專利名稱：汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測應(yīng)急裝置，特別是指一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)表明，目前我國高速公路上70%的交通事故為輪胎問題引發(fā)，其中46%為爆胎事故，爆胎引發(fā)的重特大交通事故占全部交通事故的35%，而時速在160公里以上發(fā)生爆胎死亡率接近100%，因此，如何減少道路交通事故，特別是爆胎引起的惡性交通事故已經(jīng)是擺在我們面前緊迫而嚴(yán)肅的課題?，F(xiàn)在有許多在研的爆胎安全控制技術(shù)采用胎壓傳感器實現(xiàn)實時監(jiān)測胎壓，并根據(jù)胎壓的變化判斷是否爆胎；當(dāng)發(fā)現(xiàn)爆胎時， 中央控制單元立即發(fā)送指令給制動單元，通過這種迅速有效的制動措施，實現(xiàn)短時間內(nèi)車速減速到安全車速，從而達(dá)到保護(hù)乘客的安全目的。然而要使以上安全控制技術(shù)得到預(yù)期效果，則必須保證爆胎識別的及時性以及準(zhǔn)確性，同時還要確保制動時，制動力合理分配，以避免偏航等不利狀況的發(fā)生。然而利用胎壓傳感器判斷爆胎存在一定的風(fēng)險，如果要確保已發(fā)生爆胎再發(fā)出報警信號，則不利于及時發(fā)現(xiàn)爆胎，而如果出現(xiàn)疑似爆胎跡象就發(fā)出報警信號則又容易出現(xiàn)誤報的可能。對于爆胎后方向控制問題同樣成為一個技術(shù)難點。由于目前許多爆胎后的制動方案采用完全的自動控制技術(shù)，如果對方向盤的操縱也通過全電子的方案來實現(xiàn)，則由于目前車載傳感器尚無法全面識別運動車輛所處的具體情況(如前方是否有來車，車輛周圍是否存在障礙等因素)，因此其控制目標(biāo)難以確定，要實現(xiàn)一套實用的全電子方向盤控制策略也就無從談起。而如果聽?wèi){駕駛員來處理，則由相關(guān)資料表明，爆胎后許多的惡性事故是由于駕駛員經(jīng)驗不足，對方向盤錯誤操縱而導(dǎo)致的結(jié)果。相反，資料同樣表明如果駕駛員能夠沉著冷靜地應(yīng)對，把穩(wěn)方向盤，則多數(shù)情況下能有效控制車輛的穩(wěn)定，避免惡性事故的發(fā)生。由此可以看出，當(dāng)前的爆胎自動安全控制技術(shù)存在以下幾點問題1、對爆胎的判斷僅僅依靠胎壓的異常變化，難以快速有效地實現(xiàn)對爆胎的準(zhǔn)確判斷；2、未能制定方向盤控制策略，使其既能幫助駕駛員沉著應(yīng)對爆胎后的方向控制，同時又不會干擾到駕駛員根據(jù)實際狀況所做出的緊急應(yīng)對措施；3、未能將電子控制技術(shù)與駕駛?cè)藛T相結(jié)合，充分發(fā)揮駕駛?cè)藛T的作用，事實上，如果駕駛?cè)藛T能正確操縱，可有效降低爆胎后惡性事故的發(fā)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，該檢測應(yīng)急裝置可準(zhǔn)確檢測汽車是否爆胎，并且提示駕駛員最佳操縱方式選擇，同時又不妨礙駕駛員根據(jù)實際情況加以修正，從而降低爆胎后發(fā)生事故的幾率。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，所述檢測應(yīng)急裝置包括主控單元，以及分別與主控單元連接的用于檢測輪胎狀態(tài)的信號采集單元和用于提示駕駛員的方向盤操縱指示單元。作為一種優(yōu)選的方案，信號采集單元由聲音信號收集單元、輪胎壓力傳感單元及車載傳感單元組成；聲音信號收集單元、輪胎壓力傳感單元及車載傳感單元均與主控單元連接。作為一種優(yōu)選的方案，方向盤操縱指示單元由語音提示單元及屏幕提示單元組成，語音提示單元與屏幕提示單元均與主控單元連接。其中，各單元之間由CAN總線連接。采用了上述技術(shù)方案后，本實用新型的效果是通過信號采集單元采集輪胎狀態(tài)確定是否爆胎，然后主控單元計算得出方向盤最佳操縱角度，并通過方向盤操縱指示單元提示給駕駛員，這樣，駕駛員在駕駛時做到心里有數(shù)，可根據(jù)提示調(diào)整或者根據(jù)路面具體路況適應(yīng)性調(diào)整修正，從而降低爆胎后發(fā)生事故的幾率。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2為本實用新型的輪胎壓力傳感單元示意圖；圖3、圖4、圖5、圖6及圖7均為本實用新型的音頻信號采集放大電路圖；圖8為本實用新型的方向信號采集控制器電路圖；圖9、


