[發明專利]汽車測速裝置及車速測控方法

有效

• 申請號: 201510082854.3
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104764897B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 劉富豪;張海濤;田新利
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: G01P3/00
• 分類號: G01P3/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及汽車控制領域，尤其是涉及一種可以有效對汽車轉彎時的車速進行測控的汽車測速裝置及車速測控方法。

背景技術

現有技術的汽車主要是通過測量變速箱輸出軸的轉速來換算成汽車車速的，但變速箱輸出軸的轉速代表汽車車輪的速度，當汽車直線行駛時，汽車車輪的移動速度與汽車整體的移動速度一致，而汽車在轉彎時，汽車整體的運動軌跡與汽車驅動輪的軌跡并不一致，因此用汽車的車輪速度來代替汽車整體速度則存在誤差。隨著現代汽車智能化水平的不斷提高，對汽車的各項參數的精確性要求也越來越高，尤其是汽車在轉彎時更容易出現發生安全事故，因此對于汽車行駛主要指標車速的精確性要求也越來越高，以便實現對汽車轉彎行駛狀態的精密控制。因此，如何精確測量汽車在轉彎時的速度及根據車速進行有效控制，減少由于轉彎時車速不準導致錯誤判斷而引發的行車事故，確保行車安全，是一個日益重要的課題。公開日為2012年2月15日，公開號為CN102662077A的中國專利文獻公開了一種車速測量及限速報警裝置，該裝置由用于測量車速的磁電傳感器、單片機、車速設定模塊、報警單元組成，所述磁電傳感器、車速設定模塊分別與單片機的信號輸入端連接，單片機的信號輸出端與報警單元連接。本發明通過磁電傳感器檢測車輪轉速信號輸入單片機，單片機通過對信號進行處理計算出車速后在顯示器上顯示，對于不同地區可通過車速設定模塊選擇對應車速，當實際車速超過設定值后，進行語音報警，增加行車安全性。但該方案沒有考慮汽車轉彎時的實際速度與車輪速度不一致的問題，沒有解決汽車轉彎時的汽車車速準確測量及控制問題。

發明內容

本發明的目的是為解決現有技術的汽車測速裝置采用變速箱輸出軸轉速換算車速，存在汽車轉彎時車速準確度不高、導致控制精度降低而易引發行車事故的問題，提供一種可實時準確測量汽車轉彎時的速度，并對汽車進行有效控制的汽車測速裝置及車速測控方法。

本發明為解決上述技術問題而采用的具體技術方案是，一種汽車測速裝置，安裝在四輪汽車上，包括車速控制器、安裝在汽車兩個前輪上用于測量車輪偏轉角度的車輪偏角測量儀、安裝在汽車兩個前輪上用于測量車輪速度的車輪速度測量儀，所述車輪偏角測量儀及車輪速度測量儀均與車速控制器電連接。本發明通過安裝在汽車兩個前輪上的兩個速度測量裝置及車輪偏轉角度測量裝置實時測量兩個前輪的速度(車輪相對于路面的平移速度)及偏轉角度，可以將汽車左右兩個前輪在汽車轉彎時繞瞬心的移動的速度，換算成汽車中心點處的移動速度，進而采用汽車中心點處的移動速度代表汽車車速。與現有技術的變速箱輸出軸轉速直接換算成車速相比，本發明在汽車轉彎時所測的車速具有更高的準確性，可以為現代的智能汽車或自動化汽車提供更準確的數據，從而實現更精確更有效的控制，確保行車安全。

作為優選，測速裝置還包括安裝在兩個前輪輪軸上的重力傳感器，所述重力傳感器與車速控制器電連接。重力傳感器可以提供汽車前輪的受力狀況，為汽車車速控制提供必要的行車參數。

作為優選，測速裝置還包括報警器，報警器連接車速控制器，所述報警器包括聲音報警器和/或燈光報警器，所述聲音報警器安裝在駕駛室內，所述燈光報警器安裝在儀表板上。報警器可以在汽車車速較快或重心偏移等容易出現行車事故的情況下提醒駕駛員注意。

上述汽車測速裝置的汽車車速測量方法，包括以下步驟：

A、獲取四輪汽車的固有參數，汽車固有參數包括汽車的軸距2b、汽車的輪距2a；實時測量左前輪偏角θ₁和左前輪速度v₁，右前輪偏角θ₂和右前輪速度v₂，則汽車四輪的中心點G與左右兩側前輪和后輪軸心連線的距離均為a，中心點G與前輪軸心線或后輪軸心線的距離均為b。

B、測定汽車前輪的偏角及偏轉方向，當左右前輪的偏角平均值小于2.5度時，汽車中心點處的車速按汽車左前輪速度v₁與右前輪速度v₂的平均值確定；當左右前輪的偏角平均值大于等于2.5度時，根據汽車轉向狀態并分別以左前輪和右前輪為基準計算汽車中心點處的速度。

C、以左前輪為基準計算汽車中心處的速度v_G1：

①、計算左前輪與瞬心O的距離r₁計算公式為：

②、計算汽車中心點G、瞬心O與后輪軸心線之間形成的中心角θ_G，計算公式為：其中汽車左轉時，i＝1，汽車右轉時，i＝-1。

③、計算瞬心O與中心點G的距離r_G,計算公式為：