CN103184945A - 一种基于导航数据库的车载限速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种基于导航数据库的车载限速系统，它以既有的表达道路及其属性信息和具有统一技术标准的导航数据库(地理数据库)替代道路交通信息系统，将车载GPS导航仪既有的超速提示信号用作车载限速控制信号，控制电喷发动机进入断油模式，实现车载智能限速目的。

Description

一种基于导航数据库的车载限速系统
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，具体为车载智能限速技术。
背景技术
车辆超速行驶是交通事故的一大成因，世界上绝大部分国家都实施道路车速限制。治理道路超速的未来技术方案为智能交通系统(ITS)技术，智能交通系统包括交通信息服务系统(ATIS)、交通管理系统(ATMS)、公共交通系统(APTS)和车辆控制系统(AVCS)等等，它将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统，建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。
抑制道路超速的首要技术问题是车辆对道路实时交通信息的获取，现有技术的主流方案是建立道路交通信息服务系统，通过无线传输方式向通过信号覆盖区域的车辆传输道路实时交通信息，控制、驱动车载限速机构实现车辆限速，如中国发明专利申请：用无线电信号实现对道路限速的实时控制(专利申请号：02112223.7)。现有技术方案依赖于道路交通信息传输基础设施的建设，存在基础建设耗资巨大和运营费用高昂的缺陷。
现有技术汽车动力系统以内燃机为主，内燃机普遍采用电控燃油喷射技术，电控燃油喷射技术中一个重要功能是限速断油控制模式，包括超速断油(转速超速、车速超速)、减速减扭矩断油等，断油模式由电子控制器(ECU，也称为动力控制模块。)断油程序控制，当达到设定门限值和预置条件时，ECU输出断油控制指令，停止喷油器喷油。内燃机电控燃油喷射技术为车载道路限速提供了成熟的车辆控制平台。
发明内容
本发明为一种基于导航数据库的车载限速系统，所述的车载限速系统以表达道路及其属性信息的导航数据库结合GPS卫星定位功能替代道路交通信息服务和信号传输系统而获取道路实时交通信息，根据车辆的实时位置、实时速度和道路限速信息判定、输出限速控制信号，控制车辆发动机电控燃油喷射系统停止喷油以实现道路车辆限速。
本发明车载限速系统的限速控制信号可以直接取自车载GPS导航仪的超速提示信号。
本发明车载限速系统的限速控制信号还可以作为电动汽车动力电源控制电路、内燃机怠速控制装置的控制信号，降低车辆动力系统功率输出实现限速。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统，它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。
导航数据库是为智能交通系统(ITS)、基于位置的服务(LBS)应用需求而建立的具有统一技术标准的地理数据库，也称为电子地图，它着重表达道路及其属性信息，构成了一种区别于道路交通信息系统的交通信息既有资源。
现有技术车载GPS导航仪内置的GPS天线接收环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传送的数据信息，结合储存在车载导航仪内的导航数据库(电子地图)信息，计算出车辆的实时位置、速度并与实时路段的道路属性信息(限速信息等)比较，当车辆速度超过实时路段的道路限速时，GPS导航仪以图形(超速时速度显示变为红色)或声讯(超速语音提示或灯光闪烁)向驾驶员发出超速提示信号，超速提示是现有技术车载GPS导航仪的既有功能之一，本发明技术方案的限速控制信号可以直接取自GPS车载导航仪超速提示信号。
本发明技术方案将车载GPS导航仪超速提示信号作为电喷发动机断油控制信号实现道路车辆限速目的，是将现有技术车辆动力控制系统既有功能和车载GPS导航仪既有功能分别赋予新的用途和创新组合，具有以下有益效果：
第一，本发明技术方案区别于现有技术的最显著特征是将车载GPS导航仪的超速提示信号应用于车辆限速，赋予GPS导航仪以全新用途，它利用全球卫星定位系统(GPS)、导航数据库和车载GPS导航仪等既有资源，将GPS导航仪的既有超速提示功能用于车辆限速控制，它无需新建道路交通信息系统设施，也无需对现有道路设施进行改造，较现有技术的其它限速技术方案更简洁、更优越，成本更低，为道路智能限速提供了一条切实可行的技术途径。
第二、本发明技术方案以车辆动力系统的现有控制装置和功能实现限速调控，赋予车辆发动机现有控制功能全新用途，且无需对车辆动力系统硬件进行改造、改动，也不改变车辆结构设计，对车辆动力系统以及整车技术功能和技术指标无干涉和影响。
第三、在车载GPS导航仪技术产品高度成熟和车辆内燃机电喷化广泛应用的基础上，本发明技术方案具备大规模工业应用的良好条件。
具体实施方式
本发明实施例1是将车载GPS导航仪超速提示信号作为限速控制信号，使汽车发动机电控燃油喷射系统进入断油控制模式，具体的工作过程是：汽车启动车载GPS导航仪得电进入工作状态，接收GPS卫星信号并结合导航仪内部预存的导航数据库(电子地图)信息，从而获得汽车所处实时位置、汽车时速和道路属性信息(道路等级、限速数据等)等实时数据，当车载GPS导航仪判定汽车处于超速状态时，GPS导航仪输出超速提示信号，该超速提示信号通过汽车电气数据总线(CAN-BUS)或其它信号传输方式传输至汽车电喷发动机电子控制器(ECU)，电子控制器输出断油指令，切断燃油喷射器向汽缸喷射燃油，降低发动机输出功率，限制车速继续提高，实现限速功能。
本发明技术方案的实施例2是以车载GPS导航仪输出的超速提示信号作为车辆电子油门(加速器)电子控制器的控制信号，迫使车辆发动机处于怠速状态，降低发动机输出功率，限制车速继续提高，实现限速功能。
本发明技术方案的实施例3是以车载GPS导航仪输出的超速提示信号作为电动车辆动力供电装置的调节控制信号，切断或降低动力电源向车辆驱动电机的电力供应，限制车速继续提高，实现限速功能。

Claims (3)

1.本发明为一种基于导航数据库的车载限速系统，所述的车载限速系统以表达道路及其属性信息的导航数据库结合GPS卫星定位功能替代道路交通信息服务和信号传输系统而获取道路实时交通信息，根据车辆的实时位置、实时速度和道路限速信息判定、输出限速控制信号，控制车辆发动机电控燃油喷射系统停止喷油以实现道路车辆限速。
2.根据权利要求1所述的一种基于导航数据库的车载限速系统，其特征是：车载限速系统的限速控制信号可以直接取自车载GPS导航仪的超速提示信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于导航数据库的车载限速系统，其特征是：车载限速系统的限速控制信号还可以作为电动汽车动力电源控制电路、内燃机怠速控制装置的控制信号，降低车辆动力系统功率输出实现限速。
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