專利名稱：：貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法及預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種貨車安全監(jiān)控方法及裝置，特別是關(guān)于一種貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法及預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
：貨車在運(yùn)輸貨物時，因其裝載貨物的種類和重量不同，其質(zhì)心高度時常變化。若質(zhì)心高度較高、車速較快，貨車在彎道行駛時很容易發(fā)生側(cè)翻事故，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。由此，國內(nèi)外正在積極開展研究貨車的運(yùn)行安全與監(jiān)控技術(shù)，例如智能車速系統(tǒng)，即根據(jù)道路條件和車輛性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)對車輛速度地自動控制，從而使得車輛能夠安全地通過彎道；又比如基于車路協(xié)調(diào)的安全控制技術(shù)，通過車路通訊信息、車載雷達(dá)信息、車輛運(yùn)動狀態(tài)信息等，實(shí)時判斷車輛的運(yùn)行安全狀態(tài)，利用車載安全執(zhí)行裝置如電子輔助制動裝置使車輛能夠以安全的速度運(yùn)行。對于這些安全技術(shù)來說，車輛自身性能參數(shù)是建立正確安全控制算法的基礎(chǔ)，而車輛的質(zhì)心高度又是這些參數(shù)中最為重要的參數(shù)之一，對車輛質(zhì)心高度的辨識則是最終能否實(shí)現(xiàn)車輛安全控制的關(guān)鍵，所以對車輛質(zhì)心高度的動態(tài)監(jiān)測具有重要意義。目前對貨車質(zhì)心高度的檢測技術(shù)主要是利用稱重儀、巻尺、角度儀等儀器對貨車質(zhì)心高度進(jìn)行靜態(tài)測量，即必須在貨車靜止于稱重儀器上時才能對其質(zhì)心高度進(jìn)行測量，并且當(dāng)貨車載重量及貨物種類變化時還必須重復(fù)上述過程才能獲取其新的質(zhì)心高度。因此，對于目前的貨車質(zhì)心高度的檢測技術(shù)而言，主要存在以下問題第一，由于貨車裝載的貨物種類與重量時常變化，所以現(xiàn)有的檢測技術(shù)沒有針對性，當(dāng)裝載的貨物發(fā)生變化時就難以獲知其實(shí)際質(zhì)心高度；第二，現(xiàn)有技術(shù)檢測出的貨車質(zhì)心高度很難保證它的實(shí)時準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致基于此質(zhì)心高度所建立的車輛安全控制算法不準(zhǔn)確，因此無法有效保障貨車在彎道上地安全運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可靠性高，應(yīng)用廣泛，且在貨車轉(zhuǎn)彎時能夠及時、主動、準(zhǔn)確地提供預(yù)警信息的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法及預(yù)警裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，它包括以下步驟1)設(shè)置一貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，它包括方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置、橫擺角速度測量裝置、傾角測量裝置和包括有單片機(jī)的電子控制單元；所述單片機(jī)內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊；所述防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中預(yù)置有側(cè)翻報警范圍；2)采集方向盤轉(zhuǎn)角信號，貨車沿垂向的橫擺角速度信號，貨車車廂的側(cè)傾角度信號，貨車后軸的側(cè)傾角度信號，貨車的縱向車速信號；3)通過所述質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊，計算出貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度；4)根據(jù)質(zhì)心高度，通過所述防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，計算出側(cè)翻加速度閾值；5)依據(jù)貨車側(cè)向加速度與側(cè)翻加速度閾值的差值和預(yù)置的側(cè)翻報警范圍，發(fā)出相應(yīng)的報警指令。