汽车轴荷监测编制说明.docx
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汽车轴荷监测编制说明
GB/TXXXXX-XXXX《车辆质量监测技术要求》
(征求意见稿)
编制说明
一、工作简况
1任务来源
为了增强车辆运行过程的安全性,全国汽车标准化技术委员会经过研究,决定将《汽车轴荷监测》列入国家标准制定计划,项目编号为20073628-T-303。
标准的制订工作由中国汽车技术研究中心有限公司、中航电测仪器股份有限公司和陕西汽车集团有限公司承担。
2背景和意义
近几年,随着我国汽车工业的高速发展,商用车辆保有量越来越大,超限超载现象频繁发生,引发交通事故、造成人员伤亡,对社会影响较大,亟待予以解决。
行业上对有关问题也愈发重视从管理的角度,轴荷监测是未来的发展趋势,此外对于运输行业也能起到一定的约束作用;从技术储备的角度,随着整车上对电子产品使用的不断丰富,轴荷监测功能的实现已经变得可行。
大型商用车安装“汽车轴荷监测”,车辆驾驶员可以及时注意到车辆的轴荷状态,制定国家标准不仅有利于完善汽车行业标准体系和规范行业市场秩序,还有利于规范汽车轴荷监测在车辆上的安装,保证产品质量,促进汽车行业取得技术进步。
3主要工作过程
3.12016年起草组经过行业调研,了解到行业在轴荷监测产品的技术水平逐渐成熟,开始开展标准技术研究及起草工作。
2016到2018年先后在商用车工作组会上汇报标准起草工作进展情况并逐渐完善了标准草案。
3.22018年1月23日在天津市举行的商用车标准研究工作组第十五次工作会议中对《汽车轴荷监测》草案进行评审。
会议讨论了车辆轴荷检测系统技术路线和细节。
目前采用车桥变形量和钢板弹簧形变量的传感器,技术上可实现,成本可控;空气悬挂的轴荷检测技术压力传感器被国外公司垄断,不易推广;对基于发动机的轴荷检测存在静态无法测量的情况。
有的主机厂认为,车桥变形量传感器要分级标定,费时费力,钢板弹簧形变量技术要求车辆出厂,一车一标,操作费时,而且存在销售后市场更换钢板弹簧检测失效的情况,不易推广。
会议认为会后可再进行行业的调研。
3.32018年10月25日在江苏省常州市举行的汽标委商用车标准研究工作组2018年度工作会议中对《汽车轴荷监测》草案进行评审。
会议主要围绕是否需制订该标准进行了讨论,与会单位主要意见有:
1、汽标委孙枝鹏:
公安部及交通部20年前即提出制订此标准,由于近两年称重传感器零部件厂商的产品开发能力提升,故重新提出制订该标准,因此即使汽标委不组织制订,政府部门也有较大可能自行主导制订,同时该标准的实施,也利于企业维护自身利益,对通过标准法规维护统一要求也起到重要作用。
2、其他参会单位在讨论初期多数不同意制订本标准,主要理由为标准要求没有足够的试验数据支撑,同时也认为技术路线成熟度不够,在听取汽标委意见后,多数同意制订该标准,但仍需进行更多的试验,同时评估技术方案对整车装配工艺的冲击。
3、欧洲工业协会代表表示,在欧洲也没有车载称重的标准发布,主要原因为车载称重与地磅称重之间的误差会引起用户与政府部门、主机厂的纠纷,目前的条件成熟度不够,建议继续讨论研究再制订标准。
4、江淮表示,支持标准在汽标委归口,但是基于避免纠纷,车载称重的精度要有高要求。
其他针对标准内容的主要意见有:
1、轴荷信息可不必实时显示。
2、报警轴荷的临界点应按公告参数设定。
3、行驶过程中不应报警。
3.42019年5月12日-18日,轴荷监测标准碰头会在西安召开。
本次会议由中国汽车技术研究中心有限公司、陕西重型汽车有限公司以及中航电测仪器股份有限公司的10余位专家参加了本次会议。
会议由中汽中心标准所刘彦戎主持。
起草组专家对标准草案的使用范围、新增的术语与定义、通讯方式以及超载报警试验进行了介绍,对系统的耐久性提出了要求,每年对系统进行检测以避免装置发生故障,此外对于最大称量、系统误差等参数需要后续开展验证试验进行确定。
检测方法上,目前使用的方法包括在车桥、轴销、车架等设置传感器进行测量,这类方法可以满足静态、动态监测的要求,但是车桥、轴销等位置设置传感器精度上还需要提高。
此外介绍了发动机负称重的原理,该方法的标定方法存在特殊性,同时该方法使用条件比较严苛,仅适用于动态测试。
起草组对现有的标准草案进行了讨论,提出修改意见整理如下:
1、标准立项名称是否为“技术要求”需要后续确定,常州会议意见:
a、功能要求;b、产品要求;
2、“特定平台”对于整车功能而言不是必须的,特殊的运输行业(渣土车)管理上具备建立平台的条件;
