CN101074014A

CN101074014A - 汽车爆胎安全刹车纠偏系统

Info

Publication number: CN101074014A
Application number: CN 200610146050
Authority: CN
Inventors: 杨立君
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-29
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-11-21

Abstract

汽车爆胎安全刹车纠偏系统在汽车爆胎时能通过爆胎信号检测、发送装置和爆胎信号接收处理装置接通系统中爆胎车轮所在电路，通过关闭进液(气)电磁阀和打开出液电磁阀(排气阀)自动断开爆胎车轮制动管路使刹车进入安全可行状态，避免驾驶员在突发爆胎时匆忙制动导致跑偏的危险；并通过可控自动刹车装置或驾驶员对其它车轮实施安全刹车，平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力，通过声光报警器提示驾驶员，自动打开左转向灯、右转向灯、双闪灯、紧急刹车灯和汽车喇叭警告车辆行人避险，包括爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置、断开爆胎车轮制动管路装置、可控自动刹车装置、声光报警装置。

Description

汽车爆胎安全刹车纠偏系统

技术领域：

本发明涉及汽车爆胎安全刹车纠偏系统，特别涉及汽车爆胎时能自动断开爆胎车轮制动管路并对没爆胎的所有车轮实施刹车的安全装置

技术背景：

在汽车高速行驶过程中，爆胎是所有驾驶者最为担心和最难预防的，汽车爆胎引发的交通事故的发生率和严重程度随车速提高而增大，爆胎是高速公路上发生重大交通事故的主要原因之一。为解决这一安全问题人们设计了汽车爆胎保险装置和自动刹车等装置，但并没有从根本上解决问题，仍存在二个突出问题：一是现有制动系统和爆胎自动刹车装置不具备只针对爆胎以外的所有车轮施加制动力消除车辆跑偏内力的功能，因此高速行驶的汽车突发爆胎时不能紧急刹车，一旦匆忙实施紧急刹车后果会更加严重；二是爆胎时没有自动警告正飞快接近着的车辆行人注意避险的装置，而驾驶员本能地把注意力集中在控制方向上，无暇手动打开警示灯和按动喇叭，对公共安全不能尽到应尽的警告义务。本发明旨在解决上述二个问题。

中国发明专利公开号为CN 1669851A的“液压隔离油缸及汽车爆胎自动紧急刹车系统”，是采用检测单元检拾爆胎信号，传送到伺服单元驱动制动单元工作，虽然在爆胎时能迅速紧急刹车，但是对爆胎车轮也施加了制动力，从路况的复杂性和车速不断提高的状况考虑，对高速行驶的汽车有一定的危险性。理论和实践都表明，高速行驶的汽车发生爆胎时不宜刹车，因为爆胎时会产生剧烈的颤动，方向不稳难以控制，爆胎车轮的轮胎与钢圈的结合变松弛，爆胎车轮受到的阻力突然急剧增大，使车辆产生跑偏的内力，如果此时刹车，爆胎车轮因摩擦力增大非常容易刹住，而另一侧没有爆胎的车轮相对不易刹住，车辆跑偏的内力会继续增大，跑偏的危机也更加严重，极易发生严重偏行而导致撞车或翻车。而爆胎时因紧急制动发生危险的根源就是因为对阻力剧增的爆胎车轮也施加了制动力。

发明内容：

本发明的目的是设计汽车爆胎安全刹车纠偏系统，在汽车爆胎时，能迅速断开爆胎车轮的制动管路使刹车进入安全可行状态，避免驾驶员在突发爆胎时匆忙制动导致跑偏的危险，同时对其它车轮自动或由驾驶员迅速实施安全刹车平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力，及时警告车辆行人注意避险。

本发明是这样实现的：

汽车爆胎安全刹车纠偏系统包括爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置、断开爆胎车轮的制动管路装置、可控自动刹车装置、声光报警装置。具体技术方案如下：

