一种汽车主动限速控制器

摘要

本发明公开了一种汽车主动限速控制器，包括AD转换模块、CAN接口模块、运算模块、DA转换模块、继电器、切换开关和语音提示模块。AD转换模块采集电子油门踏板信号；CAN接口模块读取车速和最高限速信号；运算模块计算油门修正量，并分别与电子油门踏板信号相加，得到修正后的电子油门信号；DA转换模块输出修正后的电子油门信号；继电器的常闭触点与电子油门踏板信号线相连，常开触点与DA转换模块的输出相连，控制线圈由切换开关控制；继电器的输出为汽车主动限速控制器最终的输出；语音提示模块根据超速情况，发出相应的语音提示。本发明通过减少对车辆的改造即可实现车辆的限速，并易于故障隔离。

权利要求

1.一种汽车主动限速控制器，是应用于配备有电子油门踏板和自动变速箱的汽车中，所述汽车主动限速控制器包括：AD转换模块、CAN接口模块，其特征是，所述汽车主动限速控制器还包括：运算模块、DA转换模块、继电器、切换开关S和语音提示模块；

所述AD转换模块有两个通道AD1和AD2，分别采集两路电子油门踏板模拟信号PPS1和PPS2并转换为两路数字信号；

所述CAN接口模块用于读取车速V和最高限速信号Vm并提供给所述运算模块；

所述运算模块根据所述车速V和最高限速信号Vm计算得到两路油门修正量，并分别与所述AD转换模块输出的两路数字信号相加，得到两路修正后的电子油门数字信号；

所述DA转换模块有两个通道DA1和DA2，并分别将所述两路修正后的电子油门数字信号转换为两路修正后的电子油门模拟信号后输出给所述继电器；

所述继电器有两组，每组各有一个常开触点和一个常闭触点，两组公用一个控制线圈；

所述继电器的两个常闭触点分别与所述两路电子油门踏板的信号线相连，两个常开触点分别与所述DA转换模块的两个通道DA1和DA2相连；所述继电器的输出PPS1’和PPS2’为所述汽车主动限速控制器最终的输出；所述继电器的控制线圈与所述切换开关S相连；

所述切换开关S闭合时，所述继电器的控制线圈通电，所述切换开关S断开时，所述继电器的控制线圈断电；

所述语音提示模块根据所述运算模块计算的第一路油门修正量的绝对值大小，发出相应的语音提示，所述第一路油门修正量的绝对值越大，语音提示的警告级别越高。

2.根据权利要求1所述的汽车主动限速控制器，其特征是：所述运算模块按如下步骤得到两路修正后的电子油门数字信号：步骤1、将最高限速Vm减去车速V得到差值；

步骤2、所述差值经过带输出限幅的比例调节器变换得到第一路油门修正量a，所述比例调节器的输出限幅为[-n,0]，n>0；

步骤3、所述AD转换模块输出的第二路数字信号除以所述AD转换模块输出的第一路数字信号得到比值k；

步骤4、将所述第一路油门修正量a乘以比值k，得到第二路油门修正量b；

步骤5、将所述第一路油门修正量a与所述AD转换模块输出的第一路数字信号相加，得到第一路修正后的电子油门数字信号；

步骤6、将所述第二路油门修正量b与所述AD转换模块输出的第二路数字信号相加，得到第二路修正后的电子油门数字信号。

说明书

一种汽车主动限速控制器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种汽车主动限速控制器，属于一种汽车主动安全装置。

背景技术

[0002] 交通法规对城市道路有严格的限速要求，超速行驶是一种交通违法行为，会对自己及其他交通参与者的生命财产安全造成较大威胁。有研究表明，在造成死亡的交通事故中，约30％与超速有关，在所有因素中排在第二位。

[0003] 现有的汽车主动限速方案，一般直接控制喷油量、油泵、节气门开度甚至ABS系统，这对车辆的改造较大，实施困难，且直接控制上述重要设备，一旦限速控制器失效，将造成极其严重的后果。

