智能型机动车爆胎安全保护系统.pdf

本发明属汽车制造或汽车安全装备系统设备。本发明提出一种智能型机动车爆胎安全保护系统。本系统目的在于消除机动车行驶过程中爆胎对载员带来的危险，降低行驶过程中由于系统原因而产生的潜在威胁和伤害事故，从而提高机动车驾驶过程的可靠性。

1.  一种智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于该装置由数据采集系统、中央控制器I/C、转向系统锁定系统、转向修正系统、内外部示警、人工智能判断系统等组成；通过中央控制器分析采集的数据，智能判别机动车是否发生爆胎；根据中央控制器爆胎信号，完成以下动作：转向系统锁定、根据不同的行驶速度进行前进方向修正、切断燃料供应、逐渐增大前进阻力、车辆内外部示警，人工智能判断机动车操作人员参与机动车控制，然后解除转向系统锁定。

2.  根据权利要求1所述的智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的数据采集系统包含轮胎压力采集、胎压变化梯度采集、转向轴角速度采集、转向臂角速度采集、拉杆位移采集、转向齿条位移采集等装置，并将所采集的数据送中央控制器I/C。

3.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的智能判别为中央控制器I/C根据爆胎前后机动车采集数据与机动车正常行驶状态下数据的差异，得出机动车是否产生爆胎的结论。

4.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的转向系统锁定系统，中央控制器数据根据采集信号，启动制动器，限制转向系统转动自由度。

5.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的切断燃料供应，为断开机动车油路控制阀。

6.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的逐步增大前进阻力，为启动机动车刹车系统，并随车速改变逐步增大前进阻力；

7.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的内外部示警是由中央控制器输出信号给扩音设备，给机动车驾驶人员以操作要领和警告并且输出刹车灯、双跳灯等信号给周围环境示警。

8.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的转向修正系统是根据不同车速，中央控制器给出相应的修正信号，通过强制转轴产生相应的旋转来调整机动车行驶方向。

9.  根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的人工智能判断系统为通过识别锁定点和转向盘间转向轴上应变信号变化，并将取得信号传输到中央控制器，然后由中央控制器给出解除锁定信号。

智能型机动车爆胎安全保护系统
技术领域
本发明为机动车高速运行时轮胎突爆安全保障系统，涉及汽车安全以及汽车自动控制领域。
背景技术
机动车在高速行驶时，爆胎是一种常见的事故。资料表明人对于外界信号的反应感知时间为0.6秒，做出判断来完成掌控方向盘以及刹车等动作需要1.15秒，而爆胎以后留给驾驶人员的反应时间仅仅为0.1～0.3秒，这就意味着在相当长的时间内，高速行驶机动车上人员的人身安全完全处于听天由命地状态。
目前流行的TPMS系统仅仅将当时轮胎压力传输给监视器，让驾驶人员进行判断。这在一定程度上保证了安全，但由于爆胎往往是突发事故，并非胎压逐渐降低，所以一旦发生，灾难同样无法避免。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够在爆胎的瞬间保护机动车乘员安全的智能型机动车爆胎保护系统。
本发明的技术方案如下：
一种智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于该装置由数据采集系统、中央控制器I/C、转向系统锁定系统、转向修正系统、内外部示警、人工智能判断系统等组成(原理图如图1)；通过中央控制器分析采集的数据，判断是否发生爆胎，根据中央控制器爆胎信号，完成以下动作：转向系统锁定、根据不同的行驶速度进行前进方向修正、切断燃料供应、逐渐增大前进阻力、车辆内外部示警，人工智能判断机动车操作人员参与机动车控制，然后解除转向系统锁定。
根据权利要求1所述的智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的数据采集系统包含轮胎压力采集、胎压变化梯度采集、转向轴角速度采集、转向臂角速度采集、拉杆位移采集、转向齿条位移采集等装置，并将所采集的数据送中央控制器。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的智能判别为中央控制器I/C根据爆胎前后机动车采集数据与机动车正常行驶状态下数据的差异，得出机动车是否产生爆胎的结论。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的转向系统锁定系统，中央控制器数据根据采集信号，启动制动器，限制转向系统自由度，以防爆胎以后事态继续恶化。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的切断燃料供应，为断开机动车油路控制阀。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的逐步增大前进阻力，为启动机动车刹车系统，并随车速改变逐步增大前进阻力。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的内外部示警是由中央控制器输出信号给扩音设备，给机动车驾驶人员以操作要领和警告并且输出刹车灯、双跳灯等信号给周围环境示警。内外部示警为利用人的条件反射，在短暂时间内由中央控制器I/C给机动车驾驶人员以指导，减少反应时间，降低忙中出错的几率；与此同时给外部以告知，从而增加其他车辆行驶的安全性。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的转向修正系统是根据不同车速，中央控制器给出相应的修正信号，通过强制转轴产生相应的旋转来调整机动车行驶方向。
根据权利要求1智能型机动车爆胎安全保护装置，其特征在于，所述的人工智能判断系统为通过识别锁定点和转向盘间转向轴上应变信号变化，并将取得信号传输到中央控制器，然后由中央控制器给出解除锁定信号，释放转向制动信号将机动车操作权回归机动车操作者，从而保证机动车在行驶过程中人永远为最高判别者(图2)。
本发明的方案进一步改进为：转向系统修正组成部分传动机构可以由转向锁定系统部分组件组成。
本发明的方案进一步改进为：转向修正系统可仅由驱动系统设置在转动系统之上实现。
图一为智能型机动车爆胎安全保护系统原理
图二为系统锁定及智能判别系统图
实施实例：一种智能型机动车爆胎安全保护装置由胎压数据采集(TPMS胎压采集部分)系统、转向轴角速度传感器、中央控制器I/C、电磁制动器、运动补偿系统、喇叭、人工智能判别系统组成。其中运动补偿系统由直流电机、蜗轮、蜗杆组成，人工智能判别系统由电阻应变片、应变仪组成。首先由胎压数据采集系统和角速度传感器采集数据，时间为10ms；将采集数据传输到中央控制器I/C，判断是否爆胎并给出相应信号(电磁制动、运动补偿、内外部示警等)，时间为1ms；电磁制动器制动转轴(按某公司产品接通时间为65ms，断开时间为40ms)约65ms；运动补偿(可以和电磁制动同步)70ms。即在爆胎后76ms左右确保车辆不再继续偏离，81ms～100ms对车辆行驶方向纠偏(设车辆行驶速度为80km/h，按0.1s偏离10°计算，则偏离距离为80000÷3600×0.1sin10°＝0.38m)；当驾驶人员听从警示0.6s之后重新对机动车操作后，中央控制器I/C接受应变仪采集锁定点和转向盘间应变数值将产生变化，根据这种变化，中央控制器I/C发出解除电磁制动器制动信号，让电磁制动器40ms内断开，从而为驾驶人员争取到爆胎初期宝贵的0.6s。