一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)及其測試方法，其系統(tǒng)包括陀螺儀，大氣壓力傳感器，CAN網(wǎng)絡(luò)，加速度傳感器，角加速度傳感器，處理單元，包括：實時坡度值計算模塊，平均坡度計算模塊，數(shù)據(jù)擬合模塊；其中，陀螺儀與實時坡度值計算模塊電連接，大氣壓力傳感器與平均坡度計算模塊電連接，CAN網(wǎng)絡(luò)與平均坡度計算模塊電連接，實時坡度值計算模塊、平均坡度計算模塊、加速度傳感器和角加速度傳感器均與數(shù)據(jù)擬合模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)擬合模塊的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)連接。本發(fā)明處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行擬合處理，利用硬件及軟件濾波的方法，獲取精度高，響應(yīng)快，噪音小的實時坡度數(shù)值。
【專利說明】_種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)及其測試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于檢測裝置和方法，特別涉及一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)及其測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前我們所使用的坡度計多數(shù)為單純利用傾角傳感器，測量某接觸面或者物體的傾斜角度，由于其對實時響應(yīng)差，多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域為工程建設(shè)中，或者靜態(tài)環(huán)境下。但是遇到動態(tài)測量就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)延時或者數(shù)據(jù)抖動等問題。隨著商用車智能化發(fā)展的深入，諸如電控發(fā)動機，自動變速箱，車身控制器，電控空氣懸架此類設(shè)備的普及，商用車需要采集諸多車身自身信號用于實時響應(yīng)周邊工況變化情況，以協(xié)調(diào)動力傳動系，車身穩(wěn)定系統(tǒng)，車身安全系統(tǒng)等多方的工作狀態(tài)。車輛實時坡度值變化對于商用車是一個很重要的外界環(huán)境因素，可用于發(fā)動機節(jié)油策略設(shè)計，優(yōu)化變速箱換擋策略，更精確的控制輔助制動系統(tǒng)工作狀態(tài)，提升車輛舒適性。但由于商用車自身體積較大，重量過重，行駛路況更加惡劣，傳統(tǒng)坡度測量儀器體積過大，并且由于數(shù)據(jù)處理不適用于動態(tài)測量，測量數(shù)據(jù)噪音很大，所以商用車坡度測量無法采取傳統(tǒng)單一坡度測量儀獲取。使用傳統(tǒng)坡度測試儀測量車輛動態(tài)坡度變化，由于車輛顛簸、轉(zhuǎn)彎側(cè)傾等原因，車輛的復(fù)雜工況使得無論何種測量方法都會存在大量噪聲，不能準(zhǔn)確反饋實時坡度信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)及其測試方法；本發(fā)明的坡度測試儀對采集的數(shù)據(jù)進行擬合處理，獲取精度高、響應(yīng)快、噪音小的實時坡度數(shù)值。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)解決方案:
[0005]一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，包括以下步驟:
[0006]利用陀螺儀獲得車輛的坡度信號，計算得到實時坡度值；
[0007]根據(jù)從大氣壓力傳感器得到的大氣壓力數(shù)據(jù)來計算車輛落差值；利用CAN網(wǎng)絡(luò)采集實時車速信號，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，進而得出單位行駛距離；根據(jù)車輛落差值與行駛距離，來計算路面的平均坡度；
[0008]利用加速度傳感器獲得加速度信號得實時加速度值；
[0009]利用角加速度傳感器獲得角加速度信號得實時角加速度值；
