行之知识产权综合服务平台

技术领域

本发明涉及一种安全刹车系统，具体涉及货车急刹用安全刹车系统及其控制方法。

背景技术

货车在运送货物的过程中，如果货厢中的货物没有装满货厢，当货车行驶在坑洼不平的路面上或者转弯的时候，货厢中装载的货物就会产生移位，货物在移动的过程中容易损坏。

甚至，当货车在公路尤其是高速公路上高速行驶时，如果货厢中装载有较大重量的货物，且遇到急刹时，由于货物的重量较大，进而导致急刹过程中货物的惯性越大，越容易使货物前冲移动，进而容易导致货物损坏车头，造成驾驶人员的安全事故。

发明内容

本发明的目的在于：主要解决货厢中装载有较大重量的货物时，在急刹过程中容易导致货物前冲移动损坏车头，进而造成安全事故的问题，提供解决上述问题的货车急刹用安全刹车系统及其控制方法。

本发明通过下述技术方案实现：

货车急刹用安全刹车系统，包括与刹车系统连接的控制单元，一个以上设置在车厢前方内壁上的压力传感器，设置在车体上且与控制单元连接的加速度传感器；所述压力传感器均连接在控制单元上；

所述控制单元上还连接有距离传感器、存储单元和陀螺仪；

所述控制单元上还连接有安装在货车车头位置处的红外线仪，所述红外线仪上设置有用于红外线仪发射光线与水平线之间角度调节的角度调节安装装置。

本发明中通过压力传感器，可及时感应到车厢前方内壁上受到货物挤压时的压力，当压力超过车厢前壁的承受值时，通过该加速度传感器感应出瞬时的速度变化率。通过控制单元控制刹车系统，保证车体的速度变化率低于速度传感器检测出的速度变化率，当车体的速度变化率高于加速度传感器检测出的速度变化率时，控制单元控制刹车系统松开刹车，促使车体实际的速度变化率小于检测出的速度变化率，进而减少车厢内货物的惯性冲力，降低货物对车厢前方内壁的压力，进而保证驾驶员的安全。

与此同时，该距离传感器感应出急刹后的运动距离，根据陀螺仪有效检测出车体是处于爬坡、平行还是下坡的状态，并检测出爬坡和下坡的角度，然后通过存储单元将急刹之前车体的运动速度、急刹过程中的距离以及急刹时车体的状态和角度。

驾驶员在行驶过程中，可以根据陀螺仪、加速度传感器检测到车体的实际行驶速度、车体状态和角度，进而与存储单元中存储的数据进行对比，进而有效判定该车体的急刹距离。然后再通过急刹的刹车距离即可有效推断出红外线仪发射光线与水平线之间的角度，最后通过角度调节安装装置调节红外线仪的角度，有效实现红外线仪照射距离的调整。

由于红外线仪照射角度的原因，导致当红外线仪光线照射到地面时，驾驶员看到的光线并不明显，因而不会对驾驶照成影响；但当红外线仪的光线照射到前车的车子后尾时，则驾驶员看到的光线则非常明显，进而到达提醒的作用。同时，通过上述设置还能有效使驾驶人员直观了解本车的具体安全距离的长度，即通过该设置能有效直观了解本车与前车需要保持多长的距离，还能及时有效躲避前方障碍物。

本发明中该红外线仪照射出的形状可根据使用者的情况进行调整，可以是“王”、“T”等形状，本发明中该红外线仪的形状优选设置为“H”形。

进一步，所述角度调节安装装置包括车体安装件，一端固定在车体安装件上的灯体安装件，一端固定在灯体安装件上的链条，固定在链条另一端的收放装置，用于驱动收放装置转动的伺服电机，以及设置在车体安装件顶端的第一链轮。

更进一步地，所述灯体安装件上方还设置有通过链条带动的第二链轮，第二链轮上连接有升降链条组，该升降链条组上设置有阻隔杆。

所述升降链条组包括与第二链轮连接的上链轮，位于上链轮下方的下链轮，安装在上链轮和下链轮上的环形链条；所述上链轮与第二链轮通过同心轴连接，所述阻隔杆安装在环形链条上。

本发明中角度调节安装装置通过上述结构的设置，能有效保证阻隔杆跟随链条的收放而上下移动，移动距离与红外线仪上下移动距离相同，进而有效达到阻隔的效果，通过该阻隔杆与链条的相互作用，进而有效保证红外线仪在行车过程中无晃动，从而避免红外线仪晃动导致对照射距离的影响，提高精确度。