所述步驟l)中的所述預(yù)置的側(cè)翻報警范圍分為三級若^<0.5^,報警級別G=0，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出不報警指令；若0.5^S^<0.8^，報警級別G=l，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出初級報警指令；若^20.8A，報警級別G=2，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出高級報警指令；其中，^為貨車側(cè)向加速度，^為側(cè)翻加速度閾值。所述步驟3)中的所述貨車側(cè)向加速度的計算式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，A表示第k步采樣時刻，^為貨車側(cè)向加速度，氣.("為貨車?yán)碚摲€(wěn)態(tài)橫擺角速度信號，w(A:)為貨車車速信號，L為貨車軸距，^"為方向盤轉(zhuǎn)角信號，C為貨車的穩(wěn)定性因數(shù)，A("為校正穩(wěn)態(tài)橫擺角速度，義為權(quán)系數(shù)，A""為橫擺角速度。所述貨車質(zhì)心高度的計算式如下式中，yt表示第k步采樣時刻，i/(6)為貨車質(zhì)心高度，e(k)為k-l時刻的估計誤差，、為貨車懸架的側(cè)傾角剛度，p("為貨車車廂的側(cè)傾角度信號，％("為貨車后軸的側(cè)傾角度信號，i/(A-l)為所述貨車質(zhì)心高度，/z。為貨車車廂底部至路面的高度，m為貨車質(zhì)量，^為所述貨車側(cè)向加速度，g為重力加速度，Q(k)為增益矩陣，P(/t-l)為對陣矩陣，e為遺忘因子，P(k)為對陣矩陣。所述步驟4)中的所述側(cè)翻加速度閾值計算式如下式中，A表示第k步釆樣時刻，4為側(cè)翻加速度閾值，s為貨車的輪距，g為重力加速度。所述步驟4)中的所述側(cè)翻加速度閾值計算式如下式中，t表示第k步采樣時刻，^為側(cè)翻加速度閾值，S為貨車的輪距，g為重力加速度。，貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，其特征在于它包括一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，其安裝在貨車方向盤下方的轉(zhuǎn)向柱上；一橫擺角速度傳感器，其安裝在貨車車廂底部兩條中軸線的交叉處；一傾角儀，其安裝在貨車車廂底部縱向中軸線與后軸在車廂上的投影的交叉點(diǎn)處；另一傾角儀，其安裝在后軸的中點(diǎn)處；一報警提示裝置，其設(shè)置在駕駛室的中控臺上；一電子控制單元，其內(nèi)包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊。所述電子控制單元還包括一CAN總線收發(fā)電路和一串口收發(fā)器電路；所述CAN總線收發(fā)電路的一端連接貨車上原有的車載CAN網(wǎng)絡(luò)，另一端連接所述單片機(jī)；所述串口收發(fā)器電路一端連接兩傾角儀，另一端連接所述單片機(jī)。所述報警提示裝置包括一集成電路和由所述集成電路控制的燈光、聲音提示裝置，所述集成電路至少集成四路復(fù)合管驅(qū)動的集成電路。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明通過對貨車的各種動力學(xué)參數(shù)的采集和單片機(jī)內(nèi)預(yù)置的質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊的計算，可以較為精確地得到貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度，為貨車發(fā)生側(cè)翻的可能性的計算提供了可靠的依據(jù)。2、本發(fā)明通過防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，可以計算出側(cè)翻加速度閾值，并根據(jù)其與側(cè)向加速度的差值，判斷是否需要進(jìn)行側(cè)翻報警，因此采用本發(fā)明方法的預(yù)警結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確，有效地防止了貨車側(cè)翻的發(fā)生，保證了貨車行駛和駕駛?cè)藛T的安全。3、由于本發(fā)明采用了LH3-SX-4300A型轉(zhuǎn)角傳感器，其測量精度高，寬溫區(qū)測量，便于安裝，可靠性高。4、由于本發(fā)明采用了LCG50-00100-100型傳感器，其測量精度高，安裝方便，可靠性高。