CN101544213B - 全天候车辆转弯超速控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全天候车辆转弯超速控制装置。它解决了现有的汽车在转弯是由于视线、速度、路面积水这三大难题因素所造成事故等问题。本全天候车辆转弯超速控制装置，包括控制中心以及与其相连接的电源，控制装置还包括惯性信号测量电路，惯性信号测量电路与控制中心相连接，控制中心还与车辆内部信号源相连接，控制中心对惯性信号及车辆内部信号源的信号进行综合分析运算后产生控制信号，控制中心输出端连接执行电路。本控制装置能够在各种天气条件下保证司机不必计算车速与转弯角度的关系，在转弯超速的第一时间内，该控制装置自动控制减速并提示报警，消除了绝大部分车辆转弯时出现的各种危险隐患。

Description

全天候车辆转弯超速控制装置

技术领域

本发明属于电子控制技术领域，涉及一种车辆转弯超速控制装置，特别是一种能够根据各种天气变化和车辆转弯状态的差别实现不同速度控制的全天候车辆转弯超速控制装置。

背景技术

车辆是一种快速便捷的交通工具，经过一百多年的发展和改进，发动机、底盘、传动、转动等硬件的潜力接近挖尽。从安全易操控角度看，朝电子化方向发展已成为全球汽车制造业的潮流。但是随着道路交通条件的改善以及汽车技术的进步，车辆的速度也不断提高，车流的密集化日益严重，车辆在行驶的过程中增加了许许多多的安全问题。尤其在转弯时，自然天气会影响视线，即使速度慢也并非绝对安全。由于有离心力的存在，高速行驶转弯时，路面积水极易造成滑、摔、翻的危险。根据交通事故报告统计，很多事故的原因是由于车辆转弯速度过快造成的，研究分析表明，车速在80km/h-100km/h时占40％，而当车速在160km/h以上时则高达95％。

现有的涉及到车辆转弯的装置与方案不少，有采用机械方式控制转弯的也有采用电子方式控制转弯的，也解决了一些转弯安全问题。比如抬高外侧底盘以增加稳定性过弯；或者按角速度、车速两个参数，转弯超速后给予减速；再者通过四轮动力输出与制动力分配达到平衡稳定等。

例如中国专利文献公告号[公告号：CN1184092C]所公开的一种用于向汽车司机警告弯道转弯超速，以警告他们采取补救措施的设备，该设备包括检测装置，所述检测装置包括一组水银开关以及报警声频和/或视频信号发生装置，每个水银开关包括圆柱形管，通过水银球在所述的圆柱形管内自由地往复移动从而检测在转弯时是否超速并通过报警声频进行报警提示司机。可以看出该设备只是简单通过报警声频进行报警提示司机采取措施控制转弯速度以使车辆返回到安全行驶状态，而没有做到自动的进行转弯速度控制以及考虑自然天气等因素。

当然，尽管目前还发明了名目繁多的电子安全装置，甚至能自动驾驶了，但是针对解决视线、速度、路面积水，这转弯最大的三大安全因素的现有电子装置却难以实现。因为开车时视线不能离开前方，即使看着前方，转弯车速稍快时也非常危险，当视线被挡或者看不清看不远前方，再加上转弯时车速过快，那就更凶险了。如果此时路面有积水，遇到问题需要制动时，刹车力度又未掌握好，轻则侧滑甩尾，过大则调头翻滚，当急弯又急刹时，车辆甚至飞出道路。所以能够解决视线、速度、路面积水这三大难题，也就消除了绝大部分车辆转弯的危险隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术所存在的上述问题，而提供一种针对在不同天气状况下的视线、速度以及路面积水三种情况在不同的状态下实现不同状态速度控制，从而消除车辆转弯超速时的危险问题，提高车辆转弯安全系数的全天候车辆转弯超速控制装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种全天候车辆转弯超速控制装置，包括控制中心以及与其相连接用于提供电能的电源，其特征在于，所述的控制装置还包括用于采集车辆转弯时的惯性信号并转换成电信号后传递至控制中心的惯性信号测量电路，所述的惯性信号测量电路与上述的控制中心相连接，所述的控制中心还与车辆内部信号源相连接，所述的控制中心对上述的惯性信号及车辆内部信号源的信号进行综合分析运算后产生控制信号，所述的控制中心输出端连接用于执行控制中心的控制信号进而控制车辆转弯速度的执行电路。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的控制中心与车辆内部信号源之间还连接有用于将车辆内部信号源的信号传递至控制中心的光电耦合电路，所述的车辆内部信号源包括车辆灯光、雨刮器以及车速传感器均与光电耦合电路相连接。

