專利名稱：雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置，屬汽車行駛自動安全技術(shù)。
汽車在道路上行駛時，因輪胎質(zhì)量、使用與維護等方面的原因，當有一側(cè)輪胎，特別是前輪突然爆破、胎內(nèi)氣體急驟外泄、胎壓在瞬間降至零，使車輪滾動阻力疾增而轉(zhuǎn)速疾減。在這種情況下，由于同車軸左右兩側(cè)車輪滾動阻力及轉(zhuǎn)速相差很大，導致汽車急劇向爆胎一側(cè)的方向轉(zhuǎn)彎——即嚴重跑偏。由于爆胎是突發(fā)不可預測的事件，駕駛員來不及作出反應(yīng)，即抓緊方向盤保持原行駛方向之前(在高速爆胎時，不能采取緊急制動措施，否則會失去方向操縱性或出現(xiàn)嚴重的側(cè)滑)，汽車已失去控制偏離了原來行駛方向，將產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎撞到車道上的隔離物、相鄰的汽車或從高處翻墜等惡性事故，造成人員傷亡與車輛等財產(chǎn)的重大損失。據(jù)了解目前爆胎事故已成為高速公路上的第一殺手，占高速公路交通事故的70％左右，在普通公路上也占交通事故的10％左右。但目前除了有本發(fā)明人設(shè)計的與車軸輪胎氣壓相通的《高速汽車輪胎突爆方向防偏裝置》(專利號ZL98217663.5)外，尚未見到其它的防偏方法或防偏裝置的技術(shù)資料。
本實用新型的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有汽車由于沒有完善的汽車輪胎突爆防偏裝置而在汽車輪胎突爆時易失控跑偏造成人員傷亡、財產(chǎn)損失事故的缺點和問題，研究、設(shè)計一種在汽車以低、中、高速行駛而突然出現(xiàn)爆胎時，能可靠、有效地防止汽車跑偏、自動地維持汽車原來的行駛方向，保證汽車行駛安全，防止人員傷亡和財產(chǎn)損失事故發(fā)生的雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置。
本實用新型是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的本雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置由輪速傳感器、控制器、以及減速反應(yīng)開關(guān)(又稱安全傳感器)、方向防偏鎖定器共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為輪速傳感器分別固定安裝于四個車輪上并分別通過A、B、C、D四條信號電纜線分別與控制器電路板上A/D轉(zhuǎn)換器相應(yīng)點相電氣連接；方向防偏鎖定器通過其電磁繞組的電源插座11、電源插頭4及I信號電纜線與控制器電路板上的固態(tài)繼電器SSR的輸出端相電氣連接；四個減速反應(yīng)開關(guān)分別固裝于四個車輪轂上，其電源輸入觸點分別通過E導線與單刀雙擲開關(guān)輸出觸點相電氣連接，減速反應(yīng)開關(guān)的電源輸出觸點通過F導線及I導線與控制器外殼內(nèi)電路板上相應(yīng)點相電氣連接，并且四個減速反應(yīng)開關(guān)與控制器電路板上的固態(tài)繼電器SSR成并聯(lián)連接；其中控制器的外形結(jié)構(gòu)示意圖如


圖1所示；其電路方框圖如圖2所示，其電路原理圖如圖3所示，方向防偏監(jiān)控程序流程框圖如圖4所示，方向防偏鎖定器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5～6所示，控制器由外殼1、蜂鳴器2、單刀雙擲電源開關(guān)3、電路板共同電氣連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為電路固定安裝于外殼1內(nèi)，蜂鳴器2及單刀雙擲電源開關(guān)3分別固定安裝于外殼面板的上、中部，并通過導線與電路板上相應(yīng)點連接；A、B、C、D信號電纜線的一端分別與固定安裝在四個車輪上的輪速傳感器相電氣連接，另一端分別與電路板上的A/D轉(zhuǎn)換器相應(yīng)接點相電氣連接；G電纜線的一端與汽車點火開關(guān)的“ON”檔位相電氣連接，另一端與外殼內(nèi)直流變壓器DC-DC的輸入端相電氣連接；H電源纜線一端與汽車蓄電池正極相電氣連接，另一端與單刀雙擲電源開關(guān)輸入端相電氣連接；I信號電纜線一端分別通過I1、I2分線與方向防偏鎖定器的電磁繞組電源插頭4、汽車上的制動