技术领域本实用新型涉及重型单车驻车辅助领域，具体涉及一种重型单车防溜车装置。
背景技术：
我国是个机动车大国，车辆密集，特别是重型单车在城市坡度路上起步，车距非常近，很有可能由于驾驶员经验不足，造成重型单车上坡出现溜车现象，从而产生不必要的纠纷和人生安全事故。虽然市场上有部分重型单车加装了上坡辅助和上坡防溜车系统，但是其成本高。本实用新型从硬件机构出发，机构设计简单，在轮边加装防溜车装置，既实现防溜车功能，又能实现轮速的采集，同时不占用车轮太多空间并辅助驻车制动。
技术实现要素：
本实用新型设计开发了一种重型单车防溜车装置。本实用新型目的之一是解决现有技术中防溜车系统设计结构复杂，使用成本高，采集数据样本较繁琐等问题。本实用新型所提供的重型单车防溜车装置在机构上设计进行大幅简化，并且易于安装，控制、可操作性强，大幅度节约成本，有利于广泛推广应用。本实用新型提供的技术方案为：一种重型单车防溜车装置，包括：齿条导向机构，其具有能够安装支撑弹簧及齿条的卡槽；其中，所述支撑弹簧的一端与所述卡槽的一端可拆卸的连接，所述支撑弹簧的另一端与所述齿条的一端可拆卸的连接，所述支撑弹簧能够带动所述齿条同时在所述卡槽内滑动；电磁体装置，其固定连接在所述齿条导向机构上，并且还固定在所述支撑弹簧端部；永磁磁体，其固定连接于所述齿条的未固定端，并且能够与所述电磁铁装置吸合或分离；齿轮，其设置在所述齿条导向机构的下部；当逆时针旋转时，并且在所述永磁磁铁与所述电磁铁装置分离的情况下，能够与所述齿条啮合；控制器，其能够对所述电磁铁装置进行通断电控制，从而实现所述电磁铁装置与所述永磁磁体的吸合与分离；其中，所述齿轮安装于重型单车后桥的制动鼓内，所述齿条导向结构固定安装于重型单车后桥的制动底板上，并且使所述齿条及所述齿轮在同一平面。优选的是，所述齿轮与所述制动鼓外端面同轴平行，所述齿条导向结构靠近所述制动鼓。优选的是，所述电磁铁装置通电时，所述电磁铁装置与所述永磁磁体吸合，所述电磁铁装置断电时，所述电磁铁装置与所述永磁磁体分离。优选的是，所述永磁磁体与所述齿条通过粘结剂粘结固定，所述卡槽为U形卡槽。优选的是，还包括：车速传感器，其固定安装于所述齿轮导向机构中，并且与所述齿轮位于同一平面。优选的是，所述齿轮材质为渗氮钢。本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果：提高重型单车上坡时的安全性，减少不必要的纠纷和麻烦，保障人生安全，不需要过多的信号和动作即可实现防溜车功能，结构简单，容易实现，并且在起到防溜车作用的同时可以起到坡道辅助驻车作用，融合了防溜车装置和车速测定装置，实现了一结构多用的目标，节约成本。附图说明图1为本实用新型的系统结构原理图。图2为本实用新型的后桥总成图。图3为本实用新型的齿条的结构示意图。图4为本实用新型的齿条导向机构的结构示意图。图5为本实用新型的齿条与齿轮啮合的结构示意图。图6为本实用新型的系统路线图。图7为本实用新型的一种工作过程流程图。图8为本实用新型的齿条和齿轮位置图。图9为本实用新型的齿条和齿轮位置图。图10为本实用新型的齿条和齿轮位置图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1～5所示，本实用新型提供了一种重型单车防溜车装置，为了实现该防溜车功能，该防溜车装置包括弹簧110、永磁磁铁120、齿条130、齿轮140、齿条导向机构150、电磁铁装置160、及整车ECU控制器180；其中，齿条导向机构150具有能够固定安装支撑弹簧110及齿条130的卡槽，并且弹簧110的一端与卡槽的一端固定连接，弹簧110的另一端及齿条130的一端同时与卡槽固定连接，并且弹簧110能够带动齿条130同时相对于齿条导向结构150在卡槽内上下滑动；以及在齿条导向机构150一端固定连接电磁铁装置160，齿条130的另一端固定连接有永磁磁体120，并且永磁磁铁120能够与电磁铁装置160吸合和分离；齿轮140，其逆时针旋转时，并且永磁磁铁120与电磁铁装置160分离，齿轮140能够与齿条130啮合；整车ECU控制器，其能够通过重型单车倾角信息、车速及挡位信息对电磁铁装置160进行通断电控制，从而实现电磁铁装置160与永磁磁体120的吸合与分离。