本装置主要是用在车辆过弯超速时用于将车辆的速度降低下来，从而防止车辆转弯时难以准确判断车速过快，减速又不及时所造成的交通事故。

本发明创造性的考虑到在不同天气状况下的视线、速度以及路面积水这三个现实问题对车辆稳定地安全转弯的影响，既复杂又变化很大，而且还相差甚远。通过转弯速度高低的排列，同时在满足多种条件下筛选，从而达到控制的车辆过弯的速度也不相同。

比如晴天光线较好、视线清晰、视野宽阔，则转弯时可以以正常的速度过弯。但是如果碰到雨天且光线差、视线不好，则转弯时车辆的过弯速度相对地就要慢一些，以保证车辆过弯安全。

经常碰到的情况是比如晚上又下着中雨、雪，这时司机一般是打开远光灯和雨刮中档，这里的光电耦合电路主要就是用来传递车辆内部信号源包括由近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯组成的车辆灯光、雨刮间歇档、雨刮中档、雨刮高档、车速传感器等信号参数至控制中心，也就是说通过近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯、雨刮间歇档、雨刮中档、雨刮高档的信号参数划分出不同的天气状况，从而由控制中心来判断处理车辆当时的转弯速度属于哪种天气状态的条件，同时惯性信号测量电路又采集当前的车辆水平角速度或者侧向加速度数据；控制中心对上述传递来的多种信号进行综合分析计算后，以此判断车辆在该条件下转弯时是否超速，如果超速则输出控制信号控制执行电路对车辆进行减速，并将过弯速度降低到安全的过弯速度的范围内。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的控制中心还连接用于采集周围环境光信号并转换成电信号后传递至控制中心的环境光测量电路，所述的环境光测量电路包括相互连接的环境光传感器和电压比较器，电压比较器与控制中心相连接，所述的环境光传感器采集当前环境光信号并传送至电压比较器作比较后，由电压比较器将比较结果传递至控制中心。

这里的环境光测量电路是用来采集当前周围环境光信号并传递至控制中心，由控制中心来判断处理当时环境的光亮程度。

如上所述晚上远光灯或近光灯打开后环境光传感器处于待传感状态，当周围的环境光较强，环境光传感器得到足够强度的光照射处于低阻状态，则电压比较器向控制中心输出低电平，执行预先设定的较快的过弯速度，当周围的环境光较弱，环境光传感器处于高阻状态，则电压比较器向控制中心输出高电平，执行预先设定的较慢的过弯速度。

因为夜间道路照明灯光光线昏暗相对来说视线是不好的，因此转弯时的速度就相应的慢才能有足够时间看清侧前方道路情况。而夜间道路灯光照明良好，接近白天，相对来说视线较好，则此时的过弯速度可快一些，以接近白天的速度过弯也是安全的。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的控制中心还连接用于采集车辆行驶时路面积水信号并转换成电信号后传递至控制中心的路面积水测量电路，所述的路面积水测量电路包括相互连接的路面积水传感器和电压比较器，电压比较器与控制中心相连接，所述的路面积水传感器采集当前路面积水信号并传送至电压比较器作比较后，由电压比较器将比较结果传递至控制中心。

这里的路面积水测量电路是采集当前路面积水信号并传递至控制中心后判断处理当时路面是否存在积水。

比如路面有积水时，根据对车辆安全过弯的危险大小，分成两种状态处理：

1、高速状态，(高速界限按照不同的车辆设置)，将其安全转弯速度基准值设得很小，当车辆稍有转向时，即侧向加速度稍大，该控制装置便会执行减速并提示报警，此为特别设定。

2、中低速状态，当车辆行驶速度低于高速状态的安全转弯速度基准设定值时，即使路面积水传感器提供路面积水信号，该控制装置也不执行该条件减速，按照其他各种天气状况的条件执行，因为不会造成打滑。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的惯性信号测量电路包括相互连接的惯性传感器以及A/D模数转换器，A/D模数转换器与控制中心相连接，所述的惯性传感器采集当前车辆转弯时的水平角速度或侧向加速度模拟信号并通过A/D模数转换器转换成数字信号后传递至控制中心。

