CN112339507A - 一种爆胎应急安全装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爆胎应急安全装置,具体涉及车辆安全防护技术领域,包括轮毂,所述轮毂外侧设有真空轮胎,所述轮毂与真空轮胎套接,所述轮毂外侧表面设有环形安装槽,所述环形安装槽两侧均设有防护凸板,所述防护凸板与轮毂一体化设置。本发明通过设置应急安全系统,四个传感组件分别采集汽车四个轮胎的胎压和温度信息,无线传输模块将信号发送至中央处理器,当胎压和温度均不稳定时,根据胎压安全值限判断是否有爆胎隐患,快速定位故障轮胎,并及时作出安全应急防护,速度采集模块立刻获得汽车速度,中央处理器提前激活自动应急模块安全减速,达到安全制动的效果,与现有技术相比,有爆胎判断和安全自动化应急处理的进步。
Description
技术领域
本发明涉及车辆安全防护技术领域,更具体地说,本发明涉及一种爆胎应急安全装置。
背景技术
安全、节能、环保是汽车发展的永恒主题,而汽车安全是三大主题的重中之重。据统计2016年中国道路交通事故中造成6.3万人死亡、22.6万
人受伤,直接财产损失12.1亿元,给国家和社会带来了巨大的经济损失,对人们的正常日常生活和经济的稳定发展带来不良影响,汽车的运行安全性正日益受到关注。有关统计数据显示,在高速公路上的交通事故中,10%是由于轮胎故障引起的,而其中爆胎一项就占轮胎故障引发事故总量的70%以上。
常见主动安全装置如防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配系统(EBD)等,这些安全装置提升了驾驶员们控制车辆方向和制动的能力,一定程度上能减少重大事故发生。但在爆胎发生的这种紧急情况下,驾驶员们往住会惊慌失措而误打方向盘,急踩刹车,使车辆调节度而失去平衡,仍旧会造成严重的交通事故,甚至威胁到人的生命安全。胎压监测让驾驶员实时知道胎压是否正常,如果出现不正常能够及时处理,能避免因为胎压过高或过低而引起的爆胎。目前常见的胎压监测系统主要分为两种,较为准确的一种是直接式胎压监测,利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来自动监测轮胎气压,发生异常后报警,通过轮速传感器来确定车轮是否抱死。发生爆胎后处理方式简单粗暴,未能考虑由于驾驶员过度反应引起的二次事故。对爆胎后由于驾驶员过度操作可能引起的车辆异常状况处理能力则明显不足。
因此,发明一种爆胎应急安全装置来解决上述问题很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种爆胎应急安全装置,通过设置应急安全系统,四个传感组件分别采集汽车四个轮胎的胎压和温度信息,通过无线传输模块将信号发送至中央处理器,当胎压和温度均不稳定时,根据胎压安全值限判断是否有爆胎隐患,快速定位故障轮胎点,并及时作出安全应急防护,速度采集模块立刻获得汽车速度,中央处理器提前激活自动应急模块安全减速,达到安全制动的效果,与现有技术相比,有爆胎判断和安全自动化应急处理的进步,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种爆胎应急安全装置,包括轮毂,所述轮毂外侧设有真空轮胎,所述轮毂与真空轮胎套接,所述轮毂外侧表面设有环形安装槽,所述环形安装槽两侧均设有防护凸板,所述防护凸板与轮毂一体化设置,两条所述防护凸板之间设有防护板条,所述防护板条与环形安装槽相匹配,所述防护板条两端通过螺丝固定连接;
所述该装置还包括应急安全系统,所述应急安全系统包括信息采集模块、中央处理器和自动应急模块,所述中央处理器的连接端还设有速度采集模块和外部温度采集模块,所述速度采集模块用于采集车体实时速度信息,所述外部温度采集模块用于采集车体外部环境温度信息,中央处理器将信息采集模块采集的信息与车体外部环境温度信息比对,并根据车速判断行驶安全性;
所述信息采集模块由第一传感组件、第二传感组件、第三传感组件和第四传感组件组成,所述第一传感组件、第二传感组件、第三传感组件和第四传感组件分别设置在四个轮毂外侧,所述第一传感组件、第二传感组件、第三传感组件和第四传感组件均由压力传感器和温度传感器组成,所述压力传感器和温度传感器均固定连接在环形安装槽内部,所述压力传感器和温度传感器分别用于感测真空轮胎内部气压信息和温度信息,所述环形安装槽内部还设有电源模块和无线传输模块,所述无线传输模块用于将压力传感器和温度传感器的感测信号发送至中央处理器,所述电源模块用于压力传感器、温度传感器和无线传输模块的电源供应;
所述自动应急模块包括示警单元、方向盘锁定单元和点刹减速单元,所述示警单元用于车胎故障时的报警,并显示故障车胎位置,同时方向盘锁定单元和点刹减速单元启动,在一定范围内锁定方向盘,并进行分段缓刹操作,使汽车缓慢减速停止;
