CN101786450A - 一种车辆制动管路压力监测预警系统 - Google Patents

一种车辆制动管路压力监测预警系统 Download PDF

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王云鹏
李世武
杨志发
隗海林
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Abstract

本发明涉及一种汽车制动管路压力监测预警系统，包括制动管路压力检测传感器、ADAM模块、工控机、稳压电源、报警控制器、报警设备；制动管路压力检测装置由制动管路压力传感器、支撑底座、电路板、直流电源和信号传输装置构成。该系统利压力检测传感器提取出制动压力信号，通过ADAM模块采集转换传感器的输入数据，并将其输入到工控机，经过预设的程序识别后判别车辆制动压力是否为正常范围，并发出相关指令来控制报警控制器的动作，控制报警设备发出不同等级的预警信号。本发明能准确判断采用液压制动的汽车的制动管路压力的状况，系统安全可靠且安装方便，通过对汽车制动系统危险状态的预警，保护司乘人员的安全、保证运输财产安全。

Description

一种车辆制动管路压力监测预警系统
技术领域：
本发明涉及一种车辆运行安全状态综合监控预警技术领域，即制动管路压力检测装置与信息采集、处理和报警设备集成后形成车辆制动管路压力监测报警系统，实现车辆制动性能监测和预警功能。
背景技术：
无论是液压还是气压车辆制动系统的基本工作原理都是将踏板机构的机械能转换为液压能或气压能，从而驱动制动器工作。踩下制动踏板，制动主缸即将制动液经油管压入前、后制动轮缸，将制动蹄推向制动鼓。由于制动管路相对较长，同时还有连接元件，所以制动管路性能好坏将是制动压力得以保证的重要因素。
制动管路的材料有金属管和特制的橡胶软管，各液(气)压元件之间及各段管路之间还有各种管接头，常年使用，容易出现破损、泄露等情况，这样会直接导致制动压力不足，而影响制动效能的发挥，使汽车运行过程存在安全隐患。
现代汽车有些车载的低压报警装置，但是只是针对于储液罐或储气筒，即便是储液罐或储气筒工作压力正常，也不能保证制动系统工作正常。因此对于制动管路压力的监测和预警是十分必要的。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种车辆制动管路压力监测预警系统，实现时时检测制动管路压力并能预警，系统利用传感器检测出制动管路压力，并传送到ADAM模块进行数据处理，通过工控机预定的程序进行制动系统安全状态识别。该系统方法可靠，预警有效率高，适合在各种车辆中使用。
本发明的上述目的通过可以技术方案实现，结合附图说明如下。
一种车辆制动管路压力监测预警系统，包括制动管路压力检测装置、ADAM模块、工控机、稳压电源、报警控制器和报警设备，所述的制动管路压力检测装置15由第一、二、三制动管路压力传感器6、9、11、支撑底座4、电路板5、直流电源3和信号传输装置构成，第一、二、三制动管路压力传感器6、9、11安装于三个功能相同的电路板，并通过三个支撑底座4分别固定于制动管路I 16、制动管路II 17和制动主缸10附近，并将传感器信号感知设备分别嵌入到制动管路内和制动主缸上，以使传感器能够感知制动管路和制动缸中的压力，电路板5通过直流电源3供电，制动管路压力检测装置15通过数据传输线使电路板5与ADAM模块20相连，ADAM模块输出端20连接工控机21的输入端，工控机21的输出信号连接到报警控制器22的输入端，稳压电源24与工控机21相连。
所述的第一、二、三制动管路压力传感器6、9、11选型为CGYL-203常温型压力传感器。
为了便于传感器安装于汽车制动管路及制动主缸上，设计了安装传感器用的支撑底座4；为了便于传感器供电和数据传输，设计了的由电路板5和直流电源3构成的供电系统，同时数据传输线路也直接和电路板连接以保证线路连接的可靠性。
本发明开发属于一种主动安全技术，是一种能够在多振动、各种外界环境干扰的条件下使用的制动管路压力监测预警系统，该系统通过信号识别方法实时监测车辆各个管路的制动压力，对车辆制动系统制动力不足、过高等危险状况实现提前预警，为车辆安全运行提供保障。
附图说明：
图1是本发明的系统构成原理与整体结构示意图。
图2是制动压力检测传感器的安装示意图。
图3是制动压力监测预警信息处理流程图。
图中：1.左前轮 2.左前轮制动器 3.直流电源 4.支撑底座 5.电路板 6.第一制动管路压力传感器 7.右前轮 8.右前轮制动器 9.第二制动管路压力传感器 10.制动主缸11.第三制动管路压力传感器 12.制动踏板 13.右后轮 14.右后轮制动器 15.制动管路压力检测装置 16.制动管路I 17.制动管路II 18.左后轮制动器 19.左后轮 20.ADAM模块 21.工控机 22.报警控制器 23.报警设备 24.稳压电源
具体实施方式：
以下结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容及实施方式。