这里惯性传感器可以是角速度传感器或者是加速度传感器两种方案：

方案1：惯性传感器为角速度传感器，角速度传感器采集当前车辆转弯时的水平角速度模拟信号并通过A/D模数转换器转换成数字信号后传递至控制中心；

方案2：惯性传感器为加速度传感器，所述的加速度传感器采集当前车辆转弯时的侧向加速度模拟信号并通过A/D模数转换器转换成数字信号后传递至控制中心。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的执行电路包括继电器一、继电器二、电磁铁、车尾灯及刹车开关所组成，继电器一的线圈与控制中心连接，继电器二的线圈与刹车开关连接，继电器一的常开触点一路连接车尾灯，另一路与继电器二的常闭触点连接，继电器二的常闭触点与电磁铁连接，所述的控制中心驱动继电器一常开触点闭合，经继电器二的常闭触点，电磁铁工作拉抬油门踏板杆使油门减小，从而控制车辆转弯速度，制动时继电器二吸合，继电器二常闭触点断开，电磁铁停止工作。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的执行电路包括通过电子方式油门控制，所述的控制中心向发动机控制芯片发送控制信号，由发动机控制芯片控制发动机节气门从而控制车辆转弯速度。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的控制中心包括用于获取车内信号源信号、环境光信号和路面积水信号的电信号的车内信号源信号和环境信号获取模块、用于获取水平角速度或侧向加速度数字信号的惯性信号获取模块、信号处理模块以及判断处理模块，车内信号源信号和环境信号获取模块与信号处理模块相连接，信号处理模块与判断处理模块连接，惯性信号获取模块与判断处理模块连接，信号处理模块根据车内信号源信号和环境信号获取模块获取的信号划分出不同的天气及环境状态，判断处理模块根据信号处理模块得出的天气及环境状态和惯性信号获取模块获取的惯性信号，综合处理后发出控制信号到执行电路。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，在判断处理模块中还包括用于设定车辆左右转弯的安全转弯速度基准值的安全转弯速度基准值设定模块，该安全转弯速度基准值设定模块与信号处理模块相连接。

这里的安全转弯速度基准值设定模块是判断处理模块中的分模块，这样用户可以通过程序在安全转弯速度基准值设定模块中根据不同转弯类型设定相应基准值，信号处理模块将处理后的不同转弯类型的信号传递至与安全转弯速度基准值设定模块，同时判断处理模块调出相应的安全转弯速度基准值与惯性信号获取模块获取的惯性信号，经综合处理后发出控制信号到执行电路。

在上述的全天候车辆转弯超速控制装置中，所述的控制中心还连接有报警指示电路，所述的报警指示电路包括均与控制中心相连接的用于显示转弯超速状态的指示灯以及用于进行声音报警提示的蜂鸣器。

与现有技术相比，本全天候车辆转弯超速控制装置的优点在于：

(1)、本控制装置能够区分日、夜、雨、雪、雾等各种天气状态并针对视线具有全天候功能。

(2)、本控制装置同时还实现了左右转弯速度的差别控制。

(3)、本控制装置能够感知同一路面因天气变化造成的轮胎相对地面的摩擦系数大幅降低。

(4)、本控制装置具有高速、中速、低速全速段转弯减速功能。

(5)、本控制装置具有准确分辩夜间道路灯光照明明暗的功能，解决了在不同天气状况的条件下对驾驶者的视线影响的现实难题，并结合速度、路面有无积水、道路灯光照明差别等因数，消除了绝大部分车辆转弯时出现的各种危险隐患。

(6)、保证司机不必计算车速与转弯角度的关系，在转弯超速的第一时间内，该控制装置自动控制减速并提示报警，使过弯变得轻松安全了，而且在各种复杂多变的天气下，也能应付自如，大幅提高了车辆和车内人员的安全系数，同时有了各种状态过弯速度的标准，久之还能保证司机养成良好的开车习惯。

(7)、另外整个控制装置具有结构简单、成本低廉和安装方便等优点，配上车辆行驶记录仪还可区分客运站与驾驶员之间的责任。

附图说明

图1是本全天候车辆转弯超速控制装置的整体原理方框图。

图2是本全天候车辆转弯超速控制装置中的光电耦合电路以及电源的原理图。

图3是本全天候车辆转弯超速控制装置中的环境光测量电路与路面积水测量电路的电原理图

图4是本全天候车辆转弯超速控制装置中的惯性信号测量电路的电原理图

图5是本全天候车辆转弯超速控制装置中的报警指示电路和执行电路的电原理图。

图6是本全天候车辆转弯超速控制装置中的一种实施方式具体单项功能工作状态图。

图中，100、控制中心；100-1、车内信号源信号和环境信号获取模块；100-2、惯性信号获取模块；100-3、信号处理模块；100-4、判断处理模块；100-4-1、安全转弯速度基准值设定模块；101、光电耦合电路；102、环境光测量电路；102-1、环境光传感器；102-2、电压比较器；103、路面积水测量电路；103-1、路面积水传感器；103-2、电压比较器；104、惯性信号测量电路；104-1、惯性传感器；104-2、A/D模数转换器；105、执行电路；105-1、继电器一；105-2、继电器二；105-3、电磁铁；106、车尾灯；107、报警指示电路；107-1、指示灯；107-2、蜂鸣器；108、车辆内部信号源。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本全天候车辆转弯超速控制装置，包括控制中心100、电源、环境光测量电路102、路面积水测量电路103、惯性信号测量电路104、执行电路105、报警指示电路107以及用于与车辆内部信号源108连接的光电耦合电路101，报警指示电路107包括均与控制中心100相连接的用于显示转弯超速状态的指示灯107-1以及用于进行声音报警提示的蜂鸣器107-2，这里的控制中心100是采用单片机微控制器。