圖10為方向盤應(yīng)急指示單元的電路圖；
圖11為本實用新型的聲音采集單元的程序流程圖；
圖12為本實用新型的胎壓傳感單元的程序流程圖；
圖13為本實用新型的主控單元的程序流程圖；附圖中1、信號采集單元；1002、超聲波傳感器；1003、前置信號放大電路；1103、儀表放大芯片；1004、信號放大電路；1005、傳聲器；1006、信號放大電路；1106、集成運放芯片；1007、有效值轉(zhuǎn)換電路；1107、有效值檢測集成芯片；1008、有效值轉(zhuǎn)換電路；1009、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；1010、橫擺角速度傳感器；1011、方向信號采集控制器；1111、單片機(jī)；1211、CAN總線驅(qū)動芯片；1012、胎壓傳感器；1112、壓力采集單元；1212、溫度采集單元；1312、傳感器自帶微處理器；1412、SPI總線；1512、射頻發(fā)射模塊；1612、發(fā)射天線；1013、胎壓信號采集控制器；1014、帶通濾波電路；1114、集成運算放大芯片；1015、異常聲響信號采集控制器；1115、單片機(jī)；1215、CAN總線驅(qū)動芯片；1016、輪速傳感器；1017、輪速信號采集控制器；2、主控單元；201、主控制器；3、方向盤應(yīng)急提示單元；301、揚聲器；302、提示語音模塊；312、語音錄放集成芯片；322、集成運放芯片；303、液晶顯示模塊；304、提示模塊控制器；314單片機(jī)；4.聲音信號收集單元；5.輪胎壓力傳感單元；6.語音提示單元；7.屏幕提示單元；8.車載傳感單元。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖I所示，一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，包括主控單元2，主控單元2分別與信號采集單元I及方向盤應(yīng)急提示單元3連接；信號采集單元I由聲音信號收集單元4、輪胎壓力傳感單元5及車載傳感單元8組成，聲音信號收集單元4、輪胎壓力傳感單元5及車載傳感單元8均與主控單元2連接；方向盤應(yīng)急提示單元3由語音提示單元6及屏幕提示單元7組成,語音提示單元6與屏幕提示單元7均與主控單元2連接。主控單元2包括主控制器201。方向盤操縱指示單元3包括揚聲器301、提示語音模塊302、液晶顯示模塊303以及提示模塊控制器304。信號采集單元I包括超聲波傳感器1002、傳聲器1005、前置信號放大電路1003、信號放大電路1004以及1006、有效值轉(zhuǎn)換電路1007以及1008、異常聲響信號采集控制器1015、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1009、橫擺角速度傳感器1010、方向信號米集控制器1011、胎壓傳感器1012、胎壓信號采集控制器1013、輪速傳感器1016以及輪速信號采集控制器1017。信號采集單元I通過超聲波傳感器1002、傳聲器1005、輪胎壓力傳感器1012、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1009、橫擺角速度傳感器1010等元件獲取所需車輛狀態(tài)信息，其相應(yīng)的信號采集控制由自帶CAN總線通訊功能的單片機(jī)系統(tǒng)異常聲響信號采集控制器1015、輪速信號 采集控制器1017、方向信號采集控制器1011、胎壓信號采集控制器1013實現(xiàn)。它們將采集的信號通過CAN總線傳輸給主控制器201以做進(jìn)一步的處理。信號采集單元I的輪胎壓力傳感單元5安裝在車胎內(nèi)部以獲取胎壓異常信號，以作為判斷爆胎的重要依據(jù)。