CN104085304B - 基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统，车速限制方法，如下：获取车速限制扭矩并预存设定标定值，和/或获取车速、限制车速并设定第一车速标定值，且满足下述两条件中的至少一者打开缓速器：条件一、车速限制扭矩小于扭矩标定值；条件二、车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。该方法和系统由控制器根据车速和/或车速限制扭矩自动开启缓速器，以便最大车速限制功能失效时，达到制动目的，提高车辆行驶安全，也避免了长期踩刹车。

Description

基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统。

背景技术

目前，车辆限速主要依赖于发动机ECU(电子控制单元)的最大车速限制功能。

ECU设定有最大车速，当实际车速将要逼近设定的最大车速时，通过PI(比例积分)调节得到最大车速限制扭矩，然后与踏板需求扭矩取小后，用于最终的喷油量转换。

最大车速限制功能在稳定路况时可有效限制车辆的车速在最大限制车速以下，但在下坡以及其他复杂工况下，即使发动机停止喷油，车辆车速还会继续增加，ECU本身的PI调节不能起到限制车速的目的。

此时，驾驶员一般会踩刹车来避免车速的继续增加，但如果长期踩刹车会造成刹车系统的发热以及严重磨损。

车辆具有缓速器，缓速器是通过控制电路给定子总成的励磁线圈通电，产生磁场，转子总成随车辆传动部分高速旋转，切割磁力线，产生反向力矩，使车辆减速。但，缓速器由人工操控，难以掌握缓速器的打开时机。

有鉴于此，如何提供一种车速限制方法，弥补最大车速限制功能的不足，提高车辆行驶安全性，且避免长期踩刹车，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统。该方法及系统能够弥补最大车速限制功能的不足，提高车辆行驶安全，避免长期踩刹车。

本发明提供的基于缓速器的车速限制方法，如下：获取车速限制扭矩并设定扭矩标定值，和/或获取车速、限制车速并设定第一车速标定值，

且满足下述两条件中的至少一者打开缓速器：

条件一、车速限制扭矩小于扭矩标定值；

条件二、车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。

优选地，还获取车速加速度并设定第一加速度标定值，且同时满足下述条件时，打开缓速器：

条件三、车速加速度大于第一加速度标定值。

优选地，选取下述两类中任一类车速作为限制车速：

第一类：车辆出厂时设定的最大允许车速；

第二类：根据车辆载重工况设定的载重限制车速。

优选地，

建立车速限制扭矩和缓速器档位的关系；

获取车速限制扭矩时，按照下述方式确定打开的缓速器的档位：

根据建立的关系以及当前的车速限制扭矩，获取对应的缓速器档位；

控制缓速器处于该档位。

优选地，设定第二加速度标定值，缓速器打开后，满足下述两条件中的至少一者时，关闭缓速器：

条件一、车速加速度小于第二加速度标定值；

条件二、车速小于限制车速。

本发明还提供一种车速限制系统，包括缓速器，还包括控制器以及与其连接的车速检测元件；所述控制器内预存限制车速，以及扭矩标定值和/或第一车速标定值，所述控制器能够获取车速限制扭矩；

