CN106891723B - 车速调节方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种车速调节方法及***,涉及汽车技术,能够解决汽车行驶速度过快的问题。本发明的方法包括:获取车速阈值;基于车速阈值,生成车速调节信号;根据车速调节信号对车速进行调节。可以将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值范围内。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种车速调节方法及***。
背景技术
随着汽车的普及,人们的生活质量随之提高,但由此引发的各类交通事故也频频发生,事故的发生很大因素是由于行驶速度过快,故而现在很多道路进行了限速,并且安装了摄像头等电子设备进行监控,但事故仍时有发生,未能从根本上解决问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种车速调节方法和***,能够解决汽车行驶速度过快的问题。
本发明实施例提供的车速调节方法及***,通过获取车速阈值;基于车速阈值,生成车速调节信号;根据车速调节信号对车速进行调节。能够将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值范围内,从而可以避免汽车行驶速度过快的情况,进而可以提高驾驶汽车的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的车速调节方法的流程示意图;
图2A是本发明实施例一的车速调节方法的另一流程示意图;
图2B是本发明实施例二的车速调节方法的流程示意图;
图3是本发明实施例的车速调节***的结构示意图;
图4是本发明实施例的车速调节***的另一结构示意图。
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例提供一种车速调节方法,如图1所示,所述方法包括:
101、获取车速阈值。
本发明实施例提供的获取车速阈值的方式可以有以下三种:
方式一、车速阈值为用户设定的最大车速
用户通过一些设备向发动机电脑提供用户设定的最大车速(即用户期望的最大车速)。例如,用户可以在司机方便操作的位置(如:方向盘上或者前方的面板上或者车载收音机的面板上或者车载空调的面板上)安装限速旋钮或者按钮,通过模拟电路或者数字电路设置最大车速,然后通过连接线路发送给发动机电脑。或者,用户通过配置有信息输入面板的车载设备向发动机电脑提供用户设定的最大车速,车载设备可以是车载导航仪等,用户向车载设备的信息输入面板输入用户设定的最大车速后,车载设备再将该用户设定的最大车速通过数模转换,然后连接线路发送给发动机电脑。
方式二、车速阈值为车辆的当前所在路段的允许最高车速
按照我国的交通法规,路段通常会有法律规定的允许最高车速,车辆在路段上行驶时,不能超过所在路段的允许最高车速。本发明中,可以利用车载导航仪(或者利用手机导航***,通过设置专门的通信模块)从数据库中获取当前所在路段的允许最高车速,并将其输出给发动机电脑,将其作为车速阈值。
方式三、如果同时获取了用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速时,则对这两个值进行比较,将二者中较小的速度值确定为车速阈值。
该方式中,如果二者中较小的速度值为用户设定的最大车速,说明当前所在路段的允许最高车速大于用户设定的最大车速,此时,将用户设定的最大车速作为车速阈值,不仅能够避免超速行驶产生罚单、扣分的情况,而且还可控制车辆以不超过设定的最大车速前进;尤其对于新手司机,当设定了最大车速后,可以避免由于车感差导致猛踩油门的情况,还可以避免由于紧张误将油门当作刹车的情况,从而可以提高司机驾车的安全性。
如果二者中较小的速度值为当前所在路段的允许最高车速时,说明用户设定的最大车速都大于当前所在路段的允许最高车速,此时,将当前所在路段的允许最高车速作为车速阈值,能够避免超速行驶产生罚单、扣分的情况。
102、基于车速阈值,生成车速调节信号。
103、根据车速调节信号对车速进行调节。
对于本发明实施例,根据车速调节信号调节后的车速小于或等于该车速阈值。在本发明实施例中,可以通过喷油器对车速进行调节,具体可以对单位时间内的喷油量进行调节以实现车速调节。