一種常見的胎壓力傳感單元5結(jié)構(gòu)圖由圖2所示，在胎壓力傳感單元5自身所帶的微處理器1312的控制下，壓力采集單元1112和溫度采集單元1212分別讀取壓力溫度信息，并交給傳感器自帶微處理器1312分析判斷；微處理器1312分析判斷的結(jié)果通過SPI總線1412傳送給射頻發(fā)射模塊1512，射頻發(fā)射模塊1512將數(shù)據(jù)調(diào)制成有效信號后加載到發(fā)射天線1612上，以電磁波的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送出來。這些信息將被胎壓信號采集控制器1013所接收，并通過CAN總線傳遞給主控制器201。為了保證爆胎檢測結(jié)果的及時性以及可靠性，本實用新型同時對異常聲響信號進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)汽車爆胎后，會發(fā)出不同頻率不同聲響的聲音信號。其頻率范圍可從人耳可以聽到的音頻至超聲波頻段。在此，本實用新型實例選擇易于和背景噪聲相區(qū)別的頻段，如40KHz超聲波為檢測對象。同時也對普通音頻信號進(jìn)行監(jiān)測，并以測得的信號能量大小是否超過閾值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。在聲音信號收集單兀4中，對普通音頻信號的檢測電路由傳聲器1005、信號放大電路1006以及有效值轉(zhuǎn)換電路1007構(gòu)成。信號放大電路1006如圖3所示，主要由集成運放芯片1106構(gòu)成。集成運放芯片1106管腳I作為輸出端，通過電阻R5連接到管腳2。集成運放芯片1106的管腳2又經(jīng)電阻R4，電容C2接地。管腳3作為輸入端，經(jīng)電阻R1，電容Cl與地相連。電阻R3與電容Cl以并聯(lián)方式相連，一端接地，另一端經(jīng)電阻R2與電源Vcc相連。集成運放芯片1106的管腳4直接接地，管腳8直接接電源Vcc。其中電阻R2及R3組成l/2Vcc分壓電路，并通過Rl對運放進(jìn)行偏置。R5，R4，C2構(gòu)成放大電路的反饋系統(tǒng)。由傳聲器所傳來的信號經(jīng)該放大電路放大后，再通過有效值轉(zhuǎn)換電路1007實現(xiàn)任意波形信號的有效值到直流電信號的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到檢測聲強(qiáng)的目的。如圖4所示，有效值轉(zhuǎn)換電路1007采用專用有效值檢測集成芯片1107實現(xiàn)，其管腳1、3直接接地，正負(fù)電源+Vs及-Vs經(jīng)可變電阻R2分壓后通過電阻Rl連接到有效值檢測芯片1107的管腳4。有效值檢測集成芯片1107的管腳6經(jīng)可變電阻與管腳9相連。管腳8通過電容Cl與管腳9相連。管腳9作為輸出，輸出轉(zhuǎn)換成直流的信號有效值。管腳10、管腳11分別與負(fù)電源-Vs，正電源+Vs直接相連。需進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換的信號經(jīng)電容C2耦合由管腳13輸入。最終轉(zhuǎn)換后的有效值信號通過異常聲響信號采集控制器1015自帶的A/D轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以供異常聲響信號采集控制器1015做進(jìn)一步的分析判斷。超聲信號檢測由超聲傳感器1002、前置放大電路1003，帶通濾波電路1014，信號放大電路1004，以及效值轉(zhuǎn)換電路1008組成。如圖5所示，前置放大電路1003采用高精度儀表放大芯片1103實現(xiàn)。超聲波傳感器1002獲取的信號接入儀表放大芯片1103的管腳2及管腳3，構(gòu)成輸入回路。其中管腳2經(jīng)電容Cl與超聲波傳感器1002的一輸出管腳相連，管腳3直接與超聲波傳感器1002的另一管腳相連，管腳2與管腳3之間串接了電阻Rl0電容Cl及電阻Rl組成無源高通濾波器，以降低無用的低頻噪聲強(qiáng)度。儀表放大芯片1103的管腳8經(jīng)電阻R2與管腳I相連。管腳4接負(fù)電源_Vs，管腳5直接接地，管腳7與正電源+Vs相連。管腳6將放大后的信號輸出給有源帶通濾波器電路1014。