[发明专利]路面综合阻力系数检测方法、系统以及车辆导航系统与车辆

权利要求书

1.一种路面综合阻力系数检测方法，其特征在于，将待测道路段按照检测间距划分为若干分段区间；检测间距按如下规则确定：计算预估检测间距所对应的转速增量Δn，并在车辆的速度特性曲线上任意选取陡峭段上的转速为N的一点进行验证，所述速度特性曲线以转速为横坐标，并以车辆驱动力输出轴的驱动扭矩为纵坐标；若在N±Δn的转速范围内所对应的车辆驱动扭矩的变化范围小于阈值，阈值在-2％～+2％范围内选取，则预估检测间距通过验证，将通过验证的预估检测间距作为检测间距；

车辆持续行驶在待测道路段上，每个分段区间的路面综合阻力系数按如下步骤进行检测：

步骤1：车辆在分段区间的路面上近似为加速度不变的匀变速直线运动，并获取车辆在分段区间上的运动过程中的以下参数：车辆平均牵引力F、车辆加速度a以及车辆平均速度v；

步骤2：计算车辆受到的空气阻力f_a：

其中，c表示风阻系数，A表示迎风面积，v表示车辆平均速度；

步骤3：令车辆受到的路面综合阻力为f：

f＝ρ.m.g； (2)

其中，ρ表示路面综合阻力系数，m表示车辆总质量，g表示重量加速度；

步骤4：根据牛顿第二定律建立以下方程：

F-f-f_a＝(m+m₀).a； (3)

其中，m₀表示与车辆转动部分的质量等效的转动质量；

步骤5：联立公式(1)、(2)与(3)得到：

根据公式(4)计算得到车辆在分段区间的路面综合阻力系数。

2.根据权利要求1所述的路面综合阻力系数检测方法，其特征在于，车辆平均速度v采用以下方式获取：采集车辆分别经过分段区间起点位置与终点位置的瞬时速度v₁、v₂；车辆平均速度v按如下公式计算：车辆加速度a采用如下方式获取：采集车辆从分段区间起点到终点的行驶时间t；采集车辆分别经过分段区间起点位置与终点位置的瞬时速度v₁、v₂；车辆加速度a按如下公式计算：

3.根据权利要求1所述的路面综合阻力系数检测方法，其特征在于，根据车辆输出轴的平均驱动力计算车辆的平均牵引力，按如下公式：F＝η.β.F′，其中，η表示车辆传动机构的传动效率，β表示车辆动力输出轴至驱动轮的减速比，F′表示车辆输出轴的平均驱动力；并且，F₁′、F′₂分别表示车辆经过分段区间起点位置与终点位置时车辆动力输出轴的驱动力。

4.一种路面综合阻力系数检测系统，用于实现权利要求1-3任意一项所述的路面综合阻力系数检测方法，其特征在于：包括采集控制器、参数设置模块以及分别与采集控制器的信号输入端连接的车辆牵引力采集模块、角度编码器与采集开关按键；

参数设置模块用于设置包括车辆总质量、与车辆转动部分的质量等效的转动质量、车辆传动机构的传动效率、车辆动力输出轴至驱动轮的减速比、车轮半径、轮胎类型、道路段编号、检测间距、风阻系数以及迎风面积在内的参数；

角度编码器用于安装在车辆的驱动力输出轴上；采集控制器内配置有能够连续记录角度编码器的角度计数值的第一角度计数器，采集控制器能够根据第一角度计数器采集到的角度计数值计算出车轮的瞬时角速度与瞬时线速度；

采集控制器能够计算出与检测间距相应的分段区间角度计数增量值L；采集控制器内还配置有计时器、第二角度计数器、标记点计数器、数据采集控制程序；第二角度计数器能够在每计数到分段区间角度计数增量值L后进行复位，以重新记录角度编码器的角度计数值；标记点计数器能够在第二角度计数器每计数到分段区间角度计数增量值L时增加一次计数；采集开关按键用于触发采集控制程序的开始或停止；

车辆牵引力采集模块包括用于设置在车辆的动力输出轴上的力传感器，采集控制器能够根据力传感器采集到的驱动力计算车辆平均牵引力；采集控制器能够根据车辆平均牵引力F、车辆加速度a以及车辆平均速度v计算路面综合阻力系数。