车辆内部信号源108的信号包括均与光电耦合电路101相连接的由近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯组成的车辆灯光、雨刮间歇档、雨刮中档、雨刮高档以及车速传感器等信号，这里雨刮是手动可分为三档包括雨刮间歇档、雨刮中档、雨刮高档，也可以采用自动雨刮则由通过单片机微控制器将信号分成数档。

如图2所示，电源和光电耦合电路101与单片机微控制器具体连接方式如下：直流降压芯片DC1的脚1接车辆电瓶BAT1的负极，脚4接车辆电瓶BAT1的正极，电容C1、C2与晶振X1构成微控制器U1的时序电路，电容C3与电阻R1构成了微控制器U1的上电复位电路；接插件J1的脚1、2、3、4、5、6、7、8分别接光电耦合的阳极即U3的脚1、3、5、7及U4的脚1、3、5、7，U3的脚2、4、6、8及U4的脚2、4、6、8分别接到排阻RP1的脚2、3、4、5、6、7、8、9，RP1的脚1接车辆电瓶BAT1的负极，此排阻作为光电耦合的限流电阻用，U3的脚16、14、12、10及U4的脚16、14、12、10分别接微控制器U1的脚1、2、3、4、5、10、11、12，U3的脚15、13、11、9及U4的脚15、13、11、9接直流降压芯片DC 的脚2，接插件J1另一半的脚1、2、3、4、5、6、7、8分别接车辆上的这些内部信号源：雨刮高档、雨刮中档、雨刮间歇档、后雾灯、前雾灯、远光灯、近光灯、车速传感器；当雨刮处于高档状态时，接插件J1的1脚上便有高电位，对应的光电耦合导通，U3的脚15和脚16间导通，微控制器U1上的脚1被拉低至低电平；同理，当雨刮处于中档或间歇档时，微控制器U1上的脚2或3被拉至低电平，当后雾灯、前雾灯、远光灯、近光灯被打开时，微控制器U1上的脚4、5、10、11被拉低至低电平；车速传感器的信号为脉冲信号，每当车轮转动一定的角度之后，车速传感器便会传来一个脉冲，相应的在脉冲来到时微控制器U1的脚12被拉低至低电平。

路面积水测量电路103包括路面积水传感器103-1和电压比较器103-2，电压比较器103-2与控制中心100相连接，这里需要说明的是路面积水传感器103-1当路面有积水时立即工作，无积水时停止工作，但是不分白天、晚上和其他天气状况，只有在车辆速度达到高速状态转弯(具体数值按不同车辆而定)且路面存在积水这两个条件同时具备情况下，即达到路面有积水时设定的安全转弯速度基准值，才会执行减速。这是由于车辆在中低速行驶时即使路面有积水转弯时也不减速，因为不会出现侧滑、甩尾等现象。

这里的路面积水传感器103-1当检测到有水通过时，便会从断开状态转为导通状态，即传感状态，电压比较器103-2的输出结果就会由原来的高电平变为低电平，这样控制中心100的输入端也被拉至低电平，控制中心100就检测到了该信号。

同一段道路轮胎的抓地力及摩擦系数在车辆高速行驶时相差很大，直行时打滑的感觉明显，但危险性并不是很大，因为短暂偶然的点滑或连续不长的轻滑会被车辆高速向前的惯性所弥补，此现象足以证明轮胎的抓地力极小，摩擦系数很低了，如果转弯则大不相同，随着离心力的增加，还会再进一步大幅降低，所以转弯稍大则极易侧滑、甩尾、调头、翻滚，如果此时急弯又急刹，车辆会飞出道路，因此对车辆在有积水道路上高速行驶转弯时的安全转弯速度基准值设得很小，也就是说非常灵敏，把极具危险的转弯状态的风险降至最低。而干燥的路面一般是粗糙适中，摩擦系数足够大，车辆转弯时不易打滑，单就以打滑这一因素来讲相对是安全的。

环境光测量电路102包括相互连接的环境光传感器102-1和电压比较器102-2，这里需要说明的是环境光传感器102-1的工作方案有两个：

(1)、环境光传感器102-1可以不设定限值，让环境光传感器102-1在较宽范围内检测周围环境光亮程度一直工作。

(2)、也可以设置该环境光传感器102-1在特定的条件下让它工作。因为光传感器一般是光敏元件，长期暴露在阳光下会降低性能直至损坏，所以在本实施例中采用的是后一种方式，只有夜间车辆打开远光灯或者近光灯时，环境光传感器102-1才工作。工作时由于环境光传感器102-1的电阻值会随着道路照明灯光的光照强度的变化而变化。