所述中央处理器的连接端设有触摸显示屏,所述触摸显示屏用于显示各感测信息数据,所述触摸显示屏还用于手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,所述中央处理器的输入端设有A/D转换器,所述中央处理器的输出端设有D/A转换器,所述压力传感器、温度传感器、速度采集模块和外部温度采集模块均与A/D转换器电性连接,所述自动应急模块与D/A转换器电性连接,所述中央处理器与触摸显示屏电性连接。
在一个优选地实施方式中,所述速度采集模块在压力传感器感测到胎压异常时启动,速度采集模块检测汽车速度后与设定安全速度比对,中央处理器控制自动应急模块激活,其中方向盘锁定单元的锁定范围设置为0-90°。
在一个优选地实施方式中,所述中央处理器内部设有预定算法,该预定算法用于计算汽车安全减速度,减速原理为在安全距离下调整减速度以控制减速时间,减速时间分别设置为[t0,t1,t2,t3,t4],其中t0、t1、t2、t3和t4相邻两段时间之间设有缓冲时间段t^,汽车在t0、t1、t2、t3和t4及其各自缓冲时间段内的行驶距离分别设置为[S0,S1,S2,S3,S4],且S0、S1、S2、S3和S4之和等于设定安全距离S,并根据速度采集模块信息确定汽车初速度v,将初速度v根据时间段个数平分为若干等份,分别表述为[v0,v1,v2,v3,v4],如将具体步骤如下:
S1:将S0、t0、t^、v0和v1代入匀减速运动公式中,求出第一减速度a0,公式具体为
S2:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第二减速度a1,公式具体为
S3:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第三减速度a2,公式具体为
S4:将S3、t3、t^、v3和v4代入匀减速运动公式中,求出第四减速度a3,公式具体为
S5:将S4、t4、t^、v4和0速度代入匀减速运动公式中,求出第五减速度a4,公式具体为
在一个优选地实施方式中,所述中央处理器的连接端还设有计时单元,所述计时单元用于计算胎压异常和温度异常持续时长。
在一个优选地实施方式中,所述轮毂与真空轮胎的连接处设有密封胶,所述轮毂两侧均设有缘台,两条所述防护凸板均与缘台平行,所述缘台厚度大于防护凸板厚度。
在一个优选地实施方式中,所述防护板条由铝合金材料制成,所述防护板条表面设有若干均匀分布的风孔。
在一个优选地实施方式中,所述压力传感器、温度传感器和无线传输模块均与电源模块电性连接,所述电源模块的连接端设有充电口,所述充电口设置在轮毂内侧,所述充电口外侧设有密封盖。
本发明的技术效果和优点:
1、通过设置应急安全系统,四个传感组件分别采集汽车四个轮胎的胎压和温度信息,通过无线传输模块将信号发送至中央处理器,当胎压和温度均不稳定时,根据胎压安全值限判断是否有爆胎隐患,快速定位故障轮胎点,并及时作出安全应急防护,速度采集模块立刻获得汽车速度,中央处理器提前激活自动应急模块安全减速,达到安全制动的效果,与现有技术相比,有爆胎判断和安全自动化应急处理的进步;
2、通过外部温度采集模块和计时单元分析不稳定信号,排除环境干扰,减少故障信息误报,提高爆胎风险检测精度,检测处理和响应时间快,能够大大提高应急驾驶的安全性,通过触摸显示屏手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,能够适用于不同的轮胎标准,季节温度,环境的适用性更高,缘台和防护凸板配和轮毂内嵌安全安装信息采集模块的同时,风孔保证信息采集模块采集信息的准确性,充电口和密封盖实现电源模块的电量补充和安全防护,提高信息采集模块工作的稳定性,与现有技术相比,检测误判率低。
附图说明
图1为本发明轮毂与真空轮胎的连接结构示意图。
图2为本发明轮毂的左视图。
图3为本发明图2的A部结构放大图。
图4为本发明应急安全系统的拓扑结构图。
图5为本发明应急安全系统的控制系统图。
图6为本发明自动应急模块的结构示意图。
图7为本发明应急安全系统的工作流程图。
附图标记为:1轮毂、101环形安装槽、102防护凸板、103防护板条、104风孔、2真空轮胎、3信息采集模块、31第一传感组件、32第二传感组件、33第三传感组件、34第四传感组件、35电源模块、36无线传输模块、301压力传感器、302温度传感器、4中央处理器、5自动应急模块、6速度采集模块、7触摸显示屏、8外部温度采集模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