当汽车突发爆胎时，安装在轮胎内的轮胎气压传感器检测到爆胎信号，触发爆胎信号发送、接收处理装置接通本系统爆胎车轮所在的电路主开关，在1.5秒(人反应障碍期)以内和制动力到达之前关闭进液(气)电磁阀断开爆胎车轮的制动管路，打开出液电磁阀(排气阀)通开爆胎车轮的制动液(气)的回路，使刹车进入安全可行状态；接通可控自动刹车装置的电路或通过驾驶员，对其它车轮实施刹车平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力；接通驾驶室内的警示灯指示爆胎车轮位置，驱动电磁继电器接通声光报警装置的专用电路，打开左右转向灯、双闪灯、紧急刹车灯和汽车喇叭警告车辆行人注意避险。系统控制面板上的系统总开关在安装、维修和不需要系统工作时使用，控制各个车轮所在电路的主开关的电源。总开关按键采用凹陷进壳体技术防止误断开，并安装有断电报警器，包括系统断电报警灯和系统断电报警蜂鸣器，监测系统供电状况。

对于有双轮的车辆本发明设计为双轮的其中一个车轮爆胎可以报警，但不断开制动管路、不启动自动刹车，二个车轮都爆胎才能实施自动断开制动管路并启动自动刹车装置，通过一个车轮的主开关控制另一个车轮电路中的电磁继电器，从而共同控制自动刹车装置的电动设备。

所述主开关是指系统内受总开关控制的由爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置触发的每个车轮所属电路中控制所有相关电路的开关，根据不同的爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置选用相应的开关，如遥控开关、电磁继电器、可控硅。

所述轮胎爆胎信号检测、发送装置安装在轮胎内，有许多成熟产品可以选用，如气压开关、硅压阻式轮胎气压传感器、无线电发射器，总的要求是在突发爆胎时能及时准确地向轮胎爆胎信号接收处理装置发送无线信号，外壳和内部结构必须要能承受轮胎内高温差、强震动、沉重碾压、高速旋转的环境，确保在爆胎发生时不被损坏，能正常工作。

所述轮胎爆胎信号接收处理装置也有许多成熟产品可以选用，如遥控开关、霍尔接近开关、单片式计算机，采用单片式计算机最好的技术方案是与刹车防抱死系统ABS或汽车轮胎压力监视系统TPMS结合：与汽车轮胎压力监视系统TPMS结合，利用其检测和信息处理资源，升级软件增加当爆胎发生时接通爆胎车轮电路的程序，在TPMS处理器上为每个车轮设置一个输出端子和放大电路，控制汽车爆胎安全刹车纠偏系统中对应车轮的主开关电磁继电器或可控硅；与刹车防抱死系统ABS结合，一是增加硬件和软件，在ABS处理器(ECU)的位置上并联本发明的处理器(ECU)，用三通数据线连接，；二是增加软件，将本发明的处理器(ECU)程序与ABS处理器(ECU)的程序融为一体，统一编成一个程序。本发明的处理器(ECU)程序的主要任务是实时对ABS的检测装置输入的轮速数据进行计算检测爆胎信号，一旦发现某个车轮轮速单独增加5％以上，立即向这个车轮的制动管路的进液(气)电磁阀(2)供电，断开爆胎车轮制动管路，同时向电动泵和蓄能器供电，电动泵和蓄能器向制动力调节器输入制动力，以使爆胎车轮恢复并保持开始增加转速之前一次计算转速为标准对其它没爆胎车轮进行刹车，误差幅度控制在系统可以执行的最低幅度内，以求实现最大程度地平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力。在爆胎车轮气体完全泻没时这个以消除车辆跑偏内力为目标的刹车动作产生一个确定的制动力分配比例，此后在更换爆胎车轮之前驾驶员所进行的刹车，其制动力都按照这一比例进行分配，直至进入防抱死工作状态。

