CN203958132U - 车辆制动失效报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆制动失效报警装置，包括：单片机、报警输出单元、供电单元、踏板压力检测机构，踏板时间检测模块，门限压力输入模块，制动管压力传感器，压力信号处理模块，压力比较器，压力显示器和声光报警器；踏板压力检测机构的信号输出端与单片机的踏板压力信号输入端连接，踏板时间检测模块的时间信号输出端与单片机的时间信号输入端连接，门限压力输入模块的信号输出端与单片机的门限压力信号输入端连接，制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号处理模块的信号输入端连接，本实用新型的目的在于提供一种能实时反馈制动管路压力，并能向驾驶员发出预警的车辆制动失效报警装置。

Description

车辆制动失效报警装置

技术领域

本实用新型属于车辆运行安全状态综合监控预警技术领域，具体涉及一种车辆制动失效报警装置。

背景技术

通用车辆装备，无论是液压还是气压车辆的制动系统，其基本的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，针对采用液压制动的车型来说，当踩下制动踏板，制动主缸即将制动液经油管压入前、后制动轮缸，将制动蹄片推向制动轮毂。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。与此同时，常见的制动管路的材料有金属管和特制的橡胶软管，各液压元件及管路间通常还设有各种管接头，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，使汽车运行过程中存在安全隐患。

现有技术中，汽车整车的液压制动系统主要采用有储油杯液面报警与液压制动管路的报警，液面报警装置包括储油杯传感器和蜂鸣器，储油杯传感器对储油杯总成中的液面进行检测，当液面降低到预先设置的危险刻度线处时，蜂鸣器进行报警，告知驾驶员传能装置失效，提醒驾驶员采取相关措施，而针对该技术存在的缺陷在于：液面降低的过程中，可能故障已出现，需要报警提醒驾驶员，而现有技术中，液面报警装置由于液面未到达危险刻度线，而没有进行报警，当液面下降至刻度线报警时，驾驶员已丧失对故障进行判定和排除的最佳时机，导致汽车的安全性降低；而液压制动管路的报警通常是在液压管路上直接测量压力值，但是在车辆起步前，没有对车辆的压力标定值进行预先判定，若在车辆行驶时，再进行判定报警，难免给驾驶员造成恐慌，同样也丧失了对故障进行判定和排除的最佳时机。

此外，车辆在长下坡频繁使用制动时，容易造成左右刹车的轮毂温度过高，制动蹄片在高温条件下长时间工作，摩擦系数降低，轮毂与制动蹄片之间失去摩擦力，而引起制动失效，针对轮毂温度过高的问题，人们通常在轮毂处设置有冷却降温装置（例如：采用冷却水循环组件或采用相变材料进行吸收热量），但采用冷却降温装置，只能在一定时间段内起到缓解轮毂温度过高的问题，只要车辆在继续行驶中，轮毂的温度仍然会持续上升，若不采取相应的预警措施，也会存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能实时反馈液压管路压力，并能向驾驶员发出预警的车辆制动失效报警装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案: 车辆制动失效报警装置，它包括：单片机、报警输出单元、供电单元、踏板压力检测机构，用于判断制动踏板是否踩下；踏板时间检测模块，用于计算制动踏板踩下时间；门限压力输入模块；制动管压力传感器，用于检测车辆液压制动管路压力；压力信号处理模块；压力比较器，用于比较门限压力与制动管压力值；压力显示器和声光报警器；所述的踏板压力检测机构的信号输出端与单片机的踏板压力信号输入端连接，所述踏板时间检测模块的时间信号输出端与单片机的时间信号输入端连接，所述门限压力输入模块的信号输出端与单片机的门限压力信号输入端连接，所述制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号处理模块的信号输入端连接，压力信号处理模块的信号输出端与压力比较器的信号输入端连接，压力比较器的信号输出端与单片机的压力比较信号输入端连接；单片机的压力比较信号的一个输出端与报警输出单元连接，报警输出单元的一个输出端连接压力显示器，另一个输出端连接声光报警器。