在另一种实施例中，如图1～5所示，其中齿轮140用螺栓安装在制动鼓230里面与制动鼓230外端面平行、同轴，齿条导向机构150固定安装在制动底板210上且靠近制动鼓230一边且使得齿条130与齿轮140在一个平面内，齿条导向机构150不与制动蹄220接触，车速传感器7用螺栓安装齿条导向机构150上且使得车速传感器170与齿轮140一个平面内，将弹簧110的上端与齿条导向机构150上端用螺栓连接，齿条130安装在卡槽内且只能在其中滑动，弹簧110下端与齿条130下端用螺栓和卡槽连接，永磁磁铁120与齿条130上端用胶水固定在一起，齿条130在齿条导向机构150只能上下滑动且具有上、下位移极限，其中，齿条130在齿条导向机构150的U形槽里面滑动，齿轮140在齿轮逆时针转动且电磁铁装置断电时能与齿条130啮合，电磁铁装置160用螺栓固定在齿条导向机构150上方。本实用新型的装置一种工作方式如下：如图6、图7所示，根据采集的重型单车的车速、档位信息及倾角信息，整车ECU控制器180通过控制方法将通断电信号给电磁铁装置160，来实现电磁铁装置160的通断电；其中，若通电，实现电磁铁装置160与永磁磁铁120的吸合，进而实现齿条130在齿条导向机构150上方位置的锁定，从而不与齿轮140接触，实现正常行驶和倒车功能；若断电，借助弹簧110的压缩力和逆时针转动的齿轮140来实现齿条130与齿轮140的啮合，进而实现齿条下移到极限位置，从而实现齿轮不能逆时针转动，实现防溜车功能，提高了重型单车的安全性；其中，当电磁铁装置160断电时，弹簧110的压缩力和顺时针转动的齿轮140实现齿条130与齿轮140的接触但不会产二者的结合。进一步具体的说明，当重型单车处于倒退档位或重型单车处于前进档位且车速大于临界车速时，整车ECU控制器180发出信号使得电磁铁装置160通电，齿条130上的永磁磁铁120与电磁铁装置160吸合，使得齿轮140与齿条130不接触，防溜车装置不工作，目的是为了实现正常行驶和正常倒车行驶；其他情况，整车ECU控制器180发出信号使得电磁铁装置160断电，齿条130上的永磁磁铁120与电磁铁装置160不吸合，齿轮140与齿条130接触，一旦齿轮130逆时针转动(重型单车倒退行驶)，则齿轮140与齿条130啮合，齿条130到达下行程极限。防止重型单车在上坡起步时由于操作不当或驱动力矩不足而造成的溜车，提高车辆行驶的安全性。如图6～10所示，本实用新型的防溜车装置一种工作过程如下：车速传感器170与整车ECU控制器180连接，车速传感器170采集脉冲，整车ECU控制器180计算车速，档位信号线传递前进或倒退到位信息，然后结合策略，整车ECU控制器180输出相应的通断电动作。由图6～10所示可知控制策略，判断档位，当前为倒退挡时，则电磁铁装置160通电，此时齿条130与齿轮140不接触，防溜车装置不工作(此时电磁铁装置160永磁磁铁120吸合，到达上行程极限，齿条130不与齿轮接触)。否则，则判断车速是否大于临界车速，若车速大于临界车速，则电磁铁装置通电，防溜车装置不工作(此时电磁铁装置160永磁磁铁120吸合，到达上行程极限，齿条130不与齿轮接触)。若车速小于临界车速，则电磁铁装置160断电，此时齿条130与齿轮140接触，但是若齿轮140顺时针转动，齿条130与齿轮140出现微微“打齿”，但齿轮140与齿条130不啮合，若齿轮140逆时针转动，齿条130与齿轮140啮合能达到下行程极限，防溜车装置工作。更加具体的说，如图9所示，当重型单车处于静止状态且档位为前进挡时，电磁铁装置160断电，此时齿条130处于位置b状态(接触状态)，弹簧110处于压缩状态。若重型单车启动、档位为前进挡位且此时车速小于10km/h时，齿轮140顺时针转动(重型单车前进)，齿轮140对齿条130的作用力大于弹簧110压缩力，齿轮140阻止齿条130下移。若重型单车启动时，出现操作不当，重型单车出现微微溜车，此时齿轮140逆时针转动(重型单车倒退)，齿轮140与受弹簧力作用的齿条130啮合，齿条130下滑移，直到齿条130处于位置c状态(下极限位置)，齿条130到达下极限位置，使得齿轮140不能转动，重型单车锁止，其中齿条130的行程很短，对于重型单车来说向后移动的距离趋于零，从而实现重型单车防溜车。如图8、图9所示，当重型单车由静止正常启动后，车速传感器170采集的速度信号，当车速大于10km/h(传感器的最低精度值)时，齿条130处于位置b状态，弹簧110处于压缩状态，此时顺时针方向转动的齿轮140与齿条130接触，但是此时电磁铁装置160通电与永磁磁铁120相互吸引，其吸引力大于此时的弹簧110压缩力，使得齿条130相对于齿轮140稍稍的上移，使得齿条130处于位置a状态(上极限位置)，不再接触齿轮140，从而不打齿。