有源帶通濾波電路1014的具體電路如圖6所示，它主要由集成運算放大芯片1114構(gòu)成。輸入信號經(jīng)電阻R1，電容Cl接入集成運算放大芯片1114的正相輸入端管腳3，同時電容Cl的兩端分別又以電容C2及電阻R2與地相連。這樣電阻Rl與電容C2組成低通網(wǎng)絡(luò)，電容Cl與電阻R2組成高通網(wǎng)絡(luò)。集成運算放大芯片1114的反相輸入端管腳2經(jīng)電阻R3與地相連。集成運 算放大芯片1114的管腳7與電源相連，管腳4直接接地。集成運算放大芯片1114的管腳6連接三條線路，一路通過電阻R4與管腳2相連構(gòu)成負(fù)反饋，另一路通過電阻R5及電容Cl與管腳3相連構(gòu)成正反饋，最后一路作為帶通濾波電路1014的輸出將信號傳輸給信號放大電路1004，最后經(jīng)有效值轉(zhuǎn)換電路1008轉(zhuǎn)換得到表征信號強(qiáng)弱的有效值。信號放大電路1004及有效值轉(zhuǎn)換電路1008采用與圖3圖4相同的電路實現(xiàn)。異常聲響信號采集控制器1015實現(xiàn)對異常聲響信號的采集功能。如圖7所示，異常聲響信號采集控制器1015由帶A/D轉(zhuǎn)換及CAN總線功能的單片機(jī)1115以及專用CAN總線驅(qū)動芯片1215構(gòu)成。ADINl連接聲強(qiáng)信號有效值輸入，ADIN2連接超聲波信號有效值輸入。電阻R1，電容C1、C2做為第一路A/D轉(zhuǎn)換電路的濾波減噪電路。C1，C2并聯(lián)接地，另一端分別連接輸入接口 ADINl，以及單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換的輸入管腳以及二極管Dl的正極。Dl的負(fù)極連接電源電壓Vcc，這樣的目的可以保證單片機(jī)A/D端口的輸入電壓不會超過電源電壓。同時電阻電容組成的低通濾波電路可以濾除信號中的高頻噪聲。單片機(jī)1115的管腳6、58、59接電源Vcc，管腳7、56、57直接接地。電容C5、C6、C7并聯(lián)與電源Vcc及地之間，為單片機(jī)1115提供濾波穩(wěn)壓電路。CAN總線驅(qū)動芯片1215的管腳I以及管腳4分別與單片機(jī)1115的管腳28以及管腳29相連，CAN總線驅(qū)動芯片1215的管腳7和管腳6分別連接CAN總線的高端和低端。電容C8和C9并聯(lián)為CAN總線驅(qū)動芯片1215提供濾波穩(wěn)壓電路，其兩端分別連接芯片1215的管腳2和管腳3。CAN總線驅(qū)動芯片1215的管腳3為芯片的電源腳，與Vcc相連，而管腳2接地。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器1009用于實時監(jiān)測駕駛員的操縱意圖，以幫助系統(tǒng)確定爆胎后，駕駛員對方向的操縱處于正確的狀態(tài)。其安裝在方向盤下側(cè)的轉(zhuǎn)向柱上，輸出信號為兩路模擬電壓信號，一路表不方向盤轉(zhuǎn)動的方向以及圈數(shù)，另一路表不方向盤轉(zhuǎn)動的角度。在本實用新型中，橫擺角速度傳感器1010用于監(jiān)測車輛的運行姿態(tài)。在本實施例中，橫擺角速度用于監(jiān)測車輛運行的穩(wěn)定性。當(dāng)爆胎發(fā)生后，可根據(jù)橫擺角速度的改變來作為計算依據(jù)，以便得到當(dāng)前狀態(tài)下的理想方向盤轉(zhuǎn)角度數(shù)，供駕駛?cè)藛T參考。以上方向盤轉(zhuǎn)角信號以及橫擺角速度信號由方向信號采集控制器1011負(fù)責(zé)采集處理。如圖8所示，方向信號采集控制器1011包括帶有CAN總線通訊功能的單片機(jī)1111，A/D采集外圍電路及CAN總線驅(qū)動芯片1211所構(gòu)成。其中第一路A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADINl與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器輸出的轉(zhuǎn)動圈數(shù)信號相連，第二路A/D轉(zhuǎn)換電路ADIN2與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器所輸出的當(dāng)前圈數(shù)下所轉(zhuǎn)過的角度信號 相連。