本实用新型的上述技术方案，可通用于所有液压制动汽车及工程机械设备中，本实用新型具有门限压力输入模块，使用时可通过键盘等人机互动装置，预先设置门限压力值、报警参数，具有通用性。使用时通过门限压力输入模块预先将报警参数值进行人为设置，并输入单片机保存，报警参数包括门限值及低报警值，门限值用于判断制动踏板是否踩下，低报警值用于对比制动管路压力的实际测量值。当驾驶员踩下制动踏板，踏板压力检测机构将信号发送到单片机，单片机将信号反馈到踏板时间检测模块，踏板时间检测模块用于计算制动踏板踩下时间。传感器能实时感应油管中的液压大小，并将压力信号传送到压力信号处理模块，压力信号处理模块将电信号转换为模拟信号，并将信号传送到单片机，单片机将该信号传送到压力比较器与踏板时间检测模块，将执行压力与时间的信号判定，压力比较器进行制动管路压力大小的对比，压力测量值通过压力比较器与预先设置的门限值及低报警值作对比，只有在测得值大于门限值时才与低报警值作对比，若此时测得值小于低报警值，则将信号反馈到单片机，若测得值大于低报警值，踏板时间检测模块能计算制动踏板踩下后油压的回升时间，若所测时间大于常规制动油压回升时间（2～3秒），则同样将信号反馈到单片机，单片机将信号发送到报警输出单元，并通过压力显示器与声光报警器将信号反馈给驾驶员，发出报警，提醒驾驶员做好应急措施，避免不必要的交通事故发生。

优选的，踏板压力检测机构包括踏板压力传感器、踏板压力信号处理器、踏板压力比较器；所述踏板压力传感器的信号输出端连接踏板压力信号处理器的信号输入端，踏板压力信号处理器的信号输出端与踏板压力比较器连接，踏板压力比较器的输出端作为踏板压力检测机构的信号输出端。

优选的，压力信号处理模块包括A/D转换电路、压力信号调理电路，所述的制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号调理电路的输入端连接，压力信号调理电路的输出端与A/D转换电路的信号输入端连接，A/D转换电路的信号输出端作为压力信号处理模块的信号输入端与单片机连接。

优选的，门限压力输入模块包括输入键盘、键盘信号检测电路，键盘信号调理电路、键盘信号A/D转换电路，所述的键盘信号检测电路的输出端与键盘信号调理电路的输入端连接，所述键盘信号调理电路输出端与键盘信号A/D转换电路输入端连接，所述键盘信号A/D转换电路输出端作为门限压力输入模块的信号输出端与单片机连接。

优选的，它还包括轮毂温度检测报警机构。

优选的，轮毂温度检测报警机构包括：温度传感器、温度信号调理电路、温度信号A/D转换电路、温度比较器，温度报警器，所述的温度传感器安装于车辆左、右轮毂上，所述的温度传感器的信号输出端与温度信号调理电路的输入端连接，所述温度信号调理电路的输出端与温度信号A/D转换电路的输入端连接，所述温度A/D转换电路的输出端与温度比较器信号输入端连接，所述温度比较器信号输出端与单片机的温度比较信号输入端连接，单片机的温度比较信号一个输出端与报警输出单元连接。

通过采用本实用新型所实现的有益效果在于，直接检测制动管路压力、轮毂的温度，并将制动管路中的压力值和轮毂温度值实时反馈给驾驶员，为驾驶员感知制动系统是否正常提供依据；在车辆起步前，通过驾驶员踩下制动踏板，能对车辆的制动管路压力进行预判，并与报警参数作对比，进而对车辆制动系统是否失效或是否产生故障进行判定，为驾驶员出行前消除后顾之忧，提供安全保障；自由设定报警参数值，报警参数值可根据不同车型自行设定，适用范围广；采取嵌入式系统结构，装置设计合理、结构简单、安装方便，不需要对车辆原系统进行改造，无需进行复杂的接线，不影响原车功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构框图；

