一种车辆自调整限速方法、限速系统及车辆

摘要

本发明涉及一种车辆自调整限速方法、限速系统及车辆，属于车辆速度控制技术领域，解决了目前车辆超速报警未考虑车辆载重和行车环境的问题，包括以下步骤：获取环境数据信息；根据获取的环境数据信息确定车辆行驶的工况；获取车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压；根据确定的踏板电压控制节气门的开度，采用本发明的方法，车辆限速考虑了车辆载重和行车环境等因素，充分考虑了经济效益与安全的平衡问题。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆自调整限速方法、限速系统及车辆。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

质量越大，物体惯性越大，当车辆载重过大时，车辆速度如果过高，当遇到紧急情况时，极易造成车辆侧翻、追尾等严重交通事故。为避免车辆载重过大时，驾驶员由于驾驶技术/疲劳驾驶/恶意报复而出现猛踩油门高速行驶造成严重安全隐患，当前车辆只是装有超速辅助警报系统，但是发明人发现，目前车辆的超速辅助报警系统只是针对车速进行提醒，设置阈值之后是不可变的，未与车辆载重、行车环境等因素进行关联，无法规避驾驶员自身的主观风险，也没有充分考虑到经济效益与安全驾驶的平衡问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种车辆自调整限速方法，将限速与车辆载重、行车环境等因素进行关联，充分考虑了经济效益和安全驾驶的平衡问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种车辆自调整限速方法，包括以下步骤：

获取环境数据信息；

根据获取的环境数据信息确定车辆行驶的工况；

获取车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压；

根据确定的踏板电压控制节气门的开度。

可选的，当判断车辆行驶工况为低速拥堵工况或者下坡工况时，将获取的车辆载重传感器采集的电压信号所对应的踏板电压和油门踏板传感器的电压信号所对应的踏板电压进行比较，选择较小的踏板电压来控制节气门。

可选的，当判断车辆行驶工况为中高速或上坡工况时，选择油门踏板传感器电压信号对应的踏板电压信号来控制节气门。

可选的，根据车辆行驶的历史环境数据信息得到车辆行驶的不同工况。

可选的，根据历史环境数据信息采用K-means聚类算法分类得到车辆行驶的不同工况。

可选的，所述环境数据包括车速、加速度、坡度及拥堵程度。

可选的，对车辆载重传感器获取的电压信号进行滤波、求平均值处理。

可选的，所述车辆载重传感器设置在车辆底盘的四个角及中间位置。

第二方面，本发明的实施例提供了一种车辆自调整限速系统，包括：

环境数据获取模块：用于获取环境数据信息；

车辆行驶工况确定模块：用于根据获取的环境数据信息确定车辆行驶的工况；

踏板电压获取模块：用于获取车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压；

控制模块：用于根据确定的踏板电压控制节气门的开度。

第三方面，本发明的实施例提供了一种车辆，其车辆底盘的中心及四个角位置处均安装有车辆载重传感器，还包括控制器，控制器分别与车辆载重传感器及车辆的GPS模块、坡度传感器、车速传感器及加速度传感器连接，所述控制器用于执行第一方面所述的车辆自调整限速方法。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的限速方法，通过获取环境数据，来判断车辆行驶工况，进而通过车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压信号，通过踏板电压来调节节气门开度，进而调节车速最高阈值，实现了根据车重和不同的行驶环境完成对车速最高阈值的动态调节规避了驾驶员的自身主观风险，由于车辆行驶工况为低速拥堵工况或者下坡工况时，选择较小的踏板电压来控制节气门开度，会降低车速最高阈值，保证了安全驾驶，当行驶工况为中高速或者上坡时，直接采用油门踏板传感器电压信号对应的踏板电压信号来调节节气门开度，最高车速阈值根据实际驾驶需求决定，保证了车辆行驶动力性，不仅有效的提高了车辆的行驶安全，同时避免了因为单一车辆载重限速带来的经济效益损失。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本发明实施例1方法流程示意图；