且所述控制器判断下述两条件中的至少一者满足时，输出控制信号以打开所述缓速器：

条件一、获取的车速限制扭矩小于扭矩标定值；

条件二、检测的车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。

优选地，所述控制器还获取车速加速度，并预存第一加速度标定值，且所述控制器判断还同时满足下述条件时，打开缓速器：

条件三、车速加速度大于第一加速度标定值。

优选地，所述控制器内预存的限制车速包括下述两类：

第一类：车辆出厂时设定的最大允许车速；

第二类：根据车辆载重工况设定的载重限制车速；

所述车速限制系统还包括限制车速的使能开关，所述控制器根据使能开关的输入指令确定选取第一类或第二类的车速作为限制车速。

优选地，所述控制器内预存有车速限制扭矩和缓速器档位的关系；

所述控制器获取车速限制扭矩时，根据预存的关系，获取对应的缓速器档位，并控制缓速器处于该档位。

优选地，所述控制器预存有第二加速度标定值和/或第二车速标定值，所述控制器获取车速加速度；

且所述控制器判断下述两条件中的至少一者满足时，输出控制信号以关闭所述缓速器：

条件一、车速加速度小于第二加速度标定值；

条件二、车速小于限制车速和第二车速标定值的差。

本发明提供的车速限制方法和车速限制系统，通过控制器判断条件一和/或条件二是否符合，两条件均可以反应出车辆处于超速状态，当控制器判断出任一条件符合时，均可以输出打开缓速器的信号，以使缓速器工作，参与制动。缓速器的制动利用切割磁力线产生反向力矩，不易磨损，也不会造成系统发热。可见该方法和系统由控制器根据车速或是车速限制扭矩自动开启缓速器，以便最大车速限制功能失效时，达到制动目的，提高车辆行驶安全，也避免了长期踩刹车。

附图说明

图1为本发明所提供车速限制方法一种具体实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为便于理解，下文结合车速限制方法和车速限制系统描述，有益效果不再重复论述。

该实施例提供一种车速限制系统，包括缓速器，还包括控制器以及与其连接的车速检测元件，车速检测元件将检测的车速信号输出至控制器。控制器内还预存限制车速，以及扭矩标定值和/或第一车速标定值，且控制器能够获取车速限制扭矩。控制器判断下述两条件中的至少一者满足时，输出控制信号以打开缓速器：

条件一、获取的车速限制扭矩小于扭矩标定值；

条件二、检测的车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。

扭矩标定值可以由试验确定，车速超过限制车速时，ECU经过PI闭环控制输出车速限制扭矩，车速限制扭矩应当为负值或是零，即发动机ECU已经不再喷油。则扭矩标定值最好设定为负值或零，结合试验确定最佳数据，车速限制扭矩小于扭矩标定值时，表明车速过高。

第一车速标定值同样可以由试验确定，当车速大于限制车速一定量时，可以反应出车辆的超速运行状态，则第一车速标定值可设定为正值。

综上分析，条件一和条件二均可以反应出车辆处于超速状态，当控制器判断出任一条件符合时，均可以输出打开缓速器的信号，以使缓速器工作，参与制动。缓速器的制动利用切割磁力线产生反向力矩，不易磨损，也不会造成系统发热。可见本实施例中由控制器根据车速或是车速限制扭矩自动开启缓速器，以便最大车速限制功能失效时，达到制动目的，提高车辆行驶安全，也避免了长期踩刹车。

显然，条件一和条件二同时满足可以更好地反映车辆的超速状态，即ECU已采取严格的喷油控制，但车速仍然过高。另外，相较于单独以车速作为判断条件，车速限制扭矩的判断更为可靠，因为车速限制扭矩由ECU根据限制车速和当前车速进行PI调节后得到，属于闭环控制，更能反应具体的超速工况。

进一步地，对于上述实施例还可以进一步改进。控制器还获取车速加速度并设定第一加速度标定值，除了满足上述条件一、条件二中的至少一者之外，还同时满足下述条件三时，才控制缓速器打开：

条件三、车速加速度大于第一加速度标定值。

当车速和/或限制车速扭矩达到上述条件时，表明车辆处于超速状态，车速加速度同时还大于第一加速度标定值时，则表明超速状态仍在继续并加剧，因此，更能表明当前工况的限速需求较为急迫。显然，第一加速度标定值为正值。相较于上述实施例，对于一些瞬间超速、或是正常的速度波动，并不打开限速器进行限速，以保证车辆的行驶稳定。

控制器获取的限制车速，为车辆所允许的最大车速。一般，车辆出厂时即设有有最大允许车速，可以将该车速作为限制车速参与上述的方法控制。该车速限制未对车辆工况作区分，在某些工况下，车速虽然未超出该最大允许车速，但依然存在驾驶安全隐患。为此，还可以由用户自行设定最大允许车速，具体地，可以根据车辆载重工况进行限速设置。

