一種汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車主動安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)及 其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟發(fā)展與人類社會進步，汽車工業(yè)得到了巨大發(fā)展，汽車成為人們交通出 行必不可少的重要工具。但與此同時，交通事故發(fā)生率也在不斷升高，人類的生命財產(chǎn)安全 受到威脅，因此，提高汽車的安全性能至關(guān)重要。
[0003] 汽車安全技術(shù)又可分為主動安全技術(shù)和被動安全技術(shù)。被動安全是在事故發(fā)生過 程中或發(fā)生后起作用，主動安全則是預(yù)先防范，做到防患于未然，從根本上避免交通事故發(fā) 生。在交通事故中有很大一部分是由于汽車超速行駛引起的，而駕駛員在陌生的道路行駛 時并不能預(yù)知當(dāng)前道路限速是多少，另外，如果駕駛員動作不規(guī)范，也會造成汽車超速現(xiàn)象 發(fā)生，這就給交通事故埋下了隱患。因此，如果有一種主動安全技術(shù)，可以做到主動獲取當(dāng) 前道路的限制車速，并對車速進行自動控制，限制行車最高速度，便消除了汽車超速行駛的 隱患，對減少交通事故、保護乘客生命財產(chǎn)安全大有裨益。
[0004] 目前的某些常規(guī)限速裝置只能設(shè)定單一車速值，而道路環(huán)境是多變的，且同一條 道路在不同天氣、一天不同時間段的交通狀況不同，決定了這種定值的限速裝置適應(yīng)性差； 且常規(guī)限速裝置機構(gòu)復(fù)雜，通常要將限速裝置連接到節(jié)氣門或者油門拉桿上，對汽車改動 量大，影響發(fā)動機的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、對汽車改動量小的汽車油門主動干預(yù)安全 控制系統(tǒng)及其控制方法，它能夠動態(tài)實時地調(diào)整最高限制車速，即主動干預(yù)調(diào)整最高限制 車速，增強對道路環(huán)境的適應(yīng)性，可靠有效地起到限速功能。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0007] -種汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其包括車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)、油門限位控制 系統(tǒng)和油門開度控制系統(tǒng)；
[0008] 所述車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括車輛安裝的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過所述定位導(dǎo)航系統(tǒng)與 衛(wèi)星實時通訊；
[0009] 所述油門限位控制系統(tǒng)包括單片機、伺服電機1、限位凸輪5和凸輪位置傳感器， 其中，單片機接收來自車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)的信號，單片機連接并控制伺服電機1，伺服電機 1連接限位凸輪5,限位凸輪5與凸輪位置傳感器連接，凸輪位置傳感器監(jiān)測限位凸輪實際 轉(zhuǎn)角
[0010] 所述油門開度控制系統(tǒng)包括進行運算處理的電子控制單元ECU、油門踏板4和油 門踏板位置傳感器，其中，油門踏板4與油門踏板位置傳感器連接，油門踏板位置傳感器檢 測油門踏板位置轉(zhuǎn)角a th;
[0011] 油門踏板4安裝在車內(nèi)地板上，伺服電機1的輸出軸與限位凸輪5的安裝軸連接， 固定套筒3布置在聯(lián)動擺動件2上；聯(lián)動擺動件2的一端與油門踏板4通過軸剛性連接，聯(lián) 動擺動件2的另一端為自由端。
[0012] 所述限位凸輪5、聯(lián)動擺動件2和固定套筒3封裝集成為模塊。
[0013] 所述聯(lián)動擺動件2與油門踏板4的連接處設(shè)有鉸鏈6。
[0014] 在油門自然靜止?fàn)顟B(tài)下（沒有踩下），所述聯(lián)動擺動件2位于限位凸輪5的一側(cè)且 兩者相隔一定距離。
[0015] 所述油門踏板4采用擺線運動規(guī)律，限位凸輪5的理論廓線方程為：
[0016] X = Asin Θ - Lsin ( θ + φ 〇+φ)
[0017] y = Acos Θ - Lcos ( θ + φ 〇+φ)
