CN110949086A - 智能化汽车平衡悬架管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了智能化汽车平衡悬架管理系统，包括基于单片机的平衡悬架智能处理系统、采集单元，采集单元是多个传感器，多个传感器安装在汽车平衡悬架需要监控部位；基于单片机的平衡悬架智能处理系统，由车载电源供电，采集单元输出信号至基于单片机的平衡悬架智能处理系统，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过CAN总线与汽车整车ECU系统连接，基于单片机的平衡悬架智能处理系统与云平台服务器数据、数据处理中心交互，产品设计平台、数据处理中心、云平台服务器数据交互；本发明能实现：维护保养功能、超载控制功能、绿色驾驶建议功能、主动故障报警功能、辅助驾驶功能、汽车平衡悬架运行数据智能分析反馈功能。

Description

智能化汽车平衡悬架管理系统

技术领域

本发明属于商用车平衡悬架的动态检测及设计、制造领域，涉及基于移动通信、车联网技术、智能制造为基础的智能化汽车平衡悬架管理系统。

背景技术

汽车平衡悬架是汽车底盘部份的关键及主要总成，承受全部载重量并传递给车桥，实现驱动车轮在任何道路条件下都能行走的目的；载重几十吨的货物全靠平衡悬挂系统的作用，是除车架外的主要承重部件，在重型汽车中起到了非常重要的功能。

目前造成汽车平衡悬架失效的主要原因是设计过程可靠性失效、用户严重超载。货车超载是十分危险的行为，据统计，70%的道路交通安全事故由车辆超限超载引发，50%的群死群伤重特大道路交通事故与超限超载运输有直接关系。为此，曾有很多人呼吁“将货运车辆超载、超速的问题纳入危险驾驶罪的范畴”。如何杜绝货车超载现象的泛滥，固有其客观原因。比如，物流成本过高、收益过低，微利甚至亏本的风险，让货运行业有强烈的违法冲动。解决这一问题，需要利用现行车联网技术实现车辆的智能化控制；配备监控驾驶员和车辆数据的终端设备，进而分析CAN总线数据和其他相关信息，统计车辆每天的载荷、巡航时长、怠速时长、油门开度、制动频次、空挡滑行、行驶里程和平均速度，通过对大数据的智能分析，对驾驶员的驾驶行为进行指导和提醒，以确保平衡悬架最安全可靠的使用。因此研发、制造新一代智能化平衡悬架系统总成具有广阔的前景。

发明内容

本发明提出智能化汽车平衡悬架管理系统及设计方法，在平衡悬架总成系统中集成相应的各类传感器，通过4G/5G/WIFI/蓝牙等无线通信技术，整合数据自动录入、进而分析CAN总线数据和其他相关信息如载重、车速、路况、天气等和油耗的关系，使得商用汽车的平衡悬架总成产品实现智能化管理和优化设计。

为解决技术问题，本发明采用如下技术方案：智能化汽车平衡悬架管理系统，包括基于单片机的平衡悬架智能处理系统、采集单元，其特征在于：采集单元是多个传感器，多个传感器安装在汽车平衡悬架需要监控的部位；基于单片机的平衡悬架智能处理系统由车载电源供电，采集单元输出信号至基于单片机的平衡悬架智能处理系统，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过CAN总线与汽车整车ECU系统连接，基于单片机的平衡悬架智能处理系统输出数据至显示模块，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过无线通信模块与云平台服务器、数据处理中心数据交互，数据处理中心通过无线通信模块或有限网络通讯模块与云平台服务器数据交互；产品设计平台通过无线通信模块或有限网络通讯模块与数据处理中心数据交互；

所述的基于单片机的平衡悬架智能处理系统设置于车架上，或者设置在车身内；

维护保养功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的关键零部件的使用寿命及保养时间、平衡悬架的疲劳寿命进行设定，实现平衡悬架的保养提醒；同时采集云平台服务器的车辆维修历史数据、故障码和车辆运行数据，通过内部逻辑处理，在发生严重故障之前通过汽车整车ECU系统提醒驾驶人完成平衡悬架的维护和保养，以有效降低维修成本，也避免了平衡悬架出现重大质量事故；

超载控制功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的额定载荷进行设定，在平衡悬架上的采集单元中植入了重量传感器，并与汽车整车ECU系统实现互联，在监控到车辆超载时自动报警，与汽车启动系统或刹车系统关联控制；

绿色驾驶建议功能：基于单片机的平衡悬架智能处理系统中集成有集合优秀驾驶员群体人脑的感知、决策和响应激励的平衡悬架智能计算模型，通过采集单元采集汽车平衡悬架的各项数据，并分析CAN总线传输的汽车整车ECU系统数据，在不同的状况下，对驾驶员的驾驶行为进行提醒和规范；

主动故障报警功能：通过智能平衡悬架中集成的各类传感器，监控和收集汽车平衡悬架的各项进行数据，并与平衡悬架智能计算模型比较，检测到零部件的异常变形、异常温度变化和磨损，通过汽车整车ECU系统主动报警提示驾驶员避免交通事故；

