基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，包括胎壓監(jiān)測模塊、主控單元、顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊，車輛的每個輪胎內(nèi)均設置一胎壓監(jiān)測模塊，胎壓監(jiān)測模塊通過無線網(wǎng)絡連接主控單元，主控單元分別與顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊連接；胎壓監(jiān)測模塊實時檢測輪胎的胎壓和溫度，并將其通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至主控單元，主控單元判斷胎壓和溫度是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過顯示報警模塊發(fā)出聲光報警，同時通過程控剎車模塊對車輛進行制動控制，安全保護模塊則關(guān)閉節(jié)氣門的電信號，使得車輛發(fā)動機停止工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有安全性好、成本較低、使用壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種行車安全系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今社會，人們出行日益頻繁，汽車成了我們生活中越來越不可替代的一種交通工具，而對于在高速行駛中的汽車，輪胎故障是所有駕駛員最為擔心、最難預防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故中有70%是由爆胎引起的；而在美國，這一比例則高達80%。正是在這樣的背景下，就必須對輪胎氣壓進行自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓提前進行報警。直接式的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)可以直接準確地測量輪胎數(shù)據(jù)，它的基本原理主要是在每個輪胎內(nèi)配置壓力、溫度等傳感器，安裝無線的發(fā)射器，把壓力、溫度等信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送給E⑶，進而在中控臺顯示測量值。
[0003]目前市場上已有的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)都不具備在緊急情況下控制行車狀態(tài)的功能。就目前申請的專利來看，其中200810067749.2是一種汽車胎壓實時監(jiān)測器，它只擁有胎壓監(jiān)測和顯示的功能，沒有對汽車的車速進行控制。201020597371.X同樣也只針對胎壓的高低進行測量，并未涉及到對汽車車速的控制，并且在汽車停止運行的時候，沒法有效地關(guān)閉輪胎內(nèi)的模塊運作，導致電量的損耗，無法長久的使用。而201120118137.9是一種汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，它雖然擁有主動剎車的功能，但是卻不包括對駕駛員誤操作的保護，也沒有警告后續(xù)車輛的功能。另外，201220419532.5是一種汽車胎壓監(jiān)測報警系統(tǒng)，他的離心裝置雖然提升了使用壽命，但是不利于生產(chǎn)制造，增加了產(chǎn)品的成本，更不能在突發(fā)情況下有效地聯(lián)系最近的緊急事故處理點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，包括胎壓監(jiān)測模塊、主控單元、顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊，車輛的每個輪胎內(nèi)均設置一胎壓監(jiān)測模塊，該胎壓監(jiān)測模塊通過無線網(wǎng)絡連接主控單元，所述的主控單元分別與顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊連接；胎壓監(jiān)測模塊實時檢測輪胎的胎壓和溫度，并將其通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至主控單元，主控單元判斷胎壓和溫度是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過顯示報警模塊發(fā)出聲光報警，同時通過程控剎車模塊對車輛進行制動控制，安全保護模塊則關(guān)閉節(jié)氣門的電信號，使得車輛發(fā)動機停止工作。
[0007]所述的胎壓監(jiān)測模塊包括胎壓傳感器、胎溫傳感器、微控制器和射頻收發(fā)器，所述的胎壓傳感器、胎溫傳感器和射頻收發(fā)器分別與微控制器連接，射頻發(fā)射器還通過射頻網(wǎng)絡連接主控單元。
[0008]所述的胎壓傳感器和胎溫傳感器采用MPXY8300傳感器，所述的微控制器采用ARM處理器。
[0009]所述的顯示報警模塊包括顯示單元和聲光報警單元，所述的顯示單元用于顯示當前的檢測數(shù)據(jù)，所述的聲光報警單元在檢測到異常時發(fā)出聲光報警。
