综合车辆的数据测算、监控、监视、处理的方法及系统

申请号 CN201610581511.6 申请日 2016-07-21 公开(公告)号 CN106379322A 公开(公告)日 2017-02-08
申请人 冯春魁; 发明人 冯春魁;
摘要 本 发明 公开一种综合车辆的数据测算、监控、监视、处理的方法及系统。该监控方法中,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,根据测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动 力 传递状况是否异常;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得。实施本发明能够对包括车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障所导致的车辆动力传递异常进行监控。
权利要求

1.一种车辆由动装置控制运行时的监控方法,其特征在于:
以车辆运行参数中的任意一种为测算对象,获取所述车辆的测算对象的联合运算值,获取所述测算对象的参考数据,根据车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、阻中任意一种或任意多种。
2.如权利要求1所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,所述监控方法还包括下述步骤:获取所述车辆的运行环境信息;根据所述联合运算值、所述参考数据和所述运行环境信息判断是否发生动力传递异常中的动力传递故障情况。
3.如权利要求1所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,当所述车辆处于非稳定驱动状态时使本次监控无效或取消本次判断过程或取消本次判断结果;
其中,当车辆的源动力参数、机械类综合运行力、速度中的至少一种小于预设值时,或者车辆的动力装置运行工况为动力装置制动状态时,所述车辆处于非稳定驱动状态。
4.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,
4A1.当所述测算对象为车辆质量中任一参数时:所述参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算获取的联合运算值设定;
或,
4A2.当所述测算对象为除车辆质量之外的车辆运行参数中任一参数时,计算所述联合运算值所需求的车辆质量为基于时间在先的车辆运动平衡计算所得。
5.如权利要求1、2、3中任一项所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,当所述测算对象为系统固有参数和/或为除系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述监控方法包括下述5A1、5A2、5A3、5A4、5A5中任意一种或多种方案:
5A1.当参考数据中包括或为第二许可范围时,第二许可范围在安全范围之内;
5A2.当参考数据中包括或为第一许可范围与实际值时,第一许可范围与实际值的和值在安全范围之内;
5A3.当参考数据中包括或为第一许可范围与标定值时,第一许可范围与标定值的和值在安全范围之内;
5A4.当根据实际值和根据联合运算值设定的下限值判断所述车辆的动力传递状况是否异常时,该根据联合运算值设定的下限值大于安全极限阈值中最小值,和/或该实际值大于安全极限阈值中最小值;
5A5.当根据实际值和根据联合运算值设定的上限值判断所述车辆的动力传递状况是否异常时,该根据联合运算值设定的上限值小于安全极限阈值中最大值,和/或该实际值小于安全极限阈值中最 大值。
6.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,还包括步骤:
6A1.如所述判断的结果为是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
和/或,
6A2.输出和/或保存所述判断的结果。
7.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,其特征在于,获取的车辆的输入参数的值,根据获取的车辆的输入参数的值计算所述联合运算值,所述输入参数为计算所述联合运算值所需求的参数。
8.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,所述监控方法还包括下述方案:获取动力装置运行工况,将动力装置运行工况与所述计算关联。
9.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,参与所述计算的参数中包括质量变化型物品质量。
10.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,参与所述计算的参数中包括效率系数、滚阻系数、路面坡度中任意一种或三种参数。
11.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,输出和/或保存车辆质量的值。
12.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中任一方法中,其特征在于,当源动力参数为能量类型的源动力组合型参数时,能量累计的时间控制在一天之内或以1小时之内或30分钟之内或10分钟之内或一分钟之内或30秒之内或20秒之内或10秒之内或5秒之内或2秒之内或1秒之内或100毫米之内或10毫秒之内或1毫秒之内或0.1毫米之内。
13.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
14.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
15.如权利要求1、2、3任一所述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法中,其特征在于,所述车辆为高车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
16.一种车辆运行的监视方法,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,其特征在于,所述监视方法包括步骤:
获取测算对象的联合运算值,该联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;
在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品人机界面上输出所述测算对象的联合运算值。
17.如权利要求16所述一种车辆运行的监视方法,其特征在于,还包括步骤:获取所述测算对象的实际值,在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的实际值。
18.如权利要求16所述一种车辆运行的监视方法,其特征在于,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
19.如权利要求16、17、18任一所述一种车辆运行的监视方法,其特征在于,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
20.一种车辆数据的处理方法,测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,其特征在于,包括步骤:
获取测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;
还包括下列任意一个或多个步骤:
20A1.所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出和/或保存;
20A2、当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述处理方法还需获取所述测算对象的实际值;将所述联合运算值和所述实际值输出和/或保存,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值输出和/或保存。
21.如权利要求20所述一种车辆数据的处理方法,其特征在于,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
22.如权利要求20、21任一所述一种车辆数据的处理方法,其特征在于,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
23.一种车辆超载的监控方法,其特征在于,所述监控方法包括步骤:
获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载。
24.如权利要求23任一所述的一种车辆超载的监控方法,其特征在于,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
25.一种车辆的车辆运行参数的测算方法,测算对象是所述车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,其特征在于,所述测算方法包括步骤:
S1、以车辆运行参数中的任意一种为测算对象,预设计算该测算对象的车辆运动平衡计算公式;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;
S2、获取输入参数的值,该输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;根据该所获取的输入参数的值和该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值;
本测算方法还包括方案A、B、C中任一方案:
A、测算对象为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数或包含该参数的参数;
B、输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的预设的实际值所设定;
C、输入参数中所包括的动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数中至少一种为基于预设值所设定。
26.一种车辆由动力装置控制运行时的监控系统,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种参数,其特征在于,所述监控系统包括判断参数获取模(1)、动力传递状况判断模块(2);所述监控系统还包括动力传递异常处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;
所述判断参数获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
所述动力传递状况判断模块(2)用于:根据车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;
所述动力传递异常处理模块(3)用于:如所述判断的结果为是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
所述输出模块(4)用于:输出所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果;
所述保存模块(5)用于:保存所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果。
27.一种车辆运行参数的监视系统,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,其特征在于,所述监视系统包括联合运算值获取模块(1)、指示模块(2):
所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值;
联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
所述指示模块(2)用于在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的联合运算值。
28.一种车辆数据的处理系统,测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,其特征在于,所述处理系统包括联合运算值获取模块(1)、所述处理系统还包括输出模块(2)和/或保存模块(3):
所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,还需获取所述测算对象的实际值;
所述输出模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出;和/或
当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,将所述联合运算值和所述实际值输出,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值输出;
所述保存模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值保存;和/或
当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,将所述联合运算值和所述实际值保存,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值保存。
29.一种车辆超载的监控系统,其特征在于,所述监控系统包括联合运算值获取模块(1)、超载判断模块(2);所述监控系统还包括超载处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;
所述联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
所述超载判断模块(2)用于:根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载;
所述超载处理模块(3)具有下述功能:如所述判断结果包括是,则启动设定的超载处理机制;
所述输出模块(4)用于:输出所述超载判断模块(2)的判断结果;
所述保存模块(5)用于:保存所述超载判断模块(2)的判断结果。

说明书全文

综合车辆的数据测算、监控、监视、处理的方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆技术领域,更具体的说,涉及一种综合车辆的数据测算、监控、监视、处理的方法及系统。

背景技术

[0002] 在陆地上运行的车辆,是当前世界上最重要、最基础的交通运输工具之一;因为车辆的运行安全与驾驶者、乘员的生命安全紧密相关,提高车辆运行的安全监控性能,始终为车辆技术的核心重点;
[0003] 从构造上划分,车辆通常具有产生动的动力系统、传递动力的机械传动系统;动力系统通常具有能源供应装置、动力控制装置、动力装置;车辆的动力系统和传递动力的机械传动系统中可工作于旋转状态的任意一个或多个部件可称为车辆的旋转工作型动力或传动部件;
[0004] 从动力系统种类划分,车辆有燃料动力、电气动力、混合动力系统等;
[0005] 现有燃料动力车辆,包括汽油、柴油、天然气、沼气等动力车辆;
[0006] 现有电气动力车辆,包括插电式电动车辆、燃料电池式电动车辆等;
[0007] 现有混合动力车辆,则同时包括两种或两种以上的动力系统,如燃料动力系统和电气动力系统等;
[0008] 现有燃料动力车辆,通常具有燃料动力系统和机械传动系统;所述的燃料动力系统通常包括燃料供应系统、发动机控制系统、燃料发动机;其中燃料发动机通常具有气缸缸体、活塞、输出动力的曲轴机构;所述机械传动系统通常包括燃料发动机输出轴驱动轮、以及燃料发动机输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件(包括传动轴、传动齿轮机构等);该燃料发动机输出轴、驱动轮、以及中间机械传动部件均可能工作于高速旋转状态,该系列组件中任意一个或多个部件均可称为车辆的旋转工作型动力或传动部件;
[0009] 现有电动车辆,通常也具有电气动力系统、机械传动系统;所述的电气动力系统通常包括电源装置、电机驱动装置、电机;电动车辆的电机转子、电机输出轴、驱动轮、以及电机输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件中任意一个或多个部件也可称为电气动力车辆的旋转工作型动力或传动部件;某些轮毂机车辆也可以将动力系统、机械传动系统合为一体;
[0010] 因为车辆的旋转工作型动力或传动部件,不像固定型工作部件或直线运行型工作部件可以方便的安装各种的应力传感器便于检测各部件内部应力状况;如将应力或转矩传感器安装于固定支撑组件上则不便于检测旋转部件的真实应力状况;如安装于旋转部件内部,则信号不便于传输/或传感器电源供应装置不便于设置;所以导致现有的可用于车辆的旋转工作型动力或传动部件的转矩传感器成本高昂;对于车辆的旋转工作型动力或传动部件的运行状况(尤其是早期故障)的低成本监控,是行业性难题,世界性难题;
[0011] 为了解决上述问题,现有技术分为两大类解决方案:
[0012] A、局部器件型监控方案:现有的胎压监控系统可监测胎压,对爆胎有一定预警作用;但其仅能监测充气轮胎的胎压,且通常只能在轮胎漏气导致胎压或轮速显著变化时才能监控,响应偏慢;且对于轮胎的形变(失圆)无监控能力,对于其他刚性旋转部件(甚至对充气轮胎自身传动轴承的磨损)运行无监控能力;对于采用刚性车轮(包括驱动轮)的车辆(如高车辆、动车、普通列车、电力机车履带式车辆)更无监控效果。
[0013] B、通用型的车辆运行参数的安全极限阈值超限比较型技术方案:
[0014] 现有技术中,有多种获取车辆质量的联合运算值的技术;以进行各种变速控制、制动稳定性控制、自适应巡航控制(ACC)系统或自动换道(LCX)系统、ABS控制等;
[0015] 现有技术中,有多种计算车辆燃料消耗量的方法和设备,以推断驾驶员的行为,用于监测和训练驾驶员,协助车队所有者、运输公司及类似公司以及保险公司管理;
[0016] 现有技术中,更有多种检测旋转部件转速、车辆纵向速度、纵向加速度的技术方案;通过传感器检测,通过GPS数据分析,或用其他参数来联合运算等,以实现超速限速等功能;
[0017] 因为车辆运行工况有成百上千种可能,车辆随时处于低速/高速、轻载/重载、加速/减速、上坡/下坡等状态的切换中,所以车辆运行参数(如纵向速度、纵向加速度、车辆质量、车辆驱动力、转矩、功率、电流等)在正常运行状况中也可能出现大幅度变化;所以现有B类技术方案,均只能简单的在车辆运行参数超过安全极限阈值(如最高限速、最大加速度限制值、最大安全载重量、最大功率、最大转矩、最大电流等)进行响应;在车辆运行参数未超过预设的安全极限阈值前,不便于实现对车辆运行安全状况的监控,更不便于实现高灵敏度的早期监控;通常只能被动的、滞后的等待车辆的传动主轴断裂、传动齿轮爆裂、包括在无胎压监控系统时爆胎,在可能已造成严重安全事故的事件发生后才能示警、善后。

发明内容

[0018] 本发明要解决的技术问题之一是提供一种便于对(包括车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障所导致的)车辆动力传递异常进行监控的技术方案;
[0019] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0020] 本发明提供
[0021] 1、一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,
[0022] 根据测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;所述所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、阻中任意一种或任意多种。
[0023] 2、进一步的,所述监控方法中,判断车辆的动力传递状况是否异常包括下述任意一种或多种方式:
[0024] 2A1.参考数据包括第一许可上限值和实际值;判断所述联合运算值与实际值的差值是否大于第一许可上限值;
[0025] 2A2.参考数据包括第一许可下限值和实际值;判断所述联合运算值与实际值的差值是否小于第一许可下限值;
[0026] 2A3.参考数据包括实际值;判断所述实际值是否大于根据联合运算值设定的上限值;
[0027] 2A4.参考数据包括实际值;判断所述实际值是否小于根据联合运算值设定的下限值。
[0028] 2A5.参考数据包括第二许可上限值;判断所述联合运算值是否大于第二许可上限值;
[0029] 2A6.参考数据包括第二许可下限值;判断所述联合运算值是否小于第二许可下限值。
[0030] 3、进一步的,所述动力传递状况异常包括下述任意一种情况:
[0031] 3A1.参考数据包括第一许可上限值和实际值;所述联合运算值与实际值的差值大于第一许可上限值;
[0032] 3A2.参考数据包括第一许可下限值和实际值;所述联合运算值与实际值的差值小于第一许可下限值;
[0033] 3A3.参考数据包括实际值;所述实际值大于根据联合运算值设定的上限值;
[0034] 3A4.参考数据包括实际值;所述实际值小于根据联合运算值设定的下限值;
[0035] 3A5.参考数据包括第二许可上限值;所述联合运算值大于第二许可上限值;
[0036] 3A6.参考数据包括第二许可下限值;所述联合运算值小于第二许可下限值。
[0037] 4.进一步的,所述监控方法中:
[0038] 4A1.当所述测算对象为需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时:参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据实测值设定,且所述参考数据的取值时间与所述联合运算值的取值时间在预设的时间范围内;
[0039] 或,
[0040] 4A2.当所述测算对象为需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时:参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据测算对象的历史记录值设定,所述历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值,所述历史记录值中包含历史记录原值、历史记录实际值中任意一种或两种数据。
[0041] 5.进一步的,所述监控方法中:
[0042] 4A1.当所述测算对象为车辆质量中任一参数时:所述参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算获取的联合运算值设定;
[0043] 或,
[0044] 4A2.当所述测算对象为车辆质量中任一参数时:所述参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据历史记录值设定;
[0045] 或,
[0046] 4A3.当所述测算对象为车辆质量中任一参数时:所述参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据预设值设定;
[0047] 6.进一步的,所述监控方法中,当所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时,所述参考数据中的标定值、第二许可范围、第一许可范围中任意一种或多种数据为根据预设值或满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定。
[0048] 7、进一步的,所述监控方法中,当所述测算对象为除系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述第二许可上限值为根据实际值设定,和/或所述第二许可下限值为根据实际值设定。
[0049] 8、进一步的,当所述测算对象为系统固有参数和/或为除系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述监控方法包括下述5A1、5A2、5A3、5A4、5A5中任意一种或多种方案:
[0050] 5A1.当参考数据中包括第二许可上限值时,该第二许可上限值小于安全极限阈值中最大值;
[0051] 5A2.当参考数据中包括第二许可下限值时,该第二许可下限值大于安全极限阈值中最小值;
[0052] 5A3.当参考数据中包括第一许可上限值与实际值时,该第一许可上限值与该实际值的和值小于安全极限阈值中最大值;
[0053] 5A4.当参考数据中包括第一许可下限值与实际值时,该第一许可下限值与该实际值的和值大于安全极限阈值中最小值;
[0054] 5A5.当根据实际值和根据联合运算值设定的下限值判断所述车辆的动力传递状况是否异常时,该根据联合运算值设定的下限值大于安全极限阈值中最小值,和/或该实际值大于安全极限阈值中最小值;
[0055] 5A6.当根据实际值和根据联合运算值设定的上限值判断所述车辆的动力传递状况是否异常时,该根据联合运算值设定的上限值小于安全极限阈值中最大值,和/或该实际值小于安全极限阈值中最大值。
[0056] 9.进一步的,所述监控方法,还包括步骤:
[0057] 6A1.如所述判断的结果为是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
[0058] 和/或,
[0059] 6A2.输出和/或保存所述判断的结果。
[0060] 10.进一步的,所述监控方法,获取的车辆的输入参数的值,根据获取的车辆的输入参数的值计算所述联合运算值,所述输入参数为计算所述联合运算值所需求的参数。
[0061] 11.进一步的,所述监控方法中,还包括下述步骤:获取所述车辆的运行环境信息;根据所述联合运算值、所述参考数据和所述运行环境信息判断是否发生动力传递异常中的动力传递故障情况。
[0062] 12.进一步的,所述监控方法中,当所述测算对象为除车辆质量之外的车辆运行参数中任一参数时,计算所述联合运算值所需求的车辆质量为基于时间在先的车辆运动平衡计算所得。
[0063] 13.进一步的,所述监控方法中还包括下述方案:获取动力装置运行工况,将动力装置运行工况与所述计算关联。
[0064] 14.进一步的,所述监控方法中,参与所述计算的参数中包括质量变化型物品质量。
[0065] 15.进一步的,所述监控方法中,参与所述计算的参数中包括效率系数、滚阻系数、路面坡度中任意一种或三种参数。
[0066] 16.进一步的,所述监控方法中,输出和/或保存车辆质量的值。
[0067] 17.进一步的,所述监控方法中,当源动力参数为能量类型的源动力组合型参数时,能量累计的时间控制在一天之内或以1小时之内或30分钟之内或10分钟之内或一分钟之内或30秒之内或20秒之内或10秒之内或5秒之内或2秒之内或1秒之内或100毫米之内或10毫秒之内或1毫秒之内或0.1毫米之内。
[0068] 18.进一步的,所述监控方法中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[0069] 19.进一步的,所述监控方法中,当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[0070] 20.进一步的,所述监控方法中,所述车辆运行参数包括车辆质量、源动力参数、系统运行参数,所述系统运行参数包括机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量。
[0071] 21.进一步的,所述监控方法中,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车中任意一种车辆。
[0072] 本发明要解决的技术问题之二为提供一种便于对与车辆运行安全相关数据进行监视的技术方案;
[0073] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0074] 本发明提供
[0075] 22.一种车辆运行的监视方法,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,所述监视方法包括步骤:
[0076] 获取测算对象的联合运算值,该联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种。
[0077] 在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品人机界面上输出所述测算对象的联合运算值。
[0078] 23.进一步的,所述监视方法中,还包括步骤:获取所述测算对象的实际值或标定值,在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的实际值或标定值。
[0079] 24.进一步的,所述监视方法中,
[0080] 测算对象为车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上已输出的一种或多种参数。
[0081] 25.进一步的,所述监视方法中,所述车内电子设备包括车内导航系统、倒车雷达、车内中控台、驾驶屏显系统、车内仪表盘行车记录仪、车内视频监控系统中任意一种或多种设备。
[0082] 26.进一步的,所述监视方法中,所述便携式个人消费电子产品包括手机、智能手表、智能手环中任意一种或多种设备。
[0083] 27.进一步的,所述监视方法中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[0084] 28.进一步的,所述监视方法中,当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[0085] 29.进一步的,所述监视方法中,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车中任意一种车辆。
[0086] 42.进一步的,所述车辆为在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器
[0087] 本发明要解决的技术问题之三是提供一种便于对与车辆运行安全相关数据进行处理的技术方案;
[0088] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0089] 本发明提供
[0090] 30.一种车辆数据的处理方法,测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,包括步骤:
[0091] 获取测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种。
[0092] 还包括下列任意一个或多个步骤:
[0093] 20A1.所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出和/或保存;
[0094] 20A2、当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述处理方法还需获取所述测算对象的实际值;将所述联合运算值和所述实际值输出和/或保存,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值输出和/或保存。
[0095] 31.进一步的,所述监视方法中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[0096] 本发明要解决的技术问题之四是提供一种无须借助与磅秤称量的车辆超载的监控方法,
[0097] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0098] 本发明还提供
[0099] 32.一种车辆超载的监控方法,所述监控方法包括步骤:
[0100] 获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载。
[0101] 33.进一步的,所述监控方法中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[0102] 34.进一步的,所述监控方法中,当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[0103] 本发明要解决的技术问题之五是提供一种在动力装置运行工况变化时提高联合运算值的可信度的方案;
[0104] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0105] 本发明还提供(35.)一种车辆的车辆运行参数的测算方法,测算对象是所述车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,所述测算方法包括步骤:获取所述车辆的输入参数的值和动力装置运行工况;所述输入参数为计算所述车辆的测算对象的联合运算值所需求的参数;根据所述获取的输入参数的值计算出所述测算对象的联合运算值,并将该值输出和/或保存;所述计算为基于车辆运动平衡计算公式的计算,将动力装置运行工况与所述计算关联。
[0106] 本发明还提供
[0107] (36.)一种车辆由动力装置控制运行时的监控系统,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种参数,所述监控系统包括判断参数获取模(1)、动力传递状况判断模块(2);所述监控系统还包括动力传递异常处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;
[0108] 所述判断参数获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
[0109] 所述动力传递状况判断模块(2)用于:根据车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;
[0110] 所述动力传递异常处理模块(3)用于:如所述判断的结果为是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
[0111] 所述输出模块(4)用于:输出所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果;
[0112] 所述保存模块(5)用于:保存所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果。
[0113] 本发明还提供
[0114] (37.)一种车辆运行参数的监视系统,测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,其特征在于,所述监视系统包括联合运算值获取模块(1)、指示模块(2):
[0115] 所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值;联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
[0116] 所述指示模块(2)用于在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的联合运算值。
[0117] 38.进一步的,所述监控系统中,所述车内电子设备包括车内导航系统、倒车雷达、车内中控台、驾驶屏显系统、车内仪表盘、行车记录仪、车内视频监控系统中任意一种或多种设备。
[0118] 39.进一步的,所述监控系统中,所述便携式个人消费电子产品包括手机、智能手表、智能手环中任意一种或多种设备。
[0119] 本发明还提供
[0120] (40.)一种车辆数据的处理系统,测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,所述处理系统包括联合运算值获取模块(1)、所述处理系统还包括输出模块(2)和/或保存模块(3):
[0121] 所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,还需获取所述测算对象的实际值或标定值;
[0122] 所述输出模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出;和/或
[0123] 当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,将所述联合运算值和所述实际值输出,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值输出;
[0124] 所述保存模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值保存;和/或
[0125] 当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,将所述联合运算值和所述实际值保存,和/或将所述联合运算值和所述实际值的差值保存。
[0126] 本发明还提供
[0127] (41.)一种车辆超载的监控系统,所述监控系统包括联合运算值获取模块(1)、超载判断模块(2);所述监控系统还包括超载处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;
[0128] 所述联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
[0129] 所述超载判断模块(2)用于:根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载;
[0130] 所述超载处理模块(3)具有下述功能:如所述判断结果包括是,则启动设定的超载处理机制;
[0131] 所述输出模块(4)用于:输出所述超载判断模块(2)的判断结果;
[0132] 所述保存模块(5)用于:保存所述超载判断模块(2)的判断结果。附图说明
[0133] 图1是本发明一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法的示意图;
[0134] 图2是本发明一种车辆由动力装置控制运行时的监控系统的示意图;
[0135] 图3是本发明车辆运行的示意图;

具体实施方式

[0136] 第一部分内容:针对本发明技术方案所述的名词、参数,特做如下的解释说明:
[0137] 本发明中,数据即值,数据与值等同;例如:联合运算数据等同于联合运算值、实测值等同于实测数据、指令值等同于指令数据、预设数据即预设值、系统预设数据即系统预设值、人工预设数据即人工预设值、系统默认数据即系统默认值、模糊算法数据即模糊算法值、历史记录数据即历史记录值即历史数据即历史值,等等;显而易见的,本发明中,多个公知名字直接组合的含义,等同于该多个公知名词中加一个“的”字的连接的含义,例如:实测数据即实测的数据、预设数据即预设的数据,等;非公知名词与公知名词直接组合的含义,等同与该非公知名词与该公知名词中加一个“的”字的连接的含义,例如:联合运算数据即联合运算的数据(也即经过联合运算所得的数据)、动力传递状况即动力的传递的状况,等;以此类推,所有名词的理解均可参照此方式推理所得。联合运算值即估算值即推算值;
[0138] 本发明中计算规则即规则也即对应关系即模型即公式;本发明中,根据等同于基于(也即通过或经过);根据数据B设定数据A或数据A为基于数据B所设定,可为下述任一情况:将数据B直接设为数据A、将数据B经过某些附加处理(如与某一偏差值相加、与某一系数相乘)设为数据A等;
[0139] 本发明中A与B接近指A与B的差值的绝对值小于预设值,当A与B的参数类型不同时该预设值的大小也不同,该预设值的大小可通过系统合理的调整;A范围在B范围之内:指A范围的上限值小于或等于B范围的上限值,A范围的下限值或等于大于B范围的下限值;A范围超出范围:指A范围的上限值大于B范围的上限值,和/或:A范围的下限值小于B范围的下限值;A在B范围之内:指A小于或等于B范围的上限值,A大于或等于B范围的下限值;A范围超出范围:指A大于B范围的上限值,和/或:A小于B范围的下限值;本段文字中A与B均为一个代号,其具体可为任一参数、数据、值等;
[0140] 数据的分析研究:本发明中所述数据(即参数的值),通常具有多种属性,例如时间属性、获取途径、值域等;
[0141] 从时间属性上区分,数据(或参数的值)可分为当前数据(即当前值)、历史数据(即历史值)、预测数据(也即预测值也即基于某时间点往前预测的数据也即未来值);在没有限定说明时当前值也即实时值;历史数据(或历史值)指过去的时间点所生成数据;数据(或参数的值)的时间,优先指该数据(或参数的值)的生成(或产生)时间,而非优先指取值时间;
[0142] 从获取途径上区分,数据(或参数的值)可分为实测、设定、联合运算;实测所得的值可称为实测数据(或实测值)、设定所得的数据称为设定数据(或设定值)、联合运算所得(也即基于车辆运动平衡计算公式计算所得)的数据称为联合运算数据(或联合运算值);设定数据(或设定值)可分为系统设定数据、人工设定数据;系统设定数据也即非人工设定的数据。
[0143] 综合时间与获取途径的属性,数据(或参数的值)可进一步分为:当前的实测数据(或实测值)、当前的联合运算数据(或联合运算值)、当前的设定数据(或设定值)、过去的实测数据(或实测值)、过去的预设数据(或预设值)、过去的联合运算数据(或联合运算值)等;该过去的联合运算数据(或联合运算值)也即时间在先的联合运算数据(或联合运算值);
[0144] 基于本领域技术人员或公知常识课理解的:在实际应用(例如安全监控)中,当前的实测数据(或实测值)、当前的联合运算数据(或联合运算值)是常见的;而当前的设定数据(由机器或人工当前设定一个数据)用于当前的实际应用,是少见的;设定数据通常指已设定的数据(例如已由系统设定的数据、已由人工设定的数据);除明确限定之外(例如限定为“当前的”设定数据),在没有限定说明时,本发明中设定指已设定即预设,设定数据为已设定的数据也即预设数据(也即预设值);在本发明中,过去的实测值、过去的设定值、过去的联合运算值,对于当前的应用来说均属于已设定的数据,也即预设数据。
[0145] 预设数据(或预设值)进一步的可分为系统预设数据(即系统预设值)、人工预设数据(即人工预设值)、指令数据(或指令值)、当次运行的学习值;该人工预设数据(或人工预设值)也可称为人工输入数据(或人工输入值);当次运行的学习值,简称学习值;
[0146] 人工预设数据(即人工预设值即人工输入值),指车辆操控人员根据实际情况,现场设置的值;
[0147] 指令数据(即指令值即指令),也可称为指令预设数据(或指令预设值),具有该参数的控制功能;为车辆的机械运行参数(尤其为速度和/或加速度)和/或源动力参数(尤其为其中推力或)等数据的控制指令数据(或指令值),用于控制车辆的机械运行参数(尤其为速度和/或加速度)和/或源动力参数(尤其为其中推力或)等参数的目标数据(或目标值);如当前速度为100KM/H,当系统发出200KM/H速度的指令数据(或指令值),车辆需要一个加速过程才能到达目标速度;
[0148] 当次运行的学习值,通常指在当次运行流程中,根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的数值,本发明中根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值是指该联合运算值是通过预先进行的车辆运动平衡计算所得,因此也可以理解为根据预先获取的联合运算值所得;
[0149] 系统预设数据(即系统预设值)包括历史记录值、模糊算法值、系统默认值[0150] 历史记录值,通用名词;通常指通过去已经历的、已学习记录的值;历史记录值,包括历史记录原值、历史记录实际值、历史记录关联因子值等,其具体形成方式见后文所述;
[0151] 模糊算法值,指通过设定的模糊算法规则获取的值(详见后续内容);
[0152] 系统默认值,是最简单的数据设置方式,显而易见的,也即系统默认(准确)的数值;系统默认值可包括出厂默认值、修正或调整后的默认值;出厂默认值也即出厂时默认的数值,原始数值;通常情况下,系统默认值可比出厂默认值应用更广泛;
[0153] 实测数据(或实测值)相对易于理解,指基于传感器(或硬件设施、仪器等)测量所得的数值;本发明中,实测即测量即检测;如油表测量所得的燃料质量值,如速度测量仪器测量所得的车辆速度,如加速度传感器测量所得的加速度,如倾测量仪测量所得的迎角、路面坡度,等;基于卫星导航系统(如北斗或GPS)信息测量所得的位置、速度的值,也属于实测值,该卫星导航系统(如北斗或GPS)信息可理解一种无线电定位、测量信息。基于实测所得的数据再经过常规计算所得数据,称为实测推算值,也属于实测值;例如,先实测转矩T,再除以半径得到力,该力也称为实测值;特别声明:基于部分实测数据(例如源动力参数)再进行车辆运动平衡计算所得结果(该方式为本发明的核心点),不属于实测值,其属于联合运算值;