再进一步地，为了能有效使链条移动长度更加精确，减小红外线仪照射角度的误差；所述第一链轮上设置有用于测量经过第一链轮的链条长度的传感器。

本发明中的红外线仪的角度调节安装装置结构非常简单，因而能非常方便的自行安装或拆卸，操作更加简便。

进一步，因货车的载货重量不同，会导致对急刹的刹车距离造成影响，尤其是爬坡和下坡状态，因而，为了能更加精确有效的对不同状态下的货车的刹车距离进行统计，本发明还增加了重量传感器。即所述控制单元上还连接有分别安装在车厢下方每个车轮上的重量传感器。通过重量传感器的设置，有效检测出货物重量。

为了能更加有效地感应货车上货物对车厢壁的压力，所述压力传感器上连接有用于导通车厢内物体对车厢前壁的压力的导力壁。

为了能有效达到既能有效检测出货物前冲压力，又能有效增强防护能力的效果，所述导力壁为片状钢条固定形成的网状壁体结构。

所述压力传感器为多个，呈同心圆安装排布在该导力壁上。

通过呈同心圆排列的压力传感器与网状壁体结构的导力壁共同作用，不仅仅能有效检测出货物对车厢前壁的压力，并且还能及时有效了解车厢前壁上何处前冲压力更大，并且能有效增强防护能力，效果十分显著。

货车急刹用安全刹车系统的控制方法，包括以下步骤：

首先，通过压力传感器，及时感应到车厢前方内壁上受到货物挤压时的压力，当压力超过车厢前壁的承受值时，通过该加速度传感器感应出瞬时的速度变化率；

其次，通过控制单元控制刹车系统，保证车体的速度变化率低于速度传感器感应出的瞬时速度变化率，当车体的速度变化率高于感应出的瞬时速度变化率时，控制单元控制刹车系统松开刹车，促使车体实际的速度变化率小于感应出的瞬时速度变化率；

再次，通过距离传感器感应出急刹后的运动距离，根据陀螺仪有效检测出车体是处于爬坡、平行还是下坡的状态，并检测出爬坡和下坡的角度；通过重量传感器检测车车厢重量；

然后，通过存储单元将急刹之前车体的运动速度、急刹过程中的距离、急刹时车体的状态和角度、以及车厢重量作为一组数据进行存储；

最后，驾驶员在行驶过程中，控制单元根据现有行驶速度、车体状态和角度、以及车厢重量与存储的数据进行对比，推断出该车体的急刹距离，再根据急刹距离控制角度调节安装装置，使红外线仪调整到相应角度。

进一步，所述急刹距离的推断过程为：

当实际的行驶速度、车体状态和角度、以及车厢重量与存储中的数据存在完全一致的情况时，直接确定该对应数据中的急刹距离即为实际的急刹距离；当实际的情况与存储中的数据不一致时，分别按照车体状态和角度、行驶速度以及车厢重量接近的情况筛选出三组数据，该三组数据中急刹距离最长的一组确定为实际急刹距离；同时，当实际情况与存储中的数据不一致时，再将该实际情况的数据存储到存储单元中。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、通过本发明各结构的组合作用，能通过控制单元有效调节急刹时的速度变化率，防止货物在急刹时前冲影响驾驶人员安全的情况发生；

2、通过本发明中导力壁的结构设置，以及压力传感器的排布方式的设置，不仅仅能有效检测出货物对车厢前壁的压力，并且还能及时有效了解车厢前壁上何处前冲压力更大，并且能有效增强防护能力，安全效果十分显著；

3、通过本发明的设置，还能有效使驾驶人员直观了解本车的具体安全距离有的长度，即通过该设置能有效直观了解本车需要与前车保持多长的距离，进而能及时有效躲避前方障碍物，行车更加安全；且本发明的结构非常简单，因而能非常方便的自行安装或拆卸，操作更加简便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明中角度调节安装装置的结构示意图。

图3为本发明中导力壁和压力传感器之间的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-控制单元，2-角度调节安装装置，3-加速度传感器，4-压力传感器，5-导力壁，6-距离传感器，7-存储单元，8-陀螺仪，9-红外线仪，10-重量传感器；

21-车体安装件，22-灯体安装件，23-链条，24-收放装置，25-伺服电机，26-第一链轮，27-第二链轮，28-升降链条组，29-阻隔杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明包括与刹车系统连接的控制单元1，一个以上设置在车厢前方内壁上的压力传感器4，设置在车体上且与控制单元1连接的加速度传感器3；所述压力传感器4均连接在控制单元1上；