信號燈相電氣連接，另一端與外殼內(nèi)電路板上的固態(tài)繼電器SSR的輸出端相電氣連接；控制器電路由輪速傳感器、多路多通道A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機、直流變壓器DC-DC、固態(tài)繼電器SSR、單刀雙擲電源開關(guān)、蜂鳴器共同相電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為四個輪速傳感器分別固定安裝在前、后、左、右四個車輪上，并通過A、B、C、D信號電纜線與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；單片機通過其接口及A/D轉(zhuǎn)換信號電纜線分別與A/D轉(zhuǎn)換電路輸出接口、固態(tài)繼電器SSR信號輸入接口“IN”、直流變壓器DC-DC輸出接口“OUT”相電氣連接；其中圖3所示的A/D轉(zhuǎn)換電路由IC1與IC2、IC3、IC4、IC5串并聯(lián)連接構(gòu)成；單片機由集成件IC6與晶振XTAL、電容C1、C2并聯(lián)連接構(gòu)成；方向防偏鎖定器由盤形鎖定器蓋6、圓柱形鎖定器殼體7、螺栓8、16、復位彈簧9、圓柱形電磁繞組10、電磁繞組電源插座11、鎖定桿12、橡膠防塵罩13、鎖定塊14、汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿15、防塵罩卡環(huán)17、圓柱形銜鐵18、螺釘19及螺母20相連接裝配而成，其相互位置及連接裝配關(guān)系為電磁繞組電源插座11和電磁繞組10分別用粘結(jié)劑固定在鎖定器殼體7的外表面和內(nèi)表面的下平面上；復位彈簧9安裝在電磁繞組10與鎖定桿12之間；銜鐵18套裝在鎖定桿12上方的外表面上，其上面通過螺母20擰緊后，使其下平面壓緊在復位彈簧9上；螺母20是下為六角形而上為圓柱形并內(nèi)有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，通過與鎖定桿12尾部外螺紋相連接，使復位彈簧11、鎖定桿12、銜鐵18、螺母20這四個零件裝配成一體；鎖定桿12下方與鎖定器殼體7下端的中心孔、螺母20上方外表面與鎖定器殼體7中心孔的配合間隙在0.005～0.07mm之間；通過螺釘19把鎖定器殼體7與鎖定器蓋6裝配在一起，最后用螺栓8把鎖定器安裝在汽車車架5上；把汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿15鉆孔后，通過螺栓16將鎖定塊14固裝或焊接在轉(zhuǎn)向橫拉桿15上。
本雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置的工作作用原理是當駕駛員將點火鑰匙插入汽車點火開關(guān)并轉(zhuǎn)到“ON”位時，本方向防偏裝置亦被汽車蓄電池接通電源并開始工作，在汽車行駛過程中，四個輪速傳感器將四個車輪轉(zhuǎn)速模擬信號傳送給A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路將該模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸出給單片機IC6，單片機IC6收到信號后與已存貯于單片機集成件的數(shù)據(jù)進行比較判斷；當汽車在某一速度行駛時，若有一輪胎突爆，則該車輪轉(zhuǎn)速迅速下降，同車軸兩輪轉(zhuǎn)速誤差達到下述規(guī)定值時車速(KM/H)≤40時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤1.2％；車速(KM/H)為41～50時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.95％；車速(KM/H)為51～60時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.75％；車速(KM/H)為61～70時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.6％；車速(KM/H)為71～80時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.5％；車速(KM/H)為81～90時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.4％；車速(KM/H)為91