与现有技术相比,本发明实施例能够将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值范围内,从而可以避免汽车行驶速度过快的情况,进而可以提高驾驶汽车的安全性。
下面以两个实施例来说明本发明实施例提供的车速调节方法。
实施例一
本实施例对应前述方式一或方式二。如图2A所示,所述方法可包括:
201、获取车速阈值。
其中,车速阈值可以是用户设定的最大车速,或者当前所在路段的允许最高车速。具体地,如果用户设定了最大车速,则车速阈值为用户设定的最大车速;如果用户未设定最大车速,则可获取当前所在路段的允许最高车速,并将其作为车速阈值。
202、获取油门踏板给定速度及当前车速。
其中,201和202是同时进行的,不分先后顺序。
其中,可以通过油门踏板传感器获取油门踏板给定速度,通过车速传感器获取当前车速。
在本发明实施例中,步骤202之后可以包括:基于油门踏板给定速度、当前车速及车速阈值,生成车速调节信号。
203、比较油门踏板给定速度与车速阈值之间的大小;
当油门踏板给定速度大于车速阈值时,将车速阈值作为目标车速;当油门踏板给定速度小于或等于车速阈值时,将油门踏板给定速度作为目标车速。
204、比较目标车速与当前车速之间的大小;
当目标车速大于当前车速时,生成包括目标车速的加速信号,继续步骤205;当目标车速小于当前车速时,生成包括目标车速的减速信号,继续步骤205;当目标车速等于当前车速时,不生成任何车速调节信号,返回步骤201。
205、实时获取当前车速及当前加速度。
206、根据目标车速与当前车速之间的差值、以及当前加速度,调节喷油量,以使得当目标车速与当前车速之间的差值为零时,当前加速度为零。
实施例二
本实施例二对应前述方式三。
如图2B所示,所述方法可包括:
301、获取用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速。
302、比较用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速的大小,将二者中取值较小的速度值确定为车速阈值。
303、比较油门踏板给定速度和车速阈值的大小,将二者中取值较小的速度值确定为目标车速。
304、比较目标车速与当前车速的大小;当目标车速大于当前车速时,生成包括目标车速的加速信号,继续步骤305;
当目标车速小于当前车速时,生成包括目标车速的减速信号,继续步骤305;
当目标车速等于当前车速时,不生成任何车速调节信号,返回步骤301。
305、实时获取当前车速及当前加速度。
306、根据目标车速与当前车速之间的差值、以及当前加速度,调节喷油量,以使得当目标车速与当前车速之间的差值为零时,当前加速度为零。
实际驾车过程中,当车速超过目标车速vmax时切断喷油装置,此时汽车仍然处于加速过程中,具备一定的加速度,因而存在实际车速超过目标车速的情况。为了保证汽车在一定的道路条件下以不超过目标车速vmax的速度稳定行驶,需要根据汽车当前行驶速度与目标车速的差值、以及当前加速度,实时调节喷油量,使之在加速过程中实际加速度不断减小,直至当车速达到目标速度时,加速度减小为0。
对于本发明实施例,喷油器喷油量、喷油时间和喷油器流量之间存在以下关系。
QΔf=Δto*Qf............................................(1)
Δto=f(n,Pm,δt)........................................(2)
其中,QΔf为喷油器喷油量,Qf为默认喷油器流量,Δto为喷油时间,n为发动机转速,Pm为进气管压力,δt为其他影响喷油时间的变量。其中,Qf通常保持不变。
从而有n=F(QΔf,δQ),又因为发动机转n速决定了汽车的加速度,因而存在这样的函数关系即
a=G(QΔf,δa).........................................(3)
其中,δQ为其他影响喷油器流量的变量,δa为其他影响加速度的变量。
根据油门动力学方程,如下:
其中,mcar为汽车质量,a为汽车纵向瞬间加速度,为发动机产生的牵引力,Rg为有效减速比,hr为有效转动半径,Te为发动机扭矩,kgmcargcos(θ)为汽车滚动阻力,kg为转动阻力系数,g为重力加速度,θ为行驶路面的坡度,为汽车空气阻力,kair为空气阻力系数,sfront为车辆前部与空气有效接触面积,v为汽车速度。
考虑到实际车辆存在一定的惯性加速度,故将上式改写为:
其中,τa为惯性时间系数。