5、由于本發(fā)明采用的LAM-TD-45D型單軸傾角傳感器內(nèi)置有溫度補(bǔ)償及沖擊抑制模塊，因此進(jìn)一步提高了測量精度。6、本發(fā)明在對貨車質(zhì)心高度計算前，由于采用了濾波減噪電路對輸入的貨車動力學(xué)基本參數(shù)信息進(jìn)行濾波處理，更進(jìn)一步提高了測量的準(zhǔn)確性。7、本發(fā)明的報警提示裝置是由一集成電路控制的三種顏色的發(fā)光二極管和蜂鳴器，可以根據(jù)報警級別的不同驅(qū)動對應(yīng)顏色的發(fā)光二極管，一目了然地提醒駕駛員。本發(fā)明可以適合各種車輛，可靠性高，車輛在彎道行駛時，能夠主動、及時、準(zhǔn)確地發(fā)出預(yù)警信息，避免交通事故的發(fā)生。圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖圖2是本發(fā)明的傾角測量裝置安裝位置示意圖圖3是本發(fā)明電子控制單元的電路原理圖圖4是本發(fā)明報警提示裝置的電路原理圖具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明方法包括以下步驟1)設(shè)置一貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，它包括方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1、橫擺角速度測量裝置2、傾角測量裝置3和包括有單片機(jī)Ul的電子控制單元(ElectronicControlUnit)ECU4;單片機(jī)Ul內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊；防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中預(yù)置有側(cè)翻報警范圍。2)采集方向盤轉(zhuǎn)角信號，貨車沿垂向的橫擺角速度信號，貨車車廂的側(cè)傾角度信號，貨車后軸的側(cè)傾角度信號，貨車的縱向車速信號。3)通過質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊，計算出貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度。4)根據(jù)質(zhì)心高度，通過防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，計算出側(cè)翻加速度閾值。5)依據(jù)貨車側(cè)向加速度與側(cè)翻加速度閾值的差值和預(yù)置的側(cè)翻報警范圍，發(fā)出相應(yīng)的報警指令。如圖1所示，本發(fā)明包括方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置l、橫擺角速度測量裝置2、傾角測量裝置3、ECU4和報警提示裝置5。方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1采用一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，其固定安裝于貨車方向盤下方的轉(zhuǎn)向柱上，其用于檢測方向盤轉(zhuǎn)角信號并輸送給ECU4，且輸送給ECU4的信號為兩路模擬電壓信號，一路用于判斷方向盤轉(zhuǎn)動的方向及圈數(shù)，另一路用于判斷方向盤在該圈內(nèi)所轉(zhuǎn)過的角度。在本實(shí)施例中，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器是BI公司的LH3-SX-4300A型轉(zhuǎn)角傳感器，最大輸入電壓為16V，量程為-900G+900可抗10g的沖擊力，適用于車載環(huán)境，方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1也可以采取各種類型的傳感器，其安裝位置也是可以變化的。橫擺角速度測量裝置2采用一橫擺角速度傳感器，其安裝于貨車車廂底部兩條中軸線的交叉處，其用于檢測貨車沿垂向的橫擺角速度信號并輸送給ECU4，輸送給ECU4的信號為05V之間變化的模擬電壓信號。在本實(shí)施例中，橫擺角速度傳感器采用BEI公司的LCG50-00100-100型傳感器，額定輸入電壓為5Vdc，量程為±100°"，滿足貨車使用要求，但橫擺角速度測量裝置2的類型不限于此。如圖2所示，傾角測量裝置3采用兩傾角儀31、32，其中傾角儀31安裝在貨車車廂底部縱向中軸線與后軸在車廂上的投影的交叉點(diǎn)處，傾角儀32安裝在后軸的中點(diǎn)處，分別用于檢測貨車車廂的側(cè)傾角度^和貨車后軸的側(cè)傾角度^信號，輸出信號^和p。