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技术领域

本发明涉及汽车自动控制领域，具体涉及一种适用于汽车的限速报警装置和方 法。

背景技术

汽车作为人们的代步工具，随着物质生活水平的提高，近些年得到大范围的普及。 在汽车行驶中，驾驶员的主观因素是导致许多交通事故的根本原因，而在诸多原因之中，速 度过快成为影响安全性的主要原因，基于此，很多路段也设置了限速，若是驾驶员驾驶汽车 的速度超过此路段的限制速度，则会对驾驶员进行违章记录。

现有技术中，很多驾驶员使用申请公布号为CN101936742A的汽车导航装置，导 航装置可以车载，也可以装载在用户的智能设备上，诸如手机等，通过导航装置的车载地图 提醒用户限速信息，但是这样的方式存在一定的缺陷，一方面，提醒方式多为语音播报的方 式，那在车内开启音乐播放或者蓝牙电话的时候，使得声音容易中断或者嘈杂，影响用车人 员体验感，另一方面，这样的技术方式是通过警示信息来提醒用户进行减速操作，若是驾驶 员操作不当依然会有超出限制速度的情况发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于汽车的限速报警装置和方法，对汽车速度实行速 度限制和主动报警，提高汽车行驶的安全性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种适用于汽车的限速 报警装置，包含显示装置，其特征在于，还包含：

存储装置，所述存储装置用于存储电子地图信息；

通讯装置，所述通讯装置用于下载路段对应限速数据；

控制装置，所述控制装置用于根据所述限速数据来自动调整车辆行驶的最高速度；

警示装置，所述警示装置用于对所述限速数据进行警示；

所述控制装置包含用于根据所述限速数据来控制汽车驱动装置扭矩的扭矩控制装置；

所述警示装置包含用于将所述限速数据在所述显示装置上显示的限速显示装置。

该种适用于汽车的限速报警装置一般会车载有GPS定位装置，通过所述通讯装置 加载当前行驶路段的限速数据，所述通讯装置可以采用内置的4G模块，车内的所述存储装 置安装有地图应用，通过4G模块来在线访问云端服务或者离线数据的方式获得所述限速数 据，所述限速数据获得后，转发至车内控制器局域网络，即CAN网络，并通过所述限速显示装 置显示在所述显示装置上，所述显示装置可以是设在车辆中控台上的车载屏幕，所述控制 装置包含所述扭矩控制装置，通过对所述限速数据的解析，来获得汽车行驶的最大扭矩数 据，具体为，系统根据汽车的参数事先编写好一维MAP，对应好最大速度和最大扭矩的映射 关系，通过查找出最大扭矩的限制控制，来实现车辆最大速度的自动控制，例如车辆是新能 源电动车辆，驱动装置是电机，则通过调整电机的最大扭矩输出值来实现车辆控制。

作为本发明的优选，所述控制装置还包含计算装置，所述计算装置用于计算所述 限速数据与当前速度数据的差额数据。

所述计算装置采集两个数据，一个为所述限速数据，另一个为当前速度，速度源可 来自汽车ABS模块，从而计算出所述差额数据，所述差额数据体现的是超速额度。

作为本发明的优选，所述警示装置还包含渐进额度警示装置，所述渐进额度警示 装置用于根据所述差额数据来进行对应的警告提示。

所述额度警示装置根据所述差额数据的不同，来进行不同程度的警告显示，例如， 当所述差额数据的数值越来越小，即当前的行驶速度越来越靠近所述限速数据时，所述限 速数据在所述显示装置上的字体可以做出调整，例如字体变大或者颜色加深。

作为本发明的优选，所述警示装置还包含蜂鸣报警装置。

当当前的行驶速度越来越靠近所述限速数据时，可以启动所述蜂鸣报警装置，进 行蜂鸣报警。

作为本发明的优选，所述扭矩控制装置包含用于采集驾驶员输出的需求扭矩数据 的驾驶扭矩采集装置、用于采集所述限速数据所对应的限速扭矩的限速扭矩采集装置和用 于比较二者数据大小的扭矩比较装置。