比如当车辆行驶进入照明良好的路段时阻值便会小于设定的临界值，电压比较器102-2的输出结果就会由原来的高电平变为低电平，这样控制中心100的输入端也被拉至低电平，控制中心100就检测到了该信号，同时控制中心100设置了对该信号延时5秒的功能。如果车辆行驶在照明良好但两旁又有树木遮盖的道路上时，信号便随着光照强度变化而变化频繁，但是实际前方视线良好，该延时功能是：当连续5秒以上未检测到该信号，才确认道路无灯光照明或者照明较差，状态改变。

如图3所示，路面积水测量电路103和环境光测量电路102与单片机微控制器的连接如下：运算放大器U2:B的脚6，一路接电阻R9，R9再接电源负，一路接光敏电阻RL，RL再接电源正，运算放大器U2:B的脚5一路接电阻R7，电阻R7再接电源正，一路接电阻R8，R8再接电源负，此时运算放大器U2:B的脚5上的电压为R7与R8分压所得的电压，运算放大器U2:B的脚7接微控制器U1的脚27，当环境光照强度较弱时，RL阻值较大，则与R9分压后使得运算放大器U2:B的U+电压大于U-电压，因此脚7输出高电平，当环境光照强度较强时，RL阻值较小，则与R9分压后使得运算放大器U2:B的U+电压小于U-电压，因此脚7输出低电平，微控制器U1的脚27被拉低为低电平；运算放大器U2:C的脚9，一路接电阻R6，R6再接电源负，一路接路面积水传感器RW，RW再接电源正，运算放大器U2:C的脚10一路接电阻R4，电阻R4再接电源正，一路接电阻R5，R5再接电源负，此时运算放大器U2:C脚10上的U+电压为R4与R5分压所得的电压，运算放大器U2:C的脚8接微控制器U1的脚28，当路面无积水时，RW阻值几乎为无穷大，则与R6分压后使得运算放大器U2:C的U+电压大于U-电压，因此脚8输出高电平，当路面有积水时，RW阻值较小，则与R6分压后使得运算放大器U2:C的U+电压小于U-电压，因此脚8输出低电平，微控制器U1的脚28被拉低为低电平。

惯性信号测量电路104包括相互连接的惯性传感器104-1以及A/D模数转换器104-2，这里惯性传感器104-1可以采用加速度传感器或者角速度传感器，角速度传感器或加速度传感器都是为了测量出转弯时的侧向加速度值，只不过用加速度传感器可以直接测出侧向加速度，而用角速度传感器则是先测出水平角速度，然后将水平角速度乘以车速就是侧向加速度。

如图4所示，在本实施例中采用的是角速度传感器，惯性信号测量电路104与单片机微控制器的连接方式如下：角速度传感器S1的脚3接电源正，脚2接电源负，脚4接运算放大器U2:A的脚3，脚1一路接稳压电容C7，一路接电阻R3，电阻R3一路接运算放大器U2:A的脚2，一路接低通滤波电容C6，一路接电阻R2，电阻R2和电容C6再接到运算放大器U2:A的脚1，R2和R3一起用来设定运算放大器U2:A的放大倍数，U2:A的脚1接A/D转换芯片U5的脚2，A/D转换芯片U5的脚3、4一路接电源负，一路接电容C4、C5，电容C4、C5再接电源正，A/D转换芯片U5的脚1、6、7分别接微控制器U1的脚21、23、22，A/D转换芯片U5的脚5、8接电源正，角速度传感器S1将其所得的正比于角速度的模拟量经过运算放大器U2:A放大，将放大后的值输入至A/D转换芯片U5的输入端脚2，微控制器U1通过连接到A/D转换芯片U5脚1和脚7的控制线控制模数转换的过程，而后将数据通过与A/D转换芯片U5脚6的连接线传输至微控制器U1内。惯性信号获取电路的另一种方案是将角速度传感器S1换成加速度传感器即可。

执行电路105可以有两种执行方式，在本实施例中是通过机械方式油门控制的包括继电器一105-1、继电器二105-2、电磁铁105-3、车尾灯106及刹车开关所组成，继电器一105-1的线圈与控制中心100连接，继电器二105-2的线圈与刹车开关连接，继电器一105-1的常开触点一路连接车尾灯106，另一路与继电器二105-2的常闭触点连接，继电器二105-2的常闭触点与电磁铁105-3连接，所述的控制中心100驱动继电器一105-1常开触点闭合，车尾灯106亮，另一路经继电器二105-2的常闭触点电磁铁105-3工作拉抬油门踏板杆使油门减小，从而控制车辆转弯速度，制动时继电器二105-2吸合，继电器二105-2常闭触点断开，电磁铁105-3停止工作。