3、关于牵引头与挂车通讯、接口的有关问题,需要后续与电子分标委了解相关情况,保证通讯接口有关问题保持统一;
4、系统基本功能保证,对于挂车的类型不宜规定过细;
5、出厂额定轴荷、GB1589规定轴荷、行驶证规定轴荷、公告规定轴荷等内容,建议以行驶证规定数据为准;
6、对于具体功能:
显示以单轴为准,报警以总重为判断依据;
7、关于超载报警的界限值:
参考GB21861,将报警界限改为超限3%;调研收费站地磅精度以及检测限值;
8、关于零部件测量精度以及可靠性要求,建议改为在性能要求中体现,具体指标需要后续研究确定;
9、关于静态与动态的划分,是否将低速行驶纳入静态范围;
10、最大称量的允许总轴荷,指标限值为200%是否合适需要后续讨论;建议规定原则性的要求,笼统地写;
11、原则:
突出整车监测的要求指标,不对零部件提要求;
根据会议讨论内容制定下一步工作计划如下:
1、6月底(7月)完成验证试验;
2、在6月份商用车工作组会前形成标准修改草案。
3.52019年7月4日在辽宁省大连市召开的商用车标准工作组第17次工作会议,会议邀请了商用车整车企业、中航电测等单位的专家共同研究技术内容,会议就汽车轴荷监测的应用前景、该行业标准制定的适用范围、性能要求、试验方法等技术内容进行了深入而广泛的探讨交流。
来自陕西重型汽车集团有限公司的代表介绍了标准的主要内容和草案的框架,来自汽车轴荷监测系统生产企业中航电测的代表介绍了其汽车轴荷监测产品的方案、背景和应用场景。
与会的汽车生产企业代表也提出了具体的意见,主要如下:
1、修改标准中不明确的描述;
2、标准的适用温度范围建议放宽;
3、零部件的要求由各企业提出;
4、试验方法部分需要后续开展验证试验加以细化,目前的方法可操作性较差;
5、标准的名称可考虑更改为“汽车轴荷监测”使其更加贴合标准文本实际内容;
6、应考虑空气弹簧标准适应性。
3.52019年12月17日,推荐性国家标准《汽车轴荷监测》研讨会在西安召开。
本次会议由中国汽车技术研究中心有限公司标准化研究所主办,来自陕汽、中航电测、一汽解放、东风商用车、科曼、汉得利等单位专家参加了本次会议。
根据商用车工作组第十七次会议要求,起草组近期先后开展多轮试验验证工作,本次会议组织与会专家参观演示试验,以陕汽某型渣土车作为试验样车,该样车整备质量15t,额定载荷10t。
试验过程中先后将5块2t的砝码加到货箱,系统读数由15340kg逐步增长为25120kg。
通过静态加载试验结果来看,在最大设计总质量附近,监测系统具有很高的精度。
此外还邀请了参会专家随车进行路试,考察监测系统的动态性能。
根据试验结果,监测系统车辆行驶期间有一定的波动,可以保持数据的稳定。
随后与会专家对标准草案进行了讨论,标准所一室主任孙枝鹏主持会议并讲话。
孙枝鹏讲到,近年来汽车行业在智能化、网联化方面的发展愈发深入,该标准可以为未来智能交通、车路协同发展提供支持,为整车企业和产品用户之间提供信息交互的媒介,从目前技术发展水平的角度考虑,标准起草应当充分掌握行业发展现状,明确目前技术水平下标准的适用范围,同时给出行业未来发展的方向。
陕汽赵化刚代表标准起草组对标准的主要内容进行了介绍,与会专家对草案内容进行了逐条讨论,提出修改意见整理如下:
1、题目,将“汽车轴荷监测”改为“车辆质量监测技术要求”。
2、适用范围,明确适用范围为重型车辆,同时考虑覆盖市内行驶的车辆,N1类车是否纳入标准;增加“其他车辆可参照执行”。
增加“防护等级”要求。
3、规范性引用文件,删除GB4094、SAEJ1939-11/15和SAEJ1939-14的引用;增加引用GB/T3730.2。
4、术语与定义,参考GB/T15089、GB/T3730.2等标准,对重量术语进行调整。
将“汽车总质量”改为“车辆质量”;将原3.9“显示分度”描述中的“分度值”改为“示值”;将“最大允许总质量”改为“最大设计总质量”。
5、4.1.3、4.1.4,修改描述方式,明确对于牵引车和挂车使用同一种系统的情况,挂车是否需要配置称重电子单元;增加系统示值更新频率的要求;增加“应能显示总质量值”以及“超出规定值时应具备报警功能”。
6、4.3.1中,将“车辆发动”改为“车辆通电”,增加“怠速状态显示”的要求。
7、4.4,建议删除该条,改为在标准中增加“说明书”的章节。
8、4.5.1,调整描述方式改为对环境的温度要求,按-40℃~80℃执行;对于重型汽车在使用过程中不同的区域温度范围不同,请起草组成员单位调研不同位置在使用过程中的工作温度。
