[发明专利]一种基于板簧形变的罐车整车质量动态估计方法

说明书

本发明提出了一种基于板簧形变的罐车整车质量动态估计方法，首先明确用于估计整车质量的参数及其获取方式，然后设计罐车典型行驶场景并开展实车试验获得样本信息，然后利用LS‑SVM拟合电阻应变片电阻与整车质量的函数表达式，最后基于拟合出的函数表达式实现罐车整车质量的动态估计。该方法利用电阻感应板簧形变来估计罐车整车质量，操作方便，便于工程使用。同时通过两侧板簧形变程度的不同体现出罐车质心位置的影响，减小晃动对整车质量估计产生的误差。

技术领域

本发明涉及一种罐车质量动态估计方法，具体的是一种基于板簧形变的罐车整车质量动态估计方法，属于车载估计技术领域。

背景技术

近年来，由于装载量大、运输效率高，罐车的使用越来越多，人们对于罐车的需求不再简单局限于运输工具的范畴，对其运行效率、行驶稳定性和主动安全性等的追求越来越高，故驾驶辅助电子系统广泛运用于罐车上，如制动防抱死系统(ABS)、车身电子稳定系统(ESP)等。这些电子系统大多是根据罐车行驶状态参数进行工作的，其中整车质量是一个关键参数，然而罐车容积大，整车质量随着装载货物种类和体积的不同而经常变化，因此准确实时估计整车质量对上述电子系统自适应调整其控制算法具有重要意义。同时罐车装载状态异常是导致车辆发生事故主要原因之一，我国每年由于此类原因引发的交通事故占罐车交通事故的60％以上，而对罐车整车质量的动态估计是避免此类事故的有效方法。

现有的整车质量估计方法主要是基于车辆纵向动力学模型实现整车质量的动态估计，这些方法将车辆的速度、加速度和发动机扭矩等信息带入模型从而估算出整车质量，如青岛大学臧政等人利用车辆发动机扭矩作为动力学模型输入估算整车质量(臧政,霍炜,王玉海,李兴坤,郑旭光,李圆圆.重型商用车辆质量估计算法研究[J].中国机械工程)。然而建立的动力学模型复杂，工程化困难，并且大多数方法是通过多维仿真试验来验证其算法的有效性，未对算法进行实车道路测试；并且，在估计罐车整车质量时，由于受液体扰动的影响，罐车质心位置运动多变，给模型估算带来一定的误差。

发明内容

基于现状，针对使用钢板弹簧悬架的罐车，本发明提出了一种基于板簧形变的罐车整车质量动态估计方法，该方法首先明确用于估计整车质量的参数及其获取方式，然后设计罐车典型行驶场景并开展实车试验获得样本信息，接着利用LS-SVM拟合电阻应变片电阻与整车质量的函数表达式，最后基于拟合出的函数表达式实现罐车整车质量的动态估计。该方法利用板簧受力形变来估计罐车整车质量，操作方便，便于工程使用；通过两侧板簧形变程度不同体现出的液体晃动对罐车质心位置的影响，就此弥补液体晃动对整车质量估计产生的误差；开展罐车实车试验获得样本数据，建立板簧形变与整车质量之间的联系，从而实现整车质量的动态估计。

本发明方案的具体步骤如下：一种基于板簧形变的罐车整车质量动态估计方法，其特征在于：通过在罐车每个钢板弹簧悬架最上端的钢板表面固定安装电阻应变片，根据预先拟合建立的电阻应变片电阻与整车质量的函数关系，应用电阻应变片感应钢板弹簧受力形变所输出的相应电阻值体现整车质量变化。

进一步地，利用LS-SVM模型拟合电阻应变片电阻与整车质量的函数关系。

具体拟合方法为：

采用“驾驶行为”、“载荷”和“纵向坡度”作为行驶场景基本元素，几种元素遍历组合，形成一定数量的车辆行驶试验场景，在每种试验场景下经过一定次数的试验，获得电阻应变片电阻和整车质量的关联样本数据，然后基于LS-SVM模型拟合成函数关系。

所述“驾驶行为”、“载荷”和“纵向坡度”量化如下：

总计有3×5×2＝30种车辆行驶试验场景。