比如，根据车辆的载重情况，分为重载、中载、轻载，相应地设置出三种不同数值的载重限制车速，显然，由重载至轻载，对应的载重限制车速逐步增加。可以理解，并不限于三种载重限制车速，还可以采取其他方式，例如，根据载重多级设置，即每增加预定量载重，载重限制车速即降低一定量值。该种设置方式，使得限制车速可以根据载重变化，从而满足车速限制的灵活性，进一步提高行驶的安全性。

由于车辆出厂时会自设有最大允许车速，则控制器在选取限制车速时，可以选取下述两类中任一类车速作为限制车速：

第一类：车辆出厂时设定的最大允许车速；

第二类：根据车辆载重工况设定的载重限制车速。

第一类的限制车速出厂时即设定，控制器可以随时选取。而，第二类可以由用户自行设定和启动，比如路况比较稳定时，即使载重较大，可能也并无根据载重限制车速的必要，则不启动第二类限制车速，此时，控制器判断缓速器是否应当打开时，选取第一类即可。相应地，对于已经开启第二类的工况，则控制器选取第二类车速作为限制车速即可。实际操作中，可以于车辆上设置一使能开关，驾驶人员可通过使能开关激活第二类载重限制车速，控制器则选取激活后的第二类载重限制车速作为限制车速。

针对上述各实施例，还可以作出进一步优化。

缓速器不同档位产生的制动力有所差别，则控制器可以预先建立车速限制扭矩和缓速器档位的关系。该关系具体可以根据试验确定，或是通过模拟仿真等方式建立。其对应关系在于，在一车速限制扭矩下，对应档位的缓速器可以产生足够的制动力。

行驶中，控制器判断需要打开缓速器时，根据已经获取的车速限制扭矩以及其预先建立的关系，获取对应的缓速器档位，并控制缓速器处于该档位。

如此，缓速器可以产生与当前工况相适配的制动力，避免制动力不足或过大，以使制动平稳有效。

上述实施例主要针对于缓速器的打开控制，当制动达到限速目的时，驾驶人员可以自行关闭缓速器。当然，也可以对缓速器的关闭作出设计，以便缓速器可以根据工况自行关闭，实现全自动控制，也可提高安全性，避免人为操作失误或是对当前工况的误判。

具体地，控制器内可预先设定第二加速度标定值和/或第二车速标定值，当缓速器打开后，满足下述两条件中的至少一者时，即可关闭缓速器：

条件一、车速加速度小于第二加速度标定值；

条件二、车速小于限制车速和第二车速标定值的差。

条件一中，第二加速度标定值可以设定为负值或零，此条件成立，即表明车速在减小或不再增加，已达到一定的制动效果，则缓速器可以不再提供额外的制动力，由ECU进行正常的限速控制即可。

第二车速标定值为正值，则条件二成立时，表明当前车速已不再超速，则缓速器也可以不再提供额外的制动力，同样由ECU进行正常的限速控制即可。

当然，当两条件同时成立时，表明车速不但未处于超速状态，而且无增速的趋势，则能够更为准确地反应出此时车辆已处于较好的车速工况，不再需要制动。

可以继续参考图1理解，图1为本发明所提供车速限制方法一种具体实施例的流程图。

S1、开始；

S2、判断使能开关是否置位，是，则进入步骤S3，否，则进入步骤S8；

S3、以第二类限制车速为目标车速，输出车速限制扭矩；

S41、判断车速限制扭矩是否小于扭矩标定值，是，则进入步骤S42，否，则返回S41；

S42、判断车速是否大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和，是，则进入步骤S43，否，则返回S41；

S43、判断车速加速度是否大于第一加速度标定值，是，则进入步骤S5，否，则返回S41；

S5、根据车速限制扭矩获得对应缓速器档位，打开缓速器并使其处于该档位；

S61、判断车速加速度是否小于第二加速度标定值，是，则进入步骤S62，否，则返回S61；

S62、判断车速是否小于限制车速，是，则进入步骤S7，否，则返回步骤S61；

S7、关闭缓速器，进入步骤S9；

S8、以第一类限制车速为目标车速，输出车速限制扭矩，进入S41；

S9、结束。

图1所示实施例属于较为优选的方案，打开缓速器需要上述文中提到的车速、车速限制扭矩、车速加速度条件同时成立，即步骤S41、S42、S43，关闭缓速器则需要上文提到的车速、车速加速度条件同时成立，即步骤S61、S62，可以理解，S41、S42、S43、S61、S62的顺序并不受限制。