[0010]所述的程控剎車模塊包括剎車主缸、剎車總泵、剎車分泵、儲油器、電動機以及第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，所述的剎車總泵分別通過第一電磁閥、第二電磁閥與剎車主缸、剎車分泵連接，儲油器和電動機均與剎車總泵連接，剎車分泵通過第三電磁閥連接儲油器，車輛的主控單元分別與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和電動機連接；檢測到突發(fā)的胎壓異常時，主控單元關(guān)閉第一電磁閥鎖定駕駛員對剎車的控制，關(guān)閉第三電磁閥，防止機油回油，同時不斷地開合第二電磁閥，減低車速，當車速小于設定值時，再打開第一電磁閥和第三電磁閥，恢復駕駛員對剎車的控制。
[0011]主控單元開合第二電磁閥的頻率由低頻設定值起始，由低至高，直至達到高頻設定值，從而起到ABS的作用，防止輪胎抱死。
[0012]第一電磁閥和第三電磁閥恢復的車速設定值為40km/h。
[0013]所述的安全保護模塊包括一個連接于節(jié)氣門的開度傳感器上的控制電路，當檢測到胎壓異常時，關(guān)閉節(jié)氣門的電信號，使得車輛發(fā)動機停止工作。
[0014]所述的安全保護模塊還包括求救單元，該求救單元連接車輛的導航儀，當發(fā)生異常時，求救單元發(fā)送包含位置信息的求救信號給遠程求助中心。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]一、實時檢測同時顯示輪胎的各項參數(shù)，使駕駛員能夠全面了解行車狀況，且更加注重于對駕駛員的行車安全保證。
[0017]二、對于輪胎壓力異常，可及時提醒駕駛員，并在爆胎的瞬間主動降低車輛的行駛速度，這樣可以有利于避免意外狀況發(fā)生。
[0018]三、如果遇到發(fā)生爆胎的意外時，我們所設計的系統(tǒng)能夠立即采取制動措施并提醒后方車輛，避免車輛之間的傾覆和追尾事故造成人員傷亡。
[0019]四、有助于駕駛員保持胎壓在合適范圍內(nèi)，提高汽車的操控性能和乘坐的安全舒適程度，減少耗油量。
[0020]五、提高了胎壓監(jiān)測模塊的使用壽命，使駕駛員不用再為更換電池的繁瑣而擔憂。
[0021]六、能夠在突發(fā)事故后及時把相關(guān)信息發(fā)送給求助中心，縮短救助時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為胎壓監(jiān)測模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖3為程控剎車模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4為胎壓檢測模塊的安裝圖；
[0026]圖5為胎壓監(jiān)測過程的程序流程圖；
[0027]圖6為程控剎車模塊進行制動保護的程序流程圖；
[0028]圖7為安全保護模塊的原理圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0030]實施例
[0031]如圖1所示，一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，包括胎壓監(jiān)測模塊1、主控單元2、顯示報警模塊3、程控剎車模塊4和安全保護模塊5，車輛的每個輪胎內(nèi)均設置一胎壓監(jiān)測模塊，其安裝結(jié)構(gòu)如圖4所示。該胎壓監(jiān)測模塊2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括胎壓傳感器11、胎溫傳感器12、微控制器13和射頻收發(fā)器14，其中，胎壓傳感器11和胎溫傳感器12采用MPXY8300傳感器，微控制器13采用ARM處理器。胎壓傳感器11和胎溫傳感器12連接微控制器13，檢測胎壓和溫度信息，并由微控制器13進行采集，微控制器13采集到相關(guān)信息后，再由與其連接的射頻收發(fā)器14經(jīng)由射頻網(wǎng)絡發(fā)送至汽車的主控單元(ECU)進行處理。
[0032]由于采用了 MPXY8300傳感器，可以進行檢測模式的切換，例如當車輛的加速度在一段時間為O后，MPXY8300傳感器即進入休眠狀態(tài)，從而節(jié)省電量，降低功耗，而需要檢測時，可以通過設置定時器等方式來進行喚醒，其具體程序流程如圖5所示。
[0033]主控單元2在收到胎壓和溫度信息后，與設定的閾值進行比較，若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常則需要通過調(diào)用其他模塊來進行安全保護。當發(fā)現(xiàn)胎壓異常時，首先通過顯示報警模塊3進行聲光報警，來提醒駕駛員和后方車輛注意。該顯示報警模塊包括了顯示單元和聲光報警單元，其中顯示單元用于顯示當前的檢測數(shù)據(jù)，聲光報警單元用于發(fā)出聲光報警。
[0034]而程控剎車模塊4的主要作用是為了能夠在爆胎的瞬間，立刻采取自動地制動措施降低行駛過程中的車速，以彌補因駕駛員反應時間和動作時間所導致的對最佳減速時機的貽誤。該模塊具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括剎車主缸41、剎車總泵42、剎車分泵43、儲油器44、電動機45以及第一電磁閥47、第二電磁閥48和第三電磁閥49，剎車總泵42分別通過第一電磁閥47、第二電磁閥48與剎車主缸41、剎車分泵43連接，儲油器44和電動機45均與剎車總泵42連接，剎車分泵43通過第三電磁閥49連接儲油器44，車輛的主控單元2分別與第一電磁閥47、第二電磁閥48、第三電磁閥49和電動機45連接。
[0035]當檢測到突發(fā)的胎壓異常時，主控單元2關(guān)閉第一電磁閥47鎖定駕駛員對剎車的控制，關(guān)閉第三電磁閥49，防止機油回油，同時不斷地開合第二電磁閥48，減低車速，當車速小于設定值40km/h時,再打開第一電磁閥和第三電磁閥，恢復駕駛員對剎車的控制。主控單元2開合第二電磁閥48的頻率由低頻設定值起始，由低至高，直至達到高頻設定值，從而起到ABS的作用，防止輪胎抱死。其具體的工作流程如圖6所示。