综合后,形成如下如模型:
vk+1=vk+akΔt.........................................(6)
其中,Δt为感应器反馈两个前后速度之间的时间间隔。
ak+1=G(QΔf(k+1),δa)..........................................(8)
vk+1≤vmax.....................................................(9)
整理后,得:
QΔf(k+1)=G-1(vk,τa,θ,δQΔf)且vk+akΔt≤vmax...........................(10)
其中,δQΔf为其他影响喷油器喷油量的变量。
模型通过模糊神经网络算法学习获得迭代模型参数。在汽车处于加速的过程中,k时刻时速度为vk,在考虑加速惯性后,决定下一次喷油量QΔf(k+1)。当速度v不断增加向最高限速vmax逼近时,下一次喷油量会不断减少,加速度不断减少,直至速度等于vmax。
与现有技术相比,本发明实施例能够将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值范围内,从而可以避免汽车行驶速度过快的情况,进而可以提高驾驶汽车的安全性。
本发明又一实施例提供一种车速调节***,如图3所示,所述***包括:油门踏板传感器34、车速传感器35、发动机电脑31、和喷油器32,其中:
油门踏板传感器34,用于获取油门踏板给定速度;
车速传感器35,用于获取当前车速;
发动机电脑31,用于获取车速阈值,基于油门踏板给定速度、当前车速及车速阈值,生成车速调节信号;
喷油器32,用于根据车速调节信号对车速进行调节。
与现有技术相比,本发明实施例能够将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值的合理范围内,从而可以避免汽车行驶速度过快的情况,进而可以提高驾驶汽车的安全性。
在一个实施例中,发动机电脑31,还用于当所述车速阈值为用户设定的最大车速、或者当前所在路段的允许最高车速时,比较所述油门踏板给定速度与所述车速阈值之间的大小;当所述油门踏板给定速度大于所述车速阈值时,将所述车速阈值作为目标车速;当所述油门踏板给定速度小于或等于所述车速阈值时,将所述油门踏板给定速度作为目标车速;比较所述目标车速与当前车速之间的大小;当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
在一个实施例中,发动机电脑31,还用于获取用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速;比较所述用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述车速阈值;比较所述油门踏板给定速度和车速阈值的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述目标车速;比较所述目标车速与当前车速的大小;当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
在一个实施例中,如图4所示,所述***还可包括:
比较模块51,用于获取油门踏板给定速度、用户设定的最大车速(从限速旋钮或者有信息输入面板的车载设备等获取)和当前所在路段的允许最高车速(从车载导航仪或者手机导航***通过通信模块获取);比较油门踏板给定速度、用户设定的最大车速、当前所在路段的允许最高车速这三个速度值,确定出取值最小的速度值;将取值最小的速度值确定为目标车速,输出给发动机电脑;
发动机电脑31,还用于比较目标车速与当前车速的大小;当目标车速大于当前车速时,生成包括目标车速的加速信号;当目标车速小于当前车速时,生成包括目标车速的减速信号;当目标车速等于当前车速时,不生成任何车速调节信号。
在一个实施例中,发动机电脑31,还可用于实时获取当前车速及当前加速度,并根据目标车速与当前车速之间的差值、以及当前加速度,调节喷油量,以使得当目标车速与当前车速之间的差值为零时,当前加速度为零。
喷油器32,用于按照喷油量进行喷油。
与现有技术相比,本发明实施例能够将汽车的实际行驶速度控制在车速阈值范围内,从而可以避免汽车行驶速度过快的情况,进而可以提高驾驶汽车的安全性。
