CN103459213B

CN103459213B - 用于确定车辆的安全最大速度的系统和方法

Info

Publication number: CN103459213B
Application number: CN201280009427.7A
Authority: CN
Inventors: S·西摩尔; D·皮冯卡
Original assignee: TEMIC AUTOMOTIVE NA Inc
Current assignee: TEMIC AUTOMOTIVE NA Inc
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: WO2012112286A1; DE112012000862T5; US8589045B2; US20120215412A1; CN103459213A

Abstract

一种用于确定车辆安全最大速度的系统具有处理器和与处理器通信的全球定位系统接收器。该处理器被配置为基于从全球定位系统接收器接收的全球定位系统信息确定到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度。该处理器还被配置为基于到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度的倾斜以及车辆的制动效率来确定车辆的安全最大速度。

Description

用于确定车辆的安全最大速度的系统和方法

技术背景

1、技术领域

本发明一般地涉及用于车辆事故避免的系统和方法。

2、现有技术的描述

车辆具有多种用于减慢车辆速度的系统。车辆可以通过使用车辆制动器减慢，其可以是减慢车辆的鼓式制动器、盘式制动器、或其他类型的制动器。此外，车辆可以通过对车辆动力传动系统的调整来减慢。这些调整可以包括改变变速器的齿轮选择和/或车辆的节气门位置。

然而，存在某些情况，其中车辆，诸如牵引车拖车，沿着具有非常陡峭坡度（grade）的一段路行驶。陡峭坡度独自将影响车辆减慢的能力。此外，大型车辆，诸如牵引车拖车，具有很大的重量载荷，使得对于这些类型的车辆甚至更难在任意道路坡度上情感上减慢。

为了避免车辆不能减慢以安全地沿着一段路程行驶的情况，驾驶员必须技巧地确定合适的速度来沿着这段路行驶。然而，驾驶员容易错误且对于驾驶员来说错误计算车辆沿一段路行驶的安全最大速度是非常普遍的。该错误计算可能最终导致不安全的情况，潜在地引起对驾驶员和可能其他驾车人的危害。

发明内容

一种用于确定车辆安全最大速度的系统和方法包括处理器和与处理器通信的全球定位系统接收器。全球定位系统接收器具有用于接收全球定位系统信号的天线。此外，处理器与制动温度传感器、车轮速度传感器和坡度角度传感器通信。

处理器被配置为基于从全球定位系统接收器接收到的全球定位系统信息确定到车辆所行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度。此外，处理器被配置为基于到车辆所行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度以及车辆的制动效率来确定车辆的安全最大速度。车辆的制动效率可以基于车辆所在的道路的坡度角，车辆的至少一个车轮的车轮速度和/或车辆的至少一个制动器的制动温度。

参考附加到说明书并形成说明书的一部分的附图和权利要求书，在回顾以下说明书之后，本发明的其他目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得更加容易清楚。

附图说明

图1示出了用于确定沿一段道路行驶的车辆的安全最大速度的系统；

图2更详细地示出了用于确定图1中车辆的安全最大速度的系统；和

图3示出了用于确定图1中车辆的安全最大速度的方法。

具体实施方式

参考图1，示出了用于确定车辆12的安全最大速度的系统10。通常，该系统10可以耦合到车辆12。车辆12可以是多种不同类型的车辆。例如，车辆12可以是小汽车、运动型车辆、牵引车拖车（tractortrailer）、或任意其他能够行驶在诸如道路之类的平坦表面上的车辆。

这里，车辆12是牵引车拖车。车辆12沿包括诸如路段16的路段的道路14行驶。路段16具有末端18。此外，可以看出路段16相对于第二路段20具有倾斜（pitch）或坡度。

参考图2，示出了用于确定车辆12的安全最大速度的系统的更详细的说明。该系统10包括处理器26。处理器26可以与定位系统28通信。定位系统28可以与天线24通信，天线24从全球定位卫星系统22接收信号。这样做，定位系统28可以确定车辆的位置并将信息报告给处理器26。此外，定位系统28可以具有允许定位系统28确定车辆的路线的一个或多个地图数据库，并且还允许定位系统28确定车辆行驶在或将行驶在什么路段上。

