CN110667580A - 一种汽车防超速限速控制装置及控制方法 - Google Patents

一种汽车防超速限速控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种汽车防超速限速控制装置及控制方法，属于汽车主动安全技术领域，特别是涉及一种汽车防超速限速控制装置及控制方法。解决了现有汽车防超速报警系统无法主动对车辆进行控制的问题的问题。它包括车辆状态模块、驾驶输入模块、环境检测模块、车载ACC巡航系统、超速辨识模块、底盘制动系统和执行机构，所述车辆状态模块、驾驶输入模块和环境检测模块均分别与车载ACC巡航系统信号连接，所述车载ACC巡航系统与超速辨识模块相连，超速辨识模块用于对超速阈值进行分析，以及控制方法。它主要用于汽车的防超速限速控制。

Description

一种汽车防超速限速控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于汽车主动安全技术领域，特别是涉及一种汽车防超速限速控制装置及控制方法。
背景技术
中国交通法规明确规定汽车高速公路限速120km/h，车速超过132km/h将被罚款处理，但很多情况下，仍然有很多驾驶员违反国家交通法规超速驾驶造成很多重大交通事故。如果有一种汽车防超速报警控制系统，一方面可以警示驾驶员谨慎行驶，另一方面可以限制驾驶员的超速，使其车速控制在132km/h以下，就可以一定程度上降低交通事故的发生率。
现有的汽车防超速报警系统，是依靠传感器系统实时监视着汽车的行驶速度，如果行驶速度超过设置的数值，报警器开始报警，警告灯开始变亮，以声音提示驾驶员已经超速，需要及时减速，可以一定程度上减少因超速而发生的交通事故，但是该报警系统无法主动把车速始终控制在132km/h以下，无法从根本上杜绝高速上的超速行为。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种汽车防超速限速控制装置及控制方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车防超速限速控制装置，它包括车辆状态模块、驾驶输入模块、环境检测模块、车载ACC巡航系统、超速辨识模块、底盘制动系统和执行机构，所述车辆状态模块、驾驶输入模块和环境检测模块均分别与车载ACC巡航系统信号连接，所述车载ACC巡航系统与超速辨识模块相连，超速辨识模块用于对超速阈值进行分析，所述超速辨识模块与底盘制动系统相连，所述底盘制动系统与执行机构相连，所述执行机构与汽车相连，所述汽车的行驶状态信号传递给车辆状态模块。
更进一步的，所述执行机构与指示灯和报警器相连。
更进一步的，所述指示灯安装在汽车的仪表盘上，所述报警器与汽车的倒车雷达蜂鸣器共用。
更进一步的，所述车辆状态模块包括车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器，所述车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器均分别与车载ACC巡航系统信号连接。
更进一步的，所述车辆状态模块固定安装在车轮上方，并与轮胎流水槽正对。
更进一步的，所述驾驶输入模块采集加速踏板信号和制动踏板信号。
更进一步的，所述环境检测模块采集车头时距信号和交通堵塞信号。
更进一步的，所述执行机构包括独立制动模块和驱动控制模块，所述独立制动模块控制汽车的车速，所述驱动控制模块控制汽车的加速踏板。
本发明还提供了一种汽车防超速限速控制方法，它包括以下步骤：
步骤一：车辆状态模块将车速信号、制动压力信号、加速度信号、车辆位置信号和车轮转角信号传递至车载ACC巡航系统，驾驶输入模块将加速踏板信号和制动踏板信号传递至车载ACC巡航系统，环境检测模块将车头时距信号和交通堵塞信号传递至车载ACC巡航系统；
步骤二：车载ACC巡航系统将步骤一中采集的信号传递至超速辨识模块，超速辨识模块中的中央处理器对信号进行处理后进行阈值分析，将阈值分为三个层级，第一层级为轻微超速，超速范围为超速10％以内，第二层级为中等超速，超速范围为超速10％-20％，第三层级为严重超速，超速范围为超速20％以上；
步骤三：超速辨识模块将不同层级的信息传递至底盘制动系统，底盘制动系统将信息传递至相应的执行机构对车辆进行控制，当处于第一层级时，ACC开启，执行机构控制指示灯和警报器工作，当处于第二层级时，ACC开启，执行机构控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，当处于第三层级时，ACC关闭，执行机构控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，此时通过驱动控制模块对加速踏板进行控制，使加速踏板的加速动作无效，第二层级和第三层级与中央处理器互通讯连接，传递这两行驶状态信号；
