CN208664961U - 一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，包括左、右驱动轮和差速器，差速器设置于左、右驱动轮之间，左、右驱动轮上分别安装第一压力传感器和第二压力传感器，所述安全控制装置包括第一执行组件、第二执行组件和控制组件；控制组件包括自力式液压泵和控制器，第一执行组件和第二执行组件均包括壳体，壳体内设置原动件和调速件；原动件包括主动传动轴和从动传动轴，从动传动轴外侧固定设置有摩擦片底盘，摩擦片底盘和主动传动轴之间依次设置有摩擦片、齿轮摩擦盘和离合器，主动传动轴的外侧设置有调速件。本实用新型实现了车辆爆胎后的行车安全，且又便于安装，不影响车辆结构。

Description

一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置

技术领域

本实用新型涉及汽车爆胎后的安全控制技术领域，尤其是涉及一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置。

背景技术

汽车爆胎后的安全控制技术领域，目前尚没有有效而又成熟的应对技术，为预防爆胎的发生车辆一般采用的有TPMS 系统、BMBS系统、电子车身平衡技术和防爆轮胎技术；TPMS胎压监测系统是预防性质的，而非爆胎后的安全应对技术，且对于轮胎碾压异物、轮胎内伤（老化、起包）、劣质胎等状况不起监测作用；BMBS安全控制技术的主要特点是通过强制制动来消除由爆胎而产生的偏向力，其存在以下缺陷和不足：一是在车辆高速行驶过程中，司乘人员毫无防备的情况下，突然强制制动而产生的强大惯性力，必然会对司乘人员造成刺激和伤害；二是车辆在弯道处发生爆胎时，由于BMBS安全控制技术采取的是强制制动的工作原理，爆胎后车辆的行驶方向实际上已被锁定，驾驶人员无法对车辆的行驶方向进行控制，高速行驶的车辆在弯道处极易冲出路面造成事故发生，再者爆胎发生后车辆平衡已被破坏，如若施加制动力，则更难保证车辆的稳定性；三是在湿滑路面上强制制动而产生的车辆漂移问题，在雪雨、冰冻、砂石路面上，在相对较高的速度行驶过程中，如果BMBS系统采取紧急刹车，容易导致车辆出现漂移失控状况皆会危及乘车人员的安全；四是BMBS安全控制系统的紧急制动，留给后车的反应时间短，极易造成次生事故，经测试实验可知该系统的应用效果达不到预期目标；车辆采用的电子车身平衡技术，则是车速在80km/h以内，在应对车辆爆胎问题时有一定的作用和效果，一旦车速达到100km/h以上，该技术无力应对；防爆轮胎技术则在经济性、舒适性、降噪性等方面存在无法克服的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车辆在各种路况高速行驶状态下突然发生爆胎时，仍能保持车辆平衡和重心稳定，避免车辆行驶方向发生偏转确保行车安全的前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，包括左、右驱动轮和差速器，所述差速器设置于左、右驱动轮之间，所述左、右驱动轮上分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述安全控制装置包括第一执行组件、第二执行组件和控制组件，所述第一执行组件安装于左驱动轮与差速器之间，所述第二执行组件安装于右驱动轮与差速器之间；所述控制组件包括自力式液压泵和控制器，所述第一执行组件和第二执行组件均包括壳体，所述壳体内设置原动件和调速件；所述原动件包括主动传动轴和从动传动轴，所述主动传动轴与从动传动轴通过轴承转动连接，所述从动传动轴外侧固定设置有摩擦片底盘，所述摩擦片底盘和主动传动轴之间依次设置有摩擦片、齿轮摩擦盘和离合器，所述摩擦片和齿轮摩擦盘均套合在从动传动轴上，所述主动传动轴的外侧设置有调速件；所述离合器通过拨叉连接至单向液压油缸；所述单向液压油缸对称固定设置在壳体外壁，单向液压油缸与自力式液压泵联通。

进一步地，所述离合器为牙嵌离合器，离合器的一端设置在主动传动轴的端面、与主动传动轴固定连接，所述离合器的另一端设置在从动传动轴的外侧、与从动传动轴通过矩形花键滑动连接。

进一步地，所述调速件包括两个平行设置的齿轮，一个所述齿轮与主动传动轴啮合，另一个所述齿轮与齿轮摩擦盘啮合，两个齿轮通过副轴转动连接。

进一步地，所述单向液压油缸包括油缸、活塞杆以及设置在活塞杆顶端的拨叉，与活塞杆对应的壳体上开设有腰型孔，所述拨叉的另一端穿过腰型孔与离合器活动连接。

进一步地，所述自力式液压泵包括固定板、强力弹簧、活塞和液压缸，所述固定板分别设置在强力弹簧的两侧，两个所述固定板通过紧定螺杆连接，所述强力弹簧一端连接至一侧的固定板、另一端连接至活塞，所述活塞置于液压缸内，所述液压缸与另一侧的固定板固定连接；所述自力式液压泵和控制器均可拆卸连接在乘用车的发动机舱内。