处理器26还可以与制动温度传感器30、车轮速度传感器32、和坡度角度传感器34通信。制动温度传感器30被配置为监视车辆至少一个制动器的制动温度。车轮速度传感器被配置为确定车辆的至少一个车轮的车轮速度。最后，坡度角度传感器34被配置为确定道路的坡度角度。使用从制动温度传感器30、车轮速度传感器32和坡度角度传感器34接收到的信号，处理器26可以确定车辆的制动效率。

处理器26还可以确定某些环境因素如何能够使用环境传感器影响车辆制动能力。这些环境传感器包括空气温度传感器36、海拔高度传感器38和稳定性控制传感器40。空气温度传感器36确定车辆外部的空气温度。海拔高度传感器38确定车辆的海拔高度。最后，稳定性控制传感器40可以确定车辆的稳定性和车辆可能经历的任意倾斜和/或摇动。

处理器26还可以通过动力传动系统控制器44与车辆的动力传动系统42通信。动力传动系统控制器44允许处理器26调整车辆的动力传动系统42的齿轮选择和节气门位置。此外，处理器26还可以通过制动控制模块48与制动系统46通信。这样，处理器26可以与车辆12的制动系统46接合（engage）。

该系统10还包括与处理器26通信的输出设备50。输出设备50还可包括显示器52和扬声器54。显示器52和扬声器54然后可以向车辆的驾驶员输出关于车辆的安全最大速度应该是什么的视频和音频指令二者。

参考图3，示出了用于确定车辆的安全最大速度的方法60。除了图3，将参考图1和2。该方法60从步骤62开始，其中处理器26接收传感器数据。通常，该传感器数据包括来自制动温度传感器30、车轮速度传感器32和坡度角度传感器34的信息。此外，处理器26还可接收影响车辆的环境因素，诸如，来自空气温度传感器36、海拔高度传感器38和稳定控制传感器40的信息。在步骤64中，处理器26接收来自定位系统28的定位数据。定位数据可包括车辆的位置和车辆正行驶或将行驶的任意路段。在步骤66中，处理器26确定到车辆10正行驶或将行驶的路段的坡度的末端的距离。例如，在图1中，处理器26可确定到末端18的路段16的长度。此外，处理器26可确定路段16的坡度。

在步骤68中，处理器26可以被配置为确定车辆的安全最大速度。可以基于到即将来临的或车辆正行驶的当前路段的末端的距离和坡度以及车辆的制动效率来进行该确定。车辆的制动效率可以通过使用由制动温度传感器30、车轮速度传感器32和坡度角度传感器34提供的信息确定。如前所述，这些传感器向处理器26提供与车辆的制动器的制动温度、车辆的至少一个车轮的车轮速度和道路的坡度角度相关的信息。

随着时间的过去，处理器26发展了制动特性的车辆特定的模型。制动特性的车辆特定的模型可以包括当它们加热时制动如何衰退以及考虑车辆当前载荷大小和分布的车辆12的机动性模型。

此外，处理器26可以使用影响车辆的环境因素确定车辆行驶在当前或即将来临的路段上的安全最大速度。这些环境因素可以包括外部空气温度、道路条件和车辆的海拔高度。

最后，在确定车辆的安全最大速度中，处理器26还可以使用与车辆相关的车辆规范数据。这一数据可以包括关于车辆的尺寸信息，诸如车辆的重量、车辆的载荷分布和其他尺寸数据。

车辆的安全最大速度是由处理器26确定的速度，这将允许当行驶在当前或即将来临的路段时驾驶员保持对车辆的完全控制。在一些情况中，处理器26可确定即将来临路段在太长的距离上具有太陡的坡度，使得驾驶员将不能保持对车辆在这些路段上的完全控制。处理器26可以查看潜在的坡度问题，而不仅在当前路段上，而是还沿着整个路径的即将来临的路段。

在步骤70中，处理器26可通知车辆驾驶员车辆应当行驶的安全最大速度。这可以通过使处理器利用输出系统50并通过显示器52和/或扬声器54输出视频或音频信息给驾驶员来完成。通过通知驾驶员安全最大速度和/或调整动力传动系统设置和/或车辆的制动，驾驶员将能准确地预测驾驶员应以什么速度驾驶车辆来防止任意不安全环境。