[0154] 从值域上区分,数据(或参数的值)可分为最大值(也即上限值)、最小值(也即下限值)、中间值或中心值;
[0155] 从数据的性质上区分,数据可分实际值、指令数据(或指令值)、合理范围(包括合理值)、安全范围(安全值)、特殊意义值等;因为指令数据(或指令值)在安全上具有特殊的意义,也允许将其从预设数据中划出作为一种独立的数据类型;
[0156] 以本领域技术人员所知的常识,或基于本文主要内容可理解的:本发明所述实际值与真实值是有区别的概念;真实值通常为某参数某一属性的自然的、真实的数值;例如某一车辆的空载质量m0为1500KG,运载物品质量共200KG(例如人为150KG,货物为50KG),在假设其他质量为零时,该车辆总质量的真实值为1700KG;如果在某一时刻设定车辆总质量的实际值(例如人工输入、或进行一次车辆运动平衡计算),因可理解的误差、精度等因素,该车辆总质量的实际值很可能被设为1680KG,则该1680KG可视为车辆总质量的在设定时的实际值(但并非真实值);实际值作为本发明中一种可实际操作的数据,实际值的大小自然与该参数的设定时间、设定方式、设定精度等多种因素有关;在没有限定说明时,本文中参数的实际值指与该参数设定时的真实值接近或相等的数值;例如,当实际值为根据预设值设定时该实际值也即为预设时该参数的实际值;例如,当参数的实际值为根据其预设值中系统默认值设定时,该实际值也即为该参数在系统默认(通常也即标准状态下)的实际值(也即标定值);例如,当实际值的设定方式为基于学习方式设定时,该实际值也即为进行学习时的实际值(也即学习值);如果没有任何限定说明时,实际值指该参数在进行某一实际应用中(例如本发明中任一测算方法、监控方法、监视方法或处理方法中)获取输入参数的值的获取时间的当前状态的实际值,也即该参数的当前值。本发明中,在没有限定说明时,当前或当前时间,指某一实际应用中(例如本发明中任一测算方法、监控方法、监视方法或处理方法中)获取输入参数的值的获取时间;本发明中,在没有任何限定说明时,参数的实际值为该参数当前的实际值;在没有限定说明时,参数的当前值也为该参数当前的实际值。
[0157] 本发明中,任一方案或数据均可等效替换入其他技术方案中;本发明中任一公式均可任意变形,以将该公式中任一参数移至公式等号左边作为目标参数(或测算对象),且将其他参数等效放至右边计算出该目标参数(或测算对象);本发明中所述变形均为等效的变形;
[0158] 车辆运行参数:所有对车辆运行状态有影响的参数,和/或所有与车辆运行相关的参数,和/或车辆相关所有参数均可简称为车辆运行参数;本发明所述的源动力参数、车辆质量、系统运行参数(包括其中的机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量),均属于车辆运行参数;;本文中参数并非指单一的参数,也可为多个参数或参数组;本文中系统运行参数也即系统运行参数组;本发明中未一一例举说明的其他参数,均可按本发明的构思,参考参数取值途径、技术特性相应的归类。
[0159] 车辆的源动力参数的定义;能代表或计算出直接驱动车辆纵向运行的力或转矩或功率的参数即为源动力参数,源动力参数为基于车辆的动力系统生成;源动力即动力;
[0160] 其中,电气动力参数包括电机驱动参数、后端的电气动力参数等;本发明将具有电气参数属性的电气动力参数归类于电机驱动参数(也可称为电气驱动参数或前端的电气动力参数);
[0161] 本发明所述车辆质量(也即车辆质量参数)主要包括如下参数:运载物品质量m1、包含运载物品质量的数据如车辆总质量m2;在没有特殊说明时,车辆质量优先指车辆总质量,该车辆总质量可用m2表示(也可用m表示);质量单位可用公斤(KG或kg)表示;车辆总质量m2通常由运载物品质量m1、空载质量m0、质量变化型物品质量mf构成;车辆总质量m2、运载物品质量m1、空载质量m0、质量变化型物品质量中任一或多种参数均可称为车辆质量。
[0162] 运载物品质量m1特指车辆净重以外的所装载的人员物品的质量,也可称为运载物品质量;
[0163] 空载质量m0为车辆空载时质量或净质量;其可通过预设(例如读取厂家参数等)或磅秤称量准确得知,无须测算;
[0164] 质量变化型物品质量mf指运行过程中可变的质量;mf主要包括燃料质量,所以在计算时可以用燃料质量替代质量变化型物品质量进行计算;
[0165] 本发明所述系统运行参数(也即系统运行参数组),是指车辆运行参数中除车辆质量和源动力参数之外的所有参数;本发明所述系统运行参数组主要包括如下3类参数:机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量。车辆的系统运行参数实质为代表动力传递的基础条件和/或车辆的固有属性和/或环境固有属性和/或车辆在动力作用下产生的运动结果的参数。
[0166] 本发明所述机械运行参数:(除了源动力参数和车辆质量之外的)车辆运行参数中该参数的大小(也即幅值)可由操控人员控制的参数为机械运行参数;和/或:(除了源动力参数和车辆质量之外的)车辆运行参数中的需测量的参数为机械运行参数;
[0167] 系统固有参数:指与车辆和/或环境固有属性相关的参数;和/或:(除了源动力参数和车辆质量之外的)车辆运行参数中该参数的大小(也即幅值)不由操控人员控制的参数为系统固有参数;和/或:(除了源动力参数和车辆质量之外的)车辆运行参数中的可预设的参数为系统固有参数;和/或:(除了源动力参数和车辆质量之外的)车辆运行参数中的不可测量的参数为系统固有参数;本发明所述系统固有参数也可称为系统设定参数;
[0168] 衍生参数:本发明所述任何参数,在其基础上衍生、变形、变名、扩大、缩小、增加偏移值、进行滤波、加权、平均、估计干扰、补偿干扰、RLS算法处理、递归最小二乘方处理等等处理所得参数,均称为参数的衍生参数,所有衍生参数仍然属于原参数类型;OK;
[0169] 本发明中所述第三范围,也可称为常规范围(也即合规范围,也即符合规定或约定的范围),第三范围可指该参数的正常范围或标定范围或额定范围;标定范围指该参数处于预设或合理的标定状态时的范围,标定状态也即标称状态或标准状态;标定范围也可标称范围或标准范围;额定范围指该参数处于预设或合理的额定状态时的范围;
[0170] 相应的,本发明中所述参数的常规值(也即合规值);常规值可为该参数的正常值或标定值或额定值;参数的正常值指参数的正常范围中的值,且优选为正常范围中的中心值;参数的标定值指参数的标定范围中的值,且优选为标定范围中的中心值;标定值也可称为标称值或标准值;参数的额定值指参数的额定范围中的值,且优选为额定范围中的中心值;显而易见的,参数的常规值通常为第三范围中的值。
[0171] 本发明中所述第四范围,指该参数的安全范围;车辆运行参数的安全范围(也可称为安全极限阈值或安全许可值或安全阈值或安全极限值或安全阀值或安全值),通常为防止出现运行状况异常或导致运行安全事故产生的该车辆运行参数的预设值,或为根据动力装置或动力控制装置或能源供应装置设计规格而制定的避免器件损坏的预设值,如电流安全值I_ena,电压安全值U_ena,驱动转矩安全值T_ena,功率安全值P_ena等;参数的安全值,还可包括根据该车辆运行参数的自然极限属性设定的值;如运载物品质量的安全范围中上限值自然为车辆最大载重安全值m_ena(也可称为法定装载量或车辆最大安全载重质量),运载物品质量的安全范围中下限值自然为0;车辆总质量的安全值为空载质量与运载物品质量的安全值之和;如剩余燃料质量mf0的安全范围中上限值自然为燃料容器所能装载的该型号燃料最大体积的燃料质量,剩余燃料质量mf0的安全范围中下限值自然为0;燃料消耗率fm2的安全范围中上限值自然为各种极限状态(如最大载重、最大坡度、最大坡度、最大速度、最大加速度、燃料供应管路所能提供的单位时间内最大燃料供应量等参数等)综合决定的极限值,燃料消耗率fm2的安全范围中下限值自然为0;本发明中,安全范围中下限值也即安全值中最小值;安全范围中上限值也即安全值中最大值;
[0172] 参数的可接受范围(也即合理范围),指该参数的能实现某一具有实用价值的用途或表示该参数(包括输入参数)自然属性的范围;本发明中所述可接受范围,既可为第三范围也可为第四范围也可为第二范围,视用途而定;例如本发明所述的动力传递状况识别、车辆动力传递异常进行监控、反映、分析车辆的待监控的动力传动部件的运行状况(磨损和/或安全的状况)、分析车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况、与车辆运行安全相关数据进行监视、与车辆运行安全相关数据进行处理中任意一种或多种用途,均为某一具有实用价值的用途;在没有限定说明时,本发明中范围均为可接受范围(也即合理范围)
[0173] 从值域角度分析,通常来说,第三范围在第四范围之内;本发明中第二许可范围可简称为第二范围;第一许可范围可简称为第一范围;第二范围是本发明提出的一种具有特殊意义的范围,该范围可用于动力传递状况的识别;当某一参数为需测量参数(也即可变参数)时,该参数的第二范围可随参数的实际值的正常变化而浮动,甚至跟随实际值而曲线浮动;其既可在第三范围之内也可超出第三范围;其绝对值既然可远小于第四范围的绝对值,在某些特殊场合时也可大于第四范围的绝对值;当某一参数为可预设参数时,该参数的第二范围可与可接受范围重合,也可在可接受范围之内;
[0174] 显而易见的,车辆运行参数的第一范围、第二范围、第三范围、第四范围、可接受范围中任意一种或多种均可预设,均可为预设值(尤其是系统预设值,其次也可为人工输入值);任一参数均可预设其标准值、第三范围、第四范围;例如:重力加速度g的标准值可预设为9.81;重力加速度g的第三范围可预设为(9.5~`10.5),重力加速度g的第四范围可预设为(8.5~`11.5),等等;且任一参数的标准值、第三范围、第四范围中任一数据均可根据现场情况、实际情况预设、调整。
[0175] 本发明中,所有未详细解释的参数或数据或方案,均可通过本发明提供的技术方案或构思进行合理解释、描述、归纳;且可结合现有技术、公知常识进行。
[0176] 本发明中,所有预设的数据(也即预设值(尤其是系统预设值))可通过车辆的生产服务厂商、专业检测机构、人工试凑法、有限次试验、型式试验、现有技术中任一或多种途径得知;用户也可驾驶车辆自行测试、验证、调整、设置;如因参数的预设的数据(也即预设值(尤其是系统预设值))的偏差甚至错误造成本监控方法的监控效果下降,不影响本技术方案的有效性;本发明中,设定即预设;
[0177] 显而易见的,本发明所述运行主要指车辆与地面设施无机械连接的运行。
[0178] 本发明可测参数,也即可测量的参数,通常指在车辆运行中该参数的值可由实测途径获取;本发明不可测参数即不可测量的参数,通常指在车辆运行中该参数的值无法实测途径获取;可测或不可测,是由车辆的硬件条件决定;如未设置可测量该参数的传感器,或传感器工作不正常,均为不可测;高配置、高性能的车辆自然可测参数多;低配置、低成本的车辆则可设置更少的传感器;轮胎半径仅仅能在静止时,在运行中通常不可测;车辆总质量可通过磅秤称量,在运行中通常无法测量;通常来说,例如速度、源动力参数、纵向加速度、风阻fw、质量变化型物品质量(尤其为其中的燃料质量)均属于可测量的参数;大部分的系统固有参数,例如空载车体质量m0、效率系数、滚阻系数f、综合传动比im、驱动轮半径R1(也可用R表示)、重力加速度g,与气缸活塞相连的发动机输出曲柄的等效半径R0、机械传动系统的效率系数Km在运行中通常是不可测参数;不可测量的参数的取值通常只能预设或通过车辆运动平衡计算取值。
[0179] 本发明可预设参数是指在车辆正常工作时,该参数的最大值与最小值的差值的绝对值在预设范围之内,也即基于预设所获取的参数的值与该参数的当前值的差值在预设的合理的(或规定的)范围内,也即基于预设所获取的参数的值可用于描述该参数的真实状况;例如空载车体质量m0、效率系数、滚阻系数、综合传动比im、重力加速度、轮胎半径等均属于可预设参数;通常来说,可预设参数的值可基于预设值设定,该预设值通常为标定值;如轮胎的半径,其标定值可为车辆出厂预设的值;重力加速度以及轮胎半径等的标定值就等于车辆出厂时预设的值;滚阻系数的标定值等于该类型轮胎在预设类型路面(泥路、沥青路等)上的理论值。该标定值可以是一个固定的值,也可以是可变的函数值,如上述的效率系数,是一个随时间和/或行驶总路程变化而逐渐递减的函数。
[0180] 本发明需测量的参数,指在车辆正常工作时的某一时刻,基于预设所获取的参数的值与该参数的当前值的差值超过预设的合理的(或规定的)范围,也即基于预设所获取的参数的值不能用于描述该参数的真实状况,无法正常使用,也即该参数的当前值无法通过预设方式获得,该参数为不可预设的参数;通常来说,例如源动力参数、速度、纵向加速度、风阻fw、质量变化型物品质量(尤其为其中的燃料质量)均属于需测量的参数;需测量的参数也可理解为可变参数,在车辆正常工作时,该参数的最大值与最小值的差值的绝对值在预设范围之外;该预设范围可由用户或厂家调整,也即厂家或用户可自由选择需测量的参数的个数,需测量的参数越多则参数的获取精度提高;可预设参数越多则可降低成本;通常来说,需测量的参数和可测参数的值基于传感器的实测值获取。
[0181] 本发明人在发明构思中之前版本的文件中,为常用的可实施的方案;例如机械运行参数(中的路面坡度)由实测获取,例如系统固有参数中空气密度p0为通过预设获取;该新增加的两技术方案,可在某些型号的车辆中将路面坡度设为可预设参数以降低成本,例如通过预设的地图数据、位置信息读取该道路的路面坡度的预设值;例如可在另一型号的车辆中将空气密度p0作为可测量的参数,以提高在你不同海拔或气温环境中风阻fw的测量精度;所以该新增方案利于进一步的利用车辆运动平衡的计算原理实现更好的监控性能或成本。
[0182] 1、基础性的说明:
[0183] 1.1、本发明主要适用于可以由动力装置控制沿路面或轨道运行的车辆;本发明所述路面包括(水平的或有坡度的)的公路路面,本发明所述的轨道包括(水平的或有坡度的)的铁路轨道;在没有限定说明或附加说明时,本发明所述的运行指纵向运行;
[0184] 1.2、动力装置的概述:指能直接驱动车辆沿路面或轨道纵向运行的装置;如普通燃料动力车辆的可提供照明能量的蓄电池,纯制动用的真空电机,均不能视为本发明所述的动力装置;
[0185] 1.2.1、电气动力系统的动力装置为电机;本发明所述的电机,指能直接驱动车辆沿路面或轨道纵向运行的电机,电机主要类型包括而不局限于:交流异步电机、交流同步电机、直流电机、开关磁阻电机、永磁无刷电机、直线电机、轮毂电机等;
[0186] 1.2.2、燃料动力系统的动力装置指能直接驱动车辆沿路面或轨道纵向运行的燃料发动机;
[0187] 1.2.3、混合动力系统的动力装置指能直接驱动车辆沿路面或轨道纵向运行的混合动力装置;混合动力装置表示该装置由两种或两种以上的动力(如电机和燃料发动机等)同时直接驱动车辆纵向运行;
[0188] 1.3、动力控制装置的概述:
[0189] 1.3.1、电气动力系统的动力控制装置为电机驱动装置,指能驱动本发明所述电机的装置及其连接线缆,包括而不局限于:变频器、伺服驱动器、直流电机控制器、开关磁阻电机驱动装置、永磁无刷电机驱动器、直线电机驱动器、具备电机驱动能力的一体化控制器等;如电机通过一个馈电开关直接供电/断电,则该馈电开关,也可视为一种简单的电机驱动装置;
[0190] 1.3.2、燃料动力系统的动力控制装置为燃料发动机控制系统;
[0191] 1.3.3、混合动力系统的动力控制装置为混合动力控制系统;
[0192] 1.4、能源供应装置的概述:
[0193] 1.4.1、电气动力系统的能源供应装置,可称为电源装置,是指能给电机驱动装置、电机、车辆提供驱动能量的装置及其连接线缆,包括动力电池组氢燃料电池、核能电源、太阳能电源、有轨电力机车的电源等;
[0194] 1.4.2、燃料动力系统的能源供应装置,可称为燃料供应系统,是指能给燃料发动机提供燃料的装置包括燃料容器(如油箱)、燃料输送管(如输油管)、燃料喷射系统(如喷油泵)等;
[0195] 1.4.3、混合动力系统的能源供应装置,可称为混合能源供应系统,是指能给混合动力控制系统和混合动力装置提供能源的装置,可同时包括包括两种或两种以上的能源供应装置,如燃料供应系统和电源装置等;
[0196] 1.5、动力系统具体所包含器件的说明:
[0197] 1.5.1、本发明所述电气动力系统,所包含器件(也即部件)的范畴视具体的电机驱动参数组信号的采集点而定;
[0198] 如源动力参数信号的采集点在电源装置的输入端则电气动力系统同时包含车辆的电源装置、电机驱动装置以及电机三个器件;如源动力参数信号的采集点在电源装置的输出端或电机驱动装置的输入端,则电气动力系统同时包含电机驱动装置、电机两个器件;如源动力参数信号的采集点在电机驱动装置的输出端或电机的输入端,则电气动力系统只包含电机;
[0199] 1.5.2、本发明所述燃料动力系统中,如源动力参数信号的采集点在车辆的燃料喷射系统的燃料输入端则燃料动力系统同时包含车辆的燃料喷射系统、燃料发动机等器件;如源动力参数信号的采集点在车辆的燃料喷射系统的燃料喷射输出端,则燃料动力系统包含燃料发动机等;
[0200] 1.5.3、本发明所述的动力装置、动力控制装置、能源供应装置,三者主要是从功能上分类;从器件构造上说,可以把三者中任意两者或者三者组合成下述任一种综合系统:动力控制装置和动力装置的二合一综合系统,能源供应装置和动力控制装置的二合一综合系统,能源供应装置和动力控制装置和动力装置的三合一综合系统;本发明的说明书权利要求范围也包含上述任何一种二合一、三合一综合系统。
[0201] 1.6、本发明所述的获取参数组或参数的值,获取途径解释如下:
[0202] 1.6.1、参数值的获取,包括而不仅限于如下方式:
[0203] 1.6.1.1、用硬件传感器直接测量参数值:
[0204] 1.6.1.2、先用硬件传感器测量中间参数值,再计算得到参数值;
[0205] 1.6.1.3、读取外部设备(如动力控制装置)计算、输出的参数值;
[0206] 1.6.1.4、读取系统预设值而获取参数;如滚阻系数等;本发明所述系统预设值也即系统设定值;
[0207] 1.6.1.5、读取人工输入值而获取参数;
[0208] 1.6.1.6、读取测算所得数据而获取参数;如读取本发明提供的车辆运行参数的测算方法测算所得的参数值。
[0209] 1.6.2、本发明所述的读取参数值,包括读取本地参数值、通过通讯方式(如CAN、485、232、WIFI、蓝牙、红外等)读取参数值、通过网络传输方式(如各种有线无线网络)远程读取车辆运行参数值等多种方式;
[0210] 2、车辆的源动力参数的定义;能代表或计算出直接驱动车辆纵向运行的力或转矩或功率的参数即为源动力参数;源动力参数为基于车辆的动力系统生成;根据动力系统种类的不同;可将基于电气动力系统生成的源动力参数称为电气动力参数;将基于燃料动力系统生成的源动力参数称为燃料动力参数;如果同时基于两种或两种以上动力系统而生成的源动力参数称为混合动力参数;显而易见的,该由车辆的动力系统形成的直接驱动车辆纵向运行的力为车辆的动力系统形成的力,可简称为源动力也即动力也即驱动力;因本发明运行为纵向运行,所以该动力也即纵向动力;源动力参数也即动力参数;运行方向指移动方向。
[0211] 其中,电气动力参数包括电机驱动参数、后端的电气动力参数等;本发明将电机及电机前端(包括电源装置、电机驱动装置等)所获取的具有电气参数属性的电气动力参数归类于电机驱动参数(也可称为电气驱动参数或前端的电气动力参数);本发明将电机后端(电机输出轴、驱动轮、以及电机输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件等)的机械部件上所获取的电气动力参数归类于后端的电气动力参数;
[0212] 其中,燃料动力参数包括前端的燃料动力参数、后端的燃料动力参数等;所述前端的燃料动力参数通常指燃料发动机输出曲轴前端部件(如发动机汽缸、燃料供应系统等)所获取的燃料动力参数;后端的燃料动力参数主要包括发动机后端(燃料发动机输出轴、驱动轮、以及燃料发动机输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件(包括传动轴、传动齿轮机构等))测量所得的燃料动力参数;
[0213] 混合动力参数也包括前端的混合动力参数、后端的混合动力参数等;
[0214] 为了描述便利,可定义一个非电机驱动参数类型的源动力参数,非电机驱动参数类型的源动力参数包括后端的电气动力参数、燃料动力参数、混合动力参数中任意一种或多种源动力参数;
[0215] 综合而言,车辆的源动力参数又可分为前端的源动力参数、后端的源动力参数等;其中前端的源动力参数包括前端的电气动力参数(也可称为电机驱动参数或电气驱动参数)、前端的燃料动力参数、前端的混合动力参数等;其中后端的源动力参数又包括后端的电气动力参数、后端的燃料动力参数、后端的混合动力参数等;
[0216] 特别声明:混合动力车辆,如果在某个时间段车辆的纵向运行仅仅由电机直接驱动则该时间段该混合动力车辆的动力装置为电机(而不称为混合动力装置),则该时间段称为“车辆由电机控制运行时”,所对应的源动力参数为电气动力参数;如果在某个时间段车辆的纵向运行仅仅由燃料发动机直接驱动则该时间段该混合动力车辆的动力装置为燃料发动机(也不能称为混合动力装置),则该时间段称为“车辆由燃料发动机控制运行时”所对应的源动力参数为燃料动力参数;只有在车辆的纵向运行同时由两种或以上的动力系统的直接驱动而实现时该动力装置才为混合动力装置,所对应的源动力参数为混合动力参数;
[0217] 2.1、车辆的电气动力参数的定义:
[0218] 2.1.1、从物理性质上区分,常规的电气参数主要包括而不仅限于如下:电气功率、电磁转矩、电流、电压、电机转速;
[0219] 2.1.2、从器件上,可分为电机、电机驱动装置、电源装置的电气参数;
[0220] 2.1.3、电机的电气参数主要包括而不仅限于如下参数:电机电压Uo,电机电流Io,功率因素φ1(也可用φ表示),电气功率Po(也可用Pm表示),电磁转矩Te,电机转速n1,旋转磁场转速n0;
[0221] 2.1.4、电机驱动装置的电气参数主要包括而不仅限于如下参数:输出电压U2o,输出电流I2o,输出功率因素φ2,输出电气功率P2o,电磁转矩Te,输入电压U2i(也可用Ui表示),输入电流I2i(也可用Ii表示),输入电气功率P2i,驱动器直流母线电压Udc、转矩电流分量iq;
[0222] 转矩电流分量iq,是指矢量控制型电机驱动装置(如变频器或伺服驱动器),经过矢量变换,将电机电流剥离了励磁分量的转矩电流;转矩电流分量iq,与电机转矩具有比较直接的对应关系;通过转矩电流与电磁转矩的转化系数Ki,Ki*iq可用于直接计算转矩;
[0223] 2.1.5、电源装置的电气参数主要包括而不仅限于如下参数:
[0224] 通常的电源装置可包含下述输出电气参数:输出电压U3o(也可用Ub1表示),输出电流I3o(也可用Ib1表示),输出电气功率P3o,功率因素φ3;
[0225] 外部供电型(如有轨电力机车的)电源装置还可包含下述输入电气参数:输入电压U3i,输入电流I3i,输入电气功率P3i;
[0226] 电机制动时从电机发电回馈入电源装置的电压U4(也可用Ub2表示),电机制动时从电机发电回馈入电源装置的电流I4(也可用Ib2表示)。
[0227] 2.1.6、功能连接上相邻的前级输出的电气参数与后级输入的电气参数,在计算时可相互替代;如Uo=U2o,如Io=I2o,如φ1=φ2,如P2o=Po,如电机和电机驱动装置的Te,如U2i=U3o,如I2i=I3o,如P2i=P3o,等。
[0228] 2.1.7、电磁转矩Te的特别说明:本发明所述的电磁转矩Te指根据电机的电压或电流或磁场参数计算所得的电机转矩,包括在电机驱动装置内部计算所得的电磁转矩Te,也包括在电机驱动装置外部通过测量电机电压和电机电流而计算所得的电磁转矩Te;本发明所述的电磁转矩Te的测量非常简便、成本很低、且精度高。电磁转矩Te不包括在电机输出轴或其他机械传动轴或飞轮上安装机械应力测量原理(如动态扭矩测试仪)所得的机械转矩机;两者在测量原理、测量途径、测量的性价比上具有重大区别。
[0229] 2.1.8、本发明所述电气参数,又分为电机驱动参数、电气辅助参数;
[0230] 2.1.8.1、常见的电机驱动参数包括而不仅限于下述几种类型:电气功率、电磁转矩、电流、机电组合型参数等:
[0231] 2.1.8.1.1、第一种:电气功率;在没有附加说明或限定条件时,本发明所述电气功率均指有功功率;电气功率的获取方式如下:
[0232] 电气功率值获取方式1:先获取电流和电压,进而通过计算间接获取功率值;如(Uo、Io、φ1),或(U2o、I2o、φ2),或(U2i、I2i),或(U3o、I3o,φ3),或(U3i、I3i);通过电压和电流计算电气功率,属于公知技术;
[0233] 电气功率值获取方式2:先获取电磁转矩和电机转速,进而通过计算间接获取功率值;如Te和n1,两参数组合可用于计算功率;P(kw)*9550=Te*n1,则P(w)=Te*n1/9.55;P(kw)表示该功率以KW为单位,P(w)表示该功率以W为单位。
[0234] 电气功率值获取方式3:直接读取电机驱动装置内部参数而获取电气功率值;如Po,Pm,P2o,P2i,P3o,P3i;
[0235] 电气功率值获取方式4:用有功功率表测量而获取电气功率值;如Po,Pm,P2o,P2i,P3o,P3i;
[0236] 2.1.8.1.2、第二种:电磁转矩;如Te,电磁转矩Te的获取方式如下:
[0237] 电磁转矩Te值获取方式1:直接读取电机驱动装置内部参数而获取Te值;如直接读取变频器或伺服驱动器中的电磁转矩Te值;
[0238] 电磁转矩Te值获取方式2:先获取电气功率值和电机转速值,进而通过计算间接获取Te值;因为功率P(w)=Te*n1/9.55=U*I,所以在电气功率可测的器件中Te都可经过简易计算计算所得,公式为:Te=P(w)*9.55/n1;
[0239] 电磁转矩Te值获取方式3:通过测量电机驱动装置输出电压和输出电流,进而通过计算间接获取Te值;
[0240] 2.1.8.1.3、第三种:电流;该参数可用于计算转矩和力;iq,Io*cosφ1,I2o*cosφ2,I3o*cosφ3等;在没有附加说明或限定条件时,本发明所述电流,通常指转矩电流分量、或电流中有功分量;
[0241] 电流值获取方式1:直接读取电机驱动装置内部参数而获取电流值;
[0242] 电流值获取方式2:用电流传感器测量器件的电流,用功率因素表测量功率因素,进而通过计算而获取电流值;
[0243] 单一的转矩或单一电流或单一的功率,均可以成为独立的电机驱动参数;电压与相应的电流参数配合,可成为电机驱动参数;转速与相应的转矩参数配合,可成为电机驱动参数;
[0244] 2.1.8.1.4、第四种:机电组合型参数,指根据前述的电机驱动参数组合计算而成的参数,其具体定义方式见后文描述;
[0245] 2.1.8.2、电气辅助参数,指能配合识别电机运行工况、电机状态的参数,主要包括而不仅限于如下参数:电机运行状态字、电机控制命令字等;因为现有的电机驱动装置如变频器可输出加速过流、减速过流、恒速过流等故障信息,所以也可以通过相关的电气辅助参数从电机驱动装置内部获取加速、减速、恒速等运行状态;
[0246] 电气辅助参数值的获取方式1:读取电机驱动装置内部参数而获取;
[0247] 2.1.9、后端的电气动力参数主要包括电机后端测量所得的驱动转矩、驱动功率、驱动力等;
[0248] 2.2、燃料动力参数的定义:
[0249] 2.2.1、发动机的燃料动力参数主要包括而不仅限于如下参数:发动机内的燃料消耗率fm1、气缸压力F1,驱动功率Pr1,驱动转矩Tr1,驱动力Ff1,气缸内空气流量C1等;
[0250] 2.2.2、燃料供应系统的燃料动力参数主要包括而不仅限于如下参数:燃料喷射系统输入侧的燃料消耗率、燃料喷射系统喷射输出侧的燃料消耗率、节气开度、油门踏板位置、油箱到发动机(或燃料喷射泵)的供油管内燃料消耗率;
[0251] 2.2.3、在发动机后端(燃料发动机输出轴、驱动轮、以及燃料发动机输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件(包括传动轴、传动齿轮机构等))测量所得的燃料动力参数,包括驱动转矩、驱动功率、驱动力等;
[0252] 2.2.4、从参数性质分类,常见的燃料动力参数包括而不仅限于下述几种类型:驱动功率、驱动转矩、驱动力、燃料消耗率、气缸压力、燃料动力组合型参数等;为了便于描述、计算和业内人员理解本发明,本发明所述的燃料动力参数通常折算为燃料发动机输出端(一般为输出轴)的燃料动力参数参与计算;当然,在实际应用中,用户也可设定为其他部位的燃料动力参数;
[0253] 2.2.4.1、第一种:驱动功率;
[0254] 驱动功率值获取方式1:某些发动机可通过发动机负荷报告数据获取功率的百分比,再与发动机最大功率相乘就可获取功率值Pr1;
[0255] 驱动功率值获取方式2:先获取信号采集点的转矩和转速,进而通过计算间接获取功率值;如:Pr1(kw)*9550=Tr1*n1,则Pr1(w)=Tr1*n1/9.55;n1为燃料发动机转速;Pr1(kw)表示该功率以KW为单位,Pr1(w)表示该功率以W为单位。
[0256] 2.2.4.2、第二种:驱动转矩;如Tr1,获取方式如下:
[0257] 驱动转矩值获取方式1:用转矩传感器测量而获取Tr1值;
[0258] 驱动转矩值获取方式2:先获取信号采集点的驱动功率值和转速值,进而通过计算间接获取转矩值;如:Tr1=Pr1(w)*9.55/n1;
[0259] 驱动转矩值获取方式3:某些发动机可通过发动机负荷报告数据获取最大转矩的百分比,再与发动机最大转矩相乘就可获取转矩值;
[0260] 2.2.4.3、第三种:驱动力Ff;
[0261] 驱动力值获取方式:通过发动机负荷报告数据获取功率值Pr1/或转矩值Tr1,用转矩值再除以相关半径就可获取燃料发动机的驱动力Ff1值;用功率值除以直线运行部件的速度可获取驱动力;或直接用力传感器测量驱动力;
[0262] 2.2.4.4、第四种:气缸压力F1;
[0263] 气缸压力值获取方式1:用气缸压力传感器获取气缸压力F1的值;通常来说,将F1经过平均/或滤波等处理和相关效率系数转化成燃料发动机的驱动力Ff1,或将该F1转化成燃料发动机的驱动转矩Tr1;气缸压力F1如为瞬间值时,须注意燃烧点火相位;燃料发动机通常为多缸发动机,当单个气缸的活塞处于上止点(或发动机燃烧室空间最小)燃料点火燃烧时所产生的F1瞬间值最大,当活塞下行时F1瞬间值变小;
[0264] 2.2.4.5、第五种:燃料消耗率;
[0265] 燃料消耗率的获取方式:现有技术有上百种燃料消耗率的技术方案,典型如通过流量传感器直接测量流经传感器探头的燃料消耗率、通过燃料喷射系统的喷射频率和脉冲宽度、通过节气门开度、油门踏板位置、歧管压力、真空度等多种信息处理获取燃料消耗率;对于汽油发动机还可通过流经发动机的空气流量推算出燃料消耗率;进一步的所述空气流量还分新鲜空气流量、废气流量等;
[0266] 如先获取燃料消耗率,可再通过一能量转化系数转化成燃料发动机的驱动功率Pr1;
[0267] 2.2.4.6、第六种:燃料动力组合型参数,指根据前述的燃料动力参数组合而成的参数,其具体定义方式见后文描述;
[0268] 2.3、混合动力参数:前端的混合动力参数通常为电机驱动参数和前端的燃料动力参数的组合;后端的混合动力参数通常为后端的电气动力参数和后端的燃料动力参数的组合;后端的混合动力参数也可以为在电气动力系统和燃料动力系统的共同作用的车辆后端(动力装置输出轴、驱动轮、以及动力装置输出轴和驱动轮之间的中间机械传动部件(包括传动轴、传动齿轮机构等))部件上测算所得的一个整体的源动力参数,该参数可包括驱动转矩、驱动功率、驱动力等,一般可通过转矩传感器或其他的力传感器测算所得;
[0269] 2.4、本发明中所述的源动力参数,在参数内容上至少包含一组源动力参数,也可以同时包含多组源动力参数;
[0270] 3、本发明所述车辆质量主要包括如下参数:运载物品质量m1、包含运载物品质量的数据如车辆总质量m2;质量单位可用公斤(KG或kg)表示;
[0271] 3.1、运载物品质量m1特指车辆净重以外的所装载的人员物品的质量,也可称为车辆运载质量,显而易见的两者的实质意义相同,两者等同;
[0272] 3.2、为了便于业内技术人员理解与描述简便,空载车体质量m0在参数类型上可以归类于后述的系统运行参数组中的系统固有参数;空载车体质量m0可通过厂家参数,或磅秤称量准确得知,无须测算;质量变化型物品质量mf在参数类型上可以归类于后述的系统运行参数;在计算时,车辆质量(m1和/或m2)与空载车体质量m0与质量变化型物品质量mf均可以混合计算;
[0273] 3.3、m1与m0的具体划分可由系统或人工自由选择决定;如电动大巴里相对固定的驾驶与车内服务人员自身质量可划入空载车体质量m0中,也可划入运载物品质量m1中;
[0274] 插电式纯电动车辆的车辆总质量m2可采用下述计算公式:m2=m0+m1;外部电源供电式电动车辆(如高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车)也可采用此计算公式;
[0275] 3.4、在本发明中,m2、m1、m3、m4均可作为测算对象;
[0276] 在无人驾驶的自动车辆中,可用m2作为直接的测算对象;
[0277] 在普通的有人驾驶车辆中,用m1或m2作为测算对象,是较佳的方式;因为m1可更直接对应于车辆所载人载物的质量,易于驾乘人员识别,如m2对应车辆总质量。
[0278] 当运载物品质量m1与剩余燃料质量mf0的值均接近于0时,车辆总质量m2的值接近于空载车体质量m0,此时可以用m0的值替代m2的值进行车辆运动平衡计算,但实质技术方案未变。
[0279] 4、本发明所述系统运行参数组是指车辆运行参数中除车辆质量和源动力参数之外的所有参数,主要包括如下3类参数:机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量,其实质为车辆的动力传递的基础条件和/或固有属性和/或车辆在动力作用下产生的运动结果(如速度、加速度等)的参数;该固有属性指车辆和/或环境的固有属性。
[0280] 4.A、质量变化型物品质量主要包括燃料质量,所以在计算时可以用燃料质量替代质量变化型物品质量进行计算;
[0281] 4.B、燃料动力车辆中燃料主要包括汽油、柴油、燃气等;在采用燃料电池供电的电动车辆中,燃料主要包括而不仅限于:氢、乙醇氢、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷质子交换膜性燃料、磷酸、溶化的碳酸盐、固态化物、直接甲醇、其他再生型燃料等;
[0282] 特别声明:在本发明中,在采用燃料电池供电的电动车辆中,该燃料是指能源供应的类型;因为其直接驱动车辆纵向运行的动力装置是电机,所以可将采用燃料电池供电的电动车辆中仍然归类于电气动力车辆;
[0283] 在车辆运行中,燃料处于不断消耗中,燃料质量不断变化;。
[0284] 本发明所述燃料质量包含剩余燃料质量mf0、已消耗燃料质量mf1、历史记录点的燃料质量mf2中任意一种或多种数据;
[0285] 纯燃料动力车辆中(或包含燃料动力的插电式混合动力车辆)的车辆总质量m2计算公式如下:m2=m1+m0+mf0,或:m2=m1+m0+mf2-mf1;该公式中mf0、mf2、mf1可为汽油、或柴油、或天然气等燃料的质量;
[0286] 燃料电池型电动车辆的车辆总质量m2计算公式如下:m2=m1+m0+mf0,或:m2=m1+m0+mf2-mf1;该公式中mf0、mf2、mf1为燃料电池的燃料(如氢)的质量;
[0287] 燃料电池动力与燃油动力混合动力车辆,则包含两种燃料质量,一种为燃料电池的燃料(如氢)的质量,一种为普通燃料(如汽油、柴油等)的质量;
[0288] 4.1、本发明所述机械运行参数实质为车辆的动力传递的基础条件中可变参数和/或车辆在动力作用下产生的运动结果(如速度、加速度等)的参数,主要包括而不仅限于如下参数:纵向速度Vx(也可用V1来表示)、纵向加速度a(也可用Vx来表示)、路面坡度θ、风阻fw、正面迎风速度V2、弯道系数δ、转向角度、综合力因子系数kaθ、内部综合旋转刚体的角加速度β(也可用ω0表示)等。
[0289] 4.1.1、纵向速度Vx的获取,有如下多种方式:
[0290] Vx值获取方式1:通过设置于车体上的速度传感器测量而直接获取Vx值;Vx单位可用公里/小时(缩写为KM/H)表示,也可用米/秒(m/s)表示;
[0291] Vx值获取方式2:通过测量动力装置的转速n1间接获取Vx值:供参考的计算式如下:Vx=(2π*n1/im)*R1/60;当车辆打滑时此方法欠准;
[0292] 所有与速度相关联的参数,都可以用来获取Vx值;如动力控制装置的运行频率FR、动力装置角速度、动力控制装置角频率、齿轮转速、中间旋转件角速度、中间传动件线速度;频率FR与发动机的转速n1具有某种对应关系,例如变频器的额定频率通常对应于发动机的额定转速;
[0293] Vx值获取方式3:通过纵向加速度a间接获取Vx值;供参考的计算式如下:Vx_1=Vx_0+a*t;t为单位时间,Vx_0为上一时间周期的Vx值,Vx_1为当前周期的纵向速度Vx值;
[0294] Vx值获取方式4:通过GPS、远程定位信息获取Vx值;
[0295] 4.1.2、纵向加速度a的获取,有如下多种方式:
[0296] a值获取方式1:通过设置于车体上的加速度传感器直接测量所得;如加速度传感器输出信号还包含g*sinθ的值,可以合并处理:(g*sinθ+a)
[0297] a值获取方式2:通过动力装置的转速n1,或纵向速度VX间接测量而获取;供参考的计算式如下:a=(Vx_1-Vx_0)/t;
[0298] 4.1.3、路面坡度θ:车辆行驶路面或轨道与水平线的夹角;当车辆往上坡方向运行时:90°>θ>0°;sinθ为正值,表示动能转化成势能,比水平运行需要消耗更多功率;
[0299] 当车辆水平运行时:θ=0,cosθ=1,sinθ=0;
[0300] 当车辆往下坡方向运行时:360°>θ>270°;sinθ为负值,表示势能转化成动能,比水平运行消耗功率更小,甚至可能进入制动状态;
[0301] 供电力机车行驶的轨道的坡度θ,也可以用路面坡度θ等同表示;
[0302] θ值获取方式1:通过设置于车体上的纵向的倾角传感器或水平仪直接测量而获取θ值;
[0303] θ值获取方式2:可通过GPS信息、或其他预存数据库、网络系统等获取具体线路、轨道在具体位置上的θ值;尤其对于高铁车辆、动车等有轨机车,因车辆轨道轨迹相对固定,可以通过预设一个位置信息与路面坡度θ值(和/或连同弯道系数δ和/或滚阻系数f)相对应的数据库,在车辆运行时,根据位置信息查表可直接读取θ值(或连同δ和/或f);对于汽车,如果该路径是已走过、已学习过的路径,也可采用此方式;
[0304] 4.1.4、空气阻力也即风阻fw的获取,有如下多种方式:
[0305] fw值获取方式1:先获取车辆的纵向速度Vx再通过计算得到fw值;供参考的计算式2
如下:fw=(1/2)*Cd*(p0*A0*(Vx));其中Cd为车辆的风阻系数,p0为空气密度,A0为车辆的迎风面积;Cd,p0,A0都属于系统固有参数,均可通过读取系统预设值而获取;通过测量纵向速度Vx而获取风阻fw,具有成本低、简易的优点;测量精度不高;
[0306] fw值获取方式2:在车辆上设置独立的风速风向测试仪器,先测量车辆运行时正面迎风速度V2再通过计算得到fw值;供参考的计算式如下:fw=(1/2)*Cd*(p0*A0*(V2)2);Cd,p0,A0都属于系统固有参数,均可通过读取系统预设值而获取;
[0307] 因为车辆在运行中,如果环境风速气流V0方向与车辆运行方向相反,实际V2将为车辆纵向速度Vx与V0的和,此时车辆运行风阻fw增大;如果环境风速气流V0与车辆运行方向同向,实际V2将为车辆纵向速度Vx与V0的差值,此时车辆运行风阻fw减少;所以通过获取正面迎风速度V2进而获取风阻fw值,增加了成本但是具有测量精度高的优点。
[0308] fw值获取方式3:在车辆上设置独立的风压或风阻传感器,直接测量车辆运行时单位面积风压或风阻,进而通过相关系数计算出风阻fw值;
[0309] fw值获取方式4:预先设置一车辆纵向速度与风阻fw值的关联表格,在车辆运行时,通过纵向速度的值查表得出对应的风阻fw值;
[0310] 车辆在低速运行时风阻fw较小,当车辆速度越高时风阻越大,所以风阻fw的测算在监测车辆高速运行时有关键作用。
[0311] 4.1.5、弯道系数δ:指车辆当前运行中拐弯系数;当车辆转弯时,将影响车辆驱动力的大小;一般来说,弯度越大,驱动力也增大;
[0312] 弯道系数δ的获取方式1:可通过车辆的运行轨迹或加速度传感器,测量出拐弯角度α进而获取δ值,供参考的计算式如下:δ=K(α);
[0313] 弯道系数δ的获取方式2:可通过设置于方向盘的转角传感器,测量出拐弯角度α进而获取δ值,供参考的计算式如下:δ=K(α);
[0314] 不同型号的车辆δ可能不同,δ具体数值,α角度与δ值的具体函数关系,可由车辆厂家、或专业检测机构、或用户亲自开车转弯测试得知;为了计算简便,在相对平直的或拐弯度小于设定角度(如30°)的路面,弯道系数δ值通常可设为1,或直接忽略δ、不参与运算;
[0315] 弯道系数δ的获取方式3:可通过GPS信息、或其他预存数据库、网络系统等获取具体线路、轨道在具体位置上的δ值;
[0316] 4.1.6、内部综合旋转刚体的角加速度β:内部综合旋转刚体,指车辆内部传动系统中所有刚性机械旋转部件综合折算刚体;β参数既可通过转速传感器获取,也可通过先获取动力装置转速n1或车辆的纵向速度Vx或车辆的纵向加速度a再计算而获取;
[0317] 4.2、本发明所述系统固有参数:指因车辆、或环境固有属性而带来的参数,本发明所述系统固有参数也可称为系统设定参数;
[0318] 4.2.1、常见的系统固有参数包括而不仅限于如下:车辆的空载车体质量m0(也可称为空载固有质量或整备质量或空车质量等)、滚阻系数f(也可用μ1表示)、综合传动比im、后端的传动比im3、驱动轮半径R1(也可用R表示),与气缸活塞相连的发动机输出曲柄的等效半径R0、转矩电流与电磁转矩的转化系数Ki,电机电流有功分量与电磁转矩的转化系数Ko,机械传动系统的效率系数Km,电气动力系统的效率系数Kea、燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa、后端的效率系数Km3、内部综合旋转刚体的转动惯量L0,风阻系数Cd(也可用Cd表示),空气密度p0,迎风面积A0(也可用S表示)、重力加速度g(也可称为重力加速度因子,其含义、取值9.8均为现有公知技术,最基础的物理常识)、参数取值的预设的时间范围等。本发明所述系统固有参数还包括其他的除车辆总质量之外的所有可由系统预设其正常状况的幅值的所有参数。
[0319] 系统固有参数的详细说明如下:
[0320] 4.2.2、电气动力系统的效率系数Kea、机械传动系统的效率系数Km、燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa:
[0321] 4.2.2.1、电气动力系统的效率系数Kea包括而不局限于如下参数:
[0322] 电机的效率系数Ke:指电机的电气功率到电机轴输出机械功率的转换效率;
[0323] 电机驱动装置到电机的效率系数k21(也可用k13来表示):指电机运行工况为电动状态时该电机驱动器的输入功率到电机的电气功率的转换效率;也可指电源的输出功率到电机的电气功率的转换效率;
[0324] 电源到电机的效率系数k31:指电机运行工况为电动状态时该电源的输入功率到电机的电气功率的转换效率;
[0325] 电机制动功率到电源的效率系数k14:指电机制动状态时从电机制动功率到回馈到电源装置功率的效率系数;
[0326] 4.2.2.2、机械传动系统的效率系数Km,也可简称为机械传动系统效率:对于电气动力系统而言,Km指包括车辆的电机输出轴、驱动轮、以及电机输出轴和驱动轮之间的中间传动部件等部件的综合传动的效率系数;同理,对于燃料动力系统而言,Km指包括车辆的燃料发动机输出轴、驱动轮、以及燃料发动机输出轴和驱动轮之间的中间传动部件等部件的综合传动的效率系数;为应对Km值在不同速度区间可能的波动,可设置一个一维函数,Km(VX)一,也即根据不同的速度区间(如零速、低速、高速)取相应的Km值;当车辆处于不同运行状态(如动力装置驱动运行/或动力装置制动运行)时,Km值可能有变化,所以也可根据不同的动力装置运行工况将Km值分别设置为不同值;
[0327] 机电传动综合的效率系数Kem,也可称为机电传动综合效率Kem;Kem包含电机的效率系数Ke,包含了机械传动系统的效率系数Km;Kem=Ke*Km。
[0328] 4.2.2.3、燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa:因为不同的燃料动力参数有不同的信号获取位置/获取方式;所以Kfa包含多个细分参数;为了描述和业内技术人员理解的便利,本发明用Kfa概括所有燃料动力系统的效率系数或转化系数;Kfa具体可包括Kf1、Kf2、Kf3…Kfn等;
[0329] 4.2.2.3.1、例如当燃料动力参数为发动机内的燃料消耗率fm1时,可用能量转化系数Kf1将该燃料消耗率fm1转化成燃料发动机的驱动功率Pr1,则Pr1=fm1*Kf1;
[0330] 4.2.2.3.2、例如当燃料动力参数为燃料喷射系统的燃料输入端的燃料消耗率fm2时,可用能量转化系数Kf2将该燃料消耗率fm2转化成燃料发动机的驱动功率Pr1,则Pr1=fm2*Kf2;