辅助驾驶功能：针对系统预判严重事故，通过汽车整车ECU系统在车辆驾驶仪表中设置辅助驾驶选项，启动使用预判严重事故辅助驾驶时状态时，当汽车整车ECU系统发现预判严重事故时，车辆将自动报警，同时车辆自动减速至设定参数；

设计优化功能：通过车辆在不同工况下，平衡悬架运行过程中各项载荷信息的采集，并将这些信息通过通信模块、云平台服务器传输到数据处理中心进行计算，同时结合车辆针对不同客户、区域、工况下的各项大数据信息的分析，将这些数据与云平台服务器中汽车研发阶段的基础数据相互支撑并智能分析，以数据为基础，最终实现汽车平衡悬架总成的智能化设计，并根据售后的消费反馈数据，不断对产品进行持续地优化设计；建立路况特征信息数据库、规范产品设计型谱。

本发明的有益效果是：基于汽车悬架总成是车辆的主要受力单元，将其作为车辆各项运行数据采集和分析的主要载体；基于智能悬架自身数据采集，通过系统计算，可以提前预知平衡悬架的异常磨损，零件断裂等严重损坏，提前报警，避免车辆出现重大交通事故；基于智能悬架自身数据采集，通过系统计算，可以主动检测出平衡悬架的问题，提醒车主进行平衡悬架螺栓的松动、润滑部分的加注和保养、密封件等，易损件的主动更换；基于大数据、通信模块、数据云平台服务器、数据处理中心对运行数据进行反馈、智能分析，实现汽车平衡悬架总成的智能设计及后期优化设计。

附图说明

图1是本发明智能化汽车平衡悬架管理系统的框架图。

图2是本发明中基于单片机的平衡悬架智能处理系统的框架图。

具体实施方式

下面，结合实施例进一步描述本发明如下：如图1所述的智能化汽车平衡悬架管理系统，包括基于单片机的平衡悬架智能处理系统、采集单元，采集单元是多个传感器，多个传感器安装在汽车平衡悬架需要监控部位；基于单片机的平衡悬架智能处理系统由车载电源供电，采集单元输出信号（通过无线通信模块或数据线）至基于单片机的平衡悬架智能处理系统，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过CAN总线与汽车整车ECU系统连接，基于单片机的平衡悬架智能处理系统输出数据至报警模块、显示模块，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过无线通信模块（3G或4G或5G或GRPS模块或无线网络模块）与云平台服务器、数据处理中心数据交互，数据处理中心通过无线通信模块（3G或4G或5G或GRPS模块或无线网络模块）或有限网络通讯模块与云平台服务器数据交互；产品设计平台通过无线通信模块或有限网络通讯模块与数据处理中心数据交互。

如图2所示，基于单片机的平衡悬架智能处理系统，包括供电接口、信息采集单元接口、信息处理单元、信息传输单元；所述供电接口，信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元均固化于电路板上；所述信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元之间的数据利用CAN总线进行数据传输交互；所述供电接口直接与车载电源相连；所述信息采集单元接口包括温度传感器接口、压力传感器接口、位移传感器接口、加速度传感器接阔；所述信息处理单元包括单片机芯片、数据存储模块、参数设置模块；所述信息传输单元包括信号输入/输出接口、有线通信模块、无线通信模块、ECU接口；所述无线通信模块用于云平台服务器、数据处理中心进行数据交互；所述云平台服务器通过无线通信模块或有线通讯模块与数据处理中心进行数据交互。

如图1所述的智能化汽车平衡悬架管理系统实现的功能：

维护保养功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的关键零部件的使用寿命及保养时间、平衡悬架的疲劳寿命进行设定，实现平衡悬架的保养提醒；同时采集云平台服务器的车辆维修历史数据、故障码和车辆运行数据，通过内部逻辑处理，在发生严重故障之前通过汽车整车ECU系统提醒驾驶人完成平衡悬架的维护和保养，以有效降低维修成本，也避免了平衡悬架出现重大质量事故；

超载控制功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的额定载荷进行设定，在平衡悬架上的采集单元中植入了重量传感器，并与汽车整车ECU系统实现互联，在监控到车辆超载时自动报警，与汽车启动系统或刹车系统关联控制；

绿色驾驶建议功能：基于单片机的平衡悬架智能处理系统中集成有集合优秀驾驶员群体人脑的感知、决策和响应激励的平衡悬架智能计算模型，通过采集单元采集汽车平衡悬架的各项数据，并分析CAN总线传输的汽车整车ECU系统数据，在不同的状况下，对驾驶员的驾驶行为进行提醒和规范；

主动故障报警功能：通过智能平衡悬架中集成的各类传感器，监控和收集汽车平衡悬架的各项进行数据，并与平衡悬架智能计算模型比较，检测到零部件的异常变形、异常温度变化和磨损，通过汽车整车ECU系统主动报警提示驾驶员避免交通事故；