本发明实施例提供的车速调节***可以实现上述提供的方法实施例,具体功能实现请参见方法实施例中的说明,在此不再赘述。本发明实施例提供的车速调节方法及***可以适用于对汽车速度进行调节,但不仅限于此。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种车速调节方法,其特征在于,包括:
获取车速阈值;
基于所述车速阈值,生成车速调节信号;
根据所述车速调节信号对车速进行调节;
其中,所述根据所述车速调节信号对车速进行调节,包括:
实时获取当前车速及当前加速度;
根据目标车速与所述当前车速之间的差值、以及所述当前加速度,调节喷油量,以使得当所述目标车速与所述当前车速之间的差值为零时,所述当前加速度为零;
其中,喷油器喷油量、喷油时间和喷油器流量之间存在以下关系:
QΔf=Δto*Qf
Δto=f(n,Pm,δt)
其中,QΔf为喷油器喷油量,Qf为默认喷油器流量,Δto为喷油时间,n为发动机转速,Pm为进气管压力,δt为其他影响喷油时间的变量;其中,Qf通常保持不变;
从而有n=F(QΔf,δQ),又因为发动机转n速决定了汽车的加速度,因而存在这样的函数关系即
a=G(QΔf,δa)
其中,δQ为其他影响喷油器流量的变量,δa为其他影响加速度的变量;
根据油门动力学方程,如下:
其中,mcar为汽车质量,a为汽车纵向瞬间加速度,为发动机产生的牵引力,Rg为有效减速比,hr为有效转动半径,Te为发动机扭矩,kgmcargcos(θ)为汽车滚动阻力,kg为转动阻力系数,g为重力加速度,θ为行驶路面的坡度,为汽车空气阻力,kair为空气阻力系数,sfront为车辆前部与空气有效接触面积,v为汽车速度;
考虑到实际车辆存在一定的惯性加速度,故将上式改写为:
其中,τa为惯性时间系数;
综合后,形成如下如模型:
vk+1=vk+akΔt
其中,Δt为感应器反馈两个前后速度之间的时间间隔;
ak+1=G(QΔf(k+1),δa)
vk+1≤vmax
整理后,得:
且vk+akΔt≤vmax
其中,为其他影响喷油器喷油量的变量;
模型通过模糊神经网络算法学习获得迭代模型参数;在汽车处于加速的过程中,k时刻时速度为vk,在考虑加速惯性后,决定下一次喷油量QΔf(k+1);当速度v不断增加向最高限速vmax逼近时,下一次喷油量会不断减少,加速度不断减少,直至速度等于vmax。
2.根据权利要求1所述的车速调节方法,其特征在于,所述基于所述车速阈值,生成车速调节信号之前,还包括:
获取油门踏板给定速度及当前车速;
所述基于所述车速阈值,生成车速调节信号,包括:
基于所述油门踏板给定速度、所述当前车速及所述车速阈值,生成车速调节信号。
3.根据权利要求2所述的车速调节方法,其特征在于,
所述车速阈值为用户设定的最大车速、或者当前所在路段的允许最高车速;
所述基于所述油门踏板给定速度、所述当前车速及所述车速阈值,生成车速调节信号,包括:
比较所述油门踏板给定速度与所述车速阈值之间的大小;
当所述油门踏板给定速度大于所述车速阈值时,将所述车速阈值作为目标车速;当所述油门踏板给定速度小于或等于所述车速阈值时,将所述油门踏板给定速度作为目标车速;
比较所述目标车速与当前车速之间的大小;
当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;
当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;
当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述获取车速阈值,包括:
获取用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速;
比较所述用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述车速阈值;
所述基于所述车速阈值,生成车速调节信号,包括:
比较所述油门踏板给定速度和车速阈值的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述目标车速;
比较所述目标车速与当前车速的大小;
当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;
当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;
当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