[0331] 4.2.2.3.3、例如当燃料动力参数为燃料发动机的气缸压力F1时(且该F1可经过峰值变平均值或滤波等处理),则需要一个效率系数Kf3将该气缸压力F1转化成燃料发动机的驱动力Ff1,则Ff1=F1*Kf3;或将该F1转化成燃料发动机的驱动转矩Tr1,Tr1=F1*Kf3*R0;
[0332] 4.2.2.3.4、例如当燃料动力参数为燃料发动机的空气流量C1时(且该C1可经过峰值变平均值或滤波等处理),可用能量转化系数Kf4将该空气流量C1转化成燃料发动机的驱动功率Pr1,则Pr1=C1*Kf4;通常来说,只有在汽油发动机中才能用空气流量C1去计算功率,因为汽油发动机的空气流量与燃料有一个相对固定的化学计量比;柴油发动机进气歧管没有被节流,不便于通过C1计算功率;
[0333] 4.2.2.3.5、例如当燃料动力参数为燃料发动机的负荷报告数据(功率值)Pr2时(且该Pr2可经过峰值变平均值或滤波等处理),可用能量转化系数Kf5进行系列的滤波和百分比计算,将该负荷报告数据(功率值)Pr2转化成燃料发动机的驱动功率Pr1,则Pr1=Pr2*Kf5;
[0334] 4.2.2.3.6、例如当燃料动力参数为燃料发动机的负荷报告数据(转矩值)Tr2时(且该Tr2可经过峰值变平均值或滤波等处理),可用能量转化系数Kf6进行系列的滤波和百分比计算,将该负荷报告数据(转矩值)Tr2转化成燃料发动机的驱动转矩Tr1,则Tr1=Tr2*Kf6;
[0335] 因燃料动力参数具有更多种获取方式,燃料动力系统的效率系数或转化系数有更多类型,本发明就不一一例举;按照燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa的原理,无论类型,所有车辆的任一源动力参数,均可设置一个该源动力参数与驱动车辆纵向运行的动力的对应系数Ka,动力=该源动力参数的值*Ka;该Ka值可通过型式试验、有限次人工试凑法、及其他现有技术的组合得知;例如获取磁悬浮车辆的某一源动力参数和与其对应的对应系数Ka的预设值,即可计算出磁悬浮车辆的动力,进而可设立车辆运动平衡计算公式进行车辆运动平衡计算。例如美国特斯拉公司的管道内列车也可采用本发明提供技术方案进行监控;显而易见,相关的对应系数Ka和/或转化系数Kfa既可为单一的效率系数,也可为包含效率系数的参数也即一个由效率系数组合而成的参数也即一个包含效率系数的组合型参数;例如通过电机的某源动力参数(例如电机电流i1)乘以某个对应系数或转化系数(例如Ka1)得到车辆的驱动力(例如fq或Fx),则该Ka1为包含效率系数的参数;
[0336] 4.2.2.4、相关效率系数k31、k21、k14、Ke,Km、Kfa值,在一定的速度、载荷区间内是基本不变的;
[0337] k31、k21、k14值变化意味着电源或电机驱动器内部整流桥、IGBT可能存在短路、或断路、参数变异等异常情况;Ke值的变化意味着电机内部旋转磁场参数变异、或电机绕组短路、或断路等可能造成严重后果的变异;
[0338] 车辆的电流电压转速转矩都可以变,但基本的k31、k21、k14、Ke值不能变;所以上述k31、k21、k14、Ke值不仅仅作为电气动力系统的效率系数,也可作为电气动力系统的安全状况的重要依据;
[0339] 燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa的值,通常体现为燃料发动机的效率,如发动机拉缸、或活塞密封效果变差时Kfa会降低,所以Kfa值也可作为燃料动力系统的安全状况的重要依据;
[0340] 机械传动系统的效率系数Km值的变化可能代表车辆的包括动力装置输出轴、驱动轮、以及动力装置输出轴和驱动轮之间的中间传动部件在内的机械传动系统中,出现严重磨损、或变形、或齿轮脆裂等可能造成严重后果的变异;
[0341] 车辆的机械的转矩转速都可以变,甚至摩擦力也可以随着载荷的大小变化,但是基本的Km值不能大幅变化,或则就可能是严重故障;所以Km值不仅仅可作为机械传动部件效率系数,也可以作为机械传动部件的安全状况的重要依据;
[0342] 通过对k31、k21、k14,Ke值进行作为测算对象进行直接监控,或通过计算其他测算对象(如车辆质量)的联合运算值间接的监控k31、k21、k14,Ke值,可以有效的监控车辆的电气动力系统的运行状况;通过对Kfa进行直接或间接的监控,可以有效的监控车辆的燃料动力系统的工作状况;
[0343] 也可设置一个车辆的电气动力系统综合效率系数Keem,该系数同时包含机械传动系统的效率系数Km和电气动力系统的效率系数Kea;Keem值为车辆的Km值和电气动力系统的效率系数值Kea的乘积;
[0344] 也可设置一个车辆的燃料动力系统综合效率系数Kfam,该系数同时包含机械传动系统的效率系数Km和燃料动力系统效率系数Kfa;Kfam值为车辆的Km值和燃料动力系统效率系数值Kfa的乘积;
[0345] 因电动车辆的动力系统综合效率系数Keem值一般较高(可高于90%),在进行非精确计算时也可将Keem设为1或直接忽略、不参与计算。
[0346] 显而易见的,本发明中,在没有前后的限定说明时,无论哪种车辆,效率系数:表示用于车辆运动平衡计算的源动力参数的信号采集点到驱动轮的之间的动力部件和/或传动部件的效率;该动力部件和/或传动部件称为待监控的动力传动部件;该效率系数也即待监控的动力传动部件的能量传递效率;因为能量守恒原理,如果该效率系数降低即意味着该待监控的动力传动部件的能量传递效率降低,即意味着其内部损耗增加、内阻或阻力变大、发热增加、安全状况变差等,该待监控的动力传动部件的失效风险增大;所以效率系数可用于反映、分析车辆的待监控的动力传动部件的运行状况,该运行状况尤其指磨损和/或安全的状况。通常,可尽量将源动力参数的信号采集点移至动力系统中靠前的信号点,可借助车辆运动平衡计算进行更大范围的动力部件的监控和保护。
[0347] 关于效率系数的实施例
[0348] 位于车辆的能量(和/或动力)的传递环节上的某一源动力参数的检测点至驱动轮的能量转换效率为k,检测该检测点的功率p1,根据公式k*p1=p2计算得到k,其中能量传递环节为能源供应装置(例如电源)→动力控制装置(例如变频器)→动力装置(例如电机)→传动系统→驱动轮,p2为驱动力所形成的驱动功率;p2也即滚动阻力、坡度阻力、变速阻力以及风阻所对应的功率之和,p2等于纵向动力学方程(也即车辆纵向运动平衡计算公式)计算所得功率,也即p2可通过车辆纵向运动平衡计算所得;然后将计算得到的k与该检测点至驱动轮的能量转换效率的预设值(通常为标定值)进行比较,进而判断该检测点至驱动轮之间的能量(和/或动力)传递是否异常,也即判断车辆中与动力传递相关的系统的运行状况是否异常;本发明中,传动系统也即机械传动系统;
[0349] 例如,该检测点为能源供应装置(例如电源)输入点时,k=k1*k2*k3*k4,其中,k1为能源供应装置(例如电源)的能量转化率,k1=能源供应装置(例如电源)的输入功率/输出功率;k2为动力控制装置(例如变频器)的能量转化率,k2=能源供应装置(例如电源)的输出功率/动力控制装置(例如变频器)的输出功率;k3为动力装置(例如电机)的能量转化率,k3=动力控制装置(例如变频器)的输出功率/动力装置(例如电机)的输出功率;k4为传动系统的能量转化率,k4=动力装置(例如电机)的输出功率/传动系统输出功率。
[0350] 如该检测点为动力控制装置(例如变频器)输入点时,k=k2*k3*k4,其中,k2为动力控制装置(例如变频器)的能量转化率,k3为动力装置(例如电机)的能量转化率,k4为传动系统的能量转化率;
[0351] 因传动系统可进一步分为N个子系统,则相应的的子系统各自对应的能量转化率为k41、k42、……、k4N,则k4等于各相应的的子系统各自对应的能量转化率的乘积;
[0352] 4.2.3、滚阻系数f:指车辆的滚动轮(即车轮)与路面(或轨道)滚动阻力系数;
[0353] 4.2.3.1、在普通公路上行驶的车辆,可使用充气式橡胶轮胎,基于公知常识可理解的,也即该车辆的车轮为橡胶轮也即橡胶车轮;轮胎的滚阻系数f也即橡胶轮的滚阻系数f,滚阻系数f主要由轮胎的气压p1、轮胎的磨损状况kt、路面的平整状况kr决定,可用数学函数式来描述其值:f(k0,p1,kt,kr);k0为修正系数,p1为轮胎气压,kt为轮胎磨损状态,kr为路面状况。标准磨损状况kt和标准气压p1和标准路况kr下的f基准值,可由车辆生产厂家或专业检测机构设定。车辆的f基准值,在速度、载荷、甚至坡度大幅度变化时可能发生小幅度变化,可以通过在不同的速度、载荷、路面坡度区间,设置不同的修正系数k0,来修正f基准的变化。
[0354] 路面平整状况kr变化,或磨损状况kt值的变化,都会导致f值的变化;但是kt变化是个缓慢的过程不会造成f值的突变;路面平整状况kr的变化而导致f的变化,可以通过司机、乘客的目视简单的识别和分辨。
[0355] 所以在忽略kt、kr值的变化时,f值将主要由轮胎气压p1决定;在同等路况下,同等载重量下,当轮胎气压p1不足,轮胎变形越大(失圆度越大),则f值会越大,车辆运行阻力会越大(高速运行时越容易发热而爆胎);其原理为:圆形物体滚动容易,椭圆型则不易,多边菱形体、正方形、三角型物体滚动更难;
[0356] 将f参数作为测算对象进行直接监控,或其他测算对象的联合运算值计算中包含f参数而进行间接监控,可以在车辆运行中监测轮胎形变(失圆度)和/或轮胎磨损状况kt是否异常,从而可以提前预警爆胎的风险。在车辆高速运行期中,如果突然发生爆胎事故,气体泄漏导致轮胎形变(失圆度)迅速增大,轮胎气压p1迅速降低,会导致测算对象的联合运算值发生大幅度突变,所以利用本发明提供的技术方法,可以在发生爆胎的瞬间快速发出宝贵的预警信号。
[0357] 从充气式轮胎的工作原理分析,由于车辆的自重产生的压力,气体大幅度泄露之前内部压力变化也是缓慢的,轮速变化也是缓慢的;但只要轮胎小幅度漏气,因车辆的重压导致轮胎形变(失圆)将会即刻产生;所以通过监测(滚动轮(包括驱动轮)的形变导致的)运行阻力变化监控动力传递异常,相较于依靠气压或依靠轮速监控胎压的现有技术,更快捷、有效。
[0358] 4.2.3.2、在固定轨道上行驶的有轨电力机车(如高铁车辆、动车、普通列车、地铁、履带式车辆),通常使用刚性滚动轮,其滚阻系数f,主要由滚动轮自身形变、或与轨道之间的摩擦系数和磨损状况决定;刚性滚动轮完全无法采用充气式轮胎的胎压监控技术,通常只能在车辆停止后进行人工、抽检式的超声探测;所以更需要本发明所提供的技术方案,在车辆运行中监测车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况kt是否异常;滚阻系数f的增大,通常意味着车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况增重。
[0359] 分析滚阻系数f的形成原理,可设立滚阻系数f的变形公式:(f=fc*fr)或(f=fc+fr),其中fc为与车辆相关的滚阻系数分量,fc与车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损状况直接相关;fr为与路况相关的滚阻系数分量,可经过预设的地图信息或位置信息查表得出当前路段fr的值;将(fc*fr)或(fc+fr)代入任意任一车辆运动平衡计算公式种替代滚阻系数f,进而可得出fc的值;所以计算出滚阻系数f(尤其是与车辆相关的滚阻系数分量fc)可用于分析车轮的安全状况,该车轮的安全状况尤其指车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况;滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值也可由传感器测量所得,例如可通过车辆上的光学传感器声波或雷达传感器识别当前路面状况(例如是否水泥路、是否草地等);例如可通过车辆上设置的滚动轮,通过与该滚动轮相连接的力学传感器来探测当前路面的软硬程度从而识别当前路面的滚阻系数f和/或与路况相关的滚阻系数分量fr;
[0360] 综合而言,车辆运行时,任一道路位置的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;该位置信息可基于地图信息和/或卫星定位和/除卫星定位系统之外的无线网络获取;该方案可适用于本发明任一方案中;与车辆相关的滚阻系数分量fc的值可根据预设值获取;不同规格不同型号的车轮的预设值可以不同;
[0361] 4.2.4、综合传动比im:大部分电动车辆的综合传动比im为一固定值;燃料动力车辆的综合传动比im通常根据变速器档位不同而变化;如果综合传动比im可变,则在测算时需要由中央控制器给定出当前值;同理,如后端的传动比im3可变,则在测算时需要由中央控制器给定出当前值;显而易见,在没有特殊说明时,系统固有参数通常由系统预设值给定当前值;当前值,通常理解为与当前真实值接近或相等的数值。
[0362] 4.2.5、其他参数的说明:
[0363] 上述综合传动比im,指包括动力装置输出轴、驱动轮以及动力装置输出轴和驱动轮之间的中间传动部件的综合传动比;机械传动系统的效率系数Km通常指动力装置到驱动轮之间传动系统的效率系数;因为本发明所述源动力参数包括后端的源动力参数,则需要设置相应的传动比、效率系数;将后端的源动力参数的参数取值点到驱动轮之间的传动比称为后端的传动比im3,将后端的源动力参数的参数取值点到驱动轮之间的效率系数称为后端的效率系数Km3;
[0364] 4.2.6、系统固有参数的值,一般都有预设值(尤其为系统预设值),可由车辆的中央控制器给定,其正确性,也由车辆的中央控制保证;系统预设值可通过车辆生产服务厂商、专业检测机构得知;用户也可驾车自行测试、验证、调整、设置。如因参数的系统预设值的偏差甚至错误造成本监控方法的监控效果下降,不影响本技术方案的有效性;
[0365] 5、数据优先权的界定和源动力组合型参数的解释:
[0366] 本发明所述源动力参数、车辆质量、系统运行参数三种参数中,源动力参数具有最高优先权;任何参数(包括车辆质量、系统运行参数)只要和源动力参数组合成一个计算表达式,则该计算表达式成为源动力组合型参数,源动力组合型参数也归类于源动力参数;根据动力系统种类不同,源动力组合型参数也分为电气动力组合型参数、燃料动力组合型参数、混合动力组合型参数;其中电气动力组合型参数包括机电组合型参数、后端的电气动力组合型参数;
[0367] 典型的机电组合型参数示例如下:如((Ke*Km)*(k12*Po/Vx)表示一个根据电机功率进而计算的驱动力;如(Te*im/R)表示一个根据电磁转矩Te计算的驱动力,如(Te*n1/9.55/Vx-fw)表示另一个根据电机功率计算的剔除了风阻的驱动力,该电气功率的计算途径为转矩与转速;
[0368] 典型的燃料动力组合型参数示例如下:如(Km*Pr1/Vx)表示一个根据燃料发动机的驱动功率Pr1进而计算的驱动力;如(Tr1*im/R)表示一个根据燃料发动机的驱动转矩Tr1计算的驱动力;
[0369] 典型的混合动力组合型参数示例如下:如(Tr3*im3/R)表示一个根据混合动力系统的驱动转矩Tr3计算的驱动力;
[0370] 源动力组合型参数具有无穷多的表达式,本发明不一一例举;
[0371] 源动力组合型参数值的获取方式1:通过前述方式获取源动力组合型参数中的源动力参数的值,通过前述方式获取源动力组合型参数中的其他参数的值,进而通过源动力组合型参数的计算式计算而获取源动力组合型参数的值;
[0372] 6、不包含源动力参数的组合型参数:
[0373] 6.1、机械组合型参数:当机械运行参数、车辆质量、系统固有参数三者之中的参数组合成一个包含机械运行参数的计算表达式,则该计算式成为机械组合型参数,机械组合型参数也归类于机械运行参数;
[0374] 典型的机械组合型参数示例如下:如(g*f*cosθ+g*sinθ+a)表示与质量关联的综合力因子,也可称为与质量具有直接乘积关系的系数X1,如(m2*g*f*cosθ)表示车辆的滚动阻力,如(m2*g*sinθ)表示车辆的坡度阻力,如(m2*a)表示车辆的变速阻力,如(m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)表示车辆的机械类综合运行力;显而易见的,机械类综合运行力为车辆在运行方向上相关阻力;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和。
[0375] 机械组合型参数值的获取方式1:通过前述方式获取机械组合型参数中的机械运行参数的值,通过前述方式获取机械组合型参数中的其他参数的值,进而通过机械运行参数的计算式计算而获取源动力组合型参数的值;
[0376] 6.2、当车辆质量、系统固有参数两者之中的参数组合成一个包含车辆质量的计算式,则该计算式成为质量组合型参数,质量组合型参数也归类于车辆质量;(m1+m0),(m2-m0)等都属于车辆质量;如m2*g、m1*g等参数虽然变成了物体承受的重力,但在本发明中仍将其归类于车辆质量,不属于源动力参数。
[0377] 6.3、当两个或以上的系统固有参数组合成一个计算式(如((Ke*Km)*(im/R))、或(im/R)等),则该计算式仍然归类于系统固有参数。
[0378] 7、本发明所述动力传递状况关联因子,指与车辆的动力传递状况判断有直接或间接关联的参数,其包括所述车辆的车况信息、路况信息、载况信息、位置信息、车辆的车辆质量、源动力参数、系统运行参数、动力装置运行工况中任意一个或多个参数;本发明所述车况主要指车辆动力系统和传动系统的状况,如车辆的机件良好、润滑良好、磨损小则车况良好指数高;如车辆磨损严重则车况良好指数低;路况信息,主要指路面的平整度,路面越平整则路况良好指数高;载况,主要指车辆装载人员或物品的状况,如车内人员频繁跳动或物品在车内任意滚动,则载况良好指数低;本发明所述位置信息可根据GPS、数字地图等方式获取;
[0379] 本发明中后续实施例中参数值的具体获取方式,都可采用前述的所有的车辆运行参数的获取方式,为了描述简便,后续实施例中参数值的具体获取方式可省略不写。
[0380] 8、本发明所述的“车辆由动力装置控制运行”的说明:
[0381] 8.1、本发明约定:“车辆由动力装置控制运行”指车辆单独由动力装置控制运行的状态,该状态通常不包括车辆停车、熄火、空挡溜车、或机械制动等所有“车辆非动力装置控制运行”的状态;因为在“车辆非动力装置控制运行”时不便于通过采集源动力参数及计算来监控车辆的运行。
[0382] 8.2、“车辆由动力装置控制运行”状态或“车辆非动力装置控制运行”状态,可由车辆的中央控制器来识别与给定;也可以通过获取动力装置运行状态字或动力装置控制命令字来识别、判断动力装置驱动状态的“正转或反转或停机”状态,再配合机械制动器的动作状态信息来识别当前状态为“车辆由动力装置控制运行”或“车辆非动力装置控制运行”。
[0383] 8.3、本发明提供的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法,所述的“车辆由动力装置控制运行时”可有时间上的起点、结束点;
[0384] 可设定从“车辆非动力装置控制运行”的状态进入“车辆由动力装置控制运行”状态时,作为本“车辆由动力装置控制运行”的时间段的起点,意味着一个新的“车辆由动力装置控制运行”的时间段的开始;
[0385] 可设定从“车辆由动力装置控制运行”进入“车辆非动力装置控制运行”状态如停车、机械刹车、空挡溜车等时,作为本“车辆由动力装置控制运行”的时间段的结束点;
[0386] 每一个“车辆由动力装置控制运行”的时间段的长度,可长可短,只要一直处于“车辆由动力装置控制运行”中,长可达数小时,短则几分钟甚至几秒;显而易见的,“车辆由动力装置控制运行”的时间段,与本文中所述“运行流程”,两者实质意义一样,完全等同;
[0387] 即使同一辆车辆,在不同的“车辆由动力装置控制运行”的时间段中(也即不同的运行流程中),某些参数尤其是车辆的运载物品质量m1可能发生变化,如乘客增加则m1自然变大,如乘客减少则m1自然变小,假设空载车体质量为1500KG的7座汽车,在司机单人乘坐时和满载时车辆质量值可能在80KG到560KG中变化;
[0388] 为了避免车辆质量正常波动导致导致车辆的动力系统和机械传动系统的运行状况无法进行高精度高灵敏度的监控,所以本发明提供一个基于自学习机制的根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定所述参考数据的技术方案、可以自动跟随载荷的正常变化而柔性化调整参考数据,特别适用于每次运载的人员或物品质量都可能大幅度变化的车辆的监控。
[0389] 9、动力装置运行工况,包括动力装置驱动状态、动力装置制动状态等多种工况;
[0390] 9.1、当车辆的动力装置为电机时,动力装置驱动状态可简称为电动状态、动力装置制动状态即为电机制动状态;其中电机制动状态又包含再生回馈发电制动能耗制动等多种状态;当车辆的动力装置为燃料发动机时,动力装置运行工况则分为燃料发动机驱动状态、燃料发动机制动状态等;当车辆的动力装置为混合动力装置时,动力装置运行工况则分为混合动力装置驱动状态、混合动力装置制动状态等;
[0391] 为了便于描述和业内技术人员理解本发明,本发明提供的后述的实施例1到实施例32中,车辆均默认为在动力装置控制下往车头方向前进运行。倒车属于非常短暂的过程,倒车过程中监控几乎没有实际意义;当然也可以用本发明提供的系列技术方案,在倒车时进行相关的监控保护。
[0392] 为了便于描述和业内技术人员理解本发明,本发明约定如下9.2和9.3的参数设置方法:
[0393] 9.2、在本发明的后述实施例中,当车辆的动力装置为电机且当电机运行工况处于电动状态时,电机转速n1、车辆的纵向速度VX均约定为正值;各电机驱动参数(电气功率、电磁转矩Te、转矩电流分量iq、电机电流Io)均为正值;依据电气能量所计算的机械驱动力也为正值,表示电机此时处于将电能转化成机械能的状态;
[0394] 同理,当车辆的动力装置为燃料发动机且运行工况处于燃料发动机驱动状态时,发动机转速n1、车辆纵向速度VX均约定为正值:各燃料动力参数均为正值,表示燃料发动机此时处于将燃料转化成机械能的状态;
[0395] 同理,当车辆的动力装置为混合动力装置且运行工况为混合动力装置驱动状态时,发动机转速n1、车辆纵向速度VX均约定为正值:各混合动力参数均为正值;
[0396] 9.3、在本发明的后述实施例中,当电机运行工况处于电机制动状态时,电机转速n1、车辆的纵向速度VX仍约定为正值:各电机驱动参数(电气功率、电磁转矩Te、转矩电流分量iq)均为负值;依据电气能量所计算的机械驱动力也为负值,表示电机此时处于将机械能转化成电能的状态;
[0397] 同理,当车辆的动力装置为燃料发动机时,当运行工况处于燃料发动机制动状态时,发动机转速n1、车辆的纵向速度VX仍约定为正值;如果此时燃料动力参数为通过转矩传感器测量所得则须约定为负值;
[0398] 同理,当车辆的动力装置为混合动力装置且运行工况为混合动力装置制动状态时,发动机转速n1、车辆纵向速度VX均约定为正值,如果此时混合动力参数为通过转矩传感器测量所得则须约定为负值;
[0399] 9.4、本发明提供的供参考的动力装置运行工况的识别方法如下:
[0400] 9.4.1、电机运行工况的识别方法如下:
[0401] 供参考的电机运行工况的识别方法1:
[0402] 先获取电机的电磁转矩Te与电机转速n1,进而进行如下识别:
[0403] 当Te与n1方向相同时,可识别当前电机运行工况为:电动状态;
[0404] 当Te与n1方向相反时,可识别当前电机运行工况为:电机制动状态;
[0405] 根据前述约定,则根据Te的正负可自然的识别出电机运行工况。
[0406] 供参考的交流电机的运行工况识别方法2:
[0407] 当Udc小于U2i的峰值时,当前电机运行工况趋向于电动状态;
[0408] 当Udc大于U2i的峰值时,当前电机运行工况趋向于电机制动状态;
[0409] 供参考的交流异步电机的电机运行工况识别方法3:
[0410] 当n1
[0411] 当n1>n0时,当前电机运行工况趋向于电机制动状态;
[0412] 供参考的电机运行工况的识别方法4:部分型号的电机驱动装置如四象限变频器,也可通过读取其的内部状态字,直接识别判断电机运行工况。
[0413] 供参考的临界切换区识别方法5:
[0414] 电机运行工况中,无论是在电动状态,还是电机制动状态,均包含一个较特殊的阶段:临界切换区;当电机处于电动状态的临界切换区,意味着很容易进入电机制动状态;当电机处于电机制动状态的临界切换区,意味着很容易进入电动状态;
[0415] 当电机运行工况处于临界切换区时,可能影响计算的准确性,可以中止参数的计算或监控;可设置一临界状态识别门限值Te_gate,当|Te|
[0416] 9.4.2、其他的动力装置运行工况、临界切换区的识别方法:
[0417] 当非电机驱动参数类型的源动力参数(如后端的电气动力参数、燃料动力参数、混合动力参数等)的正负可测量时(如采用转矩传感器测量信号),则根据该源动力参数的正负可识别车辆的动力装置运行工况;当该源动力参数的值为正时可判断动力装置运行工况为驱动状态,当该源动力参数的值为负时可判断动力装置运行工况为制动状态;当然,如果燃料动力参数为燃料消耗率类型的参数,则不便于测量其正负,燃料发动机制动状态时也不便于将车体能量逆向转化成燃料;
[0418] 根据机械组合型参数中的车辆的机械类综合运行力(m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw),也可识别动力装置运行工况;当该机械类综合运行力的值为正时可判断车辆的动力装置运行工况为驱动状态,表示此时车辆需吸取源动力参数表示的动力驱动车辆纵向运行;当该机械类综合运行力的值为负时可判断车辆的动力装置运行工况为制动状态,表示此时车辆的动能或势能可回馈给车体或需要制动;当该机械类综合运行力的绝对值低于预设的阈值(如额定值的5-10%)时,则可判断当前动力装置运行工况处于临界切换区,该方法也可称为临界切换区识别方法6。
[0419] 某些车辆,还可直接读取动力装置控制系统(如燃料发动机的OBD系统)的信息识别车辆的运行工况、临界切换区。综合前述临界切换区识别方法5、6及现有技术得出:比较某预先选择的参数是否超过预设的范围,可判断车辆的运行工况是否处于临界切换区;该预先选择的参数,优选为源动力参数和/或机械类综合运行力。
[0420] 10、本发明所述的网络系统,包括而不局限于:各种有线或无线的移动3G、4G网、互联网、物联网、车联网、交警网络中心、运营管理中心、车辆故障诊断中心、GPS网、车内网、局域网等等;网络系统可包含相应的人机交互界面、存储系统、数据处理系统以及手机APP系统等;与车辆运行相关的人员或机构(如驾乘人员、运营管理方、交警、故障诊断中心)可通过网络系统实时或事后监控车辆运行状况。
[0421] 本发明并非作为一种纯物理描述的文献,而是优先作为一种技术方案的集合,且以车辆运动平衡计算为核心的技术方案;所以以基础技术方案、获取参数值的技术途径作为划分数据类型的优先选择;如车辆总质量m2、运载物品质量m1因其通常需要车辆运动平衡计算获取其真实值(不便于频繁进行磅秤量测),所以归类于车辆质量参数;空载车体质量m0因该参数的值通常可便利的由系统预设值得知,所以归类于系统固有参数类型;燃料质量因在车辆运行中其值处于持续变化中,通常需要根据测量途径获取其实际值,所以归类于系统运行参数中。本发明中未一一例举说明的其他参数,均可按参数取值途径、技术特性相应的归类。
[0422] 特别声明1:本发明后述所提供的所有实施例中任一车辆运行参数的值的获取方法和动力装置运行工况的识别方法,均可采用前述的方法进行;当然也可以参考其他的现有公知技术进行。
[0423] 第二部分内容:本发明的具体发明内容及具体实施例如下,其中,应用于电气动力车辆以及应用于燃料动力车辆的各系统及方法均可以进行相互应用,并可根据本申请文件中内容做相应的等效替换;本发明中任一处技术方案均可用于本发明中其他类型的车辆、其他类型的技术方案中。
[0424] 本发明中,测算对象是车辆运行参数中所包含的任意一种参数;所述车辆运行参数包括车辆质量、源动力参数、系统运行参数,所述系统运行参数包括机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量等;
[0425] 本发明中所述联合运算值也即联合运算原值;本发明所述联合运算值,仅仅表示一种数据类型/或数据获取的途径,表示该数值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果,无其他含义;基于车辆运动平衡计算的计算联合运算值有无穷多种实现公式(如后续文件中实施例1到实施例33、公式13.1到公式13.6、实施例41等);获取车辆的测算对象的联合运算值,可参考下述诸多实施例进行:
[0426] 特别注明1:为了便于描述和业内技术人员理解本发明:当测算对象为车辆质量时,联合运算值或非联合运算值均可直接用参数名m1或m2表示;当测算对象为源动力参数或系统运行参数时,联合运算值的表达式可能会在参数名后加一后缀:_cal;如机械传动系统的效率系数参数名Km,联合运算值用Km_cal表示;如滚阻系数参数名为μ1或f,该联合运算值用μ1_cal或f_cal表示;
[0427] 特别注明2:本发明所述联合运算值,实际意义等同于申请号为201410312798.3的中国专利申请中所述理论值;本发明所述车辆质量,实际意义等同于申请号为201410312798.3的中国专利申请中所述运载质量;本发明所述等同包括两者的核心性质、技术处理方案等同等,两者可直接替换;
[0428] 本发明后述的实施例1到实施例40中动力装置为电机,车辆处于电机控制运行状态;下述各实施例中公式均为基于据车辆纵向动力学方程计算所得;当然,也可用其他的动力装置(例如燃油发动机、空气发动机等),也可根据相应的动力装置选择相应的源动力参数,应用于其他类型的车辆;
[0429] 实施例1:
[0430] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略路面坡度(如假设路面平直)、纵向加速度(如假设车辆匀速运行)、风阻(如假设车辆低速运行)、燃料质量(如假设车辆为插电式或储电式电动车辆)等因素;默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0431] m2=Kem*(Te*im/R1)/(g*μ1)  (公式A1-1)
[0432] m1=m2-m0;
[0433] 实施例2:
[0434] 获取车辆的车辆质量的联合运算值;(运行条件为:忽略路面坡度、风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0435] m2=(Ki*iq*im/R1)/(g*μ1+a)  (公式A2-1)
[0436] m1=m2-m0;
[0437] 实施例3:
[0438] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件:两次变速运行,忽略路面坡度、风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0439] m2=(fq2-fq1)/(a2-a1);  (公式A3-4-3);
[0440] m1=m2-m0;
[0441] fq2与a2为time2时获取的驱动力和纵向加速度,Te2为time2时获取的电磁转矩;fq2=KeKm(Te2*im/R1)
[0442] fq1与a1为time1时获取的驱动力和纵向加速度,Te1为time1时获取的电磁转矩;fq1=KeKm(Te1*im/R1)
[0443] m2=(KeKm(Te2-Te1)*im/R1)/(a2-a1);  (公式A3-4-4);
[0444] 实施例4:
[0445] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略纵向加速度、风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0446] m2=(Pm/V1)/(g*μ1*cosθ+g*sinθ);  (公式A4-1)
[0447] 实施例5:
[0448] 获取所述车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略风阻、燃料质量;
[0449] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0450] m2=Kem*(|Te|*im/R1)/(g*μ1*cosθ+g*sinθ+a);  (公式A5-2-2)
[0451] 当动力装置运行工况处于动力装置制动状态时:
[0452] m2=(((-|Te|)*im/R1)/Kem)/(g*μ1*cosθ+g*sinθ+a);  (公式A5-2-3)[0453] m1=m2-m0;
[0454] 实施例6:
[0455] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件:忽略路面坡度、纵向加速度、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0456] m2=((Te*n1/9.55)/V1-fw)/(g*μ1);  (公式A6-1)
[0457] 实施例7:
[0458] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件:忽略燃料质量)
[0459] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0460] m2=(Kem*(|Te|*im/R1)/δ–fw–L0*ω0)/(g*μ1*cosθ+g*sinθ+a);当动力装置运行工况处于动力装置制动状态时:
[0461] m2=((((-|Te|)*im/R1)/Kem)/δ–fw–L0*ω0)/(g*μ1*cosθ+g*sinθ+a);
[0462] m1=m2-m0;
[0463] 为了计算简化,δ可直接取值为1,也可以忽略L0,直接设定L0*ω0=0;
[0464] 实施例8:
[0465] 获取车辆的电磁转矩的联合运算值Te_cal;(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0466] Te_cal=(m2*g*μ1*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)/(im/R1),  (公式A10-1)[0467] 实施例9:
[0468] 获取车辆的机电传动综合的效率系数的联合运算值Kem_cal;(运行条件为:忽略燃料质量):
[0469] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0470] Kem_cal=(m2*g*μ1*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)/(Te*im/R1),
[0471] 当动力装置运行工况为动力装置制动状态:
[0472] Kem_cal=(Te*im/R1)/(m2*g*μ1*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw);
[0473] 实施例10:
[0474] 获取车辆的滚阻系数的联合运算值μ1_cal(运行条件:忽略燃料质量):
[0475] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0476] μ1_cal=(Kem*(|k12*cosφ*Uo*Io|/V1)–m2*g*sinθ-m2*a-fw)/(m2*g*cosθ), (公式A13-1-2)
[0477] 当动力装置运行工况为动力装置制动状态:
[0478] μ1_cal=((-|(k12*cosφ*Uo*Io)|/V1)/Kem–m2*g*sinθ-m2*a-fw)/(m2*g*cosθ),  (公式A13-1-3)
[0479] 上述k12是常数,可取值1.732;k12*cosφ*Uo*Io的替代计算式如下:
[0480] (k12*cosφ*Uo*Io)=(k13*Ui*Ii)=(k13*Ub1*Ib1)=Pm,
[0481] (k12*cosφ*Uo*Io)=(U4*I4/k14)=(Ub2*Ib2/k14)=Pm;
[0482] 转矩转速综合测力计算式1:(Te*im/R1)=(Te*n1/9.55/V1);
[0483] fw=(1/2)*Cd*(p0*S*(V2)2);也可将纵向速度V1直接替代V2;
[0484] 实施例11:
[0485] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0486] m2=((Ke*Km)*(Te*im/R)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0487] m1=m2-m0;
[0488] 实施例12:
[0489] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0490] m2=((Ke*Km)*(P2o/Vx)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0491] m1=m2-m0;
[0492] 实施例13:
[0493] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略路面坡度、纵向加速度、风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0494] m2=((Ke*Km)*(Te*im/R))/(g*f);
[0495] m1=m2-m0;
[0496] 实施例14:
[0497] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0498] m2=((Ke*Km)*(iq*Ki*im/R))/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0499] m1=m2-m0;
[0500] 实施例14的延伸方案说明:可用(Io*cosφ1*Ko)或(k21*I2o*cosφ2*Ko)或(k31*I3o*cosφ3*Ko)替代实施例四中的(iq*Ki),
[0501] 实施例15:
[0502] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m2;(运行条件为:忽略路面坡度、风阻、燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0503] m2=((P2o_2/Vx2)-(P2o_1/Vx1))/(a2-a1);
[0504] 上述参数中,P2o_1、Vx1、a1各自为tim1时获取的电气功率、纵向速度、纵向加速度;P2o_2、a2、Vx2均为不同于tim1时间点的tim2时获取的车辆运行参数(电气功率、纵向速度、纵向加速度);且a2≠a1;
[0505] 实施例16:
[0506] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0507] m2=(k31*(Ke*Km)*(P3i/Vx)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0508] m1=m2-m0;
[0509] 实施例17:
[0510] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略燃料质量):
[0511] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态:
[0512] m2=((Ke*Km)*(Te*im/R)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0513] 当动力装置运行工况处于动力装置制动状态时:
[0514] m2=(-|(Te*im/R)|/(Ke*Km)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0515] m1=m2-m0;
[0516] 实施例18:
[0517] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态;且电机为2个并列驱动时的情况,且假设该两电机型号、结构一致,各电机的Ke,Km,im,R值均相同;Te1、Te2为两个电机各自的电磁转矩;
[0518] m2=((Ke*Km)*(Te1+Te2)*im/R–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0519] m1=m2-m0;
[0520] 实施例18的延伸方案说明:同理,N多个电机并列驱动的车辆也可用本实施例的技术延伸计算,如将本实施例的(Te1+Te2)替换成(Te1+Te2+…+TeN)。
[0521] 实施例19:
[0522] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略燃料质量、且默认动力装置运行工况为动力装置驱动状态;且电机驱动装置为3个并列驱动;P2i_1、P2i_2、P2i_3为各电机驱动装置的输入电气功率;
[0523] m2=(k21*(Ke*Km)*(P2i_1+P2i_2+P2i_3)/Vx–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a)[0524] m1=m2-m0;
[0525] 实施例19的延伸方案说明:同理,N多个电机驱动装置并列驱动的车辆也可用本实施例的技术延伸计算,如将本实施例的(P2i_1+P2i_2+P2i_3)替换成(P2i_1+…+P2i_N)。
[0526] 实施例20:
[0527] 获取车辆的车辆质量的联合运算值;(运行条件为:忽略燃料质量;电源装置为2个并列供电;P3i_1、P3i_2为各电源装置的输入功率)
[0528] 步骤2.1:识别电机运行工况(参考前述9.4节内容的识别方法);
[0529] 步骤2.2:当车辆所有的电机的运行工况均为电动状态时,进行下述车辆运动平衡计算:
[0530] m2=(k31*(Ke*Km)*(P3i_1+P3i_2)/Vx–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0531] m1=m2-m0;
[0532] 步骤2.3:当车辆所有的电机的运行工况不全为电动状态时,可中止车辆运动平衡计算,可用前一周期测算数据替代输出,或输出一个“多电机状态不一致”的状态信息。
[0533] 实施例20的延伸方案说明:同理,N多个电源装置并列供电的车辆也可用本实施例的技术延伸计算,如将本实施例的(P3i_1+P3i_2)替换成(P3i_1+…+P3i_N)。
[0534] 实施例21:
[0535] 获取车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0536] 机电组合型参数fq实质为基于电气参数计算所得的作用于驱动轮的机械驱动力;fq=(Ke*Km)*(Te*im/R);
[0537] m2=(fq–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0538] m1=m2-m0;
[0539] 实施例22:
[0540] 获取车辆的车辆质量的联合运算值;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0541] 机电组合型参数Tq实质为基于电气参数测算的作用于驱动轮的机械转矩;Tq=(Ke*Km)*Te*im;
[0542] m2=(Tq/R–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0543] m1=m2-m0;
[0544] 实施例23:
[0545] 获取所述车辆的车辆质量的联合运算值;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0546] 机电组合型参数Pq实质为基于电气参数计算所得的驱动车辆纵向运行的机械功率;Pq=(Ke*Km)*P2o;
[0547] m2=(Pq/Vx–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0548] m1=m2-m0;
[0549] 实施例24:
[0550] 获取所述车辆的车辆质量的联合运算值;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0551] m2=((Ke*Km)*(Te*im/R)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0552] m1=m2-m0;
[0553] 实施例25:
[0554] 获取车辆的机械传动系统的效率系数的联合运算值Km_cal;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0555] Km_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)/(Ke*Te*im/R)