為數(shù)字信號，可以通過傾角儀31、32上的串口輸送給ECU4。在本實(shí)施例中，兩傾角儀31、32采用Lamshine公司的LAM-TD-45D型單軸傾角傳感器，其內(nèi)置有溫度補(bǔ)償及沖擊抑制模塊，適用于車載環(huán)境，但其中任一傾角儀也可以采用兩個位移傳感器來代替。如圖3所示，ECU4包括一單片機(jī)Ul及相關(guān)外圍電路，單片機(jī)Ul具有三A/D轉(zhuǎn)換電路，且內(nèi)部設(shè)置有一質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和一防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，其將方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1及橫擺角速度測量裝置2輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，同時接收傾角測量裝置3輸送的數(shù)字信號，且根據(jù)被檢測貨車動力學(xué)基本參數(shù)信息，及汽車動力學(xué)理論運(yùn)行貨車質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊內(nèi)的算法計算貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度，在此基礎(chǔ)上再運(yùn)行報警決策算法模塊內(nèi)的算法計算貨車側(cè)翻加速度閾值，然后ECU4根據(jù)比較檢測的貨車側(cè)向加速度與側(cè)翻加速度閾值的差值和預(yù)置的側(cè)翻報警范圍向報警提示裝置5發(fā)出報警指令。在本實(shí)施例中，EUC4中的單片機(jī)U1采用摩托羅拉公司生產(chǎn)、型號為MC9S08DZ60的八位單片機(jī)，也可以采用其它類似的單片機(jī)，在此不作限制。如圖3所示，ECU4還包括一端分別連接方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1兩輸出端和橫擺角速度測量裝置2輸出端的三濾波減噪電路，其另一端分別連接ECU4中單片機(jī)Ul的三A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADINO、ADIN1和ADIN2。第一濾波減噪電路輸入的是方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1輸出的方向盤轉(zhuǎn)動方向及圈數(shù)的信號，該電路由電容Cll、C12和電阻R1組成，電容C12與電阻R1串聯(lián)后，得到的串聯(lián)支路與電容C11并聯(lián)；該并聯(lián)電路的一端接地線，另一端同時連接第一A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADIN0和一二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接電源電壓VCC;第二濾波減噪電路輸入的是方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置1輸出方向盤在該圈內(nèi)所轉(zhuǎn)過角度的信號，該電路由電容C13、C14和電阻R2組成，電容C14與電阻R2串聯(lián)后，得到的串聯(lián)支路與電容C13并聯(lián)；該并聯(lián)電路的一端接地線，另一端同時連接第二A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADIN1和一二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接電源電壓VCC;第三濾波減噪電路輸入的是橫擺角速度測量裝置2輸出的信號，該電路由電容C15、C16和電阻R3組成，電容C16與電阻R3串聯(lián)后，得到的串聯(lián)支路與電容C15并聯(lián)；該并聯(lián)電路的一端接地線，另一端同時連接第三A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADIN2和一二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接電源電壓VCC。濾波減噪電路用于濾掉模擬信號中的高頻噪聲，以防止后續(xù)A/D采樣過程中發(fā)生信號混疊。濾波減噪電路除上述電容式的濾波電路外，還可以采用其它的電容式濾波電路，在此不限。若采用本實(shí)施例中的濾波減噪電路時，電容Cll、C12、C13、C14、C15和C16為luF的電解質(zhì)電容，也可以是其它類型的電容，當(dāng)為電解質(zhì)電容時，上述電容的負(fù)極接地。