所述断开爆胎车轮制动管路装置由主开关和安装在车轮制动管路上的进液(气)电磁阀和出液电磁阀(排气阀)构成，在断开爆胎车轮制动管路要在关闭进液电磁阀的同时，还要打开出液电磁阀(排气阀)，是为了防止万一进液(气)电磁阀发生故障或关闭速度慢于制动速度。

所述可控自动刹车装置是指刹车防抱死系统ABS的执行装置及与其类似的装置。

所述声光报警装置专用电路是由主开关控制电磁继电器接通其专用电路，并联所有负责接通车外报警装置电路的电磁继电器，这些电磁继电器串联或并联在专用电路的直接供电电路中，主要作用是在爆胎时能迅速自动接通所有车外报警装置，平时互相断开不致影响所连接的车外报警装置的原来功能。

本发明的优点为：

1、爆胎时能及时断开爆胎车轮的制动管路，可避免驾驶员在突发爆胎时盲目制动的危险。

2、在断开爆胎车轮的制动管路的前提下对其它车轮实施安全刹车，可以平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力。

3、设计合理，不影响原车性能，始终把人对刹车的控制放在第一位。

4、能自动警告车辆和行人避险，降低酿成严重交通事故的几率，对公共安全尽到应尽的警告义务。

5、结构简单，功能完善，成本低，低功耗，可靠性高，安装方便。

附图说明：

图1是本发明的原理方框图；

图2是本发明技术原理图；

图3是本发明实施例1的电路图；

图4是本发明实施例2的电路图；

图5是本发明实施例3的电路图；

图6是本发明的双后轮的局部电路图；

图7是本发明的控制面板示意图。

图中标号：1左前轮爆胎指示灯LED1，2右前轮爆胎指示灯LED2，3左后轮爆胎指示灯LED3，4右后轮爆胎指示灯LED4，5系统断电报警灯，6系统断电报警蜂鸣器，7气压开关，8无线电发射器。

具体实施方式：

如图1所示，汽车爆胎安全刹车纠偏系统的爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置、断开爆胎车轮制动管路装置、可控自动刹车装置和声光报警装置有很多种元器件可供选择使用，可以设计成多种类型，以满足市场多元化需求。总的实施原则是：1、爆胎信号检测、发送装置必须能承受轮胎内高温差、强震动、沉重碾压、高速旋转的环境；2、可控自动刹车装置的制动速度必须确保关闭进液(气)电磁阀所用时间小于驾驶员实施的制动力到达爆胎车轮制动管路中的进液(气)电磁阀所用时间；3、在满足第2条要求的基础上，最大程度地提高系统反应速度；4、选择抗老化、抗锈蚀、抗疲劳的零部件和防护设施，适合长期备用。

本发明的技术范围不受这些实施例的限定。

实施例1：

采用气压开关控制无线电发射器的由驾驶员酌量实施制动的汽车爆胎安全刹车纠偏系统。

如图2所示，气压开关7要选用至少能适应-40度-90度的宽幅温差，抗震动性能优良，具有可通过微调设定气压值接通的功能，以满足用户对系统灵敏度的不同需求。无线电发射器8用导线与气压开关接线端子连接，当气压下降到设定值时接通无线电发射器8的电路，发射无线电信号。无线电发射器8使用锂离子电池或锂亚电池。气压开关7和无线电发射器8封装成一体，外壳选用金属或ABS塑料等坚固材料。在本实施例中主开关为遥控开关(为叙述方便以下只使用主开关一词)，每个车轮的无线电发射器8有与每个主开关相应的单独的编码信息，确保遥控准确无误。如图3所示，每个车轮的主开关K1、K2、K3、K4安装在一个继电器总成内，控制着声光报警装置和所在车轮制动管路中的进液(气)电磁阀D1、D2、D3、D4和出液电磁阀(排气阀)D5、D6、D7、D8。液压制动系统用进液电磁阀和出液电磁阀，气压制动系统用进气电磁阀和排气阀。

