一种大客车侧翻预警试验装置的制作方法

本发明涉及大客车主动安全领域，尤其涉及一种大客车侧翻预警试验装置。

背景技术：

根据国家安全监管总局和交通运输部每年发布的道路交通运输安全发展报告，大客车侧翻事故时有发生，造成了严重的财产损失和人员伤亡。分析其原因：第一，人为原因，由于驾驶员疲劳驾驶或驾驶车速过高，驾驶员没有意识到车辆已出现侧翻倾向，不能及时控制大客车恢复正常行驶；第二，客观原因，由于道路行驶质量差或悬架结构老化，导致大客车容易发生侧翻事故；第三，技术原因，大客车主动防侧翻安全技术发展缓慢，没有相关防侧翻装置应用到大客车。鉴于以上原因，设计一种大客车侧翻预警试验装置，开发预警设备，使其根据车辆行驶状态，预测大客车是否具有侧翻倾向，及时给出语音提醒和车辆三维侧倾状态，使驾驶员提前做出准备，避免侧翻事故发生。

技术实现要素：

本发明针对在研究的大客车侧翻预警设备中所存在的问题，提出了一种大客车侧翻预警试验装置。

一种大客车侧翻预警试验装置，包括大客车模型计算机、usb转can通信模块、接口模拟器、串口通信模块、方向盘转角模拟电机、方向盘转角传感器、侧翻预警控制器、大客车三维状态显示器、语音提示系统、大客车实物模型、轮速模拟电机、轮速传感器、陀螺仪、侧倾板、台架、车身侧倾复现作动筒；大客车模型计算机通过usb转can通信模块与接口模拟器相连，大客车模型计算机将车速数值、三轴加速度数值、转向角度数值、车轮速度数值、车身侧倾数值通过usb转can通信模块发送给接口模拟器；接口模拟器通过串口通信模块与侧翻预警控制器相连，接口模拟器将车速数值、三轴加速度数值通过串口通信模块发送给侧翻预警控制器；接口模拟器的转向角度数值模拟驱动模块与大客车的方向盘转角模拟电机相连，用于将大客车模型计算机输出的转向角度数值转换为物理信号；接口模拟器的车轮速度数值模拟驱动模块与大客车的轮速模拟电机相连，用于将大客车模型计算机输出的车轮速度数值转换为物理信号；接口模拟器的车身侧倾数值模拟驱动模块与四个车身侧倾复现作动筒相连，用于将大客车模型计算机输出的车身侧倾数值转换为物理信号；台架上固定安装有四个车身侧倾复现作动筒，车身侧倾复现作动筒上面铰链连接侧倾板，侧倾板上放置大客车实物模型，通过调整四个车身侧倾复现作动筒的高度实现大客车侧倾状态；大客车实物模型上安装有方向盘转角模拟电机、方向盘转角传感器、轮速模拟电机、轮速传感器、陀螺仪，方向盘转角传感器、轮速传感器、陀螺仪、大客车三维状态显示器、语音提示系统与侧翻预警控制器电连接；方向盘转角传感器、轮速传感器、陀螺仪将测量信号发送给侧翻预警控制器，侧翻预警控制器控制大客车三维状态显示器和语音提示系统工作。

本发明的有益效果：该试验装置能够实时匹配大客车实物模型和大客车模型计算机之间的信号，侧翻预警控制器实时采集大客车行驶状态参数，便于验证侧翻预警控制器硬件电路和研究侧翻预警算法，避免了直接将侧翻预警控制器用于道路试验的风险，同时降低了试验的成本。

附图说明

图1是本发明大客车侧翻预警试验装置的结构示意图。

图中1-大客车模型计算机、2-usb转can通信模块、3-接口模拟器、4-串口通信模块、5-方向盘转角模拟电机、6-方向盘转角传感器、7-侧翻预警控制器、8-大客车三维状态显示器、9-语音提示系统、10-大客车实物模型、11-轮速模拟电机、12-轮速传感器、13-陀螺仪、14-侧倾板、15-台架、16-车身侧倾复现作动筒。

