一种基于载重量检测装置的检测方法与流程

本申请涉及感应减震器领域，尤其是一种基于载重量检测装置的检测方法。

背景技术：

1、随着两轮电动车的持续发展，越来越多的两轮电动车成为了人们日常生活中的主要出行工具，与此同时车辆的剩余里程及安全性成为用户最重视的问题。估算剩余里程以及辅助电控安全算法时需要知道车辆的载重量，因此准确估算载重量是解决剩余里程估算及安全性问题的关键因素。

2、传统的做法会在两轮电动车上设置载重传感器比如压力传感器，以通过载重传感器获取两轮电动车的载重量，但是两轮电动车上只有减震器是集中受力区域，其他区域比如坐桶或者脚踏板，由于受力面积大且受力不规范，载重传感器无法准确测量载重量并且高精度的载重传感器价格昂贵，因此逐渐的更多的企业会通过两轮电动车搭载的减震器来计算载重量。两轮电动车搭载的减震器安装在座桶与车架之间，载重量越大，减震器因为弹簧压缩而产生的轴向位移量就越大，因此通过测量轴向位移量就能确定载重量。目前常见的做法是在减震器旁边外挂一个可伸缩测量结构，该可伸缩测量结构与减震器等高且内部可伸缩，利用该可伸缩测量结构可以测量减震器因为弹簧压缩而产生的轴向位移量，但是由于两轮电动车空间限制，减震器紧挨着轮胎或后座桶，很多两轮车并没有多余空间在减震器外挂一个同等高度的可伸缩测量结构，具有较大的限制性。

技术实现思路

1、本申请针对上述问题及技术需求，提出了一种基于载重量检测装置的检测方法，本申请的技术方案如下：

2、一种基于载重量检测装置的检测方法，包括如下步骤：

3、载重量检测装置包括减震器和磁桶式感应装置；磁桶式感应装置包括磁桶和感应线圈，磁桶和感应线圈位于减震器的弹簧的腔体内部，磁桶和感应线圈的相对位置随着减震器的伸缩而变化，减震器的轴向是减震器伸缩方向；检测方法包括：

4、给磁桶施加交变电压产生磁场，采集感应线圈中的感应电流，感应电流是感应线圈和磁桶的相对位置随着减震器的伸缩变化导致磁通量改变所感应出的电流；

5、根据感应电流计算得到减震器的轴向位移量l0；

6、根据轴向位移量l0与载重量之间的对应关系确定与轴向位移量对应的载重量。

7、其进一步的技术方案为，检测方法还包括：

8、通过加速度传感器采集减震器的加速度数据，根据减震器的加速度数据确定减震器的运动状态；

9、在减震器的运动状态处于平稳运动状态的时段内，执行根据感应电流计算得到减震器的轴向位移量l0的步骤；

10、在减震器的运动状态处于剧烈运动状态的时段内，利用加速度数据计算减震器的轴向位移量l0。

11、其进一步的技术方案为，根据感应电流计算得到减震器的轴向位移量l0包括：

12、根据采集到的感应电流ir2计算得到感应电动势eavg；

13、基于计算得到减震器的轴向位移量理论值l；

14、其中，μ0是真空磁导率，r1i是磁桶的内阻，r1是磁桶的半径，r2是感应线圈的半径，n2是感应线圈的匝数，φ是穿过感应线圈的磁通量，d是施加的交变电压的占空比，f是施加的交变电压的频率，veff是施加的交变电压有效峰值；

15、确定减震器的轴向位移量l0＝l*a，a是能量转换率。

16、其进一步的技术方案为，利用加速度数据计算所述减震器的轴向位移量l0包括：根据加速度传感器采集到的加速度数据提取沿着减震器的轴向的轴向加速度数据，对轴向加速度数据在预定时间区间内进行两次积分得到单个区间轴向位移量，计算减震器处于剧烈运动状态的时段内的单个区间轴向位移量的平均值作为减震器的轴向位移量l0。

17、其进一步的技术方案为，检测方法还包括：

18、当加速度传感器采集到的加速度数据的每一轴加速度矢量的平方和超过预定阈值时，向磁桶施加交变电压；

19、在利用感应电流计算得到载重量后，或者，在利用加速度数据计算得到载重量的连续次数达到次数阈值时，停止向磁桶施加交变电压。

20、其进一步的技术方案为，当单个区间轴向位移量在预定阈值范围内的连续时长达到预定时长时，确定减震器的运动状态在预定时长的时段内处于平稳运动状态，否则确定减震器的运动状态处于剧烈运动状态。

21、其进一步的技术方案为，感应线圈还与采样电阻串联，采集感应线圈中的感应电流包括：通过电流采样电路采集采样电阻的电流作为感应线圈中的感应电流，则基于欧姆定律根据采集到的感应电流ir2计算得到感应电动势eavg＝ir2×(r2i+r2e)，其中，r2i是感应线圈的内阻，r2e是采样电阻的阻值。

