CN102529809A - 一种汽车限速装置及其限速方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车限速装置，该装置设有与组合仪表连接的开关，所述的组合仪表内含有集成比较器的MCU，所述的组合仪表接收车速信号传输至MCU并与预设的限速值比较，所述的MCU输送控制信号至EMS进而控制发动机油控电路完成限速。该限速装置结构简单，使用便捷，只需控制一个按键便能启动不同档位限速标准，且制造成本低，极大的利用了车辆现有资源，有效的对车速进行监控，督促驾驶人员在规定的车速内行驶，同时限速方法结合城镇路段和高速路段，分类限速，限速方法简单合理。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，更具体的说涉及汽车限速装置以及限速方法。
背景技术
现在，汽车技术的飞速发展，越来越多的人们会关注汽车的行驶安全，无论在我国还是在其他国家，机动车超速行驶都是一种严重危害道路交通安全的违法行为。每年的交通事故统计数据足以证明，超速行驶是道路交通的第一杀手，其危害程度也远远超过其他交通违法行为。“十次事故九次快”就是人们从无数次重特大交通事故中得出的结论。为此，各个国家都有立法规定严禁超速行驶，对超速行驶者处以严罚，以减少因超速行驶引发的交通事故。
我国《道路交通安全法实施条例》第七十八条规定：“高速公路应当标明车道的行驶速度，最高车速不得超过每小时120公里，最低车速不得低于每小时60公里。高速公路上行驶的小型汽车最高车速不得超过每小时120公里，其他机动车不得超过100公里，摩托车不得超过每小时80公里。同方向有2条车道的，左侧车道的最低车速为每小时100公里；同方向有3条车道的，最左侧车道的最低车速为每小时110公里，中间车道的最低车速为每小时90公里。道路限速标志标明的车速与上述车道行驶车速的规定不一致的，按照道路限速标志标明的车速行驶”。
交通条例有这么明确的规定，但超速行驶仍然一而再的发生，因为现有的法规仅仅依靠处罚，使驾驶员自觉限速，但自觉限速一般还是很难达到的。因此在汽车上安装限速装置，可以有效的降低超速现象的发生，目前现有的智能抑制车速的装置及方法，一般是采用全球定位系统(GPS)精确定位来实现限速的精确感应和接受，例如专利申请号为200910098677.2，专利名称为限速感应及车速控制装置的专利申请中，就公开了一种利用GPS限速的装置，其根据车速状况及固化于内部的限速值进行比对判定是否超速，并通过对节气门的控制进行减速，实现限速功能，上述公开文献必须使用到GPS，而GPS在一些成体不高的车上并不是标配，这就使得限速装置不能普及于低成本车辆上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种结构简单，制造成本低的限速装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车限速装置，该装置设有与组合仪表连接的开关，所述的组合仪表内含有集成比较器的MCU，所述的组合仪表接收车速信号传输至MCU并与预设的限速值比较，所述的MCU输送控制信号至EMS进而控制发动机油控电路完成限速。
所述的车速信号由车速传感器或ABS或轮速传感器提供。
所述的限速装置报警方式可以是单独的蜂鸣器响或者报警灯提醒，也可以是蜂鸣器响和报警灯共同提醒。
一种汽车限速装置的限速方法包括：
步骤1、车辆启动并按动开关启动限速装置，进入低速限速状态；
步骤2、当车速大于低速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示；
步骤3、若在步骤2的发出超速提示后，在限速切换时效内且车速未超过低速限速值的10％再次按动开关，则进入高速限速状态；否则控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；
步骤4、当步骤3按动开关进入高速限速状态，低速限速状态的超速提示关闭，当车速大于高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示，控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；
步骤5、汽车处于低速限速状态车速再次超过低速限速值时，重复步骤2、3；汽车处于高速限速状态再次超过高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示，控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速。
所述的低速限速值时为50km/h，所述的高速限速值时为120km/h，所述的限速切换时效为30s。
所述的步骤1中，若车辆启动并行驶后按动开关，若按动开关时车速小于低速限速值时，限速装置进入低速限速状态；若按动开关时车速大于等于低速限速值时，限速装置进入高速限速状态。
所述的步骤1中车辆启动其车钥匙在ON档时，车辆给予启动限速装置的提示。
本发明的优点在于该限速装置结构简单，使用便捷，只需控制一个按键便能启动不同档位限速标准，且制造成本低，极大的利用了车辆现有资源，有效的对车速进行监控，督促驾驶人员在规定的车速内行驶，同时限速方法结合城镇路段和高速路段，分类限速，限速方法简单合理。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为汽车限速装置的电路框图；
图2为汽车限速系统的流程图；
图3为开关电路图；
具体实施方式
参见图1可知，限速装置主要包括开关1、组合仪表2、MCU3(微控制单元Micro Control Unit)、EMS4(发动机管理系统Engine Management System)或者发动机油控电路5，其中组合仪表2一般是通过接收车速传感器或者ABS(防抱死刹车系统Anti-locked Braking System)、轮速传感器等信号显示当前车速的，需在仪表内部增加一个比较器功能，一般可集成在MCU3(微控制单元MicroControl Unit)中，MCU3内预先设置好限速值，除非通过指定的设置装置，其他任何方式都不能改变这个值，利用比较器的原理，把当前车速与设置车速进行比较，从而判断车辆是否处于超速状态；开关1与组合仪表2的MCU3连接，在行车过程中开启限速装置；EMS4的输入端与MCU3信号输出端连接，如果当前车速大于限速值时，组合仪表2则通过CAN总线或者PIN脚把信号传给EMS4，自动控制发动机油控电路5从而控制发动机的喷油量，使车速降到限速值以下，完成限速，组合仪表2使用的CAN收发器一般选TJA1040；限速装置设有与MCU3连接的蜂鸣器和/或报警灯，当车辆处于超速状态时，控制蜂鸣器和/或报警灯发出警报，提醒驾驶员注意。