所述需求扭矩的数据可以从油门踏板处进行采集，可根据驾驶员脚踩油门踏板所 对应的输出扭矩来得出所述需求扭矩数据，并通过所述扭矩比较装置与所述限速扭矩来进 行比较，取两者较小者，为最终提供给车辆驱动装置的扭矩值。

作为本发明的优选，所述扭矩控制装置还包含用于进行滤波处理的滤波处理装 置。

对最终提供给车辆驱动装置的扭矩值进行滤波处理，使得输出给驱动装置的是一 个平滑的扭矩指令。

一种适用于汽车的限速报警装置的方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、限速数据获得步骤：

车辆通过所述通讯装置获得当前行驶路段对应的所述限速数据；

步骤二、限速警示步骤：

车辆将所述限速数据显示在所述显示装置上；

步骤三、限速扭矩采集步骤：

根据所述限速数据，车辆计算出限制系数，限制系数与车辆驱动装置的最大扭矩相乘 即为限速扭矩；

步骤四、自动限速步骤：

所述控制装置根据所述限速扭矩来控制所述驱动装置的扭矩，达到速度限制的目的。

在本技术方案中，先进入步骤一，车辆通过所述通讯装置获得所述限速数据，如上 文所述，所述通讯装置可以为4G网络装置，所述显示装置可以为车载显示屏，用于显示所述 限速数据，所述控制装置通过CAN网络获得所述限速数据后，就开始得到所述限制系数，具 体方式可以为，系统根据不同的速度值查找一维MAP，得到限制系数，所述限制系数在靠近 所述限速数据时设定为0，偏离所述限速数据时变大，范围在0—1之内，其中所述限速数据 中还可以包含车速限制震荡系数来限定误差范围，得出的所述限制系数与车辆驱动装置的 数值相乘计算，例如车辆是新能源电动车辆，驱动装置为电机，则所述限制系数与电机的最 大允许输出扭矩相乘，获得所述限制扭矩，之后所述步骤四中，所述扭矩控制装置将电机扭 矩控制在所述限制扭矩中，获得速度限制的目的。

作为本发明的优选，在所述限速警示步骤中，还包含额度梯形步骤，在所述额度梯 形步骤中，计算装置用于计算所述限速数据与当前速度数据的差额数据，渐进额度警示装 置根据所述差额数据的不同，来进行不同的警示；当所述差额数据达到预定值，启动蜂鸣报 警装置进行蜂鸣报警。

作为本发明的优选，所述限速数据还可以来自用户的手动输入，在所述限制扭矩 采集步骤后，还包含扭矩比较步骤，所述扭矩控制装置包含驾驶扭矩采集装置和限速扭矩 采集装置，所述驾驶扭矩采集装置用于采集驾驶员输出的需求扭矩数据，所述限速扭矩采 集装置用于采集所述限速数据所对应的限速扭矩，通过扭矩比较装置比较两者的最小值， 并作为最终的最大限定输出扭矩。

速度的限制，数据来源除了可以来自于通过所述通讯装置获取该路段的最大速度 限制，也可以来自于用户的手动输入，例如支持用户将速度范围锁定在60KM/H、80KM/H、 100KM/H、120KM/H四个档，系统还可以包含开关装置，所述开关装置用于切换所述控制装置 的开启闭合，在实际应用中，用户在设定主动限速时必须保证车辆静止，来增加安全性，如 果取消主动限速，则是可以在任意车速下实施，但必须保证油门踏板开度为0，即驾驶员不 给系统输入额外的扭矩，确保系统采集扭矩值的顺利性，所述扭矩比较步骤中，所述驾驶扭 矩采集装置对油门踏板处，驾驶员踩下所对应的扭矩数值进行采集，即为所述需求扭矩数 据，所述限速扭矩采集装置则取上文提到的所述限速扭矩，比较两者的数值，取最小者，即 为最终的最大限定输出扭矩，输出给驱动装置的控制器，例如电机控制器。