電阻R1、R2和R3為50K2。二極管Dl、D2和D3用于保證單片機(jī)Ul中的三A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADINO、ADIN1和ADIN2的輸入電壓不超過電源電壓VCC。如圖3所示，ECU4中還包括一CAN總線收發(fā)電路連接一貨車原有的車載CAN(ControllerAreaNetwork)網(wǎng)絡(luò)6，用于從車載CAN網(wǎng)絡(luò)6中接收貨車縱向車速信號。該CAN總線收發(fā)電路采用PCA82C250芯片U2作為驅(qū)動器，PCA82C250是專用的CAN驅(qū)動芯片，分別為CAN總線和ECU5提供差動發(fā)送和差動接收能力，并且完成CANH和CANL與CAN總線發(fā)送、接收之間的轉(zhuǎn)換。U2的1腳和4腳分別與單片機(jī)Ul的29腳和30腳相連，U2的7腳禾卩6腳分別接車載CAN網(wǎng)絡(luò)6的高端CANH和低端CANL，用于接收車載CAN網(wǎng)絡(luò)6輸入的貨車縱向車速信號。電容C21和C22并聯(lián)連接構(gòu)成U2的濾波穩(wěn)壓電路，該濾波穩(wěn)壓電路的一端與U2的3腳相連，另一端與U2的2腳相連，同時U2的3腳還與電源電壓VCC相連，U2的2腳與地線相連。如圖3所示，ECU4中還包括一串口收發(fā)器電路，該電路采用Max232芯片U3作為串口收發(fā)驅(qū)動芯片，其包括2路發(fā)送器、2路接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平，符合TLVEIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)。其中每一個接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5VTTL/CMOS電平，每一個發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。本實(shí)施例中，U3只采用其中一路發(fā)送器及一路接收器。U3的10腳與單片機(jī)Ul的15腳相連，9腳與單片機(jī)Ul的16腳相連，7腳與傾角儀3、4的串口線中的發(fā)送線相連，8腳與傾角儀3、4的串口線中的接收線相連。U3的1腳和3腳之間連接一電容C31，1腳接C4的正極；4腳和5腳之間連接一電容C32，4腳接C32的正極；2腳和16腳之間連接一電容C33，2腳接C33的正極，且16腳與電源電壓VCC相連；6腳與一電容C34的正極相連，C34的負(fù)極接地線；15腳接地線，同時與一電容C35的負(fù)極相連，C35的正極與電源電壓VCC相連；U3的其它管腳懸空。本實(shí)施例中，U2是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片，電容C31、C32、C33、C34和C35為luF的極性電容，但不限于此?，F(xiàn)記經(jīng)過濾波減噪電路并由單片機(jī)U1進(jìn)行AD采樣處理后的方向盤轉(zhuǎn)角信號為^("和橫擺角速度信號為fi^("，記由串口接收到的由傾角儀31、32輸出的貨車車廂的側(cè)傾角度為p("和后軸的側(cè)傾角度為A("，記由車載CAN網(wǎng)絡(luò)6中接收的貨車縱向車速信號為"("，其中/t表示第k步采樣時刻。然后，單片機(jī)U1根據(jù)采集的信息運(yùn)行貨車質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法計算貨車質(zhì)心高度，其具體步驟如下(1)計算理論穩(wěn)態(tài)貨車橫擺角速度氣("利用車輛穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向模型，根據(jù)實(shí)時測量的方向盤轉(zhuǎn)角信號5("，車載CAN網(wǎng)絡(luò)6中接收的貨車縱向車速信號"("，其計算表達(dá)式如下W(A:)/Z仏其中，丄為貨車軸距，C為車輛的穩(wěn)定性因數(shù)。本實(shí)施例中，Z=4.5m，C=0.0019/w2。(2)計算校正穩(wěn)態(tài)橫擺角速度^(":讀取橫擺角速度實(shí)際測量值考慮到橫擺角速度的實(shí)際測量存在一定的誤差，因此將實(shí)測橫擺角速度值fi^("和理論穩(wěn)態(tài)橫擺角速度值《("進(jìn)行加權(quán)平均，從而得到一個校正橫擺角速度值，其計算式如下其中，A為權(quán)系數(shù)，具體數(shù)值根據(jù)橫擺角速度測量裝置2的精度和具體安裝方式而定，也可由實(shí)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定。