CN2517606Y - 汽车爆胎自动紧急刹车系统 - Google Patents

Abstract

一种采用霍尔器件(接近开关)的汽车爆胎自动刹车系统。本系统包括爆胎信号检测、制动力蓄能待命、制动状态切换三大部分,爆胎信号采用霍尔元件检测,置于轮胎内的检测永磁体无需电源;制动力蓄能待命采用液压蓄能器,确保制动力瞬间有效输出;制动状态切换采用球型电磁换向阀,可完成爆胎自动刹车和驾驶员制动的切换;配置的液压压力继电器,能够达到防止自动刹车时车轮长时间被抱死和确保驾驶员操作控制绝对优先的功能。

Description

汽车爆胎自动紧急刹车系统

本实用新型为汽车爆胎自动紧急刹车系统，涉及汽车紧急避险自动控制技术领域。

高速、高等级公路上运行的汽车，轮胎爆裂是发生交通事故的主要因素，由此而导致的车毁人亡重大交通事故占高速公路交通事故的绝大部分，造成人身、财产的重大损失。

由于人体固有的生理局限，驾驶员对外界信息如目标、信号等的感知、判断及作出制动反应三过程所需时间称为制动反应时间，资料数据表明，汽车速度为60KM/小时条件时，制动反应时间为1.12～1.42秒左右。在汽车速度为120KM/小时条件下，制动反应时间将延长一倍。制动反应时间的实质是：驾驶员在汽车爆胎后的1.4～2.8秒左右时间内，由于生理局限而形成反应障碍，无法使汽车产生制动力而减速。

同时，从汽车爆胎交通事故实例勘察和分析可知，汽车爆胎后至单侧摩擦力增大而失去控制的时间约为1～1.5秒，汽车由于惯性而保持正常运行的距离为30～50米，如能在此距离内实施紧急制动，则能有效减少或避免高速公路爆胎交通事故的发生。

本实用新型的目的是提供一种汽车爆胎自动紧急刹车系统，通过检测轮胎爆裂信号，驱动控制自动刹车系统工作，达到汽车爆胎自动刹车的功能，救济人的生理局限，减少或避免高速公路爆胎交通事故的发生。

本实用新型采用霍尔接近开关检测轮胎气压信号，液压电磁换向阀切换驾驶员操作制动或自动紧急刹车工作状态，常规液压元件组成的液压油蓄能单元提供自动紧急刹车的制动力。由于汽车轮胎工作环境恶劣，轮胎相对于车体旋转，轮胎压力、温度等参数的即时检测目前仍未找到理想的技术手段，如采用传感器置于轮胎内的检测方法，受轮胎内高温、震动和传感器、电源诸多因素限制影响，可靠性和维护性能指标不能令人满意。

本系统采用霍尔接近开关，担任轮胎气压检测任务的是永磁体，工作在无源状态，霍尔传感器固化密封，固定于车体上，由汽车电瓶直接供电，完全胜任汽车轮胎的恶劣工作环境，解决了汽车轮胎压力或爆胎信号检测的难题，使汽车爆胎自动紧急刹车技术在实用上成为可行。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的技术原理图。

图3、图4是本实用新型的轮胎压力检测器结构图。

图5是本实用新型的油门怠速控制器结构图。

图中：1、发信永磁体；2、霍尔接近开关；3、可控硅；4、压力继电器①；5、压力继电器②；6、液压电磁换向阀(一)；7、液压电磁换向阀(二)；8、制动总泵；9、油门怠速控制器总成；10、压力继电器③；11、直流电动机；12、液压泵；13、蓄能器；14、液压单向阀；15、非磁性壳体；16、异型橡胶密封圈；17、轮毂；18、永磁体固定螺杆；19、弹簧；20、螺母；21、气室壳体；22、异型橡胶密封片；23、双作用油缸缸体；24、活塞；25、弹簧；26、端盖。

本实用新型采用安置于轮胎内轮毂上的气体压力检测器检测轮胎爆裂信号，由气室壳体21和异型橡胶密封片22组成密闭气室，气室内安装弹簧19，轮胎充气正常时，轮胎气(压)体经检测器上缘小孔进入异型橡胶密封片左部，压缩气室内气体和弹簧，带动发信永磁体右移，霍尔开关截止；爆胎泄气则由弹簧力推动发信永磁体左移，霍尔开关被触发导通，检测出爆胎信号。由于磁力线可穿过非磁性材料铝合金轮毂17，故图3为适用于铝合金轮毂之检测器结构图；对于钢制轮毂，则采用非磁性壳体15洞穿钢制轮毂17，避免发信永磁体磁力线被屏蔽，并以异型橡胶密封圈16阻断轮胎气(体)压外泄。

本实用新型的制动力储备蓄能由压力继电器10、直流电动机11、压力泵12、蓄能器13、单向阀14组成。压力泵12的驱动电机11由汽车电瓶直接供电，压力控制开关10控制压力泵的工作状态，将压力油压入蓄能器13蓄能，确保紧急状态下瞬间输出制动力。

本实用新型采用常闭型球型电磁换向阀担任自动紧急刹车状态和汽车正常工作状态的切换，工作原理及过程如下：球型电磁换向阀的P口连接蓄能器，A口连接汽车制动分泵，T口连接汽车制动总泵。汽车正常工作状态下，A--T连通，汽车原制动系统正常工作；汽车爆胎后，球型电磁换向阀得电换向，A--P连通，蓄能器内压力油进入汽车制动系统，产生制动力使汽车自动刹车减速。