进一步地，所述液压缸上设置有出油口，出油口连接有三通接头，三通接头的另外两个接头分别连接有第一油管和第二油管；所述第一油管的另一端连接至第一执行组件的单向液压油缸，所述第二油管的另一端连接至第二执行组件的单向液压油缸。

进一步地，所述第一油管和第二油管上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀。

进一步地，所述第一电磁阀和第二电磁阀的接线端通过驱动电路与控制器的输出端连接，所述控制器的输入端分别连接有第一压力传感器和第二压力传感器。

进一步地，所述主动传动轴和从动传动轴分别伸出壳体两端、且与壳体侧壁通过向心轴承转动连接。

进一步地，所述摩擦片与摩擦片底盘螺栓连接。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型公开的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，一是将本装置80%部分设计为机械构造，结构简单，可靠性高，能有效应对车辆行驶速度在0~160km/h范围内驱动轮爆胎状况的发生；二是本装置以调整、平衡为核心理念，当爆胎发生时制动与否不受影响，能适用多种层次的驾驶人员；三是基于前三项技术优势，本装置能适应雨雪、砂石、坡道和弯道等各种路况。

2.本实用新型设置的壳体为第一、二执行组件的放置提供位置；调速件的设置，保证爆胎后的驱动轮与正常驱动轮在单位时间内行驶的距离相同，稳定车辆的平衡状态；通过离合器的嵌合与分离，便于主、从传动轴间扭矩的传输与切断；自力式液压泵的设置为第一、二执行组件提供动力来源，方便第一、二执行组件的工作。

3.本实用新型便于安装，不影响车辆结构，本装置的长度及两端花键的尺寸数据，与所装配车辆完全一致，只要把原传动轴替换下即可；且本装置自重较轻，安装时不增加车辆负载和油耗。

附图说明

图1是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的第二执行组件结构示意图。

图3是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的图2中第二执行组件的俯视图。

图4是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的单向液压油缸结构示意图。

图5是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的自力式液压泵结构示意图。

图6是本实用新型一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置的与车辆组装结构示意图。

附图中标号为：1为主动传动轴，2为从动传动轴，3为第一电磁阀，4为第二电磁阀，5为离合器，6为控制器，7为齿轮，8为齿轮摩擦盘，9为摩擦片底盘，10为副轴，12为摩擦片，15为自力式液压泵，1501为强力弹簧，1502为液压缸，1503为活塞，1504为固定板，16为单向液压油缸，1601为油缸，1602为活塞杆，1603为拨叉，17为第一油管，18为第二油管，21为壳体，23为紧定螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述：

如图1~图3所示，一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，包括左、右驱动轮和差速器，所述差速器设置于左、右驱动轮之间，所述左、右驱动轮上分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，所述安全控制装置包括第一执行组件、第二执行组件和控制组件，所述第一执行组件安装于左驱动轮与差速器之间，所述第二执行组件安装于右驱动轮与差速器之间；所述控制组件包括自力式液压泵15和控制器6，所述第一执行组件和第二执行组件均包括壳体21，所述壳体21内设置原动件和调速件；所述原动件包括主动传动轴1和从动传动轴2，所述主动传动轴1与从动传动轴2通过轴承转动连接，所述从动传动轴2外侧固定设置有摩擦片底盘9，所述摩擦片底盘9和主动传动轴1之间依次设置有摩擦片12、齿轮摩擦盘8和离合器5，所述摩擦片12和齿轮摩擦盘8均套合在从动传动轴2上，所述摩擦片12与摩擦片底盘9螺栓连接；所述主动传动轴1的外侧设置有调速件；所述离合器5通过拨叉1603连接至单向液压油缸16；所述单向液压油缸16对称固定设置在壳体21外壁，单向液压油缸16与自力式液压泵15联通；所述主动传动轴1和从动传动轴2分别伸出壳体21两端、且与壳体21侧壁通过向心轴承转动连接。

本实施例中，所述离合器5为牙嵌离合器，离合器5的一端设置在主动传动轴1的端面、与主动传动轴1固定连接，所述离合器5的另一端设置在从动传动轴2的外侧、与从动传动轴2通过矩形花键滑动连接；所述调速件包括两个平行设置的齿轮7，一个所述齿轮7与主动传动轴1啮合，另一个所述齿轮7与齿轮摩擦盘8啮合，两个齿轮7通过副轴10转动连接；具体使用时，齿轮7根据不同的车辆设置不同的参数，齿轮7的参数根据车辆驱动轮轮胎的尺寸大小来设置。