根据图1-7所示的一种爆胎应急安全装置,包括轮毂1,所述轮毂1外侧设有真空轮胎2,所述轮毂1与真空轮胎2套接,所述轮毂1外侧表面设有环形安装槽101,所述环形安装槽101两侧均设有防护凸板102,所述防护凸板102与轮毂1一体化设置,两条所述防护凸板102之间设有防护板条103,所述防护板条103与环形安装槽101相匹配,所述防护板条103两端通过螺丝固定连接;
所述该装置还包括应急安全系统,所述应急安全系统包括信息采集模块3、中央处理器4和自动应急模块5,所述中央处理器4的连接端还设有速度采集模块6和外部温度采集模块8,所述速度采集模块6用于采集车体实时速度信息,所述外部温度采集模块8用于采集车体外部环境温度信息,中央处理器4将信息采集模块3采集的信息与车体外部环境温度信息比对,并根据车速判断行驶安全性;
所述信息采集模块3由第一传感组件31、第二传感组件32、第三传感组件33和第四传感组件34组成,所述第一传感组件31、第二传感组件32、第三传感组件33和第四传感组件34分别设置在四个轮毂1外侧,所述第一传感组件31、第二传感组件32、第三传感组件33和第四传感组件34均由压力传感器301和温度传感器302组成,所述压力传感器301和温度传感器302均固定连接在环形安装槽101内部,所述压力传感器301和温度传感器302分别用于感测真空轮胎2内部气压信息和温度信息,所述环形安装槽101内部还设有电源模块35和无线传输模块36,所述无线传输模块36用于将压力传感器301和温度传感器302的感测信号发送至中央处理器4,所述电源模块35用于压力传感器301、温度传感器302和无线传输模块36的电源供应;
所述自动应急模块5包括示警单元、方向盘锁定单元和点刹减速单元,所述示警单元用于车胎故障时的报警,并显示故障车胎位置,同时方向盘锁定单元和点刹减速单元启动,在一定范围内锁定方向盘,并进行分段缓刹操作,使汽车缓慢减速停止;
所述中央处理器4的连接端设有触摸显示屏7,所述触摸显示屏7用于显示各感测信息数据,所述触摸显示屏7还用于手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,所述中央处理器4的输入端设有A/D转换器,所述中央处理器4的输出端设有D/A转换器,所述压力传感器301、温度传感器302、速度采集模块6和外部温度采集模块8均与A/D转换器电性连接,所述自动应急模块5与D/A转换器电性连接,所述中央处理器4与触摸显示屏7电性连接;
所述中央处理器4设置为车载ECU,所述压力传感器301的型号设置为13598772胎压传感器,所述温度传感器302的型号设置为WZP-035,所述速度采集模块6采集速度表上的行驶瞬时速度,所述压力传感器301、温度传感器302、速度采集模块6、外部温度采集模块8、中央处理器4和触摸显示屏7均为现有技术,能够通过连接实现;
所述速度采集模块6在压力传感器301感测到胎压异常时启动,速度采集模块6检测汽车速度后与设定安全速度比对,中央处理器4控制自动应急模块5激活,其中方向盘锁定单元的锁定范围设置为0-90°;
所述中央处理器4内部设有预定算法,该预定算法用于计算汽车安全减速度,减速原理为在安全距离下调整减速度以控制减速时间,减速时间分别设置为[t0,t1,t2,t3,t4],其中t0、t1、t2、t3和t4相邻两段时间之间设有缓冲时间段t^,汽车在t0、t1、t2、t3和t4及其各自缓冲时间段内的行驶距离分别设置为[S0,S1,S2,S3,S4],且S0、S1、S2、S3和S4之和等于设定安全距离S,并根据速度采集模块6信息确定汽车初速度v,将初速度v根据时间段个数平分为若干等份,分别表述为[v0,v1,v2,v3,v4],如将具体步骤如下:
S1:将S0、t0、t^、v0和v1代入匀减速运动公式中,求出第一减速度a0,公式具体为
S2:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第二减速度a1,公式具体为
S3:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第三减速度a2,公式具体为
S4:将S3、t3、t^、v3和v4代入匀减速运动公式中,求出第四减速度a3,公式具体为
S5:将S4、t4、t^、v4和0速度代入匀减速运动公式中,求出第五减速度a4,公式具体为
