一种无轨胶轮车的安全保障系统的制作方法

本发明涉及工业机械技术领域，尤其涉及一种无轨胶轮车的安全保障系统。

背景技术：

目前，煤矿企业是社会经济能源的大动脉，对煤矿企业而言，煤矿职工的安全就是企业的生命，煤矿安全生产就是效益，安全就是煤矿企业一切工作的重中之重。然而目前电动无轨胶轮在驾驶操作不当或者出现事故时，极易造成二次对乘坐人员的伤害，甚至危害人员生命安全，例如：1、车辆乘坐人员从后门未完全上车或车门未关时，由于驾驶员视线障碍启动动车辆行驶，极易造成人员伤亡；2、车辆停止时，由于道路不平，驾驶员忘记手动驻车，造成车辆滑行溜坡，以至于出现事故；3、车辆在巷道14度坡道下坡行驶时，长时间踩踏刹车限速，导致刹车机构过高温，造成制动系统安全隐患。

因此，亟需一种无轨胶轮车的安全保障系统。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本申请提供一种无轨胶轮车的安全保障系统，在无轨胶轮车上增加车门状态、车辆加速度、车辆倾斜角等车辆实时状态采集，通过信号滤波处理和综合计算，实施车辆自动安全控制，从而保证车辆以及人员安全。

本申请提供一种无轨胶轮车的安全保障系统，所述无轨胶轮车安全保障系统包括门开安全系统、自动驻车系统、坡道缓降系统以及辅助起步系统；其中，

所述门开安全系统，用于通过检测所述无轨胶轮车的车门是否处于开启状态，若车门处于开启状态，则禁止启动所述无轨胶轮车；

所述自动驻车系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于静止状态，若所述无轨胶轮车处于静止状态，则启动所述无轨胶轮车的驻车功能；

所述坡道缓降系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于长距离下坡状态，若所述无轨胶轮车处于长距离下坡状态，则对所述无轨胶轮车的进行限速；

所述辅助起步系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于上坡起步状态，若所述无轨胶轮车处于上坡起步状态，则电机驱动力和车辆下滑的力达到平衡时，取消驻车，使车辆平缓起步。

在一种可能的实现方式中，所述门开安全系统包括门状态检测单元、门状态判断单元以及门开安全隐患处理单元；其中，

所述门状态检测单元，用于检测所述无轨胶轮车的车门状态；

所述门状态判断单元，根据所述车门状态，判断所述无轨胶轮车的车门是否开启；

所述门开安全隐患处理单元，若车门处于开启状态，则禁止启动所述无轨胶轮车。

在一种可能的实现方式中，所述门状态检测单元通过门状态传感器检测所述车门的状态，其中，

所述门状态传感器通过高电平反馈门开状态，通过低电平反馈门闭合状态；若车门处于门开状态时，所述门开安全隐患处理单元发送9至12v电位信号给整车控制器，以使所述整车控制器禁止启动所述无轨胶轮车。

在一种可能的实现方式中，所述自动驻车系统包括车状态检测单元、车状态判断单元以及驻车处理单元；其中，

所述车状态检测单元，检测油门信号、制动信号以及车速信号；

所述车状态判断单元，根据所述油门信号、制动信号以及车速信号，判断所述无轨胶轮车是否处于静止状态；

所述驻车处理单元，若所述无轨胶轮车处于静止状态，则启动所述无轨胶轮车的驻车功能。

在一种可能的实现方式中，所述车状态检测单元，检测到油门信号为ov，且制动信号为12v时，所述车状态判断单元判定为制动状态；

所述车状态检测单元，检测到油门信号为ov，制动信号为12v，且车速变为0时，所述车状态判断单元判定为驻车状态。

在一种可能的实现方式中，所述坡道缓降系统包括坡道检测单元、坡道判断单元以及坡道处理单元；其中，

所述坡道检测单元，通过倾角传感器检测所述无轨胶轮车的倾斜角度，以及检测车辆的加速信号和刹车信号；

所述坡道判断单元，根据所述倾斜角度、所述加速信号以及刹车信号，判断所述无轨胶轮车是否处于长距离下坡状态；

所述坡道处理单元，若所述无轨胶轮车处于长距离下坡状态时，则对所述无轨胶轮车的进行限速。

在一种可能的实现方式中，所述倾角传感器x轴、y轴与车辆x轴、y轴方向保持一致，且与所述无轨胶轮车保持水平安装；

所述倾角传感器输出0至5v模拟量信号，对应-90°至90°角度；当所述倾角传感器采集到的倾角信号大于2.5v时，所述无轨胶轮车为上坡行驶状态；当所述倾角传感采集到倾角信号小于2.5v时，所述无轨胶轮车为下坡行驶状态。