步骤四：当车辆状态模块检测到汽车不超速行驶后，重复步骤一到步骤三。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有汽车防超速报警系统无法主动对车辆进行控制的问题。本发明基于车载ACC巡航系统，针对高速公路上，驾驶者不同的超速工况，构建超速辨识模块，利用该超速辨识模块设定不同的超速阈值，建立不同层级的超速报警方式，实现高速公路上的防超速控制，强迫驾驶者在高速公路上无法超速行驶，能够有效地减少高速公路上的违法超速行为。不同于现有的监测超速并处罚的方式，本发明通过高科技控制车速，从根源上减少超速的行为，智能化程度更高。
附图说明
图1为本发明所述的一种汽车防超速限速控制装置结构示意图；
图2为本发明所述的一种汽车防超速限速控制方法流程图；
图3为本发明所述的一种汽车防超速限速控制装置及控制方法实施方案图。
1-车辆状态模块，2-驾驶输入模块，3-环境检测模块，4-车载ACC巡航系统，5-超速辨识模块，6-底盘制动系统，7-执行机构，8-汽车。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
参见图1-3说明本实施方式，一种汽车防超速限速控制装置，它包括车辆状态模块1、驾驶输入模块2、环境检测模块3、车载ACC巡航系统4、超速辨识模块5、底盘制动系统6和执行机构7，所述车辆状态模块1、驾驶输入模块2和环境检测模块3均分别与车载ACC巡航系统4信号连接，所述车载ACC巡航系统4与超速辨识模块5相连，超速辨识模块5用于对超速阈值进行分析，所述超速辨识模块5与底盘制动系统6相连，所述底盘制动系统6与执行机构7相连，所述执行机构7与汽车8相连，所述汽车8的行驶状态信号传递给车辆状态模块1。
本实施例所述执行机构7与指示灯和报警器相连。所述指示灯安装在汽车8的仪表盘上，所述报警器与汽车8的倒车雷达蜂鸣器共用。所述车辆状态模块1包括车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器，所述车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器均分别与车载ACC巡航系统4信号连接。所述车辆状态模块1固定安装在车轮上方，并与轮胎流水槽正对。所述驾驶输入模块2采集加速踏板信号和制动踏板信号。所述环境检测模块3采集车头时距信号和交通堵塞信号。所述执行机构7包括独立制动模块和驱动控制模块，所述独立制动模块控制汽车8的车速，所述驱动控制模块控制汽车8的加速踏板。
当汽车8在高速公路上行驶时，汽车防超速限速控制装置能够接收到实时车速，发现车速超过法规时，一边示警驾驶员，一边把车速控制在132km/h以下，强行制止驾驶员的超速行为，减少违反交通法规的发生。车辆状态模块1主要有轮速传感器、汽车GPS定位系统、车轮转角传感器、控制器、探头保护罩壳、报警器、报警指示灯、车载网络数据线、安装支架。车辆状态模块1位置固定在车轮上方车架上，传感器有外壳保护，传感器探头及其控制电路固定与车轮上方合适位置，使探头正对轮胎流水槽。指示灯安装在仪表盘上。报警器可同倒车雷达蜂鸣器共用。通过采取调研、总体设计、硬件和软件设计、加装、测试、装置确定并应用这一系列方法来进行实施方案。
本发明还提供了一种汽车防超速限速控制方法，它包括以下步骤：
步骤一：车辆状态模块1将车速信号、制动压力信号、加速度信号、车辆位置信号和车轮转角信号传递至车载ACC巡航系统4，驾驶输入模块2将加速踏板信号和制动踏板信号传递至车载ACC巡航系统4，环境检测模块3将车头时距信号和交通堵塞信号传递至车载ACC巡航系统4；
步骤二：车载ACC巡航系统4将步骤一中采集的信号传递至超速辨识模块5，超速辨识模块5中的中央处理器对信号进行处理后进行阈值分析，将阈值分为三个层级，第一层级为轻微超速，超速范围为超速10％以内，第二层级为中等超速，超速范围为超速10％-20％，第三层级为严重超速，超速范围为超速20％以上；
步骤三：超速辨识模块5将不同层级的信息传递至底盘制动系统6，底盘制动系统6将信息传递至相应的执行机构7对车辆进行控制，当处于第一层级时，ACC开启，执行机构7控制指示灯和警报器工作，当处于第二层级时，ACC开启，执行机构7控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，当处于第三层级时，ACC关闭，执行机构7控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，此时通过驱动控制模块对加速踏板进行控制，使加速踏板的加速动作无效，第二层级和第三层级与中央处理器互通讯连接，传递这两行驶状态信号；
步骤四：当车辆状态模块1检测到汽车8不超速行驶后，重复步骤一到步骤三。