作为本发明的优选，还包含滤波处理步骤，扭矩控制装置还包含滤波处理装置，所 述滤波处理装置将所述需求扭矩数据与所述限速扭矩的最小值进行滤波处理，输出给汽车 驱动装置平滑的扭矩指令。

综上所述，本发明具有如下有益效果：

1、能通过所述通讯装置获得车辆经过路段的限速信息。

2、限速信息能通过所述警示装置显示在所述显示装置上。

3、所述渐进额度警示装置能根据当前速度和限制速度之间的差额进行个性化不 同程度的警示，还可进行蜂鸣报警。

4、所述扭矩控制装置通过对车辆扭矩的控制，达到自动限速的目的。

5、所述扭矩比较装置可以对所述需求扭矩和所述限速扭矩进行比较，取最小值提 供给驱动装置的控制器。

6、所述滤波装置对扭矩进行滤波处理，形成一个平滑的扭矩指令。

附图说明：

图1是实施例一的硬件示意图；

图2是所述扭矩控制装置的示意图；

图3是所述扭矩控制装置的扭矩解析的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人 员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本 发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1，如图1和图2所示：一种适用于汽车的限速报警装置，包含显示装置，其 特征在于，还包含：

存储装置，所述存储装置用于存储电子地图信息；

通讯装置，所述通讯装置用于下载路段对应限速数据；

控制装置，所述控制装置用于根据所述限速数据来自动调整车辆行驶的最高速度；

警示装置，所述警示装置用于对所述限速数据进行警示；

所述控制装置包含用于根据所述限速数据来控制汽车驱动装置扭矩的扭矩控制装置；

所述警示装置包含用于将所述限速数据在所述显示装置上显示的限速显示装置。

该种适用于汽车的限速报警装置一般会车载有GPS定位装置，通过所述通讯装置 加载当前行驶路段的限速数据，所述通讯装置可以采用内置的4G模块，车内的所述存储装 置安装有地图应用，通过4G模块来在线访问云端服务或者离线数据的方式获得所述限速数 据，所述限速数据获得后，转发至车内控制器局域网络，即CAN网络，并通过所述限速显示装 置显示在所述显示装置上，所述显示装置可以是设在车辆中控台上的车载屏幕，所述控制 装置包含所述扭矩控制装置，通过对所述限速数据的解析，来获得汽车行驶的最大扭矩数 据，具体为，系统根据汽车的参数事先编写好一维MAP，对应好最大速度和最大扭矩的映射 关系，通过查找出最大扭矩的限制控制，来实现车辆最大速度的自动控制，例如车辆是新能 源电动车辆，驱动装置是电机，则通过调整电机的最大扭矩输出值来实现车辆控制。

所述控制装置还包含计算装置，所述计算装置用于计算所述限速数据与当前速度 数据的差额数据。所述计算装置采集两个数据，一个为所述限速数据，另一个为当前速度， 速度源可来自汽车ABS模块，从而计算出所述差额数据，所述差额数据体现的是超速额度。 所述警示装置还包含渐进额度警示装置，所述渐进额度警示装置用于根据所述差额数据来 进行对应的警告提示。所述额度警示装置根据所述差额数据的不同，来进行不同程度的警 告显示，例如，当所述差额数据的数值越来越小，即当前的行驶速度越来越靠近所述限速数 据时，所述限速数据在所述显示装置上的字体可以做出调整，例如字体变大或者颜色加深。 所述警示装置还包含蜂鸣报警装置。当当前的行驶速度越来越靠近所述限速数据时，可以 启动所述蜂鸣报警装置，进行蜂鸣报警。