在一种可能的实现方式中，当所述无轨胶轮车处于下坡行驶状态，且所述坡道检测单元检测到加速信号为0v，制动信号为12v时，所述坡道处理单元判定为所述无轨胶轮车为长距离下坡行驶状态。

在一种可能的实现方式中，所述辅助起步系统包括辅助检测单元、辅助判断单元以及辅助处理单元；其中，

所述辅助检测单元，通过倾角传感器检测所述无轨胶轮车的倾斜角度，并检测油门信号和制动信号；

所述辅助判断单元，通过所述倾斜角度、所述加速信号以及所述制动信号，判断所述无轨胶轮车是否处于上坡起步状态；

所述辅助处理单元，若所述无轨胶轮车处于上坡起步状态，则电机驱动力和车辆下滑的力达到平衡时，取消驻车，使车辆平缓起步，启动所述无轨胶轮车。

在一种可能的实现方式中，所述倾角传感器x轴、y轴与车辆x轴、y轴方向保持一致，且与所述无轨胶轮车保持水平安装；

所述倾角传感器输出0至5v模拟量信号，对应-90°至90°角度；当所述倾角传感器采集到的倾角信号大于2.5v时，所述无轨胶轮车为上坡行驶状态；

所述辅助检测单元检测油门信号大于0v，制动信号为0v，且所述倾角传感器检测的倾角信号大于2.5v时，判断所述无轨胶轮车处于上坡起步状态。

本申请在无轨胶轮车上增加车门状态、车辆速度、车辆倾斜角等车辆实时状态采集，通过信号滤波处理和综合计算，实施车辆自动安全控制，从而保证车辆以及人员安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种无轨胶轮车的安全保障系统结构示意图；

图2为本发明提供的一种无轨胶轮车的门安全系统结构示意图；

图3为本发明提供的一种无轨胶轮车的自动驻车系统结构示意图；

图4为本发明提供的一种无轨胶轮车的坡道缓降系统结构示意图；

图5为本发明提供的一种无轨胶轮车的辅助起步系统结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本说明书提供一种无轨胶轮车的安全保障系统，所述无轨胶轮车安全保障系统包括门开安全系统、自动驻车系统、坡道缓降系统以及辅助起步系统。如图1所示。

所述门开安全系统，用于通过检测所述无轨胶轮车的车门是否处于开启状态，若车门处于开启状态，则禁止启动所述无轨胶轮车；

所述自动驻车系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于静止状态，若所述无轨胶轮车处于静止状态，则启动所述无轨胶轮车的驻车功能；

所述坡道缓降系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于长距离下坡状态，若所述无轨胶轮车处于长距离下坡状态，则对所述无轨胶轮车的进行限速；

所述辅助起步系统，用于通过检测所述无轨胶轮车是否处于上坡起步状态，若所述无轨胶轮车处于上坡起步状态，则电机驱动力和车辆下滑的力达到平衡时，取消驻车，使车辆平缓起步。

在一个示例中，所述门开安全系统包括门状态检测单元、门状态判断单元以及门开安全隐患处理单元。如图2所示。

所述门状态检测单元，用于检测所述无轨胶轮车的车门状态；

所述门状态判断状态，根据所述车门状态，判断所述无轨胶轮车的车门是否开启；

所述门开安全隐患处理单元，若车门处于开启状态，则禁止启动所述无轨胶轮车。

在一个示例中，所述门状态检测单元通过门状态传感器检测所述车门的状态，其中，

所述门状态传感器通过高电平反馈门开状态，通过低电平反馈门闭合状态；若车门处于门开状态时，所述门处理单元发送9至12v电位信号给整车控制器，以使所述整车控制器禁止启动所述无轨胶轮车。