[0018] 其中，以限位凸輪5轉(zhuǎn)動中心0為坐標(biāo)原點；A為0到油門踏板4轉(zhuǎn)軸的距離；Θ 為限位凸輪5轉(zhuǎn)過的角度；L為聯(lián)動擺動件2的旋轉(zhuǎn)中心點到聯(lián)動擺動件2與限位凸輪5的 接觸點之間的距離；ΦC 1為油門全開時聯(lián)動擺動件2與Y軸的夾角；Φ為聯(lián)動擺動件2的角 位移；
[0019] 其中，聯(lián)動擺動件2的推程為：
【主權(quán)項】
1. 一種汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其特征在于： 其包括車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)、油口限位控制系統(tǒng)和油口開度控制系統(tǒng)； 所述車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括車輛安裝的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，通過所述定位導(dǎo)航系統(tǒng)與衛(wèi)星 實時通訊； 所述油口限位控制系統(tǒng)包括單片機、伺服電機（1)、限位凸輪（5)和凸輪位置傳感器， 其中，單片機接收來自車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)的信號，單片機連接并控制伺服電機（1)，伺服電 機（1)連接限位凸輪巧），限位凸輪（5)與凸輪位置傳感器連接，凸輪位置傳感器監(jiān)測限位 凸輪實際轉(zhuǎn)角0 t; 所述油口開度控制系統(tǒng)包括進行運算處理的電子控制單元ECU、油口踏板（4)和油口 踏板位置傳感器，其中，油口踏板（4)與油口踏板位置傳感器連接，油口踏板位置傳感器檢 測油口踏板位置轉(zhuǎn)角a th; 油口踏板（4)安裝在車內(nèi)地板上，伺服電機（1)的輸出軸與限位凸輪巧）的安裝軸連 接，固定套筒（3)布置在聯(lián)動擺動件（2)上；聯(lián)動擺動件（2)的一端與油口踏板（4)通過軸 剛性連接，聯(lián)動擺動件（2)的另一端為自由端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述限位凸輪巧）、聯(lián)動擺動件（2)和固定套筒（3)封裝集成為模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述聯(lián)動擺動件（2)與油口踏板（4)的連接處設(shè)有較鏈化）。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其特征在于： 在油口自然靜止?fàn)顟B(tài)下（沒有踩下），所述聯(lián)動擺動件（2)位于限位凸輪（5)的一側(cè)且 兩者相隔一定距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述油口踏板（4)采用擺線運動規(guī)律，限位凸輪（5)的理論廓線方程為： X = Asin 白一Lsin (白 + 本 0+本） y = Acos 白一Lcos (白 + 本 0+ 本） 其中，W限位凸輪（5)轉(zhuǎn)動中屯、0為坐標(biāo)原點；A為0到油口踏板（4)轉(zhuǎn)軸的距離；0 為限位凸輪（5)轉(zhuǎn)過的角度；L為聯(lián)動擺動件（2)的旋轉(zhuǎn)中屯、點到聯(lián)動擺動件（2)與限位 凸輪妨的接觸點之間的距離；4。為油口全開時聯(lián)動擺動件似與Y軸的夾角；4為聯(lián)動 擺動件（2)的角位移； 其中，聯(lián)動擺動件（2)的推程為：
其中：4為聯(lián)動擺動件（2)的角位移；h為聯(lián)動擺動件（2)的最大轉(zhuǎn)角，也是油口踏板 (4)的開度范圍；0為限位凸輪（5)轉(zhuǎn)過的角度；〇為推程運動角； 回程為：
巫'為回程運動角。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在