如图4所示，所述单向液压油缸16包括油缸1601、活塞杆1602以及设置在活塞杆1602顶端的拨叉1603，与活塞杆1602对应的壳体21上开设有腰型孔，所述拨叉1603的另一端穿过腰型孔与离合器5活动连接。

如图5所示，所述自力式液压泵15包括固定板1504、强力弹簧1501、活塞1503和液压缸1502，所述固定板1504分别设置在强力弹簧1501的两侧，两个所述固定板1504通过紧定螺杆23连接，所述强力弹簧1501一端连接至一侧的固定板1504、另一端连接至活塞1503，所述活塞1503置于液压缸1502内，所述液压缸1502与另一侧的固定板1504固定连接；所述自力式液压泵15和控制器6均可拆卸连接在乘用车的发动机舱内；本实施例中，紧定螺杆23将两侧固定板1504连接在一起，通过调节紧定螺杆23压缩强力弹簧1501，利用其张力压迫活塞1503，并在紧定螺杆23与固定板1504的束缚下形成液压能。

所述液压缸1502上设置有出油口，出油口连接有三通接头，三通接头的另外两个接头分别连接有第一油管17和第二油管18；所述第一油管17的另一端连接至第一执行组件的单向液压油缸16，所述第二油管18的另一端连接至第二执行组件的单向液压油缸16；所述第一油管17和第二油管18上分别安装有第一电磁阀3和第二电磁阀4；所述第一电磁阀3和第二电磁阀4的接线端通过驱动电路与控制器6的输出端连接，所述控制器6的输入端分别连接有第一压力传感器和第二压力传感器。

如图6所示，本装置的第一执行组件和第二执行组件的主动传动轴1与从动传动轴2两端均设置有渐开线花键，主动传动轴1的渐开线花键与原有车辆装配的差速器的内球笼的花键匹配，从动传动轴2的渐开线花键与原有车辆装配驱动轮的外球笼的花键匹配；安装时，第一执行组件安装在左驱动轮和差速器之间，主动传动轴1插入差速器左侧的内球笼，从动传动轴2插入左驱动轮的外球笼；第二执行组件安装在右驱动轮和差速器之间，其主动传动轴1插入差速器右侧的内球笼，从动传动轴2插入右驱动轮的外球笼；左驱动轮爆胎第一执行组件工作，右驱动轮爆胎第二执行组件工作。

在车辆正常行驶状态下，离合器5的两端互相嵌合，差速器将扭矩传至主动传动轴1，带动主动传动轴1上的离合器5转动，将扭矩传输给从动传动轴2上的离合器5、离合器5通过矩形花键将扭矩传递至从动传动轴2，从动传动轴2再将扭矩分别传递给左、右驱动轮，左、右驱动轮转动进而带动车辆前进；与此同时，主动传动轴1外侧啮合的齿轮7通过副轴10将扭矩和转速传输给齿轮摩擦盘8外侧啮合的齿轮7，带动齿轮摩擦盘8转动，具体的，齿轮摩擦盘8与从动传动轴2通过滚针轴承套合，因此齿轮摩擦盘8作空负荷转动，不影响车辆的正常工作。

当左驱动轮胎意外爆裂时，本装置开始工作，工作步骤如下：设置在左驱动轮胎的第一压力传感器将相应的信号传送到控制器6，控制器6指令第一电磁阀3开启，释放自力式液压泵15内的液压能，液压能通过第一油管17进入到第一执行组件的单向液压油缸16内，单向液压油缸16工作将液压能转为机械能，继而推动活塞杆1602及顶端的拨叉1603移动，拨叉1603推动第一执行组件的从动转动轴2上的离合器5轴向移动，使第一执行组件的主动传动轴1上设置的离合器5与从动转动轴2上设置的离合器5脱开，切断原来的扭矩传输，同时第一执行组件的从动转动轴1上的离合器5的继续移动使齿轮摩擦盘8轴向移动，进而齿轮摩擦盘8和摩擦片12紧密贴合，通过设置的齿轮7重新传输扭矩和调整转速，摩擦片12再经摩擦片底盘9把扭矩和转速传递给从动传动轴2，最后传至左驱动轮，完成扭力传输切换和转动速度的调整，使之和右驱动轮保持相同的行驶速度（即：两轮的转速不同，单位时间内行驶距离相同），消除爆胎驱动轮轮胎和正常驱动轮轮胎因直径变化、周长变化导致的行驶速度差异而产生的巨大偏向力，进而保持车辆在爆胎行驶状态下的平衡，避免车辆方向失控，实现爆胎后的行车安全；右驱动轮胎意外爆裂时的工作步骤与左驱动轮胎意外爆裂时的工作步骤相同，其采用的是第二压力传感器、第二电磁阀4、第二油管18和第二执行组件。