此时，车门上安装车门状态传感器，整车控制器通过实时采集车门状态信号，判断车门是开启还是关闭状态。如果车门是开启状态，整车控制器将限制指令发送给配电系统，不允许动力电的高压继电器闭合，同时仪表通过声光来提醒驾驶员，以实现车门开启时车辆不能启动，确保人员安全。

具体来说，门开状态传感器可以采用开关量输出信号，当门开状态时门开状态传感器输出高有效信号，整车控制器采集到9至12v电位信号，将通过can总线发送数字1给配电系统控制器，同时通过can总线发送数字1给组合仪表。配电系统控制器采用低有效控制动力电高压继电器，当配电系统控制器收到整车控制器发送的1时，将自动抑制动力电高压继电器的控制引脚拉低，禁止动力电高压继电器吸合，以达到门开抑制车辆启动的目的。同时组合仪表收到整车控制器发送的1时，组合仪表上的门开指示图标点亮，并发出“滴滴”的连续报警声，已达到提醒驾驶人员的目的。

当门关闭状态时门开状态传感器输出低有效信号，整车控制器采集到0至5v电位信号，将通过can总线发送数字0给配电系统控制器，同时通过can总线发送数字0给组合仪表。配电系统控制器收到整车控制器发送的0时，允许动力电高压继电器的控制引脚拉低，动力电高压继电器可以吸合，车辆可以正常启动。同时组合仪表收到整车控制器发送的0时，组合仪表显示正常状态。

在一个示例中，所述自动驻车系统包括车状态检测单元、车状态判断单元以及驻车处理单元。如图3所示。

所述车状态检测单元，检测油门信号、制动信号以及车速信号；

所述车状态判断单元，根据所述油门信号、制动信号以及车速信号，判断所述无轨胶轮车是否处于静止状态；

所述驻车处理单元，若所述无轨胶轮车处于静止状态，则启动所述无轨胶轮车的驻车功能。

在一个示例中，所述车状态检测单元，检测到油门信号为ov，且制动信号为12v时，所述车状态判断单元判定为制动状态；

所述车状态检测单元，检测到油门信号为ov，制动信号为12v，且车速变为0时，所述车状态判断单元判定为驻车状态。

此时，整车控制器通过采集油门信号、制动信号、车速信号，通过综合信号处理计算，判断车辆是否为停止趋势或停止状态。如果整车控制器采集车速度信号为零，采集到刹车信号，同时车速减少至零时，判定为车辆停止状态，此时整车控制器将驱动安装在制动系统上的驻车电磁阀，驻车电磁阀动作使制动系统泄压，以实现自动驻车功能，确保车辆不会滑行溜坡。

具体来说，整车控制器采集到油门信号为ov，制动信号为12v，判定为制动状态，当车速变为0时，判定为驻车状态。此时整车控制器通过底边驱动控制驻车电磁阀动作，以打开制动系统泄压，使车辆自动驻车。

在一个示例中，所述坡道缓降系统包括坡道检测单元、坡道判断单元以及坡道处理单元。如图4所示。

所述坡道检测单元，通过倾角传感器检测所述无轨胶轮车的倾斜角度，以及检测车辆的加速信号和刹车信号；

所述坡道判断单元，根据所述倾斜角度、所述加速信号以及刹车信号，判断所述无轨胶轮车是否处于长距离下坡状态；

所述坡道处理单元，若所述无轨胶轮车处于长距离下坡状态时，则对所述无轨胶轮车进行限速。

在一个示例中，所述倾角传感器x轴、y轴与车辆x轴、y轴方向保持一致，且与所述无轨胶轮车保持水平安装；

所述倾角传感器输出0至5v模拟量信号，对应-90°至90°角度；当所述倾角传感器采集到的倾角信号大于2.5v时，所述无轨胶轮车为上坡行驶状态；当所述倾角传感采集到倾角信号小于2.5v时，所述无轨胶轮车为下坡行驶状态。

在一个示例中，当所述无轨胶轮车处于下坡行驶状态，且所述坡道检测单元检测到加速信号为0v，制动信号为12v时，所述坡道处理单元判定为所述无轨胶轮车为长距离下坡行驶状态。