[0036]安全保護模塊5用來控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)，當輪胎狀況發(fā)生異常時，通過關(guān)閉節(jié)氣門的電信號使發(fā)動機停止工作，避免駕駛員因為慌亂或經(jīng)驗不足，在情急之下錯踏油門踏板所導致的事故。該模塊是在普通的節(jié)氣門開度傳感器上加入控制電路51構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。在異常情況下，主動使得E2和IDL間短路，即電壓為0，傳輸一個節(jié)氣門并未開啟的信號給主控單元，使得主控單元判斷為不噴油，即使駕駛員誤操作猛踩油門也不會加速。當檢測到的胎壓異常時，通過繼電器，主動連接E2和IDL。繼電器選擇動合型(常開)(H型)，線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電后，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。只需要通過一個繼電器就可以控制，成本低廉。
[0037]此外，安全保護模塊5還包括求救單元，該求救單元連接車輛的導航儀，利用導航儀的剩余功能，聯(lián)合安全控制模塊，當發(fā)生異常時，求救單元發(fā)送包含位置信息的求救信號給遠程求助中心。
【權(quán)利要求】
1.一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，包括胎壓監(jiān)測模塊、主控單元、顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊，車輛的每個輪胎內(nèi)均設置一胎壓監(jiān)測模塊，該胎壓監(jiān)測模塊通過無線網(wǎng)絡連接主控單元，所述的主控單元分別與顯示報警模塊、程控剎車模塊和安全保護模塊連接； 胎壓監(jiān)測模塊實時檢測輪胎的胎壓和溫度，并將其通過無線網(wǎng)絡發(fā)送至主控單元，主控單元判斷胎壓和溫度是否出現(xiàn)異常，若出現(xiàn)異常，則通過顯示報警模塊發(fā)出聲光報警，同時通過程控剎車模塊對車輛進行制動控制，安全保護模塊則關(guān)閉節(jié)氣門的電信號，使得車輛發(fā)動機停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的胎壓監(jiān)測模塊包括胎壓傳感器、胎溫傳感器、微控制器和射頻收發(fā)器，所述的胎壓傳感器、胎溫傳感器和射頻收發(fā)器分別與微控制器連接，射頻發(fā)射器還通過射頻網(wǎng)絡連接主控單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的胎壓傳感器和胎溫傳感器采用MPXY8300傳感器，所述的微控制器采用ARM處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的顯示報警模塊包括顯示單元和聲光報警單元，所述的顯示單元用于顯示當前的檢測數(shù)據(jù)，所述的聲光報警單元在檢測到異常時發(fā)出聲光報警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的程控剎車模塊包括剎車主缸、剎車總泵、剎車分泵、儲油器、電動機以及第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，所述的剎車總泵分別通過第一電磁閥、第二電磁閥與剎車主缸、剎車分泵連接，儲油器和電動機均與剎車總泵連接，剎車分泵通過第三電磁閥連接儲油器，車輛的主控單元分別與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和電動機連接； 檢測到突發(fā)的胎壓異常時，主控單元關(guān)閉第一電磁閥鎖定駕駛員對剎車的控制，關(guān)閉第三電磁閥，防止機油回油，同時不斷地開合第二電磁閥，減低車速，當車速小于設定值時，再打開第一電磁閥和第三電磁閥，恢復駕駛員對剎車的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，主控單元開合第二電磁閥的頻率由低頻設定值起始，由低至高，直至達到高頻設定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，第一電磁閥和第三電磁閥恢復的車速設定值為40km/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的安全保護模塊包括一個連接于節(jié)氣門的開度傳感器上的控制電路，當檢測到胎壓異常時，關(guān)閉節(jié)氣門的電信號，使得車輛發(fā)動機停止工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于胎壓監(jiān)測的行車安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的安全保護模塊還包括求救單元，該求救單元連接車輛的導航儀，當發(fā)生異常時，求救單元發(fā)送包含位置信息的求救信號給遠程求助中心。
【文檔編號】B60T7/12GK104228482SQ201310253634
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】麻超, 陶瑋婷, 沈睿豪, 陸磊 申請人:上海工程技術(shù)大學