CN113104026A - 一种车类防侧翻控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车类防侧翻控制系统，包括防侧翻警报系统、主动防侧翻应急系统，防侧翻警报系统上设有总电源电路、电机控制电路，总电源电路与单片机系统电路连接，单片机系统电路的两侧分别设有按键电路、霍尔测速电路、陀螺仪电路以及LCD1602液晶显示电路、蜂鸣器报警电路，防侧翻警报系统结合主动防侧翻应急系统，该车类防侧翻控制系统通过车类防侧翻控制系统对车辆的倾角进行实时检测，检测到的数据通过单片机系统电路进行计算，主动防侧翻应急系统结合仿真软件，从基础理论出发进行建模、控制方法设计并结合仿真软件，在双移线工况、转向工况以及多种路况下进行仿真验证分析，达到改善车辆侧翻稳定性的目的。

Description

一种车类防侧翻控制系统
技术领域
本发明涉及车类防侧翻系统技术领域，具体为一种车类防侧翻控制系统。
背景技术
随着社会的不断发展，人民生活水平逐步提高，汽车已经渐渐变成人们日常生活中的必需品。几乎每个人都在享受着汽车带来的舒适的出行环境、高效的行动速率。但是科技历来是一把双刃剑，汽车科技亦是如此。在享受着汽车科技飞速发展所带来的便利的同时，其产生的负面影响也在时刻威胁着我们的和谐生活，其中交通事故就是直接威胁人民生命财产安全的罪魁祸首之一。为了提高车辆的侧翻稳定性对保障车辆行驶安全有着无可争议的的重要意义。
侧翻的成因多种多样，大体上可分为：绊倒型侧翻、非绊倒型侧翻。本文将主要针对后者进行仿真研究。非绊倒型侧翻是因为车辆在做转弯运动过程中侧向加速度过大引起的，易发生此类侧翻的典型行驶工况有高速转弯、高速避障、高速变换车道等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过车类防侧翻控制系统对车辆的倾角进行实时检测，检测到的数据通过单片机系统电路进行计算，主动防侧翻应急系统结合仿真软件，从基础理论出发进行建模、控制方法设计并结合仿真软件，在双移线工况、转向工况以及多种路况下进行仿真验证分析，达到改善车辆侧翻稳定性的目的的车类防侧翻控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车类防侧翻控制系统,包括防侧翻警报系统、主动防侧翻应急系统，所述防侧翻警报系统上设有单片机系统电路，单片机系统电路的一侧设有按键电路、霍尔测速电路、陀螺仪电路，单片机系统电路的另一侧设有LCD1602液晶显示电路、蜂鸣器报警电路，所述单片机系统电路连接总电源电路，总电源电路与电机控制电路连接。
优选的，所述霍尔测速电路检测轿车、公交车、货车的实时速度,将轿车、公交车、货车的理论速度阈值写入程序中，当实际速度超过阈值时，蜂鸣器按照一种频率报警,霍尔测速电路检测车辆的发动力输出速度以及车辆轮上速度，并将检测到的两种速度值及时的上传，所述霍尔测速电路接地，同时霍尔测速电路上的DO连接单片机系统电路。
优选的，所述陀螺仪电路检测轿车、公交车、货车的X轴和Z轴的角度，将检测到的X轴和Z轴的角度数值存储，同时将X轴和Z轴的角度数值写入电路检测系统，所述陀螺仪电路上的角度检测模块一连接端接地，RC端、TX端均与单片机系统电路连接，角度检测模块上RC端、TX端与单片机系统电路之间的节点连接JDI模块，JDI模块的一连接端接地。
优选的，所述按键电路的一端连接单片机系统电路，按键电路检测的另一端接地，所述按键电路实时检测汽车上各个功能键按下的信号，将接收到的按键信号写入程序中，所述按键电路上设有有极性电容，极性电容的一端与开关连接，开关的一端与VCC端连接，极性电容的另一端与10K的电阻一端连接，电阻的另一端接地。
优选的，所述LCD1602液晶显示电路显示实时采集的轿车、公交车、货车车身的侧倾方向以及侧倾角度，同时显示每一个轮子侧倾角度的大小，显示车身侧倾的实时图像，所述LCD1602液晶显示电路与单片机系统电路配合连接，LCD1602液晶显示电路上的K接线端、VSS端均接地，LCD1602液晶显示电路上的A端连接VCC，所述LCD1602液晶显示电路上的AO端连接滑动变阻器R2的一端，滑动变阻器R2的另一连接端接地。
所述LCD1602液晶显示电路使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示一个字符串，计算字符串有效字符的个数；
所述LCD1602液晶显示电路使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示N个字符，计算指向字符存放位置的指针；