图2是本发明实施例1低速拥堵工况车速示意图；

图3是本发明实施例1中速行驶工况车速示意图；

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种车辆自调整限速方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：获取环境数据信息。

具体的，获取的环境数据信息包括车辆行驶过程中的车速信息、加速度信息、坡度信息及拥堵程度信息。

车速信息通过安装在车辆的车速传感器获取，加速度信息通过安装在车辆的加速度传感器获取，坡度信息通过安装在车辆的坡度传感器获取，拥堵程度通过GPS定位模块获取。

步骤2：根据获取的环境数据信息确定车辆行驶的工况

本实施例中，车辆行驶工况分为低速拥堵工况、中速工况、高速工况、上坡及下坡等各种工况。

具体的，给予物流车从两个城市之间来回的一种通勤工况，其中包含一端高速路工况，速度设定范围：

低速工况：0-50km/h；中速：50-90km/h；高速：90-130km/h。

使用车速传感器，坡度传感器等采集的数据，判断当车速处于低速路段，目标车与前后车的间距小于第一设定值k，且目标车车速低于20km/h或为0km/h的次数大于第二设定值m，认定此时处于拥堵工况，不能直接响应油门踏板传感器的输出信号控制车速，需要根据载重和下述的限速策略控制车速，如果目标车速一直在50-90km/h，偶尔出现车速为0，则认为处于中速工况，还需要根据坡度传感器判断处于上坡还是下坡，如果是上坡，则直接响应油门踏板传感器输出信号来控制车速，如果是下坡，需要根据载重和下述的限速策略控制车速，如果车速一直处于高速工况，则为了燃油经济性，只要不处于下坡，则不需要根据载重和下述的限速控制策略控制车速。

低速拥堵工况如图2所示，中速工况如图3所示，其中纵坐标代表车速，横坐标代表车速拥堵因子，大于100代表拥堵严重。

每种工况对应的环境数据信息预先获取，具体的：

通过GPS定位模块、坡度传感器、车速传感器及加速度传感器等采集到车辆形式的通勤历史工况数据，有车速、加速度、坡度以及行驶工况的拥堵程度等，将采集到的历史环境数据通过K-means聚类算法进行处理和分析，分类出低速拥堵工况、中速工况、高速工况、上坡及下坡等各种工况。

因此可以得到每种工况对应的环境数据，因此通过实时采集环境数据，可以得到对应的车辆行驶工况。

步骤3：获取车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压。

本实施例中，在车辆底盘的四个角处和中心位置均安装车辆载重传感器，车辆载重传感器采用压力传感器，用于采集车辆的载重信息，油门踏板传感器使用车辆上现有的油门踏板传感器即可。压力传感器和油门踏板传感器均实时采集得到一个电压信号。

压力传感器采集得到的电压信号对应一个踏板电压，压力传感器的电压信号对应的踏板电压可预先获取，即预先建立不同的压力传感器电压信号与踏板电压的对应关系。

本实施例中，需要对压力传感器采集的电压信号进行处理，包括滤波、求平均值，以保证采集结果的准确性。

获取到压力传感器对应的踏板电压及油门踏板传感器对应的踏板电压后，对两个踏板电压进行比较，结合步骤2获取的车辆行驶工况，输出最终的踏板电压作为电压阈值。

踏板电压的最终电压阈值的限制策略具体为：

当判断车辆行驶工况为低速拥堵工况或者下坡工况时：

对压力传感器电压信号对应的踏板电压和油门踏板传感器电压信号对应的踏板电压进行比较，选择其中的较小值最为最终的电压阈值进行输出，加入了基于压力传感器的限制策略。

由于低速拥堵工况或者下坡工况时，为了安全驾驶，需要根据不同的载重进行限速，因此选择较小的踏板电压进行输出，当压力传感器对应的踏板电压较低时，实现了根据载重进行限速，避免了载重过大、车速过高时造成的车辆侧翻、追尾等严重的交通事故。此时，由于踏板电压的电压阈值受压力传感器采集电压信号限制，因此即使驾驶员由于驾驶技术或疲劳驾驶或恶意报复而出现猛踩油门现象，节气门也不会因为油门而改变开度，而是受电压传感器限制即车辆载重限制，避免了安全隐患。