[0010]根據(jù)實時加速度值和角加速度值對實時坡度和平均坡度進行擬合，輸出有效的動態(tài)坡度值。
[0011]所述的擬合步驟包括以下步驟:
[0012]根據(jù)實時加速度值與加速度門限值進行門限判斷，根據(jù)實時角加速度值與角加速度門限值進行門限判斷，判斷結(jié)果如下:
[0013]情況I)，在所述實時加速度值未超過加速度門限值，且所述實時角加速度值未超過角加速度門限值時，利用所述的平均坡度值和所述加速度值的加權(quán)值得到新的門限濾波值，過濾所述的實時坡度值，并輸出該過濾后的實時坡度值；
[0014]情況2)在所述實時加速度值超過加速度門限值，且所述實時角加速度值未超過角加速度門限值時，利用所述的加速度對平均坡度值進行非線性補償，并輸出補償后的平均坡度值；
[0015]情況3)在所述實時加速度值超過加速度門限值，且所述實時角加速度值超過角加速度門限值時，利用所述角加速度值對所述加速度值進行非線性補償，得到非線性補償后的加速度值，再按照情況2)進行處理，即利用補償后的加速度值對平均坡度值進行非線性補償，并輸出補償后的平均坡度值。
[0016]所述的情況3)中，利用所述角加速度值對所述加速度值進行非線性補償?shù)牟襟E之前，還包括用角加速度值對加速度值進行合理性判斷的步驟:
[0017]不合理，該加速度值丟棄；
[0018]合理，則進行角加速度值對所述加速度值進行非線性補償；
[0019]所述的合理性是滿足指加速度值與角加速度值之間的非線性關(guān)系。
[0020]所述的實時坡度計算步驟，包括以下步驟:
[0021]陀螺儀采集實時坡度值，進行坡度值門限判斷；
[0022]超限，該實時坡度值數(shù)據(jù)丟棄；
[0023]未超限，將該實時坡度值數(shù)據(jù)存入第一緩存區(qū)域；對第一緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)進行軟件濾波，輸出濾波后的實時坡度值；
[0024]同時，所述的濾波后的實時坡度值對門限判斷的門限值進行反饋，將濾波后的實時坡度值進行加權(quán)處理，作為下一次門限判斷的門限值。
[0025]所述的第一緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)緩存采用隊列設(shè)計，即先進先出的緩存方式。
[0026]所述的車輛落差值計算步驟，包括以下步驟:
[0027]CAN網(wǎng)絡(luò)反饋的采樣時間內(nèi)，大氣壓力傳感器采集實時大氣壓力值；
[0028]按照采樣時間的先后順序?qū)崟r大氣壓力值數(shù)據(jù)存入第二緩存區(qū)域，然后進行分組緩存，先后采集的數(shù)據(jù)分別緩存到第三緩存區(qū)和第四緩存區(qū)，并分別計算第三緩存區(qū)和第四緩存區(qū)數(shù)據(jù)的均值得到A和B ;并計算(B-A)的差值；
[0029]若(B-A)小于0，則判斷為上坡，數(shù)據(jù)丟棄或取該數(shù)據(jù)的絕對值；
[0030]若(B-A)大于等于0，則判斷為為下坡或平路；
[0031]通過(B-A)的絕對值或(B-A)計算得到車輛落差值。
[0032]所述的第二緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)緩存均采用隊列緩存；
[0033]所述的分組緩存是在采樣時間內(nèi)，取數(shù)據(jù)隊列緩存中的首尾部分?jǐn)?shù)據(jù)進行緩存，其中首部分的數(shù)據(jù)存入第三緩存區(qū)，尾部分的數(shù)據(jù)存入第四緩存區(qū)。
[0034]一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)，包括
[0035]陀螺儀，用于獲得車輛的坡度信號；
[0036]大氣壓力傳感器，用于獲得的大氣壓力數(shù)據(jù)；
[0037]CAN網(wǎng)絡(luò)，用于獲得實時車速信號；
[0038]加速度傳感器，用于獲得加速度信號；
[0039]角加速度傳感器，用于獲得角加速度信號；
[0040]處理單元，用于接收處理陀螺儀、大氣壓力傳感器、CAN網(wǎng)絡(luò)、加速度傳感器和角加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)擬合處理，并輸出有效的動態(tài)坡度值；