向LCD1602液晶显示电路输入显示字符位置的坐标信息，并在车辆显示器上实时显示。
优选的，所述总电源电路控制整个车辆上所有电子组件的电能，总电源电路的与单片机系统电路配合连接，所述总电源电路上设有DC接口，DC接口的一连接端与1K的电阻R2连接，电阻R2的一连接端连接VCC端，电阻R2的另一连接端连接发光二极管的一端，发光二极管的另一连接端接地。
优选的，所述电机控制电路连接车辆电机，所述电机控制电路上的电源开关连接DC端口，电源开关上的一连接端与滑动变阻器的一连接端连接，滑动变阻器的另一连接端与电机接口连接，电机接口的另一连接端与DC接口连接。
优选的，所述蜂鸣器报警电路连接车辆单片机系统电路、蜂鸣器，蜂鸣器报警电路上设有电阻1K的R3，电阻R3的一连接端与三极管的基极连接，三极管的集电极连接VCC端，三极管的发射极连接蜂鸣器。
优选的，所述主动防侧翻应急系统连接转向柱，转向柱上设有方向盘、转向驱动。
优选的，一种车类防侧翻控制系统，其工作过程包括以下步骤：
A、防侧翻系统进行初始化，初始化IO端口、初始化定时器以及串口；
B、液晶1602第一行显示：Car,第二行显示轿车当前X轴和Z轴的角度。并且通过一个按键切换显示；
C、当按下按键液晶1602第一行显示：Bus,第二行显示公交车当前X轴和Z轴的角度，再次按下按键后，液晶1602第一行显示：Truck,第二行显示货车当前X轴和Z轴的角度，依次循环；
D、霍尔测速电路与陀螺仪电路对车辆的行使速度、侧倾角度进行实时检测；
E、当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度达到或者超过设定的阀值，蜂鸣器报警电路上的蜂鸣器发出报警信号，当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度未达到或者未超过设定的阀值，液晶显示器实时显示车辆的状态信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）陀螺仪电路实时检测车辆侧倾的角度大小，使车辆侧倾情况得到及时的调整；
（2）按键电路检测并反馈车辆上功能按键的按压情况，检测按压后产生的电压，通过检测按压后的电压数据反馈给单片机系统电路，并结合软件系统做出反馈，实现车辆按键的功能；
（3）该车类防侧翻控制系统通过车类防侧翻控制系统对车辆的倾角进行实时检测，检测到的数据通过单片机系统电路进行计算，主动防侧翻应急系统结合仿真软件，从基础理论出发进行建模、控制方法设计并结合仿真软件，在双移线工况、转向工况以及多种路况下进行仿真验证分析，达到改善车辆侧翻稳定性的目的。
附图说明
图1为本发明防侧翻系统硬件控制系统结构图；
图2为本发明主动防侧翻应急系统结构示意图；
图3为本发明防侧翻系统电路系统结构图；
图4为本发明防侧翻警报系统运行流程图。
图中：1、防侧翻警报系统；2、单片机系统电路；3、按键电路；4、霍尔测速电路；5、陀螺仪电路；6、LCD1602液晶显示电路；7、蜂鸣器报警电路；8、总电源电路；9、电机控制电路；10、主动防侧翻应急系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案：一种车类防侧翻控制系统,包括防侧翻警报系统1、主动防侧翻应急系统10，防侧翻警报系统1上设有单片机系统电路2，单片机系统电路2的一侧设有按键电路3、霍尔测速电路4、陀螺仪电路5，单片机系统电路2的另一侧设有LCD1602液晶显示电路6、蜂鸣器报警电路7，单片机系统电路2连接总电源电路8，总电源电路8与电机控制电路9连接。
霍尔测速电路4检测轿车、公交车、货车的实时速度,将轿车、公交车、货车的理论速度阈值写入程序中，当实际速度超过阈值时，蜂鸣器按照一种频率报警,霍尔测速电路4检测车辆的发动力输出速度以及车辆轮上速度，并将检测到的两种速度值及时的上传，霍尔测速电路4接地，同时霍尔测速电路4上的DO连接单片机系统电路2。
陀螺仪电路5检测轿车、公交车、货车的X轴和Z轴的角度，将检测到的X轴和Z轴的角度数值存储，同时将X轴和Z轴的角度数值写入电路检测系统，陀螺仪电路5上的角度检测模块一连接端接地，RC端、TX端均与单片机系统电路连接，角度检测模块上RC端、TX端与单片机系统电路2之间的节点连接JDI模块，JDI模块的一连接端接地，陀螺仪电路5实时检测车辆侧倾的角度大小，使车辆侧倾情况得到及时的调整。
按键电路3的一端连接单片机系统电路2，按键电路3检测的另一端接地，按键电路3实时检测汽车上各个功能键按下的信号，将接收到的按键信号写入程序中，按键电路3上设有有极性电容，极性电容的一端与开关连接，开关的一端与VCC端连接，极性电容的另一端与10K的电阻一端连接，电阻的另一端接地，按键电路3检测并反馈车辆上功能按键的按压情况，检测按压后产生的电压，通过检测按压后的电压数据反馈给单片机系统电路2，并结合软件系统做出反馈，实现车辆按键的功能。
