汽车主动限速方法研究

陈友辉

【摘 要】随着科学技术的发展，汽车动力系统性能得到了飞速的发展，同时道路上行驶车辆的平均速度也逐渐加快。因超速驾驶而引发的交通事故占到了汽车安全事故总量的相当高的比例。因此，将主动限速技术引入汽车安全控制系统中也成为发展的趋势。

【关键词】乘用车；主动限速；远程控制

【Abstract】With the development of science and technology，the performance of the vehicle power system has been developed rapidly，and the average speed of the vehicle on the road is also increasing year by year.The traffic accident caused by speeding is a considerable proportion of the total accident.Therefore，the introduction of the active speed limit technology in the automobile safety control system has become the trend of development.

【Key words】Passenger car；Active speed limit；Remote control

0 引言

本文提出一种汽车主动限速控制方法，通过手动和半自动及远程控制三种方式限定汽车的行驶速度，以提高汽车驾驶的安全性。

现有的汽车速度控制主要以定速巡航和自适应巡航控制为主，而采用主动限制发动机转速的方式还较少。而限速功能单一、操作麻烦是传统限速系统的一大弊端。另外，传统的限速控制多是采取增加独立控制模块的方式进行车速的判断及控制[1]。

1）操作便利性差。只能在中控面板菜单中手动设定限速值，并且设定速度的调节便利性较差；

2）环境适应性差。在下坡时，不能够主动添加刹车制动力，防止车速超过限速值；

3）功能单一。设定的速度值只能通过手动设定，不能进行车载控制器自动设定。而且不能完成车辆被盗后等特殊情况下的速度限制。

使用手动操作的传统车速限制方法，会导致驾驶员注意力分散，增加驾驶过程中的安全隐患。而采用半自动式限速控制能够有效提高驾驶安全性，减少引发交通事故的概率。通过车载摄像头实时捕获道路前方路况信息，由车载视频处理器判断车辆所在路段的限速路标和限速数值，最后将设定的限速值通过总线方式发给发动机控制器，限制发动机转速输出[2]。结合基础的限速控制功能，本系统还支持通过远程的方式限制被盗车辆的行驶速度。通过授权的远程客户端对失踪车辆进行限速控制，降低行驶车辆的速度，让车辆更易被追回。

1 主动限速系统组成结构

前端限速信息的输入。手动开关调节输入驾驶员需要设定的速度，并将设定速度显示与组合仪表上。而实时摄像系统也可以采集道路上的限速信息，并且前端采集系统具有数字辨识能力，可以将有效正确的限速信息值通过CAN总线方式发送给发动机控制单元使用。同时，通过授权的远程客户端也可以限制车辆的行驶速度。该情况主要发生在车辆被盗时，驾驶员通过客户端验证告知需要远程限制车速。此时车载远程控制器将接受到客户端发来的限速指令，并将限速指令发给发动力管理系统。

限速控制算法的实现。不论是限速开关的输入、自动识别的限速标志输入还是远程控制的限速输入，这些信息都将汇集到发动机控制系统中，并且由发动机控制系统完成主动限速控制。发动机管理系统通过前端传递的有效限速值进一步控制节气门的开度，从而限制发动机的扭矩输出，最终限制整车行驶速度。

驾驶员超速提示功能。当车辆行驶速度超过最高限速设定值时，驾驶员即使继续踩下油门踏板，车速也不会继续上升，同时发动机控制系统发出提醒信息至组合仪表。组合仪表显示文字报警信息提示驾驶员车速已达到设定值上限，同时发出超速報警声音。

2 前端限速信息的输入

1）驾驶员手动操作限速控制开关完成限速值的输入驾驶员通过一个点动开关控制限速系统的开启和关闭两种状态。不论是手动调节限速还是自动识别限速都需要使能开关启动下才能工作。另外，配置手动调节限速值的车型需要同时配置定速巡航功能，因为限速值的加减调节开关需要复用定速巡航中调节车速的开关。当驾驶员按下定速巡航按钮时，加减调节按钮是用于巡航速度的设定。而驾驶员按下限速控制开关时，加减调节按钮则是用于限速值得设定。开关组采用电阻分压网络形式，将模拟电压信号传输至发动机控制系统，再由发动机管理系统识别判定各个开关的工作状态。

使用电阻分压网络可以减少开关信号硬线电路的复杂度。同时，在巡航系统基础上只增加一个限速开关。

2）通过数字视频处理系统实时获取前端道路环境中的限速标志前端数字视频处理系统集成了视频采集、限速车标识别、数字辨识等功能。为增加系统自动识别限速标志的可靠性，自动限速识别只有当车速大于30km/h时才有效。集成化的视频处理系统并不把数字视频信号发送给其他车载控制器，数字视频经过内部处理后得到限速值和检测到限速车牌状态位，并通过CAN总线发送给发动机管理系统。

3）远程控制限速信号输入

在远程限速控制系统中，用户不能直接通过远程控制终端设备（比如安装客户端的手机）直接控制车速。用户如果发现车辆被盗等特殊情况，并且希望通过无线方式限制车辆最高行驶速度，必须通过后台服务系统才能完成。因远程限速是较危险的操作，所以在限速控制过程中需要通过用户与服务台身份验证、远程信息传输安全验证两层安全验证后才能将限速指令最终传达到发动机管理系统。

3 限速控制操作及使用方法

驾驶员通过方向盘上的主动限速使能开关启动或关闭主动限速功能。如果没有检测到限速开关被按下自动退出限速控制循环。如果检测到限速开关被按下，则激活前端视频检测系统。前端视频检测系统开始实时检测视频监控范围内是否出现限速标志，同时判断限速设定开关是否有按下，如果没有检测到限速标志并且无限速调节按钮没有按下，则退出当前检测循环。如果检测到限速标志或者限速开关被按下，则将检测到的限速值输出给仪表显示，并且将该值作为发动机控制器限速控制值。

发动机控制系统接收到有效的限速值时，会判断当前车速是否超过限速设定值。如果当前车速没有超过设定限速值，执行正常的发动机控制；如果检测到当前车速大于等于设定的限速值，发动机控制器执行限速控制算法，同时通过仪表显示和报警声通知驾驶员已经超速。此时驾驶员即使仍加大油门加速，因限速控制算法限制了节气门开启大小，所以车辆速度也不会继续增加，并维持在限速值范围内。

本系统可以有效限制车辆的行驶速度，降低车辆因超速造成的交通事故发生率，对车辆防盗也起到积极有效的作用。本系统可以减少驾驶员在行车过程中因复杂的操作而分神。通过手动、自动及远程设定限速值方法控制发动机扭矩输出，进而控制车辆最高行驶速度。

【参考文献】

[1]杨少伟，石飞荣，潘兵宏，戴经梁.可能速度及其在公路线形设计中的应用方法[J].长安大学学报（自然科学版），2004（3）：52-54.

[2]汪旭，邵毅明，赵静.基于山区复杂路段下的车辆主动限速控制系统研究[J].汽车实用技术（设计研究），2015（6）：45-46.

[责任编辑：田吉捷]