本實(shí)施例中，取義=0.5。(3)計算貨車當(dāng)前的側(cè)向加速度^(":根據(jù)校正橫擺角速度A(q和當(dāng)前縱向車速"("，其計算式如下本實(shí)施例中，側(cè)向加速度^("也可以通過在貨車上安裝一側(cè)向加速度傳感器直接測取。(4)估計貨車質(zhì)心高度/Z(":根據(jù)貨車動力學(xué)參數(shù)、、S、&、m，及當(dāng)前側(cè)向加速度^("和傾角p、％，利用車輛穩(wěn)態(tài)側(cè)傾模型，建立車輛質(zhì)心高度//("的回歸最小二乘估計算法，其計算式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中，^"為k-l時刻的估計誤差，2("為第k時刻的增益矩陣，i^"為第k時刻的對陣矩陣，/f("為質(zhì)心高度估計值，s為遺忘因子，/z。為貨車車廂底部至路面的高度，、為貨車懸架的側(cè)傾角剛度，m為貨車質(zhì)量，g為重力加速度。本實(shí)施例中，g取9.8m/s2，s取0.99，/z。取0.536m，、取6739Nm/deg。采用上述步驟得出貨車當(dāng)前的質(zhì)心高度/Z("后，單片機(jī)U1繼續(xù)運(yùn)行防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中的算法，計算貨車開始側(cè)翻時所受的側(cè)向加速度即側(cè)翻加速度閾值。根據(jù)車輛的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻計算理論，貨車側(cè)翻加速度閾值計算式為其中，B為貨車的輪距，在本實(shí)施例中，S取1.865m。當(dāng)貨車以某一速度駛過彎道或改變行駛方向時，步驟(3)中測得的側(cè)向加速度^越接近側(cè)翻加速度閾值^，其發(fā)生側(cè)翻的危險系數(shù)越高。防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中預(yù)設(shè)有側(cè)翻報警范圍，其分級別對駕駛員給予報警提示，報警級別G及級別的劃分規(guī)則如下若^<0.5^，報警級別GK)，ECU4向報警提示裝置5發(fā)出不報警指令；若0.5^2^<0.8^，報警級別0=1，ECU4向報警提示裝置5發(fā)出初級報警指令；若^20.8A，報警級別G二2，ECU4向報警提示裝置5發(fā)出高級報警指令。上述報警級別的劃分規(guī)則不僅能在貨車出現(xiàn)側(cè)翻的危險之前對駕駛員發(fā)出報警，及早提示駕駛員減速慢行，還能根據(jù)貨車的運(yùn)行危險程度對駕駛員發(fā)出不同級別的報警提示信息，符合大部分駕駛員的駕駛特性。如表1所示，根據(jù)上述報警規(guī)則得出報警級別的大小之后，ECU4將根據(jù)報警級別的不同驅(qū)動報警提示裝置5以不同的方式向駕駛員提供預(yù)警信息。報警提示裝置5能實(shí)現(xiàn)燈光報警和聲音提示報警等功能。對應(yīng)于報警級別G的大小，報警提示裝置5的報警方式也對應(yīng)有三種狀態(tài)。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>如圖4所示，報警提示裝置5包括一集成電路U4及其控制的燈光、聲音提示裝置，集成電路U4可以直接驅(qū)動燈光、聲音提示裝置。集成電路U4的輸入端1腳(IN1)、2腳(IN2)、3腳(IN3)禾口4勝P(IN4)，分別與單片機(jī)Ul的4個輸出端即43腳、45腳、47腳和52腳相連。其中1腳輸入質(zhì)心高度動態(tài)檢測工作指示信號，2腳輸入初級報警信號，3腳輸入高級報警信號，4腳輸入初或高級報警信號，并且集成電路U4的9腳(K)接電源電壓VCC，8腳(GND)接地線。與1腳對應(yīng)的輸出端16腳(0UT1)依序通過一綠色發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)1、一電阻R4與9腳相連，LED1為一綠色發(fā)光二極管；與2腳對應(yīng)的輸出端15腳(OUT2)依序通過一紅色LED2、一R5與9腳相連，LED2為紅色發(fā)光二極管，作為初級報警燈；與3腳對應(yīng)的輸出端14腳(OUT3)依序通過一黃色LED3、一電阻R6與9腳相連，LED3為紅色發(fā)光二極管，作為高級報警燈；與4腳對應(yīng)的輸出端13腳(OUT4)通過一蜂鳴器LS1與9腳相連。另外，一電阻R7和一LED4串聯(lián)，接在9腳與地線間，LED4為電源指示燈，用于指示系統(tǒng)供電是否正常。本實(shí)施例中，集成電路U4為型號為MC1412、集成了7路的復(fù)合管驅(qū)動專用集成電路，也可以為其它至少集成4路的復(fù)合管驅(qū)動專用集成電路。