实施方式具体为:第一传感组件31、第二传感组件32、第三传感组件33和第四传感组件34分别安装在四个环形安装槽101内部,并通过防护凸板102和防护板条103提供安全防护,在汽车行驶中,分别采集汽车四个轮胎的胎压和温度信息,通过无线传输模块36将信号发送至中央处理器4,A/D转换器将感测信号转换为数据信号,当胎压不稳定时,查看温度是否稳定,根据胎压安全值限判断是否有爆胎隐患,具备爆胎判断功能,能够快速定位故障轮胎点,并及时作出安全应急防护,速度采集模块6立刻获得汽车速度,中央处理器4提前激活自动应急模块5安全减速,示警单元发出警示,并显示故障车胎位置,同时方向盘锁定单元在0-90°范围内锁定方向盘,使驾驶员仅能在一定范围内调节方向盘,从而防止误打方向盘,点刹减速单元启动后,进行自动化分段缓刹,利用预定算法快速计算出分段刹车所需减速度,在使汽车在安全距离和安全事件内停下来,并设置缓冲时间段,避免极速刹车过程中出现的漂移现象,达到安全制动的效果,该实施方式具体解决了现有技术中存在的爆胎应急时驾驶员过度反应引起的安全问题。
如图1、2、3和5所示,所述中央处理器4的连接端还设有计时单元,所述计时单元用于计算胎压异常和温度异常持续时长;
所述轮毂1与真空轮胎2的连接处设有密封胶,所述轮毂1两侧均设有缘台,两条所述防护凸板102均与缘台平行,所述缘台厚度大于防护凸板102厚度;
所述防护板条103由铝合金材料制成,所述防护板条103表面设有若干均匀分布的风孔104;
所述压力传感器301、温度传感器302和无线传输模块36均与电源模块35电性连接,所述电源模块35的连接端设有充电口,所述充电口设置在轮毂1内侧,所述充电口外侧设有密封盖;
实施方式具体为:通过外部温度采集模块8采集环境温度信号进行比对,并设置计时单元计算胎压异常和温度异常持续时长,排除环境干扰,减少故障信息误报,提高爆胎风险检测精度,检测处理和响应时间快,能够大大提高应急驾驶的安全性,通过触摸显示屏7手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,能够适用于不同的轮胎标准,季节温度,环境的适用性更高,另外,缘台和防护凸板102配和轮毂1内嵌安全安装信息采集模块3的同时,风孔104保证信息采集模块3采集信息的准确性,通过充电口和密封盖实现电源模块35的电量补充和安全防护,提高信息采集模块3工作的稳定性,该实施方式具体解决了现有技术中存在的环境干扰和系统不稳定的问题。
本发明工作原理:
参照说明书附图1-7,在汽车行驶中,第一传感组件31、第二传感组件32、第三传感组件33和第四传感组件34分别采集汽车四个轮胎的胎压和温度信息,通过无线传输模块36将信号发送至中央处理器4,A/D转换器将感测信号转换为数据信号,当胎压不稳定时,查看温度是否稳定,根据胎压安全值限判断是否有爆胎隐患,快速定位故障轮胎点,并及时作出安全应急防护,速度采集模块6立刻获得汽车速度,中央处理器4提前激活自动应急模块5安全减速,示警单元发出警示,并显示故障车胎位置,同时方向盘锁定单元在0-90°范围内锁定方向盘,点刹减速单元启动后,进行自动化分段缓刹,利用预定算法快速计算出分段刹车所需减速度,在使汽车在安全距离和安全事件内停下来,并设置缓冲时间段,达到安全制动的效果;
参照说明书附图1、2、3和5,通过外部温度采集模块8采集环境温度信号进行比对,计时单元计算胎压异常和温度异常持续时长,排除环境干扰,通过触摸显示屏7手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,能够适用于不同的轮胎标准,季节温度,缘台和防护凸板102配和轮毂1内嵌安全安装信息采集模块3的同时,风孔104保证信息采集模块3采集信息的准确性,通过充电口和密封盖实现电源模块35的电量补充和安全防护。
最后应说明的几点是:首先,在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变,则相对位置关系可能发生改变;
其次:本发明公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种爆胎应急安全装置,包括轮毂(1),其特征在于:所述轮毂(1)外侧设有真空轮胎(2),所述轮毂(1)与真空轮胎(2)套接,所述轮毂(1)外侧表面设有环形安装槽(101),所述环形安装槽(101)两侧均设有防护凸板(102),所述防护凸板(102)与轮毂(1)一体化设置,两条所述防护凸板(102)之间设有防护板条(103),所述防护板条(103)与环形安装槽(101)相匹配,所述防护板条(103)两端通过螺丝固定连接;
所述该装置还包括应急安全系统,所述应急安全系统包括信息采集模块(3)、中央处理器(4)和自动应急模块(5),所述中央处理器(4)的连接端还设有速度采集模块(6)和外部温度采集模块(8),所述速度采集模块(6)用于采集车体实时速度信息,所述外部温度采集模块(8)用于采集车体外部环境温度信息,中央处理器(4)将信息采集模块(3)采集的信息与车体外部环境温度信息比对,并根据车速判断行驶安全性;
