一种中型客车转弯速度控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种中型客车转弯速度控制装置，包括轮速感器、倾角传感器、控制单元、执行机构，其中，轮速传感器和倾角传感器分别连接控制单元，控制单元的另一个输出端连接执行机构电机。本装置能在中型客车转弯路段时实时监测到车辆速度，一旦超速则及时采取措施，辅助驾驶人员控制车速，确保行车的安全。本装置能够在转弯时提高安全性能。
【专利说明】
一种中型客车转弯速度控制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于安全辅助驾驶领域，涉及一种控制装置，具体涉及一种中型客车转弯速度控制装置。
技术背景
[0002]近年来，社会对交通运输的需求持续增长，但与此同时，道路交通安全问题也日益突出。其中，超速、尤其是危险路况下的超速行驶是造成交通事故的重要原因。汽车在弯道上行驶时，当转弯半径太小或车速度过快时，都会发生车体侧滑或翻车。为保证行车安全，转弯时需要对车速进行控制。
[0003]因此，本实用新型设计一种能在转弯路段识别转弯半径，智能判断汽车安全状况，主动采取速度控制措施避免段发生交通事故的中型客车转弯速度控制装置。本实用新型的中型客车转弯速度控制装置利用轮速传感器和倾角传感器识别车速和转弯半径，判断转弯路段车辆运行的安全状况，并在超速情况下自动采取措施控制汽车速度，使汽车主动避开危险，减少驾驶员的负担和判断错误，提升车辆速度的智能化控制，保证转弯路段车辆安全行驶或最大可能地减小事故的伤害程度。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于在中型客车转弯路段实现实时监控车速，一旦超速则及时采取措施，辅助驾驶人员控制车速，确保行车的安全。
[0005]本实用新型主要组成包括轮速传感器、倾角传感器、嵌入式控制单元、执行机构等;
[0006]所述的控制单元采用处理器STR712FR2 ；
[0007]所述的轮速传感器采用T05 (SF)轮速传感器；
[0008]所述的倾角传感器采用奥地利SensorDynamics公司的50721型号微机电陀螺仪传感器；
[0009]所述的电机采用二相细分步进电机；
[0010]所述的轮速传感器和倾角传感器的输出端均与所述的嵌入式控制单元的输入端相连，所述的嵌入式控制单元的输出端与执行机构的输入端相连。
[0011]本实用新型的目的可以通过以下措施来实现:
[0012]在中型客车上安装轮速传感器和倾角传感器获取汽车的车速、转弯半径，将信号参数传递给嵌入式控制单元。嵌入式控制单元首先对速度信号进行处理，再根据检测到的中型客车在转弯路段的行驶工况，依据汽车动力学模型给出车辆转弯路段行驶限速值，进行车辆行车安全状态判断，若发现车辆超速，控制单元则算出执行电机的转动圈数，实时控制执行机构，减小制动阀开度以达到限制速度的目的，一旦车速降下来嵌入式控制单元就可以停止控制执行机构。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]1-倾角传感器、2-轮速传感器、3-嵌入式控制单元、4-执行机构。
[0015]图2为速度信号处理电路。
[0016]图3为嵌入式控制单元的基本结构。
[0017]图4为汽车发生侧翻时的受力示意图。
【具体实施方式】
[0018]结合附图，进一步对本实用新型进行说明。
[0019]参照图1，本实用新型包括倾角传感器1、轮速传感器2、嵌入式控制单元3、执行机构4。
[0020]倾角传感器I选用微机电陀螺仪，安装于车身，可直接获得车辆行驶的转弯半径，精度高，测量范围广。
[0021]轮速传感器2选用磁电式转速传感器，安装于车轮上，采集车轮的转动速度，用于测量车辆的运行速度。
[0022]嵌入式控制单元3负责数据的处理和执行器的控制工作。如图3所示，选用处理器STR712FR1，在嵌入式操作系统μ C/0S 一 II基础上构建。主要包括微处理器STR712FR2，电源电路、晶振电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块、串行接口模块电路。接收来自倾角传感器I和轮速传感器2的信号，参照图2对轮速传感器信号进行处理:先将信号进行放大，然后经过带通滤波器处理，滤除失真和干扰信号。最后经过电压比较器模块，根据汽车动力学模型判断当前车辆是否小于转弯路段安全车速，若大于安全车速，则发送脉冲信号给执行机构4对控制机构进行控制，以控制车速；若小于安全车速，则输出为零。该处理器具有高性能、低功耗的特点。
[0023]执行机构4采用二相细分步进电机，使步进电机和驾驶员对制动踏板实施的控制是并联关系。步进电机控制制动阀的开度。通过控制脉冲个数来控制步进电机的角位移量，步进电机转动一定角度不动后，可以维持一定制动压力，减小制动阀开度，实现限制车速。
[0024]实施过程中，首先安装倾角传感器1、轮速传感器2和执行机构4。系统启动工作后，嵌入式控制单元3将不断的接收来自倾角传感器I的车辆行驶的转弯半径和来自速度传感器2的车辆行驶速度，然后对下坡路段进行安全状态判别。建立相应的汽车动力学模型，得出当前行驶路况的安全速度，就可以实现对行车安全的正确判断。具体判断方法及公式推导参见《公共汽车主动速度控制系统研究》(公路与汽车2009年第11月第6期)
[0025]假定汽车在弯道上匀速行驶，速度为V，汽车总质量为m，汽车转弯半径为r，轮胎与地面之间的摩擦系数为μ，道路的坡度角很小，可忽略，则汽车所受的惯性力为
[0026]G =(I)
r
[0027]由于中型客车在尚未侧滑时已经开始侧翻，只要避免其侧翻即为安全。当汽车发生侧翻时，其受力图如图4所示。
[0028]由达朗伯原理得:
[0029]ΣΜΑ = OdPmg^-GIi=OC2)
2
[0030]—g = —(3)
2h r
[0031]即当车速、转弯半径和车身尺寸满足式(3)时，中型客车处于侧翻的临界状态。h为汽车质心高度，b为轮距。
[0032]当车速大于安全车速时，嵌入式控制单元3算出执行电机的转动圈数，对执行步进电机发出命令，电机牵引制动踏板从而控制车速。步进电机的角度容易控制，转动一定角度不动后，可以维持一定制动压力。一旦车速降下来电机就可以撤销转动。
【权利要求】
1.一种中型客车转弯速度控制装置，其特征在于:包括轮速传感器、倾角传感器、嵌入式控制单元和执行机构； 所述的控制单元采用处理器STR712FR2 ； 所述的轮速传感器采用T05(SF)轮速传感器； 所述的倾角传感器采用奥地利SensorDynamics公司的50721型号微机电陀螺仪传感器； 所述的电机采用二相细分步进电机； 所述的轮速传感器和倾角传感器的输出端均与所述的嵌入式控制单元的输入端相连，所述的嵌入式控制单元的输出端与执行机构的输入端相连。
【文档编号】B60L15/20GK203957904SQ201320823010
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】焦渊, 王鹏, 吴晨 申请人:长安大学