汽车侧滑测量系统设计毕业设计Word格式.docx

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Abstract:

Thecarisanimportantpartinourdailylife,however,slipeventsintherunningprocessisverydangerous,sothevehiclesideslipmeasurementisakindofguarantee,itisnecessarypreventivemeasures.WeproposeasideslipmeasurementsystembasedonATmega16scm.Thesensorvoltagerise,digitalcontrol,aswellassomealarmcuecircuit.Theslipmeasuringsmallcars.Theexperimentalresultsshowthatthissystemhasgreatinfluenceontheenvironment,tooperateinanenvironmentcanstillhavemoreaccuratemeasurementresults,therefore,thesystemcanmeettheindustrialproduction,andputintouseinourdailylife.

Keywords:

ATmega16VoltageriseSideslipmeasurement

前言

中国继续稳坐全球车市首把交椅。

根据国际汽车制造商协会（OICA）公布的最新统计数据，，2011年全球汽车产量为8010万辆，比2010年增长3%创历史最高水平。

亚洲国家汽车产量居各大洲之首，中国则以1840万辆的产量成为世界最大的汽车生产国。

那么随着中国人口的增加，高速公路、高级公路的不断建设，人们的生活水平越来越高，汽车也进入了每一个家庭。

而驾驶员并不大多太职业、车流非常大并且高速化，则对车辆的安全性能提出更高的要求，交通问题、安全问题也日益突出。

据统计，中国汽车保有量占世界的1.9%，而交通事故死亡的人数就占到了17%以上；

中国的汽车保有量是美国的1/16，而交通事故死亡率是美国交通死亡率的35倍；

就算与亚洲国家日本相比，我国的汽车保有量是日本的1/9，交通死亡率是日本交通死亡率的2倍，中国现在已经成为了世界上交通事故最严重的国家之一。

所以，在对驾驶员要求更高的同时，也要对汽车各个系统各个部件的要求更高。

如此汽车侧滑检测就是一个保障人们日常生活安全的很重要的一部分。

主要是用于各种汽车检测站。

汽车的种类繁多，客车、货车、轿车、跑车、SUV、越野等，那么对于车辆的侧滑测量的要求也就更高，更简便、更大众化、成本更低这些都是实际生活中需要考虑的问题。

现在国家对不同型号车辆的侧滑没有具体的量值，检测站的侧滑系统也未有针对各种车型的。

为了预防侧滑的发生，我们在检测的时候就要做好相关工作，以免发生意外而造成人身、财产损失。

1侧滑的介绍

侧滑量检测是汽车维修和汽车综合（安全）性能检测中的1个重要项目。

目前，国内外主要采用的两种方案：

一是采用单片机的智能仪表，主要用于汽车维修厂[1]。

另一种是采用工业控制计算机和PC总线的各种板卡组成的测控系统。

之前那种方法成本低、功能单一，如果用于汽车侧滑测量还需要加入其它的辅助电路设计；

后面一种方法测控参数较少，系统复杂，并且成本比较高。

所以我们选用第一种使用单片机制作智能仪表。

在行驶过程中的汽车因为制动、转动惯性或者其他一些原因，引发前轴或者后轴的车轮，或者两轴的车轮发生了横向的移动，这就叫做侧滑。

汽车侧滑分为四轮侧滑、前轮侧滑、后轮侧滑3种。

但是特别要指出的是汽车后轮侧滑最危险，据统计发生后轮侧滑的时候相对更容易出现撞车，翻车诸如此类的严重交通事故。

1.1侧滑的目的

根据《机动车运行安全技术条件》和GB18565-2001《营运车辆总格性能要求和检测方法》中要求汽车转向轮侧滑量的要求限值也不一样，就比如说对于非独立悬架车辆拉说，国家标准里面没有具体给出转向轮侧滑量的限值还有检测的方法，所以为了实现对非独立式悬架车辆检测就要在原来的侧滑试验台上进行改造、重新设计。

1.2侧滑的原因

1.2.1路面问题

路面潮湿易滑，有油污或者结冰等状况时，其附着系数很低，车轮与路面附着力也比较低，稍微有一点的横向外力作用，就会引发侧滑现象。

1.2.2制动问题

制动也就是刹车的时候，车辆四个轮子收到的阻力不平衡，比如说左轮、右轮制动力不相等，车子负载导致车身整体重心偏移，发生“跑偏事件”也同样容易出现侧滑现象。

1.2.3制动方式不当

制动不当、比如刹车太猛了，过量了。

让车轮出现抱死状态，然而后轮一般又比前轮先抱死。

这样也比较容易出现侧滑现象

1.2.4转向操作不当

方向盘操作不当，比如说速度太快、打方向盘太急，或者快速转弯的时候制动不当、车辆的中心太高（货车），让车辆在转弯的时候离心力太大而引发车辆侧滑。

1.3侧滑的预防与处置

有效预防汽车行驶过程中侧滑的现象。

主要是“稳”。

1.3.1“跑偏现象”