如图3所示，其断开爆胎车轮制动管路装置由主开关K1、K2、K3、K4安装在车轮制动管路上的进液(气)电磁阀D1、D2、D3、D4和出液电磁阀(排气阀)D5、D6、D7、D8构成。安装了ABS刹车防抱死系统的可以与其兼用电磁阀。选用进液(气)电磁阀D1、D2、D3、D4的和出液电磁阀(排气阀)D5、D6、D7、D8的条件是关闭或打开的速度快，从爆胎发生那一刻算起所用时间不能大于1.5秒，必须确保关闭进液(气)电磁阀所用时间小于驾驶员实施的制动力到达爆胎车轮制动管路中的进液(气)电磁阀所用时间。

如图3、4、5、7所示，声光报警装置由驾驶室内的左前轮爆胎指示灯LED1，右前轮爆胎指示灯LED2，左后轮爆胎指示灯LED3，右后轮爆胎指示灯LED4，和驾驶室外的左转向灯VL1、右转向灯VL2、双闪灯VL3、紧急刹车灯VL4和汽车喇叭BL构成，爆胎指示灯由电阻R1、R2、R3、R4和发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4构成，每爆胎指示灯与所代表的一个车轮的电路相连接。声光报警装置只有爆胎指示灯是主开关K1、K2、K3、K4供电，其它部分由其专用电路供电，其电磁继电器K05、K06、K07、K08由主开关控制，电磁继电器K09、K10、K11、K12、K13分别控制左右转向灯、双闪灯、紧急刹车灯和汽车喇叭的电路；系统控制面板上的系统总开关K在安装、维修和不需要系统工作时使用，控制各个车轮所在电路的主开关的电源。总开关K按键采用凹陷进壳体技术防止误断开，并安装有断电报警器包括系统断电报警灯(5)和系统断电报警蜂鸣器(6)，监测系统供电状况。

如图3所示，本发明的电路结构为，采用汽车蓄电池的12V直流电源供电，整个系统设置一个总开关K，安装在控制面板上，属常闭触点用于控制整个系统电源，控制每个车轮电路中的主开关K1、K2、K3、K4，总开关K在断开后要及时闭合使系统处于备用状态，否则系统断电报警灯(5)和系统断电报警蜂鸣器(6)会报警。各个车轮的电路都是相同的，以下只介绍其中一个车轮的电路：电路中设一个由爆胎信号检测发送、接收处理装置触发的受总开关K控制的主开关K1，控制4条电路：第一条连接本车轮制动管路上的进液(气)电磁阀D1和出液电磁阀(排气阀)D5；第二条连接声光报警装置中对应的一个代表本车轮的安装有电阻R1的发光二极管VL1；第三条连接电磁继电器K05控制声光报警装置专用电路，并联连接电磁继电器K09、K10、K11、K12、K13控制左右转向灯、双闪灯、紧急刹车灯和汽车喇叭的电路，采用这些电磁继电器并联在专用电路的直接供电电路中，主要作用是在爆胎时能迅速自动接通所有车外报警装置，平时互相断开不致影响所连接的车外报警装置的原来功能。对于有双轮的车辆本发明设计方案为双轮的其中一个车轮爆胎可以报警，但不断开制动管路，二个车轮都爆胎才能实施自动断开制动管路如图7所示，其电路同非双轮的不同之处是：双轮中一个车轮的主开关K41控制另一个车轮电路主开关K42控制电路中的电磁继电器K43，断开制动管路。