9、4.5.2中,“足够的量程”的表述方式不够清晰,建议改为量程为最大设计总质量的1.2倍。
关于使用期限与标定周期,在使用说明书中增加相应的内容。
10、4.5.3,允许误差等级要求由四级划分改为三级划分,允许误差等级改为±3%、±5%、±10%,显示分度改为≤30kg、≤50kg、≤100kg;明确允许误差按照“5.3.3”规定的方法进行测量。
11、4.5.4,将条标题“超载报警”改为“监测提示”。
11、4.5.4.2,删除引用GB4094的要求,改为通过直接描述的方式给出对于指示灯信号的要求;
12、5.3.3,将“最大允许总质量的90%”改为“测量三次,分别于空载、最大允许总质量的90%和最大允许总质量的110%处记录输出示值”;增加每次测量结束后应驶离测量台,掉头后重新测量的要求。
13、5.4,参考GB24545-2019,增加消除提示的内容。
14、附录A.2.3,补充故障码。
会后起草组根据会议要求对标准草案进行了修改,于2020年1月形成标准征求意见稿及编制说明。
二、标准编制原则和主要内容
1编制原则
1)考虑我国目前行业情况以及结合国内主要生产企业建议的基础上进行标准制定;
2)标准的编写按照GB/T1.1-2009《标准编写规则第10部分:
产品标准》;
3)标准的编写参照GB/T20001.10-2014《标准化工作导则第一部分:
标准的结构和编写规则》;
4)在深入调研的基础上,吸收和听取汽车主机厂、计量设备生产企业等有关该产品的科研、设计、制造、使用和管理等各相关部门的意见。
本标准的技术指标力求达到或接近国际先进水平。
对各项技术指标进行充分的试验验证,具备实施的可行性和可操作性。
2标准主要内容
11 范围
本标准规定了车辆质量监测的功能要求和试验方法。
2本标准适用于N2、N3类载货汽车、O4类挂车及汽车列车,其他车辆可参照执行。
22 术语
22.1 车辆质量监测
能输出汽车、挂车或汽车列车车辆质量的系统。
22.2 车辆质量
汽车、挂车或汽车列车各车轴轴荷的总和。
22.3 称重传感器
用于感知车辆质量信息,并将信息传递给称重电子单元的部件。
22.4 称重电子单元
用于处理称重传感器提供的信息,输出汽车、挂车或汽车列车的车辆质量的部件。
22.5 标准计量器具
用于确定被测车辆的车辆质量的标准计量器具。
22.6 质量真值
由标准计量器输出的汽车所有车轴轴荷的总和。
22.7 质量示值
由车辆质量监测输出的汽车所有车轴轴荷的总和。
22.8 显示分度
指车辆质量监测输出的质量示值的分度值,以d表示。
23 技术要求
3.1一般要求
规定了车辆质量监测系统的显示、量程、工作温度范围以及质量监测等级。
3.2功能要求
规定了车辆质量监测系统质量数据更新周期。
规定了车辆质量监测系统的自检功能、自诊断功能。
规定了汽车列车中挂车和牵引车质量监测的通信要求。
规定了电器部件的防护等级。
3.3监测提示要求
规定了质量监测系统的检测提示要求,包括视觉信号和听觉信号。
4试验方法
4.1信号装置检查试验
在车辆静止、点火开关处于“OFF”(“LOCK”)状态下,将点火开关状态转为“ON”(“RUN”)状态,目测视觉信号装置发出信号的情况。
4.2车辆质量监测误差试验
4.2.1标准计量器具可选地秤或车轮负荷计,最大允许误差应不超过4.2.3规定的允许误差的1/3,且应分别按如下要求使用:
a)使用地秤时,秤台面积应能容纳全部被测车轴,秤台出入口地面应与台面保持同一水平面;
b)使用车轮负荷计时,应保证各车轮负荷计的上平面在同一水平面内。
4.2.2试验应在空载状态、最大设计质量90%状态和最大设计质量110%状态进行,并以3个载荷状态下误差的平均值作为车辆质量称重系统的误差。
4.2.3进行车辆质量测量时,汽车先从一个方向低速驶上标准计量器具,分别记录车辆质量监测输出的质量示值M示及标准计量器具输出的质量真值M真;然后调转车头,从相反方向驶上标准计量器具,再次记录M示及M真。
4.2.4测量时,车辆应停稳,所有车轴均应置于标准计量器具上,发动机熄火,点火开关置于“ON”(“RUN”)状态,变速器置空挡。
4.2.5按公式1计算每个载荷状态下的相对误差:
……………………………………
(1)
式中,δ示为某一载荷下的称重误差,M示i为该载荷状态下车辆质量监测第i次测量输出的质量示值,M真i
为标准计量器具第i次测量输出的质量真值。
4.2.6按公式2计算车辆质量监测的平均误差:
………………………………………………