于；包括w下步驟： a. 車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)利用車輛安裝的定位導(dǎo)航系統(tǒng)與衛(wèi)星進行實時通訊，從而計算 出車輛行駛過程中實時所處的地理位置，并與定位導(dǎo)航系統(tǒng)所存儲的電子地圖進行數(shù)據(jù)匹 配，捜索查詢當(dāng)前路段的最高限制車速VmJ言息，并將該最高限制車速V 言息提取，W信 號形式發(fā)送給油口限位控制系統(tǒng)； b. 油口限位控制系統(tǒng)的單片機接收來自車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸過來的最高限制車速 VmJ言號，根據(jù)最高限制車速Vm"與限位凸輪妨的轉(zhuǎn)角關(guān)系，根據(jù)當(dāng)前最高限制車速Vm"信 息，通過查表的方式，獲得限位凸輪（5)所需轉(zhuǎn)動的角位移，并形成控制指令，所輸出信號 即為限位凸輪巧）的目標(biāo)角位移0t，然后傳輸給伺服電機（1);伺服電機（1)按該信號帶 動限位凸輪（5)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的目標(biāo)位置角度，凸輪位置傳感器將監(jiān)測到的凸輪位置信號0 t 反饋給伺服電機（1); C.油口開度控制系統(tǒng)中，油口踏板位置傳感器將油口踏板位置轉(zhuǎn)角a th傳遞給ECU， ECU通過對該信號進行運算處理，判斷駕駛員意圖，油口踏板位置轉(zhuǎn)角a th先與油口踏板限 位轉(zhuǎn)角a r比較； 如果a th小于a t，即油口踏板（4)將要轉(zhuǎn)動的角度小于凸輪限制的踏板角度，ECU判 斷為正常輸出； 如果a th大于a t，即油口踏板（4)將要轉(zhuǎn)動的角度大于凸輪限制的油口踏板角度，ECU 將輸出限位凸輪巧）的油口踏板限位轉(zhuǎn)角Of,同時ECU發(fā)出報警信號； 當(dāng)曰th小于a t，ECU解除報警。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于： 在步驟b中，油口限位控制系統(tǒng)的單片機將車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸過來的最高限制車 速VmJ專輸?shù)剿欧姍C（1)，伺服電機（1)反轉(zhuǎn)帶動限位凸輪妨反轉(zhuǎn)，聯(lián)動擺動件似與限 位凸輪妨之間便留出空隙，該空隙為目前車速和最高限制車速Vma,之差，當(dāng)駕駛員加速， 使聯(lián)動擺動件（2)觸碰到限位凸輪（5)時，便不能再加速。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述汽車油口主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于： 在步驟b中，由于油口踏板位置轉(zhuǎn)角與限位凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系為a = f( 0 )，根據(jù)車輛基 本參數(shù)，通過發(fā)動機臺架試驗，得到最高限制車速Vma,與油口踏板位置轉(zhuǎn)角關(guān)系V = f ( a )， 可得最高限制車速Vmay與限位凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系V = f ( 0 );該最高限制車速Vm"與限位凸輪 (5)的轉(zhuǎn)角關(guān)系導(dǎo)入油口限位控制系統(tǒng)的單片機中，當(dāng)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)將最高限制車速信號 VmJ專輸?shù)接涂谙尬豢刂葡到y(tǒng)時，單片機便可W通過查表的方式，得到限位凸輪妨所需轉(zhuǎn) 角。
【專利摘要】本發(fā)明屬于汽車主動安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、對汽車改動量小的汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)及其控制方法，它能夠動態(tài)實時地調(diào)整最高限制車速，即主動干預(yù)調(diào)整最高限制車速，增強對道路環(huán)境的適應(yīng)性，可靠有效的起到限速功能。所述汽車油門主動干預(yù)安全控制系統(tǒng)包括車輛定位導(dǎo)航系統(tǒng)、油門限位控制系統(tǒng)和油門開度控制系統(tǒng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、智能控制的特點，可以單獨安裝在車上，對汽車的改動??；也可以集成到汽車導(dǎo)航系統(tǒng)或行車記錄儀中，具有市場推廣應(yīng)用價值。
【IPC分類】B60K26-00, B60K28-00
【公開號】CN104590022
【申請?zhí)枴緾N201510046586
【發(fā)明人】江發(fā)潮, 閆東翔
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月29日