[0041]其中，陀螺儀、大氣壓力傳感器、CAN網(wǎng)絡(luò)、加速度傳感器和角加速度傳感器均與處理單元的輸入端電連接，處理單元的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)電連接。
[0042]所述的處理單元，包括:
[0043]實時坡度值計算模塊，利用陀螺儀獲得車輛的坡度信號，計算得到實時坡度值；
[0044]平均坡度計算模塊，根據(jù)從大氣壓力傳感器得到的大氣壓力數(shù)據(jù)來計算車輛落差值；利用CAN網(wǎng)絡(luò)采集實時車速信號，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，進而得出單位行駛距離；并根據(jù)車輛落差值與行駛距離，來計算路面的平均坡度；
[0045]數(shù)據(jù)擬合模塊，最終根據(jù)實時加速度值和實時角加速度值對實時坡度和平均坡度進行擬合，通過CAN網(wǎng)絡(luò)輸出有效的動態(tài)坡度值；
[0046]其中，陀螺儀與實時坡度值計算模塊電連接，大氣壓力傳感器與平均坡度計算模塊電連接，CAN網(wǎng)絡(luò)與平均坡度計算模塊電連接，實時坡度值計算模塊、平均坡度計算模塊、加速度傳感器和角加速度傳感器均與數(shù)據(jù)擬合模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)擬合模塊的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)連接。
[0047]所述的陀螺儀為六軸電子陀螺儀，通信制式為I2C ;所述的大氣壓力傳感器、加速度傳感器和角加速度傳感器的通信制式均為SPI。
[0048]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0049]本發(fā)明動態(tài)坡度測試系統(tǒng)使用大氣壓力傳感器，加速度傳感器，電子陀螺儀，角加速度傳感器四種傳感器集成，并利用專門的數(shù)字處理芯片對采集的數(shù)據(jù)進行擬合處理，利用硬件及軟件濾波的方法，獲取精度高，響應(yīng)快，噪音小的實時坡度數(shù)值。具體優(yōu)點如下:
[0050]坡度值的計算方法分別可用陀螺儀及大氣壓力傳感器獲得。通過陀螺儀獲得的坡度值是絕對傾角值，精度高，響應(yīng)速度快。通過使用六軸電子陀螺儀進行計算獲得坡度值具有響應(yīng)快，實時性好的特點。
[0051]通過高敏大氣壓力傳感器得知單位時間內(nèi)的車輛落差值，通過整車車速積分運算出單位采樣時間，可以計算出采樣時間內(nèi)的平均坡度。該方案對于整車的顛簸產(chǎn)生的噪聲在硬件上就可獲得很好的濾波效果(目前高敏的大氣壓力傳感器精度在10cm，所以整車顛簸對采樣值影響較小)。通過結(jié)合兩者測量方法，根據(jù)實際兩路測試反饋的值進行計算，通過專門的處理算法得到真實的測量結(jié)果。
[0052]在上述測量方案的基礎(chǔ)上引入加速度傳感器及角加速度傳感器，同時在獲得車輛實時坡度值的同時測得加速度值和角加速度值，進一步反饋補償坡度值，從而進一步降噪。在上述測量方案的基礎(chǔ)上我們引入加速度傳感器及角加速度傳感器，同時在獲得車輛實時坡度值的同時測得加速度值和角加速度值，進一步反饋補償坡度值，從而進一步降噪。
[0053]在坡度計算中必須利用到整車CAN網(wǎng)絡(luò)，以獲得整車的車速信號，參與坡度計算，并且最終將處理后的車速信號反饋給整車CAN網(wǎng)絡(luò)，為需要該信息的設(shè)備提供參考。
[0054]該動態(tài)坡度測試系統(tǒng)由于具有良好的實時性及高精度特性，并且設(shè)備自身帶有降噪，濾波反饋修正等功能，所以測的坡度只具有很高的實用價值，可以用于參與發(fā)動機噴油控制策略，變速箱換擋策略優(yōu)化，車身空氣懸架調(diào)整等諸多方面。并且在試驗中，尤其在車身動力系測試，車輛制動系統(tǒng)測試中，坡度變化具有很高參考價值。
[0055]該動態(tài)坡度測試系統(tǒng)既可作為一個獨立的車身傳感器為車身設(shè)備提供環(huán)境參數(shù)，也可以多點分布形成一個集群檢測系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]圖1為本發(fā)明一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的模塊圖；
[0057]圖2為陀螺儀實時坡度的流程圖；
[0058]圖3為大氣壓力傳感器平均坡度的流程圖；
[0059]圖4為擬合模塊處理流程圖；