～100時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.3％；車速(KM/H)為101～110時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.2％；車速(KM/H)為111～120時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.15％；車速(KM/H)＞120時，同軸車輪轉(zhuǎn)速誤差范圍≤0.1％；單片機IC6向固態(tài)繼電器SSR輸出脈沖電流，固態(tài)繼電器SSR導通，汽車蓄電池電流通過方向防偏鎖定器的電磁繞組，使電磁繞組產(chǎn)生磁場，在磁場作用下，圓柱形銜鐵18迅速地克服了復位彈簧9的彈力，帶動鎖定桿12向下運動，鎖定桿12下端方形部份插入鎖定塊14的方形缺口中，使鎖定塊14和汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿15無法向爆胎的一側(cè)移動，即轉(zhuǎn)向輪(前輪)被鎖定，使汽車保持原來的行駛方向；同時，當某車軸一側(cè)輪胎突爆時，其轉(zhuǎn)速疾減，該車輪線速度也隨著急劇下降，在慣性力作用下，減速反應(yīng)開關(guān)內(nèi)部的金屬滾柱向前滾動，使兩個觸點導通，電流通過方向防偏鎖定器電磁繞組而鎖定汽車行駛方向，防止跑偏。此時與爆胎相對應(yīng)的另一側(cè)車輪產(chǎn)生邊滾邊滑，以滑為主的運動狀態(tài)，其輪速與爆胎的車輪相同(如果在車速較高的情況下會出現(xiàn)完全拖滑的現(xiàn)象)；在電磁繞組被通電的同時，汽車制動信號燈導線I2電路也被固態(tài)繼電器SSR接通，使信號燈發(fā)亮，告示后隨車輛的駕駛員要采取緊急的安全措施(如制動或轉(zhuǎn)向變換車道)，防止發(fā)生追尾相撞的事故；當單片機IC6通過輪速傳感器檢測到車速等于零時，單片機IC6才停止向固態(tài)繼電器SSR輸出脈沖電流，于是固態(tài)繼電器SSR切斷汽車蓄電池與方向防偏鎖定器及制動信號燈的電路，電磁繞組磁場消失，鎖定桿12在復位彈簧9的作用下回到原位，制動信號燈熄滅(如果需要把汽車出現(xiàn)故障的情況告示給其他車輛駕駛員時，可用人工的方法打開緊急閃光燈)，防偏裝置不起作用；為了防止汽車在安裝輪胎突爆方向防偏裝置以后，汽車在遇到有一側(cè)車輪因陷入泥坑或在急轉(zhuǎn)彎時發(fā)生作用，駕駛員可按下控制器面板上的單刀雙擲開關(guān)按鈕，切斷汽車蓄電池與固態(tài)繼電器SSR的電源輸入端之間的電路；在此同時開關(guān)接通蜂鳴器與汽車蓄電池的電路，蜂鳴器發(fā)出聲音，提醒駕駛員在汽車進入正常行駛前，把單刀雙擲開關(guān)3按回到汽車蓄電池與固態(tài)繼電器SSR的電源輸入端接通的位置。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下的優(yōu)點和有益的效果(1)本裝置自動化程度高、反應(yīng)時間極短，從輪胎突爆后出現(xiàn)減速到汽車方向被鎖定只需800μs左右；(2)本裝置實質(zhì)上同時采用兩種技術(shù)方案，在其中一種方案出現(xiàn)故障時，本防偏裝置仍會起防偏、跑偏作用，因此可靠性特高；(3)本裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，造價低；(4)經(jīng)測算，若全國的汽車都采用安裝本防偏裝置，可減少高速公路交通事故的70％，一般道路交通事故的10％，減少人員傷亡幾萬人，可減少直接經(jīng)濟損失5億元以上。
下面對說明書附圖進一步說明如下
圖1是本雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置的控制器的外形結(jié)構(gòu)及連接示意圖，圖2是其電路方框圖，圖3是電路原理圖，圖4是防偏監(jiān)控程序流程方框圖，圖5是本雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置的方向防偏鎖定器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是圖5中的通過螺栓16將鎖定塊14固裝于轉(zhuǎn)向拉桿15的A～A向剖視圖；圖中1為控制器外殼，2為蜂鳴器，3為單刀雙擲電源開關(guān)，4為方向防偏鎖定器的電磁繞組電源插頭，5為汽車車架，6為盤形方向防偏鎖定器蓋，7為圓柱形鎖定器殼體，8、16為螺栓，9為復位彈簧，10為圓柱形電磁繞組，11為電磁繞組電源插座，12為鎖定桿，13為橡膠防塵罩，14為鎖定塊，15為汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿，17為防塵罩卡環(huán)，18為圓柱形銜鐵，19為螺釘，20為螺母，DC-DC為直流變壓器，SSR為固態(tài)繼電器。
