基于安全制動的自動擋汽車爆胎控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車控制領(lǐng)域，具體涉及一種自動擋汽車在爆胎時的安全制動控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，汽車在行駛時，尤其在高速公路上行駛時，如果發(fā)生車輪爆胎(特別是前輪)，將會發(fā)生方向失控、側(cè)翻等現(xiàn)象，導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故，甚至?xí)l(fā)生連環(huán)撞車的慘案，給家庭和社會帶來巨大損失。據(jù)相關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)資料顯示:全球每年因高速爆胎而死亡的人數(shù)占高速公路意外事故死亡人數(shù)的50%，在中國高速公路上的突發(fā)性交通事故70%是由汽車爆胎引發(fā)的。為了解決這一課題，相關(guān)學(xué)者和技術(shù)人員進(jìn)行了大量研宄，也取得了豐富的成果，具體有以下幾類。第一類是改變輪胎結(jié)構(gòu)，將輪胎變?yōu)槎嗵ソY(jié)構(gòu)，或在輪胎內(nèi)部的輪轂上安裝填充物，即使發(fā)生爆胎了，也會短暫維持車輛行駛，此類專利的弊端是輪胎結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果是多胎結(jié)構(gòu)，還將很難保證每個胎的氣壓是相等的，導(dǎo)致整個輪胎磨損不均勻；如果在輪轂上安裝填充物，還將增加車輪轉(zhuǎn)動慣量，動平衡也需要重新調(diào)整。第二類專利是當(dāng)一個輪胎發(fā)生爆胎時，控制裝置迅速將同軸的另一個輪胎刺破，保證兩個輪胎的滾動半徑是一樣的，減少車輛跑偏，此類專利的弊端是控制復(fù)雜，而且在輪胎完好的情況下，發(fā)生錯誤信號或錯誤指令時，刺破好的車輪，反而會發(fā)生交通事故。第三類是在爆胎時，通過引爆火藥迅速給爆胎充氣，此類專利的弊端是增加車輪質(zhì)量和動不平衡，而且一旦爆胎，很難通過充氣來維持車輛平衡。第四類專利是爆胎時，采用方向自鎖裝置，避免車輛跑偏，此類專利的弊端是同軸的兩個車輪的轉(zhuǎn)動半徑不一樣(爆胎后)，如果將轉(zhuǎn)向鎖死后，將會導(dǎo)致向一個方向跑偏，此類技術(shù)處于表象研宄階段，研宄成果很少，而且沒有救助功能。第五類專利是爆胎時，控制裝置將爆胎信號送到中央控制單元，控制剎車并直至停車，此類專利的弊端是減速度過大，汽車的方向穩(wěn)定性不好。第六類專利是爆胎時，通過雷達(dá)測速，判斷后方的車輛距離，進(jìn)而決定是否制動，但是，在發(fā)生爆胎時，發(fā)生碰撞的事故主要是在前方，而不是后方。
[0003]綜上所述，上述的幾類專利都存在弊端，發(fā)生高速爆胎的正確處理方法應(yīng)該是:當(dāng)爆胎時，駕駛員要緊握方向盤，保持方向穩(wěn)定，然后快速搶“低檔”，利用發(fā)動機(jī)進(jìn)行制動，直至車速降下來，在車速較高時，如果沒有應(yīng)急制動壓力調(diào)節(jié)裝置，不能踩下制動踏板。理論上雖然如此，但是發(fā)生高速爆胎時，駕駛員(尤其是經(jīng)驗(yàn)不足的駕駛員)將很難做到這一步，因此高速爆胎絕大部分都將發(fā)生重大交通事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于安全制動的自動擋汽車爆胎控制系統(tǒng)(目前，在乘用轎車中，自動擋汽車在美國和日本等發(fā)達(dá)國家所占比例達(dá)90%以上，在中國的比例也在逐年提高)，增加制動壓力調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)前方障礙物的距離，調(diào)節(jié)制動力，從而實(shí)現(xiàn)爆胎時平穩(wěn)、快速停車目的。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于安全制動的自動擋汽車爆胎控制系統(tǒng)，包括中央控制單元、發(fā)動機(jī)控制單元、自動變速器控制單元和制動系統(tǒng)控制單元，中央控制單元將控制指令分別發(fā)送給發(fā)動機(jī)控制單元、自動變速器控制單元和制動系統(tǒng)控制單元，控制系統(tǒng)還包括胎壓監(jiān)測裝置、橫擺角速度傳感器和單片機(jī)，胎壓監(jiān)測裝置和橫擺角速度傳感器分別將監(jiān)測到的每個車輪的胎壓和汽車橫擺角速度發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)分析車胎狀態(tài)并上傳給中央控制單元。所述控制系統(tǒng)還包括語音提示系統(tǒng)，語音提示系統(tǒng)連接至單片機(jī)。所述控制系統(tǒng)還包括雙閃信號燈，雙閃信號燈連接至單片機(jī)。所述控制系統(tǒng)還包括制動燈，制動燈連接至單片機(jī)。