5.一种车速调节***,其特征在于,包括:油门踏板传感器、车速传感器、发动机电脑、和喷油器,其中:
所述油门踏板传感器,用于获取油门踏板给定速度;
所述车速传感器,用于获取当前车速;
所述发动机电脑,用于获取车速阈值,基于所述油门踏板给定速度、所述当前车速及所述车速阈值,生成车速调节信号;
所述喷油器,用于根据所述车速调节信号对车速进行调节;
其中,所述发动机电脑,还用于实时获取当前车速及当前加速度,并根据目标车速与所述当前车速之间的差值、以及所述当前加速度,调节喷油量,以使得当所述目标车速与所述当前车速之间的差值为零时,所述当前加速度为零;
所述喷油器,用于按照所述喷油量进行喷油;
其中,喷油器喷油量、喷油时间和喷油器流量之间存在以下关系:
QΔf=Δto*Qf
Δto=f(n,Pm,δt)
其中,QΔf为喷油器喷油量,Qf为默认喷油器流量,Δto为喷油时间,n为发动机转速,Pm为进气管压力,δt为其他影响喷油时间的变量;其中,Qf通常保持不变;
从而有n=F(QΔf,δQ),又因为发动机转n速决定了汽车的加速度,因而存在这样的函数关系即
a=G(QΔf,δa)
其中,δQ为其他影响喷油器流量的变量,δa为其他影响加速度的变量;
根据油门动力学方程,如下:
其中,mcar为汽车质量,a为汽车纵向瞬间加速度,为发动机产生的牵引力,Rg为有效减速比,hr为有效转动半径,Te为发动机扭矩,kgmcargcos(θ)为汽车滚动阻力,kg为转动阻力系数,g为重力加速度,θ为行驶路面的坡度,为汽车空气阻力,kair为空气阻力系数,sfront为车辆前部与空气有效接触面积,v为汽车速度;
考虑到实际车辆存在一定的惯性加速度,故将上式改写为:
其中,τa为惯性时间系数;
综合后,形成如下如模型:
vk+1=vk+akΔt
其中,Δt为感应器反馈两个前后速度之间的时间间隔;
ak+1=G(QΔf(k+1),δa)
vk+1≤vmax
整理后,得:
且vk+akΔt≤vmax
其中,为其他影响喷油器喷油量的变量;
模型通过模糊神经网络算法学习获得迭代模型参数;在汽车处于加速的过程中,k时刻时速度为vk,在考虑加速惯性后,决定下一次喷油量QΔf(k+1);当速度v不断增加向最高限速vmax逼近时,下一次喷油量会不断减少,加速度不断减少,直至速度等于vmax。
6.根据权利要求5所述的车速调节***,其特征在于,
所述发动机电脑,还用于当所述车速阈值为用户设定的最大车速、或者当前所在路段的允许最高车速时,比较所述油门踏板给定速度与所述车速阈值之间的大小;当所述油门踏板给定速度大于所述车速阈值时,将所述车速阈值作为目标车速;当所述油门踏板给定速度小于或等于所述车速阈值时,将所述油门踏板给定速度作为目标车速;比较所述目标车速与当前车速之间的大小;当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
7.如权利要求5所述的车速调节***,其特征在于,
所述发动机电脑,还用于获取用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速;比较所述用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述车速阈值;比较所述油门踏板给定速度和车速阈值的大小,将二者中取值较小的速度值确定为所述目标车速;比较所述目标车速与当前车速的大小;当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
8.如权利要求5所述的车速调节***,其特征在于,所述***还包括:
比较模块,用于获取油门踏板给定速度、用户设定的最大车速和当前所在路段的允许最高车速;比较所述油门踏板给定速度、用户设定的最大车速、当前所在路段的允许最高车速这三个速度值,确定出取值最小的速度值;将所述取值最小的速度值确定为所述目标车速,输出给所述发动机电脑;
所述发动机电脑,还用于比较所述目标车速与当前车速的大小;当所述目标车速大于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的加速信号;当所述目标车速小于所述当前车速时,生成包括所述目标车速的减速信号;当所述目标车速等于所述当前车速时,不生成任何车速调节信号。
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