LCD1602液晶显示电路6显示实时采集的轿车、公交车、货车车身的侧倾方向以及侧倾角度，同时显示每一个轮子侧倾角度的大小，显示车身侧倾的实时图像，LCD1602液晶显示电路6与单片机系统电路2配合连接，LCD1602液晶显示电路6上的K接线端、VSS端均接地，LCD1602液晶显示电路上的A端连接VCC，LCD1602液晶显示电路6上的AO端连接滑动变阻器R2的一端，滑动变阻器R2的另一连接端接地。
LCD1602液晶显示电路6使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示一个字符串，计算字符串有效字符的个数；LCD1602液晶显示电路6使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示N个字符，计算指向字符存放位置的指针；向LCD1602液晶显示电路6输入显示字符位置的坐标信息，并在车辆显示器上实时显示。
总电源电路8控制整个车辆上所有电子组件的电能，总电源电路8的与单片机系统电路配合连接，总电源电路8上设有DC接口，DC接口的一连接端与1K的电阻R2连接，电阻R2的一连接端连接VCC端，电阻R2的另一连接端连接发光二极管的一端，发光二极管的另一连接端接地。
电机控制电路9连接车辆电机，电机控制电路9上的电源开关连接DC端口，电源开关上的一连接端与滑动变阻器的一连接端连接，滑动变阻器的另一连接端与电机接口连接，电机接口的另一连接端与DC接口连接。
蜂鸣器报警电路7连接车辆单片机系统电路、蜂鸣器，蜂鸣器报警电路7上设有电阻1K的R3，电阻R3的一连接端与三极管的基极连接，三极管的集电极连接VCC端，三极管的发射极连接蜂鸣器。
主动防侧翻应急系统10连接转向柱，转向柱上设有方向盘、转向驱动，主动防侧翻应急系统10将检测到的关于车辆的侧倾数据经过处理后给出反馈，转向柱在方向盘以及转向驱动的协同驱动下对车辆进行修正。
车类防侧翻控制系统工作过程：防侧翻系统进行初始化，初始化IO端口、初始化定时器以及串口，液晶1602第一行显示：Car,第二行显示轿车当前X轴和Z轴的角度，并且通过一个按键切换显示，当按下按键液晶1602第一行显示：Bus,第二行显示公交车当前X轴和Z轴的角度，再次按下按键后，液晶1602第一行显示：Truck,第二行显示货车当前X轴和Z轴的角度，依次循环，霍尔测速电路与陀螺仪电路对车辆的行使速度、侧倾角度进行实时检测，当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度达到或者超过设定的阀值，蜂鸣器报警电路上的蜂鸣器发出报警信号，当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度未达到或者未超过设定的阀值，液晶显示器实时显示车辆的状态信息。
该车类防侧翻控制系统1通过车类防侧翻控制系统1对车辆的倾角进行实时检测，检测到的数据通过单片机系统电路2进行计算，主动防侧翻应急系统10结合仿真软件，从基础理论出发进行建模、控制方法设计并结合仿真软件，在双移线工况、转向工况以及多种路况下进行仿真验证分析，达到改善车辆侧翻稳定性的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种车类防侧翻控制系统,包括防侧翻警报系统（1）、主动防侧翻应急系统（10），其特征在于：所述防侧翻警报系统（1）上设有单片机系统电路（2），单片机系统电路（2）的一侧设有按键电路（3）、霍尔测速电路（4）、陀螺仪电路（5），单片机系统电路（2）的另一侧设有LCD1602液晶显示电路（6）、蜂鸣器报警电路（7），所述单片机系统电路（2）连接总电源电路（8），总电源电路（8）与电机控制电路（9）连接。
2.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述霍尔测速电路（4）检测轿车、公交车、货车的实时速度,将轿车、公交车、货车的理论速度阈值写入程序中，当实际速度超过阈值时，蜂鸣器按照一种频率报警,霍尔测速电路（4）检测车辆的发动力输出速度以及车辆轮上速度，并将检测到的两种速度值及时的上传，所述霍尔测速电路（4）接地，同时霍尔测速电路（4）上的DO连接单片机系统电路（2）。