所述控制单元1上还连接有距离传感器6、存储单元7和陀螺仪8；

所述控制单元1上还连接有安装在货车车头位置处的红外线仪9，所述红外线仪9上设置有用于红外线仪9发射光线与水平线之间角度调节的角度调节安装装置2。

同时，本发明还增加了重量传感器10，即在所述控制单元1上还连接有分别安装在车厢下方每个车轮上的重量传感器10。

本实施例的具体控制过程如下：

首先，通过压力传感器，及时感应到车厢前方内壁上受到货物挤压时的压力，当压力超过车厢前壁的承受值时，通过该加速度传感器感应出瞬时的速度变化率。该车厢前壁的承受值为货车车厢前壁能够承受的最大压力值。

其次，通过控制单元控制刹车系统，保证车体的速度变化率低于速度传感器检测出的速度变化率，当车体的速度变化率高于加速度传感器检测出的速度变化率时，控制单元控制刹车系统松开刹车，促使车体实际的速度变化率小于检测出的速度变化率，进而减少车厢内货物的惯性冲力，降低货物对车厢前方内壁的压力，进而保证驾驶员的安全。

再次，通过距离传感器感应出急刹后的运动距离，根据陀螺仪有效检测出车体是处于爬坡、平行还是下坡的状态，并检测出爬坡和下坡的角度，通过重量传感器检测车车厢重量。

然后，通过存储单元将急刹之前车体的运动速度、急刹过程中的距离、急刹时车体的状态和角度、以及车厢重量进行存储。

最后，驾驶员在行驶过程中，控制单元根据现有行驶速度、车体状态和角度、以及车厢重量与存储的数据进行对比，推断出该车体的急刹距离，再通过急刹距离控制角度调节安装装置2，促使红外线仪9的发射光线与水平线之间调节到适应的角度。

急刹距离的推断过程如下：

当实际的行驶速度、车体状态和角度、以及车厢重量与存储中的数据存在完全一致的情况时，直接确定该对应数据中的急刹距离即为实际的急刹距离；当实际的情况与存储中的数据不一致时，分别按照车体状态和角度、行驶速度以及车厢重量接近的情况筛选出三组数据，该三组数据中急刹距离最长的一组确定为实际急刹距离。通过上述方法即可有效推断出该车体的急刹距离。

同时，当上述步骤中实际的情况与存储中的数据不一致时，再将该实际情况的数据存储到存储单元7中。

本发明中该角度根据三角勾股定理计算得到。即，该急刹距离为三角形的其中一条直角边长，红外线仪的安装高度即为三角形的另一直角边长，通过两边边长即可得到红外线仪与车子水平方向上的夹角。

实施例2

本发明提供了一种有效适用于本发明的角度调节安装装置2的结构，通过该结构，不仅仅能够有效达到调节角度的目的，并且能有效控制夹角调节精度，还能方便拆卸安装，效果十分显著，如图2所示，具体设置如下：

所述角度调节安装装置2包括车体安装件21，一端固定在车体安装件21上的灯体安装件22，一端固定在灯体安装件22上的链条23，固定在链条23另一端的收放装置24，用于驱动收放装置24转动的伺服电机25，以及设置在车体安装件21顶端的第一链轮26。

所述灯体安装件22上方还设置有通过链条23带动的第二链轮27，第二链轮27上连接有升降链条组28，该升降链条组28上设置有阻隔杆29。

所述升降链条组28包括与第二链轮27连接的上链轮，位于上链轮下方的下链轮，安装在上链轮和下链轮上的环形链条；所述上链轮与第二链轮27通过同心轴连接，所述阻隔杆29安装在环形链条上。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，本实施例增加了测量经过第一链轮26的链条23长度的传感器，即长度传感器。该长度传感器设置在第一链轮26上。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例增加了重量传感器2和导力壁5，如图3所示，具体如下：

所述控制单元1上还连接有分别安装在车厢下方每个车轮上的重量传感器2。所述压力传感器4上连接有用于导通车厢内物体对车厢前壁的压力的导力壁5。

实施例5

本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中优化了导力壁5和压力传感器4之间的结构设置，具体如下：

所述导力壁5为片状钢条固定形成的网状壁体结构，如图3所示；所述压力传感器4为多个，呈同心圆形状安装排布在该导力壁5上。

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。