具体连接如图5所示，微控制器U1的脚16接三极管的基极，三极管的发射极接电源正，集电极接继电器RL1线圈，刹车开关K1一端接电源正，一端接继电器RL2的线圈，接插件J4的脚1接继电器RL1的常开触点，脚2接车辆电瓶BAT1正极，继电器RL1接继电器RL2的常闭触点，继电器2接车辆电瓶BAT1负极，微控制器U1经过智能判断后，其脚16为低电平，测试三极管Q1处于饱和状态，继电器RL1吸合，继电器RL1常开触点导通。

此时若车辆上的刹车开关没有闭合，则继电器RL2未吸合，常闭触点导通，此时连接在接插件J4上的器件得到车辆电瓶供电开始工作，反之则停止工作。

这里以单片机微控制器作为控制中心100是由车内信号源信号和环境信号获取模块100-1、惯性信号获取模块100-2、信号处理模块100-3以及判断处理模块100-4等四个模块组成，车内信号源信号和环境信号获取模块100-1与信号处理模块100-3相连接，信号处理模块100-3与判断处理模块100-4连接，惯性信号获取模块100-2与判断处理模块100-4相连接，判断处理模块100-4与执行电路105连接，这里判断处理模块100-4中还包括安全转弯速度基准值设定模块100-4-1，用户可以通过程序在安全转弯速度基准值设定模块100-4-1中根据不同转弯类型设定相应基准值。

本全天候车辆转弯超速控制装置安装时，将环境光传感器102-1安装在车辆仪表台前方靠近挡风玻璃容易接受道路灯光照射处，雨刮同步开关安装在雨刮操纵杆的根上部也可做进雨刮组合开关内，路面积水传感器103-1安装在两侧后轮胎挡泥板前部中上方位置，电磁铁105-3安装在油门踏板杆上方。这里需要说明的是路面积水传感器103-1，当路面有积水、泥浆时，车辆行驶时轮胎转动将积水泥浆带甩至挡泥板，量大时多余的水、泥浆、杂物直接从面板流下落倒地面(第一道过滤)。另一部分积水、泥浆因重力流至路面积水传感器103-1侧面，大的杂物、多余的泥浆、水落到地面(第二道过滤)。适量的需要过滤的水、泥浆和中小杂物从侧面经过直角转弯后，吸附在路面积水传感器103-1的下方，此时在集导水片夹角及水、泥浆自身渗透作用下，越过控流间歇，多余部分难以通过，中等大小的杂物、多余的泥浆和水直接落到地面(第三道过滤)。越过控流间歇部分的泥水杂物在斜导控流板导引下，流到控流过滤片，在导引过程中，中小杂物及多余泥浆、水难以吸附在斜导控流板的板面及板下沿，因此落到地面。

本全天候车辆转弯超速控制装置主要是能够区分日夜雨雪雾等各种天气状况及当前车辆转弯的各种状态，因为各种天气的变化对司机的视线影响都不一样。

如图6所示，在本实施例中将其中白天分为白天、白天小雨雪、白天中雨雪、白天暴雨雪、白天浓雾、白天轻雾六种天气状态，晚上分为远光灯、近光灯、远光灯小雨雪、远光灯中雨雪、远光灯暴雨雪、近光灯小雨雪、近光灯中雨雪、近光灯暴雨雪、夜间轻雾、夜间浓雾和夜间路灯照明良好等十一种天气状态及路面积水状态，工作时车内信号源信号和环境信号获取模块100-1获取车内信号源信号和环境信号，车内信号源信号包括近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯、雨刮间歇挡、雨刮中档、雨刮高档、车速传感器等信号，环境信号包括道路路灯照明强弱信号和路面积水信号。

对于除车速传感器信号外的其他信号，将其存储在控制中心100中的存储器内供下一步使用，对于车速传感器的信号，计算出本次车速传感器传来的脉冲信号与上次车速传感器传来的脉冲信号之间的时间间隔t，在已知轮胎周长c的情况下通过公式v＝c/t的公式算出当前车辆的车速信号供下一步使用；惯性信号获取模块100-2获取水平角速度信号或侧向加速度信号，再将两个信号与各自的前十次测量结果做移动加权平均处理，达到软件滤波的目的，以获得相对平稳的数值。