控制器获取车速加速度，且判断车速加速度小于第二加速度标定值和/或车速小于限制车速时，输出控制信号以关闭缓速器以上对本发明所提供的一种基于缓速器的车速限制方法以及车速限制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于缓速器的车速限制方法，其特征在于，如下：

获取车速限制扭矩并设定扭矩标定值，建立车速限制扭矩和缓速器档位的关系；车速限制扭矩为：车速超过限制车速时，ECU经过PI闭环控制输出的扭矩；

且满足下述条件时打开缓速器：

车速限制扭矩小于扭矩标定值；

并按照下述方式确定打开的缓速器的档位：

根据建立的车速限制扭矩和缓速器档位的关系以及当前的车速限制扭矩，获取对应的缓速器档位；

控制缓速器处于该档位。

2.如权利要求1所述的车速限制方法，其特征在于，还获取车速、限制车速并设定第一车速标定值；

打开缓速器还需要满足下述条件：

车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。

3.如权利要求1所述的车速限制方法，其特征在于，还获取车速加速度并设定第一加速度标定值，且同时满足下述条件时，打开缓速器：

车速加速度大于第一加速度标定值。

4.如权利要求1所述的车速限制方法，其特征在于，选取下述两类中任一类车速作为限制车速：

第一类：车辆出厂时设定的最大允许车速；

第二类：根据车辆载重工况设定的载重限制车速。

5.如权利要求1-4任一项所述的车速限制方法，其特征在于，获取车速加速度，设定第二加速度标定值和/或第二车速标定值，缓速器打开后，满足下述两条件中的至少一者时，关闭缓速器：

条件一、车速加速度小于第二加速度标定值；

条件二、车速小于限制车速和第二车速标定值的差。

6.一种车速限制系统，包括缓速器，其特征在于，还包括控制器以及与其连接的车速检测元件，所述控制器内预存扭矩标定值，以及车速限制扭矩和缓速器档位的关系，所述控制器能够获取车速限制扭矩；车速限制扭矩为：车速超过限制车速时，ECU经过PI闭环控制输出的扭矩；

且所述控制器判断下述条件满足时，输出控制信号以打开所述缓速器：

获取的车速限制扭矩小于扭矩标定值；

所述控制器控制缓速器打开时，根据获取的车速限制扭矩以及预存的车速限制扭矩和缓速器档位的关系，获取对应的缓速器档位，控制缓速器处于该档位。

7.如权利要求6所述的车速限制系统，其特征在于，所述控制器预存限制车速、第一车速标定值；

所述控制器还在判断下述条件满足时，打开缓速器：

检测的车速大于车辆的限制车速和第一车速标定值之和。

8.如权利要求6所述的车速限制系统，其特征在于，所述控制器还获取车速加速度，并预存第一加速度标定值，且所述控制器判断还在同时满足下述条件时，打开缓速器：

车速加速度大于第一加速度标定值。

9.如权利要求6所述的车速限制系统，其特征在于，所述控制器内预存的限制车速包括下述两类：

第一类：车辆出厂时设定的最大允许车速；

第二类：根据车辆载重工况设定的载重限制车速；

所述车速限制系统还包括限制车速的使能开关，所述控制器根据使能开关的输入指令确定选取第一类或第二类的车速作为限制车速。

10.如权利要求6-9任一项所述的车速限制系统，其特征在于，所述控制器预存有第二加速度标定值和/或第二车速标定值，所述控制器获取车速加速度；

且所述控制器判断下述两条件中的至少一者满足时，输出控制信号以关闭所述缓速器：

条件一、车速加速度小于第二加速度标定值；

条件二、车速小于限制车速和第二车速标定值的差。