[0556] 实施例26:
[0557] 获取车辆的滚阻系数的联合运算值f_cal;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0558] f_cal=((Ke*Km)*(P2o/Vx)–fw-m2*(g*sinθ+a))/(m2*g*cosθ)
[0559] 实施例27:
[0560] 获取车辆的风阻的联合运算值fw_cal;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态;双电机并列驱动,Po_1、Po_2为各电机的输出功率);
[0561] fw_cal=(Po_1+Po_2)*(Ke*Km)/Vx-m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0562] 实施例28:
[0563] 获取车辆的电磁转矩的联合运算值Te_cal;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0564] Te_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)/((Ke*Km)*im/R)
[0565] 实施例29:
[0566] 获取车辆的机电组合型参数fq的联合运算值fq_cal;机电组合型参数fq属于源动力参数;fq=(Ke*Km)*(Te*im/R),fq实质为基于电气参数测算的作用于驱动轮的机械驱动力;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0567] fq_cal=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw
[0568] 实施例30:
[0569] 获取车辆的机械组合型参数fr的联合运算值fr_cal;机械组合型参数fr属于系统运行参数中机械运行参数;fr=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a),fr实质为不包含风阻的作用于驱动轮的车辆驱动力;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0570] 步骤2.1:识别电机运行工况(参考前述9.4节内容的识别方法);
[0571] 步骤2.2:当电机运行工况为电机制动状态或临界切换区时,中止本次计算,并取前一计算周期的计算结果输出;
[0572] 步骤2.3:当电机运行工况为电动状态时,
[0573] fr_cal=((Ke*Km)*(P2o/Vx)–fw)
[0574] 实施例31:
[0575] 获取所述车辆的车辆质量的联合运算值m1和m2;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0576] m2=((Ke*Km)*(Te*im/R)/δ-(fw+fb+L0*β))/(g*f*cosθ+g*sinθ+a)
[0577] m1=m2-m0;
[0578] 实施例32:
[0579] 获取所述车辆的机械传动系统的效率系数的联合运算值Km_cal;机械传动系统的效率系数属于系统运行参数中系统固有参数;(运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[0580] Km_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+(fw+fb+L0*β))/(Ke*Te*im/R/δ)[0581] 实施例33:
[0582] 获取车辆的车辆质量的联合运算值(运行条件为:忽略燃料质量;在车辆倒车运行时,车辆前进或倒车状态,由车辆的中央控制器给定;)
[0583] 步骤2.1:识别电机运行工况(参考前述9.4节内容的识别方法);
[0584] 步骤2.2:当电机运行工况为电动状态时
[0585] m2=((Ke*Km)*|(Te*im/R)|–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0586] 步骤2.3:当电机运行工况为电机制动状态时
[0587] m2=(-|(Te*im/R)|/(Ke*Km)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0588] m1=m2-m0;
[0589] 通过本实施例技术方案,在车辆倒车时,仍然可进行相关车辆运行参数的测算,进而可以进行监控;
[0590] 通过参考本实施例的技术方案,可将本发明所提供的任一测算方法、监控方法、测算系统、监控系统在倒车时也进行测算或监控。
[0591] 为基于基于车辆运动平衡计算还有下述诸多典型计算公式:Fx为车辆的纵向驱动力;
[0592] 13.1、常规的车辆运动平衡模型为:Fx=m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw;  (公式13.1)[0593] 13.2、在常规模型基础上,增加制动力fb分量的车辆运动平衡模型为:
[0594] Fx=m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw+fb;  (公式13.2)
[0595] 13.3、在常规模型基础上,增加了车辆的内部综合旋转刚体转动惯量L0*β分量的车辆运动平衡模型为:
[0596] Fx=m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw+L0*β;  (公式13.3)
[0597] 13.4、在常规模型基础上,增加弯道系数δ的车辆运动平衡模型为:
[0598] Fx=(m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)*δ;  (公式13.4)
[0599] 连同上述的13.1、13.2、13.3、13.4所示机械方式的车辆运动平衡模型,加上本发明所提供的实施例1-33所示,本发明所述的车辆运动平衡计算方案或车辆运动平衡模型,有无穷多个可以具体实现的数学计算式;显而易见的,本发明中车辆运动平衡、纵向动力平衡,指动力与相关阻力的平衡,包括匀速运行状态和变速运行状态。
[0600] 综合上述计算公式以及其他实施例的计算公式,可概括一个综合的车辆运动平衡模型或计算公式:
[0601] E=m*X1-Y1;  (公式13.5)
[0602] 当忽略Y1时,该模型为:E=m*X1;  (公式13.6)
[0603] 其中:m为所述车辆的车辆质量;E为所述车辆的源动力参数;X1是与质量具有直接乘积关系的系数,X1包括所述车辆的滚阻系数、纵向加速度、纵向速度、路面坡度、机械传动系统的效率系数中任意一个或多个参数;Y1是与质量无直接乘积关系的分量,Y1包括所述车辆的风阻。X1和Y1均为车辆的系统运行参数;当控制车辆运行的动力装置为电机时,源动力参数为电机驱动参数。
[0604] 如实施例28、实施例1所示,显而易见的,本发明所述车辆运动平衡计算中的源动力参数,所述计算中指该计算公式中,既可在计算公式等号中的左边,也可以在计算公式等号中的右边;也即既可为计算中的输入参数,也可以是计算中的输出参数,也即测算对象本身;同理,本文所有“计算中”,均可指计算的输入参数或计算的输出参数;显而易见的,本发明所述“计算中”,均指“车辆运动平衡计算公式中”;本发明所述参与计算,也指“参与车辆运动平衡计算公式中”也即“包含入车辆运动平衡计算公式中”也即“车辆运动平衡计算公式中包含某参数”;
[0605] 通过本申请文件所记载的多种实现公式(如文件中实施例1到实施例33、公式13.1到公式13.6、实施例41等),显而易见可得知,本发明所述车辆运动平衡指车辆纵向动力平衡;车辆运动平衡原理实质为能量守恒原理和/或顿定律和/或车辆运行特征因素的结合;该能量守恒指车辆的动力系统输出的能量(或动力)与车辆的动力系统外部所消耗的能量(或动力)大小相等,和/或指车辆的动力系统吸收的能量(或动力)与车辆的动力系统外部所回馈的能量(或动力)大小相等;该牛顿定律指车辆纵向动力平衡;该车辆运行特征是指:车辆在动力系统控制下沿路面或轨道纵向运行;对于轮式车辆为车辆的车轮在沿路面(或轨道)滚动纵向运行,所以车辆在运行中自然存在滚动阻力(m2*g*f*cosθ);如果车辆与路面(或轨道)为非直接接触式运行(例如磁悬浮车辆等),滚阻系数f接近零,此时可设(m2*g*f*cosθ)=0;路面(或轨道)自然存在坡度θ,所以车辆自然存在坡度阻力(m2*g*sinθ),当车辆水平运行时:θ=0,cosθ=1,sinθ=0,坡度阻力(m2*g*sinθ)=0;坡度θ自然影响滚动阻力(m2*g*f*cosθ)的大小;因为车辆通常为非真空运行,与空气摩擦所以产生风阻(也即空气阻力)fw,当接近零速运行时或速度低于预设值时,fw=0;车辆的纵向速度变化时自然存在变速阻力(m2*a),匀速时(m2*a)=0;此为车辆运行主要特征;本文中车辆运动平衡指车辆纵向动力平衡,即车辆在运行方向动力与相关阻力平衡;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;当然,相关阻力还可包括低于预设值的其他不重要的阻力(例如fb、L0*β等)。运行方向指移动方向;显而易见且毫无疑义的:本发明中任一处车辆运动平衡计算公式即车辆纵向动力学计算公式也即车辆纵向动力学方程,本发明中任一处车辆运动平衡计算即根据车辆纵向动力学计算公式进行计算也即根据车辆纵向动力学方程进行计算,本发明中车辆纵向动力学方程尤其指车辆纵向驱动动力学方程;
[0606] 通过实施例1至实施例33中除实施例2和实施例15之外的所有实施例,显而易见的可得知:车轮沿路面(或轨道)滚动纵向运行的车辆(也即轮式车辆),典型的车辆运动平衡计算公式(例如:fq=fq_cal=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)中包含滚动阻力(m2*g*f*cosθ),滚动阻力(m2*g*f*cosθ)的计算参数中包含滚阻系数f,滚阻系数f为滚动阻力(m2*g*f*cosθ)的核心因素之一,不考虑滚阻系数f的滚动阻力的计算方案是有重大缺陷、或无法实现的。只有在与轮式车辆的运行特征有重大区别的、车辆与路面(或轨道)非机械接触式运行的车辆(例如磁悬浮车辆),滚阻系数f接近零,也导致滚动阻力(m2*g*f*cosθ)接近零。履带式车辆(例如坦克等)也属于轮式车辆中一种特殊车辆,可将履带视为一个整体式的刚性的车轮。
[0607] 车轮沿路面(或轨道)滚动纵向运行的车辆,如实施例2和/或实施例15所示(也即两次变速差值式车辆运动平衡计算公式)所示,在基于两个不同时间点所获取的参数的差值的车辆运动平衡计算公式才有可能消除滚动阻力(m2*g*f*cosθ)的影响,且该差值式车辆运动平衡计算公式的核心原理仍然基于典型的车辆运动平衡计算公式(例如:fq=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw),且该差值式车辆运动平衡计算公式的运行受限于诸多前提条件;假设time1时所获取的滚阻系数、加速度、路面坡度、风阻分别为f1、a1、、θ1、fw1;不同于time1时间点的time2时所获取滚阻系数、加速度、路面坡度、风阻分别为f2、a2、θ2、fw2:则两个不同时间点的差值式车辆运动平衡计算公式为:((fq2-fq1)=(m2*(g*f2*cosθ2+g*sinθ2+a2)+fw2)-(m2*(g*f1*cosθ1+g*sinθ1+a1)+fw1));当两个不同时间点的滚阻系数f、路面坡度θ值、风阻fw、车辆总质量m2均接近,且两个不同时间点所获取的加速度a2和a1不等时,才可能得到差值式车辆运动平衡计算公式(m2=ΔF/Δa);当两个不同时间点的滚阻系数f、路面坡度θ值、加速度a、车辆总质量m2均接近,才可能得到差值式车辆运动平衡计算公式((fq2-fq1)=(fw2-fw1));本发明中,基于两个不同时间点所获取的参数的差值的车辆运动平衡计算公式,为基础的典型的车辆运动平衡计算公式(例如:fq=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)的一种特殊变形。
[0608] 所述基于车辆运动平衡计算,通常指根据车辆质量(通常为车辆总质量)、源动力参数、系统运行参数中任意两种参数去计算另一种参数,当然参与该车辆运动平衡计算的参数还可能进一步包括其他数据;也即车辆运动平衡计算原理,通常指根据至少包括车辆质量(通常为车辆总质量)、源动力参数、系统运行参数中的任意两种参数的数据去计算另一种参数;如实施例9、实施例10、实施例17中还包括动力装置运行工况等数据,当动力装置运行工况为动力装置驱动状态和当动力装置运行工况为动力装置制动状态采用不同的计算方式;如后述公式13.2中,参与该车辆运动平衡计算的参数还包括制动力fb;
[0609] 当测算对象为车辆质量(通常为车辆总质量)时,所述联合运算值可根据源动力参数和系统运行参数计算所得,当然参与该计算所需求的参数还可能进一步包括其他数据;也即当测算对象为车辆质量时,所述联合运算值可根据至少包括源动力参数和系统运行参数在内的数据计算所得。
[0610] 当测算对象为源动力参数时,所述联合运算值可根据车辆质量(通常为车辆总质量)和系统运行参数计算所得,当然参与该计算所需求的参数还可能进一步包括其他数据;也即当测算对象为源动力参数时,所述联合运算值可根据至少包括车辆质量(通常为车辆总质量)和系统运行参数在内的数据计算所得。
[0611] 当测算对象为系统运行参数时,所述联合运算值可根据车辆质量(通常为车辆总质量)和源动力参数计算所得,当然参与该计算所需求的参数还可能进一步包括其他数据,如除测算对象之外的其他的系统运行参数;也即当测算对象为系统运行参数时,所述联合运算值可根据至少包括车辆质量(通常为车辆总质量)和源动力参数在内的数据计算所得。
[0612] 当然,采用车辆运动平衡计算公式变形所得表格,如果在车辆总质量m2固定情况下通过车辆运动平衡计算公式查表一一对应得出动力与系统运行参数(尤其为其中的机械运行参数)的对应关系,或在动力为固定值时根据车辆运动平衡计算公式查表一一对应得出车辆总质量与机械运行参数的对应关系,或在系统运行参数为固定值时根据车辆运动平衡计算公式查表一一对应得出车辆总质量与动力的对应关系,等等,基于车辆运动平衡计算公式简化或忽略某些参数进行计算,也为车辆运动平衡计算公式的一种变形,也在本发明构思范围之内。
[0613] 联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果,基于车辆运动平衡计算公式计算得到测算对象的值,该值也即联合运算值。
[0614] 本发明要解决的技术问题之一是提供一种车辆运行参数的测算方法(#1),其测算结果可用于反映、分析车辆的待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况、和/或:车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况;和/或:综合传动比的变化;和/或:驱动轮半径的变化。
[0615] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0616] 本发明提供一种车辆运行参数的测算方法(#1):
[0617] S1、以车辆运行参数中的任意一种为测算对象,预设计算该测算对象的车辆运动平衡计算公式;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种(之合力);或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;和也即合力;
[0618] S2、获取输入参数的值,该输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;根据该所获取的输入参数的值和该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值。
[0619] 测算方法(#1)为车辆运动平衡计算的标准过程,也可简称为车辆运动平衡计算;
[0620] 该车辆运动平衡计算公式及计算方法及参数的设置方法可参考本文中任一位置的内容进行;
[0621] 本测算方法(#1)中,车辆运动平衡计算公式既可为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的典型公式(例如:fq=Fx=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw),也可为变形的基于两个不同时间点所获取的参数的差值的车辆运动平衡计算公式,也可为典型公式的其他的变形公式;
[0622] 本测算方法(#1)中,所述步骤S1中,描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式包括:动力Fx、滚动阻力fμ、坡度阻力fθ、变速阻力fa、风阻fw中至少一种的变形。
[0623] 本测算方法(#1)中,动力Fx的变形方式包括:F-fb-L0*β,Fx=F-F0,F表示电机或者发动机作用于车辆的力;
[0624] F的变形式包括:(Kem*k12*cosφ*Uo*Io)/Vx、(Km*Pr1)/Vx、(Km*fm1*Kf1)/Vx、((Ke*Km)*(P2o/Vx)、((Ke*Km)*(Te*im/R)、Kem*k12*cosφ*Uo*Io/Vx、(Kem*k13*Ui*Ii)/Vx、(Kem*k13*Ub1*Ib1)/Vx、(Kem*Pm)/Vx;
[0625] F0的变形式包括:fb+L0*β,其中,F0表示电机或者发动机内总阻力,fb表示制动力分量,L0表示内部综合旋转刚体转动惯量,β表示内部综合旋转刚体的角加速度,当β=0时,表示内部综合旋转刚体的角加速度为零或者内部综合旋转刚体的角加速度;
[0626] 其中,Kem表示机电传动综合的效率系数,k12为预设常数,φ功率因素,Uo电机电压,Io为电机电流,Km表示机械传动系统的效率系数,Pr1表示燃料发动机的驱动功率,Vx表示车辆的纵向速度,fm1表示发动机内的燃料消耗率,Kf1表示能量转化系数,Ke表示电机的效率系数,P2o表示电机输出电气功率,Te表示电磁转矩,Pm表示电机的电气功率,im表示综合传动比,R表示驱动轮半径,k13表示电机驱动装置到电机的效率系数,Ui表示电机驱动装置的输入电压,Ii表示电机驱动装置的输入电流,Ub1表示电源装置的输出电压,Ib1表示电源装置的输出电压;
[0627] 本测算方法(#1)中,滚动阻力fμ的变形方式包括:fμ=m2*g*f*cosθ,m2表示车辆总质量,g表示重力加速度,f表示滚阻系数,θ表示路面坡度;当fμ=0时,表示滚阻系数f为零或者忽略滚阻系数f。
[0628] 本测算方法(#1)中,车辆总质量m2的变形方式包括:m1+m0、m1+m0+mf2-mf1以及m1+m0+mf0,m1为运载物品质量,m0表示空载车体质量,mf0表示剩余燃料质量,mf1已消耗燃料质量,mf2表示历史记录点的燃料质量;
[0629] 本测算方法(#1)中,坡度阻力fθ的变形方式包括:fθ=m2*g*sinθ,当fθ=0时,表示路面坡度θ为零或者忽略路面坡度θ。
[0630] 本测算方法(#1)中,变速阻力fa的变形方式包括:fa=m2*a,当fa=0时,表示加速度a为零或者忽略加速度a。
[0631] 本测算方法(#1)中,风阻fw的变形方式包括:fw=(1/2)*Cd*(p0*A0*(Vx)2),其中,Cd表示车辆的风阻系数,p0表示空气密度,A0表示车辆的迎风面积,Vx表示纵向速度;当fw=0时,表示fw为零或者忽略fw。
[0632] 本测算方法(#1)中,所述步骤S1中,描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式还包括:等号的两边同时相对于同一变量进行积分变形;
[0633] 积分变形的方式包括:功率对于时间的积分为能量、力对位移的积分为能量、速度对于时间的积分为位移、加速度对于时间的积分为速度、力对时间的积分为冲量。
[0634] 输入参数的值的基础设置方案:显而易见的,本发明的任一方案中,所获取的车辆运动平衡计算公式中输入参数的值均为合理值(也可称为合格值或可接受的值);不同的输入参数有不同的合理值;参数(包括输入参数)的合理值,指该参数(包括输入参数)的能实现某一具有实用价值的用途或表示该参数(包括输入参数)自然属性的值;例如本发明所述的动力传递状况识别、车辆动力传递异常进行监控、反映、分析车辆的待监控的动力传动部件的运行状况(磨损和/或安全的状况)、分析车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况、与车辆运行安全相关数据进行监视、与车辆运行安全相关数据进行处理中任意一种或多种用途,均为某一具有实用价值的用途;参数当前的实际值、或第三范围中的值、或第四范围中的值为表示该参数(包括输入参数)自然属性的值;
[0635] 例如,输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的当前的实际值或预设的实际值所设定,该当前的实际值或预设的实际值均为输入参数中所包括的车辆总质量的合理值;参数的预设的实际值的含义为:该值为与在预设的时间点(非当前的时间点)上的该参数的实际值接近的值;
[0636] 本发明中预设的实际值的含义也可理解为:在预设的时间点(非当前的时间点)上所获取的该参数的实际值;本发明中预设的实际值的含义也可理解为:表示该参数在预设的时间点(非当前的时间点)的实际值;车辆总质量预设的实际值的含义为:该值为与在预设的时间点上(非当前的时间点)的车辆总质量的实际值接近的值;也可理解为:在预设的时间点上(非当前的时间点)所获取的车辆总质量的实际值;也可理解为:表示车辆总质量在预设的时间点(非当前的时间点)的实际值;
[0637] 例如,输入参数中所包括的除车辆总质量之外的第一类型参数中的参数的值为基于该参数的当前的实际值所设定,当前的实际值为该第一类型的输入参数(例如,源动力参数、速度、加速度等)的合理值;本发明中,第一类型参数指需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一种或多种类型参数;还有一种可能性,如果该参数的历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值,则该历史记录值也为该第一类型的输入参数(例如,源动力参数、速度、加速度等)的合理值;
[0638] 例如,输入参数中所包括的除车辆总质量之外的第二类型参数中的参数的值为基于该参数当前的实际值或该参数的安全范围中的值或所设定;通常来说该参数的安全范围中的值为预设方式所设定;该参数当前的实际值或该参数的预设的安全范围中的值为该第二类型的输入参数的合理值;本发明中,第二类型参数指不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一种或多种参数;例如,效率系数、滚阻系数、综合传动比、驱动轮半径、重力加速度通常为第二类型参数中的参数;优选的,该预设的安全范围中的值为预设的标定值;
[0639] 综合而言,输入参数中所包括的的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;
[0640] 本发明中,将不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中,表示动力系统和/或机械传动系统的属性的参数,称为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数;例如,效率系数、滚阻系数、综合传动比、驱动轮半径均为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数;综合传动比的异常通常表示车辆的机械传动系统的严重故障,驱动轮半径的异常通常发生在车轮爆胎、半径缩小等严重安全隐患时;本发明中,动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数属于第二类型参数。
[0641] 测算对象类型或输入参数的值的设置方案2:本测算方法(#1)还包括方案A、B、C中任一方案:
[0642] A、测算对象为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数或包含该参数的参数;输入参数的值均为根据输入参数的合理值所设定;例如:测算对象为效率系数或者包含效率系数的参数;例如,实施例9中,以车辆的机电传动综合的效率系数Kem为测算对象;也可以以(Kem(Te*im/R1))为测算对象,该测算对象(Kem(Te*im/R1))包含效率系数Kem;例如:
测算对象为滚阻系数或者包含滚阻系数的参数;例如,实施例10中,以车辆的滚阻系数μ1为测算对象;也可以以(g*μ1*cosθ)为测算对象,该测算对象(g*μ1*cosθ)包含滚阻系数μ1;
[0643] B、输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的预设的实际值所设定,而非基于车辆总质量的当前的实际值所设定;输入参数中除车辆总质量之外的其他参数的值为根据各参数的合理值所设定;
[0644] C、输入参数中所包括的动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数中至少一种为基于预设值所设定,而非基于该参数当前的实际值所设定,该预设值为预设的安全范围中的值;输入参数中除该动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数之外的其他参数的值为根据各参数的合理值所设定。
[0645] 测算方法(#1)中,车辆总质量的实际值在车辆运行中不便测量;可以由操控人员根据现场情况,人工输入方式预设该车辆总质量的实际值;当然,此举需人工进行,不便利,也不利于提高计算精度、安全监控;例如,输入参数中如包括车辆总质量,假设车辆自重1500KG限载500KG,如果车辆的车辆总质量的值设为2000KG和1600KG,在其他输入参数条件不变的前提下,车辆运动平衡计算所得结果可能相差25%,将降低车辆运动平衡计算精度、和对于安全监控意义;
[0646] 设置方案2的优选方案1:优选的,输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于在先进行的车辆运动平衡计算获取;也即在进行该测算方法(#1)之前,先以车辆总质量为测算对象进行车辆运动平衡计算(该计算为在先计算)出车辆总质量的值,该值通常为该在先计算时的实际值,再将该实际值用于测算方法(#1)中S2步骤的车辆运动平衡计算;
[0647] 设置方案2的优选方案2:进一步的,无论A、B、C方案中,当输入参数中的第二类型参数中参数为基于预设的安全范围中的值设定时,该安全范围中的值为标定值;这样利于提高计算精度、监控精度;因为安全范围为极限范围,上下偏差比较大;
[0648] 设置方案2的优选方案3:无论A、B、C方案中,输入参数中除车辆总质量之外的第一类型参数中至少一个参数为基于实测值设定,例如源动力参数、速度、加速度等;优选的,该至少一个为全部。
[0649] 设置方案2的优选方案4:动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数优选为效率系数和/或滚阻系数;效率系数可用于反映、分析车辆的待监控的动力传动部件的运行状况,该运行状况尤其指磨损和/或安全的状况;滚阻系数f(尤其是与车辆相关的滚阻系数分量fc),可用于反映、分析车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况;相比较于综合传动比和/或驱动轮半径,该效率系数和/或滚阻系数具有更为重要的安全意义。
[0650] 设定输入参数中以实测取值的参数(或及其个数),这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[0651] 进一步的,测算方法(#1)还可包括下述扩展方案1:在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出计算所得的测算对象的值;进一步的,扩展方案1还可包括下述方案:获取所述测算对象的相关数据,在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的相关数据;
[0652] 进一步的,测算方法(#1)还可包括下述扩展方案2:将计算所得的测算对象的值输出和/或保存;进一步的,扩展方案2还可包括下述方案:获取所述测算对象的相关数据,将该测算对象的相关数据输出和/或保存;
[0653] 测算方法(#1)中,特别的,如果输入参数中所既不包括滚阻系数也不包括效率系数;则该次车辆运动平衡计算的结果将很难反映待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况、车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况;
[0654] 测算方法(#1)的实施示例1:
[0655] S1、确立效率系数KeKm为测算对象;基于本文中公式A3-4-4(m2=(KeKm(Te2-Te1)*im/R1)/(a2-a1))的变形,得到新的车辆运动平衡计算公式:(KeKm=m2(a2-a1)R1/((Te2-Te1)*im));该公式为A3-5;
[0656] S2、获取各输入参数的合理值:例如获取其中需测量参数的值(获取time2时的输入参数(Te2、a2)的实测值;获取time1时的输入参数(Te1、a1)的实测值);获取可预设参数(R1、im)的预设的标准值;获取车辆总质量m2的实际值;根据该所获取的输入参数的值和该车辆运动平衡计算公式(A3-5)计算该测算对象的值;该计算所得的值可视为time2时的效率系数(KeKm)的实际值;
[0657] 测算方法(#1)的实施示例2:
[0658] S1、确立车辆的滚阻系数f为测算对象;将实施例26中公式变形,确立车辆运动平衡计算公式为:f_cal=((Ke*Km)*Te3*im/R1)–fw-m2*(g*sinθ+a))/(m2*g*cosθ),  (公式A3-6)[0659] S2、获取各输入参数的合理值:假设time3为与上述time2时间点接近的时间点;获取其中需测量参数的值(获取time3时的输入参数(Te3、a、fw、θ)的实测值);获取可预设参数(Ke、Km、R1、im、g)的预设的标准值;获取time3时的车辆总质量m2的实际值;根据该所获取的输入参数的值和该车辆运动平衡计算公式(A3-6)计算该测算对象的值;因time3为与上述time2时间点接近,time2时的所获取的效率系数(KeKm)的也可视为time3时的实际值;该公式(A3-6)计算所得的值可视为time3时的滚阻系数f的实际值;可经过预设的地图信息或位置信息查表得出当前路段fr的值,进而可得出time3时与车辆相关的滚阻系数分量fc的实际值;
[0660] 测算方法(#1)的效果:
[0661] A方案中,测算对象为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数或包含该参数的参数,并基于车辆运动平衡计算公式获取其值,对于车辆的安全监控、监视、数据处理均具有重要意义;如果测算对象为滚阻系数或者包含滚阻系数的参数,该计算结果可用于反映滚阻系数的状况(也即车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况);如果测算对象为效率系数或者包含效率系数的参数,该计算结果可用于反映车辆的待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况;如果测算对象为综合传动比或者包含综合传动比的参数,该计算结果可用于反映综合传动比的状况,综合传动比的异常通常表示车辆的机械传动系统的严重故障;如果测算对象为驱动轮半径或者包含驱动轮半径的参数,该计算结果可用于反映驱动轮半径的状况,驱动轮半径的异常通常发生在车轮爆胎、半径缩小等严重安全隐患时;
[0662] B方案中:输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的预设的实际值所设定,则在该预设的时间点到当前时间的时间段内,如果车辆总质量的异常变化(例如运载人员的异常跳车、货物质量的异常变动)可以被车辆运动平衡计算结果体现出来;如果输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的当前的实际值所设定;则计算结果反而无法体现车辆总质量的异常变化;
[0663] C方案中:因为车辆运动平衡计算是一种特殊的、基于能量守恒原理和/或牛顿定律和/或车辆运行特征因素的结合的技术方案;
[0664] 即使测算对象非效率系数或包含效率系数的参数,如果输入参数中所包括的效率系数的值为预设的值(该值优选为标定值),则该测算对象的车辆运动平衡计算结果可用于反映效率系数的状况(也即待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况);
[0665] 即使测算对象非滚阻系数或包含滚阻系数的参数,如果输入参数中所包括的滚阻系数(尤其是与车辆相关的滚阻系数分量fc)的值为预设的值(该值优选为标定值),则该测算对象的车辆运动平衡计算结果可用于反映滚阻系数的状况(也即车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况);
[0666] 即使测算对象非综合传动比或包含综合传动比的参数,如果输入参数中所包括的综合传动比的值为预设的值(该值优选为标定值),则该测算对象的车辆运动平衡计算结果可用于反映综合传动比的状况;即使测算对象非驱动轮半径或包含驱动轮半径的参数,如果输入参数中所包括的驱动轮半径的值为预设的值(该值优选为标定值),则该测算对象的车辆运动平衡计算结果可用于反映驱动轮半径的状况;
[0667] 经过深入研究分析:
[0668] 如果测算对象不为效率系数或包含效率系数的参数,且输入参数中未包括效率系数或输入参数中所包括效率系数以获取的当前的实际值作为该输入参数的值,则该车辆运动平衡计算的计算结果失去了对于效率系数(也即待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况)的监控能力;
[0669] 如果测算对象不为滚阻系数或包含滚阻系数的参数,且输入参数中未包括滚阻系数或输入参数中所包括滚阻系数以获取的当前的实际值作为该输入参数的值,则该车辆运动平衡计算的计算结果失去了对于滚阻系数(也即车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况)的监控能力;
[0670] 如果测算对象不为综合传动比或包含综合传动比的参数,且输入参数中未包括综合传动比或输入参数中所包括综合传动比以获取的当前的实际值作为该输入参数的值,进行车辆运动平衡计算,则该计算结果失去了对于综合传动比的监控能力;
[0671] 如果测算对象不为驱动轮半径或包含驱动轮半径的参数,且输入参数中未包括驱动轮半径或输入参数中所包括驱动轮半径以获取的为当前的实际值作为该输入参数的值进行车辆运动平衡计算,则该计算结果失去了对于驱动轮半径的监控能力;
[0672] 例如,如果以车辆的迎风面积s为测算对象;如果输入参数中所包括效率系数以获取的为当前的实际值作为该输入参数的值和输入参数中所包括滚阻系数以获取的为当前的实际值作为该输入参数的值,先以风阻为测算对象进行一次车辆运动平衡计算得出风阻的值1,同时获取此时速度V的实际值2;再基于该风阻的值1和速度V值2(和风阻的计算公式的变形公式)得到迎风面积S;因为即使此时车辆的监控的动力部件和/或传动部件的磨损和/或安全的状况、车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况异常时,因为此时车辆运动平衡计算的结果1将接近该测算对象的实际值,此时反而导致无法根据结果1和实际值监控异常;此参数只能用于其他用途。
[0673] 综上分析,车辆运动平衡计算测算对象的值,不仅仅需要深入了解车辆运动平衡计算的算法原理,还需要对输入参数的特性深入研究,选择合适的车辆运动平衡计算公式、设置输入参数的特性,才能达到意想不到的安全监控效果。
[0674] 测算方法(#1)的优化方案:优选的,参考本文中其他处内容,在测算方法(#1)中,还包括下述识别运行工况提高计算性能的方案1、获取燃料质量提高计算性能的方案1、两次变速差值式车辆运动平衡计算参数的方案1、优选源动力参数为电机驱动参数的方案1、优选燃料动力参数中源动力参数的方案1中任意一种或多种方案;以进一步提高测速精度、性能。
[0675] 该测算方法开机自启动或者接收人工收操作指令后启动。在本发明中,该测算方法可以开机自启动,无需人为操作,在集成该监控方法的电子设备上电后自行运行,该自行运行可以是在上电后立刻开始运行,也可以是在经过预设时间后可以运行。其中,上述预设时间内可以仅作为一个待机时间,在该时间段内不执行其他应用程序,同时也可以在上述预设时间内执行其他应用程序,并可以进一步的以其他应用程序执行到一定程度(如执行一半或者执行完毕等)作为时间点来开始启动本监控方法或者直接以该些其他应用程序发送的启动指令来启动本监控方法。在接收人工操作指令后启动的工作模式中,该操作指令是用于控制本测算方法开始运行,其是在车内的操作按钮、触控屏或者其他移动电子设备(如手机)等在经过人为操作后产生。
[0676] 该测算方法可用于发现、监控待监控的动力传动部件的动力传递的效率系数异常和/或车轮的滚动阻力系数异常所导致的动力传递异常;也即可用于发现、监控待监控的动力传动部件和/或第二车轮的彻底失效所导致的动力传递异常,和/或用于发现、监控待监控的动力传动部件和/或第二车轮的早期故障所导致的动力传递异常;本发明提供的技术方案,可用于发现、监控(包括车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障所导致的)车辆动力传递异常;即使当车辆运行参数未超过安全极限阈值时,本发明提供的技术方案也可便于尽量避免发生更严重的、不可预测的安全事故(包括断轴、车毁人亡等);如同人体医学的癌症诊断,如果晚期才发现通常意味生命终结,如果能早期预警、早期发现通常意味生命正常存活;所以本技术方案对于车辆的安全运行具有重要的实际意义。
[0677] 本测算方法(#1)、及其动力Fx的变形、输入参数的值的基础设置方案、测算对象类型或输入参数的值的设置方案2及其各优选方案、开机自启动或者接收人工收操作指令后启动中任意一个或多个方案,以及该技术方案的用途与领域,均可应用于本发明中解决本发明中所提出的任一问题的解决方案。
[0678] 与上述的车辆运行参数的测算方法(#1)相对应,本发明还提供了一种车辆运行参数的测算系统,包括下述模块,
[0679] 辆运动平衡计算公式预设模块,用于以车辆运行参数中的任意一种为测算对象,预设计算该测算对象的车辆运动平衡计算公式;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;
[0680] 输入参数获取及计算模块,用于获取输入参数的值,该输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;根据该所获取的输入参数的值和该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值。
[0681] 本发明要解决的技术问题之二是提供一种即使在车辆运行参数未超过安全极限阈值时,也便于对(包括车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障和/或综合传动比的变化和/或驱动轮半径的变化所导致的)车辆动力传递异常进行监控的技术方案;
[0682] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0683] 本发明提供一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法(#1),,所述监控方法包括步骤:
[0684] A、以车辆运行参数中的任意一种为测算对象,获取所述车辆的测算对象的联合运算值,获取所述测算对象的参考数据,根据车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;
[0685] 该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;包括也可理解为至少为;多种力之和可理解为多种力的合力;
[0686] 该车辆运动平衡计算公式的输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;
[0687] 优选的,设定输入参数中以实测取值的参数个数,这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[0688] 本发明提供与监控方法(#1)原理相同,但描述不同的另一监控方法(#2):
[0689] 1、一种车辆动力传递状况的监控方法(#2),包括如下步骤A:
[0690] S100、以车辆运行参数中的任意一种为测算对象;
[0691] S200、确定计算该测算对象的车辆运动平衡计算公式;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆移动方向的动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;该包括也可理解为至少为;该和可理解为合力;设定输入参数中以实测取值的参数个数,获取输入参数的值,所述输入参数为所述车辆运动平衡计算公式中除所述测算对象外的所有参数;并根据该输入参数的值、车辆运动平衡计算公式计算该测算对象;获取车辆当前运动状态下该测算对象的参考数据;
[0692] S300、比较计算所得该测算对象的值和该测算对象的参考数据,判断所述车辆的动力传递状况是否异常。
[0693] 该监控方法(#1)或监控方法(#2)中车辆运动平衡计算公式及计算方法及参数的设置方法可参考本文中任一位置的内容进行;
[0694] 该监控方法(#1)或监控方法(#2)为开机自启动,或者接收人工指令后启动(简称人工启动)。在本发明中,该监控方法可以开机自启动,无需人为操作,在集成该监控方法的电子设备上电后自行运行,该自行运行可以是在上电后立刻开始运行,也可以是在经过预设时间后可以运行。其中,上述预设时间内可以仅作为一个待机时间,在该时间段内不执行其他应用程序,同时也可以在上述预设时间内执行其他应用程序,并可以进一步的以其他应用程序执行到一定程度(如执行一半或者执行完毕等)作为时间点来开始启动本监控方法或者直接以该些其他应用程序发送的启动指令来启动本监控方法。在接收人工操作指令后启动的工作模式中,该人工指令用于控制本监控方法开始运行,其是在车内的操作按钮、触控屏、语音系统、或者其他移动电子设备(如手机)等在经过人为操作后产生。开机自启动、人工启动的可选,具有重要意义;因该监控方法对于车辆的运行安全具有重要作用,选择开机自启动,可避免人员忘记开启、误操作等不利因素,且有利于记录全程的安全监控数据;在某些情况下,当车辆的监控方法未调校好如果选择自动启动,则可能导致误报率升高等不利影响,所以在某些情况下选择人工启动是有意的。
[0695] 优选的,可参考前述测算方法(#1)、及其动力Fx的变形、输入参数的值的基础设置方案、测算对象类型或输入参数的值的设置方案2及其各优选方案、开机自启动或者接收人工收操作指令后启动中任意一个或多个方案,用于监控方法(#1)或监控方法(#2)中。
[0696] 所获取的车辆运动平衡计算公式中输入参数的值均为合理值(也可称为合格值);不同的输入参数有不同的合理值;例如,输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的当前的实际值或预设的实际值所设定,该当前的实际值或预设的实际值均为输入参数中所包括的车辆总质量的合理值;例如,输入参数中所包括的除车辆总质量之外的第一类型参数中的参数的值为基于该参数的当前的实际值所设定,当前的实际值为该第一类型的输入参数(例如,源动力参数、速度、加速度等)的合理值;例如,输入参数中所包括的除车辆总质量之外的第二类型参数中的参数(例如效率系数、滚阻系数、综合传动比、驱动轮半径、重力加速度等)的值为基于该参数当前的实际值或该参数的安全范围中的值或所设定;通常来说该参数的安全范围中的值为预设方式所设定;该参数当前的实际值或该参数的预设的安全范围中的值为该第二类型的输入参数的合理值;
[0697] 测算对象类型或输入参数的值的设置方案2:本测算方法(#1)还包括方案A、B、C中任一方案:
[0698] A、测算对象为动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数或包含该参数的参数;输入参数的值均为根据该输入参数的合理值所设定;;
[0699] B、输入参数中所包括的车辆总质量的值为基于车辆总质量的预设的实际值所设定,而非基于车辆总质量的当前的实际值所设定;输入参数中除车辆总质量之外的其他参数的值为根据各参数的合理值所设定;