[0060]圖5為采集坡度值與加速度的關(guān)系圖；
[0061]圖6為采集坡度值與角加速度的關(guān)系圖；
[0062]圖7當(dāng)?shù)蛙囁贂r與當(dāng)高車速時分組對比圖。

【具體實施方式】
[0063]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0064]參見圖1，為本發(fā)明一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)，包括陀螺儀，用于獲得車輛的坡度信號；大氣壓力傳感器，用于獲得的大氣壓力數(shù)據(jù)；CAN網(wǎng)絡(luò)，用于獲得實時車速信號；加速度傳感器，用于獲得加速度信號；角加速度傳感器，用于獲得角加速度信號；處理單元，包括:實時坡度值計算模塊，利用陀螺儀獲得車輛的坡度信號，計算得到實時坡度值；平均坡度計算模塊，根據(jù)從大氣壓力傳感器得到的大氣壓力數(shù)據(jù)來計算車輛落差值；利用CAN網(wǎng)絡(luò)采集實時車速信號，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，進而得出單位行駛距離；并根據(jù)車輛落差值與行駛距離，來計算路面的平均坡度；數(shù)據(jù)擬合模塊，最終根據(jù)實時加速度值和實時角加速度值對實時坡度和平均坡度進行擬合，通過CAN網(wǎng)絡(luò)輸出有效的動態(tài)坡度值；其中，陀螺儀與實時坡度值計算模塊電連接，大氣壓力傳感器與平均坡度計算模塊電連接，CAN網(wǎng)絡(luò)與平均坡度計算模塊電連接，實時坡度值計算模塊、平均坡度計算模塊、加速度傳感器和角加速度傳感器均與數(shù)據(jù)擬合模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)擬合模塊的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)連接。陀螺儀為六軸電子陀螺儀，通信制式為I2C ;大氣壓力傳感器、加速度傳感器和角加速度傳感器的通信制式均為SPI。
[0065]下面結(jié)合流程圖對本發(fā)明的測試方法做進一步說明:
[0066]參見圖2，陀螺儀實時坡度的流程如下:
[0067]陀螺儀初始化開始工作，采集車輛實時坡度濾波數(shù)據(jù)，進行門限判斷，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)超過門限值時，則該數(shù)據(jù)丟棄；當(dāng)采集的數(shù)據(jù)未超過門限值時，則將該數(shù)據(jù)送入臨時緩存區(qū)域；然后對緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進行軟件濾波，同時丟棄噪點較大的值，輸出數(shù)據(jù)Resultl。該輸出數(shù)據(jù)Resultl可以作為下次門限判斷的門限值。
[0068]其中，門限值的判斷是為了過濾掉假值，例如由于車輛震動造成的臨時沖擊干擾到傳感器測量值，該數(shù)據(jù)則通過門限值進行判斷超過，則丟棄。緩存區(qū)域采用隊列設(shè)計，先進先出有效保證了采集數(shù)據(jù)的實時性。反饋門限值采用了閉環(huán)處理方式，通過每次實時獲得并輸出的坡度作為下一次坡度門限值，由于坡度不可能躍升或者陡降，所以上一刻的坡度值經(jīng)過加減合適的值后可以作為下一次數(shù)據(jù)的濾波門限。但是這個上下限的大小設(shè)置與采集間隔相關(guān)，采樣頻率越高上下限的跨度越小，反之越大。
[0069]參見圖3，大氣壓力傳感器平均坡度的流程如下:
[0070]整車CAN網(wǎng)絡(luò)，以獲得整車的車速信號，參與坡度計算，并且最終將處理后的車速信號反饋給整車CAN網(wǎng)絡(luò)，為需要該信息的設(shè)備提供參考。CAN網(wǎng)絡(luò)獲取車速信息，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，反饋時間用于數(shù)據(jù)分組；
[0071]同時，氣壓傳感器初始化工作，采集的實時數(shù)據(jù)，按照反饋時間將數(shù)據(jù)送入臨時緩存區(qū)域，緩存區(qū)數(shù)據(jù)進行分組，緩存區(qū)隊列中的后部分?jǐn)?shù)據(jù)裝入新緩存區(qū)，求均值A(chǔ) ;緩存區(qū)隊列中的前部分?jǐn)?shù)據(jù)裝入另外的新緩存區(qū)，求均值B ;做差值(B-A)，判斷(B-A)是否大于等于0，(B-A)小于0，坡度上升，則丟棄，若參與計算則需要取其絕對值；(B-A)大于等于0，下坡或者平路，按照該(B-A)計算得到平均坡度值，輸出數(shù)據(jù)Result2。