本實用新型的實施方式可為如下(1)按
圖1所示設(shè)計加工制造本防偏裝置的控制器殼體7，例如可選用工程塑料并用注塑方法制造加工殼體7，然后選購零部件進行安裝；例如蜂鳴器可選購SFM20-1型；輪速傳感器可選購豐田佳美轎車用的零件號碼為80543-50030、83515-50010的輪速傳感器；如果汽車有ABS系統(tǒng)的，可直接采用ABS系統(tǒng)本身的輪速傳感器；減速度反應(yīng)開關(guān)可用豐田皇冠3.0轎車安全氣囊系統(tǒng)中的零件號碼為89170～30210的安全傳感器；(2)按圖2～3所示繪制印刷電路板，然后篩選元器件進行控制器電路板的安裝連接，例如A/D轉(zhuǎn)換電路中的IC1可選用ADC0809型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，IC2、IC3可選用74LS02型的邏輯電路集成件，IC4可選用74LS373型的鎖定器，IC5可選用74LS74型觸發(fā)器；單片機IC6可選用8751，晶振XTAL可選用6MHZ；固態(tài)繼電器SSR可選用JGX-20F型；直流變壓器DC-DC可選用ADP1073型，篩選好元器件后，可進行安裝連接電路板并進行加電簡單調(diào)試；(3)按圖4和表1所示編制監(jiān)控程序并存貯或固化于單片機存貯器中，經(jīng)加電調(diào)試的電路板固裝于控制器外表內(nèi)，然后按
圖1～3所示，并按上面說明書所述的連接關(guān)系進行安裝連接，便能較好地實施本防偏裝置的控制器；(4)按圖5所示設(shè)計、加工制造方向防偏鎖定器的各部件，可采用汽車零部件通用加工制造方法來生產(chǎn)本方向防偏鎖定器各部件；例如盤形鎖定器蓋6、鎖定桿8、12、鎖定塊14可選用牌號為Q255的碳素結(jié)構(gòu)鋼的板材進行熱鍛造后再機加工而成；圓柱形銜鐵18可直接購買、螺母20可選用與上述同牌號圓鋼材用機加工方法加工而成，電磁繞組為中空的圓柱形，可用0.2～0.25mm的QA-IE聚氨酯漆包線繞制而成；復位彈簧9可選用優(yōu)質(zhì)冷扎彈簧鋼絲繞制而成；螺栓8、16、電磁繞組電源插座11、橡膠防塵罩13、防塵罩卡環(huán)17、螺釘19可直接市場購買，然后按圖5～6所示和上面說明書所述的相互位置和連接關(guān)系進行安裝連接，圓柱形鎖定器殼體7下端與鎖定桿12、盤形鎖定蓋6與螺母20的配合間隙均為0.05～0.07mm，這樣便可較好地制成本防偏裝置的方向防偏鎖定器。當鎖定塊14、控制器、方向防偏鎖定器等裝配好后，可按
圖1～6所示及上面說明書所述的相互連接關(guān)系進行電路電源連接，便能較好地實施本裝置。發(fā)明人經(jīng)過長時間的研制，已制出樣機，并在豐田牌汽車上進行試驗，效果很理想，完全達到了預計的設(shè)計目的。
權(quán)利要求1.一種雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置，其特征在于它由輪速傳感器、控制器、以及減速反應(yīng)開關(guān)、方向防偏鎖定器共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為輪速傳感器分別固定安裝于四個車輪上并分別通過A、B、C、D四條信號電纜線分別與控制器電路板上A/D轉(zhuǎn)換器相應(yīng)點相電氣連接；方向防偏鎖定器通過其電磁繞組的電源插座(11)、電源插頭(4)及I信號電纜線與控制器電路板上的固態(tài)繼電器SSR的輸出端相電氣連接；四個減速反應(yīng)開關(guān)分別固裝于四個車輪轂上，其電源輸入觸點分別通過E導線與單刀雙擲開關(guān)輸出觸點相電氣連接，減速反應(yīng)開關(guān)的電源輸出觸點通過F導線及I導線與控制器外殼內(nèi)電路板上相應(yīng)點相電氣連接，并且四個減速反應(yīng)開關(guān)與控制器電路板上的固態(tài)繼電器SSR成并聯(lián)連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置，其特征在于所述的控制器由外殼(1)、蜂鳴器(2)、單刀雙擲電源開關(guān)(3)、電路板共同電氣