如图9所示，当重型单车在正常行驶、档位为前进挡位时，车速传感器170采集的速度信号，当车速由大于10km/h降低到小于10km/h(传感器的最低精度值)且没有倒车行驶时，电磁铁装置160断电。齿条130处于位置b状态，此时弹簧压缩力推动齿条130下移，但是此时齿轮140是顺时针方向转动，会阻止受弹簧力作用的齿条向下移动，其齿轮140对齿条130的作用力大于弹簧110的压缩力。此时会出现稍微“打齿”现象，但是车速处于非常低，不会机构造成伤害。如图10所示，如果当车速较小到零到重型单车倒退时，此时齿轮140由顺时针转动变化到到逆时针方向转动，弹簧力会迫使齿条130下移与逆时针转动的齿轮140啮合，从而齿条130下移微小的一段到下止点，齿条130不再能在下移，达到齿条130处于位置c状态,从而阻止齿轮140逆时针方向转动，防止溜车。如图9、图10所示，当重型单车处于静止且倒退档位时，齿条130处于位置b状态，此时电磁铁装置160通电，两磁铁吸引，使得齿条130稍微上移，使齿条130达到状态a，避免了齿轮140与齿条130的接触。此时重型单车可以正常的倒车行驶。如图10所示，当重型单车处于静止、倒退档位且齿条130处于位置c状态时，只可能是前一次实现了防溜车功能，才使得齿条130达到了位置c状态。本实用新型还提供了一种重型单车防溜车装置的工作过程，包括如下步骤：步骤一、当重型单车开始起步时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160断电，通过传感器判断挡位信息、油门踏板信息、制动踏板信息、重型单车倾角信息及车速V；步骤二、在重型单车进行行进时，确定行车意图与挡位信息是否一致：当挡位信息处于前进挡，倾角信息为上坡时，并且重型单车处于前行起步时，满足条件：驱动力Ft大于行车阻力Fr，并且车速V＞V1时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160通电；当挡位信息处于前进挡，倾角信息为下坡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160通电；或者当挡位信息处于倒挡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160通电；步骤三、在重型单车行驶过程中，挡位信息处于前进挡，倾角信息为上坡时，并且满足条件：驱动力Ft小于行车阻力Fr，车速V1≤V＜V2时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160断电；或者在重型单车行驶过程中，倾角信息为下坡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160始终保持通电状态；步骤四、在重型单车停止时，倾角信息为上坡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160断电，倾角信息为下坡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160通电；其中，V1为预设的第一阈值，V2为预设的第二阈值；在本实施例中，V1＝10km/h，V1＝20km/h。在另一种实施例中，通过倾角信息给出倾角α信号为正，并且在连续的循环周期时间t1内，倾角α的变化率满足条件时，判断重型单车为上坡状态，控制器控制所述电磁体装置通电或者断电；通过倾角信息给出倾角α信号为负，并且在连续的循环周期时间t2内，倾角α的变化率满足条件时，判断重型单车为下坡状态，控制前控制所述电磁铁装置通电；其中，α为重型单车竖直方向与重型单车前进方向的夹角，R1,R2为预设的常数，M为重型单车车重，单位为kg，V为车速，km/h；在本实施例中，R1＝32.52，R2＝28.28，V1＝10km/h，V1＝20km/h。在另一种实施例中，行车阻力Fr通过公式dV计算得出；其中，α为所述重型单车竖直方向与所述重型单车前进方向的夹角，M为重型单车车重，单位为kg，g为重力加速度，单位为m/s2，f1为重型单车摩擦系数，s为迎风面积，单位为m2，ρ为外界环境气流密度，单位为kg/m3，f2为风阻系数，e为自然对数的底数，V1为预设的第一阈值，单位为km/h，V2为预设的第二阈值，单位为km/h，V为车速，单位为km/h；在本实施例中，V1＝10km/h，V1＝20km/h，π＝3.14。