基于卫星定位的高速公路限速巡航系统及巡航方法
【专利摘要】本发明公开了基于卫星定位的高速公路限速巡航系统及巡航方法，巡航控制模块，用于产生请求信号并输入给信号采集处理模块，同时，巡航控制模块还将请求信号输送至卫星定位模块；卫星定位模块将车辆的位置信号输送至信号采集处理模块，信号采集处理模块将将采集的请求信号及车辆的位置信号进行处理后将控制信号传递给整车模块，整车模块将车辆的当前状态信息传递给信号采集模块，作为控制信号的修正量，可以减少车辆在遇到前方限速而频繁切换巡航模式的问题，也有效减轻了驾驶员较长时间驾驶所带来的疲劳驾驶和安全问题，车辆在巡航过程中自动控制发动机供油量和均匀车速，保证了车辆的动力性和经济性。
【专利说明】
基于卫星定位的高速公路限速巡航系统及巡航方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种基于卫星定位的高速公路限速巡航系统及巡航方法。
【背景技术】
[0002]汽车巡航控制系统就是可使汽车工作在发动机有利转速范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。
[0003]在大陆型的国家，驾驶汽车长途行驶的机会较多，而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少，较能以稳定的车速行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时，久之脚就容易感到疲劳，导致驾驶员精力不集中，存在安全隐患。汽车巡航控制系统的作用就是按司机所要求的速度闭合开关之后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。采用了这种装置，当在高速公路上长时间行车后，司机就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以节省燃料。
[0004]近来，由于高速安全事故频发，交通法规对于高速超速的处罚也越来越严格。而且我国针对不同的高速路况又有不同的限速规定，比如隧道、隧道群限速值一般按照80公里/小时，事故多发路段限速值一般低于主线高速20公里/小时，司机有可能由于疏忽等原因而超速。此外，车辆也不能一直运行在一般巡航模式下，巡航模式并没有真正的实现巡航。
【发明内容】
[0005]为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于卫星定位的高速公路限速巡航系统及巡航方法，该系统在车辆启动时开始接收来自的卫星的车辆定位信息，始终将当前车速与数据库中相应位置前方一定距离(一般为500米内)内的限速值相比较，若判断前方有限速要求，则车辆自行减速至规定车速的90%，无需驾驶员做减速动作，在保障安全车速的同时也避免了因超速而带来的经济损失，同时也省去了安装驾驶安全预警仪(俗称“电子狗”)的成本。
[0006]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0007]基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，包括:
[0008]巡航控制模块，用于产生请求信号并输入给信号采集处理模块，同时，巡航控制模块还将请求信号输送至卫星定位模块；
[0009]卫星定位模块将车辆的位置信号输送至信号采集处理模块，信号采集处理模块将将采集的请求信号及车辆的位置信号进行处理后将控制信号传递给整车模块，整车模块将车辆的当前状态信息传递给信号采集模块，作为控制信号的修正量；
[0010]车辆进入巡航模式时，车辆进入巡航模式时，信号采集处理模块开始持续的采集车辆的位置信号，将车辆的当前的瞬时车速与数据库中车辆当前位置前方设定距离内的高速限速数据进行对比，如果小于该值，则车辆保持现有车速持续运行；如果大于该值，则通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据。
[0011]进一步的，所述基于卫星定位的高速公路限速巡航系统还包括显示模块，所述信号采集处理模块与显示模块相连，在显示模块中奖显示信号进行显示。