该系统包括：制动管路压力检测装置15、ADAM模块20、工控机21、报警控制器22、报警设备23和稳压电源24。其中制动管路压力检测装置15包括第一、二、三制动管路压力传感器6、9、11，其安装方式为：每个制动管路压力传感器安装于的电路板5上，并通过支撑底座4分别固定于制动管路I 16、制动管路II 17和制动主缸10附近，且分别与制动管路I、制动管路II、制动主缸连通，电路板5通过直流电源3供电；制动管路压力检测装置15将通过数据传输线与ADAM模块20相连，ADAM模块20输出端连接工控机21的输入端，工控机21的输出信号连接到报警控制器22的输入端，报警设备23根据信号进行分等级预警。
为了独立准确监测制动系统各回路的压力状态信号，该系统中需要在每一条制动管路上和制动主缸附近安装制动管路压力检测装置。
工控机为系统的控制处理部件，是该系统的头脑部件，安装在车辆上，采用嵌入式系统进行开发，用于完成系统中信息的识别、数据处理、向报警控制器发出指令。
报警控制器用于接收工控机发出的信号，确定报警信号后发出指令控制报警设备响应。
在车辆运行过程中，制动管路压力检测装置将检测出各个管路和制动主缸的制动压力以及压力变化率；装置的传感器信号通过数据线传输给ADAM模块20；ADAM模块20输出信号传送给工控机21，经过工控机21内部程序处理后，与事先设定好的阈值进行比较，判断所检测到的压力指标参数是否达到或超过阈值范围；一旦指标不在阈值范围，报警控制器22获得指令后触发报警设备23报警。
1、信号的采集与传送
参阅图1和2，发明的车辆制动管路压力监测预警系统，制动压力信号的采集由分别安装在两个制动管路和制动主缸的制动压力检测传感器完成的。本系统采用的传感器为CGYL-203常温型压力传感器，是由溅射薄膜压力传感器和高性能的信号调节电路ASIC组成。ASIC系列经特别设计，以最大限度的发挥薄膜传感技术的潜能，包括模拟输出(典型：0-5V；0-10V；0.5-4.5V；1-6V；4-20mA及0.25-4.75V)数字化及总线等。产品使用17-4PH不锈钢材料，其量程从5bar(0.5Mpa)到2200bar(220Mpa)。该传感器能经受106次的连续压力周期，使用薄膜压力的敏感元件制成的产品，在温度环境下的精度优于0.01％/℃，供电电压为24V DC，适用于汽车环境。
在本发明中，制动管路压力传感器安装位置参阅图1所示，传感器组的主要构成参阅图2所示，制动管路压力传感器采用CGYL-203常温型压力传感器，还包括支撑底座4、电路板5、直流电源3。直流电源3用来给传感器供电，电路板5可以调节信号，支撑底座4用于固定传感器。
每个制动管路压力传感器按照系统的设定时间间隔发送信号到ADAM模块，在本发明实例中时间间隔为1s钟。
2、信号处理与控制单元
信号处理与控制单元主要由ADAM模块20和工控机21构成。ADAM模块20将接收到的模拟信号转化为数字量后传送到工控机21。本发明中采用ADAM-4017，基于RS-485方式传输数据，可以实现数据采集、传输控制功能。本发明系统采用的工控机21为UNO-2170，是一款高性能Celeron M控制器，支持PC/104扩展、串行通讯端口和其它网络功能，具有8个串口以便更方便的进行现场的数据采集与控制，可以用USB进行数据导出，1个PCMCIA接口来扩展连接。采用Windows CE系统开发，能够提供定制的映像文件，带有优化后的板载设备驱动程序，能够以组件方式提供Windows操作系统的功能。
3、报警控制与预警单元
工控机21内置的程序根据制动管路压力传感器传回的数据进行制动系统状态识别，判断当前的制动系统压力是否为正常的状态，如果其状态不在阈值的范围内，则将触发报警控制器22控制报警设备23进行报警。
报警方式为三色灯光报警和声音提醒报警两种。
  报警级别   状态   灯光显示   声音提醒
  0   安全   绿灯亮   无
  1   警告   黄灯闪烁   蜂鸣声间断频率为1Hz
  2   危险   红灯闪烁   蜂鸣声间断频率为4Hz
本发明对车辆制动系统安全状态进行监测预警，实现了车辆在途条件下的制动压力监测，报警率较高，有效解决车辆制动系统存在安全隐患和突然失效等问题，保障车辆运行安全。

Claims (2)

1.一种车辆制动管路压力监测预警系统，包括制动管路压力检测装置、ADAM模块、工控机、稳压电源、报警控制器和报警设备，其特征在于，所述的制动管路压力检测装置(15)由第一、二、三制动管路压力传感器(6、9、11)、支撑底座(4)、电路板(5)、直流电源(3)和信号传输装置构成，第一、二、三制动管路压力传感器(6、9、11)安装于三个功能相同的电路板，并通过三个支撑底座(4)分别固定于制动管路I(16)、制动管路II(17)和制动主缸(10)附近，并将传感器信号感知设备分别嵌入到制动管路内和制动主缸上，以使传感器能够感知制动管路和制动缸中的压力，电路板(5)通过直流电源(3)供电，制动管路压力检测装置(15)通过数据传输线使电路板(5)与ADAM模块(20)相连，ADAM模块输出端(20)连接工控机(21)的输入端，工控机(21)的输出信号连接到报警控制器(22)的输入端，稳压电源(24)与工控机(21)相连。
2.根据权利要求1所述的一种车辆制动管路压力监测预警系统，其特征在于，所述的第一、二、三制动管路压力传感器(6、9、11)选型为CGYL-203常温型压力传感器。
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