(2)
式中,ε为车辆质量监测的相对误差,δ示为某一载荷下的称重误差。
4.3监测提示试验
假设试验车辆在空载状态下的车辆质量为M0,车辆质量监测的误差为n%,质量设定值为L0。
在车辆
静止状态下施加质量为(L0×(1+n%)-M0)的载荷,车辆质量监测系统应进行检测提示并符合4.2.4的要求。
监测提示试验应重复进行三次,三次试验均应符合要求。
5使用说明书
规定了车辆质量监测系统使用说明书应包含的内容。
6附录A车辆质量监测通讯要求
6.1通讯方式
挂车控制器和主车控制器之间采用CAN通讯方式。
6.2通讯速率
可实现250kbps或500kbps两种通讯速率,根据主车的速率要求可配置。
6.3通讯规范
发送周期
1s
数据长度
8字节
数据页(DP)
0
PDU格式(PF)
255
PDU细节(PS)
204
源地址(SA)
32
优先级(P)
6
参数群编号(PGN)
65484
CANID
0x18FFCC20
字节起始位
长度
参数名字
SPN
SPN说明
1.1
1字节
预留
2.1
4位
轴位置
521316
分辨率:
1/bit,偏移量:
0;挂车车轴从前往后依次为:
1:
一轴;2:
二轴;3:
三轴
15:
无效值,其余:
预留
2.5
4位
预留
0:
正常;1:
系统故障;
2~14:
预留15:
无效
3.1
2字节
单轴轴荷质量
521318
分辨率:
2kg/bit,偏移量:
0;数据范围:
0~128510kg
5.1
2字节
挂车总质量质量
521319
分辨率:
2kg/bit,偏移量:
0;数据范围:
0~128510kg
7.1
2字节
挂车最大总质量
521320
分辨率:
2kg/bit,偏移量:
0;数据范围:
0~128510kg
注:
采用Intel填充格式,未定义字节用1填充。
三、主要试验(或验证)情况分析:
本标准设计的整车和汽车轴荷监测装置主要有陕西重型汽车有限责任公司、中航电测仪器股份有限公司等制造生产。
1静态精度验证试验1
为了验证在车辆静止状态下,汽车轴荷监测系统输出的总质量精度,陕西重型汽车有限责任公司进行了在不同载质量情况下的静态精度验证试验。
将所有车轴置于标准计量器具上,车辆静止工况下加载,同时记录标准计量器具和系统的输出。
表3.1静态精度验证数据
标准计量器具
车载称重称重系统
前轴相对误差
后桥相对误差
整车相对误差
加载
前轴
后桥
整车
前轴
后桥
整车
0T
5818
9499
15317
5830
9670
15500
0.2063%
1.8002%
1.1948%
0T
5854
9533
15387
5860
9670
15530
0.1025%
1.4371%
0.9294%
3t
6020
12228
18248
6060
12270
18330
0.6645%
0.3435%
0.4494%
5T
5626
14639
20265
5590
14450
20040
-0.6399%
-1.2911%
-1.1103%
7T
6229
15893
22122
6270
15770
22040
0.6582%
-0.7739%
-0.3707%
9T
6349
17714
24063
6430
17700
24130
1.2758%
-0.0790%
0.2784%
11T
5940
20197
26137
5970
20260
26230
0.5051%
0.3119%
0.3558%
13T
6510
21437
27947
6630
21620
28250
1.8433%
0.8537%
1.0842%
15T
6615
23256
29871
6780
23770
30550
2.4943%
2.2102%
2.2731%
17T
6220
25637
31857
6310
25260
31570
1.4469%
-1.4705%
-0.9009%
19T
6768
26785
33553
6970
25440
32410
2.9846%
-5.0215%
-3.4066%
17T
6256
25689
31945
6310
24350
30660
0.8632%
-5.2123%
-4.0225%
15T
6138
23933
30071
6170
23480
29650
0.5213%
-1.8928%
-1.4000%
13T
6019
22155
28174
6040
21520
27560
0.3489%
-2.8662%
-2.1793%
11T
6365
