[发明专利]汽车安全涉水行驶监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车安全行驶附加功能的用品。

背景技术

2012年7月21日北京发生的特大暴雨导致洪涝灾害，据遇难者名单公布数据显示，相当一部分人员为所驾驶的汽车涉水时不了解水淹路面的深浅而通过时造成排气管进水后汽车熄火而被困，失去必要帮助而溺水死亡。究其原因，排气管进水是导致发动机致命损坏、人员被困的首要问题。

发明内容

本发明提供一种汽车行驶过程中当需要涉水经过积水路面时，使用方便、监测状态数据可靠、成本低廉、性能可靠的汽车涉水监测系统。

本发明是这样实现的：

在汽车前轮车体下，嵌入式安装有2套超声波测距装置，分别对应于左前轮、右前轮；汽车后端的排气管上设置有可以灵活开启、闭合的铜质球阀，汽车后桥上低于排气管口下边缘10cm处设置有雨水传感器，以上部件均以微处理器控制为核心、以传感器件为基础各部分协同工作。

本发明使用时，在以下两种情形之一均可实施汽车涉水时的有效监测：

情形一：位于汽车发动机舱下面、对应于车轮的位置，嵌装有2套超声波传感器装置。该装置向地面垂直发射20000Hz以上超声波，并经过地面反射由传感器接收。经微电脑计算并控制得出发动机舱底部距离地面的距离，处理器中保存有标准距离作为参照值，此参照值数据与实际测试距离的数据进行比对，当系统监测到测试距离大于参照值时，则说明积水路面可能出现低洼、水坑、排水沟、路面裂缝、塌陷等路面特殊情况。若出现上述情形之一时，在汽车驾驶室前的液晶屏上，显示出监测数据，处理器将激发蜂呜器报警以提醒司乘人员注意安全并且汽车即时熄火，同时，位于汽车尾部的排气管末端的铜质球阀将由电机带动蜗轮传动机构关闭排气管，等待拖车救援，避免排气管进水导致发动机受损。

情形二：位于汽车后桥上设置有雨水传感器，此传感器的设置高度为排气管可能进水的极限高度值，较排气管距离地面要低10cm。当路面积水持续浸水6秒时(此举为防止路面积水因车轮辗轧而溅水产生的误动作)，在汽车驾驶室前的液晶屏上，显示出监测数据，处理器将激发蜂鸣器报警以提醒司机注意安全并且汽车即时熄火，随即驱动电机带动涡轮传动机构关闭排气管里的铜质球阀，呼救等待拖车救援，避免排气管进水导致发动机受损。

附图说明

图1为汽车安全涉水行驶监测系统的原理图。图2为汽车安全涉水行驶监测系统的超声波高度测距传感器原理图。图3为汽车安全涉水行驶监测系统的超声波高度测距传感器的嵌入安装前视图。图4为汽车高度测距传感器的嵌入安装右侧视图，该图示意传感器10安装位置距离前车轮前泥板150-200mm。图5为汽车安全涉水行驶监测系统的雨水传感器后视安装示意图。图6为汽车安全涉水行驶监测系统的排气管球阀结构装置部分的剖面图及微动开关放大示意图。图7为汽车安全涉水行驶监测系统的排气管球阀结构装置蜗轮传动系统机构的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明。参照附图1，平常晴朗天气，关闭本监测系统，若出现下雨天气且汽车可能涉水经过积水路面，则开启本监测系统。

汽车涉水经过积水路面时车速较慢，一般时速为5-10km/h，在汽车行驶过程中设置在前车轮的高度测距传感器10将持续检测路面情况。图2中，超声波传感器发射端发出的超声波波束以夹角为a的倾角射向地面(水坑)后以相同的角度为a反射回接收端，s为超声波波束所经历的路径。根据速度与距离的数学计算可知：

s＝υ*t，

若考虑延时，则有

s＝[υ*(T+延时t’)/2]

因s很短，延时可忽略不计，且传感器发射/接收端相隔距离1很小，即s＞＞d，则近似认为d＝s，d＝s＝ct/2(c为声波传播速度320-350m/s)

所以导出d＝√s2-(h/2)2

经微处理器计算后，该数值即为超声波传感器所测的数据。

当本系统处于开启状态，则由前车轮前面的超声波传感器10向地面持续垂直发射超声波，并经过地面反射由传感器10接收。经微电脑计算并控制得出发动机舱底部距离地面的距离d，处理器中保存有安全标准值距离作为参照值(图2中d’所示，此参照值低于实际测得激发报警状态时的数值)，此参照值数据与实际测试距离的数据进行比对，当系统监测到测试距离大于参照值时(图中d所示，为d’+h的高度)，则可能出现因积水混浊而看不见的低洼、水坑、排水沟、路面裂缝、塌陷等路面特殊情况，若出现上述情形之一时，由中心控制单元控制整个系统的先后动作，即：