[0700] C、输入参数中所包括的动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数中至少一种为基于预设值所设定,而非基于该参数当前的实际值所设定,该预设值为预设的安全范围中的值;输入参数中除该动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数之外的其他参数的值为根据各参数的合理值所设定;
[0701] 设置方案2的优选方案2:优选的,无论A、B、C方案中,当输入参数中的第二类型参数中参数为基于预设的安全范围中的值设定时,该安全范围中的值为标定值;这样利于提高计算精度、监控精度;;
[0702] 设置方案2的优选方案3:无论A、B、C方案中,输入参数中除车辆总质量之外的第一类型参数中至少一个参数为基于实测值设定,例如源动力参数、速度、加速度等;优选的,该至少一个为全部。
[0703] 设置方案2的优选方案4:动力或传动系统中的与安全紧密相关的参数优选为效率系数和/或滚阻系数;相比较于综合传动比和/或驱动轮半径,该效率系数和/或滚阻系数具有更为重要的安全意义。
[0704] 设定输入参数中以实测取值的参数(或及其个数),这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[0705] 优选的,在监控方法(#1)或监控方法(#2),所述测算对象为车辆质量中的一种参数,所述测算对象的输入参数包括系统运行参数以及源动力参数;或,
[0706] 所述测算对象为源动力参数中的一种参数,所述测算对象的输入参数包括系统运行参数以及车辆质量;或,
[0707] 所述测算对象为系统运行参数中的一种参数,所述测算对象的输入参数包括车辆质量数以及源动力参数。
[0708] 优选的,在该监控方法,所述测算对象为车辆质量、源动力参数、机械运行参数或质量变化型物品质量中的一种参数,所述测算对象的参考值为实际值;或,
[0709] 所述测算对象为系统固有参数中的任意一种,所述测算对象为参考值为系统预设值。
[0710] 本发明提供与监控方法(#1)原理相同,但描述不同的另一监控方法(#3):
[0711] 1、一种车辆动力传递状况的监控方法(#3),包括如下步骤:
[0712] S100、确定车辆运行参数中的任意一种为测算对象;
[0713] S200、确定计算该测算对象的车辆运动平衡公式;该车辆运动平衡公式为描述车辆移动方向的动力fx与相关阻力平衡的公式或其等效变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力fμ、坡度阻力fθ、变速阻力fa、风阻fw中任意一种或多种;
[0714] S300、所述车辆运动平衡公式中除所述测算对象外的所有参数为输入参数,获取全部输入参数的值,并根据输入参数(的值)、车辆运动平衡公式计算该测算对象;获取该测算对象的参考数据;所述参考数据和输入参数中,至少一种取预设值并确定输入参数中取预设值的参数个数;
[0715] S400、比较计算所得该测算对象的值和该测算对象的参考数据,判断所述车辆的动力传递状况是否异常。
[0716] 2、优选的,监控方法(#3)中所述步骤S300中,所述参考数据和输入参数中除取预设值的参数外,其他的参数取实际值。例如:测算方法(#1)的实施示例1中,R1、im以及kekm的参考数据为预设值,其他的所有参数m2、a2、a1、Te2、Te1均为实际值;测算方法(#1)的实施示例2中,Ke、Km、R1、im、g以及f的参考数据为预设值,其他的所有参数Te3、fw、m2、θ及a均为实际值;实施例41中,Ke、Km1、im1、R1_1、Km2、Kf3、R0、im2以及R1_2为预设值,其他所有参数Te、F1、fw以及m2的参考数据为实际值。
[0717] 3、优选的,监控方法(#3)中所述步骤S300中,
[0718] 当所述参考数据和输入参数中只有一个取预设值时:
[0719] 参考数据取预设值,输入参数全部取实际值,用于监控车辆动力传递状况是否异常;其中,参考数据所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值;本发明中,与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,指该历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值;
[0720] 优选的,当测算对象为能够描述车辆的其中一部分的属性的参数时,车辆动力传递状况能够具体为代表该部件的状况,例如:在实施例9中kem的联合运算公式中,Kem的参考数据取预设值,输入参数全部取实际值时,可监控kem所描述的部分(如传动部件)是否异常;在实施例1中,m2的参考数据取预设值(如自学习得到),输入参数全部取实际值时,可监控m2所描述的部分(如车体是否完整或者运载物品是否掉落)的状况;如实施例11中,μ1的参考数据取预设值,输入参数全部取实际值时,可监控μ1所代表的部分的状况(如轮胎是否突然漏气)。
[0721] 参考数据取实际值,输入参数中有一个取预设值,用于监控输入参数中取预设值的参数是否异常;输入参数中该参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;以实施例2为例进行说明,m2的参考数据取实际值,μ1取预设值而其余的参数取实际值,则能够监控μ1是否异常;若m2的参考数据取预设值,ki取预设值而其余的参数取实际值,则能够监控ki是否异常。应当理解的是,对于取预设值的输入参数或者监控对象的异常,当该取预设值的输入参数或者监控对象为当测算对象为能够描述车辆的其中一部分的属性的参数时,车辆动力传递状况能够具体为代表该部件的状况。
[0722] 当所述参考数据和输入参数中有N个取预设值,N≥2:
[0723] 参考数据取预设值,输入参数中有N-1个取预设值,用于监控测算对象和输入参数中取预设值的参数是否异常;其中,参考数据所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;输入参数中该两个参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;继续以实施例2为例进行说明,当m2的参考数据取预设值,输入参数中μ1取预设值而其他的参数取实际值时,能够监控m2以及μ1是否异常;当m2的参考数据取预设值,输入参数中μ1以及ki取预设值而其他的参数取实际值时,则能监控m2、μ1以及ki是否异常。
[0724] 参考数据取实际值,输入参数中有N个取预设值,用于监控输入参数中取预设值的参数是否异常;其中,输入参数中该N个参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值。例如在实施例8中,当Te的参考数据取实际值,输入参数中m2、μ1、im及R1取预设值而其余的输入参数取实际值时,可以监控m2μ1、im及R1是否异常;当Te的参考数据取实际值,输入参数中m2、μ1、im、θ及R1取预设值而其余的输入参数取实际值时,可以监控m2、μ1、im、θ及R1是否异常。应当理解的是,关于参考数据与输入参数中预设值与实际值的个数与对应具体用途的关系的其他情况,本领域人员可在上述的说明及具体实施例的基础上进行,此处不再一一赘述。
[0725] 4、优选的,监控方法(#3)中,与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值指:历史记录值生成时所对应的车辆质量、车辆的速度、车辆的外部环境信息以及源动力参数与当前的车辆质量、车辆的速度、车辆的外部环境信息以及源动力参数分别一致;所述外部环境信息是指车子本体以外的影响车辆运行状态的环境信息,如路面坡度、风速、路面的摩擦系数等;所述一致是指参数的大小相同或者接近,且若该参数存在方向,则参数的方向相同或接近。
[0726] 5、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S300中,包括如下情形中的任意一种:
[0727] A、当该测算对象为效率系数或者包含效率系数的参数时:
[0728] 如果输入参数中所包括的滚阻系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;该方法可用于反映滚阻系数(也即车轮形变所导致)的异常;
[0729] 如果输入参数中所包括的滚阻系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为车辆出厂时的标定值;
[0730] B、当该测算对象为滚阻系数或者包含滚阻系数的参数时:
[0731] 如果输入参数中所包括的效率系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;该方法可用于反映效率系数(也即动力系统和/或机械传动系统异常所导致)的异常;
[0732] 如果输入参数中所包括的效率系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为车辆出厂时的标定值;
[0733] C、当该测算对象为车辆运行参数中除滚阻系数、包含滚阻系数的参数、效率系数、包含效率系数的参数外的其他参数时:
[0734] 如果输入参数中所包括的效率系数和/或滚阻系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;对应的,该方法可用于反映效率系数和/或滚阻系数(也即动力系统和/或机械传动系统异常和/或车轮形变所导致)的异常;
[0735] 如果输入参数中所包括的效率系数和滚阻系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值。
[0736] 6、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S300中
[0737] 所述方案A中,输入参数中除滚阻系数外的其他参数的值为标定值或实际值;
[0738] 所述方案B中,输入参数中除效率系数外的其他参数的值为标定值或实际值;
[0739] 所述方案C中,输入参数中除滚阻系数、效率系数外的其他参数的值为标定值或实际值。
[0740] 7、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S300之后还包括如下步骤;
[0741] S301、输出和/或保存计算所得测算对象的值。
[0742] 8、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S300还包括:
[0743] A、先判断所述车辆的动力传递状况,后获取所述车辆的运行环境信息,判断所述运行环境信息是否落入预设的正常范围;
[0744] 当判断所述车辆的动力传递状况为异常时:
[0745] 如果所述运行环境信息全部落入预设的正常范围,所述车辆的动力传递状况的判断结果正确,并进一步判断动力传递状况故障;
[0746] 如果所述运行环境信息中任意一种超过预设的正常范围,所述车辆的动力传递状况的判断结果错误,判断结果更改为车辆的动力传递状况正常;
[0747] 当判断所述车辆的动力传递状况为正常时:
[0748] 如果所述运行环境信息全部落入预设的正常范围,所述车辆的动力传递状况的判断结果正确;
[0749] 如果所述运行环境信息中任意一种超过预设的正常范围,所述车辆的动力传递状况的判断结果错误,判断结果更改为车辆的动力传递状况异常;
[0750] B、先获取所述车辆的运行环境信息,判断所述运行环境信息是否落入预设的正常范围,后判断所述车辆的动力传递状况;如果所述运行环境信息全部落入预设的正常范围,进一步进行所述车辆的动力传递状况的判断。
[0751] 9、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S300中,所述输入参数中包括质量变化型物品质量。
[0752] 10、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S200还包括:获取动力装置运行工况,并将所述动力装置运行工况与测算对象的计算关联;
[0753] 所述动力装置驱动状态、动力装置制动状态,
[0754] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态时,能量/动力传递方向为从动力装置经机械传动系统再传递到车体,计算测算对象时将源动力参数的值乘以小于1的效率系数;
[0755] 当动力装置运行工况为动力装置制动状态时,能量/动力传递方向为从车体经机械传动系统再传递到动力装置,计算测算对象时将源动力参数的值除以小于1的效率系数。
[0756] 11、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S400还包括:当所述车辆处于非稳定驱动状态时,所述车辆的动力传递状况的判断过程取消;其中,当车辆的源动力参数、机械类综合运行力、速度中的至少一种小于预设阀值时,或者车辆的动力装置运行工况为动力装置制动状态时,所述车辆处于非稳定驱动状态。
[0757] 12、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S400中,基于该测算对象的参考数据而设定预设范围,若计算所得该测算对象的值落入该预设范围,判断所述车辆的车辆动力传递状况正常;若计算所得该测算对象的值没有落入该预设范围,判断所述车辆的车辆动力传递状况异常。
[0758] 13、优选的,监控方法(#3)中,所述步骤S400之后还包括步骤:
[0759] S401、输出和/或保存所述判断的结果。
[0760] 进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)还可进行下述B步骤处理:
[0761] B.进行下述B1、B2、B3中任意一种或多种方案处理:
[0762] B1.如所述判断结果包括是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
[0763] B2.输出所述判断结果;
[0764] B3.保存所述判断结果。
[0765] 所述测算对象的联合运算值可包括直接联合运算值(也即直接得到的联合运算值)、间接联合运算值(也即间接得到的联合运算值)等;例如,根据车辆的源动力参数和系统运行参数,进行车辆运动平衡计算得到车辆总质量m2,则m2为直接联合运算值;根据车辆总质量m2再计算出运载物品质量m1或空载车体质量m0,则m1或m0均为间接联合运算值;本发明中所述联合运算值也可称为联合运算数据,两者等同。
[0766] 本发明所述联合运算值,为任意一个参数(如m2/或m1/或m0/或mf)根据联合运算所得的数值;本发明所述实际值与真实值是有区别的概念;真实值通常为某对象某一属性的自然的、真实的数值;本发明所述监控方法中的参考数据中实际值,通常指用于作为动力传递状况判断的识别基准的数值,所以也可称为基准值;
[0767] 本发明所述监控方法中的参考数据中实际值(也称为基准值),其必须考虑切实可行的技术手段或实现方案,其值自然的受约束于具体的取值时间和/或取值方式;根据后述的参考数据的具体设置方案(如数据的来源或取值途径的选取、设定方式、取值时间等)的通常规则(参考数据设置的示范方法1、2、3、4、5、6)以及相关实施例(实施例34-43),显而易见的可得知:根据测算对象不同和/或实际值设置方式的不同,本发明所述监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)有多种不同的取值时间范围、多种不同的值域、可由多种不同的技术方法或方案来实现。可采用如下原则:所述参考数据和输入参数中,至少一种取预设值并确定输入参数中取预设值的参数个数;该预设值包括标定值或与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值;
[0768] 参考数据优先为实际值或预设值;该预设值包括标定值或与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值;
[0769] 例如,优选的,监控方法中参考数据和输入参数中除取预设值的参数外,其他的参数取实际值。例如:测算方法(#1)的实施示例1中,R1、im以及kekm的参考数据为预设值,其他的所有参数m2、a2、a1、Te2、Te1均为实际值;测算方法(#1)的实施示例2中,Ke、Km、R1、im、g以及f的参考数据为预设值,其他的所有参数Te3、fw、m2、θ及a均为实际值;实施例41中,Ke、Km1、im1、R1_1、Km2、Kf3、R0、im2以及R1_2为预设值,其他所有参数Te、F1、fw以及m2的参考数据为实际值。
[0770] 例如,优选的,监控方法中,当所述参考数据和输入参数中只有一个取预设值时:参考数据取预设值,输入参数全部取实际值,用于监控车辆动力传递状况是否异常;其中,参考数据所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值;本发明中,与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,指该历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值;
[0771] 优选的,当测算对象为能够描述车辆的其中一部分的属性的参数时,车辆动力传递状况能够具体为代表该部件的状况,例如:在实施例9中kem的联合运算公式中,Kem的参考数据取预设值,输入参数全部取实际值时,可监控kem所描述的部分(如传动部件)是否异常;在实施例1中,m2的参考数据取预设值(如自学习得到),输入参数全部取实际值时,可监控m2所描述的部分(如车体是否完整或者运载物品是否掉落)的状况;如实施例11中,μ1的参考数据取预设值,输入参数全部取实际值时,可监控μ1所代表的部分的状况(如轮胎是否突然漏气)。
[0772] 例如,参考数据取实际值,输入参数中有一个取预设值,用于监控输入参数中取预设值的参数是否异常;输入参数中该参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;以实施例2为例进行说明,m2的参考数据取实际值,μ1取预设值而其余的参数取实际值,则能够监控μ1是否异常;若m2的参考数据取预设值,ki取预设值而其余的参数取实际值,则能够监控ki是否异常。应当理解的是,对于取预设值的输入参数或者监控对象的异常,当该取预设值的输入参数或者监控对象为当测算对象为能够描述车辆的其中一部分的属性的参数时,车辆动力传递状况能够具体为代表该部件的状况。
[0773] 当所述参考数据和输入参数中有N个取预设值,N≥2:
[0774] 参考数据取预设值,输入参数中有N-1个取预设值,用于监控测算对象和输入参数中取预设值的参数是否异常;其中,参考数据所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;输入参数中该两个参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值;继续以实施例2为例进行说明,当m2的参考数据取预设值,输入参数中μ1取预设值而其他的参数取实际值时,能够监控m2以及μ1是否异常;当m2的参考数据取预设值,输入参数中μ1以及ki取预设值而其他的参数取实际值时,则能监控m2、μ1以及ki是否异常。
[0775] 例如,参考数据取实际值,输入参数中有N个取预设值,用于监控输入参数中取预设值的参数是否异常;其中,输入参数中该N个参数所取预设值,为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值,或者为车辆出厂时的标定值。例如在实施例8中,当Te的参考数据取实际值,输入参数中m2、μ1、im及R1取预设值而其余的输入参数取实际值时,可以监控m2μ1、im及R1是否异常;当Te的参考数据取实际值,输入参数中m2、μ1、im、θ及R1取预设值而其余的输入参数取实际值时,可以监控m2、μ1、im、θ及R1是否异常。应当理解的是,关于参考数据与输入参数中预设值与实际值的个数与对应具体用途的关系的其他情况,本领域人员可在上述的说明及具体实施例的基础上进行,此处不再一一赘述。
[0776] 例如:
[0777] A、当该测算对象为效率系数或者包含效率系数的参数时:
[0778] 如果输入参数中所包括的滚阻系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;该方法可用于反映滚阻系数(也即车轮形变所导致)的异常;
[0779] 如果输入参数中所包括的滚阻系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为车辆出厂时的标定值;
[0780] B、当该测算对象为滚阻系数或者包含滚阻系数的参数时:
[0781] 如果输入参数中所包括的效率系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;该方法可用于反映效率系数(也即动力系统和/或机械传动系统异常所导致)的异常;
[0782] 如果输入参数中所包括的效率系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为车辆出厂时的标定值;
[0783] C、当该测算对象为车辆运行参数中除滚阻系数、包含滚阻系数的参数、效率系数、包含效率系数的参数外的其他参数时:
[0784] 如果输入参数中所包括的效率系数和/或滚阻系数的值为车辆出厂时的标定值,该测算对象的参考数据为实际值;对应的,该方法可用于反映效率系数和/或滚阻系数(也即动力系统和/或机械传动系统异常和/或车轮形变所导致)的异常;
[0785] 如果输入参数中所包括的效率系数和滚阻系数的值为实际值,该测算对象的参考数据为与当前车辆运行状态相同状态下的历史记录值。
[0786] 例如:
[0787] 所述方案A中,输入参数中除滚阻系数外的其他参数的值为标定值或实际值;
[0788] 所述方案B中,输入参数中除效率系数外的其他参数的值为标定值或实际值;
[0789] 所述方案C中,输入参数中除滚阻系数、效率系数外的其他参数的值为标定值或实际值。
[0790] 本发明所述监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)是从属于测算对象类型和/或实际值(也即基准值)设置方式的一个数值,是一个幅值(大小)的概念,是一个中间层数据;本发明所述监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)通常为与车辆的测算对象在联合运算值取值时的真实值接近或相等的数值;此处所述的通常,指大多数情况,大多数时候,该监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)的幅值范围可以适用于大多数类型的测算对象,如源动力参数、机械运行参数、质量变化型物品质量、在同一个“车辆由动力装置控制运行”的时间段(也即同一运行流程)中幅值变化的车辆总质量(如氢燃料电池的电动车辆或燃料动力车辆的车辆总质量)、高铁或电气列车或插电式电动汽车的车辆质量、幅值固定的车辆质量等;如实施例40、42、43所示,当监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)的设定方式为根据与联合运算值取值时同一时间范围内的实测值设定时,该实际值(也即基准值,也即该实测值)通常为与车辆的测算对象在联合运算值取值时的真实值接近或相等的数值;
[0791] 如实施例34、35、36、37、38、41所示:当监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)的设定方式为根据(满足设定条件时)所获取的联合运算值设定时,该实际值(也即基准值)也自然为与该“(某一特定的)满足设定条件时”的联合运算值接近或相等的数值;因“(某一特定的)满足设定条件时”是用户或系统特意指定的(用于设置参考数据)的时间,通常可以默认为此时车辆工作于正常状态,该实际值(也即基准值,也即该联合运算值)通常为与在“(某一特定的)满足设定条件时”测算对象的真实值接近或相等的数值;此种监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)的设定方式通常适用于当测算对象为车辆质量时;当测算对象为车辆质量时,因为在同一个的“车辆由动力装置控制运行”的时间段中车辆质量的值通常变化不大(高铁、电气列车、插电式电动汽车的质量通常不变;即使为燃料动力车辆或燃料电池车辆,燃料质量变化也是缓慢的),所以该实际值(也即基准值)的数值通常仍然可能与车辆的测算对象在(用于动力传递状况异常判断的所获取的)联合运算值取值时的真实值接近或相等;
[0792] 如实施例36、37所示:当监控方法中的参考数据中实际值(也即基准值)的设定方式为根据预设值(尤其为系统默认值)设定时,该实际值(也即基准值,也即该系统默认值)通常为与该测算对象在系统默认(通常也即标准状态下)的真实值相等或接近的数值,通常为标定值;此种参考数据(标定值)的设定方式通常适用于当测算对象为系统固有参数或幅值固定的车辆质量时;当测算对象为车辆质量时(通常适用于为幅值固定的车辆质量(如无人驾驶车辆、无人驾乘车辆、运载物品质量和/或车辆总质量相对固定的车辆)时),因为该类型的车辆质量的幅值固定,所以该标定值的数值通常仍然可能与车辆的测算对象在(用于动力传递状况异常判断的所获取的)联合运算值取值时的真实值接近或相等。
[0793] 例如:运载物品质量的联合运算值可用m1表示,实际值可用m1_org表示或者用m1_ref表示;例如:车辆总质量的联合运算值可用m2表示,实际值可用m2_org表示;
[0794] 测算对象的参考数据,是指用于与测算对象的联合运算值配合进行动力传递异常判断比较的数据或数值,因为单个数据无法构成完整的比较/判断运算;联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;本文中所述参考数据,也可称为参考值,两者等同;本文中所述参考数据包括或为动力传递状况识别数据;所述动力传递状况识别数据包括或为动力传递状况识别差值、动力传递状况识别值中任意一种或两种数据;为了描述简便,本文中所述动力传递状况识别值也可称为第二许可范围;本文中所述动力传递状况识别差值也可称为第一许可范围;显而易见的,本发明中测算对象的参考数据或参考数据所包括的数据均需设置为用于为与基于车辆运动平衡计算公式计算所得的测算对象的联合运算值配合进行动力传递异常判断的数据;参考数据为能实现该用途的合理的数据;根据测算对象、车辆运动平衡计算公式、车辆运动平衡计算公式的输入参数的设置方法中任意一点或多点的不同,设置相对应的测算对象的参考数据。
[0795] 综合而言,参考数据或输入参数中所包括的的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;
[0796] 通过对车辆的动力传递状况进行深入研究分析:车辆的运行实质就是能量传递和动力传递过程;动力传递过程的状况的简称即为动力传递状况;车辆由动力装置驱动运行时,先从能源供应装置(燃料供应装置或电源装置)将能源传送到动力装置(燃料发动机或电机),动力装置将能源转化为动力,再经机械传动系统逐级传递,进而驱动车辆移动;车辆的能源供应装置和动力装置代表动力的供应者,机械传动系统代表动力的传递者,被驱动的车辆(连同装载的人员和物品)代表动力的受体;
[0797] 在车辆运动平衡计算中,车辆源动力参数代表动力的供应信息,车辆质量代表动力受体最基本属性,车辆的系统运行参数代表动力传递的基础条件和车辆在动力作用下产生的运动结果(如纵向速度、纵向加速度等);
[0798] 如果车辆的旋转工作型动力或传动部件在高速运行中发生异常磨损或变形/运行阻力增大/效率变低时,因为源动力参数所代表的能量(或动力)的能量的异常损耗增多:假如监控系统以源动力参数作为测算对象,则在其他相关的车辆运行条件(如车辆质量、路面坡度、风阻、纵向速度、纵向加速度等)不变时,可能要耗费更多的能量或动力而造成源动力参数的实际值与车辆运动平衡计算所得联合运算值的偏差值增大;假如监控系统以机械运行参数中纵向速度作为测算对象,如车辆输出的动力也即源动力参数的实际值不变以及其他相关的车辆运行条件(如车辆质量、路面坡度、风阻、纵向加速度等)不变时,则可能导致车辆的纵向速度的实际值与车辆运动平衡计算所得联合运算值的偏差值增大;假如以车辆质量作为测算对象以及其他相关的车辆运行条件(如路面坡度、风阻、纵向加速度等)不变时,则当动力也即源动力参数的实际值增大时/或者车辆的纵向速度的实际值降低时,则将导致车辆运动平衡计算所得车辆质量联合运算值变化;所以通过将测算对象的联合运算值与参考数据进行比较,就可判断出所述车辆运行中的动力传递状况是否异常,并且通过后续的动力传递状况判断后的处理步骤可及时实现动力传递异常监控和预警;
[0799] 虽然效率系数、滚阻系数(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc)在车辆运行过程中不便实测,但如果车辆运动平衡计算公式包含效率系数和/或滚阻系数(尤其为其中的fc),则可将其用于车辆的动力传递状况的识别或监控,也即用于动力传递异常监控;有如下两种方式:
[0800] 识别方式1:以效率系数或包含效率系数的参数或滚阻系数(尤其为其中的fc)或包含滚阻系数的参数为测算对象,建立(通常为预设)该测算对象的用于动力传递状况识别的第二范围,基于车辆运动平衡计算公式得出测算对象的计算结果(也即联合运算值),比较该计算结果是否超出第二范围;该计算结果超出第二范围为动力传递异常;
[0801] 识别方式2:或基于车辆运动平衡计算公式计算某测算对象,且在该计算的输入参数中包括效率系数和/或滚阻系数,将该测算对象基于车辆运动平衡计算公式所得的计算结果与用于动力传递状况识别的第二范围比较,比较该计算结果是否超出该第二范围;该计算结果超出该第二范围为动力传递异常。
[0802] 根据前文研究分析所得的效率系数、滚阻系数的实质含义,该两参数是指示车辆安全状况非常关键的参数;无论如何,在以动力传递状况监控为目的车辆运动平衡计算公式最好同时包括滚阻系数和效率系数(无论是作为测算对象或输入参数),方能较好实现目的;如果采用(m2=ΔF/Δa)的仅仅包含效率系数的车辆运动平衡计算公式则将无法监控车轮形变(失圆度)和/或车轮磨损的状况;如果车辆运动平衡计算公式不包括效率系数则无法监控待监控的动力传动部件的磨损和/或安全的状况;待监控的动力传动部件、车轮中,大部分器件均工作于旋转状态,均可属于旋转工作型动力或传动部件。当然,如果该待监控的动力部件中包括能源供应装置(例如电源装置、燃料供应系统)或动力控制装置(例如电机驱动装置、)不属于工作于旋转状态。
[0803] 显而易见的,本发明动力传递状况,包括车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况和/或运行环境的状况;车辆中与动力的传递相关的系统包括待监控的动力传动部件和/或第二车轮;第二车轮和/或传动部件中所包括的驱动轮均可称为车轮;该系统,尤其指旋转工作型动力或传动部件;车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况,尤其指待监控的动力传动部件的动力传递的效率状况(也即效率系数的大小)和/或车轮的滚动阻力系数(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc)的大小。
[0804] 显而易见的,本发明动力传递状况异常,包括车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况的异常和/或车辆运行环境异常;该车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况的异常也即动力传递故障;车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况的异常包括待监控的动力传动部件的动力传递的效率系数异常,和/或车轮的滚动阻力系数异常(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc异常);
[0805] 例如:当待监控的动力传动部件中某一机械轴或齿轮,当其断裂或卡死则意味着其动力传递的效率系数为零(彻底失效);当其磨损程度超过预设范围时则其运行阻力加大、发热增大,该机械轴或齿轮失效概率将迅速增高,而此特征可用效率系数低于某一用于衡量早期故障的预设值来衡量与评估;例如当待监控的动力传动部件中某一电气元件(例如IGBT模块),当其短路或断路或炸机时则意味着其动力传递的效率系数为零;当其内阻变大超过预设范围时,其输出功率降低、发热增大、IGBT失效概率将迅速增高,而此特征可用效率系数低于某一用于衡量早期故障的预设值来衡量与评估;等;所以动力传递的效率状况,可用于反映、分析车辆的动力系统安全状况,两者密切相关;可用于发现、监控待监控的动力传动部件的彻底失效,尤其可用于发现、监控待监控的动力传动部件的早期故障;
[0806] 车轮的滚动阻力系数异常(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc异常)通常指车轮形变(失圆度)超过预设范围和/或车轮磨损超过预设范围,也可用车轮的滚动阻力系数高于某一用于衡量早期故障的预设值来衡量与评估;车轮的滚动阻力系数的大小,也可用于反映、分析车辆的运行安全状况,两者密切相关;
[0807] 本发明所提供的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)及系统的有益效果:
[0808] 综合而言,本发明所提供的技术方案,可用于发现、监控待监控的动力传动部件的动力传递的效率系数异常和/或车轮的滚动阻力系数异常所导致的动力传递异常;也即可用于发现、监控待监控的动力传动部件和/或第二车轮的失效所导致的动力传递异常,和/或用于发现、监控待监控的动力传动部件和/或第二车轮的早期故障所导致的动力传递异常;本发明提供的技术方案,可用于发现、监控(包括车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障所导致的)车辆动力传递异常;也即本发明提供的技术方案,尤其可用于发现、监控车辆的旋转工作型动力或传动部件运行故障;即使当车辆运行参数未超过安全极限阈值时,本发明提供的技术方案也可便于尽量避免发生更严重的、不可预测的安全事故(包括断轴、车毁人亡等);如同人体医学的癌症诊断,如果晚期才发现通常意味生命终结,如果能早期预警、早期发现通常意味生命正常存活;所以本技术方案对于车辆的安全运行具有重要的实际意义。
[0809] 本发明所提供的技术方案,不仅仅便于进行动力系统、旋转工作型动力或传动部件的动力传递异常监控;相较于依靠气压或轮速变化进行胎压监控的现有技术,本发明技术方案可以包含检测轮胎形变导致的运行力变化的监控方案,提供了一种新的充气轮胎的安全监控技术,还填补了现有的胎压监控方案不便于监控车辆(如高铁车辆、动车、普通列车、履带式车辆等)的刚性车轮(包括驱动轮)的监控盲区。
[0810] 根据所述获取的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断所述车辆的动力传递状况是否异常,是本发明方案的核心步骤之一;动力传递状况异常可简称为动力传递异常;
[0811] 本发明所述动力传递异常包括下述1A1、1A2中任意一种或多种情况:
[0812] 1A1.所述测算对象的联合运算值与所述实际值(也即基准值)的差值超出第一许可范围(也即动力传递状况识别差值);本发明中任意方案中,为了便于本领域技术人员理解,当测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时,当测算对象的参考数据为或包括实际值(也即基准值)时,该实际值还允许使用标定值替换;
[0813] 1A2.所述测算对象的联合运算值超出第二许可范围(也即动力传递状况识别值);
[0814] 通常来说,用作动力传递状况判断的动力传递状况识别数据的设置原理、设置方式是相同的;第二许可范围(也即动力传递状况识别值也即动力传递状况的识别范围)可根据测算对象的实际值(也即基准值)设定;此处所述通常,指大多数测算对象类型,第二许可范围可根据实际值(也即基准值)设定;第二许可范围可尽量接近该实际值(也即基准值)以提高监控的灵敏度,但又须与该实际值(也即基准值)保持某个数量的差值以降低监控的误触发率;所述某个数量的差值即为第一许可范围(也即动力传递状况识别差值也即动力传递状况的识别差值也即第一偏差值);
[0815] 综合而言,动力传递异常也即基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果超出预设的范围;该范围即第二许可范围,也即用于动力传递状况的识别的范围,也即用于分析、识别车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况的范围;
[0816] 参考数据的典型设置方案如下:
[0817] 1、当所述测算对象为需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时:所述测算对象的参考数据包括实际值或为实际值,或所述参考数据包括实际值和第一许可范围,或所述参考数据为实际值和第一许可范围,或所述参考数据包括第二许可范围或为第二许可范围;
[0818] 第一许可范围为根据预设值设定;第二许可范围可由实际值与第一许可范围组成;第二许可范围=实际值+第一许可范围;该实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据实测值设定,且所述参考数据(实际值和/或第二许可范围)的取值时间与所述联合运算值的取值时间在预设的时间范围内;或:该实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据测算对象的历史记录值设定,所述历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值。
[0819] 2、当所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时:
[0820] 所述测算对象的参考数据包括第二许可范围或为第二许可范围;第二许可范围为根据预设值或满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定;
[0821] 或所述参考数据包括标定值或为标定值;标定值为根据预设值或满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定;
[0822] 或所述参考数据包括标定值和第一许可范围,或所述参考数据为标定值和第一许可范围;第一许可范围为根据预设值设定;标定值为根据预设值或满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定;
[0823] 第二许可范围可由标定值与第一许可范围组成;第二许可范围=标定值+第一许可范围;
[0824] 3、当所述测算对象为车辆质量中任一参数时:所述测算对象的参考数据包括实际值或为实际值,或所述参考数据包括第二许可范围或为第二许可范围,或所述参考数据包括实际值和第一许可范围,或所述参考数据为实际值和第一许可范围;
[0825] 车辆质量的实际值可由多种方式设定;例如由人工输入车辆当次运行的运载物品质量m1或车辆总质量m2的实际值;实际值也可根据实测值设定;例如在车辆上设置称重传感器测量运载物品质量;也可由人工输入车辆质量的第二许可范围;第一许可范围为根据预设值设定;第二许可范围由实际值与第一许可范围组成;第二许可范围=实际值+第一许可范围;
[0826] 优选的,
[0827] 4A1.车辆质量的实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算获取的联合运算值设定;或,
[0828] 4A2.车辆质量的中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据历史记录值设定;或,
[0829] 4A3.车辆质量的中实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据为根据预设值设定。
[0830] 测算对象的第二许可范围(也即动力传递状况识别值)可以根据测算对象的实际值(也即基准值)与第一许可范围(也即动力传递状况识别差值)计算而得,或者说第一许可范围(也即动力传递状况识别差值)可以根据第二许可范围(也即动力传递状况识别值)和实际值(也即基准值)计算而得;动力传递异常包括的1A1、1A2中两种情况,从实际技术方案与效果来说,1A1等同于1A2,只是参数输入值不同,描述方式不同而已;
[0831] 本发明的核心思想之一就是将某一测算对象的联合运算值与根据该测算对象的实际值(也即基准值)而设定的参考数据进行(实时)比较、(实时)处理判断结果;换一种实现方式:根据联合运算值设定可包含动力传递状况识别数据的参考数据2(也可称为第二参考数据),再将该参考数据2(也即第二参考数据)与测算对象的实际值(也即基准值)进行实时比较、实时处理判断结果,也是可行的;也即判断所述实际值(也即基准值)是否大于根据联合运算值设定的上限值,和/或判断所述实际值(也即基准值)是否小于根据联合运算值设定的下限值;该两种方式仅为外在表现形式不一样,实际上技术方案、效果等同;该根据联合运算值设定的上限值和/或根据联合运算值设定的下限值也即第二范围;优选的,该第二许可范围在安全范围之内;
[0832] 其中,所述动力传递状况识别差值(也即第一许可范围)包括动力传递状况识别上限差值、动力传递状况识别下限差值中任意一个或多个数据;所述动力传递状况识别值(也即第二许可范围)包括动力传递状况识别上限值、动力传递状况识别下限值中任意一个或多个数据;本发明所述超出(也即超过)包括大于某个上限值、小于某个下限值等任意一种或多种情况;为了描述简便,本文中动力传递状况识别上限差值也可称为第一许可上限值,动力传递状况识别下限差值也可称为第一许可下限值,动力传递状况识别上限值也可称为第二许可上限值,动力传递状况识别下限值也可称为第二许可下限值;
[0833] 所述1A1情况,具体可包括下述1A11、1A12中任意一种或两种情况;
[0834] 1A11.测算对象的联合运算值与实际值(也即基准值)的差值大于动力传递状况识别上限差值(也即第一许可上限值);
[0835] 1A12.测算对象的联合运算值与实际值(也即基准值)的差值小于动力传递状况识别下限差值(也即第一许可下限值);
[0836] 所述1A2情况,具体可包括下述1A21、1A22中任意一种或两种情况;
[0837] 1A21.测算对象的联合运算值大于动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值);
[0838] 1A22.测算对象的联合运算值小于动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);
[0839] 综合上述内容,显而易见的,判断车辆的动力传递状况是否异常可包括下述任意一种或多种方式:
[0840] 2A1.测算对象的参考数据包括第一许可上限值和实际值(也即基准值);判断测算对象的联合运算值与实际值(也即基准值)的差值是否大于第一许可上限值;
[0841] 2A2.测算对象的参考数据包括第一许可下限值和实际值(也即基准值);判断测算对象的联合运算值与实际值(也即基准值)的差值是否小于第一许可下限值;
[0842] 2A3.测算对象的参考数据包括实际值(也即基准值);判断测算对象的实际值(或标定值)是否大于根据联合运算值设定的上限值;
[0843] 2A4.测算对象的参考数据包括实际值(也即基准值);判断测算对象的实际值(或标定值)是否小于根据联合运算值设定的下限值;
[0844] 2A5.测算对象的参考数据包括第二许可上限值;判断测算对象的联合运算值是否大于第二许可上限值;
[0845] 2A6.测算对象的参考数据包括第二许可下限值;判断测算对象的联合运算值是否小于第二许可下限值。
[0846] 本发明中任意方案中,为了便于本领域技术人员理解,当测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时,当测算对象为或包括实际值(也即基准值)时,该实际值还允许使用标定值替换。
[0847] 本发明允许测算对象的动力传递状况识别值(也即第二许可范围)在测算对象的安全极限阈值的范围之内;可以突破现有公知技术在车辆运行参数未超出安全极限阈值时不便于进行安全监控的局限,详情见下述示例1、示例2,该部分内容为参考数据的值域设定的较优规则;