[0012]进一步的，所述巡航控制模块包括控制巡航系统的“开/关”按钮，“加速”按钮和“减速”按钮，上述按钮分布在方向盘上，上述按钮用于产生请求信号输入给信号采集处理丰旲块。
[0013]进一步的，所述信号采集处理模块分别采集来自巡航控制模块的请求信号和来自卫星定位模块的车辆位置信号，并结合整车模块的状态反馈信号得出准确的动作指令并转换为满足CAN总线协议的控制信号，通过车载CAN总线连接到整车模块。
[0014]进一步的，所述整车模块包括动力总成系统和制动系统，动力总成系统接收来自CAN总线的指令，调整发动机进行相应的动作，制动系统接受来自信号处理模块的控制信号进行制动动作或无动作。
[0015]进一步的，所述整车模块将车辆的油门位置、档位信息、瞬时车速和瞬时油耗信息作为状态反馈信号输入给信号处理模块;所述状态反馈信号将作为调整控制信号的修正量。
[0016]进一步的，所述动力总成系统包括发动机管理系统和变速箱系统，两者在接受到来自CAN总线的控制信号后，发动机管理系统的ECU根据信号指令并配合变速箱系统，结合车辆当前车速、油耗状态信息调整发动机的喷油量，供油提前角信息，使动力总成满足要求。
[0017]进一步的，所述显示模块整合在整车的仪表盘上，为一盏LED灯，将车辆当前是否处于巡航状态直观的在仪表盘上。
[0018]进一步的，所述车辆进入巡航模式时，通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据，并减少发动机供油量和降低档位，使输出转速与车辆转速相匹配。
[0019]一种基于卫星定位的高速路况限速巡航系统的巡航方法，包括以下步骤:
[0020]步骤(I):车辆启动时按下位于方向盘上的“开/关”按钮，将巡航系统开启的请求信号输入给卫星定位模块和信号采集处理模块；
[0021]步骤(2):信号采集处理模块记录当前动力总成系统提供的油门位置信号和档位信号，并将该信号作为控制信号持续输入给整车模块；
[0022]步骤(3):车辆进入巡航模式，信号采集处理模块开始持续的采集车辆位置信号，将当前的瞬时车速与数据库中车辆当前位置前方设定距离内的高速限速数据进行对比，如果小于该值，则车辆保持现有车速持续运行;如果大于该值，则通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据，并减少发动机供油量和降低档位，使输出转速与车辆转速相匹配；
[0023]步骤(4):当再次按下位于方向盘上的“开/关”按钮时，停机信号传递给信号采集处理模块和卫星定位模块，车辆进入驾驶员驾驶模式。
[0024]进一步的，若车辆在运行过程中，按动方向盘上的“加速”按钮，加速的请求信号则输入到信号采集处理模块，该模块根据请求信号，通过增加供油量和提高档位，并结合整合模块返回的状态反馈信号进行调节，使车速稳定在目标位置。
[0025]进一步的，若车辆在运行过程中，司机想降低车辆的巡航车速，按动方向盘上的“减速”按钮，减速的请求信号则输入到信号采集处理模块，该模块根据请求信号，减少供油量和降低，并结合整合模块返回的状态反馈信号进行调节，使车速稳定在目标位置。
[0026]本发明的有益效果:
[0027]本发明可以实现车辆在高速公路上行驶时，开启巡航模式，并且检测前方是否需要限速并自动将车速降到限定值90%，可以减少车辆在遇到前方限速而频繁切换巡航模式的问题，也有效减轻了驾驶员较长时间驾驶所带来的疲劳驾驶和安全问题，在保障安全车速的同时也避免了因超速而带来的经济损失。车辆在巡航过程中自动控制喷油量和均匀车速，保证了车辆的动力性和经济性。
【附图说明】
[0028]图1为本发明所述基于卫星定位的高速路况限速巡航系统的控制原理结构图。【具体实施方式】:
[0029]下面结合附图对本发明进行详细说明:
[0030]如图1所示，本发明所述的基于卫星定位的高速路况限速巡航系统，包括:巡航控制模块、卫星定位模块、信号采集处理模块、整车模块和显示模块;信号采集处理模块采集来自巡航控制模块的司机的请求信号;信号采集处理模块采集来自卫星定位模块的车辆位置信号;信号采集处理模块将采集到的信号处理后，将控制信号传递给整车模块，将显示信号传递给仪表盘上的显示模块;卫星定位模块采集巡航控制模块的巡航系统开关信号;整车模块将车辆的当前状态信息传递给信号采集模块;卫星定位模块接收卫星所发出的信号，利用这些信号进行定位，并将位置信息输入给信号采集处理模块;信号采集处理模块得出准确的动作指令并转换为满足CAN总线协议的控制信号，通过车载CAN总线连接到整车模块动力总成系统和制动系统;整车模块包括动力总成系统和制动系统，动力总成系统调整发动机进行相应的动作，制动系统进行制动动作或无动作;整车模块将车辆的油门位置、档位信息、瞬时车速和瞬时油耗等信息作为状态反馈信号输入给信号处理模块;所述状态反馈信号将作为调整控制信号的修正量;动力总成系统包括发动机管理系统和变速箱系统，两者接收到来自CAN总线的控制信号，发动机管理系统的ECU根据信号指令并配合变速箱系统，结合车辆当前车速、油耗等状态信息调整发动机的喷油量，供油提前角等信息，使动力总成满足要求;显示模块接收来自信号处理模块的显示信息，该模块整合在整车的仪表盘上，为一盏LED灯，将车辆当前是否处于巡航状态直观的在仪表盘上。所述卫星定位模块接收来自巡航控制模块的开关信号，根据信号自主切换该卫星定位模块的工作和待机状态。
[0031]以下对基于本发明所述基于卫星定位的高速路况限速巡航系统的具体过程进行说明，包括以下步骤:
[0032]步骤(I):司机驾驶载有该系统的车辆行驶在高速路上时，可通过油门档位等选择合适自己的车速，并按下方向盘上的“开/关”按钮，此时限速巡航系统开启的请求信号输入给卫星定位模块和信号采集处理模块，两者由待机进入工作状态；
[0033]步骤(2):信号采集处理模块记录当前动力总成系统提供的油门位置信号和档位信号，并将该信号作为控制信号持续输入给整车模块。系统稳定之后，位于仪表盘上的巡航运行LED等常亮，司机即可解放双脚，车辆进入巡航模式；
[0034]步骤(3):车辆进入巡航模式后，信号采集信号开始持续的采集卫星定位模块传来的车辆位置信号，将车辆位置信号进行均值滤波处理，在数据库(该数据库综合多家权威地图采集处理公司的最新数据，包括位置信息和当前位置所处路段的限速数据)中查询当前位置前方500米内的高速限速数据，并进行对比，如果小于该值，则车辆保持现有车速持续运行;如果大于该值，则通过开启车辆制动系统使车速自动缓慢降低并在到达限速要求点之前使车速达到要求车速的90%，并减少发动机供油量和降低档位，使输出转速与车辆转速相匹配；
[0035]步骤(4):若车辆在运行过程中，司机想提高(或降低)车辆的巡航车速，不必关闭巡航系统，按动方向盘上的“加速”(或“减速”)按钮，加速(或减速)的请求信号则输入到信号采集处理模块，该模块根据请求信号，通过增加(或减少)供油量和提高(或降低)档位，并结合整合模块返回的状态反馈信号进行适当调节，使车速稳定在驾驶员的目标位置；
[0036]步骤(5):当驾驶员再次按下位于方向盘上的“开/关”按钮时，停机信号传递给信号采集处理模块和卫星定位模块，两者由工作状态进入待机状态，仪表盘上的巡航系统LED灯熄灭，车辆进入驾驶员驾驶模式。
[0037]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。
【主权项】
1.基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，包括: 巡航控制模块，用于产生请求信号并输入给信号采集处理模块，同时，巡航控制模块还将请求信号输送至卫星定位模块； 卫星定位模块将车辆的位置信号输送至信号采集处理模块，信号采集处理模块将将采集的请求信号及车辆的位置信号进行处理后将控制信号传递给整车模块，整车模块将车辆的当前状态信息传递给信号采集模块，作为控制信号的修正量； 车辆进入巡航模式时，车辆进入巡航模式时，信号采集处理模块开始持续的采集车辆的位置信号，将车辆的当前的瞬时车速与数据库中车辆当前位置前方设定距离内的高速限速数据进行对比，如果小于该值，则车辆保持现有车速持续运行；如果大于该值，则通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据。2.