挂车结合器的三向载荷采集方法、系统及乘用车技术方案

本发明专利技术涉及道路载荷采集技术领域，提供了一种挂车结合器的三向载荷采集方法，具体如下：检测挂车结合器结构是否耦合，若检测结果为否，则基于实时检测到的三轴轴向应变量来确定对应轴向上的载荷，若检测结果为是，则先对实时检测到的三轴轴向应变量进行解耦合，再确定对应轴向上的载荷。本发明专利技术先通过对三个轴向依次加载标准载荷，获取挂车结合器在标准载荷下对的应变矩阵，基于应变矩阵消除挂车结合器在X轴、Y轴、Z轴三个方向载荷上的耦合，将挂车结合器改制成一个能同时测量X轴、Y轴、Z轴三个方向载荷的力传感器单元，实现道路载荷谱的采集。集。集。

【技术实现步骤摘要】
挂车结合器的三向载荷采集方法、系统及乘用车


[0001]本专利技术涉及道路载荷采集
，提供了一种挂车结合器的三向载荷采集方法、系统及乘用车。

技术介绍

[0002]在当前的乘用车发展过程中，更多的乘用车开发车型为打开国外市场，满足国外客户牵引不同挂车的需求，都会为整车开发挂车牵引装置。挂车牵引装置作为整车的一个重要附件，其可靠性能成为影响整车性能指标的关键因素。
[0003]在挂车牵引装置开发的过程中，往往是根据挂车牵引装置需要拖挂的重量，对挂车牵引装置及车身结构需要承受的载荷进行一个经验预估。挂车接合器作为挂车牵引装置与挂车的唯一连接点，挂车牵引装置与车身的所有受力都由挂车结合器传递。通过对挂车结合器的载荷分析，就能准确的分析挂车牵引装置和车身的受力情况。
[0004]目前由于缺乏挂车结合器的有效载荷数据，导致挂车牵引装置和车身的受力验证不充分，存在可靠性风险。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请提供一种挂车结合器的三向载荷采集方法、系统及乘用车，实现了乘用车用挂车结合器在X轴、Y轴、Z轴向上的载荷采集。
[0006]具体而言，包括以下的技术方案：
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种挂车结合器的三向载荷采集方法，所述方法具体如下：
[0008]检测挂车结合器结构是否耦合，若检测结果为否，则基于实时检测到的三轴轴向应变量来确定对应轴向上的载荷，若检测结果为是，则先对实时检测到的三轴轴向应变量进行解耦合，再确定对应轴向上的载荷。
[0009]在一些实施例中，基于X轴向、Y轴向及Z轴向的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
，来计算X轴向、Y轴向及Z轴向的载荷。
[0010]在一些实施例中，关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
的获取方法如下：
[0011]挂车结合器结构耦合时，标定X轴向、Y轴向及Z轴向解耦合后的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
；
[0012]挂车结合器结构不耦合时，标定X轴向、Y轴向及Z轴向不耦合时的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
。
[0013]在一些实施例中，挂车结合器结构的耦合判定方法具体如下：
[0014]X轴向不耦合、Y轴向不耦合且Z轴向不耦合，则认定挂车接合器结构不耦合，否则认定挂车接合器结构耦合。
[0015]在一些实施例中，轴向耦合判定方法据具体如下：
[0016]对X轴向加载标准载荷时，同时采集X轴向、Y轴向、Z轴向的应变量s
xx
、s
xy
、s
xz
；在
Y轴向加载标准载荷时，同时采集X轴向、Y轴向、Z轴向的应变量s
yx
、s
yy
、s
yz
；在Z轴向加载标准载荷时，同时采集X轴向、Y轴向、Z轴向的应变量s
zx
、s
zy
、s
zz
；
[0017]若非对角线元素s
yx
、s
zx
与对角线元素s
xx
的比值均小于设定比值，则认定X轴向不耦合，否则认定X轴向耦合；若非对角线元素s
xy
、s
zy
与对角线元素s
yy
的比值均小于设定比值，则认定Y轴向不耦合，否则认定Y轴向耦合；若非对角线元素s
xz
、s
yz
与对角线元素s
zz
的比值均小于设定比值，则认定Z轴向不耦合，否则认定Z轴向耦合。
[0018]在一些实施例中，在挂车接合器结构不耦合的情况下，各轴向的关系系数k等于对应轴向加载的标准载荷与相应轴向的应变量比值；在挂车接合器结构耦合的情况下，先将应变量矩阵S解耦合，获取解耦合后的应变矩阵S
