实时计算车辆车重和重心的方法、装置、电子设备及汽车与流程

本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种实时计算车辆车重和重心的方法、装置、电子设备及汽车。

背景技术：

目前车辆的重量都是通过外界的设备，如磅秤等手段进行的。这种(些)方法的缺点有：第一、需要外部设备；第二、需要特殊场地用于停车等；第三、不能实时获取辆车重及重心；第四、不能实时调整因车重而带来的控制变化(如操控等)。而实时了解车辆的重量及重心对于车辆的控制很有作用。

为解决上述技术问题，专利公布号为：cn109879206a的中国专利申请，公开了一种计算所述叉车的实时重心高度的方法和装置，具体的：获取压力传感器检测到的所述起升油缸的油缸压力和所述距离传感器检测到的所述离地高度；根据所述油缸压力和所述起升油缸的油缸截面积，计算所述叉车臂起升的货物质量；基于所述货物质量、所述离地高度，以及所述叉车在空载状态下的质量和重心高度，计算所述叉车的实时重心高度。因此，本专利需要额外设置压力传感器、距离传感器等等，检测获取物质量、所述离地高度，以及所述叉车在空载状态下的质量和重心高度，才可以最终得到叉车的实时重心高度。然而获取上述诸多信息本身需要一定的检测设备等，这无疑增加了更多的设备成本和时间成本，使得整个检测方法或者装置成本较高，不利于推广。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术中用于实时获取车辆的车重以及重心的方法的成本较高、不利于广泛使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种实时计算车辆车重和重心的方法，获取车辆当前扭矩参数，以及车辆加速度，根据车辆当前扭矩参数、车辆原始参数和车辆加速度计算得到车辆的车重和车辆的重心。

采用上述技术方案，可以通过车辆本身自带的车辆当前扭矩参数、车辆原始参数，再检测或者计算出车辆加速度相关参数就可以实时地计算出车辆重量和重心，相比于现有技术采用诸多检测设备来计算车辆的车重和重心而言，本申请提供的计算车辆的车重和重心的计算方法，更多地依赖车辆本身的原始参数再结合加速度相关参数就可以计算车辆的车重和重心，因而该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆原始参数包括车轮滚动半径、传动系数、车辆的车轮距、车辆的轴距、车辆的左侧轮扭矩之和、车辆的右侧轮扭矩之和、车辆的前轮扭矩之和、车辆的后轮扭矩之和、车辆的整车出厂质量、车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，当前扭矩参数包括分布式驱动电机的扭矩或发动机的扭矩或分布式驱动电机与发动机的总轮边驱动扭矩。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆加速度通过加速传感器获取，或者通过分布式驱动电机的转速或变速箱档位信息计算得到，或者根据[(vt-v0)/t]公式计算，其中，vt是选定时间段内的车辆的终速度，v0是选定时间段内的车辆的起始车辆速度，t是选定时间段的时间宽度。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆的车重m为：

m＝q[t/r]/a；

其中，t为车辆当前扭矩参数，r是车轮滚动半径，q是传动系数，传动系数包括变速率和轮胎滑移率；a为车辆加速度；

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆的重心的坐标(cx、cy、cz)为，

cx＝cix+cix*f(tl，tr，a，mi)*w

cy＝ciy+ciy*f(tf，tb，a，mi)*l

cz＝ciz+ciz*f(tf，tb，a，mi)*l

其中，w为车辆的车轮距，l车辆的轴距，tl车辆的左侧轮扭矩之和，tr为车辆的右侧轮扭矩之和，tf为车辆的前轮扭矩之和，tb为车辆的后轮扭矩之和，a为车辆的加速度，mi为车辆的整车出厂质量，cix、ciy、ciz分别为车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，在计算得到车辆的重心信息时，f(tl，tr，a，mi)为标定方程；其中，tl，tr，a为标定参数。

本发明还提供一种实时计算车辆车重和重心的装置，包括，

获取单元，获取车辆当前扭矩参数、车辆原始参数以及车辆加速度；

计算单元，根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重信息和车辆的重心信息。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器，存储有计算机可执行指令，处理器，处理器被配置成执行指令已实施实时计算车辆车重和重心的方法，方法包括：