連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為電路固定安裝于外殼(1)內(nèi)，蜂鳴器(2)及單刀雙擲電源開關(guān)(3)分別固定安裝于外殼面板的上、中部，并通過導線與電路板上相應(yīng)點連接；A、B、C、D信號電纜線的一端分別與固定安裝在四個車輪上的輪速傳感器相電氣連接，另一端分別與電路板上的A/D轉(zhuǎn)換器相應(yīng)接點相電氣連接；G電纜線的一端與汽車點火開關(guān)的“ON”檔位相電氣連接，另一端與外殼內(nèi)直流變壓器DC-DC的輸入端相電氣連接；H電源纜線一端與汽車蓄電池正極相電氣連接，另一端與單刀雙擲電源開關(guān)輸入端相電氣連接；I信號電纜線一端分別通過I1、I2分線與方向防偏鎖定器的電磁繞組電源插頭(4)、汽車上的制動信號燈相電氣連接，另一端與外殼內(nèi)電路板上的固態(tài)繼電器SSR的輸出端相電氣連接；控制器電路由輪速傳感器、多路多通道A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機、直流變壓器DC-DC、固態(tài)繼電器SSR、單刀雙擲電源開關(guān)、蜂鳴器共同相電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為四個輪速傳感器分別固定安裝在前、后、左、右四個車輪上，并通過A、B、C、D信號電纜線與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相電氣連接；單片機通過其接口及A/D轉(zhuǎn)換信號電纜線分別與A/D轉(zhuǎn)換電路輸出接口、固態(tài)繼電器SSR信號輸入接口“IN”、直流變壓器DC-DC輸出接口“OUT”相電氣連接。
3.按權(quán)利要求1所述的一種雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置，其特征在于所述的方向防偏鎖定器由盤形鎖定器蓋(6)、圓柱形鎖定器殼體(7)、螺栓(8)、(16)、復位彈簧(9)、圓柱形電磁繞組(10)、電磁繞組電源插座(11)、鎖定桿(12)、橡膠防塵罩(13)、鎖定塊(14)、汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿(15)、防塵罩卡環(huán)(17)、圓柱形銜鐵(18)、螺釘(19)及螺母(20)相連接裝配而成，其相互位置及連接裝配關(guān)系為電磁繞組電源插座(11)和電磁繞組(10)分別用粘結(jié)劑固定在鎖定器殼體(7)的外表面和內(nèi)表面的下平面上；復位彈簧(9)安裝在電磁繞組(10)與鎖定桿(12)之間；銜鐵(18)套裝在鎖定桿(12)上方的外表面上，其上面通過螺母(20)擰緊后，使其下平面壓緊在復位彈簧(9)上；螺母(20)是下為六角形而上為圓柱形并內(nèi)有內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，通過與鎖定桿(12)尾部外螺紋連接，使復位彈簧(11)、鎖定桿(12)、銜鐵(18)、螺母(20)這四個零件裝配成一體；鎖定桿(12)下方與鎖定器殼體(7)下端的中心孔、螺母(20)上方外表面與鎖定器殼體(7)中心孔的配合間隙在0.005～0.07mm之間；通過螺釘(19)把鎖定器殼體(7)與鎖定器蓋(6)裝配在一起，最后用螺栓(8)把鎖定器安裝在汽車車架(5)上；把汽車轉(zhuǎn)向橫拉桿(15)鉆孔后，通過螺栓(16)將鎖定塊(14)固裝或焊接在轉(zhuǎn)向橫拉桿(15)上。
專利摘要本實用新型是雙控制汽車輪胎突爆方向防偏裝置,它由輪速傳感器、控制器、減速反應(yīng)開關(guān)、方向防偏鎖定器連接構(gòu)成,其關(guān)系為:輪速傳感器固裝于四車輪上,并通過信號電纜分別與控制器電路板連接;方向防偏鎖定器通過插座、插頭及電纜線與控制器電路板上固態(tài)繼電器連接;減速反應(yīng)開關(guān)固裝于四車輪轂上并分別通過信號電纜與單刀雙擲開關(guān)及控制器電路板連接。本實用新型自動化程度高、反應(yīng)極快、可靠性高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、造價低。
文檔編號B60R21/13GK2435290SQ00228869
公開日2001年6月20日 申請日期2000年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日
發(fā)明者王正鍵 申請人:王正鍵