本实用新型采用在汽车制动分泵管路里接入压力继电器5，防止自动紧急刹车状态下车轮被长时间抱死，压力继电器5串联接入球型电磁换向阀的供电电路，检测制动分泵管路压力，当制动分泵管路压力达到设定值(根据各车型确定，约为6--8MPa。)时，压力继电器5断开，球型电磁换向阀失电复位，A--T连通，制动分泵管路压力瞬间下降，车轮抱死状态解除；制动分泵管路压力瞬间下降的同时，压力继电器5再次接通，球型电磁换向阀得电再换向，A--P连通，重复以上过程，达到自动紧急刹车时防止车轮长时间抱死功能。

本实用新型采用压力继电器4检测汽车制动总泵管路内压力，压力继电器4串联接入球型电磁换向阀的供电电路，压力继电器4压力设定值1MPa，保证在任何状态下，人的操作控制绝对优先。汽车爆胎后驾驶员未能作出制动行为期间，压力继电器4和压力继电器5均处于导通状态，球型电磁换向阀供电电路联通，自动紧急刹车系统工作。超过驾驶员反应障碍期(1.5秒左右)后，只要驾驶员作出刹车动作，本实用新型之爆胎自动紧急刹车系统电路便被切断而停止工作，保证人的操作控制绝对优先，避免本实用新型对汽车原性能的任何干扰和影响。

本实用新型采用油门怠速控制器，控制爆胎状态下汽车发动机工作在怠速状态。油门怠速控制器由双作用油缸构成，双作用油缸右部安置弹簧，汽车未发生制动(本实用新型系统和驾驶员均未采取制动)时，油缸内活塞被弹簧力推至油缸左端，油门拉索处于正常状态；驾驶员制动时，油缸右端首先被充满压力油，且油缸左右两端压力相等，油门拉索仍处在正常状态；爆胎状态下，自动紧急刹车系统工作，油缸左端被迅速充满压力油，而油缸右端与制动总泵储液箱连通处于无压状态，活塞移向油缸右端，油门拉索位置改变，汽车发动机被控制在怠速工作状态，达到防止汽车发动机熄火导致操控性能下降或丧失，并利用汽车发动机工作阻力减低汽车速度的双重效果。

Claims (6)

1、一种汽车爆胎自动紧急刹车系统，本系统采用霍尔(传感接近)开关检测爆胎信号，液压电磁换向阀切换自动紧急刹车或驾驶员操作制动工作状态，常规液压单元提供自动紧急刹车制动力，爆胎后汽车发动机被控制工作在怠速状态，其特征是：霍尔开关安装于车轮制动轮壳或制动钳上的适当位置，相对于车轮静止。霍尔开关的感应面径向对准车轮轮毂内缘表面，与轮毂内缘表面成1～3毫米间隙；霍尔开关的发信永磁体安置于轮胎内轮毂上，由轮胎气压和弹簧推动，与霍尔开关感应面成轴向运动。霍尔开关驱动可控硅，控制液压电磁换向阀电路，液压电磁换向阀的电路中串联接入两个液压压力继电器，以控制电磁换向阀的工作状态。液压电磁换向阀的T接口连接汽车制动总泵，A接口连接汽车制动分泵，P接口连接液压蓄能输出接口。蓄能器和液压泵、直流电动机、液压单向阀、液压压力继电器组成常规液压单元，提供液压力的蓄能待命和自动刹车状态下的制动力补充。

2、根据权利要求1所述的汽车爆胎自动紧急刹车系统，其特征是轮胎气压检测器安置于轮胎内轮毂上，异型橡胶密封片与气室壳体形成密闭气室，气室内安装弹簧，轮胎气压正常时，气室内气体和弹簧被压缩，发信永磁体右移；爆胎泄气则弹簧力推动发信永磁体左移，霍尔开关被触发导通。

3、根据权利要求1所述的汽车爆胎自动紧急刹车系统，其特征是在液压电磁换向阀电路中串联接入两个液压压力继电器，上部液压压力继电器受控于驾驶员制动压力，下部液压压力继电器受控于制动分泵管路内制动压力，分别控制液压电磁换向阀电路。

4、根据权利要求1所述的汽车爆胎自动紧急刹车系统，其特征是蓄能器和液压泵、直流电动机、液压单向阀、液压压力继电器组成常规液压单元，直流电动机驱动液压泵向蓄能器注入液压油蓄能，液压单向阀防止液压油回流，液压压力继电器控制直流电动机，使直流电动机在系统蓄能压力达到设定值下限时自动工作，达到设定值上限时停止工作。

5、根据权利要求1所述的汽车爆胎自动紧急刹车系统，其特征是由双作用油缸组成发动机怠速控制器，油缸左端连接电磁换向阀后制动分泵管路，右端连接电磁换向阀前制动总泵管路，双作用油缸活塞右部安置弹簧，活塞右部推杆与汽车发动机油门拉索机构联接。

6、根据权利要求1所述的汽车爆胎自动紧急刹车系统，其特征是在汽车制动分泵管路里接入液压压力继电器，压力继电器串联接入球型电磁换向阀的供电电路，检测制动分泵管路压力，防止自动紧急刹车时车轮长时间抱死。并在汽车制动总泵管路内接入液压压力继电器，压力继电器也串联接入球型电磁换向阀的供电电路。

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