作为一种可实施方式，控制器6采用单片机，单片机的型号为STM32F051C6；其中，单片机的供电方式采用车辆内部原有蓄电池供电，蓄电池引出线连接变压器后与单片机连接；变压器将蓄电池的输出电压转换为单片机所需电压。

本实用新型设计的安全控制装置已经在捷达汽车上进行安装测试，初步的测试效果良好，预计很快便可投入使用；本实用新型对汽车爆胎后的控制效果好，能够有效降低交通事故的发生，适于在其他机动车辆上推广。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，包括左、右驱动轮和差速器，所述差速器设置于左、右驱动轮之间，所述左、右驱动轮上分别安装有第一压力传感器和第二压力传感器，其特征在于，所述安全控制装置包括第一执行组件、第二执行组件和控制组件，所述第一执行组件安装于左驱动轮与差速器之间，所述第二执行组件安装于右驱动轮与差速器之间；所述控制组件包括自力式液压泵（15）和控制器（6）；

所述第一执行组件和第二执行组件均包括壳体（21），所述壳体（21）内设置原动件和调速件；所述原动件包括主动传动轴（1）和从动传动轴（2），所述主动传动轴（1）与从动传动轴（2）通过轴承转动连接，所述从动传动轴（2）外侧固定设置有摩擦片底盘（9），所述摩擦片底盘（9）和主动传动轴（1）之间依次设置有摩擦片（12）、齿轮摩擦盘（8）和离合器（5），所述摩擦片（12）和齿轮摩擦盘（8）均套合在从动传动轴（2）上，所述主动传动轴（1）的外侧设置有调速件；所述离合器（5）通过拨叉（1603）连接至单向液压油缸（16）；所述单向液压油缸（16）对称固定设置在壳体（21）外壁，单向液压油缸（16）与自力式液压泵（15）联通。

2.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述离合器（5）为牙嵌离合器，离合器（5）的一端设置在主动传动轴（1）的端面、与主动传动轴（1）固定连接，所述离合器（5）的另一端设置在从动传动轴（2）的外侧、与从动传动轴（2）通过矩形花键滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述调速件包括两个平行设置的齿轮（7），一个所述齿轮（7）与主动传动轴（1）啮合，另一个所述齿轮（7）与齿轮摩擦盘（8）啮合，两个齿轮（7）通过副轴（10）转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述单向液压油缸（16）包括油缸（1601）、活塞杆（1602）以及设置在活塞杆（1602）顶端的拨叉（1603），与活塞杆（1602）对应的壳体（21）上开设有腰型孔，所述拨叉（1603）的另一端穿过腰型孔与离合器（5）活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述自力式液压泵（15）包括固定板（1504）、强力弹簧（1501）、活塞（1503）和液压缸（1502），所述固定板（1504）分别设置在强力弹簧（1501）的两侧，两个所述固定板（1504）通过紧定螺杆（23）连接，所述强力弹簧（1501）一端连接至一侧的固定板（1504）、另一端连接至活塞（1503），所述活塞（1503）置于液压缸（1502）内，所述液压缸（1502）与另一侧的固定板（1504）固定连接；所述自力式液压泵（15）和控制器（6）均可拆卸连接在乘用车的发动机舱内。

6.根据权利要求5所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述液压缸（1502）上设置有出油口，出油口连接有三通接头，三通接头的另外两个接头分别连接有第一油管（17）和第二油管（18）；所述第一油管（17）的另一端连接至第一执行组件的单向液压油缸（16），所述第二油管（18）的另一端连接至第二执行组件的单向液压油缸（16）。

7.根据权利要求6所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述第一油管（17）和第二油管（18）上分别安装有第一电磁阀（3）和第二电磁阀（4）。

8.根据权利要求7所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述第一电磁阀（3）和第二电磁阀（4）的接线端通过驱动电路与控制器（6）的输出端连接，所述控制器（6）的输入端分别连接有第一压力传感器和第二压力传感器。

9.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述主动传动轴（1）和从动传动轴（2）分别伸出壳体（21）两端、且与壳体（21）侧壁通过向心轴承转动连接。

10.根据权利要求1所述的一种前驱式乘用车驱动轮爆胎后的安全控制装置，其特征在于，所述摩擦片（12）与摩擦片底盘（9）通过螺栓连接。