随着社会的高速发展以及道路交通设施的日臻完善,汽车在日常生活中的应用愈加广泛,车辆保有量急剧增大。人们对车辆的安全性要求也越来越高,然而车辆的侧翻问题,却一直没有得到足够的重视。可见,设计一种经济实用的车辆侧翻预警系统来避免车辆侧翻事故的发生显得十分必要。本文在上述结论基础上针对上述问题,提出了一种车辆侧翻预警方案,选定电动小车作为试验平台,搭建了整个侧翻预警系统的硬件平台并编写了软件系统,完成了整体预警系统调试,及利用试验平台完成了相关的实验,主要研究内容与结论包括:(1)分析了国内外车辆侧翻预警系统和侧翻稳定性的研究及发展现状,提出了车辆侧翻预警系统在研究和发展面临的问题与挑战。提出了不断采集车辆相关状态参数并实时计算出车辆的侧向加速度,并与车辆的侧向加速度阈值对比,以此判断车辆的平衡状态,并根据不同的危险程度发出相应级别的声光报警的预警方案。(2)根据不同的侧翻类型,详尽地分析了引起侧翻事故的因素和侧翻过程,并在此基础上建立了车辆的刚性模型作为分析汽车侧翻阈值的力学模型。详细比较并分析了侧翻的各种评价指标,选择车辆的侧向加速度为本预警系统的评价指标。分析了不同情况下的车辆平衡方程式,为车辆侧翻预警系统提供了理论依据。(3)选择一辆电动小车作为本研究的试验平台。本研究中的传感器部分包括:车速传感器模块、转向角传感器模块、侧倾角传感器模块,用以实现车辆状态信息的实时采集。对所需的传感器进行了选型、安装、调试,并对每个模块进行了精度测量,车辆转角传感器模块的误差低于5%,车辆侧倾角传感器模块的误差低于1%,车辆速度传感器模块误差低于6%,能满足设计的工作要求。本研究中上位机选用PC,下位机选择51单片机。完成了实验小车的改装,搭建了整个硬件平台。(4)本研究中的软件设计主要包括上位机软件设计和下位机软件设计。下位机程序即单片机测量转速的程序,在Keil uVision4版本的集成开发环境下采用C语言编写,编写时主要考虑到霍尔传感器的霍尔脉冲的初步处理及与上位机的通信。上位机程序采用图形化编程软件Lab VIEW编写,上位机框图程序的编写主要是根据刚性车辆模型,对传输来3种数据计算得到车辆的侧向加速度,并根据车辆侧向加速度预警范围比较,判断车辆的侧翻危险程度,并根据不同危险程度来进行对应级别的侧翻预警。(5)对侧翻预警系统进行了整体调试和相关实验。对整体调试时,先完成每个传感器模块进行调试,确定每个模块的供电及其连线。然后再完成各个模块与上位机的通信。以及上位机软件的运行。验证了预警系统的超实时性。在模拟的车辆行驶中,分别测定了当车辆的侧倾角为0o、5o和10o时,侧翻预警系统发出一级预警、二级预警、三级预警时,对应的临界车辆速度与临界车辆转向角。预警系统的整体误差为8.04%。实验表明:该侧翻预警系统相关参数及精度与方案设计基本一致,能实现车辆侧翻的预警作用。