[0072]其中，緩存區(qū)采用隊列設(shè)計，是為了能夠獲得大量數(shù)據(jù)的同時始終保持一定的數(shù)據(jù)量，能夠為后面積分求的坡度值留有足夠的數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)分組時不是將所有數(shù)據(jù)簡單的均分成兩部分，而是取首尾兩部分，由于該計算部分的緩存區(qū)較大，會保留很長一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)值，所以過多的數(shù)據(jù)會使得后期計算精度降低。并且隨著車速變化在數(shù)據(jù)分組時會有不同的分組區(qū)間，該緩存區(qū)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)用于得到高度降低后的大氣壓力值；由于大氣壓力隨著高度升高而降低，所以降低前的大氣壓力值大于降低后的，通過(B-A)便可以判斷上坡還是下坡；緩存區(qū)隊列中的前部分?jǐn)?shù)據(jù)裝入新緩存區(qū)，求均值B，該緩存區(qū)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)用于得到高度降低前的大氣壓力值。
[0073]參見圖4，擬合步驟流程圖如下:
[0074]加速度傳感器，獲得X、Y、Z三個軸線上加速度值；角加速度傳感器，獲得Χ、Υ、Ζ三個軸線上角加速度值；根據(jù)實時加速度值和對應(yīng)的加速度門限值進行門限判斷，根據(jù)實時角加速度值和對應(yīng)的角加速度門限值進行門限判斷:
[0075]情況I)，在所述實時加速度值未超過對應(yīng)的加速度門限值，且所述實時角加速度值未超過對應(yīng)的角加速度門限值時，利用所述的平均坡度值和所述加速度值的加權(quán)值得到新的門限濾波值，過濾所述的實時坡度值，并輸出該過濾后的實時坡度值；該情況主要采取加權(quán)處理方法，由于加速度值及角加速度值都為非線性關(guān)系，所以在門限范圍內(nèi)我們都可以認(rèn)為誤差可以容忍，并且認(rèn)為Resultl結(jié)果更為可信，所以利用Result2的值與加速度的加權(quán)值得到一組新的門限濾波值，最終過濾實時坡度值Resultl得到&1，并輸出過濾后的坡度值a”
[0076]情況2)在所述實時加速度值超過對應(yīng)的角速度加速度門限值，且所述實時角速度角加速度值未超過對應(yīng)的角速度角加速度門限值時，利用所述的加速度對平均坡度值Result2進行非線性補償?shù)玫絘2，并輸出補償后的平均坡度值a2;該情況加速度值超限，角加速度值未超限時，說明車輛顛簸嚴(yán)重，所以平均坡度值平均車速Result2更為可信。利用此時的加速度值通過非線性計算，補償平均坡度值，并輸出補償后的平均坡度值a2。如圖5中可以清楚的看出加速度值突變時會造成坡度值變化，但兩者之間的變化為非線性關(guān)系。
[0077]情況3)在所述實時加速度值超過對應(yīng)的加速度門限值，且所述實時角加速度值超過對應(yīng)的角加速度門限值時，這種情況則認(rèn)為平均坡度值Result2有可信度，但是由于車輛運行工況復(fù)雜，還需要用角加速度值對加速度值進行合理性判斷的步驟:
[0078]不合理，該加速度值丟棄；
[0079]合理，則保存該加速度值；
[0080]所述的合理性是滿足指加速度值與角加速度值之間的非線性關(guān)系。
[0081]合理的加速度數(shù)據(jù)，需要利用所述角加速度值對所述的加速度值進行補償(主要是兩個加速度均超門限值，可以判定車輛顛簸并且存在轉(zhuǎn)彎的工況，由于轉(zhuǎn)彎的影響，加速度的值有所變化，通常會變小，因此需要還原，加速度和角加速度之間成非線性關(guān)系，因此可以通過這種非線性關(guān)系進行補償還原，得到實際的加速度值)，得到補償后的加速度值a#，再按照情況2)進行處理。該情況是加速度及角加速度均超值情況下，根據(jù)數(shù)據(jù)可以看出角加速度值噪聲很大，只能用于細(xì)微的處理，因此用角加速度對加速度值進行補償，用補償后的加速度值對平均坡度值Result2進行非線性補償，并輸出補償后的平均坡度值a3。圖6中坡度與角加速度的實時采集數(shù)據(jù)對比。