实施例2：

采用TPMS接收处理器控制主开关的汽车爆胎安全刹车纠偏系统。

如图4所示，本发明与汽车轮胎压力监视系统TPMS结合，利用其检测和信息处理资源，升级软件增加当爆胎发生时接通爆胎车轮所在电路的程序，在TPMS处理器上为每个车轮设置一个输出端子和放大电路，控制汽车爆胎安全刹车纠偏系统中对应车轮电路中的主开关K01、K02、K03、K04，在本实施例中主开关K01、K02、K03、K04为电磁继电器，也可以用可控硅。其断开爆胎车轮制动管路装置由主开关K01、K02、K03、K04、安装在车轮制动管路上的进液(气)电磁阀D1、D2、D3、D4和出液电磁阀(排气阀)D5、D6、D7、D8构成，安装了ABS刹车防抱死系统的可以与其兼用电磁阀，如果所装ABS有双侧车轮共用一个电磁阀的则需要另外加装电磁阀。发生爆胎时，由TPMS处理器驱动放大电路使控制爆胎车轮电路的作为主开关的电磁继电器或可控硅接通电源，启动断开爆胎车轮制动管路装置、声光报警装置。控制面板和声光报警装置部分同实施例1。

实施例3：

架构在ABS上的汽车爆胎安全刹车纠偏系统。

本发明与四通道刹车防抱死系统ABS结合，具体方式一是增加硬件和软件，在ABS处理器(ECU)的位置上并联本发明的处理器(ECU)，用三通数据线连接，；二是增加软件，将本发明的处理器(ECU)程序与ABS处理器(ECU)的程序编为一个程序。本发明的处理器(ECU)程序的主要任务是实时对ABS的检测装置输入的轮速数据进行计算检测爆胎信号，一旦发现某个车轮轮速单独增加3％以上，立即向这个车轮的制动管路的进液(气)电磁阀供电，断开爆胎车轮制动管路，同时向电动泵和蓄能器供电，电动泵和蓄能器向制动力调节器输入制动力，以使爆胎车轮恢复并保持开始增加转速之前一次计算转速为标准对其它没爆胎车轮进行刹车，误差幅度控制在系统可以执行的最低幅度内，以求实现最大程度地平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力。在爆胎车轮气体完全泻没时这个以消除车辆跑偏内力为目标的刹车动作产生一个确定的制动力分配比例，此后在更换爆胎车轮之前驾驶员所进行的刹车，其制动力都按照这一比例进行分配，直至进入防抱死工作状态。控制面板和声光报警装置部分同实施例1。

Claims

1、在汽车爆胎时能通过爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置接通系统中爆胎车轮所在电路主开关，通过关闭进液(气)电磁阀和打开出液电磁阀(排气阀)自动断开爆胎车轮制动管路，并通过可控自动刹车装置或驾驶员对其它没爆胎车轮进行刹车，平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力，同时通过声光报警装置提示驾驶员，通过自动打开左转向灯VL1、右转向灯VL2、双闪灯VL3、紧急刹车灯VL4和汽车喇叭BL警告车辆和行人避险的的汽车爆胎安全刹车纠偏系统，包括爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置、断开爆胎车轮的制动管路装置、可控自动刹车装置、声光报警装置。其特征在于：

A、断开爆胎车轮制动管路装置由主开关和安装在车轮制动管路上的进液(气)电磁阀和出液电磁阀(排气阀)构成，在爆胎发生后的1.5秒(人反应障碍期)以内和自动刹车的制动力到达进液(气)电磁阀之前由主开关接通电源，迅速关闭进液(气)电磁阀，断开爆胎车轮的制动管路，防止驾驶员匆忙制动继续增大车辆跑偏内力，同时为对其它车轮实施刹车消除跑偏内力创造安全可行的前提条件。所述主开关是指系统内受总开关控制的由爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置触发的每个车轮所属电路中控制所有相关电路的开关，根据不同的爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置选用相应的开关，如遥控开关、电磁继电器、可控硅。

B、在爆胎发生后的1.5秒(人反应障碍期)以内和自动刹车的制动力到达进液(气)电磁阀之前由主开关接通电源，迅速打开出液电磁阀(排气阀)，通开爆胎车轮的制动液(气)的回路，防止万一进液(气)电磁阀发生故障或关闭速度慢于制动速度。