辅助驾驶功能：针对系统预判严重事故，通过汽车整车ECU系统在车辆驾驶仪表中设置辅助驾驶选项，启动使用预判严重事故辅助驾驶时状态时，当汽车整车ECU系统发现预判严重事故时，车辆将自动报警，同时车辆自动减速至设定参数；

设计优化功能：通过车辆在不同工况下，平衡悬架运行过程中各项载荷信息的采集，并将这些信息通过通信模块、云平台服务器传输到数据处理中心进行计算，同时结合车辆针对不同客户、区域、工况下的各项大数据信息的分析，将这些数据与云平台服务器中汽车研发阶段的基础数据相互支撑并智能分析，以数据为基础，最终实现汽车平衡悬架总成的智能化设计，并根据售后的消费反馈数据，不断对产品进行持续地优化设计；建立路况特征信息数据库、规范产品设计型谱。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述实施例公开的细节，在不背离本发明的技术构思下所作的简单组合、等同替换、进一步改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.智能化汽车平衡悬架管理系统，包括基于单片机的平衡悬架智能处理系统、采集单元，其特征在于：采集单元是多个传感器，多个传感器安装在汽车平衡悬架需要监控的部位；基于单片机的平衡悬架智能处理系统由车载电源供电，采集单元输出信号至基于单片机的平衡悬架智能处理系统，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过CAN总线与汽车整车ECU系统连接，基于单片机的平衡悬架智能处理系统输出数据至显示模块，基于单片机的平衡悬架智能处理系统通过无线通信模块与云平台服务器/数据处理中心数据交互，数据处理中心通过无线通信模块或有限网络通讯模块与云平台服务器数据交互；产品设计平台通过无线通信模块或有限网络通讯模块与数据处理中心数据交互反馈与数据智能分析运用；

所述的基于单片机的平衡悬架智能处理系统设置于车架上，或者设置在车身内；

维护保养功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的关键零部件的使用寿命及保养时间、平衡悬架的疲劳寿命进行设定，实现平衡悬架的保养提醒；同时采集云平台服务器的车辆维修历史数据、故障码和车辆运行数据，通过内部逻辑处理，在发生严重故障之前通过汽车整车ECU系统提醒驾驶人完成平衡悬架的维护和保养，以有效降低维修成本，也避免了平衡悬架出现重大质量事故；

超载控制功能：通过基于单片机的平衡悬架智能处理系统对平衡悬架的额定载荷进行设定，在平衡悬架上的采集单元中植入了重量传感器，并与汽车整车ECU系统实现互联，在监控到车辆超载时自动报警，与汽车启动系统或刹车系统关联控制；

绿色驾驶建议功能：基于单片机的平衡悬架智能处理系统中集成有集合优秀驾驶员群体人脑的感知、决策和响应激励的平衡悬架智能计算模型，通过采集单元采集汽车平衡悬架的各项数据，并分析CAN总线传输的汽车整车ECU系统数据，在不同的状况下，对驾驶员的驾驶行为进行提醒和规范；

主动故障报警功能：通过智能平衡悬架中集成的各类传感器，监控和收集汽车平衡悬架的各项进行数据，并与平衡悬架智能计算模型比较，检测到零部件的异常变形、异常温度变化和磨损，通过汽车整车ECU系统主动报警提示驾驶员避免交通事故；

辅助驾驶功能：针对系统预判严重事故，通过汽车整车ECU系统在车辆驾驶仪表中设置辅助驾驶选项，启动使用预判严重事故辅助驾驶时状态时，当汽车整车ECU系统发现预判严重事故时，车辆将自动报警，同时车辆自动减速至设定参数；

设计优化功能：通过车辆在不同工况下，平衡悬架运行过程中各项载荷信息的采集，并将这些信息通过通信模块、云平台服务器传输到数据处理中心进行计算，同时结合车辆针对不同客户、区域、工况下的各项大数据信息的分析，将这些数据与云平台服务器中汽车研发阶段的基础数据相互支撑并智能分析，以数据为基础，最终实现汽车平衡悬架总成的智能化设计，并根据售后的消费反馈数据，不断对产品进行持续地优化设计；建立路况特征信息数据库、规范产品设计型谱。

2.根据权利要求1所述的智能化汽车平衡悬架管理系统，其特征在于：基于单片机的平衡悬架智能处理系统，包括供电接口、信息采集单元接口、信息处理单元、信息传输单元；所述供电接口，信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元均固化于电路板上；所述信息采集单元、信息处理单元、信息传输单元之间的数据利用CAN总线进行数据传输交互；所述供电接口直接与车载电源相连；所述信息采集单元接口包括温度传感器接口、压力传感器接口、位移传感器接口、加速度传感器接阔；所述信息处理单元包括单片机芯片、数据存储模块、参数设置模块；所述信息传输单元包括信号输入/输出接口、有线通信模块、无线通信模块、ECU接口；所述无线通信模块用于云平台服务器、数据处理中心进行数据交互；所述云平台服务器通过无线通信模块或有线通讯模块与数据处理中心进行数据交互。

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