此外，在步骤71中，驾驶员可以被通知车辆将沿其行驶的即将来临的路段不能安全地行驶。在那种情况下，定位系统28可以通过输出系统50向驾驶员提供信息，诸如替代路线以避免任意危险环境或停止和/或驾驶员应当利用的沿路线的休息点，以便减少制动故障的可能性。有效地，处理器26能确定整个旅程的驾驶策略。

在步骤72中，处理器26可以调整车辆的动力传动系统控制模块44使得车辆将不快于安全最大速度地行驶。动力传动系统控制模块44可以调整车辆的动力传动系统设置，如动力传动系统42的齿轮选择和节气门位置。

在步骤74中，处理器26做出确定车辆是否在安全最大速度之上行驶。如果车辆没有在安全最大速度之上行驶，方法60返回步骤74。否则，方法60前进到步骤76，其中车辆的制动由处理器26通过制动控制模块48施加。

额外地或替代地，在步骤76中，应用或制动可以激活车辆10的动力传动系统42的发动机制动。发动机制动是在发动机气缸内排气阀的打开，释放俘获在气缸内的压缩空气，并减慢车辆12。当动力传动系统控制模块44调整动力传动系统42的设置并释放由柴油机驱动的移动车辆12上的加速器时，车辆的向前的惯性持续转动发动机曲轴，当活塞向下移动时吸入空气到气缸中并当活塞向上移动返回时压缩空气。压缩空气的压力推动向回向上的活塞，试图减慢车辆12。

对于汽油发动机，机理是不同的且当动力传动系统控制模块44调整动力传动系统42的设置和释放加速器时不需要特殊阀用于发动机制动的发生。在汽油发动机中，随着加速器的释放，节气门防止空气自由流入气缸，因此在压缩冲程的顶部有几乎没有压力要释放。节气门本身在空气流经它时通过摩擦提供发动机制动。

尽管以上说明组成了本发明的优选实施例，但应当理解的是，本发明容易修改、变化和改变而不脱离所附权利要求书的适合范围和公平含意，。

在其他实施例中，专门的硬件设施，如专用集成电路、可编程逻辑阵列和其他硬件设备，可以被构造为实施一个或多个这里所述的方法。可包括各种实施例的装置和系统的应用可以广泛地包括多种电子和计算机系统。这里所述的一个或多个实施例可以使用两个或更多特定的互接硬件模块或设备或作为专用集成电路的一部分实施功能，其中相关控制和数据信号可以在模块之间和通过模块通信。因此，本系统包含软件、固件和硬件设施。

根据本公开的各种实施例，这里所述的方法可以通过由计算机系统可执行的软件程序实施。此外，在示例性非限制的实施例中，实施可包括分布式处理、部件/对象分布式处理、和并行处理。替代地，虚拟计算机系统处理可以被构造为实施这里所述的一个或多个方法或功能。

此外，这里所述的方法可以体现在计算机可读介质中。术语“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，如中央或分布式数据库，和/或存储一组或多组指令的相关高速缓存和服务器。术语“计算机可读介质”还将包括能够存储、编码或携带一组指令用于由处理器执行或使得计算机系统执行这里公开的任意一个或多个方法或操作的任意介质。

本领域技术人员将容易地意识到以上描述意味着作为本发明原理的说明。该描述不旨在限制本发明的范围或应用，因为本发明易于修改、变型和改变而不脱离如以下权利要求书限定的本发明的精神。