图2为本实用新型实施例的结构逻辑图；

图3为本实用新型实施例中轮毂温度检测报警机构的结构框图；

图4为本实用新型实施例中单片机管脚配置图；

图5为本实用新型实施例中压力信号调理电路的电路图；

图6为本实用新型实施例中压力报警的原理曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1～图5所示，车辆制动失效报警装置，它包括：单片机、报警输出单元、供电单元，单片机采用市售的TI（德州仪器）公司的16位单片机MSP430F4794，压力传感器选用扩散硅式，BP9325，0～16MP，单片机的2号管脚连接压力信号调理电路的输入端，3号管脚连接压力信号调理电路的输出端，温度传感器选用Cu50铜电阻。踏板压力检测机构，用于判断制动踏板是否踩下，踏板压力检测机构包括踏板压力传感器、踏板压力信号处理器、踏板压力比较器；踏板压力传感器的信号输出端连接踏板压力信号处理器的信号输入端，踏板压力信号处理器的信号输出端与踏板压力比较器连接，踏板压力比较器的输出端作为踏板压力检测机构的信号输出端；踏板时间检测模块，用于计算制动踏板踩下时间；门限压力输入模块，门限压力输入模块包括输入键盘、键盘信号检测电路，键盘信号调理电路、键盘信号A/D转换电路，键盘信号检测电路的输出端与键盘信号调理电路的输入端连接，键盘信号调理电路输出端与键盘信号A/D转换电路输入端连接，键盘信号A/D转换电路输出端作为门限压力输入模块的信号输出端与单片机连接；制动管压力传感器，用于检测车辆液压制动管路压力；压力信号处理模块，压力信号处理模块包括A/D转换电路、压力信号调理电路，制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号调理电路的输入端连接，压力信号调理电路的输出端与A/D转换电路的信号输入端连接，A/D转换电路的信号输出端作为压力信号处理模块的信号输入端与单片机连接；压力比较器，用于比较门限压力与制动管压力值；压力显示器和声光报警器；踏板压力检测机构的信号输出端与单片机的踏板压力信号输入端连接，踏板时间检测模块的时间信号输出端与单片机的时间信号输入端连接，门限压力输入模块的信号输出端与单片机的门限压力信号输入端连接，制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号处理模块的信号输入端连接，压力信号处理模块的信号输出端与压力比较器的信号输入端连接，压力比较器的信号输出端与单片机的压力比较信号输入端连接；单片机的压力比较信号的一个输出端与报警输出单元连接，报警输出单元的一个输出端连接压力显示器，另一个输出端连接声光报警器；此外，它还包括轮毂温度检测报警机构，轮毂温度检测报警机构包括：温度传感器、温度信号调理电路、温度信号A/D转换电路、温度比较器，温度报警器，温度传感器安装于车辆左、右轮毂上，温度传感器的信号输出端与温度信号调理电路的输入端连接，温度信号调理电路的输出端与温度信号A/D转换电路的输入端连接，温度A/D转换电路的输出端与温度比较器信号输入端连接，温度比较器信号输出端与单片机的温度比较信号输入端连接，单片机的温度比较信号一个输出端与报警输出单元连接。

工作时，汽车制造厂商可根据车型不同其制动管路失效压力值不同的特点，为增加适应性，可通过门限压力输入模块预先将报警参数值进行人为设置，并输入单片机保存，报警参数包括门限值及低报警值，门限值用于判断制动踏板是否踩下，低报警值用于对比制动管路压力的实际测量值。当驾驶员踩下制动踏板，踏板压力检测机构将信号发送到单片机，单片机将信号反馈到踏板时间检测模块，踏板时间检测模块用于计算制动踏板踩下时间，制动管路压力传感器能实时感应油管中的液压大小，并将电信号传送到压力信号处理模块，压力信号处理模块将电信号转换为模拟信号，并将信号传送到单片机，单片机将该信号传送到压力比较器与踏板时间检测模块，此时，将执行压力与时间的信号判定；