当阈值分析判断超速模式为第一层级轻微超速时，车辆系统ECU立即触发语音报警和危险指示灯报警电路，提醒驾驶员减速慢行；当阈值分析判断超速模式为第二层级中等超速时，车辆系统ECU发出指令给ACC系统在语音和灯光报警的同时进行限速行驶，限速实现由独立制动模块完成；当阈值分析判断超速模式为第三层级严重超速时，车辆系统ECU控制电动汽车的底盘制动系统6短时强制降速，限制车速在132km/h以下，此时驾驶员踩踏板加速无效，直到装置检测到汽车稳定行驶一定时间后，再循环重复上述第一层级或第二层级的控制。
以上对本发明所提供的一种汽车防超速限速控制装置及控制方法，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：它包括车辆状态模块(1)、驾驶输入模块(2)、环境检测模块(3)、车载ACC巡航系统(4)、超速辨识模块(5)、底盘制动系统(6)和执行机构(7)，所述车辆状态模块(1)、驾驶输入模块(2)和环境检测模块(3)均分别与车载ACC巡航系统(4)信号连接，所述车载ACC巡航系统(4)与超速辨识模块(5)相连，超速辨识模块(5)用于对超速阈值进行分析，所述超速辨识模块(5)与底盘制动系统(6)相连，所述底盘制动系统(6)与执行机构(7)相连，所述执行机构(7)与汽车(8)相连，所述汽车(8)的行驶状态信号传递给车辆状态模块(1)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述执行机构(7)与指示灯和报警器相连。
3.根据权利要求2所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述指示灯安装在汽车(8)的仪表盘上，所述报警器与汽车(8)的倒车雷达蜂鸣器共用。
4.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述车辆状态模块(1)包括车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器，所述车速传感器、制动压力传感器、加速度传感器、车辆定位器和车轮转角传感器均分别与车载ACC巡航系统(4)信号连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述车辆状态模块(1)固定安装在车轮上方，并与轮胎流水槽正对。
6.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述驾驶输入模块(2)采集加速踏板信号和制动踏板信号。
7.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述环境检测模块(3)采集车头时距信号和交通堵塞信号。
8.根据权利要求1所述的一种汽车防超速限速控制装置，其特征在于：所述执行机构(7)包括独立制动模块和驱动控制模块，所述独立制动模块控制汽车(8)的车速，所述驱动控制模块控制汽车(8)的加速踏板。
9.一种如权利要求1所述的汽车防超速限速控制装置的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一：车辆状态模块(1)将车速信号、制动压力信号、加速度信号、车辆位置信号和车轮转角信号传递至车载ACC巡航系统(4)，驾驶输入模块(2)将加速踏板信号和制动踏板信号传递至车载ACC巡航系统(4)，环境检测模块(3)将车头时距信号和交通堵塞信号传递至车载ACC巡航系统(4)；
步骤二：车载ACC巡航系统(4)将步骤一中采集的信号传递至超速辨识模块(5)，超速辨识模块(5)中的中央处理器对信号进行处理后进行阈值分析，将阈值分为三个层级，第一层级为轻微超速，超速范围为超速10％以内，第二层级为中等超速，超速范围为超速10％-20％，第三层级为严重超速，超速范围为超速20％以上；
步骤三：超速辨识模块(5)将不同层级的信息传递至底盘制动系统(6)，底盘制动系统(6)将信息传递至相应的执行机构(7)对车辆进行控制，当处于第一层级时，ACC开启，执行机构(7)控制指示灯和警报器工作，当处于第二层级时，ACC开启，执行机构(7)控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，当处于第三层级时，ACC关闭，执行机构(7)控制指示灯和警报器工作的同时，通过独立制动模块对车辆进行强制降速，此时通过驱动控制模块对加速踏板进行控制，使加速踏板的加速动作无效，第二层级和第三层级与中央处理器互通讯连接，传递这两行驶状态信号；
步骤四：当车辆状态模块(1)检测到汽车(8)不超速行驶后，重复步骤一到步骤三。
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