相比于传统的车速抑制办法，本发明的适用范围相对较广，操作方法相对简单，而且在现在很多车型上都可以实施。仅在外部增设一个开关1，在组合仪表内部增加了一个比较器功能，用于比较当前车速与最高车速，现在很多组合仪表的MCU3非常强大，已经集成了比较器功能，这样只需要修改组合仪表内部的控制软件和与之相对应的硬件电路即可。组合仪表与EMS4的连接，即可以通过现在非常成熟的CAN通讯技术，当然也可以通过线束连接。
根据《道路交通安全法实施条例》，可以设定两个限速值，一个适用于城镇道路的低速限速值50km/h，另一个是适用于高速公路的高速限速值120km/h，参见图3可知，开关可以采用翘板式开关，可以设置三种状态，相对组合仪表内设置的50km/h，120km/h这两种状态和不做设置的状态。为了方便识别，可以直接把50km/h，120km/h印在开关上。当然可以根据具体情况，增加车速限定的状态，只要选定合适的开关即可，对组合仪表只是软件的修改。
利用上述限速装置，参见图2可知，系统工作方法如下：
步骤1、车辆点火启动后(车辆未行驶)，设置开关作为激发动作，第一次按下设置开关1，此时设置与车速不关联，进入低速限速状态，即进入最高车速为50km/h的限速状态；
步骤2、当车速大于低速限速值50km/h时，组合仪表2上的报警灯开始闪烁，蜂鸣器响，发出超速提示；
步骤3、若在步骤2的发出超速提示后，若降低速度至低速限速值50km/h时以下时，超速提示关闭；若超过低速限速值的10％(55km/h)或者在50km/h-55km/h持续时间超过限速切换时效(预设值)，则控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；若在限速切换时效内且车速未超过低速限速值的10％第二次按动开关1，此时进入高速限速状态，限定的最高车速为120km/h，限速切换时效可以设定为30s，同时超速提示关闭；
步骤4、当步骤3第二次按动开关1进入高速限速状态，低速限速状态的超速提示关闭，当车速大于高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示且持续时间不得少于10s，同时控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；
步骤5、根据上述步骤确定了限速状态后，若汽车处于低速限速状态车速再次超过低速限速值时，重复步骤2、3；汽车处于高速限速状态再次超过高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示，控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速，如此反复提示，从而有效控制行车速度。
综上所述，车速限制办法的触发信号为外部的设置开关，当车在行驶过程中，第一次设置值为最高车速50km/h，在30S内，按下设置开关时，此时最高时速为120km/h。最高车速50km/h和120km/h是通过组合仪表预先设置好的，这样就不需要另外增设控制器，这样不仅增加了强制性，也可以减少成本。
如果第一次触动开关1是在车辆启动并行驶后，按动开关1时车速小于低速限速值时，限速装置进入低速限速状态；若按动开关1时车速大于等于低速限速值时，限速装置进入高速限速状态。当然如果不碰触开关1，则所有的超速报警措施均无效。所以为了提醒用户及时启用超速设置功能，在钥匙在ON档时，需利用组合仪表做一些提示功能，比如在组合仪表上的LCD显示屏上显示，请您设定最高车速；或在组合仪表上设置报警灯常亮，或者设置蜂鸣器响等等。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种汽车限速装置，其特征在于：该装置设有与组合仪表(2)连接的开关(1)，所述的组合仪表(2)内含有集成比较器的MCU(3)，所述的组合仪表(2)接收车速信号传输至MCU(3)并与预设的限速值比较，所述的MCU(3)输送控制信号至EMS(4)进而控制发动机油控电路(5)完成限速。
2.根据权利要求1所述的汽车限速装置，其特征在于：所述的车速信号由车速传感器、ABS或轮速传感器提供。
3.根据权利要求1或2所述的汽车限速装置，其特征在于：所述的限速装置设有与MCU(3)连接的蜂鸣器和/或报警灯。
4.一种基于权利要求1-3所述的汽车限速装置的限速方法，控制方法包括：
步骤1、车辆启动并按动开关(1)启动限速装置，进入低速限速状态；
步骤2、当车速大于低速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示；
步骤3、若在步骤2的发出超速提示后，在限速切换时效内且车速未超过低速限速值的10％再次按动开关(1)，则进入高速限速状态；否则控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；
步骤4、当步骤3按动开关(1)进入高速限速状态，低速限速状态的超速提示关闭，当车速大于高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示，控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速；
步骤5、汽车处于低速限速状态车速再次超过低速限速值时，重复步骤2、3；汽车处于高速限速状态再次超过高速限速值时，蜂鸣器和报警灯工作发出超速提示，控制发动机油控电路进行限油控制，强制降低车速。
5.根据权利要求4所述的汽车限速装置的限速方法，其特征在于：所述的低速限速值时为50km/h，所述的高速限速值时为120km/h，所述的限速切换时效为30s。
6.根据权利要求4或5所述的汽车限速装置的限速方法，其特征在于：所述的步骤1中，若车辆启动并行驶后按动开关(1)，若按动开关(1)时车速小于低速限速值时，限速装置进入低速限速状态；若按动开关(1)时车速大于等于低速限速值时，限速装置进入高速限速状态。
7.根据权利要求6所述的汽车限速装置的限速方法，其特征在于：所述的步骤1中车辆启动其车钥匙在ON档时，车辆给予启动限速装置的提示。
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