第三路A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端ADIN3與橫擺角速度傳感器輸出的信號相連。電路其余各功能模塊的詳細(xì)說明與圖7所示的信號采集控制器1015 —致。爆胎后方向盤操縱指示單元3由揚聲器301，提示語音模塊302，液晶顯示模塊303以及提示模塊控制器304等部件組成。如圖9所示，提示語音模塊302的電路主要由語音錄放集成芯片312以及集成運放芯片322搭建而成。語音錄放集成芯片312的管腳I——6以及管腳9、10分別為八位地址線AO——A7，它們接收由提示模塊控制器304傳送信號，代表所需播放的音頻數(shù)據(jù)所存儲的地址。管腳23輸入PLAYL信號，以電平觸發(fā)方式控制播音。管腳26直接接地。管腳16、28接電源Vcc，管腳13、12接地。電源Vcc與地之間的跨接電容C1、C2、C3以實現(xiàn)濾波穩(wěn)壓的功能。管腳14與管腳15構(gòu)成音頻信號的輸出通道，分別經(jīng)電阻R3、電容C7以及電阻R2、電容C8與集成運放芯片322的管腳3以及管腳2相連。該音頻信號經(jīng)放大器322放大后驅(qū)動揚聲器301播放。信號通路上的電阻R3、電容C7以及電阻R2、電容CS對信號整形，濾除信號中無用的低頻信號。集成放大芯片322管腳4接地，管腳6接電源Vcc，電源與地之間通過電容C6實現(xiàn)濾波穩(wěn)壓。集成運放芯片322的管腳5輸出放大后的波形，經(jīng)電容C5耦合后驅(qū)動揚聲器301發(fā)聲。集成放大芯片322的輸出管腳5與地之間以電阻Rl及電容C4連接，以抵消揚聲器的反電動勢，保護(hù)功放。
圖10為提示模塊控制器304及液晶顯示模塊電路。單片機(jī)314實現(xiàn)對語音播放及液晶顯示的控制。其管腳55——48與語音錄放集成芯片312的AO——A7地址線管腳相連，以提供語音播放時的數(shù)據(jù)存儲地址，管腳47提供語音播放的PLAYL控制信號，管腳16、17、18與液晶顯示模塊303的管腳4、5、1相連，以通過SPI通訊方式對液晶顯示模塊303進(jìn)行控制。管腳19、20與液晶顯示模塊303的管腳2、3相連，以實現(xiàn)復(fù)位及數(shù)據(jù)命令選擇的功能。液晶顯示模塊303的管腳7接電源Vcc，管腳8接地。
圖10中的其余電路部分所示功能與圖8中所示功能一致。該汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置的檢測應(yīng)急方法是通過信號采集單元I采集輪胎產(chǎn)生的異常聲響、胎壓變化以及車輛受力變化的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到主控單元2中進(jìn)行分析及處理，主控單元2根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)計算正確操縱的最佳方向盤轉(zhuǎn)向角度，并將其以語音及圖像的方式告知駕駛員，同時監(jiān)測駕駛員的操縱狀態(tài)，通過預(yù)警或及時提醒的方式避免并糾正駕駛員出現(xiàn)驚慌失措的過度反應(yīng)。下面介紹依次爆胎檢測應(yīng)急方法和檢測應(yīng)急裝置的工作過程。爆胎后檢測應(yīng)急裝置的功能可以幫助駕駛員確定如何操縱方向盤以回到爆胎前行駛軌跡。為此輔助裝置通過方向盤傳感器及橫擺角速度傳感器確定當(dāng)前最佳方向盤轉(zhuǎn)角，并通過圖像及聲音的方式提供給駕駛員，以輔助其穩(wěn)定方向。其計算過程首先根據(jù)爆胎后車輪半徑變化來計算，該值可通過相關(guān)模型及事先的試驗來確定；此后便根據(jù)上次的值通過橫擺角速度的反饋進(jìn)行調(diào)整。(由于汽車在低速行駛時，駕駛員可以有效的控制汽車的運行軌跡，對駕駛員造成的傷害比較低，而只有高速行駛的汽車危險性大才需要該檢測應(yīng)急裝置起作用。)[0037]主控制器201首先根據(jù)理論模型及試驗，計算由爆胎后兩側(cè)車輪半徑不一致引起的轉(zhuǎn)向盤偏轉(zhuǎn)角度。