所述信息采集模块(3)由第一传感组件(31)、第二传感组件(32)、第三传感组件(33)和第四传感组件(34)组成,所述第一传感组件(31)、第二传感组件(32)、第三传感组件(33)和第四传感组件(34)分别设置在四个轮毂(1)外侧,所述第一传感组件(31)、第二传感组件(32)、第三传感组件(33)和第四传感组件(34)均由压力传感器(301)和温度传感器(302)组成,所述压力传感器(301)和温度传感器(302)均固定连接在环形安装槽(101)内部,所述压力传感器(301)和温度传感器(302)分别用于感测真空轮胎(2)内部气压信息和温度信息,所述环形安装槽(101)内部还设有电源模块(35)和无线传输模块(36),所述无线传输模块(36)用于将压力传感器(301)和温度传感器(302)的感测信号发送至中央处理器(4),所述电源模块(35)用于压力传感器(301)、温度传感器(302)和无线传输模块(36)的电源供应;
所述自动应急模块(5)包括示警单元、方向盘锁定单元和点刹减速单元,所述示警单元用于车胎故障时的报警,并显示故障车胎位置,同时方向盘锁定单元和点刹减速单元启动,在一定范围内锁定方向盘,并进行分段缓刹操作,使汽车缓慢减速停止;
所述中央处理器(4)的连接端设有触摸显示屏(7),所述触摸显示屏(7)用于显示各感测信息数据,所述触摸显示屏(7)还用于手动设定额定胎压、温度的上下限和安全行驶速度,所述中央处理器(4)的输入端设有A/D转换器,所述中央处理器(4)的输出端设有D/A转换器,所述压力传感器(301)、温度传感器(302)、速度采集模块(6)和外部温度采集模块(8)均与A/D转换器电性连接,所述自动应急模块(5)与D/A转换器电性连接,所述中央处理器(4)与触摸显示屏(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述速度采集模块(6)在压力传感器(301)感测到胎压异常时启动,速度采集模块(6)检测汽车速度后与设定安全速度比对,中央处理器(4)控制自动应急模块(5)激活,其中方向盘锁定单元的锁定范围设置为0-90°。
3.根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述中央处理器(4)内部设有预定算法,该预定算法用于计算汽车安全减速度,减速原理为在安全距离下调整减速度以控制减速时间,减速时间分别设置为[t0,t1,t2,t3,t4],其中t0、t1、t2、t3和t4相邻两段时间之间设有缓冲时间段t^,汽车在t0、t1、t2、t3和t4及其各自缓冲时间段内的行驶距离分别设置为[S0,S1,S2,S3,S4],且S0、S1、S2、S3和S4之和等于设定安全距离S,并根据速度采集模块(6)信息确定汽车初速度v,将初速度v根据时间段个数平分为若干等份,分别表述为[v0,v1,v2,v3,v4],如将具体步骤如下:
S1:将S0、t0、t^、v0和v1代入匀减速运动公式中,求出第一减速度a0,公式具体为
S2:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第二减速度a1,公式具体为
S3:将S2、t2、t^、v2和v3代入匀减速运动公式中,求出第三减速度a2,公式具体为
S4:将S3、t3、t^、v3和v4代入匀减速运动公式中,求出第四减速度a3,公式具体为
S5:将S4、t4、t^、v4和0速度代入匀减速运动公式中,求出第五减速度a4,公式具体为
根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述中央处理器(4)的连接端还设有计时单元,所述计时单元用于计算胎压异常和温度异常持续时长。
4.根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述轮毂(1)与真空轮胎(2)的连接处设有密封胶,所述轮毂(1)两侧均设有缘台,两条所述防护凸板(102)均与缘台平行,所述缘台厚度大于防护凸板(102)厚度。
5.根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述防护板条(103)由铝合金材料制成,所述防护板条(103)表面设有若干均匀分布的风孔(104)。
6.根据权利要求1所述的一种爆胎应急安全装置,其特征在于:所述压力传感器(301)、温度传感器(302)和无线传输模块(36)均与电源模块(35)电性连接,所述电源模块(35)的连接端设有充电口,所述充电口设置在轮毂(1)内侧,所述充电口外侧设有密封盖。
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