R4、R5、R6禾卩R7為1.2A:Q的限流電阻，用于防止通過各LED的電流過大，以保護(hù)LED。報警提示裝置5是這樣工作的當(dāng)ECU4驅(qū)動報警提示裝置5發(fā)出不報警信息時，ECU4中單片機(jī)Ul的43腳向報警提示裝置5中的集成電路U4的1腳發(fā)出高電平信號，集成電路U4的1腳為高電平，16腳與8腳連通，指示燈LED1所在回路閉合，此時LED1亮。當(dāng)ECU4驅(qū)動報警提示裝置5發(fā)出初級報警信息時，即ECU5中的單片機(jī)Ul的45腳和52腳向報警提示裝置5中的集成電路U4的2腳及4腳發(fā)出頻率為1HZ的方波信號，此時，集成電路U4的2腳和4腳的電平以頻率1Hz高低交替變化，1腳和3腳為低電平，集成電路U4的13腳和15腳與8腳以頻率1Hz交替通斷，14腳和16腳懸空，對應(yīng)的LED2和LSI所在回路以頻率1Hz交替通斷，則初級報警燈LED2燈以頻率1HZ閃爍，且蜂鳴器LSI發(fā)出頻率1HZ蜂鳴聲；當(dāng)ECU4驅(qū)動報警提示裝置5發(fā)出高級報警信息時，即ECU4中的單片機(jī)Ul的47腳和52腳向報警提示裝置5中的集成電路U4的3腳及4腳發(fā)出頻率為2HZ的方波信號，此時，集成電路U4的3腳和4腳的電平以頻率2Hz高低較低交替變換，1腳和2腳為低電平，此時集成電路U4的13腳和14腳與8腳以頻率2Hz交替通斷，15腳和16腳懸空，對應(yīng)的LED3和LSI所在回路以2Hz交替通斷，則高級報警燈LED3燈以頻率2HZ閃爍，且蜂鳴器LSI發(fā)出頻率2HZ的蜂鳴聲。各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。權(quán)利要求1、一種貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，它包括以下步驟1)設(shè)置一貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，它包括方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置、橫擺角速度測量裝置、傾角測量裝置和包括有單片機(jī)的電子控制單元；所述單片機(jī)內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊；所述防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中預(yù)置有側(cè)翻報警范圍；2)采集方向盤轉(zhuǎn)角信號，貨車沿垂向的橫擺角速度信號，貨車車廂的側(cè)傾角度信號，貨車后軸的側(cè)傾角度信號，貨車的縱向車速信號；3)通過所述質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊，計算出貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度；4)根據(jù)質(zhì)心高度，通過所述防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，計算出側(cè)翻加速度閾值；5)依據(jù)貨車側(cè)向加速度與側(cè)翻加速度閾值的差值和預(yù)置的側(cè)翻報警范圍，發(fā)出相應(yīng)的報警指令。2、如權(quán)利要求1所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，其特征在于所述步驟l)中的所述預(yù)置的側(cè)翻報警范圍分為三級若~<0.5^，報警級別G=0，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出不報警指令；若0.5^《~<0.8^，報警級別G=l，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出初級報警指令；若^20.8A，報警級別G=2，所述電子控制單元向所述報警提示裝置發(fā)出高級報警指令；其中，^為貨車側(cè)向加速度，^為側(cè)翻加速度閾值。3、如權(quán)利要求1或2所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，其特征在于所述步驟3)中的所述貨車側(cè)向加速度的計算式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，A表示第k步采樣時刻，^為貨車側(cè)向加速度，氣("為貨車?yán)碚摲€(wěn)態(tài)橫擺角速度信號，w("為貨車車速信號，L為貨車軸距，5("為方向盤轉(zhuǎn)角信號，C為貨車的穩(wěn)定性因數(shù)，AO^為校正穩(wěn)態(tài)橫擺角速度，/l為權(quán)系數(shù)，^jq為橫擺角速度。