对于侧向惯性信号的获取有以下两种方案：

(1)、将角速度传感器测量出的水平角速度w和车速信号v按照公式a＝w×v算出侧向加速度a。

(2)、加速度传感器直接测量出侧向加速度a；

信号处理模块100-3首先将车内信号源信号和环境信号获取模块100-1获取的近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯、雨刮间歇挡、雨刮中档、雨刮高档、环境光信号和路面积水信号综合起来，划分出积水路面高速行驶、浓雾、近光灯暴雨雪、近光灯中雨雪、近光灯小雨雪、近光灯、轻雾、远光灯暴雨雪、远光灯中雨雪、远光灯小雨雪、远光灯、白天暴雨雪、白天中雨雪、夜间路灯照明良好、白天小雨雪、白天等这些天气及环境状态。

如果这些天气及环境状态中出现同时满足的情况下，则按照这些满足的状态中对驾驶者的视线及安全过弯影响最大的那一种天气及环境状态作为处理结果。

在判断处理模块100-4这个模块中，程序首先根据信号处理模块100-3中得出的天气及环境状态，分别调出该天气及环境状态下车辆向左或向右转向时的侧向加速度a的预先设定的安全转弯速度基准值，当惯性传感器104-1使用侧向加速度传感器直接提供侧向加速度信号时，判断处理模块100-4将惯性信号获取模块100-2中获得的侧向加速度a与预先设定的安全转弯速度基准值做比较；而当惯性传感器104-1使用角速度传感器提供水平角速度信号时则判断处理模块100-4将惯性信号获取模块100-2中获得的水平角速度w乘以车速v，算出侧向加速度a值后再与预先设定的安全转弯速度基准值做比较，如果达到或超过了预先设定的安全转弯速度基准值，则判定为转弯超速，控制中心100发出控制信号到报警指示电路107，在超速的第一时间报警提示及执行电路105执行车辆过弯减速。

另外本全天候车辆转弯超速控制装置在控制过弯时可以划分为五种状态：

(1)、当车辆在转弯过程中超速时该装置自动控制减速减慢后速度如果属于正常安全范围内，即小于设定的安全转弯速度基准值时，立即解除减速；

(2)、转弯半径较大弯道较长时，相对来说过弯时间也长，第一次减速后又加速，该装置会进行第二次减速，直至车速小于设定的安全转弯速度基准值；

(3)、以超出设定安全转弯速度基准值较大速度过弯时，该装置一直处于减速状态直至车速小于设定的安全转弯速度基准值时才解除减速；

(4)、过弯时转向过度且车速稍微超过安全转弯速度基准值限值，将转向修正后，立即解除减速；

(5)、过弯时转向不足，此时未达到安全转弯速度基准值限值，但将转向修正后达到或超过安全转弯速度基准值限值，或者正常转弯时未达到安全转弯速度基准值限值，但是以相同速度正常转弯转变成转向过度且达到安全转弯速度基准值限值，该装置立即减速。

在此应该注意，该装置对车辆过弯时的右转弯和左转弯控制速度是不一样的，因为，交通法规和车辆设计、结构确定，司机只能坐在左边或者右边驾驶，现以司机坐在左边为例举例说明，向右转弯时挡风玻璃靠右边相对视线角度较大、视野较宽，因此过弯速度可以相对快一些，而向左转弯对视线的影响既大又复杂，因为有A柱阻挡，尤其是雨雪天气、夜间道路无灯光照明环境下，此时雨滴、雪吸附在驾驶座左侧玻璃外侧，又有挡风玻璃左边雨刮未刮到的死角，向左转弯时视角很小，视线极差，几乎无法看清，非常危险，所以过弯速度相比就很慢。

左右快慢的差别可根据各种天气状况对驾驶者的视线影响的程度不同的实际情况，分别相应合理地设置。此外由于各种车辆设计、性能、结构以及材料等差异，预先设定的各项安全转弯速度基准值以及左右转弯速度控制的差值也是不尽相同的。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：执行电路105是通过电子方式控制油门，控制中心100发送控制信号至发动机控制芯片上，由发动机控制芯片控制发动机节气门的闭合从而控制转弯速度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了100、控制中心；100-1、车内信号源信号和环境信号获取模块；100-2、惯性信号获取模块；100-3、信号处理模块；100-4、判断处理模块；101、光电耦合电路；102、环境光测量电路；102-1、环境光传感器；102-2、电压比较器；103、路面积水测量电路；103-1、路面积水传感器；103-2、电压比较器；104、惯性信号测量电路；100-4-1、安全转弯速度基准值设定模块；104-1、惯性传感器；104-2、A/D模数转换器；105、执行电路；105-1、继电器一；105-2、继电器二；105-3、电磁铁；106、车尾灯；107、报警指示电路；107-1、指示灯；107-2、蜂鸣器；108、车辆内部信号源等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种全天候车辆转弯超速控制装置，包括控制中心(100)以及与其相连接用于提供电能的电源，其特征在于：所述的控制装置还包括用于采集车辆转弯时的惯性信号并转换成电信号后传递至控制中心(100)的惯性信号测量电路(104)，所述的惯性信号测量电路(104)与上述的控制中心(100)相连接，所述的控制中心(100)还与车辆内部信号源(108)相连接，所述的车辆内部信号源(108)包括车辆灯光、雨刮器以及车速传感器所产生的信号，所述的控制中心(100)对上述的惯性信号及车辆内部信号源(108)的信号进行综合分析运算后产生控制信号，所述的控制中心(100)输出端连接用于执行控制中心(100)的控制信号进而控制车辆转弯速度的执行电路(105)。