出门前要检查轮胎的花纹、气压等是否有异常。

发车过后利用车的一定速度、在安全范围内检查其制动效果是不是正常，如果出现异常则需要立即停止出车，并且检修。

1.3.2杜绝违章超载

超重、超高、超长等。

这些不仅会使汽车行驶过程有偏差，更会增加车子的磨损。

1.3.3特殊路况行驶

在易滑路段行驶一定要放慢车速，多使用发动机制动，最好不要紧急制动。

1.3.4正确使用制动方式

控速在先，避免频繁使用刹车制动、紧急制动。

“点刹”为主，充分利用发动机牵引阻力。

1.3.5正确使用方向盘

打方向盘要提前控制速度，不要用作过猛或者突然转向。

转向之前一定要减速，最好减至2档速度。

1.3.6禁止挂空挡

下坡的时候禁止挂空挡，以避免惯性过大不好制动的情况。

1.4汽车侧滑检测中存在的问题

判断在用汽车侧滑性能，要用汽车侧滑试验台来对汽车转向轮进行侧滑量的检测。

而目前利用侧滑试验台对汽车转向轮的侧滑存在很多问题。

1.4.1由于悬架的差异造成的检测不准确

目前在很大一部分汽车检测站中，无论什么类型的汽车都使用的双板联动式侧滑试验台或者单板式侧滑试验台。

而这两种都广泛运用于货运汽车的非独立悬架车辆侧滑量检测，而对于轿车的独立悬架车辆而言并不太适合。

因此，由于悬架类型汽车侧滑测量试验台的不同、检测方法的差异导致了汽车侧滑性能测验的不准确。

1.4.2没有确定的检测方法与检测限值

国家规定转向桥采用非独立悬架的汽车，转向轮的横向侧滑量用侧滑仪检测时，侧滑量的数值应不大于5m/km；

而对于前轴采用独立悬架的汽车，仅仅说明以前轮定位参数值符合原厂规定的技术条件为准，并没有具体的检测方法与检测数据。

2侧滑系统设计及检测原理

2.1侧滑产生的原因

转向轮侧滑其实是指转向轮外倾角与转向轮前束综合作用变现出来的汽车滚动时的横向侧移量。

如图2-1，汽车在平、直道路上行驶的时候，外倾使前轮的自由滚动方向向外偏离其正常的行驶方向。

汽车前轮通过侧滑台测量板的时候，因为滑板的侧向移动仅仅与滑板与支撑滚轮间的摩擦力和滑板的因为形变而产生的弹簧拉力有关。

图2.1-1侧滑产生原理示意图

2.2检测装置的组成与基本原理

本装置的组成有汽车侧滑试验台、位移传感器、单片机和显示模块，他们的连接方式如图2.2-2所示。

图2.2-2连接方式图

检测汽车的侧滑时，使汽车前轮在汽车侧滑测量试验台的检测滑板上通过，汽车行驶过程中会使得检测滑板向内或者向外移动。

这个移动量就是由于汽车的侧滑造成的[2]。

我们可以用位移传感器把移动的量值测出来，再经过ATmega16单片机的处理之后就把数据显示出来。

检测滑板的长宽都为1米，滑板的位移量的量级是毫米，通过单片机的处理，可以将汽车侧滑量转变为M/KM的单位进行显示[3]。

汽车侧滑的结果的绝对值大于5m/km则为不合格，否则则为合格[4]。

3ATmega16单片机控制模块设计

整个控制模块由传感器供电模块、传感器信号电压抬升模块、数码管显示控制模块组成。

3.1传感器供电模块

传感器最重要的部分是由电路的桥组成的，它的输出和加载在桥两侧的电压还与任意一个可变电阻都有关系。

其中可变电阻是在传感器确定后就已经确定的，是不能改变的。

而电压是通过控制箱加载传感器上的，为了让传感器的输出电压比较稳定，我们可以在供电模块上进行相应的改进，使他的输出更加稳定。

其工作原理如图3.1-1所示。

图3.1-1工作原理图

开关电源给出的电压经过整流桥后，再经过量级滤波接入7815和7915的输入端。

0.1μF电容的作用是滤掉交流电流。

7815与7915的输出端经过两个33k高精度电阻分压过后接在放大器LM358的反相输入端上，LM358的同向输入端接地，放大器LM358的输出端接在7915的公共端。

R17，R18是高精度电阻，7815、1915的输出端经过两个47μF/25V的电解电容滤除交流电流的成分，最后经过1-2个0.1pF的滤波电容，最后输出端就是稳定的直流+15V与-15V的电压[5]。

可以把它加在传感器的激励端，使传感器的输出更加稳定。

3.2传感器信号电压抬升模块

本侧滑试验台使用的传感器传出的电压值范围是-2.5V~+2.5v，而ATmega16的内置AD可采集的电压是0~5v，所以我们要把这个电压值抬升上去，这样才能采集到正确的电压值。

让传感器正常的工作。

抬升电路如图3.2-1所示。

图3.2-1传感器信号电压抬升电路

（Vout-Vin）/R2=（Vin+5）/R1

R2=R1=10

Vout=2Vin+5

由此可见，原电压是-2.5v~+2.5v，调整后电压为0~10v，在这之后通过电位器对电压进行调整，让他符合0至5V,并且线性相关[6]，再接到A/D转换的端口上，通过A/D转换就可以让ATmega16单片机得到滑板的位移数据。

3.3数码管显示控制模块

控制数码管需要分别对数码管的位选、段选进行控制。

同时，ATmega16的输出电压是5v，但是数码管的电压为1.8v左右，所以这两者之间需要一个锁存器，锁存器的作用就是既可以降压又可以把一些信号进行锁存，使得某一些数据可以长时间显示。

数码管控制方式详见附录一，其中P1是片选的控制输出，P2是位选的控制输出。

对数码管的控制由单片机完成。

3.4整体模块

单片机模块是把相关的、所有模块连接在一起，再加上一些LED灯的警报提示，LED灯的连接方法也在附录一里面。

单片机和传感器的连接是为传感器提供激励信号（电压）的，传感器信号电压抬升模块接收传感器的电压信号，并抬升至0~5V,然后提供给ATmega16。

4软件部分设计

4.1软件流程

图4.1-1软件流程图

4.2分析

该系统需要软件其A