当判断车辆行驶工况为中高速工况而且非下坡工况、或者车辆行驶工况为上坡工况时：

为保证车辆行驶的动力性，直接将油门踏板传感器采集的电压信号对应的踏板电压作为最终的电压阈值进行输出，无需加入基于压力传感器的限制策略。

此时最高车速阈值根据实际驾驶需求决定，不受载重限制，避免了一直因为载重限制输出扭矩导致的经济效益损失。

采用上述控制策略，可以保证车辆载重的情况下，在交通拥堵路段和下坡工况，会降低速度最高阈值；在交通通畅区域或高速工况，最高速度阈值根据实际驾驶需求决定，不仅有效的提高了车辆的行驶安全，同时避免了因为单一车辆载重限速带来的经济效益损失。

步骤4：根据确定的踏板电压控制节气门的开度，进而实现根据车重和不同的行驶环境完成对车速最高阈值的动态调节。

具体的，踏板电压的压力信号发送至ECU，ECU综合当前车速、车距、节气门开度、发动机转速等信息，计算出节气门的最佳开度，ECU控制节气门伺服电机输出扭矩，不断调节电子节气门开度，节气门位置传感器将节气门位置信号反馈给ECU形成闭合控制，最终使电子节气门稳定至最佳开度。

上述控制节气门开度的方法采用现有方法即可，其具体控制步骤和方法在此不进行详细叙述。

实施例2

本实施例提供了一种车辆自调整限速系统，包括：

环境数据获取模块：用于获取环境数据信息；

车辆行驶工况确定模块：用于根据获取的环境数据信息确定车辆行驶的工况；

踏板电压获取模块：用于获取车辆载重传感器的电压信号和油门踏板传感器的电压信号，结合获取的车辆行驶工况确定踏板电压；

控制模块：用于根据确定的踏板电压控制节气门的开度。

其中，踏板电压获取模块包括对比模块和踏板电压输出模块，其中对比模块用于比较压力传感器采集的电压信号对应的踏板电压和油门踏板传感器采集电压信号对应的踏板电压的大小，踏板电压输出模块用于结合判断的车辆行驶工况输出踏板电压作为控制节气门开度的电压阈值。

实施例3

本实施例提供了一种车辆，车辆安装有GPS定位模块、车速传感器、加速度传感器，坡度传感器，油门踏板传感器，车辆底盘的四个角及中心位置均安装有压力传感器，压力传感器用于采集车辆的载重信息。

车辆还包括控制器，控制器采用ECU，控制器分别与GPS定位模块、车速传感器、加速度传感器及压力传感器信号连接，控制器还与节气门伺服电机控制器连接，能够通过节气门伺服电机控制器控制节气门伺服电机动作，进而控制节气门的开度。

本实施例中，控制器用于执行实施例1所述的车辆自调整限速方法，具体的：

车辆行驶过程中，GPS定位模块、车速传感器、加速度传感器、坡度传感器实时采集环境信息并传送给ECU，ECU根据预先存入的不同车辆行驶工况判断当前的车辆行驶工况。

压力传感器及油门踏板传感器将采集的压力信号实时传输给ECU。

当ECU判断车辆处于低速拥堵或下坡工况时，ECU比较压力传感器电压信号对应的踏板电压与油门踏板传感器电压对应的踏板电压的大小，选择较小的踏板电压作为控制节气门开度的电压阈值，ECU根据此电压阈值控制节气门伺服电机控制器，进而控制节气门的开度。

当ECU判断车辆处于中高速工况或上坡工况时，ECU直接选择油门踏板传感器电压信号对应的踏板电压作为控制节气门开度的电压阈值，ECU根据此电压阈值控制节气门伺服电机控制器，进而控制节气门的开度。

根据不同工况信息实时介入压力传感器和油门踏板电压限制策略，保证车辆行驶安全性和经济效益的双重优势。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。