发明内容

[0004] 本发明为克服现有技术中的不足之处，提供一种汽车主动限速控制器，以期减少对车辆的改造即可实现车辆的限速，并易于故障隔离。

[0005] 为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

[0006] 本发明一种汽车主动限速控制器的特点是应用于配备有电子油门踏板和自动变速箱的汽车中，所述汽车主动限速控制器包括：AD转换模块、CAN接口模块、运算模块、DA转换模块、继电器、切换开关S和语音提示模块；

[0007] 所述AD转换模块有两个通道AD1和AD2，分别采集两路电子油门踏板模拟信号PPS1和PPS2并转换为两路数字信号；

[0008] 所述CAN接口模块用于读取车速V和最高限速信号Vm并提供给所述运算模块；

[0009] 所述运算模块根据所述车速V和最高限速信号Vm计算得到两路油门修正量，并分别与所述AD转换模块输出的两路数字信号相加，得到两路修正后的电子油门数字信号；

[0010] 所述DA转换模块有两个通道DA1和DA2，并分别将所述两路修正后的电子油门数字信号转换为两路修正后的电子油门模拟信号后输出给所述继电器；

[0011] 所述继电器有两组，每组各有一个常开触点和一个常闭触点，两组公用一个控制线圈；所述继电器的两个常闭触点分别与所述两路电子油门踏板的信号线相连，两个常开触点分别与所述DA转换模块的两个通道DA1和DA2相连；所述继电器的输出PPS1’和PPS2’为所述汽车主动限速控制器最终的输出；所述继电器的控制线圈与所述切换开关S相连；

[0012] 所述切换开关S闭合时，所述继电器的控制线圈通电，所述切换开关S断开时，所述继电器的控制线圈断电；

[0013] 所述语音提示模块根据所述运算模块计算的第一路油门修正量的绝对值大小，发出相应的语音提示，所述第一路油门修正量的绝对值越大，语音提示的警告级别越高。

[0014] 本发明所述的汽车主动限速控制器的特点也在于：所述运算模块按如下步骤得到两路修正后的电子油门数字信号：

[0015] 步骤1、将最高限速Vm减去车速V得到差值；

[0016] 步骤2、所述差值经过带输出限幅的比例调节器变换得到第一路油门修正量a，所述比例调节器的输出限幅为[-n,0]，n>0；

[0017] 步骤3、所述AD转换模块输出的第二路数字信号除以所述AD转换模块输出的第一路数字信号得到比值k；

[0018] 步骤4、将所述第一路油门修正量a乘以比值k，得到第二路油门修正量b；

[0019] 步骤5、将所述第一路油门修正量a与所述AD转换模块输出的第一路数字信号相加，得到第一路修正后的电子油门数字信号；

[0020] 步骤6、将所述第二路油门修正量b与所述AD转换模块输出的第二路数字信号相加，得到第二路修正后的电子油门数字信号。

[0021] 相对于现有技术，本发明的有益效果是：

[0022] 1、本发明控制器中继电器的两路触点具有并联的性质，从而能够方便的外挂在电子油门踏板的旁路，不用对车辆内部的重要零部件做改造，即可从技术上避免超速的发生，对于减少交通事故以及减少驾驶员因无意识的超速行为而遭受的惩罚都具有极大的帮助，且实施方便。

[0023] 2、本发明控制器中的切换开关，能够方便的将控制器开启或者关闭，驾驶员可以根据具体情况，自主选择是否开启限速功能。

[0024] 3、本发明控制器中的继电器的常闭触点与电子油门踏板直接相连，控制器关闭后，不会对车辆性能和驾驶感受造成任何影响。

[0025] 4、本发明运算模块的控制方法中，使用带输出限幅的比例调节器，且输出限幅为[-n,0]，这样当车速在最高限速以下，或者驾驶员主动松开油门踏板以降低车速时，控制器能迅速反应，控制器输出的修正后的电子油门踏板信号立即能随驾驶员的意图降低，从而使得驾驶员能够迅速对车速进行控制而不受控制器的干扰。

[0026] 5、众所周知，油门踏板两路信号之间的比例关系是发动机ECU判断油门踏板故障的重要依据，本发明控制器计算的两路油门踏板修正量与采集的油门踏板信号等比例，保持了油门踏板的故障模式，从而不影响发动机ECU对油门踏板故障的诊断。