如图6所示，压力比较器进行制动管路压力大小的对比，压力测量值通过压力比较器与预先设置的门限值及低报警值作对比，只有在测得值大于门限值时才与低报警值作对比，若此时测得值小于低报警值，则将信号反馈到单片机，若测得值大于低报警值，踏板时间检测模块能计算制动踏板踩下后油压的回升时间，若所测时间大于常规制动油压回升时间（2～3秒），则同样将信号反馈到单片机，单片机将信号发送到报警输出单元，并通过压力显示器与声光报警器将信号反馈给驾驶员，发出报警，提醒驾驶员做好应急措施，避免不必要的交通事故发生。

通过本实用新型的技术方案，已造出产品样机，并成功通过了检验试用，在实际试用中发现，该车辆制动失效报警装置结构简单、安装方便，显示信息清晰，报警性能可靠，确保了人、车的安全，具有良好的经济效益和市场前景。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.车辆制动失效报警装置，其特征在于：它包括：单片机、报警输出单元、供电单元、踏板压力检测机构、踏板时间检测模块、门限压力输入模块、制动管压力传感器、压力信号处理模块、压力比较器、压力显示器和声光报警器；踏板压力检测机构，用于判断制动踏板是否踩下；踏板时间检测模块，用于计算制动踏板踩下时间；门限压力输入模块；制动管压力传感器，用于检测车辆液压制动管路压力；压力信号处理模块；压力比较器，用于比较门限压力与制动管压力值；压力显示器和声光报警器；

     所述的踏板压力检测机构的信号输出端与单片机的踏板压力信号输入端连接，所述踏板时间检测模块的时间信号输出端与单片机的时间信号输入端连接，所述门限压力输入模块的信号输出端与单片机的门限压力信号输入端连接，所述制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号处理模块的信号输入端连接，压力信号处理模块的信号输出端与压力比较器的信号输入端连接，压力比较器的信号输出端与单片机的压力比较信号输入端连接；单片机的压力比较信号的一个输出端与报警输出单元连接，报警输出单元的一个输出端连接压力显示器，另一个输出端连接声光报警器。

2.如权利要求1所述的车辆制动失效报警装置，其特征在于：所述的踏板压力检测机构包括踏板压力传感器、踏板压力信号处理器、踏板压力比较器；所述踏板压力传感器的信号输出端连接踏板压力信号处理器的信号输入端，踏板压力信号处理器的信号输出端与踏板压力比较器连接，踏板压力比较器的输出端作为踏板压力检测机构的信号输出端。

3.如权利要求1所述的车辆制动失效报警装置，其特征在于：所述的压力信号处理模块包括A/D转换电路、压力信号调理电路，所述的制动管路压力传感器的信号输出端与压力信号调理电路的输入端连接，压力信号调理电路的输出端与A/D转换电路的信号输入端连接，A/D转换电路的信号输出端作为压力信号处理模块的信号输入端与单片机连接。

4.如权利要求1所述的车辆制动失效报警装置，其特征在于：所述的门限压力输入模块包括输入键盘、键盘信号检测电路，键盘信号调理电路、键盘信号A/D转换电路，所述的键盘信号检测电路的输出端与键盘信号调理电路的输入端连接，所述键盘信号调理电路输出端与键盘信号A/D转换电路输入端连接，所述键盘信号A/D转换电路输出端作为门限压力输入模块的信号输出端与单片机连接。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的车辆制动失效报警装置，其特征在于：它还包括轮毂温度检测报警机构。

6.如权利要求5所述的车辆制动失效报警装置，其特征在于：所述的轮毂温度检测报警机构包括：温度传感器、温度信号调理电路、温度信号A/D转换电路、温度比较器，温度报警器，所述的温度传感器安装于车辆左、右轮毂上，所述的温度传感器的信号输出端与温度信号调理电路的输入端连接，所述温度信号调理电路的输出端与温度信号A/D转换电路的输入端连接，所述温度A/D转换电路的输出端与温度比较器信号输入端连接，所述温度比较器信号输出端与单片机的温度比较信号输入端连接，单片机的温度比较信号一个输出端与报警输出单元连接。