為了便于敘述，本文以前輪爆胎為例對其進(jìn)行闡述，其他輪胎可由類似方法得到。由爆胎后兩側(cè)車輪變化模型，可計算此時車輪半徑改變所引起的方向盤轉(zhuǎn)角值為，其中R為正常車輪半徑、r為爆胎后半徑、B為輪距、k為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比。以此為基礎(chǔ)，再加上一個經(jīng)試驗獲得的修正值(它主要根據(jù)車速等進(jìn)行修正)。這樣便得到為糾正由爆胎后車輪半徑不一致所需要的方向盤轉(zhuǎn)角。該轉(zhuǎn)角所對應(yīng)的未爆胎的這個輪胎側(cè)偏角可由近似估計公式計算得到，式中V為汽車側(cè)向速度，u為汽車前進(jìn)速度，Y為汽車橫擺角速度，這三個量可由相關(guān)傳感器檢測并通過簡單的估計算法獲得近似值，I為汽車質(zhì)心至前軸距離，ω為方向盤轉(zhuǎn)角。設(shè)此時估計得到的前輪側(cè)偏角近似值為。初始轉(zhuǎn)向角度獲得后，每隔一個采樣周期ΛΤ，便根據(jù)橫擺角速度在周期內(nèi)的變化量Λ Y/AT與汽車前軸側(cè)偏剛度gc、側(cè)偏角α的關(guān)系來計算調(diào)整量。該調(diào)整量著眼于盡可能將汽車所受側(cè)向力調(diào)整到接近爆胎前的狀態(tài)。根據(jù)上個采樣周期ΛΤη-l中的橫擺角速度值與目標(biāo)橫擺角速度之間的差值，可以確定調(diào)整的方向，而具體大小則可根據(jù)汽車側(cè) 向力的計算及相應(yīng)閾值來確定。爆胎前的側(cè)向力可近似計算為，其中g(shù)cO為正常時的前軸側(cè)偏剛度，為爆胎前的輪胎側(cè)偏角，它可近似由轉(zhuǎn)向角計算得到。而由于爆胎及行駛條件變化使得側(cè)偏剛度發(fā)生變化，當(dāng)前的側(cè)偏剛度可通過橫擺角加速度來計算。由汽車側(cè)向力模型知道(其中I為汽車質(zhì)心至前軸距離，I為汽車轉(zhuǎn)動慣量)，這樣便可通過橫擺角速度傳感器推算出當(dāng)前的前軸側(cè)偏剛度值。因此，要使得側(cè)向力接近爆胎前的側(cè)向力，根據(jù)式子，可計算出期望的方向盤轉(zhuǎn)角。將其與當(dāng)前的轉(zhuǎn)角相比較，可得到當(dāng)前應(yīng)調(diào)整的值。由于爆胎后應(yīng)避免過快地轉(zhuǎn)動方向盤，因此設(shè)置了每個周期內(nèi)調(diào)整值的限值。這樣調(diào)整值可表示為，由于車速較高的情況下，汽車一般是直線行駛，即是有些轉(zhuǎn)彎，方向盤轉(zhuǎn)動角度也非常小，因此，近似看做方向盤一般是處直線行駛狀態(tài)，因此，將直線行駛狀態(tài)下的方向盤角度設(shè)置坐標(biāo)O點，下一周期的方向盤轉(zhuǎn)向角設(shè)置為，語音或液晶顯示提示的提示值等于減去當(dāng)前方向盤偏離坐標(biāo)O點的角度值。當(dāng)主控制器201通過胎壓信號及異常聲響信號監(jiān)測到當(dāng)前為爆胎車況時，它首先通知方向應(yīng)急提示單元，發(fā)出語音信號“爆胎，請握緊方向盤”，以幫助駕駛?cè)藛T穩(wěn)定情緒，避免慌亂之下采取錯誤措施。隨后，主控制器201將由上述策略計算每次的方向盤控制轉(zhuǎn)角，并通過語音及圖像信號顯示給駕駛員。其中圖像信號還能實時顯示駕駛員當(dāng)前操縱的方向盤轉(zhuǎn)角及其與目標(biāo)值之間的差別，這樣可以讓駕駛員更直接明確接下來方向盤應(yīng)操縱的方向和需再轉(zhuǎn)過的角度。此外，為防止駕駛員過快打方向盤(這是引起事故的主要原因之一)，主控制器201還監(jiān)測方向盤轉(zhuǎn)角的實時變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)方向盤轉(zhuǎn)動速度超過閾值時，它發(fā)送指令，以語音方式幫助駕駛員沉著應(yīng)對，以保證爆胎后車輛的穩(wěn)定性。爆胎檢測系統(tǒng)的工作方式則如下所述。