此时，车辆增设倾角传感器，整车控制器实时采集车辆x轴方向倾斜角度信号，综合加速和刹车信号，判定车辆是上坡或下坡或平路行驶状态。若车辆处于长下坡状态，则整车控制器发送指令给电机控制器，电机控制器通过增加电机负扭矩，同时限速能量转换为电能给动力电池充电，实现坡道缓降，同时能量回收，确保长下坡道路上驾驶员不需要采取制动，车辆能确保在安全速度能行驶，有效避免制动系统过热而导致的安全隐患。

具体来说，倾角传感器x轴和y轴与车辆x轴y轴方向保持一致，且与车辆保持水平安装。倾角传感器输出0至5v模拟量信号，对应-90°至90°角度。

整车控制器通过采集倾角传感器信号判断车辆是否处于坡道行驶，以及判断为上坡行驶还是下坡行驶，当采集到的倾角信号大于2.5v时，车辆为上坡行驶，当采集到请教信号小于2.5v时，车辆为下坡行驶。当车辆处于下坡行驶时，同时整车控制器采集到加速信号为0v，制动信号为12v时，判定为车辆长下坡行驶。此时整车控制器根据坡度大小计算需要电机增加的负扭矩值，并将需求负扭矩指令发送电机控制器，电机控制器输出相应的负扭矩给驱动电机，以实现不需要驾驶员踩刹车，车速自动限制在安全范围内。同时产生的回馈电能，通过电路回收，给动力电池充电，以达到能量回收，实现节能的目的。

坡道缓降功能自动开启时，整车控制器发送数字指令给组合仪表，点亮组合仪表上的坡道缓降指示灯，当有能量回收时，整车控制器发送数字指令给仪表，点亮组合仪表上能量回收指示灯，以便驾驶员查看。

当整车控制器判断为坡道结束时，自动解除坡道缓降模式。

在一个示例中，所述辅助起步系统包括辅助检测单元、辅助判断单元以及辅助处理单元。如图5所示。

所述辅助检测单元，通过倾角传感器检测所述无轨胶轮车的倾斜角度，并检测油门信号和制动信号；

所述辅助判断单元，通过所述倾斜角度、所述加速信号以及所述制动信号，判断所述无轨胶轮车是否处于上坡起步状态；

所述辅助处理单元，若所述无轨胶轮车处于上坡起步状态，则电机驱动力和车辆下滑的力达到平衡时，取消驻车，使车辆平缓起步，，启动所述无轨胶轮车。

在一个示例中，所述倾角传感器x轴、y轴与车辆x轴、y轴方向保持一致，且与所述无轨胶轮车保持水平安装；

所述倾角传感器输出0至5v模拟量信号，对应-90°至90°角度；当所述倾角传感器采集到的倾角信号大于2.5v时，所述无轨胶轮车为上坡行驶状态；

所述辅助检测单元检测油门信号大于0v，制动信号为0v，且所述倾角传感器检测的倾角信号大于2.5v时，判断所述无轨胶轮车处于上坡起步状态。

此时，车辆起步时，整车控制器通过倾角传感器实时采集车辆x轴方向倾斜角度信号，判定车辆是否为上坡起步状态。当车辆处于长坡起步状态时，整车控制器综合倾角信号、加速和制动信号，进行计算对比，通过协调处理加速和制动信号，输出信号给电机控制器，电机控制器配比适当扭矩以驱动电机，当电机驱动力足以平衡车辆下滑力时，整车控制器通过控制驻车制动系统上的电磁阀，以取消驻车，使车辆平稳起步，避免溜车对车辆和人员造成伤害。

具体来说，当整车控制器采集到油门信号大于0v,制动信号为0v，判定为车辆起步状态。此时整车控制器根据油门开度，发送对应指令给电机控制器，电机控制器驱动电机使车辆启动，同时整车控制器根据采集到的倾角传感器信号，判断车辆处于的坡度情况，并计算车辆起步需要的扭矩值。当电机扭矩足以驱动车辆时，整车控制器驱动驻车电磁阀打开，以解除自动驻车，使车辆稳健起步行驶，确保车辆起步不会出现滑坡情况。

本申请在无轨胶轮车上增加车门状态、车辆速度、车辆倾斜角等车辆实时状态采集，通过信号滤波处理和综合计算，实施车辆自动安全控制，从而保证车辆以及人员安全。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。