Claims

1.一种用于确定车辆的安全最大速度的方法，该方法包括以下步骤：

测量车辆的制动效率；

收集全球定位系统信息；

基于全球定位系统信息确定到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度；和

基于到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度以及车辆的制动效率来确定车辆的安全最大速度。

2.权利要求1的方法，其中测量车辆的制动效率的步骤还包括确定至少一个制动器的制动温度的步骤。

3.权利要求2的方法，其中测量车辆的制动效率的步骤还包括确定车辆的车轮速度的步骤。

4.权利要求3的方法，其中测量车辆的制动效率的步骤还包括确定车辆行所在的道路的坡度角度的步骤。

5.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

确定影响车辆的环境因素，其中环境因素包括外部空气温度、道路条件和车辆的海拔高度中的至少一个；和

基于影响车辆的环境因素来确定车辆的安全最大速度。

6.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

接收车辆的主动稳定性控制数据；和

基于车辆的主动稳定性控制数据确定车辆的安全最大速度。

7.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

接收车辆的车辆规范数据，其中车辆规范数据包括车辆的重量和车辆的载荷分布中的至少一个；和

基于车辆规范数据确定车辆的安全最大速度。

8.权利要求1的方法，还包括通知驾驶员车辆的安全最大速度的步骤。

9.权利要求1的方法，还包括通过调整车辆动力传动系统设置来设置车辆可以行驶的最大速度的步骤。

10.权利要求9的方法，其中车辆动力传动系统设置包括齿轮选择和节气门位置中的至少一个。

11.权利要求1的方法，还包括当车辆超过安全最大速度时应用车辆的至少一个制动器的步骤。

12.权利要求1的方法，还包括当车辆超过安全最大速度时应用车辆的发动机制动的步骤。

13.权利要求1的方法，还包括通知驾驶员替代的路线或沿路线的停止点或休息点的步骤。

14.权利要求1的方法，还包括针对开发路线策略而开发车辆的制动特性的车辆特定模型的步骤。

15.权利要求1的方法，其中车辆行驶的即将来临的或当前路段还包括车辆行驶的整个路线。

16.一种用于确定车辆的安全最大速度的系统，该系统包括：

处理器；

与处理器通信的全球定位系统接收器，全球定位系统接收器具有用于接收全球定位系统信号的天线；

其中处理器被配置为基于从全球定位系统接收器接收到的全球定位系统信息确定到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度；

其中处理器被配置为基于到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度以及车辆的制动效率来确定车辆的安全最大速度。

17.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于确定车辆的至少一个制动器的制动温度的制动温度传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于车辆的至少一个制动器的制动温度。

18.权利要求17的系统，还包括：

与处理器通信用于确定车辆的至少一个车轮的车轮速度的车轮速度传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于车辆的至少一个车轮的车轮速度。

19.权利要求17的系统，还包括：

与处理器通信用于确定车辆所在的道路的坡度角度的坡度角度传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于车辆所在的道路的坡度角度。

20.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于确定环境空气温度的环境空气温度传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于环境空气温度。

21.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于确定车辆的海拔高度的海拔高度传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于车辆的海拔高度。

22.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于确定车辆的稳定性的稳定性控制传感器；和

其中车辆的安全最大速度基于车辆的稳定性。

23.权利要求16的系统，其中车辆的安全最大速度基于车辆的车辆规范数据的，其中车辆规范数据包括车辆的重量和车辆的载荷分布中的至少一个。

24.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信并位于车辆乘员舱内的输出设备；

其中处理器被配置为通过输出设备通知驾驶员车辆的安全最大速度、替代路线或沿路线的停止点或休息点；和

其中输出设备是具有显示区域和音频输出设备的车辆导航单元。

25.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于调整车辆的动力传动系统设置的动力传动系统控制模块；

其中处理器被配置为通过动力传动系统控制模块调整车辆动力传动系统设置来设置车辆可以行驶的最大速度；和

其中车辆动力传动系统设置包括齿轮选择和节气门位置中的至少一个。

26.权利要求16的系统，还包括：

与处理器通信用于控制车辆的至少一个制动器的的制动控制模块；和

被配置为当车辆超过安全最大速度时通过制动控制模块应用车辆的至少一个制动器的处理器。

27.权利要求16的系统，还包括：

其中车辆动力传动系统设置包括当车辆超过安全最大速度时应用车辆的发动机制动。

28.权利要求16的系统，其中处理器还被配置为开发车辆的制动特性的车辆特定模型用于开发路线策略。

29.权利要求16的系统，其中车辆行驶的即将来临的或当前路段还包括车辆行驶的整个路线。

30.一种用于确定车辆的安全最大速度的设备，所述设备包括：

用于测量车辆的制动效率的装置；

用于收集全球定位系统信息的装置；

用于基于全球定位系统信息确定到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度的倾斜的装置；和

用于基于到车辆行驶的即将来临的或当前路段的末端的距离和坡度以及车辆的制动效率来确定车辆的安全最大速度的装置。