[0848] 示例1:如以车辆纵向速度为测算对象,假设其(上限)安全极限阈值为200KM/H(显而易见的,该值为安全极限阈值中最大值;该参数的安全极限阈值中最小值通常为0;),假设车辆以纵向速度60KM/H运行时,则实际值通常设为60KM/H,则动力传递状况识别差值通常会设置为10-20KM/H之间,则动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)通常会设置为70-80KM/H之间,则动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)通常会设置为40-50KM/H之间;则只要车辆纵向运行速度的联合运算值大于动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)或小于动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值),所述动力传递状况判断结果将为异常,从而可以实现监控保护;而此时测算对象远未超过安全极限阈值(显而易见的,也即此时该测算对象的动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)远小于安全极限阈值中最大值200KM/H;此时该测算对象的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)远高于安全极限阈值中最小值0);
[0849] 如本文中所述参考数据设置的示范方法4和5所述,源动力参数、机械运行参数、质量变化型物品质量具有同一特征类型(均属于幅值可能大幅变化的测算对象),可以采用类同的参考数据设置方法(如均可通过实测值设置参考数据),显而易见的,当测算对象为具有(幅值可能大幅变化的)同一特征类型的源动力参数、质量变化型物品质量中任一参数时,也可参考前述示例1的参考数据的值域设定方法,也即设定该测算对象的动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)低于安全极限阈值中最大值,设定该测算对象的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)高于安全极限阈值中最小值。
[0850] 示例2:如以车辆运载质量(也即运载物品质量)为测算对象,假设其上限的安全极限阈值为限载7人/560KG(显而易见的,该值为安全极限阈值中最大值;该参数的安全极限阈值中最小值通常为0;),假设车辆实际装载4人/320KG运行时,则实际值通常设为320KG,则动力传递状况识别差值(也即第一许可范围)通常会设置为80-160KG之间,则动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)通常会设置为480KG,则动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)通常会设置为160KG;则只要车辆运载质量的联合运算值大于动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)或小于动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值),所述动力传递状况判断结果将为异常,从而可以实现监控保护;而此时测算对象远未超过安全极限阈值(显而易见的,也即此时该测算对象的动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)远低于安全极限阈值中最大值560KG;此时该测算对象的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)远高于安全极限阈值中最小值(0KG));
[0851] 显而易见的,当测算对象为车辆总质量时,自然也可采用类同的参考数据的值域设定的方法;车辆总质量的安全极限阈值中最小值通常为空载车体质量m0的值,车辆总质量的安全极限阈值中最大值通常为运载物品质量的安全极限阈值中最大值与空载车体质量m0值的和。
[0852] 上述示例1、示例2显而易见的表明;
[0853] 优选的,动力传递状况识别上限差值(也即第一许可上限值)与实际值(或标定值)的和值小于安全极限阈值中最大值,也即动力传递状况识别上限差值(也即第一许可上限值)小于安全极限阈值中最大值与实际值(或标定值)的差值;优选的,动力传递状况识别上限差值的绝对值越小越好;可提高监控的灵敏度,但该绝对值也不能过小以降低监控的误触发率;优选的,动力传递状况识别下限差值(也即第一许可下限值)与实际值(或标定值)的和值大于安全极限阈值中最小值,也即动力传递状况识别下限差值(也即第一许可下限值)大于安全极限阈值中最小值与实际值(或标定值)的差值;优选的,动力传递状况识别下限差值的绝对值越小越好;可提高监控的灵敏度,但该绝对值也不能过小以降低监控的误触发率;也即,优选的,当参考数据中包括或为第一许可范围与实际值时,第一许可范围与实际值的和值在安全范围之内;当参考数据中包括或为第一许可范围与标定值时,第一许可范围与标定值的和值在安全范围之内;;
[0854] 通常来说,动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)大于实际值;优选的,动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)小于安全极限阈值中最大值;通常来说,动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)小于实际值(或标定值);优选的,动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)大于安全极限阈值中最小值;也即,优选的,当参考数据中包括或为第二许可范围时,第二许可范围在安全范围之内;更进一步的,动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)和/或动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值)越接近于实际值(或标定值),可提高监控的灵敏度,但又须与该实际值保持某个数量的差值以降低监控的误触发率;
[0855] 现有公知技术方案中,只有在车辆运载质量(也即运载物品质量)的联合运算值高于安全极限阈值中最大值(560KG)、或小于安全极限阈值中最小值(0)才可能作出响应;只要车辆质量在安全极限阈值(最大值、最小值)之中,(即使汽车4人中3人坠车、或高铁的尾节车厢脱落)均会作出安全状况正常的错误判断。
[0856] 本监控方法(#1)或监控方法(#2)中步骤B也是本发明动力传递异常监控方案的重要步骤之一;车辆运行中的动力传递异常有可能导致严重安全事故,需要及时响应处理;
[0857] B1方案:如所述判断结果包括是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
[0858] 本发明所述的动力传递异常处理机制包括但不局限于:语音提示告警、声光告警、根据车辆当前运行条件选择性执行保护动作、启动动力传递故障监控机制、将告警信息输出到车内人机交互界面、网络系统、连接端口、手机APP系统等;当车辆的监控系统已经过安全测试、得到法律许可时所述的安全处理机制还可包括减速停车、紧急停车等;机器系统和人工可任意组合设定各种安全处理机制。本发明所述的动力传递异常处理机制也可简称为安全处理机制。
[0859] 本发明所述的告警信息可包含但不局限于:时间、位置、告警原因、告警时任一或多个车辆运行参数的值等;
[0860] 本发明所述根据车辆当前运行条件选择性执行保护动作,是指当车辆测算对象的联合运算值已超出测算对象的参考数据时,系统先检查车辆当前的运行测量条件再执行相关动作;可包括而不局限于下属情况:
[0861] 情况1:检查参考数据是否设置正确;如参考数据未正确设置或未设置完毕,则屏蔽相关的告警信息输出、不执行任何保护动作;
[0862] 情况2:检查联合运算值计算中各输入参数的取值时间是否在预设的时间范围之内;如超出了预设的时间范围如1毫秒时,则屏蔽相关的告警信息输出、不执行任何保护动作;
[0863] 情况3:当车辆处于调试、参数测试过程中,可不执行任何保护动作。
[0864] B2方案:输出所述判断结果;
[0865] B3方案:保存所述判断结果;
[0866] 当本发明所述输出,包括将数据输出到车内人机交互界面、网络系统、连接端口、外部的控制系统、手机APP系统等;特别是当本发明所提供的监控方法/系统,独立于车辆的控制/驱动系统时,则更加需要将数据输出到外部的控制/驱动系统,以便及时处理异常信息;该人机交互界面包括显示器、语音系统、指示灯等;该连接端口可供外部人机交互界面、网络系统直接或以通讯方式读取数据,以让与车辆运行相关的人员或机构(如驾乘人员、运营管理方、交警、故障诊断中心)可直接或间接的查看收听、监控数据。
[0867] 本发明所述保存,包括将数据保存入监控系统内保存模块、车内存储系统、网络系统、外部的控制系统、手机APP系统等;以让与车辆运行相关人员或机构(如驾乘人员、运营管理方、交警、故障诊断中心)可任意调取、监控数据;车内存储模块包括U盘、硬盘等;可形成类似于飞机黑匣子功能,便于事后分析。
[0868] 获取所述测算对象的联合运算值,可以通过多种获取方式来实现;如读取其他设备输出的联合运算值;如通过监控系统自身测量部件测量车辆的联合运算值;或部分为读取现有设备输出数据,部分为自身测量数据等。
[0869] 本发明所述参考数据,除了上述值域的设置规则外,还需考虑两方面的问题;一为参考数据的数据性质(包括数据类型/或数据获取的途径);二为参考数据的取值或设定时间;
[0870] 根据测算对象的不同,下述内容为参考数据的具体设置方案(如数据的来源或取值途径的选取、设定方式、取值时间等)的通常规则(参考数据设置的示范方法1、2、3、4、5、6):
[0871] 示范方法1:
[0872] 如后续实施例34、35、41所示:当测算对象为幅值可能大幅变化的车辆质量时(如公交车辆、货车、普通私家车辆),(显而易见的,该幅值可能大幅变化,指在不同的“车辆由动力装置控制运行”的时间段中(也即不同的运行流程中)),人员或货物的上车或下车,可能导致车辆质量可能大幅变动),该参数在车辆运行中不便于(如每次通过磅秤称量)获取实测值,但其在车辆运行过程中数值通常不变(显而易见的,也即在当次的运行流程中,车辆质量值变化较小或不变);较优方式为根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定所述参考数据(且重点目标为实际值或第二许可范围);也即参考数据中的实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据可根据满足设定条件时所进行车辆运动平衡计算获取的联合运算值设定;
[0873] 该技术方案是本发明核心思路之一,因为车辆的车辆质量在每个不同运行流程中均可能发生大幅度变化,通过该采用该技术方案,实质建立一个自学习机制,可以自动跟随载荷的正常变化而柔性调整参考数据(重点目标为其中的实际值或第二许可范围);在此基础上可提高监控灵敏度、提高对环境变化的适应能力。显而易见的,在非“满足设定条件时”的运行期间(也即车辆运行的绝大多数运行时间),自然的无需多次、重复设置参考数据;
[0874] 示范方法2:当测算对象为幅值固定的车辆质量时(如无人驾驶车辆、运载物品质量和/或车辆总质量相对固定的车辆),较优的方式为通过预设值(例如系统默认值)设定参考数据,第二许可范围;也即参考数据中的第二许可范围可根据系统默认值设定;参考数据的设定时间既可在车辆当次运行之前,也可在系统上电运行之初;如后续实施例39所示;显而易见的,在“车辆当次运行之前”或非“当次运行之初”的运行期间(也即车辆运行的绝大多数运行时间);当然也可根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定参考数据。
[0875] 示范方法3:
[0876] 当测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数时(如滚阻系数、效率系数),该类参数也不便于在车辆运行中实际测量,但该类参数在车辆正常运行中幅值相对稳定,即使变化也有相对稳定的规则(如跟随速度、行驶里程、使用时间等因素而变化);根据预设值(尤其为系统预设值(中系统默认值))设定参考数据(标定值(也即基准值)、第一许可范围、第二许可范围任意一种或多种数据)为最简单或简便的方式;也可根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定参考数据;也即参考数据中的标定值和/或第二许可范围可根据预设值(尤其为系统预设值(中系统默认值))所设定;
[0877] 参考数据的设定时间既可在车辆当次运行之前,也可在当次运行之初;当测算对象为系统固有参数时,后续实施例36、37、38为参考示例;至于如何具体的去设置或判断“满足设定条件时”,可自然的参考实施例35、实施例41等内容;
[0878] 示范方法4:
[0879] 当测算对象为幅值可能大幅变化的需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时:较优的方式根据实测值设定所述参考数据,重点为设定参考数据中实际值和/或第二许可范围;后续实施例40、实施例42、实施例43为参考例;(显而易见的,该幅值可能大幅变化,指即使在同一的“车辆由动力装置控制运行”的时间段中(也即同一的运行流程中)),该幅值均可能大幅变动);综合而言,参考数据中实际值、第二许可范围中任意一种数据可根据实测值设定,且所述参考数据的取值时间与所述联合运算值的取值时间在预设的时间范围内(也即同步);
[0880] 当测算对象为需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时,因为参考数据中的实际值或第二许可范围均可能快速变化,所以可获取测算对象的实测值,并根据其设定参考数据中的实际值或第二许可范围;且需将参考数据与联合运算值的取值时间限定在预设的时间范围内;该时间范围越小越好;当车速为标定值120KM/H时,每分钟为2KM,每秒约为33米,1秒可相差33米,10毫秒相差0.33米;1毫秒相差0.033米;一个典型障碍(如减速带、石头)的尺寸可能在0.1米左右;该时间范围的设置可尽量采用车辆动力传递异常处理CPU的最快速度,如100M主频时1毫秒内可进行10万次单周期的指令运算;
[0881] 因参考数据的取值时间与所述联合运算值的取值时间需在预设的时间范围内(也即同步),显而易见的,当参考数据的取值时间脱离了预设的时间范围时,则需要新设定参考数据,以满足参考数据的取值时间与联合运算值的取值时间在预设的时间范围内(也即同步)的条件。
[0882] 示范方法5:
[0883] 当测算对象为幅值可能大幅变化的需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时,还有一种可行性,根据所述测算对象的历史记录值设定参考数据;当所述历史记录值中包含历史记录原值、历史记录实际值中任意一种或两种数据且根据所述数据设定实际值或/和第二许可范围时,所述数据的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值;也即实际值、第二许可范围中任意一种或多种数据可根据测算对象的历史记录值设定,所述历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值;
[0884] 历史记录值的取值时的车辆运行条件与当前的车辆运行条件的差异度低于预设阈值,指:历史记录值生成时所对应的车辆运行条件(车辆质量、车辆的速度、纵向加速度、车辆的外部环境信息以及源动力参数)与当前的车辆运行条件(车辆质量、车辆的速度、纵向加速度、车辆的外部环境信息以及源动力参数)分别一致;显而易见的,该车辆运行条件指输入参数中所包括的参数的类型与幅值;所述外部环境信息是指车子本体以外的影响车辆运行状态的环境信息,如路面坡度、风速、与路况相关的滚阻系数分量fr等;所述一致是指参数的大小相同或者接近,且若该参数存在方向,则参数的方向相同或接近。
[0885] 例如当测算对象为源动力参数,当联合运算值的取值时与某个历史记录值的取值时的车辆运行条件相近时(多个核心的动力传递状况关联因子的值相近;如车辆质量值、路面坡度、纵向速度、纵向加速度等参数的值均相近),则此时两个不同取值时间的源动力参数值可能也相近;具体的车辆运行条件(如核心的动力传递状况关联因子的个数、各数据的权重、各动力传递状况关联因子的差异度的阈值)由用户自行设定、调节;相关参数越多、权重设置越合理、差异度阈值越小则计算/监控精度越高;综合来说,用历史记录值设置于幅值快速变化的测算对象的实际值,提供了一种全新的技术选择,弥补了以前必须实测的途径不足。
[0886] 示范方法6:根据所述测算对象的历史记录值设定所述参考数据;
[0887] 可优选方法为:无论测算对象为源动力参数、机械运行参数、质量变化型物品质量、车辆质量、系统固有参数中任一参数时(通常也即任意一种车辆运行参数)均可根据历史记录差值设定第一许可范围,也即第一许可范围可根据历史记录差值设定;详细操作见《***根据历史记录值-设置参考数据的技术方案)-实施细节》
[0888] 《***根据历史记录值-设置参考数据的技术方案)-实施细节》:
[0889] 本发明提供一种如何运用历史记录值设定参考数据(第二许可范围、第一许可范围)的技术方案;
[0890] *_1.原则:
[0891] 无论哪种类型的测算对象,通常情况下动力传递状况识别值(也即第二许可范围)的设定原则是:就是尽量接近测算对象的实际值以提高监控的灵敏度,但又须与实际值保持合适的差值以降低监控的误触发率;如将动力传递状况识别上限值设为实际值的1.2~1.5倍,或将动力传递状况识别下限值设为实际值的0.7~0.9倍,或动力传递状况识别上限差值设为实际值的0.1~0.3倍,或将动力传递状况识别下限差值设为实际值的(-0.3)~(-
0.1)倍;
[0892] *_2.常规的设定方式:
[0893] 但该动力传递状况识别数据(第二许可范围和/或第一许可范围)的精确设定,如靠人工试凑法,或经验法去慢慢摸索,去慢慢验证,动力传递状况识别数据调整准确度低、效率低;且不同车辆运行时的路况、载况、车况变化万千,更为增大动力传递状况识别数据的精确设定的难度。
[0894] *_3.根据历史记录值的设定方式:
[0895] 根据所述测算对象的历史记录值设定所述参考数据(重点目标为其中的动力传递状况识别差值或动力传递状况识别值),是优选方法之一;
[0896] *_4.在动力传递状况判断之前,可参考本发明提供的(一种车辆数据的处理方法),该技术方案已演示如何设定历史记录值;当所述历史记录值已生成时,可根据历史记录值设定所述参考数据(如进行下述5B1、5B2中任意一种或多种步骤);
[0897] 5B1.所述历史记录值包括历史记录原值和历史记录实际值,根据所述历史记录原值与所述历史记录实际值的差值设定所述动力传递状况识别差值(也即第一许可范围);
[0898] 5B2.所述历史记录值包括历史记录原值,根据所述历史记录原值设定所述动力传递状况识别值;
[0899] *_5.参考数据设定的较优方式为下:
[0900] *_51.根据满足设定条件时进行车辆运动平衡计算所获取的联合运算值设定所述参考数据中的实际值(此方式最优适用于幅值可能大幅变化的车辆质量;其次适用于幅值固定的车辆质量车辆质量时(如无人驾驶车辆、无人驾乘车辆)、系统固有参数的实际值的设定);
[0901] *_52.根据预设的历史记录值设定参考数据中的动力传递状况识别差值(此方式基本上适用于大多数类型的测算对象,且可变模糊控制为精准控制);
[0902] *_53.两者相结合可得到理想的参考数据,可最大限度的提高动力传递异常监控的灵敏度、降低监控的误报率;
[0903] *根据历史记录值-设置参考数据的有益意义:该技术方案是本发明核心思路之一,当测算对象为车辆质量、系统固有参数(如滚阻系数、效率系数)时,根据所述测算对象的历史记录值设定所述参考数据(第二许可范围和/或第一许可范围),可以将参数设置准确性、监控灵敏度得到层次性提高,从常规的模糊控制变为精确控制。
[0904] 《5A5-(模糊算法值的技术方案)-实施细节》:
[0905] 根据系统默认值设定参考数据,缺少灵活性;根据人工设定值而设定所述参考数据,欠智能;经过模糊算法预设所述参考数据是较优方式;所述模糊算法包括下述任意一种或多种模糊算法规则:可根据在一定运行次数内统计分析曾使用次数最多的参考数据;或自动选择最近数次运行中选择次数最多的参考数据;或自动选择最近一次运行时参考数据;或设置各参考数据的不同的权重指数(如用户预设最有价值、最有保护意义的参考数据)设定参考数据;或综合次数统计分析和权重指数而设定参考数据等;
[0906] 《5A5-(模糊算法值的技术方案)-有益意义》::经过模糊算法预设参数,可提高系统的智能度。
[0907] 通常在参考数据已设定后,才执行后续的动力传递异常判断/执行,这样可以简化系统。
[0908] 实施例34:
[0909] 当满足参考数据的设定条件时(如车辆进入动力装置控制运行流程中设定时间(如1.0秒或5秒)时),根据步骤A计算所得车辆质量的联合运算值m1自动设置实际值(基准值m1_ref);如设m1_ref=m1,或者将m1加上一设定的数值再设为m1_ref;根据已设定的实际值(基准值m1_ref)设定动力传递状况识别差值(也可称为误差门限值m1_gate);如设:m1_gate=m1_ref/4;如果|m1-m1_ref|>m1_gate,则启动设定的安全处理机制;如语音提示告警。
[0910] 本实施例中(|m1-m1_ref|>m1_gate)的计算式,也可简单的变形为(m1>m1_ref(1+1/4))和(m1
[0911] 本实施方式实质为:当测算对象为常规车辆的车辆质量时,实际值为根据满足设定条件时所获取的联合运算值所设定,根据该实际值和系统预设值设定动力传递状况识别差值(也即第一许可范围),然后判断所述联合运算值与所述实际值的差值超出第一许可范围(也即动力传递状况识别差值)是否成立。
[0912] 特别注明3:
[0913] 特别注明3.1:本发明所述测算对象,也可称为直接监控对象,实际意义等同于申请号为201410312798.3的中国专利申请中所述直接监控对象;本发明所述实际值,实际意义等同于申请号为201410312798.3的中国专利申请中所述基准值;本发明文件中所述动力传递状况识别差值,实际意义等同于申请号为申请号为201410312798.3的中国专利申请中所述所有实施例中所述误差门限值或门限值;
[0914] 特别注明3.2:本发明中所述联合运算值,实际意义等同于申请号为201410354068.X的中国专利申请中所述估算值;本发明中所述运载物品质量,实际意义等同于申请号为201410354068.X的中国专利申请中所述运载质量;本发明中所述车辆质量的动力传递状况识别上限值,实际意义等同于申请号为201410354068.X的中国专利申请中所述基准值m1_ref1;本发明中所述车辆质量的动力传递状况识别下限值,实际意义等同于申请号为201410354068.X的中国专利申请中所述基准值m1_ref2;本发明中所述车辆质量的实际值,实际意义等同于申请号为201410354068.X的中国专利申请中所述基准值设定依据的值m1_org;
[0915] 特别注明3.3:当中文“基准值”后面加“英文标号”再加上后缀“_ref”时,则该语句表达的含义为该测算对象的基准值;例如“基准值m1_ref”与“m1_ref”两者等同,均表示测算对象(m1)的基准值;
[0916] 特别注明3.4:当中文“基准值”后面加“英文标号”再加上后缀“_ref1”时,则该语句表达的含义为该测算对象的动力传递状况识别上限值(也即也即第二许可上限值);例如“基准值m1_ref1”与“m1_ref1”两者等同,均表示测算对象(m1)的动力传递状况识别上限值(也即也即第二许可上限值);例如“基准值m2_ref1”与“m2_ref1”两者等同,均表示测算对象(m2)的动力传递状况识别上限值(也即也即第二许可上限值);例如“基准值S_ref1”与“S_ref1”两者等同,均表示测算对象(f)的动力传递状况识别上限值(也即也即第二许可上限值);
[0917] 特别注明3.5:当中文“基准值”后面加“英文标号”再加上后缀“_ref2”时,则该语句表达的含义为该测算对象的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);例如“基准值m1_ref2”与“m1_ref2”两者等同,均表示测算对象(m1)的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);例如“基准值m2_ref2”与“m2_ref2”两者等同,均表示测算对象(m2)的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);例如“基准值S_ref2”与“S_ref2”两者等同,均表示测算对象(f)的动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);
[0918] 实施例35:
[0919] 每首次进入车辆由动力装置控制运行状态下的时间段则自动设置相关状态信息:“未设定动力传递状况识别上限值(基准值m1_ref1)”、“未设定动力传递状况识别下限值(基准值m1_ref2)”;
[0920] 当满足参考数据的设定条件时,如进入车辆由动力装置控制运行状态的到达设定时间(如2.0秒)时,根据当前步骤A所得的车辆质量的联合运算值m1设定动力传递状况识别值;特别解释说明:本发明为了便于描述和理解,将所有作为动力传递状况识别值设定依据的车辆质量的值m1描述为m1_org;
[0921] 如将当前m1值乘以一个大于1的系数(如1.2或1.3)设定为动力传递状况识别上限值(m1_ref1,也即第二许可上限值),且自动设置一个状态信息:“已设定动力传递状况识别上限值(m1_ref1)”;动力传递状况识别上限值(m1_ref1,也即第二许可上限值)的值:m1_ref1=m1_org*1.2;
[0922] 如将m1与一设定的数值Δ2之差设定为动力传递状况识别下限值(m1_ref2,也即第二许可下限值),且自动设置一个状态信息:“已设定动力传递状况识别下限值(m1_ref2,也即第二许可下限值)”;m1_ref2=m1_org-Δ2,Δ2=30KG;
[0923] 当状态信息为“已设定动力传递状况识别上限值(m1_ref1,也即第二许可下限值)”时判断(m1>m1_ref1)是否成立,若是(m1>m1_ref1)则启动设定的安全处理机制;如声光告警、将告警信息输出到网络系统等;
[0924] 当状态信息为“已设定动力传递状况识别下限值(m1_ref2)”时判断(m1
[0925] 本实施方式实质为:当测算对象为常规车辆的车辆质量时,实际值为根据满足设定条件时所获取的联合运算值所设定,第二许可范围为根据实际值也即为根据满足设定条件时所获取的联合运算值所设定,判断所述联合运算值超出第二许可范围是否成立;
[0926] 实施例35替代方案1:可将当前所得实际值m1_org除以一个大于1的系数(如1.5)设定为动力传递状况识别下限值(m1_ref2,也即第二许可下限值);m1_ref2=m1_org/1.5;
[0927] 实施例35替代方案2:每首次进入一个新的车辆由动力装置控制运行状态时则将m1_ref1清零;当m1_ref1不为零时才判断(m1>m1_ref1);
[0928] 实施例35替代方案3:实施例35中所述参考数据的设定条件为:进入车辆由动力装置控制运行状态到达设定时间(如2.0秒)时;也可用下述A、B、C、D任意一种方案来替换参考数据的设定条件:
[0929] A、如驾乘人员主观认定当前的车辆质量的联合运算值适合设定参考数据(也可称为作基准)时,可人工输入一个“确认”信号;
[0930] B、如车辆运行到设定的纵向速度时(如5KM/小时)、
[0931] C、如电机驱动装置运行到设定的频率时(如5HZ));
[0932] D、如在上述条件基础上,再加上车辆开关门的触发信号,只要车辆未发生开关门动作,动力传递状况识别数据就可维持不变;允许只要未发生开关门动作,多个独立的动力装置控制运行时间段可共用某动力传递状况识别数据;
[0933] 参考数据的设定条件包括人工预设的条件、某一设定的参数到达预设值两种情况;该人工预设的条件包括人工输入确认信号;满足设定条件也可称为符合设定条件。
[0934] 实施例35替代方案4:在实施例35的所述的动力传递状况识别数据,允许用户人工或系统自由调整;如在特定情况下,如果允许车辆在运行过程中卸货或上下客(甚至跳车),此时可由用户人工或系统自由调整动力传递状况识别数据、或将动力传递状况识别数据清0且设置一个状态信息:“未设定动力传递状况识别数据”、或重新设置动力传递状况识别数据等;
[0935] 当然,在常规情况下不允许车辆在运行中卸货或上下客(甚至跳车),监控系统可把此种情况纳入监控范围,并可触发相应的安全处理机制;
[0936] 实施例36:
[0937] 当测算对象为机电传动综合的效率系数时,
[0938] (参考数据设置方式1):将步骤A所获取机电传动综合的效率系数的联合运算值Kem_cal设置为实际值也即标定值(也即基准值Kem_ref);可根据系统默认值设定动力传递状况识别差值(也即误差门限值)Kem_gate,如系统自动设定一固定误差门限值:Kem_gate=0.2;
[0939] (参考数据设置方式2):当然也允许根据系统默认值设定标定值(基准值Kem_ref),或根据步骤A所获取机电传动综合的效率系数的联合运算值Kem_cal设定动力传递状况识别差值,如Kem_gate=Kem_cal/5;
[0940] 如果|Kem_cal-Kem_ref|>Kem_gate,则启动设定的安全处理机制:如在网络系统中发出语音提示告警;
[0941] 本实施方式实质为:当测算对象为车辆的系统固有参数(中的效率系数)时,(参考数据设置方式1)第一许可范围可根据系统默认值设定,标准状态时的实际值也即标定值可根据所获取的联合运算值所设定;(参考数据设置方式2)第一许可范围可根据系统默认值设定,标定值可根据预设值(系统默认值)设定;然后判断所述联合运算值与所述标定值的差值超出第一许可范围(也即动力传递状况识别差值)是否成立。
[0942] 在实施例36包含参考数据设置方式2的分支方案中,(|Kem_cal-Kem_ref|>Kem_gate)的计算式,也可简单的变形为(Kem_ref>Kem_cal(1+1/5)),该计算式的值为根据联合运算值设定的上限值,也即判断标定值大于根据联合运算值设定的上限值是否成立;本实施例中(|Kem_cal-Kem_ref|>Kem_gate)的计算式,也可简单的变形为(Kem_ref
[0943] 实施例37:
[0944] 当测算对象为车辆的滚阻系数时,
[0945] (参考数据设置方式1):将步骤A所获取滚阻系数的联合运算值μ1_cal设置为实际值也即标定值(也即基准值μ1_ref);可根据系统默认值设定动力传递状况识别差值(也即误差门限值)μ1_gate,如系统自动设定一固定误差门限值:μ1_gate=0.2;
[0946] (参考数据设置方式2):当然也允许根据系统默认值设定标定值(基准值μ1_ref),或根据步骤A所获取机电传动综合的效率系数的联合运算值μ1_cal设定动力传递状况识别差值,如μ1_gate=μ1_cal/4;
[0947] 如果|μ1_cal-μ1_ref|>μ1_gate,则启动设定的安全处理机制:如在网络系统中发出语音提示告警;
[0948] 本实施方式实质为:当测算对象为车辆的系统固有参数(中的滚阻系数)时,(参考数据设置方式1)第一许可范围可根据系统默认值设定,标定值可根据所获取的联合运算值所设定;(参考数据设置方式2)第一许可范围可根据系统默认值设定,标定值可根据根据系统默认值设定;然后判断所述联合运算值与所述实际值的差值超出第一许可范围是否成立。
[0949] 实施例38:
[0950] 将车辆的滚阻系数作为测算对象;
[0951] 步骤A:获取所述车辆的滚阻系数的联合运算值f_cal;可根据系统默认值设定动力传递状况识别值;如将测算对象的系统设定值f(通常为实际值)与一设定的数值Δ1之和设定为动力传递状况识别上限值(S_ref1),S_ref1=f+Δ1;如将测算对象的系统设定值f与0.8的乘积设定为动力传递状况识别下限值(S_ref2),S_ref2=f*0.8;该f、偏差值Δ1、乘积系数0.8均为系统默认值;
[0952] 步骤B:如果(f_cal>S_ref1)、(f_cal
[0953] 本实施方式实质为:当测算对象为车辆的系统固有参数(中的滚阻系数)时,动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)可根据系统默认值(系统设定值,通常为实际值)设定,该动力传递状况识别上限值通常大于测算对象的实际值;第二许可下限值可根据系统默认值(系统设定值,通常为实际值)设定,该动力传递状况识别下限值通常小于测算对象的实际值;判断所述联合运算值大于第二许可上限值是否成立和或判断所述联合运算值小于第二许可下限值是否成立。
[0954] 实施例39:
[0955] 步骤A包括:获取车辆质量的联合运算值m2;如无人驾驶的自动车辆自身质量为1200KG,可根据系统默认值由系统预设动力传递状况识别值;如由系统预设动力传递状况识别上限值(也即m2_ref1):m2_ref1=1500KG;如由系统预设动力传递状况识别下限值(也即m2_ref2):m2_ref2=800KG;
[0956] 判断(m2>m2_ref1)、(m2
[0957] 本实施方式实质为:当测算对象为无人驾驶的车辆质量(中的车辆总质量)时,第二许可上限值可根据系统默认值设定,且该第二许可上限值通常大于测算对象的真实值;第二许可下限值可根据系统默认值设定,且该第二许可下限值通常小于测算对象的真实值;判断所述联合运算值超出第二许可范围是否成立。
[0958] 实施例40:
[0959] 将机电组合型参数fq作为测算对象,机电组合型参数fq的计算公式为:fq=(Ke*Km)*(Te*im/R);
[0960] 步骤A:获取所述车辆的机电组合型参数的联合运算值fq_cal;可根据测算对象的实测值fq设定参考数据中的实际值,并根据该实测值/也即实际值设定动力传递状况识别值;如设定动力传递状况识别上限值S_ref1:S_ref1=fq*1.2;如设定动力传递状况识别下限值S_ref2:S_ref2=fq*0.7;
[0961] 步骤B:如果(fq_cal>S_ref1)、(fq_cal
[0962] 本实施方式实质为:当测算对象为源动力参数(中的机电组合型参数fq)时,实际值可根据所述测算对象的实测值设定,超出第二许可范围可根据该实测值(也即实际值)和系统预设值设定,;判断所述联合运算值超出第二许可范围是否成立。
[0963] 本文前述诸多实施例以及后文内容表明,参考数据除具有多种设定方式外,显而易见,本发明所述的参考数据可包含多种数据类型,如参考数据既可为包括动力传递状况识别值(也即第二许可范围)的数据,参考数据也可为包括动力传递状况识别差值(也即第一许可范围)和实际值(或标定值)的数据;其中,动力传递状况识别值(也即第二许可范围)又可包括动力传递状况识别上限值(也即第二许可上限值)和/或动力传递状况识别下限值(也即第二许可下限值);其中,动力传递状况识别差值(也即第一许可范围)又可包括动力传递状况识别上限差值(也即第一许可上限值)、动力传递状况识别下限差值(也即第一许可下限值)中任意一种或两种的数据;
[0964] 在通常情况下,在没有限定说明/或附加说明时,本发明所述测算对象的联合运算值、实际值或标定值、参考数据等,均指参数的幅值/也即大小;当然,测算对象本身也可以是时间参数,如加速响应时间、减速响应时间、参数变化率等;如测算对象既可是气缸压力,也可是气缸压力的变化率,也即是单位时间内的气缸压力的差值;如测算对象既可是速度,也可是速度的变化率/也即加速度,也可是加速度的变化率/也即加加速度;
[0965] 当车辆的动力装置包括燃料发动机,当车辆在燃料发动机控制运行时,前述实施例1到实施例40的替代实施方案如下:
[0966] 燃料动力替代方案1:在前述实施例1、3、5、6、7、8、9、11、13、17、18、21、22、24、25、28、29、31、32、33中,如计算公式中包含Kem则拆分成Ke*Km,机械传动系统的效率系数的Km的运算可保持不变,将电磁转矩Te和电机效率系数Ke的运算,替换成相应的前端的燃料动力参数和燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa的运算,通过该燃料动力参数和该Kfa可计算出燃料发动机的驱动转矩Tr1(具体燃料动力参数的获取、Tr1的计算方式,参考前述第一部分内容中4.2.2.3内容);
[0967] 例如实施例1中表达式(Kem*(Te*im/R1))替换为(Ke*Km*(Te*im/R1)),进而替换为(Km*F1*Kf3*R0*im/R1);则表示将发动机内的气缸压力F1作为源动力参数,进而计算出车辆质量的联合运算值;按照该替换方案,可将公式可整理为:m2=(Km*F1*Kf3*R0*im/R1)/(g*μ1)  (公式R-A1-1)
[0968] 例如实施例11中表达式((Ke*Km)*(Te*im/R))替换为(Km*Tr2*Kf6*im/R1);则表示将发动机的负荷报告数据(转矩值)Tr2作为源动力参数,进而计算出车辆质量的联合运算值;按照该替换方案,可将公式可整理为:m2=((Km*Tr2*Kf6*im/R1)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0969] 燃料动力替代方案2:在实施例4或实施例10中,如计算公式中包含Kem则拆分成Ke*Km,机械传动系统的效率系数的Km的运算可保持不变,将电机驱动参数中电气功率Pm和相关的电气动力系统的效率系数(如Ke、k13、k14等)的运算,替换成相应的前端的燃料动力参数和相应的燃料动力系统的效率系数或转化系数Kfa的运算,通过该前端的燃料动力参数和该Kfa可计算出燃料发动机的驱动功率Pr1(具体Pr1的获取/计算方式,参考前述第一部分内容中4.2.2.3章节内容)
[0970] 例如实施例10中,当动力装置运行工况为动力装置驱动状态时,表达式((Kem*(|k12*cosφ*Uo*Io|))=(Kem*k12*cosφ*Uo*Io),将(Kem*k12*cosφ*Uo*Io)替换为(Km*Pr1),替换为(Km*fm1*Kf1);则表示将发动机内燃料消耗率fm1作为源动力参数而计算出车辆质量的联合运算值;按照该替换方案,可将公式可整理为:
[0971] μ1_cal=((Km*fm1*Kf1)/V1)–m2*g*sinθ-m2*a-fw)/(m2*g*cosθ),  (公式A13-1-2)
[0972] 如用fm1作为源动力参数则在动力装置制动状态时可停止计算;
[0973] 燃料动力替代方案3:在实施例12、15、16、19、20、23、26、27、30中,将电机驱动参数(如Po,P2o,P2i,P3o,P3i等)和相关的电气动力系统的效率系数(如Ke、k31、k21等)的运算,替换成相应的前端的燃料动力参数和相应的效率系数或转化系数Kfa的运算,通过该前端的燃料动力参数和该Kfa可计算出燃料发动机的驱动功率Pr1(具体Pr1的获取/计算方式,参考前述第一部分内容中4.2.2.3章节内容);
[0974] 例如实施例12中,表达式((Ke*Km)*(P2o/Vx))可写为(Ke*Km*P2o/Vx),将(Ke*Km*P2o)替换为(Km*Pr1),进而替换为(Km*fm2*Kf2);则表示将燃料喷射系统的燃料输入端的燃料消耗率fm2作为源动力参数,进而计算出车辆质量的联合运算值;按照该替换方案,可将公式可整理为:
[0975] m2=((Km*fm2*Kf2)/Vx)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);
[0976] 如将上述(Km*fm2*Kf2)替换为(Km*C1*Kf4),则表示将燃料发动机的空气流量C1作为源动力参数,进而计算出车辆质量的联合运算值,可用于汽油动力车辆;
[0977] 如将上述(Km*fm2*Kf2)替换为(Km*Pr2*Kf5),则表示将发动机的负荷报告数据(功率值)Pr2作为源动力参数而计算出车辆质量的联合运算值;
[0978] 通过上述燃料动力替代方案1、2、3,可在车辆由燃料发动机控制运行时获取测算对象的联合运算值;进而可参考前述实施例34到实施例40的参考数据设定方案和动力传递状况判断方案,根据所述获取的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断所述车辆的动力传递状况是否异常,实现完整的动力传递异常监控。
[0979] 后端的源动力参数替代方案:在前述实施例1到实施例33中,所有的源动力参数均默认为前端的源动力参数;如将上述所有实施例中的将电机驱动参数(如Te、Pm、Po,P2o,P2i,P3o,P3i等)和相关的电气动力系统的效率系数(如Ke、k13、k14、k31、k21等)和相关的机械传动系统的效率系数的Km和相关的综合传动比im的运算,替换成后端的源动力参数和相关的后端的效率系数Km3和相关的后端的传动比im3的运算,则可实现用后端的源动力参数计算测算对象的联合运算值;
[0980] 实施例41:(本实施例为本发明所提供监控方法的优选实施例)
[0981] 本监控方法包括步骤A、B、C;
[0982] 车辆运行条件为:默认动力装置运行工况为动力装置驱动运行;且车辆为混合动力车辆,所述动力装置包括燃料发动机和电机,燃料发动机和电机同时工作,一起驱动车辆运行;电气动力系统驱动前轮运行,Te为电机的电磁转矩,im1为电气动力系统传动比,R1_1为前轮半径,Km1为电气动力系统的机械传动系统的效率系数;燃料动力系统驱动后轮运行,F1为发动机内的气缸压力,im2为燃料动力系统传动比,R1_2为后轮半径,Km2为燃料动力系统的机械传动系统的效率系数;
[0983] 该监控方法为开机自启动;
[0984] 步骤A:本步骤包括步骤A1、步骤A2、步骤A3;
[0985] 步骤A1:车辆总质量m2(直接联合运算值)计算公式为:
[0986] m2=(Ke*Km1*Te*im1/R1_1+Km2*F1*Kf3*R0*im2/R1_2–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a);  (公式41-1)
[0987] 运载物品质量m1(间接联合运算值)的计算:
[0988] m1=m2-m0-mf0;  (公式41-2)
[0989] 获取预设的时间范围内源动力参数(Te、F1)和系统运行参数(Ke、Km1、im1、R1_1、Km2、Kf3、R0、im2、R1_2、fw、g、f、θ、a、m0、mf0)的值;根据获取的参数值和车辆运动平衡计算公式(公式41-1)计算出m2的联合运算值;进而(通过公式41-2)计算出m1的联合运算值;
[0990] 步骤A2:当参考数据已设定后可直接执行步骤A3;当参考数据未设定时,可首先执行下述步骤设定参考数据:当车辆运行速度首次达到5KM/H时,获取该时候的m1的联合运算值并设定为实际值m1_org;根据为基于基于车辆运动平衡计算计算所得的历史记录值设定动力传递状况识别上限差值m1_def1、动力传递状况识别下限差值m1_def2;也可进而设定动力传递状况识别上限值m1_ref1、动力传递状况识别下限值m1_ref2;m1_def1与m1_def2均为正值,m1_def1与m1_def2相等或不等均允许;并设置一个“参考数据已设定”的状态信息;根据实际值和动力传递状况识别差值设定动力传递状况识别值的公式如下:m1_ref1=m1_org+m1_def1,m1_ref2=m1_org-m1_def2;
[0991] 步骤A3:当参考数据已设定后,进行下述4个动力传递状况判断条件中任意一个或多个:判断条件1:((m1-m1_org)>m1_def1);判断条件2:((m1-m1_org)<(-m1_def2));判断条件3:(m1>m1_ref1);判断条件4:(m1
[0992] 步骤B:
[0993] 当参考数据未设定时或当车辆处于非稳定驱动状态(当Te小于预设阈值1(如额定值5%)或F1小于预设阈值1(如额定值10%),可判定车辆处于非稳定驱动状态)时,直接执行步骤C;本实施例中可将动力装置制动状态、临界切换区均作为非稳定驱动状态;
[0994] 当参考数据已设定且动力装置运行工况没有处于非稳定驱动状态时,并列执行下述B1、B2、B3、B4步骤,再执行步骤C;
[0995] B1.如步骤A中4个动力传递状况判断条件中任一判断结果为是,则启动动力传递异常处理机制(如语音报警、灯光报警、启动动力传递故障监控机制等);
[0996] B2.输出所述判断结果到网络系统、车内人机界面中;
[0997] B3.保存所述判断结果到车内硬盘中;
[0998] B4.输出所述m1的联合运算值到网络系统、车内人机界面中
[0999] 步骤C:以0.1毫秒为周期循环实时执行步骤A和步骤B1;步骤B2、B3、B4以1秒为周期循环执行;当然,本步骤中各周期的具体时间,可根据各车辆的实际情况或用户需求任意调整;且本步骤为非必需步骤,也即完全允许直接省略本步骤,单独进行A、B循环,或单独执行一次A、B步骤;
[1000] 实施例41的替代实施例1:当车辆工作于纯燃料发动机驱动状态/或电机未启动/或无电气动力系统时,设Te=0,实质上也为取消计算式(Ke*Km1*Te*im1/R1_1);当车辆工作于纯电机驱动状态/或燃料发动机未启动/或无燃料动力系统时,设F1=0,实质上也为取消计算式(Km2*F1*Kf3*R0*im2/R1_2);