具体实施方式

如图1所示，一种大客车侧翻预警试验装置，包括大客车模型计算机1、usb转can通信模块2、接口模拟器3、串口通信模块4、方向盘转角模拟电机5、方向盘转角传感器6、侧翻预警控制器7、大客车三维状态显示器8、语音提示系统9、大客车实物模型10、轮速模拟电机11、轮速传感器12、陀螺仪13、侧倾板14、台架15、车身侧倾复现作动筒16；大客车模型计算机1通过usb转can通信模块2与接口模拟器3相连，大客车模型计算机1将车速数值、三轴加速度数值、转向角度数值、车轮速度数值、车身侧倾数值通过usb转can通信模块2发送给接口模拟器3；接口模拟器3通过串口通信模块4与侧翻预警控制器7相连，接口模拟器3将车速数值、三轴加速度数值通过串口通信模块4发送给侧翻预警控制器7；接口模拟器3的转向角度数值模拟驱动模块与大客车实物模型10的方向盘转角模拟电机5相连，用于将大客车模型计算机1输出的转向角度数值转换为物理信号；接口模拟器3的车轮速度数值模拟驱动模块与大客车实物模型10的轮速模拟电机11相连，用于将大客车模型计算机1输出的车轮速度数值转换为物理信号；接口模拟器3的车身侧倾数值模拟驱动模块与四个车身侧倾复现作动筒16相连，用于将大客车模型计算机1输出的车身侧倾数值转换为物理信号；台架15上固定安装有四个车身侧倾复现作动筒16，车身侧倾复现作动筒16上面铰链连接侧倾板14，侧倾板14上放置大客车实物模型10，通过调整四个车身侧倾复现作动筒16的高度实现大客车实物模型10的侧倾状态；大客车实物模型10上安装有方向盘转角模拟电机5、方向盘转角传感器6、轮速模拟电机11、轮速传感器12、陀螺仪13，方向盘转角传感器6、轮速传感器12、陀螺仪13、大客车三维状态显示器8、语音提示系统9与侧翻预警控制器7电连接；方向盘转角传感器6、轮速传感器12和陀螺仪13将测量信号发送给侧翻预警控制器7，侧翻预警控制器7控制大客车三维状态显示器8和语音提示系统9工作。

在该装置试验过程中，大客车模型计算机1将车速数值、三轴加速度数值、转向角度数值、车轮速度数值、车身侧倾数值通过usb转can通信模块2发送给接口模拟器3；接口模拟器3将车速数值、三轴加速度数值通过串口通信模块4发送给侧翻预警控制器7，接口模拟器3内部的转向角度数值模拟驱动模块、车轮速度数值模拟驱动模块和车身侧倾数值模拟驱动模块产生相应的物理信号驱动大客车实物模型10的方向盘转角模拟电机5、轮速模拟电机11和四个车身侧倾复现作动筒16，以此实现方向盘转角、轮速和车身侧倾状态的物理信号模拟；侧翻预警控制器7采集方向盘转角传感器6、轮速传感器12和陀螺仪13的测量信号，根据大客车行驶参数预测侧翻趋向，当侧翻趋向达到阈值后，语音提示系统9提醒试验人员当前大客车实物模型10即将发生侧翻事故，并在大客车三维状态显示器8呈现大客车实物模型10的侧倾状态。

在该装置试验过程中，大客车实物模型10的侧倾状态是由四个车身侧倾复现作动筒16带动侧倾板14实现的，四个车身侧倾复现作动筒16是由接口模拟器3内部的车身侧倾数值模拟驱动模块输出四路驱动信号分别控制，使得四个车身侧倾复现作动筒16伸长或缩短一定量程，从而实现大客车模型计算机1运算出的车身侧倾角度。

在该装置试验过程中，编写多种侧翻预警算法下载到侧翻预警控制器7，比较预测大客车实物模型10发生侧翻的准确性和提前时间，从而选择最有效的侧翻预警算法。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种大客车侧翻预警试验装置，属于大客车主动安全研究领域，该装置中大客车模型计算机将车速、三轴加速度、转向角度等数值通过USB转CAN通信模块发送给接口模拟器；接口模拟器内部的数值模拟驱动模块产生相应的物理信号驱动大客车实物模型的方向盘转角模拟电机、轮速模拟电机和四个车身侧倾复现作动筒，其他无法模拟的数值参数通过串口通信模块发送给侧翻预警控制器；侧翻预警控制器采集大客车行驶参数预测侧翻趋向，控制大客车三维状态显示器和语音提示系统工作。该装置便于验证侧翻预警控制器硬件电路和研究侧翻预警算法，避免了直接将侧翻预警控制器用于道路试验的风险，同时降低了试验的成本。

技术研发人员：邱绪云;边文超;梁健明;赵林亭
受保护的技术使用者：山东交通学院
技术研发日：2018.07.09
技术公布日：2018.12.18