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述基于卫星定位的高速公路限速巡航系统还包括显示模块，所述信号采集处理模块与显示模块相连，在显示模块中奖显示信号进行显示。3.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述巡航控制模块包括控制巡航系统的“开/关”按钮，“加速”按钮和“减速”按钮，上述按钮分布在方向盘上，上述按钮用于产生请求信号输入给信号采集处理模块。4.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述信号采集处理模块分别采集来自巡航控制模块的请求信号和来自卫星定位模块的车辆位置信号，并结合整车模块的状态反馈信号得出准确的动作指令并转换为满足CAN总线协议的控制信号，通过车载CAN总线连接到整车模块。5.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述整车模块包括动力总成系统和制动系统，动力总成系统接收来自CAN总线的指令，调整发动机进行相应的动作，制动系统接受来自信号处理模块的控制信号进行制动动作或无动作。6.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述整车模块将车辆的油门位置、档位信息、瞬时车速和瞬时油耗信息作为状态反馈信号输入给信号处理模块;所述状态反馈信号将作为调整控制信号的修正量。7.如权利要求5所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述动力总成系统包括发动机管理系统和变速箱系统，两者在接受到来自CAN总线的控制信号后，发动机管理系统的ECU根据信号指令并配合变速箱系统，结合车辆当前车速、油耗状态信息调整发动机的喷油量，供油提前角信息，使动力总成满足要求。8.如权利要求2所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述显示模块整合在整车的仪表盘上，为一盏LED灯，将车辆当前是否处于巡航状态直观的在仪表盘上。9.如权利要求1所述的基于卫星定位的高速公路限速巡航系统，其特征是，所述车辆进入巡航模式时，通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据，并减少发动机供油量和降低档位，使输出转速与车辆转速相匹配。10.利用权利要求1-9任一所述的一种基于卫星定位的高速路况限速巡航系统的巡航方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤(I):车辆启动时按下位于方向盘上的“开/关”按钮，将巡航系统开启的请求信号输入给卫星定位模块和信号采集处理模块； 步骤(2):信号采集处理模块记录当前动力总成系统提供的油门位置信号和档位信号，并将该信号作为控制信号持续输入给整车模块； 步骤(3):车辆进入巡航模式，信号采集处理模块开始持续的采集车辆位置信号，将当前的瞬时车速与数据库中车辆当前位置前方设定距离内的高速限速数据进行对比，如果小于该值，则车辆保持现有车速持续运行;如果大于该值，则通过开启车辆制动系统使车速小于高速限速数据，并减少发动机供油量和降低档位，使输出转速与车辆转速相匹配； 若车辆在运行过程中，按动方向盘上的“加速”按钮，加速的请求信号则输入到信号采集处理模块，该模块根据请求信号，通过增加供油量和提高档位，并结合整合模块返回的状态反馈信号进行调节，使车速稳定在目标位置。 若车辆在运行过程中，司机想降低车辆的巡航车速，按动方向盘上的“减速”按钮，减速的请求信号则输入到信号采集处理模块，该模块根据请求信号，减少供油量和降低，并结合整合模块返回的状态反馈信号进行调节，使车速稳定在目标位置； 步骤(4):当再次按下位于方向盘上的“开/关”按钮时，停机信号传递给信号采集处理模块和卫星定位模块，车辆进入驾驶员驾驶模式。
【文档编号】B60W30/14GK105835881SQ201610202224
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】张强, 韩奎超, 李孟涵
【申请人】山东大学