19783
26148
6440
19100
25540
1.1783%
-3.4525%
-2.3252%
9T
5806
18544
24350
5800
17790
23590
-0.1033%
-4.0660%
-3.1211%
试验结果:
静态工况下,整车最大相对误差为4%,最小相对误差为0.27%。
2动态精度验证试验
为了验证在车辆运动状态下,汽车轴荷监测系统输出的总质量精度,策划进行了动态态精度验证试验。
试验内容为:
在加载9t货物的工况下,进行了三次全油门加速过程、三次全行程制动减速过程,进行动态试验前记录车辆在静态工况下系统的输出和标准计量器具的输出,加减速过程中记录系统的输出,试验数据如下:
表3.2动态精度验证试验
标准计量器具输出静态总重
车载称重系统系统输出总重
整车相对误差
备注
标准计量器具静态总重
车载称重系统输出总重
整车相对误差
备注
23431
24450
4.35%
静态
23431
24450
4.35%
静态
23431
34630
47.80%
第一次加速
23431
33600
43.40%
第一次减速
23431
36020
53.73%
23431
33690
43.78%
23431
36200
54.50%
23431
33560
43.23%
23431
34430
46.94%
23431
37480
59.96%
23431
34360
46.64%
23431
34010
45.15%
23431
33620
43.49%
23431
34090
45.49%
23431
33610
43.44%
23431
34050
45.32%
23431
36920
57.57%
第二次加速
23431
36430
55.48%
第二次减速
23431
33700
43.83%
23431
33460
42.80%
23431
33770
44.13%
23431
33670
43.70%
23431
32860
40.24%
23431
33820
44.34%
23431
35660
52.19%
23431
35960
53.47%
23431
35450
51.30%
23431
38060
62.43%
23431
35710
52.40%
23431
35470
51.38%
第三次减速
23431
35930
53.34%
23431
33840
44.42%
23431
35470
51.38%
第三次加速
23431
33260
41.95%
23431
33840
44.42%
23431
32890
40.37%
23431
33260
41.95%
23431
32500
38.71%
23431
32890
40.37%
23431
34340
46.56%
23431
32500
38.71%
23431
34340
46.56%
23431
34370
46.69%
试验结果:
在加减速试验过程中,系统输出误差较大。
3监测提示验证试验
为了验证系统的监测提示功能,按照一定试验方法开展了监测提示功能试验。
试验方法:
车辆加载8t载荷,记录此时系统的输出,将此时系统的输出值作为监测提示门限值,然后加载100kg载荷,记录系统输出,观察系统输出是否变化试验数据如下:
表3.3监测提示试验数据
门限值
加载质量
车载称重系统输出
示值变化
23450
100
23540
+90
23540
+90
23540
+90
23540
+90
23550
+100
23540
+90
23550
+100
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试验结果:
系统能够进行监测提示。
4静态精度验证试验2(车辆运行)
为了验证系统在车辆运行停止后的静态精度,策划静态精度验证试验,试验步骤如下:
1)静态工况下加载12t轴荷,加载过程中记录系统的输出和标准计量器具的输出;
2)加载完成后,启动车辆运行一段里程;
3)步骤2)完成后,卸载4t轴荷,卸载过程中记录系统的输出和标准计量器具的输出;
4)卸载完成后,启动车辆运行一段里程;
5)步骤4)完成后,加载10t轴荷,加载过程中记录系统的输出和标
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- 汽车 监测 编制 说明
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