[0027] 6、本发明语言提示根据修正量划分等级，能很好的反映驾驶员踩下油门踏板的开度超过合理值的幅度。

附图说明

[0028] 图1是本发明的系统结构图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

[0030] 本实施例中，一种汽车主动限速控制器，是应用于配备有电子油门踏板和自动变速箱的汽车中，如图1所示，汽车主动限速控制器包括：AD转换模块、CAN接口模块、运算模块、DA转换模块、继电器、切换开关S和语音提示模块；

[0031] AD转换模块有两个通道AD1和AD2，分别采集两路电子油门踏板模拟信号PPS1和PPS2并转换为两路数字信号；

[0032] CAN接口模块与车身CAN总线相连，用于从车身CAN总线读取车速V和最高限速信号Vm并提供给运算模块；其中Vm的获取方式一般有两种，一种是由车载导航仪输出到车身CAN总线，另一种是通过具备限速标志检测功能的车载摄像头检测限速标志，识别最高限速并输出到车身CAN总线。

[0033] 运算模块根据车速V和最高限速信号Vm计算得到两路油门修正量，并分别与AD转换模块输出的两路数字信号相加，得到两路修正后的电子油门数字信号；具体的说，是按如下步骤进行：

[0034] 步骤1、将最高限速Vm减去车速V得到差值；

[0035] 步骤2、差值经过带输出限幅的比例调节器变换得到第一路油门修正量a，比例调节器的输出限幅为[-n,0]，n>0，本实施例中n＝5；

[0036] 步骤3、AD转换模块输出的第二路数字信号除以AD转换模块输出的第一路数字信号得到比值k；

[0037] 步骤4、将第一路油门修正量a乘以比值k，得到第二路油门修正量b；这样就保证了修正前后的两路电子油门踏板信号保持相同的比例，众所周知，两路电子油门踏板的比例是判定电子油门踏板故障的重要依据，如此的处理实际上保持了电子油门踏板的故障模式，电子油门踏板自身的故障不因增加了限速控制器而消除，不影响发动机ECU对电子油门踏板的诊断。

[0038] 步骤5、将第一路油门修正量a与AD转换模块输出的第一路数字信号相加，得到第一路修正后的电子油门数字信号；

[0039] 步骤6、将第二路油门修正量b与AD转换模块输出的第二路数字信号相加，得到第二路修正后的电子油门数字信号。

[0040] 按上述的方法，当Vm>V，即车辆没有超速时，由于误差大于零，比例调节器的得到的控制量也大于零，进而被输出限幅到0，即不对原信号做任何修正，车速完全由驾驶员控制。当Vm

[0041] DA转换模块有两个通道DA1和DA2，并分别将两路修正后的电子油门数字信号转换为两路修正后的电子油门模拟信号后输出给继电器；

[0042] 继电器有两组，每组各有一个常开触点和一个常闭触点，两组公用一个控制线圈；继电器的两个常闭触点分别与两路电子油门踏板的信号线相连，两个常开触点分别与DA转换模块的两个通道DA1和DA2相连；继电器的输出PPS1’和PPS2’为汽车主动限速控制器最终的输出；继电器的控制线圈与切换开关S相连；S安装在方向盘或仪表板附近，以便于驾驶员操作。

[0043] 切换开关S闭合时，继电器的控制线圈通电，继电器触点连接DA1和DA2的输出，将经过修正的电子油门踏板信号输出给发动机ECU，达到限制车速的目的。当驾驶员需要临时提高车速超车时，可以关闭开关S，当切换开关S断开时，继电器的控制线圈断电，此时继电器的触点直接连接电子油门踏板未经修正的输出，由电子油门踏板直接控制车速，整个控制器被隔离，车速完全由驾驶员控制。

[0044] 语音提示模块根据运算模块计算的第一路油门修正量的绝对值大小，发出相应的语音提示，第一路油门修正量的绝对值越大，语音提示的警告级别越高。修正量的绝对值的大小，直接反映了驾驶员给出的电子油门踏板开度超出合理值的大小，运算模块以此为依据，控制语音提示模块，分级发出声音警告，提醒驾驶员减小电子油门踏板开度。