[1001] 实施例41的替代实施例2:当步骤A中车辆质量的联合运算值的计算过程不在本监控系统内部,可以直接读取外部装置(如车辆中央控制器等)输入的联合运算值m1的结果以替代步骤A1;
[1002] 实施例41的替代实施例3:当步骤A中车辆质量的联合运算值的计算过程不在本监控系统内部,可以直接读取外部装置(如车辆中央控制器等)输入的联合运算值m1与实际值的差值m1_def0的结果以替代步骤A1,m1_def0=(m1-m1_org);在步骤A2中无须设定实际值m1_org,只需设定动力传递状况识别上限差值m1_def1、动力传递状况识别下限差值m1_def2;在步骤A3中可用m1_def0直接替代(m1-m1_org)的值进行判断条件1、或判断条件2的动力传递状况判断;
[1003] 实施例41的替代实施例4:在步骤A3中当4个动力传递状况判断条件中任意一个或多个的结果为是时,获取与联合运算值m2的取值时同一预设的时间范围内车辆的运行环境信息,当根据获取的运行环境信息判断车辆运行环境正常时,则生成动力传递故障标志有效的信息,触发动力传递故障处理机制进行相关监控保护;当判断车辆运行环境异常时,则仍然只触发动力传递异常处理机制;
[1004] 实施例41的替代实施例5:在步骤A2中根据模糊算法(如自动选择最近一次运行时参考数据)预设动力传递状况识别上限差值m1_def1和动力传递状况识别下限差值m1_def2。
[1005] 实施例41的替代实施例6:公式41-2中表达式(Ke*Km1*Te*im1)为前端的电气动力参数相关运算,该表达式也可用(Km3_1*Tr 3_1*im3_1)替代,Tr 3_1为后端的电气动力参数中驱动转矩(可用转矩传感器采集信号),im3_1为电气动力系统的后端的传动比,Km3_1为电气动力系统的后端的效率系数;
[1006] 实施例41的替代实施例7:公式41-1中表达式(Km2*F1*Kf3*R0*im2)为前端的燃料动力参数相关运算,该表达式也可用(Km3_2*Tr 3_2*im3_2)替代,Tr 3_2为后端的燃料动力参数中驱动转矩(可用转矩传感器采集信号),im3_2为燃料动力系统的后端的传动比,Km3_2为燃料动力系统后端的效率系数。
[1007] 实施例41的替代实施例8:实施例41中电气动力系统独立驱动前轮,燃料动力系统独自驱动后轮,公式41-2中表达式(Ke*Km1*Te*im1/R1_1+Km2*F1*Kf3*R0*im2/R1_2)为前端的混合动力参数的计算式;在某些车辆中可以允许电气动力系统和燃料动力系统同时单独驱动前轮或同时单独驱动后轮;如混合动力装置同时驱动同一个驱动轮(如假设为后轮)时,也可以在电气动力系统和燃料动力系统的共同作用的车辆后端的某个位置采集同时包含了电气动力和燃料动力信息的后端的混合动力参数(如转矩Tr 3_3);该表达式也可用(Km3_3*Tr 3_3*im3_3)替代,Tr 3_3为后端的混合动力参数中驱动转矩(可用转矩传感器采集信号),im3_3为混合动力系统的后端的传动比,Km3_3为混合动力系统后端的效率系数。则公式41-1可用下述公式41-8替代:
[1008] m2=(Km3_3*Tr 3_3*im3_3/R1_2–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a)
[1009] 实施例41的替代实施例9:上述公式41-1、公式41-8均为动力装置驱动状态时计算公式;也可根据混合动力参数(驱动转矩Tr 3_3)的值识别动力装置运行工况;如当(Tr 3_3>0)时则可判定为动力装置驱动状态,如当(Tr 3_3<0)时则可判定为动力装置制动状态;当车辆处于动力装置制动状态时,在实施例8基础上计算公式41-9如下:
[1010] m2=((Tr 3_3*im3_3/R1_2)/Km3_3–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a),公式41-9根据本计算公式41-9可在车辆处于动力装置制动状态时进行更准确计算;
[1011] 实施例41的替代实施例10:步骤A中参考数据的设置由外部系统进行也是可行的;本步骤中只需读取外部已设定好的参考数据,然后将联合运算值与参考数据直接进行判断;
[1012] 实施例41的延伸实施例1:在实施例41中,还包括保存所述联合运算值中联合运算值m1与实际值m1_org的差值,以生成历史记录差值;
[1013] 实施例41的延伸实施例2:在实施例41中,获取车辆的动力传递状况关联因子中源动力参数(Te和F1)的实际值,当Te小于预设阈值1(如额定值20%)或F1小于预设阈值1(如额定值30%)时将动力传递状况识别上限差值m1_def1和动力传递状况识别下限差值m1_def2各增大一倍,以降低误报率;
[1014] 本发明所提供的监控方法中,优选方案为所有参数的值为实时获取,步骤A、B均为实时执行,且以设定的时间周期循环执行,且该设定的循环周期为越短越好,越短就越能提高监控的灵敏度和时效性。
[1015] 根据前述源动力组合型参数的描述,电气功率可组合出电气能量,燃料消耗率可组合出燃料消耗量,驱动功率可组合出燃料驱动能量;本发明也允许使用能量类型的源动力组合型参数(如某一时间段的电能消耗、或某一时间段的燃烧能量、或某一时间段的油耗、或某一时间段做功的总和)作为测算对象,从动力传递异常监控变为能量传递异常监控;动力与能量从物理概念容易混淆,但是对于车辆运行来说,两者的意义完全不同;动力是能量对时间的微分,具有瞬间-快速的概念,能量是动力在时间上的累计,具有时间延滞-慢速的概念;即使以秒为单位,以每秒消耗的能量作为测算对象/直接监控对象,正如前文分析内容,车辆以120KM的时速运行时可能1秒即33米,33米的距离足以越过公路护栏、足以坠入公路边的悬崖或江河湖海中,1秒足以产生严重的安全事故;从车辆运行参数的取值、计算精度来说,33米也足以越过坡峰从上坡变成下坡,θ值由正变负,因为车辆运动平衡原理的典型计算公式中坡阻分量(m2*g*sinθ)的存在,车辆上坡时与下坡时源动力参数将发生大幅变化,上坡时的源动力参数用于下坡时动力传递异常监控毫无意义,甚至得出相反的、错误的判断;同理,因为变速分量(m2*a)的存在,纵向加速度a值变化前的源动力参数用于a值变化后时动力传递异常监控毫无意义;所以用本发明提供的方案进行动力传递异常监控,最好使用瞬间值源动力参数(如瞬间功率、瞬间转矩、瞬间驱动力、瞬间电流等)进行实时动力传递异常监控;如果使用能量类型的源动力组合型参数进行动力传递异常监控效果,则需将能量累计的时间控制得越小越好(如100毫米、10毫秒、1毫秒、0.1毫米),如果使用100KM的总油耗、100KM的电能、100KM的平均功率等参数,对于车辆安全运行至关重要的瞬时动力传递异常监控,将毫无预警意义,最多只能起到事后检查、善后分析的功能。
[1016] 如果用能量类型的源动力组合型参数作为测算对象进行动力传递异常,也需具备核心括号内步骤(为基于基于车辆运动平衡计算计算联合运算值、设定包含动力传递状况识别数据的参考数据、根据联合运算值和参考数据判断动力传递状况是否异常、对动力传递状况的判断结果有明确的处理方案)可参照下述实施例42:
[1017] 实施例42:本监控方法包括步骤A、B、C;
[1018] 该监控方法为接收人工指令后启动(简称人工启动);
[1019] 步骤A:本步骤包括步骤A1、步骤A2、步骤A3;
[1020] 步骤A1:先获取(读取或测量)同一时间范围内的各参数(m1,m0,mf0,g,μ1,θ,a,fw,V1,Km,Ke)的值(如车辆为插电式纯电动车辆,可将mf0设零或直接取消该项),并根据所获取的各参数值,计算电机的电气功率的联合运算值Pm_cal,计算公式如下:
[1021] m2=m1+m0+mf0,
[1022] Pm_cal=(m2*g*μ1*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)*V1/(Km*Ke)
[1023] 进而将联合运算值Pm_cal(进行积分运算)获取在2秒之内的电气能量值EM1_cal,EM1_cal为间接联合运算值;
[1024] 步骤A2:在上述获取Pm_cal和EM1_cal值同时;获取(读取动力控制装置测算所得数据或用功率表测量)电气功率实际值Pm_r,进而通过Pm_r积分运算获取与EM1_cal同时期的2秒内的电气能量的实测值EM2,或者用有功电表直接测量而获取EM2值;EM2作为参考数据中实际值;设定动力传递状况识别差值EM_def3:EM_def3=EM2/10;设定动力传递状况识别上限值EM_ref1:EM_ref1=EM2+EM_def3;设定动力传递状况识别下限值EM_ref2:EM_ref2=EM2-EM_def3;
[1025] 步骤A3:进行下述4个动力传递状况判断条件中任意一个或多个:判断条件1:((EM1_cal-EM2)>EM_def3)、判断条件2:((EM1_cal-EM2)<(-EM_def3))、判断条件3:(EM1_cal>EM_ref1)、判断条件4:(EM1_cal
[1026] 步骤B:如步骤A4中4个动力传递状况判断条件中任一判断结果为是,则启动动力传递异常处理机制(如语音报警等);
[1027] 实施例42的替代方案1:如车辆为燃料动力车辆时,可用发动机内燃料消耗率fm1替代电机的电气功率,用燃料能量替代电气能量,用Kf1替代Ke;可将实施例42中联合运算公式改写成如下:
[1028] fm1_cal=(m2*g*μ1*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)*V1/(Km*Kf1),
[1029] 进而将联合运算值fm1_cal(进行积分运算)获取在2秒之内的燃料能量值EM1_cal从而实现用燃料能量来进行动力传递异常监控;
[1030] 实施例42的替代方案2:因为对源动力参数进行时间累积或积分处理可得到能量消耗的数据,可将能量计算的时间周期从2秒设为1秒、0.1秒、0.01秒等;;时间越长,时间越长,如超过5秒10秒或20秒或30秒或一分钟之内或10分钟之内或30分钟之内或以1小时之内或一天之内等,则动力传递异常监控的意义越弱;也即当源动力参数为能量类型的源动力组合型参数时,能量累计的时间可控制在十天之内或五天之内或一天之内或五小时之内或以1小时之内或30分钟之内或10分钟之内或一分钟之内或30秒之内或20秒之内或10秒之内或5秒之内或2秒之内或1秒之内或100毫米之内或10毫秒之内或1毫秒之内或0.1毫米之内;时间越短,动力传递异常监控响应越快,但是联合运算值、实测值、参考数据的(四个诱因所致)测量误差将越大/效果越差/成本也升高;由此可见,将源动力参数或将源动力组合型参数(如能量)作为测算对象的动力传递异常监控效果,远不如将车辆质量或系统固有参数作为测算对象。
[1031] 在上述动力传递监控方法和系统中,允许系统根据需要切换测算对象,甚至同时启用多个测算对象,进行多个不同测算对象的多个动力传递状况判断;如既允许以车辆质量作为测算对象进行动力传递状况判断和监控,同时也允许以滚阻系数作为另一个测算对象进行另一个动力传递状况判断和监控,只要任意一个或多个动力传递状况判断结果为动力传递异常,则启动动力传递异常处理机制;
[1032] 在监控过程中,也允许系统切换源动力参数,如车辆低速高转矩运行时,可以用转矩类型的参数作为源动力参数;如车辆以高速低转矩运行时,可以用功率类型的参数作为源动力参数,以提高测算对象的联合运算值计算精度,提高动力传递异常监控的灵敏度;
[1033] 也允许以同一个测算对象,采用多个源动力参数同时进行同一个测算对象的多个联合运算值的测算,进行多个动力传递状况判断和监控;如在外部电网供电的高铁中,以车辆质量为测算对象,以电机的电磁转矩Te作为源动力参数构建一个动力传递状况判断和监控#100系统,则该系统可以监控电机及后端机械传动系统;同时以电源输入电气功率P3i作为为源动力参数构建另一个动力传递状况判断和监控#101系统,则该系统可以同时监控高铁的电源装置、电机驱动装置、电机及后端机械传动系统;如果仅仅启用#100系统(未启用#101系统)监控电机及后端机械传动系统,则可直接用P3i和电机的电气功率Pm和效率系数k31验证高铁的电源装置、电机驱动装置的动力传递状况是否正常,验证方法为判断((P3i*k31)-Pm)的计算结果是否超过预设阈值(如P3i/20),如超过则电源装置或电机驱动装置运行异常;
[1034] 如燃料动力车辆中,以气缸压力F1为燃料动力参数构建一个动力传递状况判断和监控#102系统,监控燃料发动机活塞及后端机械传动系统;同时根据燃料喷射系统的燃料输入端的燃料消耗率fm2和能量转化系数Kf2判断燃料喷射系统和发动机气缸内燃烧系统的动力传递状况是否正常,判断((fm2*Kf2)-(F1*Kf3*R0*n1/9.55))是否超过预设阈值(如(F1*Kf3*R0*n1/9.55)/20),如超过则燃料喷射系统或发动机气缸内燃烧系统异常。
[1035] 总体而言,在本发明提供的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法及系统的基础上,根据车辆的动力传递原理,进行逐层或多层的动力传递异常监控,可在车辆运行参数未超过安全极限阈值时,便于对车辆的整体动力系统、机械传动系统进行全方位的灵敏而准确的保护。
[1036] 特别声明:在本发明中,在采用燃料电池供电的电动车辆中,属于一种相对特殊的情况;该燃料是指能源供应的类型;因为其直接驱动车辆纵向运行的动力装置是电机,所以通常可视为电气动力车辆。如果车辆运动平衡计算中的源动力参数为电机驱动参数,则自然可采用电气动力车辆的动力传递状况监控方案;
[1037] 但也可将燃料电池与和其相连的电机作为一个整体视为燃料动力装置;如果参与车辆运动平衡计算的源动力参数为直接与燃料相关的参数(如燃料消耗率、燃料消耗量等)作为,此时也自然可采用燃料动力车辆的动力传递状况监控方案;
[1038] 本文中实施例1至实施例33以及公式13.1至13.6,重点为提供在多种条件下的为基于基于车辆运动平衡计算计算测算对象的联合运算值的实施方式;本文中实施例34至42,重点为提供多种参考数据的设置方式以及判断动力传递状况的实施方式;
[1039] 本发明允许将任意一种车辆运行参数作为测算对象,允许参考本申请文件中任一计算公式变形作为新的测算对象的联合运算值的计算方式,允许参考本申请文件中任意一种获取测算对象的联合运算值的获取联合运算值,允许参考本申请文件中任意一种参考数据的设置方式获取参考数据,允许参考本申请文件中任一种动力传递状况判断方式进行判断,允许参考本申请文件中任一种后续处理方式进行处理,可以任意构建新的监控方法。
[1040] 例如前述的参考数据的值域设定的较优规则示例1,演示了以机械运行参数(如纵向速度)为测算对象的参考数据的值域设定的一个例子;如本文中所述参考数据设置的示范方法4和5所述,源动力参数、机械运行参数、质量变化型物品质量具有同一特征类型(均属于幅值可能大幅变化的测算对象),可以采用类同的参考数据设置方法(如均可通过实测值设置参考数据),显而易见的,当测算对象为源动力参数、质量变化型物品质量中任一参数时,也可参考前述示例1的参考数据的值域设定方法。
[1041] 例如当测算对象为车辆总质量时,因其值自然的包括的运载物品质量的值,自然也可采用前述示例2的参考数据的值域设定方法;
[1042] 例如当测算对象为系统固有参数时,因其具有与车辆总质量、运载物品质量具有另一共同特征(显而易见的,也即在当次的运行流程中,其值变化较小或不变),自然也可采用前述示例2的参考数据的值域设定方法;当然也允许采用其他的值域设定方法;
[1043] 例如参考实施例36包含参考数据设置方式2的分支方案,显而易见的,可设置其他类型的测算对象(如源动力参数、机械运行参数、质量变化型物品质量等参数)的第二参考数据,判断其实际值大于根据联合运算值设定的上限值是否成立,和/或判断其实际值小于根据联合运算值设定的下限值是否成立;显而易见的,也可参考前述参考数据的值域设定方法,可限定该根据联合运算值设定的下限值大于安全极限阈值中最小值,和/或该实际值大于安全极限阈值中最小值,和/或:限定该根据联合运算值设定的上限值小于安全极限阈值中最大值,和/或该实际值小于安全极限阈值中最大值;
[1044] 例如可将纵向速度Vx作为测算对象,参考实施例12中计算公式(m2=((Ke*Km)*(P2o/Vx)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a)),进而变形、设立新的计算方式:Vx=(Ke*Km)*P2o/(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw),进而参考本申请文件中其他部分内容,将纵向速度的实测值作为实际值以及进一步设定参考数据,进而进行动力传递状况判断,进而进行B步骤的判断后处理;
[1045] 例如可将车辆的电机的电磁转矩作为测算对象,参考实施例28中计算公式(Te_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)/((Ke*Km)*im/R)),参考实施例41或其替换实施例或其延伸实施例获取测算对象的联合运算值;进而参考实施例40或本申请文件中其他处内容,根据电磁转矩的实测值Te作为实际值和设定参考数据,进而进行动力传递状况判断,进而进行B步骤的判断后处理,如所述判断结果包括是则启动设定的动力传递异常处理机制和/或保存判断结果和/或输出判断结果;
[1046] 例如前述的实施例28,其中提供公式为;
[1047] Te_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)/((Ke*Km)*im/R)),
[1048] 该公式可变形为:
[1049] ((Ke*Km)*im/R)*Te_cal=(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)
[1050] 该公式的左边(((Ke*Km)*im/R)*Te_cal)的计算式为动力装置生成车辆驱动力(如称为F1),右边(m2*g*f*cosθ+m2*g*sinθ+m2*a+fw)的计算式表示车辆的机械类综合运行力(如称为Y1);如将高铁车辆的全部车厢视为一个整体车辆,则可直接采用该计算公式;
[1051] 假设该高铁车辆可分为3节(或3段),每节(或每段)均有单独的动力装置,则可生成多个车辆驱动力(如F1,F2,F3),每节(或每段)车辆的各自的对应机械类综合运行力(如Y1,Y2,Y3);当每节(或每段)车辆的运行参数(f、θ、a、fw)不同时(尤其为路面坡度θ不同时),可单独测算该节(或该段)车辆的机械类综合运行力(如Y1或Y2或Y3),然后再用公式:F1+F2+F3=Y1+Y2+Y3;该方式可适用于具有多节(或多段)车辆的运行。
[1052] 参数的值(如联合运算值、参考数据、计算联合运算值所需求的输入参数的值)的取值时间与获取时间的说明;本发明所述取值时间,指参数生成时时间,指计算该参数所需求的输入参数的值所对应的时间;因为获取有多种方式(读取、测量等);如读取在time1时间前100毫秒所生成的参数值,则该参数的获取时间为time1,但该参数的取值时间为time1时前100毫秒的时间;
[1053] 本发明中,当所述测算对象为需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时,较优方案是所有参数(如联合运算值、参考数据、计算联合运算值所需求的输入参数的值)都在预设的时间范围内取值(尽量同步)、实时计算、实时获取(读取或测量)联合运算值和参考数据、实时判断、实时处置判断结果,在此时,参数的取值时间可等同于获取时间;
[1054] 当所述测算对象为车辆质量、系统固有参数中任意一种参数,联合运算值(连同计算联合运算值所需求的参数的值)的取值时间较优方式为都在预设的时间范围内取值(尽量同步)、实时计算、实时获取(读取或测量)、实时进行动力传递异常判断/监控;但参考数据的取值时间(设定时间)不需要与联合运算值的取值时间在同一时间;则进行动力传递异常判断前的参考数据的获取时间(只需读取)与参考数据的取值时间允许不同;
[1055] 参数值的取值时间的控制方式1:严格意义上来说在同一时间获取多个参数的值,可能不方便实现;在实际操作过程中,各参数组的值的取值时间可能有前有后,在此时只需要将各参数的值的取值时间控制在一个预设的时间范围内,该预设的时间范围可根据实际的软件处理速度、硬件响应速度而定;如可取100毫秒,或10毫秒,或1毫米,或0.1毫秒;该预设的时间范围时间越短,则测算/监控精度越高,但系统成本也增高;
[1056] 参数值的取值时间的控制方式2:如果车辆运行条件基本不变,例如车辆的纵向速度在1小时之内均维持60KM匀速运行,则取纵向速度的当前值,与取纵向速度1小时前的值,效果是一样的;所以各参数值的取值时间的预设的时间范围可根据车辆运行条件来调整,也即当车辆运行条件不变时,可获取该参数在运行条件不变时任意时间点上的值。显而易见,在没有限定说明时,参数的取值,通常为取当前值,通常为取真实值接近或相等的数值;
[1057] 上述参数值的取值时间、获取时间的说明适用于本发明任一实施例。
[1058] 10.进一步的,所述监控方法(#1)中包括下述步骤:获取的车辆的输入参数的值,根据获取的车辆的输入参数的值计算所述联合运算值,所述输入参数为计算所述联合运算值所需求的参数。
[1059] 本方案的实施细节:
[1060] 获取测算对象的联合运算值有多种方式,一种是读取其他设备输出的测算对象的联合运算值,如通过车辆的OBD系统,或电机驱动装置读取已计算好的联合运算值,只需该联合运算值的为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
[1061] 还有一种方式,通过与本监控系统一体化设计系统,在本发明所提供监控系统内,根据预设的车辆运动平衡计算公式也即车辆运动平衡的计算规则(包括表格处理模型,或数学计算公式),获取所述车辆的输入参数的值;所述输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数(也即该输入参数为所述车辆运动平衡计算公式中除所述测算对象外的所有参数);根据所述获取的输入参数的值计算出所述联合运算值;所述输入参数的值的取值时间都在预设的时间范围内;该输入参数的设置规则可见前述的输入参数的设置规则1;
[1062] 如在前述实施例9中,获取源动力参数(电磁转矩Te)的值,且获取预设的时间范围内车辆质量(m2)的值和系统运行参数(g、μ1、θ、a、fw、im、R1)的值,再通过实施例9所提供的车辆运动平衡模型计算出机电传动综合的效率系数的联合运算值Kem_cal的值;
[1063] 如在前述实施例12中,获取源动力参数(电机输出电气功率P2o)的值,且获取预设的时间范围内系统运行参数(Ke、Km、Vx、fw、g、f、θ、a)的值,再通过实施例12所提供的车辆运动平衡模型(m2=((Ke*Km)*(P2o/Vx)–fw)/(g*f*cosθ+g*sinθ+a))计算出m2的值;
[1064] 本方案的有益意义:允许测算对象的联合运算与本监控系统一体化设计,可大为降低监控系统的信号连接、传输成本,降低传输误差。
[1065] 11.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括下述步骤:获取所述车辆的运行环境信息;根据所述联合运算值、所述参考数据和所述运行环境信息判断是否发生动力传递异常中的动力传递故障情况。
[1066] 该方案的实施细节说明:
[1067] 动力传递异常包括车辆运行环境异常和/或动力传递故障(包括监控系统自身故障);显而易见的,监控系统自身故障自然包括参数获取模块的故障,该参数获取模块尤其指参数的测量模块;车辆运行环境异常包括路况异常、载况异常、车辆打滑、侧倾等;所以可以通过获取所述车辆的运行环境信息排除路况异常、载况等异常情况;特注:本发明所述载况异常指车辆质量在运行过程中的异常变动(例如人员跳车、运载物品质量异常、尾端车厢脱落等),其与超载有重大区别。
[1068] 典型路况异常:平坦路面上的道路减速带、超过一定体积的石头、砖块、树木等;典型载况异常:车辆运载人员/物品异常的跳动等;
[1069] 运行环境信息的有多种获取方式:可通过相关的振动传感器、加速度传感器测量出车辆在运行中的相对于路面的颠簸度、人员的跳动,可主动的识别路况异常、载况异常情况;可通过光学、超声波、红外传感器、雷达等设施测量识别路况异常(如同倒车雷达可准确识别异物的高度、距离);可通过雨感传感器识别路面的滑湿度;可通过横向设置的倾角传感器或加速度传感器识别车辆的侧倾;车辆的打滑可通过车辆旋转部件的转速数据和实测的纵向速度的比对而获知;所述联合运算值的取值时间和所述运行环境信息的取值时间都在预设的时间范围内。运行环境信息也即外部环境信息。运行环境信息异常指该信息的值超过预设的正常范围。
[1070] 如所测量的运行环境信息均正常而发生了动力传递异常,则可直接判定车辆处于动力传递故障状况;动力传递故障主要包括:车辆旋转件的异常磨损,老化,爆裂,断裂、电机转子抱轴、发动机拉缸、驱动轮死、爆胎等;当车辆的动力传递故障监控机制确认发生动力传递故障,通常需要即刻启动减速、停车、故障告警等紧急处理方案;
[1071] 如所测量的运行环境信息有异常情况而发生了动力传递异常,则可判定车辆当前的动力传递异常可能是因外部环境而引起;车辆可继续发出动力传递异常警示信息而非动力传递故障信息;同时车辆可继续进行监控运行判断动力传递异常是否随运行环境异常的消除而消除,如果不能同步消除或动力传递异常持续超过设定时间,则仍然可判定动力传递故障;
[1072] 本方案的有益意义:根据所述获取的联合运算值、所述参考数据和所述运行环境信息,直接判断是否发生动力传递故障,相较于后续的先判断动力传递异常再判断动力传递故障,可提高车辆在动力传递故障的安全响应速度。
[1073] 12.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括下述方案:
[1074] 当所述测算对象为除车辆质量之外的车辆运行参数中任一参数时,计算所述联合运算值所需求的车辆质量为基于时间在先的车辆运动平衡计算所得;也即:当输入参数中包括车辆质量(通常为车辆总质量)时,该车辆质量(通常为车辆总质量)的值为基于时间在先的车辆运动平衡计算所得
[1075] 本方案的实施说明:
[1076] 如果测算对象为除车辆质量之外的车辆运行参数中任一参数时,则该测算对象的联合运算值计算所需的输入参数中,其必然需要车辆质量的值;该车辆质量的值有多种获取方式,包括人工输入、系统预设等;但用车辆运动平衡计算获取车辆质量的值是较优选择,因为此方案可自动跟随运载物品质量的大幅度变化,提高动力传递异常监控准确度;也即该作为输入参数的车辆质量值,是通过在当次车辆运动平衡计算联合运算值(以进行动力传递状况判断比较)的之前的车辆运动平衡计算所得,是通过在先的车辆运动平衡计算所得;也即可以在车辆运行之初即进行一次甚至多次车辆运动平衡计算以学习、建立车辆质量的基准值;才能自动适应幅值可能大幅变化的车辆质量时(如公交车辆、货车、普通私家车辆),才能自动跟随运载物品质量的大幅度变化。
[1077] 当然,本发明界定的是技术方案,是该车辆质量值的生成途径;该以建立车辆质量基准值的车辆运动平衡计算的具体时间、具体器件并不重要,甚至可以读取其他设备输入的车辆运动平衡计算的输出结果;甚至可以是上一运行流程时车辆运动平衡计算的结果,此时该值也可称为历史记录值。
[1078] 本方案的技术效果说明:本方案是本发明非常关键的一个技术方案,当测算对象为除车辆质量之外参数时,只有通过在先的车辆运动平衡建立车辆质量的基准值,才能相对准确进行当前、甚至之后的车辆运动平衡计算、才能进行正常的动力传递状况监控;才能自动适应幅值可能大幅变化的车辆质量(如公交车辆、货车、普通私家车辆的运行),才能自动跟随运载物品质量的大幅度变化。
[1079] 13.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括下述方案(识别运行工况提高计算性能的方案1):所述联合运算值是根据不同的动力装置运行工况分别进行计算所得;也即先获取动力装置运行工况,将动力装置运行工况与所述计算关联。
[1080] 本方案的实施细节:
[1081] 车辆在加速、或平坦路面、或上坡运行中,通常处于动力装置驱动状态;车辆在减速、或下坡运行时,很容易进入动力装置制动状态;当源动力参数可简便的测出正负极性时(如电机驱动参数、或其他通过转矩传感器测量所得的源动力参数)也允许在动力装置制动状态进行进行测算对象的联合运算或动力传递异常监控;
[1082] 如实施例17中或实施例41的替代实施例9所示,先可以用前文内容所提供方法识别所述车辆的动力装置运行工况,再分别进行下述计算;也即先获取动力装置运行工况,将动力装置运行工况与所述计算关联:
[1083] 当动力装置运行工况为动力装置驱动状态时,能量/动力传递方向通常为从动力装置经机械传动系统再传递到车体,计算测算对象的联合运算值时需要将源动力参数的值乘以小于1的效率系数;
[1084] 如实施例17中,当动力装置运行工况为动力装置制动状态时,能量/动力传递方向通常为从车体经机械传动系统再传递到动力装置,计算测算对象的联合运算值需要将源动力参数的值除以小于1的效率系数;
[1085] 本方案的有益意义:因为车辆必然经常进入减速或下坡过程,经常进入动力装置制动状态;现有公知技术在进行测算对象的联合运算时对于动力装置制动状态的研究还处于盲区,现有公知技术在驱动时和制动时采用同样的计算公式,从而降低了测算对象的联合运算值的计算/以及动力传递异常监控的准确度;本发明所提供的该技术方案,获取动力装置运行工况,将动力装置运行工况与所述计算关联,相对于现有技术可大幅度测算对象的联合运算值的计算/以及动力传递异常监控的准确度、降低误报率。
[1086] 14.进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括下述方案(获取燃料质量提高计算性能的方案1):参与所述计算的参数中包括质量变化型物品质量。
[1087] 本方案的实施说明:
[1088] 本发明所述质量变化型物品质量主要包括燃料质量;本发明提供的实施例1到实施例33,均忽略了燃料质量,车辆总质量m2采用下述计算公式:m2=m0+m1;在插电式纯电动车辆和外部电源供电式电动车辆(如高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车)可应用良好;
[1089] 如大众某款1.6L汽油轿车,整备质量约为1300KG/邮箱容积为55L/燃料为93汽油密度约为0.725KG/L,则该车的燃料质量可在0-40KG变动;与整备质量比值约为0-3%,如联合运算值计算中不考虑燃料质量将导致0-3%的计算误差;
[1090] 在燃料动力车辆中(或包含燃料动力的插电式混合动力车辆)、燃料电池型电动车辆中,在计算测算对象联合运算值时如考虑燃料质量,则将进一步提供参数测算精度/动力传递异常监控灵敏度;
[1091] 剩余燃料质量mf0的获取方法:传感器称重测量mf0值;或通过液位容积、油表等,先测量出剩余燃料体积,再通过相关系数计算出mf0值;
[1092] 已消耗燃料质量mf1的获取方法:通过流量计测量或读取OBD数据或读取燃料电控喷射系统数据获取已消耗燃料的流量或体积,再通过相关系数计算出mf1的值;
[1093] 燃料质量的推算法:用前述方法推算mf1或剩余燃料质量mf0的值;
[1094] 当测算对象为运载物品质量m1时,先通过车辆运动平衡计算获取车辆总质量m2的联合运算值,进而通过m2计算m1值(m1=m2-m0);如获取mf0的值或获取(mf2-mf1)的值并通过下述公式计算m1值;m1=m2-m0-mf0,或m1=m2-m0-(mf2-mf1),从而从而比未包含燃料质量计算所得m1值更能提高动力传递状况判断准确度;
[1095] 当测算对象为车辆总质量m2时,通过车辆运动平衡计算获取m2的联合运算值;因为车辆运行中燃料质量在不断的消耗,mf1不断增大/mf0不断变小,实际值m2_org也在不断变小;如获取mf0的值或获取(mf2-mf1)的值并通过下述公式计算实际值m2_org:m2_org=m1+m0+mf0,或m2_org=m1+m0+mf2-mf1;从而比未包含燃料质量计算所得实际值m2_org(该实际值通常用于设定参考数据),更能提高动力传递状况判断的准确度;
[1096] 当测算对象为源动力参数或系统运行参数(非燃料质量的)时,通过车辆运动平衡计算测算对象的联合运算值所需求的车辆质量的值(通常为车辆总质量m2的实际值),也可以获取mf0的值或获取(mf2-mf1)的值进行实时调整(如:m2=m1+m0+mf0,或m2=m1+m0+mf2-mf1);从而间接的调整测算对象的联合运算值计算准确度,从而提高动力传递异常判断的准确度;
[1097] 实施例43:当测算对象为剩余燃料质量时,先通过车辆运动平衡计算获取车辆总质量m2的联合运算值,进而获取剩余燃料质量的联合运算值mf0_cal:mf0_cal=m2-m0-m1;获取与联合运算值mf0_cal取值时同一时间范围内的剩余燃料质量的(通过油表测量所得的)实测值mf0,且将该实测值作为参考数据中的实际值,同时设动力传递状况识别差值为mf0/5;判断(|mf0_cal-mf0|>(mf0/5))是否成立,如果(|mf0_cal-mf0|>(mf0/5))则判断动力传递异常;
[1098] 当所述质量变化型物品质量除了燃料质量外,还包含其他物品的质量的时,也可参照上述方法计算获取;
[1099] 本方案的有益意义:通过获取、处理所述车辆的质量变化型物品质量,可在燃料质量波动情况提高参数的计算精度,提高监控的灵敏度、准确度;尤其对于燃料电池式电动车辆,该技术方案可跟踪燃料电池中燃料质量的变化,具有重要意义。
[1100] 15.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中参与所述计算的参数中包括效率系数、滚阻系数、路面坡度中任意一种或多种参数。
[1101] 本方案的实施说明:(两次变速差值式车辆运动平衡计算参数的方案1)
[1102] 车辆运动平衡有多种实现方式:
[1103] 如实施例3的计算公式:m1=(fq2-fq1)/(a2-a1)-m0;  (公式A3-4-3)
[1104] 如实施例15的计算公式:m2=((P2o_2/Vx2)-(P2o_1/Vx1))/(a2-a1)
[1105] (运行条件为:忽略燃料质量;且动力装置运行工况为动力装置驱动状态);
[1106] 通过上述实施例3或实施例15可归纳出:显而易见的,因fq=(Ke*Km)*(Te*im/R),fq实质为基于电气参数测算的作用于驱动轮的机械驱动力;单次运行的典型的车辆运动平衡计算公式为fq=fq_cal=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw;两次变速差值式(也即基于两个不同时间点所获取的参数的差值的)车辆运动平衡计算公式:(m2=ΔF/Δa);该类计算公式,因采取两次变速差值式车辆运动平衡计算公式联合运算车辆质量值,公式中消除了滚阻系数f、路面坡度θ参数,计算简单,但须保证两次变速运行中的滚阻系数f、路面坡度θ值接近或相等时计算才准确(且还需保证两次运行时的风阻fw、车辆总质量m2接近),当两次运行中θ或f或fw或m2不等时,该方式计算结果不准;且该类公司还有一重大缺陷,车辆大多数时候可能运行在匀速状态,(即使滚阻系数f、路面坡度θ值、风阻fw均接近)此时因Δa=(a2-a1)=0时反而无法运行;如果(ΔF=(fq2-fq1)=0)也无法计算出相关参数的值。显而易见的,该(m2=ΔF/Δa)并非简单的(m=F/a)公式,该Δa是指两次运行时的加速度的差值,该ΔF并非指单次运行的合外力,也非某一时间点所测的驱动力(fq=(Ke*Km)*(Te*im/R));而指驱动力在两个不同时间点计算所得的差值(fq2-fq1);该(m2=ΔF/Δa)为基于两次不同时间点所获取的参数的差值的车辆运动平衡计算所得。如果用牛顿第二定律描述车辆运动平衡计算,实施例29中计算公式(fq_cal=m2*(g*f*cosθ+g*sinθ+a)+fw)变形可得:fq_cal-(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ)+fw)=m2*a;该(fq_cal-(m2*(g*f*cosθ+g*sinθ)+fw))才为某单一时间点牛顿第二定律中的合外力F。简而言之,尽管公式的外形相识,因为与车辆质量有关的滚动阻力和坡阻、风阻的影响,这些阻力的分量之和可能远大于变速阻力m2*a,如果不考虑坡度、滚动阻力、风阻,而仅仅将当次获取的驱动力作为合外力根据牛二定律计算出车辆质量或加速度是错误的。同理,如果不采用车辆运动纵向动力平衡计算,(在忽略车辆总质量、滚动阻力、坡阻、变速阻力、风阻等参数的大小不同及变化不同时)仅仅用电机的功率公式(P=Te*n1/9.55)也是无法计算出控制车辆运行的正确结果。
[1107] 而实施例7、11、12或实施例41中的车辆运动平衡计算公式中包含滚阻系数、路面坡度,车辆在匀速和变速时均可计算,且结果相对准确,所以相对于实施例3或15具有更高的准确度、实用性。
[1108] 本方案的有益意义:参与车辆运动平衡计算的系统运行参数组包括滚阻系数、路面坡度,比不包含该两参数时(通常以纵向加速度为核心计算参数的)的计算方案更能大幅度的提高监控准确度、灵敏度、适用范围。
[1109] 16.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括步骤:
[1110] 输出和/或保存车辆质量的值;和/或:输出和/或保存系统固有参数、纵向速度、源动力参数中任意一种或多种参数基于车辆运动平衡计算公式计算所得的值;
[1111] 本方案的实施说明:
[1112] 当测算对象为车辆质量时,车辆质量的值即联合运算值;当测算对象为源动力参数或系统运行参数时,车辆质量的值即参与所述运动平衡计算的车辆质量的值(通常为实际值、基准值);可将车辆质量的数值输出到车内人机界面、网络系统、通讯端口中;或将车辆质量的数值保存保存到车内存储设备、网络系统中等;显而易见的,本发明中所述车内人机界面包括车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面;
[1113] 本方案的有益意义:
[1114] 如果测算对象为源动力参数或系统运行参数时,用车辆运动平衡计算获取车辆质量的值是较优选择,可自动跟随运载物品质量的大幅度变化,提高动力传递异常监控准确度;
[1115] 输出所述车辆质量的数值,便于操作人员直观的判断车辆动力传递状况,对于提高本监控方法的可信度有重大意义,有助于操作人员一眼识别当前的动力传递异常判断是否正常;
[1116] 例如当体重70kg的司机单人驾车时,如果车辆显示运载质量为200KG15重如小牛,或为20KG轻如小绵羊,司机可立识别是否正常;
[1117] 例如电动大巴,如一个体重45KG的乘客上车,车辆显示新增质量为100KG或10KG,司机与乘客都可以很直观识别车辆运行是否正常;
[1118] 例如无人驾驶的汽车在自动行驶中时,如果车辆总质量的计算值发生明显变化(如从1200KG变成1600KG或800KG),远程控制人员通过网络系统可实时识别车辆运行是否正常;
[1119] 当然,如果单独的显示车辆质量的联合运算值,而不采用可自动触发的动力传递异常监控功能,则必然导致司乘人员需要时时刻刻目视关注车辆质量的显示值,反而影响车辆的安全运行;
[1120] 保存车辆质量的联合运算值,如同飞机安全的黑匣子功能,便于事后分析。
[1121] 同理;因为车辆内通常会输出和/或显示/和/或保存纵向速度、源动力参数中任意一种或多种参数的实际值;所以,输出和/或保存纵向速度、源动力参数中任意一种或多种参数基于车辆运动平衡计算公式计算所得的值;可有助于司乘人员直观的对比、识别车辆的运行状况是否正常;
[1122] 17.进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中,当源动力参数为能量类型的源动力组合型参数时,能量累计的时间控制在一天之内或以1小时之内或30分钟之内或10分钟之内或一分钟之内或30秒之内或20秒之内或10秒之内或5秒之内或2秒之内或1秒之内或100毫米之内或10毫秒之内或1毫秒之内或0.1毫米之内。
[1123] 18.进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中还包括下述方案(优选源动力参数为电机驱动参数的方案1):所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[1124] 本方案的有益意义:
[1125] 以电机驱动参数作为源动力参数进行车辆运动平衡计算,进而监控车辆监控动力传递异常,成本低廉且测量精度高灵敏度高,比采用成本高昂的转矩传感器采集信号,具有重大成本优势和性能优势,可大幅度降低监控系统成本、提升监控性能,对于车辆安全运行具有重大意义;
[1126] 以后端的电气动力参数作为源动力参数进行车辆运动平衡计算,提供了一种新的源动力参数来源,可以对单独以电机驱动参数作为源动力参数作为验证依据;
[1127] 因为电气动力参数,尤其是电机驱动参数的运用通常属于电力电子领域行业知晓的技术,便于低成本、高精度的测量、获取;
[1128] 而车辆运动平衡计算,属于整车车辆运行控制领域行业技术;
[1129] 这是两个完全不同的领域,本发明创造性的将电气动力参数、尤其是电机驱动参数与车辆运动平衡计算跨领域的相结合,进而创造性的应用于一个全新的车辆的动力传递异常监控领域,对于车辆运行安全具有重要意义。
[1130] 19.进一步的,所述监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中,还包括下述方案(优选燃料动力参数中源动力参数的方案1):当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[1131] 本方案的有益意义:燃料发动机的基础原理为燃料在气缸内燃烧产生压力推动活塞运行,进而形成曲轴的旋转运动,进而驱动车辆运行;所以气缸压力是车辆运行最核心参数之一,其可以直接监控发动机活塞及后端的旋转工作型动力或传动部件运行情况,在车辆运行条件下(如载重、坡度、速度等)同等时,如果气缸拉缸/活塞运行阻力增大时/则将导致气缸压力增大;且气缸压力可以通过设置于气缸燃烧室内(如气缸盖内壁)的压力传感器进行便利的测量(因为气缸盖是非活动部件,便于传感器及其线缆的安装),所以将气缸压力作为源动力参数是理想的选择;相对于其他参数获取的源动力参数,准确度高;
[1132] 燃料的燃烧是燃料动力车辆的驱动能量和动力之源,且燃料消耗率可通过流量传感器或燃料喷射参数准确获取,所以将燃料消耗率作为源动力参数也是较优的选择;以发动机内燃料消耗率fm1(燃料喷射系统喷射输出侧的燃料消耗率)作为源动力参数监控动力传递异常虽不如气缸压力直接,但通过燃料消耗率不仅仅可以监控发动机活塞及后端的旋转工作型动力或传动部件运行情况,还可以直接监控气缸内燃料的燃烧是否正常,消耗的燃料是否正常转化为动力;燃料的燃烧不良本身也属于车辆异常的一种;如果燃料消耗率的信号采集点为燃料喷射系统输入侧,则可更宽范围的监控燃料喷射系统工作是否正常;也即通过消耗的几滴油,就可计算出测算对象(如车辆质量)的联合运算值,进而可监控车辆的燃料喷射系统、发动机气缸燃烧系统、发动机活塞及后端的旋转工作型动力或传动部件的运行情况,对于车辆的安全具有重大意义;
[1133] 以发动机空气流量作为源动力参数,实质为间接的通过燃料消耗率监控车辆监控动力传递异常,意义同上;
[1134] 以发动机负荷报告数据作为源动力参数监控车辆监控动力传递异常,比采用成本高昂的转矩传感器采集信号,具有大幅度成本优势。
[1135] 20.进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中,所述车辆运行参数包括车辆质量、源动力参数、系统运行参数,所述系统运行参数包括机械运行参数、系统固有参数、质量变化型物品质量;
[1136] 当然,也允许测算对象为车辆运行参数之外的任一数据,只要该数据能为基于基于车辆运动平衡计算计算所得联合运算值,根据该值和该数据的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常。
[1137] 21.进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
[1138] 该技术方案的有益意义:相对于其他的车辆,如电动单车、独轮车;在上述车辆进行动力传递监控具有更重大安全意义。
[1139] 进一步的,监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中:以车辆质量、系统固有参数、质量变化型物品质量中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度和/或源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;
[1140] 本方案的有益意义:
[1141] 将源动力参数(如燃料消耗率、气缸压力、发动机输出转矩、发动机输出功率、电磁转矩、电流、电气功率等)或机械运行参数(如纵向速度、纵向加速度等)作为测算对象是效果最差监控方案,测控难度/成本高,也降低了精度/性能;该类测算对象的测量联合运算值的幅值可能快速变化从而增大第一诱因的测量误差,通常还需要获取实测值/或指令值/或历史记录值进而设定参考值,参考值幅值也可能快速变化进而带来第二诱因的测量误差;且因联合运算值、参考值随时可能处于低幅值状态(相对于满量程测量)更容易造成第三诱因的测量误差,甚至监控失效;因为车辆质量在不同的运行流程中可能大幅度变化,如果将源动力参数或系统运行参数作为测算对象,又必须先获取车辆质量的值,从而导致第四诱因的测量误差,且使测算/监控系统更为复杂/高成本;显而易见的,车辆大部分时候可能均处于匀速运行状态(包括高速匀速运行),此时纵向加速度接近零;所以监控方法(#1)或监控方法(#2)或监控方法(#3)中:相较于以除纵向加速度之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象的方案,以纵向加速度作为测算对象是很差的选择,会导致在大部分时候监控不准;其次,相较于以除纵向加速度和/或源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象的方案,以源动力参数(例如其中的电磁转矩、电流、电气功率等)作为测算对象,也是不佳的选择,会导致监控效果明显变差;
[1142] 所述测算对象优选为车辆质量,车辆质量值在车辆当次运行中相对稳定,且便于车辆操作人员直观目视判断监控效果,大为提高监控可信度;
[1143] 测算对象次优为系统固有参数(尤其滚阻系数或效率系数);滚阻系数、效率系数实质代表车辆机件的磨损状况、机件安全状况,且该参数在车辆运行中幅值变化不大,易于测控比较;但该种方式也存在上述第四诱因的测量误差,且不便于车辆操作人员直观目视判断监控效果;
[1144] 其次是测算对象为质量变化型物品质量(燃料质量),因为燃料质量的变化相对缓慢,效果比将源动力参数或机械运行参数作为测算对象要好,但也需要随时跟踪测量当前实际值而设定参考值,存在第二诱因测量误差;且联合运算值和参考值均可能逼近零值(如油量不足时)无法准确计算/监控,存在第三诱因的误差和失效。
[1145] 测算对象的联合运算值有多种计算方式,一种是查表计算;如先预设车辆的车辆质量、源动力参数、系统运行参数的关联表格;当输入其中任意两种参数时,可查表计算出另一参数的值;例如获取车辆的源动力参数、系统运行参数的值;根据该源动力参数、系统运行参数的值查表计算出车辆质量的联合运算值;
[1146] 一种是用模型(也可称为数学公式)计算;本发明前述的实施例1~33、实施例41均为通过模型计算联合运算值;
[1147] 本方案有益效果:因为不同车辆的原理、构造、车况、路况、载况千差万别;通过查表方式计算测算对象的联合运算值有很多局限性;一来表格的容量受限与硬件器件成本,二来表格中所有参数都需要预先设定或学习才能运行;表格容量大/参数设置越多,则硬件成本越高参数设置/学习成本越高;;
[1148] 如果用车辆运动平衡模型,用数学计算方式获取测算对象的联合运算值,则只需预先设置好模型规则/或数学运算规则,调整好相关的参数值,相较于查表计算,可大幅度降低联合运算值的获取成本/或大幅度提高联合运算值获取精度低/动力传递异常监控判断灵敏度。
[1149] 本发明还提供一种与监控方法(#1)相对应的车辆由动力装置控制运行时的监控系统(#36),测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种参数,所述监控系统包括判断参数获取模块(1)、动力传递状况判断模块(2);所述监控系统还包括动力传递异常处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;所述车辆由动力装置控制运行时的监控系统(#36)还包括:测算对象确定模块,用于以车辆运行参数中的任意一种为测算对象;
[1150] 所述判断参数获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据;所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;
[1151] 所述动力传递状况判断模块(2)用于:根据车辆的测算对象的联合运算值和所述测算对象的参考数据判断车辆的动力传递状况是否异常;
[1152] 所述动力传递异常处理模块(3)用于:如所述判断的结果为是,则启动设定的动力传递异常处理机制;
[1153] 所述输出模块(4)用于:输出所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果;
[1154] 所述保存模块(5)用于:保存所述动力传递状况判断模块(2)的判断结果。
[1155] 该监控系统还包括还包括启动模块,用于开机自启动或者接收人工收操作指令后启动监控系统中的其他各个模块开始进行工作,具体的功能与上述监控方法相对应,具体可参考上述监控方法。
[1156] 与上述的车辆动力传递状况的监控方法(#2)相对应,本发明还提供了一种车辆动力传递状况的监控系统,包含下述模块,
[1157] 测算对象确定模块,用于以车辆运行参数中的任意一种为测算对象;
[1158] 车辆运动平衡计算公式确定模块,用于确定计算该测算对象的车辆运动平衡计算公式;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆移动方向的动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;
[1159] 实测个数确定模块,用于设定输入参数中以实测取值的参数个数,获取输入参数的值,所述输入参数为所述车辆运动平衡计算公式中除所述测算对象外的所有参数;并根据该输入参数、车辆运动平衡计算公式计算该测算对象;获取车辆当前运动状态下该测算对象的参考数据;
[1160] 比较判断模块,用于比较计算所得该测算对象的值和该测算对象的参考数据,判断所述车辆的动力传递状况是否异常。
[1161] 本发明还提供一种
[1162] 本发明要解决的技术问题之三是提供一种简便的车辆运行参数的监视方案;
[1163] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[1164] 22.本发明提供一种车辆运行参数的监视方法(#22),所述监视方法包括步骤:
[1165] 获取测算对象的联合运算值,该联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述测算对象的联合运算值。
[1166] 该车辆运动平衡计算公式及计算方法及参数的设置方法可参考本文中任一位置的内容进行;
[1167] 该监视方法(#1)中,该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;
[1168] 该车辆运动平衡计算公式的输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;
[1169] 优选的,设定输入参数中以实测取值的参数个数,这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[1170] 优选的,可参考前述测算方法(#1)、及其动力Fx的变形、输入参数的值的基础设置方案、测算对象类型或输入参数的值的设置方案2及其各优选方案、开机自启动或者接收人工收操作指令后启动中任意一个或多个方案,用于该监视方法中。
[1171] 该监视方法开机自启动或者接收人工收操作指令后启动。在本发明中,该监视方法可以开机自启动,无需人为操作,在集成该监视方法的电子设备上电后自行运行,该自行运行可以是在上电后立刻开始运行,也可以是在经过预设时间后可以运行。其中,上述预设时间内可以仅作为一个待机时间,在该时间段内不执行其他应用程序,同时也可以在上述预设时间内执行其他应用程序,并可以进一步的以其他应用程序执行到一定程度(如执行一半或者执行完毕等)作为时间点来开始启动本监控方法或者直接以该些其他应用程序发送的启动指令来启动本监控方法。在接收人工操作指令后启动的工作模式中,该操作指令是用于控制本监视方法开始运行,其是在车内的操作按钮、触控屏或者其他移动电子设备(如手机)等在经过人为操作后产生。
[1172] 实施说明:本发明前述的监控方法(#1)提供了一种针对测算对象的联合运算值与实际值的偏差值超许可范围的自动监控方法;本监视方法(#22)中所述车内电子设备,包括专用的电子监视设备、车内导航系统、倒车雷达、车内中控台、驾驶屏显系统、车内仪表盘、行车记录仪、车内视频监控系统中任意一种或多种设备;所述便携式个人消费电子产品包括手机、掌上电脑、智能手表、智能手环、数码相机游戏机等;出于实验目的,临时置于车内的,其他的电子设备(例如实验用的电脑、示波器等)不属于本发明中所述车内电子设备;只有用于在车辆正常运营中,随车配置的电子设备才称为车内电子设备。
[1173] 本发明所述在人机界面上输出联合运算值,包括以文字、图像、声音、语音等任意一种或多种方式显示和/或语音提示联合运算值;
[1174] 本方案中所述获取,可包括通过无线接收方式接收外部设备所发出的测算对象的联合运算值、或通过USB、CAN总线等有线方式接收外部设备所发出的测算对象的联合运算值等方式;也可通过用有线/或无线方式直接接收车辆运行参数,然后在该电子设备内部用所接收的车辆质量、源动力参数、系统运行参数中参数,然后进行为基于基于车辆运动平衡计算计算得出测算对象的联合运算值;
[1175] 本技术方案的有益效果:本技术方案有助于、用于(司乘人员非常直观的、以目见闻的方式)反映或分析或判断车辆运行状况是否正常;本技术方案,尤其可用于反映或分析或判断车辆的动力传递状况是否正常,也即可用于反映或分析或判断车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况和/或运行环境的状况是否正常;车辆中与动力的传递相关的系统包括待监控的动力传动部件和/或第二车轮;第二车轮和/或传动部件中所包括的驱动轮均可称为车轮;该系统,尤其指旋转工作型动力或传动部件;车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况,尤其指待监控的动力传动部件的动力传递的效率状况(也即效率系数的大小)和/或车轮的滚动阻力系数(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc)的大小;该司乘人员指车内的司机和/或乘客,司乘人员也即车内人员;比如以车辆质量中运载物品质量作为测算对象时,司乘人员通过电子设备上显示的乘客的体重的联合运算值直接判断车辆当前运行是否正常;比如以纵向速度作为测算对象时,司乘人员可通过电子设备上显示的纵向速度的联合运算值与观察仪表盘或直接感知所得的车辆运行实际速度,直接判断车辆当前运行是否正常;比如:以源动力参数作为测算对象时,该源动力参数优先指电磁转矩、电流、电气功率中任意一种或多种参数;司乘人员可通过电子设备上显示的源动力参数的联合运算值与观察仪表盘所得的实际源动力参数,直接判断车辆当前运行是否正常;因此本技术方案相比较于现有技术也是一种重要进步;所述监视方法(#22)中,优选的,测算对象为车辆质量、纵向速度、源动力参数中任意一种或多种参数;
[1176] 进一步的,所述监视方法(#22)中:以车辆质量、系统固有参数、质量变化型物品质量中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度和/或源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;以取得更好的安全监视效果;
[1177] 进一步的,所述监视方法(#22)还包括步骤:
[1178] 获取所述测算对象的相关数据,在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的相关数据;当所述测算对象为车辆质量、需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时,该测算对象的相关数据为该测算对象的第二许可范围、实际值、联合运算值与实际值的差值、第一许可范围中任意一种或多种数据;当所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时,该测算对象的相关数据为该测算对象的第二许可范围、实际值、联合运算值与实际值的差值、标定值、联合运算值与标定值的差值、第一许可范围中任意一种或多种数据;
[1179] 综合而言,测算对象的相关数据或车辆运动平衡计算公式中的输入参数中所包括的的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;
[1180] 本技术方案的实施说明与有益效果:可在同一个电子设备的显示界面上,同时显示测算对象的联合运算值和测算对象的相关数据,便于司乘人员更直观的比较判断,便于以目视方式判断车辆是否存在安全隐患。
[1181] 进一步的,所述监视方法(#22)中,测算对象为车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上已输出的一种或多种参数;该已输出的指已显示和/或输出该参数的实际值;
[1182] 本技术方案的实施说明与有益效果:同上;
[1183] 进一步的,所述监视方法(#22),所述车内电子设备包括车内导航系统、倒车雷达、车内中控台、驾驶屏显系统、车内仪表盘、行车记录仪、车内视频监控系统中任意一种或多种设备。
[1184] 本技术方案的实施说明与有益效果:在车内现有或现需的电子设备上进行监视,相较于专用的监视系统进行监视,可大幅度的降低监视的硬件成本。
[1185] 进一步的,所述监视方法(#22),所述便携式个人消费电子产品包括手机、智能手表、智能手环中任意一种或多种设备。
[1186] 本技术方案的实施说明与有益效果:手机、智能手表、智能手环具有广泛被司乘人员携带的特点,在其上进行监视,相较于其他产品具有更良好的便携性,可大幅度的降低监视的硬件成本。
[1187] 进一步的,所述监视方法(#22),所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[1188] 进一步的,所述监视方法(#22),当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[1189] 进一步的,所述监视方法(#22),所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
[1190] 进一步的,所述监视方法(#22),测算对象为车辆质量、纵向速度、电气功率中任意一种或多种参数。
[1191] 本技术方案的实施说明与有益效果:相较于其他测算对象(如坡度、加速度、效率系数等),车辆质量(尤其是其中的运载物品质量)最为司乘人员熟知和关注;其次是纵向速度,司乘人员均可直接感知实际速度;电气功率的实际值通常也会直接显示与仪表盘;这几种参数均便于提供司乘人员直观的对于车辆运行状况的监控效果,更有助于提升安全监控效果。
[1192] 本发明还提供一种车辆运行参数的监视系统(#37),测算对象是车辆的车辆运行参数中任意一种或多种参数,所述监视系统包括联合运算值获取模块(1)、指示模块(2):
[1193] 所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值;联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;
[1194] 所述指示模块(2)用于在车内电子设备和/或便携式个人消费电子产品的人机界面上输出所述车辆的测算对象的联合运算值。
[1195] 该监视系统还可包括启动模块,用于开机自启动或者接收人工收操作指令后启动监视系统中的其他各个模块开始进行工作,具体的功能与上述监视方法相对应,具体可参考上述监视方法。
[1196] 进一步的,所述监视方法(#22),所述车内电子设备包括车内导航系统、倒车雷达、车内中控台、驾驶屏显系统、车内仪表盘、行车记录仪、车内视频监控系统中任意一种或多种设备。
[1197] 进一步的,所述监视方法(#22),所述便携式个人消费电子产品包括手机、智能手表、智能手环中任意一种或多种设备。
[1198] 本发明还提供一种车辆数据的处理方法(#1),测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,包括步骤:
[1199] 获取测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;
[1200] 还包括下列任意一个或多个步骤:
[1201] 20A1.所述测算对象为车辆运行参数中不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出和/或保存;
[1202] 20A2、当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,所述处理方法还需获取所述测算对象的相关数据;将所述联合运算值和所述相关数据输出和/或保存。
[1203] 当所述测算对象为车辆质量、需测量的参数和/或可测量的参数和/或源动力参数和/或机械运行参数和/或质量变化型物品质量中任一参数时,该测算对象的相关数据为该测算对象的第二许可范围、实际值、联合运算值与实际值的差值、第一许可范围中任意一种或多种数据;当所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任一参数时,该测算对象的相关数据为该测算对象的第二许可范围、实际值、联合运算值与实际值的差值、标定值、联合运算值与标定值的差值、第一许可范围中任意一种或多种数据;
[1204] 该车辆运动平衡计算公式及计算方法及参数的设置方法可参考本文中任一位置的内容进行;
[1205] 综合而言,测算对象的相关数据或车辆运动平衡计算公式中的输入参数中所包括的的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;
[1206] 该处理方法(#1)中,该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;
[1207] 该车辆运动平衡计算公式的输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;
[1208] 优选的,设定输入参数中以实测取值的参数个数,这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[1209] 优选的,可参考前述测算方法(#1)、及其动力Fx的变形、输入参数的值的基础设置方案、测算对象类型或输入参数的值的设置方案2及其各优选方案、开机自启动或者接收人工收操作指令后启动中任意一个或多个方案,用于该处理方法中。
[1210] 该处理方法开机自启动或者接收人工收操作指令后启动。在本发明中,该处理方法可以开机自启动,无需人为操作,在集成该处理方法的电子设备上电后自行运行,该自行运行可以是在上电后立刻开始运行,也可以是在经过预设时间后可以运行。其中,上述预设时间内可以仅作为一个待机时间,在该时间段内不执行其他应用程序,同时也可以在上述预设时间内执行其他应用程序,并可以进一步的以其他应用程序执行到一定程度(如执行一半或者执行完毕等)作为时间点来开始启动本监控方法或者直接以该些其他应用程序发送的启动指令来启动本监控方法。在接收人工操作指令后启动的工作模式中,该操作指令是用于控制本监控方法开始运行,其是在车内的操作按钮、触控屏或者其他移动电子设备(如手机)等在经过人为操作后产生。与之对应,在车辆数据的处理系统中,该处理系统还包括还包括启动模块,用于开机自启动或者接收人工收操作指令后启动处理系统中的其他各个模块开始进行工作,具体的功能与上述处理方法相对应,具体可参考上述处理方法。
[1211] 一种车辆数据的处理方法的20A1分支方案的实施细节:
[1212] 通过输出和/或保存系统固有参数(尤其为其中的效率系数、滚阻系数等)的联合运算值中的联合运算值,形成了该参数的历史记录原值。
[1213] 一种车辆数据的处理方法的20A2分支方案的实施细节:
[1214] 通过输出和/或保存测算对象的联合运算值,形成了该参数的历史记录原值,通过输出和/或保存测算对象的实际值,形成了该参数的历史记录实际值;其联合运算值和实际值的具体获取方式,可参照本文前述内容;因测算对象可能为除系统固有参数之外的其他的车辆运行参数中参数时(如纵向速度),因为该类型参数的实际值和联合运算值均可能大幅波动(如从零到120KM/H),在此时如果仅仅单独凭借其历史记录原值或历史记录实际值,均不便于作为设置用于车辆动力传递状况监控的参考数据的数据源,也不便于用户/或交警/或保险人员直观评估车辆状况,所以需要同时输出和/或保存历史记录原值和历史记录实际值;输出和/或保存该测算对象的联合运算值和实际值的差值,可以形成该测算对象的历史记录差值;
[1215] 本处理方法(#1),可用于反映或分析或判断车辆的运行状况是否正常,尤其可用于反映或分析或判断车辆的动力传递状况是否正常,尤其可用于反映或分析或判断车辆的动力传递状况是否正常,也即可用于反映或分析或判断车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况和/或运行环境的状况是否正常;车辆中与动力的传递相关的系统包括待监控的动力传动部件和/或第二车轮;第二车轮和/或传动部件中所包括的驱动轮均可称为车轮;该系统,尤其指旋转工作型动力或传动部件;车辆中与动力的传递相关的系统的运行状况,尤其指待监控的动力传动部件的动力传递的效率状况(也即效率系数的大小)和/或车轮的滚动阻力系数(尤其为其中的与车辆相关的滚阻系数分量fc)的大小。
[1216] 进一步的,该处理方法(#1)中:以车辆质量、系统固有参数、质量变化型物品质量中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;或以除纵向加速度和/或源动力参数之外的车辆运行参数中任意一种参数作为测算对象;以更好的反映或分析或判断车辆的运行状况是否正常;
[1217] 一种车辆数据的处理方法的20A1分支方案的有益效果:
[1218] 系统固有参数(尤其为其中的效率系数、滚阻系数等)还与车辆旋转工作型动力或传动部件的磨损/或老化/或安全状况紧密关联;当所处理的数据包括滚阻系数时,其与汽车轮胎的气压、轮胎形变(失圆度)、磨损状况、爆胎几率紧密相关相关;对于高铁等车辆的刚性滚动轮(即车轮),该系数与其磨损状况相关;当所处理数据包括效率系数时:该参数通常直接与车辆的动力及传动系统的磨损、安全状况相关;效率过低就意味着车辆磨损老化严重,效率突变意味着动力系统可能存有严重隐患;保存该参数具有重要意义;
[1219] 本文中前述动力传递状况监控方案,需要设置其中的参考数据(如动力传递状况识别数据),本方案中形成的历史记录值,可以作为动力传递状况识别数据的理想设置依据,比依靠人工试凑法或经验法设置可以提高监控灵敏度,从常规的模糊控制变为精确控制;
[1220] 现有技术对车辆的动力传递异常监控研究不足,对于能相对准确衡量的车辆动力传递状况的定量数据的测算方法更为盲区;当前车联网、互联网,需要采集庞杂繁多的数据(甚至需要构建成本高昂、庞大的大数据系统),尚不容易准确识别车辆动力系统的磨损/老化/安全状况;本发明所提供方法,仅仅通过一个或两个数据,还可以用于直接、简便、低成本的诊断车辆的旋转工作型动力或传动部件的性能状况,如果历史记录差值偏大,或者历史记录差值与历史记录实际值偏差过大,用户/交警/保险公式可以很直观的可鉴别出车辆旋转工作型动力或传动部件的磨损/或老化/或安全状况。
[1221] 进一步的,该处理方法(#1)中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[1222] 30.进一步的,该处理方法(#1)中,所述车辆数据的处理方法还包括:获取并输出和/或保存所述测算对象的动力传递状况关联因子的值。
[1223] 该技术方案的实施细节:获取并输出和/或保存所述测算对象的动力传递状况关联因子的值,可生成历史记录关联因子值;根据所得的历史记录关联因子值、历史记录差值、历史记录原值、历史记录实际值建立综合关联的历史记录数据库;
[1224] 车辆运行时,不同的动力传递状况关联因子的值,可能导致参与车辆运动平衡计算的车辆运行参数的值发生幅度不同的变化,进而可能导致计算所得的联合运算值或/和参考数据发生变化,进而可能导致动力传递异常的判断结果发生变化;设立具有一个或多个动力传递状况关联因子的动力传递状况关联因子数据库,并且该数据库的参数多少可由用户可由用户任意设定、任意裁剪、任意扩充;
[1225] 本发明所述调整调整动力传递异常判断数据,包括直接调整动力传递异常判断数据,如参考数据、联合运算值、动力传递异常的判断结果等;也包括通过调整参与车辆运动平衡计算的车辆运行参数的值间接调整动力传递异常判断数据;
[1226] 例如不同的路面坡度、不同的纵向速度、不同的车况均可能导致车辆的滚阻系数发生变化,进而导致包含滚阻系数的车辆运动平衡计算所得联合运算值、参考数据发生变化,进而导致动力传递异常的判断结果发生变化;例如车辆速度越高时车辆可能发飘,如同飞机原理车辆也可能产生空气升力从而导致滚阻系数值(或车辆质量承受的重力)变化;所以可以通过设立路面坡度、纵向速度、车况指数与滚阻系数(或重力加速度g值)的关联表格,用调整后的参数值参与车辆运动平衡计算,从而间接性调整动力传递异常判断数据;
[1227] 例如车况良好指数高时,或路况良好指数高时,或载况良好指数高时,可减少动力传递状况识别差值的绝对值幅度以提高监控灵敏度;反之如车况良好指数低时,或路况良好指数低时,或载况良好指数低时,可增加动力传递状况识别差值的绝对值幅度以降低误报率;如负向的纵向加速度超过某个阈值(如车辆急剧减速时),可将动力传递异常的判断结果直接设置为未发生动力传递异常;本方案的有益意义:根据不同动力传递状况关联因子的值调整动力传递异常判断数据,可在不同的车况、路况、载况、位置、车辆的车辆质量、源动力参数、系统运行参数的值时,提高参数计算精度、动力传递异常监控灵敏度,降低误报率。
[1228] 本技术方案的有益效果:建立综合关联的历史记录数据库,有助于进一步提高动力传递状况判断所需参考数据的设置的准确度,便于动力传递异常监控灵敏度提高。
[1229] 优选的,所述车辆为高铁车辆、动车、电力机车、有轨电车、磁悬浮列车、管道内列车、公交车、货车、普通私家车辆、普通列车、履带式车辆、电动车辆、燃料电池动力车辆、摩托车、有动力系统的两轮车或三轮车、在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器中任意一种车辆。
[1230] 本发明还提供
[1231] (40.)一种车辆数据的处理系统,测算对象为车辆运行参数中任意一个或多个参数,所述处理系统包括联合运算值获取模块(1)、所述处理系统还包括输出模块(2)和/或保存模块(3):
[1232] 所述测算对象联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的测算对象的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得的结果;该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,还需获取所述测算对象的相关数据;
[1233] 所述输出模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值输出;和/或
[1234] 当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,还需获取所述测算对象的相关数据,将所述联合运算值和所述相关数据输出;
[1235] 所述保存模块(2)用于:所述测算对象为不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数中任意一个或多个参数,将所述联合运算值保存;和/或
[1236] 当所述测算对象为除不可测参数和/或可预设参数和/或系统固有参数之外的车辆运行参数中任一参数时,还需获取所述测算对象的相关数据,将所述联合运算值和所述相关数据保存。
[1237] 本发明要解决的技术问题之四是提供一种简便的监控车辆超载的技术方案;
[1238] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[1239] 本发明提供一种车辆由动力装置控制运行时超载的监控方法,所述监控方法包括步骤:
[1240] A.获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载;
[1241] B.进行下述B1、B2、B3中任意一种或多种方案处理:
[1242] B1.如所述判断结果包括是,则启动设定的超载处理机制;
[1243] B2.输出所述判断结果;
[1244] B3.保存所述判断结果。
[1245] 该车辆运动平衡计算公式及计算方法及参数的设置方法可参考本文中任一位置的内容进行;
[1246] 该车辆运动平衡计算公式为描述车辆在运行方向动力与相关阻力平衡的公式或其变形的公式;该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意一种或任意多种;或者说:该相关阻力包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中一种,或包括滚动阻力、坡度阻力、变速阻力、风阻中任意多种之和;
[1247] 该车辆运动平衡计算公式的输入参数为该车辆运动平衡计算公式中除该测算对象外的所有参数,也即输入参数为根据该车辆运动平衡计算公式计算该测算对象的值所需求的参数;
[1248] 优选的,设定输入参数中以实测取值的参数个数,这些参数为基于实测值设定;其它的参数可由预设值设定;实测的参数越多精度自然会越高、监控性能好;实测的参数少成本越低;用户与生产厂家可根据各自不同情况自由定制。
[1249] 优选的,可参考前述测算方法(#1)、及其动力Fx的变形、输入参数的值的基础设置方案、测算对象类型或输入参数的值的设置方案2及其各优选方案、开机自启动或者接收人工收操作指令后启动中任意一个或多个方案,用于该监控方法中。
[1250] 综合而言,车辆运动平衡计算公式中的输入参数中所包括的的路面坡度θ、滚阻系数f、与路况相关的滚阻系数分量fr中任一种或多种参数的值,可基于该道路的位置信息计算所得或传感器测量数据获取;
[1251] 该监控方法开机自启动或者接收人工收操作指令后启动。在本发明中,该监控方法可以开机自启动,无需人为操作,在集成该监控方法的电子设备上电后自行运行,该自行运行可以是在上电后立刻开始运行,也可以是在经过预设时间后可以运行。其中,上述预设时间内可以仅作为一个待机时间,在该时间段内不执行其他应用程序,同时也可以在上述预设时间内执行其他应用程序,并可以进一步的以其他应用程序执行到一定程度(如执行一半或者执行完毕等)作为时间点来开始启动本监控方法或者直接以该些其他应用程序发送的启动指令来启动本监控方法。在接收人工操作指令后启动的工作模式中,该操作指令是用于控制本监控方法开始运行,其是在车内的操作按钮、触控屏或者其他移动电子设备(如手机)等在经过人为操作后产生。
[1252] 进一步的,所述监控方法中,所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为电机驱动参数、后端的电气动力参数中任意一个或多个参数。
[1253] 进一步的,所述监控方法中,当所述为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数为燃料动力参数时,所述燃料动力参数包括气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据中任意一个或多个参数。
[1254] 进一步的,所述监控方法中,当所述车辆处于非稳定驱动状态时使本次监控无效或取消本次判断过程或取消本次判断结果;其中,当车辆的源动力参数、机械类综合运行力、速度中的至少一种小于预设阀值时,或者车辆的动力装置运行工况为动力装置制动状态时,所述车辆处于非稳定驱动状态。
[1255] 本技术方案的有益效果为:现有公知技术对于车辆非稳定驱动状态的研究还处于盲区,因为车辆必然经常进入减速或下坡过程,经常进入非稳定驱动状态,所以识别所述车辆的非稳定驱动状态并屏蔽在该状态的监控,非常有必要,否则将大幅度升高监控系统的误报率,导致监控失效。
[1256] 27.本发明还提供一种车辆超载的监控系统,所述监控系统包括联合运算值获取模块(1)、超载判断模块(2);所述监控系统还包括超载处理模块(3)、输出模块(4)、保存模块(5)中的任意一种或多种模块;
[1257] 所述联合运算值获取模块(1)用于:获取所述车辆的车辆质量的联合运算值,所述联合运算值为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;
[1258] 所述超载判断模块(2)用于:根据所述获取的联合运算值和所述车辆的车辆最大载重安全许可值判断所述车辆是否超载;
[1259] 所述超载处理模块(3)具有下述功能:如所述判断结果包括是,则启动设定的超载处理机制;
[1260] 所述输出模块(4)用于:输出所述超载判断模块(2)的判断结果;
[1261] 所述保存模块(5)用于:保存所述超载判断模块(2)的判断结果。。
[1262] 该监控系统还包括启动模块,用于开机自启动或者接收人工收操作指令后启动监控系统系统中的其他各个模块开始进行工作,具体的功能与上述监控方法相对应,具体可参考上述监控方法。
[1263] 本技术方案的实施说明:
[1264] 本技术方案与前述的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法和系统,具有部分相同的技术特征,如前述技术方案中获取所述车辆的测算对象的联合运算值的方案,包含了本技术方案中获取所述车辆的车辆质量的联合运算值的方案,两者联合运算值的都为基于车辆运动平衡计算公式计算所得;本发明所述无效,包括在任何位置中止测算、中止参数获取、中止判断、或使判断结果无效等任意一种或多种处理方式。
[1265] 但是后续的步骤中,本技术方案的超载判断,与前述技术方案的动力传递状况判断,两者又有本质、重大区别;
[1266] 超载判断的目的如下:判断车辆所载人员/物品是否超重;
[1267] 超载判断的技术方案:基准的设置方式:根据车辆法定载重量,也即某种安全极限阈值设置判断基准;具体触发方式:只要车辆质量超过1.0倍车辆最大法定载重量即启动报警;
[1268] 超载判断的输出动作:输出超载信号,提醒司乘人员减少运载人员/物品质量。
[1269] 超载判断的对于动力传递状况故障识别的效果:如本发明背景说明中所示典型状况,当车辆的旋转工作型动力或传动部件在高速运行中发生异常磨损或变形/运行阻力增大/效率变低时,如车辆质量联合运算值由4人变为6人/480KG/车辆动力传递状况严重故障/继续运行可能发生严重的、不可预测的安全事故(包括断轴、车毁人亡等)/急需警示处理,车辆的超载系统会报告:情况正常/未超载;当3人坠车/车辆质量联合运算值变为80KG时,车辆的超载系统也会报告:情况正常/未超载。所以常规的超载系统对车辆动力传递异常(特别是动力传递故障)监控保护几乎无效。
[1270] 本发明所述动力传递状况异常判断;
[1271] 动力传递状况判断目的:识别车辆的动力或传动系统的工作异常乃至故障;
[1272] 动力传递状况判断的参考数据的设置方式:动力传递状况识别值要求尽量靠近车辆质量的实际值,且该值可跟随车辆质量实际值柔性漂移;动力传递状况识别值既可远小于车辆最大法定载重量,也可大于车辆最大法定载重量;如车辆短期在1.5倍额定负载工作,则动力传递状况识别范围可设在1.4到1.6倍负载值之间;与固定式、极限式的车辆最大法定载重量设置基准是完全不同的。
[1273] 本技术方案的有益效果:车辆的超载监控,虽然对于动力传递异常监控没有效果,但是超载也是影响车辆安全的重要诱因之一,车辆超载了则导致控制性能变差,制动效果差、超负荷易于损坏;本技术方案提供一个自动而无需人工干预的超载保护系统,可自动监控超载,并发出语音提示告警,还可以将告警信息传输到网络系统,从而利于与车辆运行相关的人员或机构(如驾乘人员、运营管理方、交警、故障诊断中心)及时发觉超载安全运行隐患,保障车辆的运行安全;优于现有靠人工计算乘客数量或磅秤称量运载质量的超载监控方案;尤其是用低成本、易测量的电机驱动参数监控超载,相对于现有技术更是大幅度进步。
[1274] 因为电气动力参数,尤其是电机驱动参数的运用通常属于电力电子领域行业知晓的技术,便于低成本、高精度的测量、获取;车辆运动平衡计算,属于整车车辆运行控制领域行业技术;当前主流的超载监控通常属于车辆运营管理范畴(基本与技术无关,通常由人工目视进行);本发明创造性的将电气动力参数、尤其是电机驱动参数与车辆运动平衡计算相结合,进而而超载监控相结合,对于车辆超载的运营管理具有重要意义。
[1275] 因为现代车辆均具有成熟的动力控制装置、中央控制器、导航系统、网络传输系统;具有成熟的软件硬件平台、动力控制装置内部具有成熟源动力参数测量系统、成熟的车内人机交互界面(显示或语音方式);
[1276] 所以本发明提供的一种车辆由动力装置控制运行时的监控方法、一种车辆超载的监控方法既可以在独立的设备中运行,也可以集成入现有的中央控制器、或动力控制装置、或导航系统、或其他车载电子设备中运行。
[1277] 所以本发明提供的一种车辆由动力装置控制运行时的监控系统、一种车辆超载的监控系统,既可以作为独立的设备存在,也可以集成入现有的中央控制器、或动力控制装置、或导航系统、或其他车载电子设备中。
[1278] 因为现有技术,可以便利实现参数网络传输,所以本发明提供的上述所有技术方案,也完全可以在各种有线或无线的移动3G、4G网、互联网、物联网、车联网、交警网络中心、运营管理中心、车辆故障诊断中心、GPS网、车内网、局域网(等各种网络端)中实现。通过网络系统来实现本发明技术方案,既可适用于有人驾驶车辆的网络监控,也可适用于无人驾驶的智能车辆的网络监控。
[1279] 本发明所提供技术方案,基本上可以在硬件新增成本远低于车辆制造成本的情况下实现,可以大幅度的提高车辆的安全运行系数,利于保障车辆乘员的生命财产安全,降低交警、运营部门管理成本。
[1280] 本发明所述阈值,也可称为阀值,在本文中两者实质意义相同,两者等同;
[1281] 本发明提供的技术方案,不仅仅适用于车辆;当飞行器(如可飞行的车辆等)在陆地以车辆模式运行时也可直接适用;或当飞行器(如喷气式飞机、活塞式飞机等)在陆地上低速运行且纵向运行速度低于一定的幅值,产生的空气升力低于预设阈值(如飞机重量5-10%时),将该飞行器当做本发明所述的车辆,也即该车辆为在陆地运行且其空气升力低于预设阈值或纵向速度低于预设值的飞行器,将该飞行器的动力装置当做本发明所述动力装置,将该飞行器的动力参数作为本发明所述的源动力参数,将该飞行器的质量作为本发明所述的车辆质量,其余的系统运行参数设置方法可参照本发明所述方法进行(飞机起飞时路面坡度θ通常更小、路面更平整);其测算对象的联合运算值沿用车辆运动平衡原理进行计算;飞行器的源动力参数除了可采用前述的源动力参数多种采集方式外,还可以在发动机喷口后某一位置设置一压力传感器或流量传感器,通过传感器信号计算出发动机输出的驱动力信号;也可在发动机的燃料供应系统、发动机内部采集燃料消耗率、发动机内空气压力或燃烧气体压力等;采用本发明技术方案,便于飞行器在陆地上低速运行时监控动力传递状况是否正常,一旦发现异常可在飞行器上天之前发出动力传递异常预警信号,启动动力传递异常处理机制(如排查异常原因、故障原因、拒绝起飞等);发现异常于地面、避免飞行器上天后才发现故障(可能导致机毁人亡),对飞行器的安全运行有重大价值。
[1282] 数据的研究本身就是重要的科学课题;未来的世界、网络的世界就是数据的世界;所谓大数据的实质之一,就说明研究各种关键类型数据的重要性;
[1283] 车辆运动平衡计算,本身就可以视为一种独特的数据;
[1284] 现有技术中,对于“车辆运动平衡计算”对于车辆运行安全的影响缺乏研究;现有技术,对可参与车辆运动平衡计算中的数据,尤其是系统固有参数类的数据(特别是其中的效率系数、滚阻系数)对于车辆运行安全的影响研究不足;现有技术,即使是车辆质量,对其在不同运行流程中幅值是否固定的数据特性对于车辆运行安全的影响研究不足;综合起来,所以现有技术,无法构建一个完整的、自动的动力传递监控系统;
[1285] 本发明对“车辆运动平衡计算”与“车辆运行安全”的关系进行深入研究,并基于以“车辆运动平衡计算”所获取的数据作为关键技术手段构建多种监控系统或处理系统,从而实现对车辆运行安全技术的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1286] 本发明对“车辆运动平衡计算”与“车辆运行安全”进行深入研究,提出了以某个参数作为测算对象,通过获取其“车辆运动平衡计算”所得数据(联合运算值),与不同途径或不同时间所设定的参考数据对比,进而判断车辆的动力传递状况是否异常,以此作为关键技术手段构建监控系统,从而实现对车辆运行安全技术的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1287] 本发明对车辆运动平衡中的数据(尤其是系统固有参数)对车辆运行安全的影响,对其中的科学规律进行深入研究;提出了以系统固有参数作为测算对象作为关键技术手段构建监控系统,从而实现对车辆运行安全技术的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1288] 甚至在同样以车辆质量作为测算对象时,而针对其在不同运行流程中幅值是否固定的数据特性进行深入研究;根据该数据特性的不同,制定不同的基准值设置的技术方案;进而构建一个完整的、自动的动力传递异常的监控系统,从而实现对车辆运行安全监控技术的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1289] 同为为基于基于车辆运动平衡计算计算中的源动力参数,而针对电机驱动参数、非电机驱动参数(在获取途径、获取成本、参数灵敏度、精度等方面)的数据特性进行深入研究;优先以电机驱动参数作为车辆运动平衡计算中的源动力参数,从而带来在成本、灵敏度、精度等性能的重大提升,也即对车辆运行安全监控系统(性价比、灵敏度、精度)的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1290] 本发明根据多种不同特性的数据对于车辆运行安全的影响,制定多种科学的基准值的设置方案(如实测方式、自学习方式、标定方式),进而构建一个完整的、自动的动力传递异常的监控系统,从而实现对车辆运行安全监控技术的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1291] 本发明针对为基于基于车辆运动平衡计算计算所得数据(也即联合运算值),在不同的场合显示场合对于车辆运行安全的影响进行深入研究;将为基于基于车辆运动平衡计算计算所得数据显示在便于车内司乘人员目视监控的器件或区域内,将显著提高车辆运行安全监控性能;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1292] 本发明针对为基于基于车辆运动平衡计算计算所得数据(也即联合运算值),可以作为一种历史记录值,可以用一个或两个数据即可清晰体现车辆安全状况,避免用无目的、无针对性、纷繁杂乱的大数据去衡量车辆安全状况所带来的成本提升、性能缺失;这也是本发明思路一个重要创造点;
[1293] 本发明针对多种数据(如滚阻系数、路面坡度、质量变化型物品质量、动力装置运行工况、运行环境信息、甚至在车辆运行中以车辆质量作为显示对象所带来的独特点)的数据特性,对车辆运行安全监控性能的影响进行深入研究,从而提出各种优化方案;这也是本发明思路一个重要创造点。
[1294] 同为燃料动力参数,而针对气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据、转矩传感器输出信号等(在获取途径、获取成本、参数灵敏度、精度等方面)的数据特性进行深入研究;优先以(气缸压力、燃料消耗率、发动机空气流量、发动机负荷报告数据)作为车辆运动平衡计算中的源动力参数,从而带来在成本、灵敏度、精度等性能的重大提升,也即对车辆运行安全监控系统(性价比、灵敏度、精度)的一种重大突破;这也是本发明思路一个重要创造点。
[1295] 以及将完全不同领域的知识,如飞行器领域的空气升力因素,与本发明构思中在地面运行的车辆,与为基于基于车辆运动平衡计算计算,动力传递状况监控,将该些因素创造性的结合,进而构建可适用于地面低速运行的飞行器的安全监控,也是本发明思路一个重要创造点。
[1296] 本申请文件中任意一处的名词解释、文字说明、计算公式、参数获取方法、实施方式、实施例及各替换实施例、各延伸实施例等内容均可应用于前、后的任意一个技术方案中;且各部分内容可任意组合、替换;例如本申请文件的监视方法、超载监控方法中的联合运算值的计算方法、获取方法等,可任意调用前述的动力传递状况监控方法、参数测算方法中的内容。
[1297] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
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