22、其进一步的技术方案为，感应线圈、磁桶、阻尼器和弹簧均同轴安装。

23、其进一步的技术方案为，减震器还包括弹簧上支撑，弹簧上支撑固定在上支撑板的内侧，弹簧通过弹簧上支撑固定在上支撑板上，弹簧上支撑内部开设有引线槽，引线槽的第一端开口位于弹簧形成的腔体内部、第二端开口位于弹簧形成的腔体外部，感应线圈连接的感应导线以及磁桶连接的通电导线分别从引线槽的第一端开口进入，经由弹簧上支撑内部的引线槽从第二端开口穿出以引出至弹簧的腔体外部。

24、其进一步的技术方案为，减震器还包括导线限位板，导线限位板位于感应线圈和弹簧之间，感应线圈至引线槽的第一端开口之间的感应导线布设在导线限位板与感应线圈之间的区域内，从磁桶至引线槽的第一端开口之间的通电导线布设在导线限位板与感应线圈之间的区域内。

25、本申请的有益技术效果是：

26、本申请提出的一种基于载重量检测装置的检测方法，设计了一种高精度、无接触的减震器结构，该减震器结构在传统的减震器结构的基础上增加了位于弹簧的腔体内部的磁桶和感应线圈，给磁桶施加交变电压产生磁场，采集感应线圈中的感应电流，根据感应电流计算得到减震器的轴向位移量，根据轴向位移量与载重量之间的对应关系确定与轴向位移量对应的载重量。利用该减震器结构可以使用无接触电磁感应方式计算减震器的轴向位移量，能够适应更复杂的环境，具有更高的抗干扰能力和更精准的检测效果。且磁桶和感应线圈安装在减震器弹簧的腔体内部，不改变原有减震器结构，对整车改动较小，便于在减震器上后装，适用于后装市场普及。

27、通过采集安装在减震器上的加速度数据判断用户的骑乘状态，处于骑乘状态时打开交变电压，利用感应电流计算得到载重量即关闭交变电压可以节省车辆能耗。

28、在骑乘过程中根据加速度数据可以判断减震器的运动状态，对减震器处于不同运动状态下采取不同的减震器轴向位移量计算方法，并通过轴向位移量确定载重量，有效解决车在骑行时的载重量判断问题，对车的剩余里程估算具有重要意义，同时估算出的载重量可以辅助电控安全算法进行自适应设计，提高了算法的普适性，采用多传感互补的方式检测载重量，有效消除系统误差，提高了载重量检测的准确度。

技术特征：

1.一种基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述载重量检测装置包括减震器和磁桶式感应装置；所述磁桶式感应装置包括磁桶和感应线圈，磁桶和感应线圈位于所述减震器的弹簧的腔体内部，磁桶和感应线圈的相对位置随着所述减震器的伸缩而变化，所述减震器的轴向是减震器伸缩方向；所述检测方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

3.根据权利要求2所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，根据所述感应电流计算得到所述减震器的轴向位移量l0包括：

4.根据权利要求2所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，利用加速度数据计算所述减震器的轴向位移量l0包括：

5.根据权利要求2所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

6.根据权利要求4所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述根据所述减震器的加速度数据确定所述减震器的运动状态，包括：

7.根据权利要求3所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述感应线圈还与采样电阻串联，采集感应线圈中的感应电流包括：通过电流采样电路采集采样电阻的电流作为感应线圈中的感应电流，则基于欧姆定律根据采集到的感应电流ir2计算得到感应电动势eavg＝ir2×(r2i+r2e)，其中，r2i是感应线圈的内阻，r2e是采样电阻的阻值。

8.根据权利要求1所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述感应线圈、磁桶、阻尼器和弹簧均同轴安装。

9.根据权利要求8所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述减震器还包括弹簧上支撑，所述弹簧上支撑固定在上支撑板的内侧，弹簧通过弹簧上支撑固定在上支撑板上，所述弹簧上支撑内部开设有引线槽，所述引线槽的第一端开口位于弹簧形成的腔体内部、第二端开口位于弹簧形成的腔体外部，感应线圈连接的感应导线以及磁桶连接的通电导线分别从所述引线槽的第一端开口进入，经由所述弹簧上支撑内部的引线槽从第二端开口穿出以引出至弹簧的腔体外部。

10.根据权利要求9所述的基于载重量检测装置的检测方法，其特征在于，所述减震器还包括导线限位板，所述导线限位板位于感应线圈和弹簧之间，感应线圈至所述引线槽的第一端开口之间的感应导线布设在导线限位板与感应线圈之间的区域内，从磁桶至所述引线槽的第一端开口之间的通电导线布设在导线限位板与感应线圈之间的区域内。

技术总结本申请公开了一种基于载重量检测装置的检测方法，涉及感应减震器领域，该方法包括：在传统的减震器结构的基础上增加了位于弹簧的腔体内部的磁桶和感应线圈，给磁桶施加交变电压产生磁场，采集感应线圈中的感应电流，根据感应电流计算得到减震器的轴向位移量，根据轴向位移量与载重量之间的对应关系确定与轴向位移量对应的载重量。通过使用无接触电磁感应方式计算减震器的轴向位移量，能够适应更复杂的环境，具有更高的抗干扰能力和更精准的检测效果，对车辆剩余里程估算及安全性具有重要意义。技术研发人员：熊文涛受保护的技术使用者：雅迪科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27