′
，各轴向的关系系数k等于对应轴向加载的标准载荷与相应轴向的解耦合应变量比值。
[0019]另一方面，本申请实施例还提供一种挂车结合器三向载荷采集装置，所述装置包括：
[0020]在挂车接合器的载荷敏感部位设置的第一应变片全桥、第二应变片全桥及第三应变片全桥，分别用于采集X轴向、Y轴向的弯曲应变量、Z方向的拉压应变量；
[0021]与第一应变片全桥、第二应变片全桥及第三应变片全桥连接的处理器，处理器基于上述挂车结合器三向载荷采集方法来确定X轴向、Y轴向、Z方向的载荷。
[0022]在一些实施例中，挂车接合器的载荷敏感部位为球头颈部。
[0023]另一方面，本申请实施例还提供一种乘用车，所述乘用车的头部与挂车结合器的固定部固定连接，挂车结合器上集成有上述挂车结合器三向载荷采集装置。
[0024]本专利技术先通过对三个轴向依次加载标准载荷，获取挂车结合器在标准载荷下对的应变矩阵，基于应变矩阵消除挂车结合器在X轴、Y轴、Z轴三个方向载荷上的耦合，将挂车结合器改制成一个能同时测量X轴、Y轴、Z轴三个方向载荷的力传感器单元，实现道路载荷谱的采集。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的挂车结合器的三向载荷采集装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的挂车结合器的三向载荷采集方法的流程图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的应变片在球头颈部的分布图；
[0029]图4为本专利技术实施例提供的第一平行应变片的布置示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例提供的第二平行应变片的布置示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例提供的T形应变片的布置示意图；
[0032]图中的附图标记分别表示为：
[0033]1.固定部、2.弹性部、3.球头颈部、4.球头；
[0034]通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图
和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
[0035]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挂车结合器三向载荷采集方法，其特征在于，所述方法具体如下：检测挂车结合器结构是否耦合，若检测结果为否，则基于实时检测到的三轴轴向应变量来确定对应轴向上的载荷，若检测结果为是，则先对实时检测到的三轴轴向应变量进行解耦合，再确定对应轴向上的载荷。2.如权利要求1所述挂车结合器三向载荷采集方法，其特征在于，基于X轴向、Y轴向及Z轴向的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
，来计算X轴向、Y轴向及Z轴向的载荷。3.如权利要求1所述挂车结合器三向载荷采集方法，其特征在于，关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
的获取方法如下：挂车结合器结构耦合时，标定X轴向、Y轴向及Z轴向解耦合后的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
；挂车结合器结构不耦合时，标定X轴向、Y轴向及Z轴向不耦合时的应变量与载荷间的关系系数k
x
、关系系数k
y
及关系系数k
z
。4.如权利要求1或3所述挂车结合器三向载荷采集方法，其特征在于，挂车结合器结构的耦合判定方法具体如下：X轴向不耦合、Y轴向不耦合且Z轴向不耦合，则认定挂车接合器结构不耦合，否则认定挂车接合器结构耦合。5.如权利要求4所述挂车结合器三向载荷采集方法，其特征在于，轴向耦合判定方法据具体如下：对X轴向加载标准载荷F
x
时，同时采集X轴向、Y轴向、Z轴向的应变量s
xx
、s
xy
、s
xz
；在Y轴向加载标准载荷F
y
时，同时采集X轴向、Y轴向、Z轴向的应变量s
yx
、s
yy
、s

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锡伟，卢生林，毕书浩，范快初，陈恩学，陶园，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：