3.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述陀螺仪电路（5）检测轿车、公交车、货车的X轴和Z轴的角度，将检测到的X轴和Z轴的角度数值存储，同时将X轴和Z轴的角度数值写入电路检测系统，所述陀螺仪电路（5）上的角度检测模块一连接端接地，RC端、TX端均与单片机系统电路连接，角度检测模块上RC端、TX端与单片机系统电路（2）之间的节点连接JDI模块，JDI模块的一连接端接地。
4.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述按键电路（3）的一端连接单片机系统电路（2），按键电路（3）检测的另一端接地，所述按键电路（3）实时检测汽车上各个功能键按下的信号，将接收到的按键信号写入程序中，所述按键电路（3）上设有有极性电容，极性电容的一端与开关连接，开关的一端与VCC端连接，极性电容的另一端与10K的电阻一端连接，电阻的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述LCD1602液晶显示电路（6）显示实时采集的轿车、公交车、货车车身的侧倾方向以及侧倾角度，同时显示每一个轮子侧倾角度的大小，显示车身侧倾的实时图像，所述LCD1602液晶显示电路（6）与单片机系统电路（2）配合连接，LCD1602液晶显示电路（6）上的K接线端、VSS端均接地，LCD1602液晶显示电路上的A端连接VCC，所述LCD1602液晶显示电路（6）上的AO端连接滑动变阻器R2的一端，滑动变阻器R2的另一连接端接地；
所述LCD1602液晶显示电路（6）使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示一个字符串，计算字符串有效字符的个数；
所述LCD1602液晶显示电路（6）使LCD1602液晶显示让液晶从某个位置起连续显示N个字符，计算指向字符存放位置的指针；
向LCD1602液晶显示电路（6）输入显示字符位置的坐标信息，并在车辆显示器上实时显示。
6.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述总电源电路（8）控制整个车辆上所有电子组件的电能，总电源电路（8）的与单片机系统电路配合连接，所述总电源电路（8）上设有DC接口，DC接口的一连接端与1K的电阻R2连接，电阻R2的一连接端连接VCC端，电阻R2的另一连接端连接发光二极管的一端，发光二极管的另一连接端接地。
7.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述电机控制电路（9）连接车辆电机，所述电机控制电路（9）上的电源开关连接DC端口，电源开关上的一连接端与滑动变阻器的一连接端连接，滑动变阻器的另一连接端与电机接口连接，电机接口的另一连接端与DC接口连接。
8.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述蜂鸣器报警电路（7）连接车辆单片机系统电路、蜂鸣器，蜂鸣器报警电路（7）上设有电阻1K的R3，电阻R3的一连接端与三极管的基极连接，三极管的集电极连接VCC端，三极管的发射极连接蜂鸣器。
9.根据权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统,其特征在于：所述主动防侧翻应急系统连接转向柱，转向柱上设有方向盘、转向驱动。
10.实现权利要求1所述的一种车类防侧翻控制系统，其工作过程包括以下步骤：
A、防侧翻系统进行初始化，初始化IO端口、初始化定时器以及串口；
B、液晶1602第一行显示：Car,第二行显示轿车当前X轴和Z轴的角度，并且通过一个按键切换显示；
C、当按下按键液晶1602第一行显示：Bus,第二行显示公交车当前X轴和Z轴的角度，再次按下按键后，液晶1602第一行显示：Truck,第二行显示货车当前X轴和Z轴的角度，依次循环；
D、霍尔测速电路与陀螺仪电路对车辆的行使速度、侧倾角度进行实时检测；
E、当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度达到或者超过设定的阀值，蜂鸣器报警电路上的蜂鸣器发出报警信号，当蜂鸣器报警电路检测到车辆的侧倾角度未达到或者未超过设定的阀值，液晶显示器实时显示车辆的状态信息。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115649084A (zh) * 2022-11-01 2023-01-31 重庆长安新能源汽车科技有限公司 车辆的侧翻提醒方法、装置、车辆及存储介质

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