在另一种实施例中，当重型单车在静止时，并且挡位处于空挡时，整车ECU控制器180控制电磁铁装置160断电。具体的说，由图8～10所示可知工作过程，判断档位、倾角信息及车速，当挡位为倒退挡或者挡位为前进挡，倾角信息为下坡时，则电磁铁装置160通电，此时齿条130与齿轮140不接触，防溜车装置不工作(此时电磁铁装置160永磁磁铁120吸合，到达上行程极限，齿条130不与齿轮接触)。否则，当挡位为前进挡，倾角信息为上坡时，则判断驱动力Ft是否大于行车阻力Fr，车速V是否大于第一阈值V1，若驱动力Ft大于行车阻力Fr，并且车速V大于第一阈值V1，则电磁铁装置通电，防溜车装置不工作(此时电磁铁装置160永磁磁铁120吸合，到达上行程极限，齿条130不与齿轮140接触)，若车速小于第一阈值V1，或者驱动力Ft小于行车阻力Fr，则电磁铁装置160断电，此时齿条130与齿轮140接触，但是若齿轮140顺时针转动，齿条130与齿轮140出现微微“打齿”，但齿轮140与齿条130不啮合，若齿轮140逆时针转动，齿条130与齿轮140啮合，防溜车装置工作；同时，在重型单车继续行驶的过程中，当车速大于第一阈值V1，小于第二阈值V2时，并且驱动力Ft小于行车阻力Fr，此时磁铁装置160断电，此时齿条130与齿轮140接触，但是若齿轮140顺时针转动，齿条130与齿轮140出现微微“打齿”，但齿轮140与齿条130不啮合，若齿轮140逆时针转动，齿条130与齿轮140啮合，防溜车装置工作；在本实施例中，V1＝10km/h，V1＝20km/h。更加具体的说，在另一种实施例中，如图9所示，当重型单车处于静止状态且档位为前进挡，倾角信息为上坡时，电磁铁装置160断电，此时齿条130处于位置b状态(接触状态)，弹簧110处于压缩状态。如图10所示，若重型单车启动、档位为前进挡位，倾角信息为上坡时，且此时车速小于第一阈值V1时，齿轮140顺时针转动(重型单车前进)，齿轮140对齿条130的作用力大于弹簧110压缩力，齿轮140阻止齿条130下移。若重型单车启动时，出现操作不当，重型单车出现微微溜车，此时齿轮140逆时针转动(重型单车倒退)，齿轮140与受弹簧力作用的齿条130啮合，齿条130下滑移，直到齿条130处于位置c状态(下极限位置)，齿条130到达下极限位置，使得齿轮140不能转动，重型单车锁止，其中齿条130的行程很短，对于重型单车来说向后移动的距离趋于零，从而实现重型单车防溜车。如图8、图9所示，当重型单车由静止正常启动后，车速传感器170采集的速度信号，倾角信息为上坡时，当驱动力Ft大于行车阻力Fr，车速V大于第一阈值V1时，齿条130处于位置b状态，弹簧110处于压缩状态，此时顺时针方向转动的齿轮140与齿条130接触，但是此时电磁铁装置160通电与永磁磁铁120相互吸引，其吸引力大于此时的弹簧110压缩力，使得齿条130相对于齿轮140稍稍的上移，使得齿条130处于位置a状态(上极限位置)，不再接触齿轮140，从而不打齿。如图9所示，当重型单车在正常行驶、档位为前进挡位，倾角信息为上坡时，车速传感器170采集的速度信号，当车速由大于第一阈值降低到小于第一阈值且没有倒车行驶或者车速没有降低到小于第一阈值，但降低到小于第二阈值，并且驱动力Ft小于行车阻力Fr时，电磁铁装置160断电。齿条130处于位置b状态，此时弹簧压缩力推动齿条130下移，但是此时齿轮140是顺时针方向转动，会阻止受弹簧力作用的齿条向下移动，其齿轮140对齿条130的作用力大于弹簧110的压缩力。此时会出现稍微“打齿”现象，但是车速仍处于较低的速度，不会机构造成伤害。如图10所示，如果当车速较小到零到重型单车溜车时，此时齿轮140由顺时针转动变化到到逆时针方向转动，弹簧力会迫使齿条130下移与逆时针转动的齿轮140啮合，从而齿条130下移微小的一段到下止点，齿条130不再能在下移，达到齿条130处于位置c状态，从而阻止齿轮140逆时针方向转动，防止溜车。如图8、图9所示，当重型单车处于静止且倒退档位或者挡位为前进挡，倾角信息为下坡时，齿条130处于位置b状态，此时电磁铁装置160通电，两磁铁吸引，使得齿条130稍微上移，使齿条130达到状态a，避免了齿轮140与齿条130的接触。此时重型单车可以正常的倒车行驶。如图10所示，当重型单车处于静止、倒退档位且齿条130处于位置c状态时，只可能是前一次实现了防溜车功能，才使得齿条130达到了位置c状态。尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。