C、声光报警装置除了驾驶室内的爆胎车轮指示灯以外，还设计了警告车辆行人注意避险的车外报警方案：通过由多个电磁继电器组成的不影响其它电路的专用供电电路接通车辆前后的左转向灯VL1、右转向灯VL2、双闪灯VL3、紧急刹车灯VL4和汽车喇叭BL的电路，向车辆行人发出警报。系统控制面板上的系统总开关在安装、维修和不需要系统工作时使用，控制各个车轮所在电路的主开关的电源。总开关按键采用凹陷进壳体技术防止误断开，并安装有断电报警器，包括系统断电报警灯(5)和系统断电报警蜂鸣器(6)，监测系统供电状况。

D、有双轮的车辆的电路为双轮中一个车轮的主开关K41控制另一个车轮电路主开关K42控制电路中的电磁继电器K43，使双轮的其中一个车轮爆胎可以报警，但不断开制动管路，二个车轮都爆胎才能实施自动断开制动管路。

2、根据权利要求1所述的汽车爆胎安全刹车纠偏系统，其特征在于所述声光报警装置专用电路是电磁继电器K05、K06、K07、K08由主开关控制，电磁继电器K09、K10、K11、K12、K13分别控制左右转向灯、双闪灯、紧急刹车灯和汽车喇叭的电路，这些电磁继电器并联在专用电路的直接供电电路中，主要作用是爆胎时得电能迅速自动接通所有车外报警装置，平时互相断开不致于影响所连接的车外报警装置的原来功能。

3、根据权利要求1所述的汽车爆胎安全刹车纠偏系统，其特征在于所述轮胎爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置可以为气压开关(7)、无线电发射器(8)和安装在车体上的遥控开关，并以遥控开关做主开关。

4、根据权利要求1所述的汽车爆胎安全刹车纠偏系统，其特征在于所述轮胎爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置可以兼用汽车轮胎压力监视系统TPMS的检测和信息处理装置，在TPMS处理器上为每个车轮设置一个输出端子、放大电路，控制汽车爆胎安全刹车纠偏系统中本车轮的主开关电磁继电器或可控硅，升级软件增加程序即当爆胎发生时由TPMS处理器驱动放大电路使控制爆胎车轮电路的作为主开关的电磁继电器或可控硅接通电源，启动断开爆胎车轮制动管路装置、声光报警装置和可控自动刹车装置。

5、根据权利要求1所述的汽车爆胎安全刹车纠偏系统，其特征在于所述轮胎爆胎信号检测、发送装置、爆胎信号接收处理装置、可控自动刹车装置可以与四通道刹车防抱死系统ABS结合，具体方式一是增加硬件和软件，在ABS处理器(ECU)的位置上并联本发明的处理器(ECU)，用三通数据线连接，；二是增加软件，将本发明的处理器(ECU)程序与ABS处理器(ECU)的程序编为一个程序。本发明的处理器(ECU)程序的主要任务是实时对ABS的检测装置输入的轮速数据进行计算检测爆胎信号，一旦发现某个车轮轮速单独增加3％以上，立即向这个车轮的制动管路的进液(气)电磁阀供电，断开爆胎车轮制动管路，同时向电动泵和蓄能器供电，电动泵和蓄能器向制动力调节器输入制动力，以使爆胎车轮恢复并保持开始增加转速之前一次计算转速为标准对其它没爆胎车轮进行刹车，误差幅度控制在系统可以执行的最低幅度内，以求实现最大程度地平衡车轮之间因爆胎产生的巨大的阻力差，消除车辆跑偏的内力。在爆胎车轮气体完全泻没时这个以消除车辆跑偏内力为目标的刹车动作产生一个确定的制动力分配比例，此后在更换爆胎车轮之前驾驶员所进行的刹车，其制动力都按照这一比例进行分配，直至进入防抱死工作状态。