矩计算得到发动机输出的牵引力值。所述牵引力变化值计算单元用于根据各个时刻获得的发动机输出的牵引力计算得到设定时间内的牵引力变化值ΔF。所述加速度变化值计算单元用于根据各个时刻获得的加速度计算得到设定时间内的加速度变化值Δa。所述质量计算单元根据公式m＝ΔF/Δa，计算得到设定时间内的车辆总质量。所述均值计算单元根据各个设定时间内的车辆总质量计算得到平均总质量，并将所述平均总质量作为所述车辆总质量。
具体地，车载终端采集车辆CAN总线数据，并从内置陀螺仪中获取加速度信息。车载终端根据采集的信息判断当前状态是否需求进行滤除，若不滤除则进行载重计算。计算单位时间内的牵引力ΔF和加速度Δa，然后得到质量m，再对多个质量m进行平均处理，得到最终的载重。
基于牛顿第二定律F＝ma，可得到：车辆加速度的大小跟作用力牵引力成正比，与车辆的总质量成反比，与车辆质量的倒数成正比。在汽车应用领域，F的主要决定因素包括发动机牵引力、风阻摩擦力、道路摩擦力、坡度重力。车在运动过程所受到的纵向牵引力近似为：F＝F(engine)- F(wind)-F(friction)-F(slope)，其中，F(engine)为发动机输出扭矩通过车辆传动系传导到车轮上的前向驱动力，直接从CAN总线上获取，并进行演算； F(wind)为卡车所受风阻，F(friction)为卡车所受路面摩擦阻力，F(slope)为卡车因为重力在坡度上受到的阻力。
在汽车应用领域加速度a的数值测量也可由车速差分得到。如，速度信号可来源于车辆前桥车速传感器或仪表车速数据，直接从CAN总线上获取。假设速度CAN报文周期为T，前一时刻速度为V1，后一时刻速度为V2，则在周期T内，车辆加速度a＝(v2-v1)/T。
在实际应用中，F(wind)、F(friction)、F(slope)只靠CAN数据是难以准确估算的，为了排除它们的干扰可统称所有阻力的和为Fz，Fz＝ F(wind)+F(friction)+F(slope)。取一个较短的间隔Δt，因为Δt较小，此时卡车所在路面摩擦情况近似相等，所在坡度情况所似相等，所受风阻情况近似相等，因此所受到的阻力牵引力Fz1与Fz2是近似相等的，即Fz1-Fz2 ≈0，前后时间牵引力F1和F2差分相减可得到以下：车辆所受的牵引力差分量为：F1-F2＝F1(engine)-F2(engine)-(Fz1-Fz2)，由于Fz1-Fz2≈0，即ΔF＝F1-F2＝F1(engine)-F2(engine)。这样可排除路面、地形及风阻对牵引力的影响。车辆总质量可由公式m＝ΔF/Δa计算得出。
所述微处理器还包括：滤除规则单元，所述滤除规则单元用于判断车辆是否处于急加速、急减速或离合器处于半离合工况，如果是，则去除该工况下的车辆总质量的计算值。
进一步，该系统还包括：与CAN总线相连的变速箱控制器。所述变速箱控制器根据离合器的状态发送离合器状态报文，所述车载重量测量装置根据所述离合器状态报文确定离合器的状态，在离合器处于半离合状态时，所述滤除规则单元去除该时段车辆总质量的计算值。
该系统还包括：油门踏板位置传感器，所述油门踏板位置传感器的输出端与所述车载重量测量装置的第二输入端相连。在所述油门踏板位置传感器检测到油门踏板的瞬间变化值大于设定油门阈值时，所述车载重量测量装置确定车辆处于急加速工况，所述滤除规则单元去除该急加速工况下的车辆总质量的计算值。
该系统还包括：制动踏板位置传感器，所述制动踏板位置传感器的输出端与所述车载重量测量装置的第三输入端相连。在所述油门踏板位置传感器检测到制动踏板的瞬间变化值大于设定制动阈值时，所述车载重量测量装置确定车辆处于急减速工况，所述滤除规则单元去除该急减速工况下的车辆总质量的计算值。
该系统还包括：温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述发动机控制器的输入端相连，所述温度传感器用于检测车辆发动机的水温和油温。在所述发动机的水温或油温大于设定温度阈值时，所述发动机控制器发送温度报警报文，所述车载重量测量装置根据所述温度报警报文确定车辆发动机处于温度过高工况，所述滤除规则单元去除该温度过高工况下的车辆总质量的计算值。
所述车载终端包括：无线通讯单元，所述车载终端通过所述无线通讯单元与所述监控中心实现数据通讯。所述无线通讯单元包括：移动通讯模块、蓝牙通讯模块和无线局域网LAN通讯模块。
在实际应用中，加速度传感器可设置在陀螺仪内。
可见，本实用新型提供一种车辆载重的车载测量系统，通过车载重量测量装置与发动机控制器的CAN通讯得到车辆牵引力和加速度，并计算获得车辆总质量，还采用车载终端将车辆总质量实时传送到监控中心，解决现有车辆获取载重信息主要采用地磅或称重传感器方式获取，存在测量花费成本高且不能在运输过程中对车载重量进动态实时监控和跟踪的问题，能实时监控车辆的载重信息，并提高测量效率和降低测量成本。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。