获取车辆当前扭矩参数，车辆原始参数以及车辆加速度，

根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重和车辆的重心。

本发明还提供一种汽车，包括上述的电子设备。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种实时计算车辆车重和重心的方法，获取车辆当前扭矩参数，以及车辆加速度，根据车辆当前扭矩参数、车辆原始参数和车辆加速度计算得到车辆的车重和车辆的重心。采用上述计算方法，可以通过车辆本身自带的车辆当前扭矩参数、车辆原始参数，再检测或者计算出车辆加速度相关参数就可以实时地计算出车辆重量和重心，相比于现有技术采用诸多检测设备来计算车辆的车重和重心而言，本申请提供的计算车辆的车重和重心的计算方法，更多地依赖车辆本身的固定参数再结合加速度相关参数采集就可以计算车辆的车重和重心，因而该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的实时获取车辆的车重以及重心的方法流程图；

图2为本发明实施例2提供的实时获取车辆的车重以及重心的装置的电路结构图；

图3为本发明实施例3提供的实时获取车辆的车重以及重心的电子设备的电路结构图。

附图标记说明：

10、计算车辆车重和重心的装置；

100、获取单元；

200、计算单元；

20、电子设备；

300、存储器；

400、处理器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

为解决现有技术中用于实时获取车辆的车重以及重心的方法的成本较高、不利于广泛使用的问题，如图1所示，本实施例的实施方式公开了一种实时计算车辆车重和重心的方法，具体包括以下步骤：首先获取车辆当前扭矩参数，以及车辆加速度，根据车辆当前扭矩参数、车辆原始参数和车辆加速度计算得到车辆的车重和车辆的重心。

具体的，s1：首先采集车辆本身自带的车辆当前扭矩参数和车辆原始参数；s2：再检测或者计算出车辆加速度就可以实时地计算出车辆重量和重心。具体的车辆当前扭矩参数和车辆原始参数信息将在下文做详尽描述，此处不予过多解释，且车辆加速度的检测或者计算方法也将在下文做详尽描述。

另外，本实施例提供的计算车辆的车重及重心的方法，相比于现有技术采用诸多检测设备来计算车辆的车重和重心，本实施例提供的方法获取车辆原始参数和车辆当前扭矩再结合车辆加速度信息采集就可以计算车辆的车重和重心，因而本实施例提供的该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆原始参数包括车轮滚动半径、传动系数、车辆的车轮距、车辆的轴距、车辆的左侧轮扭矩之和、车辆的右侧轮扭矩之和、车辆的前轮扭矩之和、车辆的后轮扭矩之和、车辆的整车出厂质量、车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。车辆原始参数用于在下文中计算车辆的车重和重心，且上述的车辆原始参数为车辆自带的原始或固定参数，且皆为标定参数，可以根据车辆的驱动系统及车辆型号选定，本实施例对此不作具体限定。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，当前扭矩参数包括分布式驱动电机的扭矩或发动机的扭矩或分布式驱动电机与发动机的总轮边驱动扭矩。具体来说，当前扭矩参数根据车辆的不同驱动系统可以分为三种：如果车辆的驱动系统采用的分布式驱动电机，那么需要获取分布式驱动电机的扭矩；如果车辆的驱动系统采用的发动机，那么获取发动机的扭矩即可；如果车辆的驱动系统采用的分布式驱动电机混合发动机，那么需要获取分布式驱动电机混合发动机的总扭矩。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，车辆加速度通过加速传感器获取，或者通过分布式驱动电机的转速或变速箱档位信息计算得到，或者根据[(vt-v0)/t]公式计算，其中，vt是选定时间段内的车辆的终速度，v0是选定时间段内的车辆的起始车辆速度，t是选定时间段的时间宽度。