[0082]圖7舉例說明數(shù)據(jù)分組情況，當(dāng)?shù)蛙囁贂r(即跑過單位距離所用時間較長時)與當(dāng)高車速時(即跑過單位距離所用時間較短時)分組情況。
[0083]根據(jù)實際兩路測試反饋的值進行計算，通過專門的處理算法得到真實的測量結(jié)果。并且該方案中并非只是用一個測量點，兩種技術(shù)方案均可多點分布，但是同樣帶來的問題就是需要對大量數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)量越大所要處理的假值和噪聲就會越多。
[0084]該坡度測試設(shè)備既可作為一個獨立的車身傳感器為車身設(shè)備提供環(huán)境參數(shù)，也可以多點分布形成一個集群檢測系統(tǒng)。由于具有良好的實時性及高精度特性，并且設(shè)備自身帶有降噪，濾波反饋修正等功能，所以測的坡度只具有很高的實用價值，可以用于參與發(fā)動機噴油控制策略，變速箱換擋策略優(yōu)化，車身空氣懸架調(diào)整等諸多方面。并且在試驗中，尤其在車身動力系測試，車輛制動系統(tǒng)測試中，坡度變化具有很高參考價值。
[0085]本發(fā)明中，軟件設(shè)計方面，方案中使用的傳感器芯片均為數(shù)字型傳感器，通過SPI的通信方式，與處理單元進行實時數(shù)據(jù)交互。硬件設(shè)計方面，設(shè)計適合商用車使用的硬件設(shè)備，并且需考慮方便安裝，電源轉(zhuǎn)換，穩(wěn)定性等因素。
[0086]以上內(nèi)容是對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定發(fā)明保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:包括以下步驟: 利用陀螺儀獲得車輛的坡度信號，計算得到實時坡度值； 根據(jù)從大氣壓力傳感器得到的大氣壓力數(shù)據(jù)來計算車輛落差值；利用CAN網(wǎng)絡(luò)采集實時車速信號，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，進而得出單位行駛距離；根據(jù)車輛落差值與行駛距離，來計算路面的平均坡度； 利用加速度傳感器獲得加速度信號得實時加速度值； 利用角加速度傳感器獲得角加速度信號得實時角加速度值； 根據(jù)實時加速度值和角加速度值對實時坡度和平均坡度進行擬合，輸出有效的動態(tài)坡度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述的擬合步驟包括以下步驟: 根據(jù)實時加速度值與加速度門限值進行門限判斷，根據(jù)實時角加速度值與角加速度門限值進行門限判斷，判斷結(jié)果如下: 情況I)，在所述實時加速度值未超過加速度門限值，且所述實時角加速度值未超過角加速度門限值時，利用所述的平均坡度值和所述加速度值的加權(quán)值得到新的門限濾波值，過濾所述的實時坡度值，并輸出該過濾后的實時坡度值； 情況2)在所述實時加速度值超過加速度門限值，且所述實時角加速度值未超過角加速度門限值時，利用所述的加速度對平均坡度值進行非線性補償，并輸出補償后的平均坡度值； 情況3)在所述實時加速度值超過加速度門限值，且所述實時角加速度值超過角加速度門限值時，利用所述角加速度值對所述加速度值進行非線性補償，得到非線性補償后的加速度值，再按照情況2)進行處理，即利用補償后的加速度值對平均坡度值進行非線性補償，并輸出補償后的平均坡度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述的情況3)中，利用所述角加速度值對所述加速度值進行非線性補償?shù)牟襟E之前，還包括用角加速度值對加速度值進行合理性判斷的步驟: 不合理，該加速度值丟棄； 合理，則進行角加速度值對所述加速度值進行非線性補償； 所述的合理性是滿足指加速度值與角加速度值之間的非線性關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述的實時坡度計算步驟，包括以下步驟: 陀螺儀采集實時坡度值，進行坡度值門限判斷； 超限，該實時坡度值數(shù)據(jù)丟棄； 未超限，將該實時坡度值數(shù)據(jù)存入第一緩存區(qū)域；對第一緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)進行軟件濾波，輸出濾波后的實時坡度值； 