所述貨車質(zhì)心高度的計算式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中，yfc表示第k步采樣時刻，//("為貨車質(zhì)心高度，e(k)為k-1時刻的估計誤差，、為貨車懸架的側(cè)傾角剛度，WO為貨車車廂的側(cè)傾角度信號，％("為貨車后軸的側(cè)傾角度信號，//&-1)為所述貨車質(zhì)心高度，/2。為貨車車廂底部至路面的高度，附為貨車質(zhì)量，^為所述貨車側(cè)向加速度，g為重力加速度，Q(k)為增益矩陣，l)為對陣矩陣，s為遺忘因子，P(k)為對陣矩陣。4、如權(quán)利要求1或2所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，其特征在于所述步驟4)中的所述側(cè)翻加速度閾值計算式如下式中，*表示第k步采樣時刻，^為側(cè)翻加速度閾值，^為貨車的輪距，g為重力加速度。5、如權(quán)利要求3所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法，其特征在于所述步驟4)中的所述側(cè)翻加速度閾值計算式如下式中，a表示第k步采樣時刻，^為側(cè)翻加速度閾值，s為貨車的輪距，g為重力加速度。6、一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求15所述方法的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，其特征在于它包括一方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，其安裝在貨車方向盤下方的轉(zhuǎn)向柱上；一橫擺角速度傳感器，其安裝在貨車車廂底部兩條中軸線的交叉處；一傾角儀，其安裝在貨車車廂底部縱向中軸線與后軸在車廂上的投影的交叉點(diǎn)處；另一傾角儀，其安裝在后軸的中點(diǎn)處；一報警提示裝置，其設(shè)置在駕駛室的中控臺上；一電子控制單元，其內(nèi)包括有單片機(jī)，所述單片機(jī)內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊。7、如權(quán)利要求6所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，其特征在于所述電子控制單元還包括一CAN總線收發(fā)電路和一串口收發(fā)器電路；所述CAN總線收發(fā)電路的一端連接貨車上原有的車載CAN網(wǎng)絡(luò)，另一端連接所述單片機(jī)；所述串口收發(fā)器電路一端連接兩傾角儀，另一端連接所述單片機(jī)。8、如權(quán)利要求6或7所述的貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，其特征在于:所述報警提示裝置包括一集成電路和由所述集成電路控制的燈光、聲音提示裝置，所述集成電路至少集成四路復(fù)合管驅(qū)動的集成電路。全文摘要本發(fā)明涉及一種貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測方法及預(yù)警裝置，本發(fā)明方法包括以下步驟1)設(shè)置一貨車彎道防側(cè)翻動態(tài)檢測預(yù)警裝置，它包括方向盤轉(zhuǎn)角測量裝置、橫擺角速度測量裝置、傾角測量裝置和包括有單片機(jī)的電子控制單元；所述單片機(jī)內(nèi)的固化程序設(shè)置有質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊和防側(cè)翻預(yù)警算法模塊；防側(cè)翻預(yù)警算法模塊中預(yù)置有側(cè)翻報警范圍；2)采集方向盤轉(zhuǎn)角信號，貨車沿垂向的橫擺角速度信號，貨車車廂的側(cè)傾角度信號，貨車后軸的側(cè)傾角度信號，貨車的縱向車速信號；3)通過質(zhì)心高度動態(tài)檢測算法模塊，計算出貨車側(cè)向加速度和質(zhì)心高度；4)根據(jù)質(zhì)心高度，通過防側(cè)翻預(yù)警算法模塊，計算出側(cè)翻加速度閾值；5)依據(jù)貨車側(cè)向加速度與側(cè)翻加速度閾值的差值和預(yù)置的側(cè)翻報警范圍，發(fā)出相應(yīng)的報警指令。文檔編號G08G1/052GK101350137SQ200810119658公開日2009年1月21日申請日期2008年9月4日優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日發(fā)明者張德兆,李克強(qiáng),李升波,楊殿閣,王建強(qiáng),羅禹貢,連小珉,鄭四發(fā)申請人:清華大學(xué)