具体来说，车辆的加速度可以采用以下几种方式获得：第一，如果车辆配置有加速度传感器，通过加速度传感器来实时采集车辆的加速度信息，供后续车辆的重心或者车重的计算和获取。第二，如果车辆本身未配置加速度传感器，且驱动系统采用的是分布式驱动电机，则可以通过分布式驱动电机的转速来获取车辆的加速度。第三，如果车辆本身未配置加速度传感器，且驱动系统采用的是发动电机，则可以通过车辆的档位信息来获取车辆加速度。另外，车辆的加速度还可以通过以下公式进行计算得到：[(vt-v0)/t]公式计算，其中，vt是选定时间段内的车辆的终速度，v0是选定时间段内的车辆的起始车辆速度，t是选定时间段的时间宽度，即通过某一选定时间内的车辆的起始速度和终止速度来计算出该选定时间内的车辆的加速度。综上，车辆的加速度可以根据车辆的配置以及所采用的驱动系统的驱动方式来获取，具体可以根据实际情况获得车辆的加速度，本实施例对此不作具体限定。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，结合上述方法获取到的车辆的加速度以及车辆原始参数、车辆当前扭矩以后，再根据车辆的车重计算公式来得到车辆的车重。更具体的，车辆的车重m的影响因素包括车辆的加速度，车辆原始参数中的车轮滚动半径以及传动系数，还包括车辆当前扭矩参数。然后，车辆的车重m的计算公式为：m＝q[t/r]/a；其中，t为车辆当前扭矩参数，r是车轮滚动半径，q是传动系数，传动系数包括变速率和轮胎滑移率；a为车辆加速度。通过该公式，即可计算出车辆的车重。本实施例的计算方法，通过获取车辆原始参数和车辆当前扭矩再结合车辆加速度信息采集就可以计算车辆的车重和重心，因而本实施例提供的该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，结合上述方法获取到的车辆的加速度以及车辆原始参数以后，再根据车辆的车重心计算公式来得到车辆的车重。更具体的，车辆的重心的影响因素包括车辆的加速度和车辆原始参数中的车辆的车轮距，车辆的轴距，车辆的左侧轮扭矩之和，车辆的右侧轮扭矩之和，车辆的前轮扭矩之和，车辆的后轮扭矩之和，车辆的加速度，车辆的整车出厂质量，车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。然后车辆的重心的坐标(cx、cy、cz)为：

cx＝cix+cix*f(tl，tr，a，mi)*w

cy＝ciy+ciy*f(tf，tb，a，mi)*l

cz＝ciz+ciz*f(tf，tb，a，mi)*l

其中，w为车辆的车轮距，l车辆的轴距，tl车辆的左侧轮扭矩之和，tr为车辆的右侧轮扭矩之和，tf为车辆的前轮扭矩之和，tb为车辆的后轮扭矩之和，a为车辆的加速度，mi为车辆的整车出厂质量，cix、ciy、ciz分别为车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。通过该公式，即可计算出车辆的重心。本实施例的计算方法，通过获取车辆原始参数和车辆当前扭矩再结合车辆加速度信息采集就可以计算车辆的车重和重心，因而本实施例提供的该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

进一步的，根据本实施例的另一具体实施方式，本实施例的实施方式公开的实时计算车辆车重和重心方法，在计算得到车辆的重心信息时，f(tl，tr，a，mi)为标定方程；其中，tl，tr，a为标定参数。标定的方法如下：

1.对于不同的车重mi，cx构建一张测试表。w,l，cix，a均为固定值。分别测试标定出对应的tl，tr，从而建立tl，tr与mi，与cx的关系。

2.重复以上过程建立tf，tb与mi，cy的关系。

3.重复以上过程建立tf，tb与mi，cz的关系。

4.加大测试点数量以提升标定精确度。

实施例2

如图2所示，本发明还提供一种实时计算车辆车重和重心的装置10，包括，

获取单元100，获取车辆当前扭矩参数、车辆原始参数以及车辆加速度；

具体的，获取单元100获取车辆的当前扭矩参数主要包括以下几种：如果车辆的驱动系统采用的分布式驱动电机，那么需要获取分布式驱动电机的扭矩；如果车辆的驱动系统采用的发动机，那么获取发动机的扭矩即可；如果车辆的驱动系统采用的分布式驱动电机混合发动机，那么需要获取分布式驱动电机混合发动机的总扭矩。

再具体的，获取单元100获取车辆原始参数，原始参数包括下列参数：车辆原始参数包括车轮滚动半径、传动系数、车辆的车轮距、车辆的轴距、车辆的左侧轮扭矩之和、车辆的右侧轮扭矩之和、车辆的前轮扭矩之和、车辆的后轮扭矩之和、车辆的整车出厂质量、车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。车辆原始参数用于在下文中计算车辆的车重和重心。

再具体的，获取单元100获取车辆加速度包括以下几种方式：第一，如果车辆配置有加速度传感器，通过加速度传感器来实时采集车辆的加速度信息，供后续车辆的重心或者车重的计算和获取。第二，如果车辆本身未配置加速度传感器，且驱动系统采用的是分布式驱动电机，则可以通过分布式驱动电机的转速来获取车辆的加速度。第三，如果车辆本身未配置加速度传感器，且驱动系统采用的是发动电机，则可以通过车辆的档位信息来获取车辆加速度。另外，车辆的加速度还可以通过以下公式进行计算得到：[(vt-v0)/t]公式计算，其中，vt是选定时间段内的车辆的终速度，v0是选定时间段内的车辆的起始车辆速度，t是选定时间段的时间宽度，即通过某一选定时间内的车辆的起始速度和终止速度来计算出该选定时间内的车辆的加速度。