同時，所述的濾波后的實時坡度值對門限判斷的門限值進行反饋，將濾波后的實時坡度值進行加權(quán)處理，作為下一次門限判斷的門限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述的第一緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)緩存采用隊列設(shè)計，即先進先出的緩存方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:車輛落差值計算步驟，包括以下步驟: CAN網(wǎng)絡(luò)反饋的采樣時間內(nèi)，大氣壓力傳感器采集實時大氣壓力值； 按照采樣時間的先后順序?qū)崟r大氣壓力值數(shù)據(jù)存入第二緩存區(qū)域，然后進行分組緩存，先后采集的數(shù)據(jù)分別緩存到第三緩存區(qū)和第四緩存區(qū)，并分別計算第三緩存區(qū)和第四緩存區(qū)數(shù)據(jù)的均值得到A和B ;并計算(B-A)的差值； 若(B-A)小于O，則判斷為上坡，數(shù)據(jù)丟棄或取該數(shù)據(jù)的絕對值； 若(B-A)大于等于O，則判斷為為下坡或平路； 通過(B-A)的絕對值或(B-A)計算得到車輛落差值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于:所述的第二緩存區(qū)域的數(shù)據(jù)緩存均采用隊列緩存； 所述的分組緩存是在采樣時間內(nèi)，取數(shù)據(jù)隊列緩存中的首尾部分?jǐn)?shù)據(jù)進行緩存，其中首部分的數(shù)據(jù)存入第三緩存區(qū)，尾部分的數(shù)據(jù)存入第四緩存區(qū)。
8.一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)，其特征在于:包括 陀螺儀，用于獲得車輛的坡度信號； 大氣壓力傳感器，用于獲得的大氣壓力數(shù)據(jù)； CAN網(wǎng)絡(luò)，用于獲得實時車速信號； 加速度傳感器，用于獲得加速度信號； 角加速度傳感器，用于獲得角加速度信號； 處理單元，用于接收處理陀螺儀、大氣壓力傳感器、CAN網(wǎng)絡(luò)、加速度傳感器和角加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)擬合處理，并輸出有效的動態(tài)坡度值； 其中，陀螺儀、大氣壓力傳感器、CAN網(wǎng)絡(luò)、加速度傳感器和角加速度傳感器均與處理單元的輸入端電連接，處理單元的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的處理單元，包括: 實時坡度值計算模塊，利用陀螺儀獲得車輛的坡度信號，計算得到實時坡度值； 平均坡度計算模塊，根據(jù)從大氣壓力傳感器得到的大氣壓力數(shù)據(jù)來計算車輛落差值；利用CAN網(wǎng)絡(luò)采集實時車速信號，通過積分累加每一基礎(chǔ)單位的位移，得到單位距離里所用的時間，進而得出單位行駛距離；并根據(jù)車輛落差值與行駛距離，來計算路面的平均坡度； 數(shù)據(jù)擬合模塊，最終根據(jù)實時加速度值和實時角加速度值對實時坡度和平均坡度進行擬合，通過CAN網(wǎng)絡(luò)輸出有效的動態(tài)坡度值； 其中，陀螺儀與實時坡度值計算模塊電連接，大氣壓力傳感器與平均坡度計算模塊電連接，CAN網(wǎng)絡(luò)與平均坡度計算模塊電連接，實時坡度值計算模塊、平均坡度計算模塊、加速度傳感器和角加速度傳感器均與數(shù)據(jù)擬合模塊的輸入端連接，數(shù)據(jù)擬合模塊的輸出端與CAN網(wǎng)絡(luò)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種商用車動態(tài)坡度測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的陀螺儀為六軸電子陀螺儀，通信制式為I2C ;所述的大氣壓力傳感器、加速度傳感器和角加速度傳感器的通信制式均為SPI。
【文檔編號】G01C9/00GK104482919SQ201410757590
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】李睿, 馬東闖 申請人:陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司