如图2和图3所示：所述扭矩控制装置包含用于采集驾驶员输出的需求扭矩数据的 驾驶扭矩采集装置、用于采集所述限速数据所对应的限速扭矩的限速扭矩采集装置和用于 比较二者数据大小的扭矩比较装置。所述需求扭矩的数据可以从油门踏板处进行采集，可 根据驾驶员脚踩油门踏板所对应的输出扭矩来得出所述需求扭矩数据，并通过所述扭矩比 较装置与所述限速扭矩来进行比较，取两者较小者，为最终提供给车辆驱动装置的扭矩值。 所述扭矩控制装置还包含用于进行滤波处理的滤波处理装置。对最终提供给车辆驱动装置 的扭矩值进行滤波处理，使得输出给驱动装置的是一个平滑的扭矩指令。

一种适用于汽车的限速报警装置的方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、限速数据获得步骤：

车辆通过所述通讯装置获得当前行驶路段对应的所述限速数据；

步骤二、限速警示步骤：

车辆将所述限速数据显示在所述显示装置上；

步骤三、限速扭矩采集步骤：

根据所述限速数据，车辆计算出限制系数，限制系数与车辆驱动装置的最大扭矩相乘 即为限速扭矩；

步骤四、自动限速步骤：

所述控制装置根据所述限速扭矩来控制所述驱动装置的扭矩，达到速度限制的目的。

在本技术方案中，先进入步骤一，车辆通过所述通讯装置获得所述限速数据，如上 文所述，所述通讯装置可以为4G网络装置，所述显示装置可以为车载显示屏，用于显示所述 限速数据，所述控制装置通过CAN网络获得所述限速数据后，就开始得到所述限制系数，具 体方式可以为，系统根据不同的速度值查找一维MAP，得到限制系数，所述限制系数在靠近 所述限速数据时设定为0，偏离所述限速数据时变大，范围在0—1之内，其中所述限速数据 中还可以包含车速限制震荡系数来限定误差范围，得出的所述限制系数与车辆驱动装置的 数值相乘计算，例如车辆是新能源电动车辆，驱动装置为电机，则所述限制系数与电机的最 大允许输出扭矩相乘，获得所述限制扭矩，之后所述步骤四中，所述扭矩控制装置将电机扭 矩控制在所述限制扭矩中，获得速度限制的目的。

在所述限速警示步骤中，还包含额度梯形步骤，在所述额度梯形步骤中，计算装置 用于计算所述限速数据与当前速度数据的差额数据，渐进额度警示装置根据所述差额数据 的不同，来进行不同的警示；当所述差额数据达到预定值，启动蜂鸣报警装置进行蜂鸣报 警。所述限速数据还可以来自用户的手动输入，在所述限制扭矩采集步骤后，还包含扭矩比 较步骤，所述扭矩控制装置包含驾驶扭矩采集装置和限速扭矩采集装置，所述驾驶扭矩采 集装置用于采集驾驶员输出的需求扭矩数据，所述限速扭矩采集装置用于采集所述限速数 据所对应的限速扭矩，通过扭矩比较装置比较两者的最小值，并作为最终的最大限定输出 扭矩。速度的限制，数据来源除了可以来自于通过所述通讯装置获取该路段的最大速度限 制，也可以来自于用户的手动输入，例如支持用户将速度范围锁定在60KM/H、80KM/H、 100KM/H、120KM/H四个档，系统还可以包含开关装置，所述开关装置用于切换所述控制装置 的开启闭合，在实际应用中，用户在设定主动限速时必须保证车辆静止，来增加安全性，如 果取消主动限速，则是可以在任意车速下实施，但必须保证油门踏板开度为0，即驾驶员不 给系统输入额外的扭矩，确保系统采集扭矩值的顺利性，所述扭矩比较步骤中，所述驾驶扭 矩采集装置对油门踏板处，驾驶员踩下所对应的扭矩数值进行采集，即为所述需求扭矩数 据，所述限速扭矩采集装置则取上文提到的所述限速扭矩，比较两者的数值，取最小者，即 为最终的最大限定输出扭矩，输出给驱动装置的控制器，例如电机控制器。

还包含滤波处理步骤，扭矩控制装置还包含滤波处理装置，所述滤波处理装置将 所述需求扭矩数据与所述限速扭矩的最小值进行滤波处理，输出给汽车驱动装置平滑的扭 矩指令。