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申请/专利权人：同济大学

摘要：本发明涉及一种汽车动态轮荷测定和驾驶安全辅助系统，该系统包括：主控制器：通过接收数据处理子系统处理后的数据，实时计算车辆受到的动态轮荷，并与车辆规定的载重实时比较；数据采集子系统：用以采集车辆数据并发送给数据处理子系统，包括悬架几何采集模块、悬架动力采集模块和车辆运行参数采集模块；数据处理子系统：用以进行数据滤波清洗和信号放大，包括数据信号放大模块；数据交互子系统：可视化模块、驾驶预警模块和存储单元，所述的可视化模块和驾驶预警模块根据主控制器计算的动态轮荷数据以及风险等级进行预警，并将轮荷数据存储在存储单元中。与现有技术相比，本发明具有主动测量车轮载荷、成本适中、易于安装、可应用领域广等优点。

主权项：1.一种汽车动态轮荷测定和驾驶安全辅助系统，其特征在于，该系统包括分别安装在车辆上的：主控制器1：通过接收数据处理子系统处理后的数据，实时计算车辆受到的动态轮荷，并与车辆规定的载重实时比较；数据采集子系统：用以采集车辆数据并发送给数据处理子系统，包括悬架几何采集模块、悬架动力采集模块和车辆运行参数采集模块；数据处理子系统：用以进行数据滤波清洗和信号放大，包括数据信号放大模块；数据交互子系统：可视化模块、驾驶预警模块和存储单元，所述的可视化模块和驾驶预警模块根据主控制器1计算的动态轮荷数据以及风险等级进行预警，并将轮荷数据存储在存储单元中；所述的悬架动力采集模块包括悬架受力和力矩传感器2，所述的悬架受力和力矩传感器2具体为应变片的编组，安装在车辆悬架的每一根杆件上，所述的数据处理子系统将悬架受力和力矩传感器2采集的悬架受力数据进行放大并滤波后发送到主控制器1中；所述的悬架几何采集模块包括悬架几何变形传感器3和方向盘转角传感器5，所述的悬架几何变形传感器3为伸缩线位移传感器，与悬架阻尼弹簧并联安装，所述的方向盘转角传感器5串联安装在转向柱末端以采集方向盘转角数据，所述的主控制器1通过数据处理子系统分别与悬架几何变形传感器3和方向盘转角传感器5连接，并实时计算出悬架的几何结构；所述的车辆运行参数采集模块包括多个加速度传感器4，并且分别安装在所有车轮的轮心位置，所述的主控制器1通过数据处理子系统与加速度传感器4连接，并计算车辆运行参数，得到车身的姿态参数；所述的主控制器1计算悬架的几何结构采用的模型具体为：将双横臂式悬架分解成为两个RSSR模型和一个RSSP模型的并联机构，整体为一个二自由度系统，通过空间向量和坐标变换的三角函数方法，从推杆处开始顺次求解杆件几何关系；所述的主控制器1计算悬架受力采用的物理模型具体为：将悬架受力和力矩传感器2采集得到的数据，利用空间汇交力系解法，通过矩阵变换求解每一点所受到的力和力矩，所述的矩阵变换为：EucaFronteUcaReareLcaFronteLcaRearePusheSteer-FMUcaFrontMUcaRearMLcaFrontMLcaRearMPushMSteer-M其中，e代表每根对应杆件的方向向量，带下标的M代表所受到的力矩的方向向量，下标UcaFront代表上横臂前杆、UcaRear代表上横臂后杆、LcaFront代表下横臂前杆、LcaRear代表下横臂后杆、Push代表推杆、Steer代表转向横拉杆，F、M分别为受到的外力和外力矩；所述的主控制器1在计算悬架的几何结构时，采用遍历法得到二自由度双横臂式悬架在所有范围内的高密度离散解，然后利用多项式插值对悬架所有的几何情况进行化简，得到悬架各点坐标关于悬架几何变形传感器3数据和方向盘转角传感器5数据的函数关系，以加快运行速度，所述的主控制器1在计算悬架受力时，采用部分遍历法对可能存在的可行域进行遍历，得到在特定几何结构下，车轮轮荷对于悬架受力和力矩传感器2数据和加速度传感器4数据的函数关系，以加快运行速度。

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