还包括计算单元200，根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重信息和车辆的重心信息。

具体的，计算单元200根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重信息和车辆的重心信息。

其中，车重信息可以通过以下方式计算：m＝q[t/r]/a；其中，t为车辆当前扭矩参数，r是车轮滚动半径，q是传动系数，传动系数包括变速率和轮胎滑移率；a为车辆加速度。重心信息可以通过以下方式计算：车辆的重心的坐标(cx、cy、cz)为：

cx＝cix+cix*f(tl，tr，a，mi)*w

cy＝ciy+ciy*f(tf，tb，a，mi)*l

cz＝ciz+ciz*f(tf，tb，a，mi)*l

其中，w为车辆的车轮距，l车辆的轴距，tl车辆的左侧轮扭矩之和，tr为车辆的右侧轮扭矩之和，tf为车辆的前轮扭矩之和，tb为车辆的后轮扭矩之和，a为车辆的加速度，mi为车辆的整车出厂质量，cix、ciy、ciz分别为车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。

另外，获取单元100的型号可以为tx-3w-800-1800，也可以为其他型号的获取单元100，具体根据实际需要选择，本实施对此不做具体限定。计算单元200的型号可以为ti-nspirecxcas，也可以为其他型号的计算单元200，具体根据实际需要选择，本实施对此不做具体限定。

通过上述公式，即可计算出车辆的车重和重心，即本实施例的计算方法，通过获取车辆原始参数和车辆当前扭矩再结合车辆加速度信息采集就可以计算车辆的车重和重心，因而本实施例提供的该方法具有不受场地、设备限制、不增加成本，实时反映车辆包括载重的重量和重心等优点，便于广泛推广使用。

实施例3

如图3所示，本发实施例还提供一种电子设备20，包括存储器300，存储有计算机可执行指令，处理器400，处理器400被配置成执行指令已实施实时计算车辆车重和重心的方法，方法包括：

获取车辆当前扭矩参数，车辆原始参数以及车辆加速度，

根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重和车辆的重心。

具体的，存储器300存储有计算机可执行指令，计算机执行指令包括计算车辆车重的指令以及计算车辆重心的指令以及进行计算车重车重以及重心的相关数据，比如车辆当前扭矩参数，车辆加速度和车辆原始参数，上述参数可以参考实施例1或实施例2中的相关描述，此处不再赘述。然后处理器400被配置成执行指令已实施实时计算车辆车重和重心的方法，具体的计算方法如下：获取车辆当前扭矩参数，车辆原始参数以及车辆加速度，根据车辆当前扭矩参数、车辆加速度以及车辆原始参数计算得到车辆的车重和车辆的重心。具体的计算公式如下：

车重m＝q[t/r]/a；其中，t为车辆当前扭矩参数，r是车轮滚动半径，q是传动系数，传动系数包括变速率和轮胎滑移率；a为车辆加速度。

车辆的重心的坐标(cx、cy、cz)为：

cx＝cix+cix*f(tl，tr，a，mi)*w

cy＝ciy+ciy*f(tf，tb，a，mi)*l

cz＝ciz+ciz*f(tf，tb，a，mi)*l

其中，w为车辆的车轮距，l车辆的轴距，tl车辆的左侧轮扭矩之和，tr为车辆的右侧轮扭矩之和，tf为车辆的前轮扭矩之和，tb为车辆的后轮扭矩之和，a为车辆的加速度，mi为车辆的整车出厂质量，cix、ciy、ciz分别为车辆出厂时的重心在x，y，z方向的坐标初始值。

另外，存储器300的型号可以为gd25q16bsig，也可以为其他型号的存储器300，具体根据实际需要选择，本实施对此不做具体限定。处理器400的型号可以为ryzen71700，也可以为其他型号的处理器400，具体根据实际需要选择，本实施对此不做具体限定。

实施例4

本实施例还提供一种汽车，包括实施例3的电子设备。配置有实施例3所示的电子设备的汽车，可以通过获取车辆原始参数和车辆当前扭矩再结合车辆加速度信息就可以实时获得该汽车的车重和重心，因而本实施例提供的汽车，在不增加设备、不增加成本得情况下，就能实时获得汽车的实时重量和重心，成本较低且实时信息精确。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的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。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。