[0006]一種基于安全制動的自動擋汽車爆胎控制方法，包括如下步驟:步驟一:胎壓監(jiān)測裝置監(jiān)測汽車的胎壓，將監(jiān)測到的爆胎信號發(fā)送給單片機(jī)；步驟二:單片機(jī)查詢汽車橫擺角速度，如果確認(rèn)汽車爆胎，單片機(jī)將爆胎信號發(fā)送給中央控制單元；步驟三:中央控制單元發(fā)出三路信號，分別至發(fā)動機(jī)控制單元、自動變速器控制單元和制動系統(tǒng)控制單元，發(fā)動機(jī)控制單元、自動變速器控制單元和制動系統(tǒng)控制單元分別實(shí)施制動動作。所述步驟三中發(fā)動機(jī)控制單元制動動作具體為:控制系統(tǒng)還包括發(fā)動機(jī)噴油器線圈，發(fā)動機(jī)控制單元切斷噴油器線圈供電，發(fā)動機(jī)停止供油，切斷發(fā)動機(jī)動力源。所述步驟三中自動變速器控制單元的制動動作具體為:當(dāng)車速多60km/h時，控制單元將自動變速器強(qiáng)制降到3檔，當(dāng)60km/h >車速彡40km/h時，控制單元將自動變速器強(qiáng)制降到2檔，當(dāng)車速< 40km/h時，控制單元將自動變速器強(qiáng)制降到I檔，直至停車。所述步驟三中:制動系統(tǒng)控制單元的制動動作具體為:將發(fā)生爆胎的輪胎失去制動力，對其同軸的輪胎實(shí)施制動力，維持爆胎前的橫擺角速度。所述控制方法還包括步驟四:當(dāng)車速<60km/h時，或者與前面車輛或障礙物小于安全距離時，對與爆胎車輪非同軸的兩個車輪實(shí)施制動，控制滑移率在15%?25%之間。所述控制方法還包括步驟:確認(rèn)汽車爆胎后，單片機(jī)將信號傳輸至語音提示系統(tǒng)、雙閃信號燈和制動燈，控制雙閃信號燈和制動燈閃爍，語音提示系統(tǒng)提醒駕駛員規(guī)范操作。
[0007]本發(fā)明有如下積極效果:本發(fā)明在爆胎時有語音操作提示系統(tǒng)，避免駕駛員在爆胎發(fā)生時因慌張而誤操作，進(jìn)一步加劇了汽車的不穩(wěn)定性；控制雙閃信號燈工作，同時也讓制動燈閃爍(不是常亮)，給后面車輛更有效的警示效果。對汽車發(fā)動機(jī)實(shí)施降檔控制，利用發(fā)動機(jī)進(jìn)行制動，較好的控制了汽車穩(wěn)定性。對發(fā)生爆胎的輪胎不實(shí)施制動，余下的三個輪胎根據(jù)橫擺角速度、汽車行駛速度和前車距離大小等情況，實(shí)施安全制動。除了發(fā)動機(jī)制動外，通過踩下制動踏板，然后根據(jù)具體情況，由控制單元對沒有發(fā)生爆胎的車輪分別實(shí)施制動，進(jìn)一步確保車輛穩(wěn)定控制。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的汽車爆胎控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】降檔控制系統(tǒng)；
[0010]圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的車輪制動力控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0012]圖1是基于安全制動的自動擋汽車爆胎控制系統(tǒng)。本發(fā)明增加的裝置主要由左前輪胎壓監(jiān)測、右前輪胎壓監(jiān)測、左后輪胎壓監(jiān)測、右后輪胎壓監(jiān)測、橫擺角速度傳感器(裝備電子橫向穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)的汽車有此傳感器)、雷達(dá)測距傳感器、單片機(jī)、語音操作提示系統(tǒng)等，需要利用到汽車本身的裝置有車速傳感器、4個車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動系統(tǒng)控制單元、自動變速器控制單元、發(fā)動機(jī)控制單元、中央控制單元、雙閃信號燈、制動燈等。每個輪胎上安裝一個胎壓監(jiān)測裝置，當(dāng)胎壓快速降低時，則胎壓監(jiān)測裝置判斷為爆胎，胎壓監(jiān)測裝置利用無線傳輸?shù)姆绞剑瑢⑻罕O(jiān)測到的爆胎信號送到單片機(jī)，單片機(jī)接收到該信號時，需要通過橫擺角速度信號進(jìn)行確認(rèn)(爆胎時，汽車穩(wěn)定性變差，汽車的橫擺角速度將發(fā)生快速變化，該信號由橫擺角速度傳感器獲得)，只有上述兩個信號都判斷為爆胎發(fā)生時，單片機(jī)才確認(rèn)汽車真正的發(fā)生爆胎事故。然后，單片機(jī)通過a端口給雙閃信號燈送出信號，讓左右轉(zhuǎn)向燈工作；通過b端口給制動燈送出周期性信號，讓制動燈閃爍，雙閃信號燈和閃爍的制動燈同時工作，可以更有效的提醒后方車輛駕駛員:前方車輛出現(xiàn)異常情況，控制車距并隨時停車。一旦發(fā)生爆胎，駕駛員很可能出現(xiàn)慌張狀況，因處理不當(dāng)將進(jìn)一步加重事故的危害性，因此當(dāng)車速多60km/h時，單片機(jī)通過c端口給語音操作提示系統(tǒng)送給信號，語音系統(tǒng)將發(fā)出“車輛爆胎、握緊方向盤、輕踩剎車”，當(dāng)車速< 60km/h時或者與前方障礙物小于安全距離時，語音系統(tǒng)發(fā)出“握緊方向盤、踩下剎車”，增加制動力，引導(dǎo)駕駛員正確操作。另外，單片機(jī)通過d端口給中央控制單元送出爆胎信號，中央控制單元獲得信號后，同時送出三路信號，第一路信號送給發(fā)動機(jī)控制單元，由發(fā)動機(jī)控制單元切斷噴油器線圈供電，發(fā)動機(jī)停止供油，切斷發(fā)動機(jī)動力源(經(jīng)試驗(yàn)證明，此時斷油后的方向盤還是可以自由轉(zhuǎn)動的)；第二路信號送到自動變速器控制單元，控制自