2.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的控制中心(100)与车辆内部信号源(108)之间还连接有用于将车辆内部信号源(108)的信号传递至控制中心(100)的光电耦合电路(101)，所述的车辆内部信号源(108)包括车辆灯光、雨刮器以及车速传感器均与光电耦合电路(101)相连接。

3.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的控制中心(100)还连接用于采集周围环境光信号并转换成电信号后传递至控制中心(100)的环境光测量电路(102)，所述的环境光测量电路(102)包括相互连接的环境光传感器(102-1)和第一电压比较器(102-2)，第一电压比较器(102-2)与控制中心(100)相连接，所述的环境光传感器(102-1)采集当前环境光信号并传送至第一电压比较器(102-2)作比较后，由第一电压比较器(102-2)将比较结果传递至控制中心(100)。

4.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的控制中心(100)还连接用于采集车辆行驶时路面积水信号并转换成电信号后传递至控制中心(100)的路面积水测量电路(103)，所述的路面积水测量电路(103)包括相互连接的路面积水传感器(103-1)和第二电压比较器(103-2)，第二电压比较器(103-2)与控制中心(100)相连接，所述的路面积水传感器(103-1)采集当前路面积水信号并传送至第二电压比较器(103-2)作比较后，由第二电压比较器(103-2)将比较结果传递至控制中心(100)。

5.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的惯性信号测量电路(104)包括相互连接的惯性传感器(104-1)以及A/D模数转换器(104-2)，A/D模数转换器(104-2)与控制中心(100)相连接，所述的惯性传感器(104-1)采集当前车辆转弯时的水平角速度或侧向加速度模拟信号并通过A/D模数转换器(104-2)转换成数字信号后传递至控制中心(100)。

6.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的执行电路(105)包括继电器一(105-1)、继电器二(105-2)、电磁铁(105-3)、车尾灯(106)及刹车开关所组成，继电器一(105-1)的线圈与控制中心(100)连接，继电器二(105-2)的线圈与刹车开关连接，继电器一(105-1)的常开触点一路连接车尾灯(106)，另一路与继电器二(105-2)的常闭触点连接，继电器二(105-2)的常闭触点与电磁铁(105-3)连接，所述的控制中心(100)驱动继电器一(105-1)常开触点闭合，经继电器二(105-2)的常闭触点电磁铁(105-3)工作拉抬油门踏板杆使油门减小，从而控制车辆转弯速度，制动时继电器二(105-2)与电磁铁(105-3)吸合，继电器二(105-2)常闭触点断开，电磁铁(105-3)停止工作。

7.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的执行电路(105)通过电子方式油门控制，所述的控制中心(100)向发动机控制芯片发送控制信号，由发动机控制芯片控制发动机节气门从而控制车辆转弯速度。

8.根据权利要求1所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：所述的控制中心(100)包括用于获取车内信号源信号、环境光信号和路面积水信号的电信号的车内信号源信号和环境信号获取模块(100-1)、用于获取水平角速度或侧向加速度数字信号的惯性信号获取模块(100-2)、信号处理模块(100-3)以及判断处理模块(100-4)，车内信号源信号和环境信号获取模块(100-1)与信号处理模块(100-3)相连接，信号处理模块(100-3)与判断处理模块(100-4)连接，惯性信号获取模块(100-2)与判断处理模块(100-4)连接，信号处理模块(100-3)根据车内信号源信号和环境信号获取模块(100-1)获取的信号划分出不同的天气及环境状态，判断处理模块(100-4)根据信号处理模块(100-3)得出的天气及环境状态和惯性信号获取模块(100-2)获取的惯性信号，综合处理后发出控制信号到执行电路(105)。

9.根据权利要求8所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于：在判断处理模块(100-4)中还包括用于设定车辆左右转弯的安全转弯速度基准值的安全转弯速度基准值设定模块(100-4-1)，所述的安全转弯速度基准值设定模块(100-4-1)与信号处理模块(100-3)相连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的全天候车辆转弯超速控制装置，其特征在于，所述的控制中心(100)上还连接有报警指示电路(107)，所述的报警指示电路(107)包括均与控制中心(100)相连接的用于显示转弯超速状态的指示灯(107-1)以及用于进行声音报警提示的蜂鸣器(107-2)。

Images