圖11、12、13分別顯示了胎壓傳感器控制芯片1012、異常聲響信號采集控制器1015以及主控制器201的程序流程圖。在胎壓傳感器1012中，預(yù)先設(shè)定兩不同閾值THRESH1以及THRESH2。其中THRESH2為胎壓的閾值，TRESHl為胎壓下降梯度的閾值。胎壓傳感器1012每隔一定的時間間隔At即對胎壓進(jìn)行一次檢測。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的胎壓值低于設(shè)定閾值THRESH2即說明當(dāng)前胎壓已經(jīng)處于完全不正常的狀態(tài)，此時立即發(fā)送報警信號SIG2，表示已經(jīng)爆胎，需立即采取措施。如果所測胎壓在TRESH2以上，則進(jìn)一步計算最近時間段T內(nèi)胎壓變化的梯度值。若發(fā)現(xiàn)胎壓呈下降趨勢，且下降梯度值超過了閾值TRESHl，則發(fā)送報警信號SIG1，說明胎壓出現(xiàn)異常變化，很有可能為爆胎發(fā)生。這些報警信號經(jīng)胎壓信號采集控制器1013獲取后再傳遞給主控制器201。同樣的，異常聲響信號采集控制器1015每隔時間段△ t即對超聲波信號及聲強(qiáng)信號分別進(jìn)行測量，并分別將其強(qiáng)度的有效值與設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)任一信號強(qiáng)度已經(jīng)高于閾值時，認(rèn)為出現(xiàn)異常聲響信號，因此發(fā)送報警信號SIG3給主控制器201。主控制器201不斷監(jiān)聽各信號采集控制器傳來的信息，并記錄下最近時間段TO內(nèi)的橫擺角速度平均值作為以后控制方向的目標(biāo)值。當(dāng)主控制器201接收到報警信號SIGl時，表明胎壓出現(xiàn)突然下降的趨勢，爆胎的可能性較大，因此主控制器201繼續(xù)在最近時間段t內(nèi)搜索是否存在報警信號SIG3，如果是就認(rèn)為已發(fā)生爆胎。當(dāng)主控制器201接收到報 警信號SIG2時，表明胎壓已經(jīng)較低，不能正常工作，說明爆胎已經(jīng)發(fā)生。在以上兩種情況下，主控制器201轉(zhuǎn)入爆胎后方向操縱提示流程。
權(quán)利要求1.一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，其特征在于所述檢測應(yīng)急裝置包括主控單元(2)，以及分別與主控單元(2 )連接的用于檢測輪胎狀態(tài)的信號采集單元(I)和用于提示駕駛員的方向盤操縱指示単元(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，其特征在于信號采集單元(I)由聲音信號收集單元(4)、輪胎壓力傳感單元(5)及車載傳感單元(8)組成；聲音信號收集單元(4)、輪胎壓力傳感單元(5)及車載傳感單元(8)均與主控單元(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，其特征在于方向盤操縱指示単元 (3)由語音提示單元(6)及屏幕提示單元(7)組成,語音提示單元(6)與屏幕提示單元(7)均與主控單元(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項權(quán)利要求所述的汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，其特征在于各單元之間由CAN總線連接。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車爆胎檢測應(yīng)急裝置，所述檢測應(yīng)急裝置包括主控單元，以及分別與主控單元連接的用于檢測輪胎狀態(tài)的信號采集單元和用于提示駕駛員的方向盤操縱指示單元。該檢測應(yīng)急裝置可準(zhǔn)確檢測汽車是否爆胎，并且提示駕駛員最佳操縱方式選擇，同時又不妨礙駕駛員根據(jù)實際情況加以修正，從而降低爆胎后發(fā)生事故的幾率。
文檔編號B60C23/04GK202641271SQ201220333448
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者張鵬, 王琪, 郭立書 申請人:江蘇科技大學(xué)