本發(fā)明涉及汽車安全駕駛領(lǐng)域，特別是一種限制車速的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展，汽車的使用變得越來(lái)越普遍。與此同時(shí)，交通事故頻發(fā)也引起人們的關(guān)注。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，容易發(fā)生交通事故的車輛多是由駕校學(xué)員駕駛的教練車和新手駕駛的私家車。因?yàn)?，這些駕駛者在駕駛過(guò)程中容易產(chǎn)生緊張情緒，特別是遇到緊急情況下，往往變得不知所措，極容易把油門當(dāng)做剎車踩，從而造成車輛失控的嚴(yán)重后果。

針對(duì)這一社會(huì)性問(wèn)題，現(xiàn)在急需一種車輛限速系統(tǒng)，能夠在保證限速范圍內(nèi)油門踏板自由動(dòng)作的情況下，限制汽車的最高車速，從而使駕駛者在駕車過(guò)程中，即使遇到緊急情況而誤操作踩下油門，也不會(huì)因?yàn)檐囁偎查g提升過(guò)高而造成悲劇的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種限制車速的控制系統(tǒng)，提前設(shè)定汽車的最高行駛速度，通過(guò)縮短油門踏板的行程，避免因駕駛者猛踩油門而引起汽車失控的狀況。

為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種限制車速的控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元、驅(qū)動(dòng)單元和限位裝置；單片機(jī)分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元和驅(qū)動(dòng)單元連接，A/D轉(zhuǎn)換單元還連接檢測(cè)單元，驅(qū)動(dòng)單元還連接限位裝置的直流電機(jī)；

所述的檢測(cè)單元包括檔位傳感器、電位計(jì)和信號(hào)處理單元；檔位傳感器用于實(shí)時(shí)采集汽車所在檔位的模擬檔位信號(hào)，電位計(jì)用于實(shí)時(shí)采集限位裝置的電動(dòng)推桿所處行程的模擬行程信號(hào)，信號(hào)處理單元用于對(duì)檔位傳感器采集到的模擬檔位信號(hào)和電位計(jì)采集到的模擬行程信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理；

所述的A/D轉(zhuǎn)換單元用于將信號(hào)處理單元輸出的模擬檔位信號(hào)和模擬行程轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；

所述的按鍵單元用于操作者輸入系統(tǒng)可選模式和限速模式下最高車速限制值；系統(tǒng)可選模式包括自由模式和限速模式；最高車速限制值為10―80公里的任意整數(shù)值；

所述的單片機(jī)包括信號(hào)接收單元、輸出單元和信息處理單元；信號(hào)接收單元輸入端與按鍵單元連接，輸出端與信息處理單元連接；信息處理單元還分別與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端和驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接；輸出單元的輸入端與信號(hào)接收單元連接，輸出端與顯示單元連接；驅(qū)動(dòng)單元為單向可控硅組成的控制電路；顯示單元為L(zhǎng)CD顯示器；

所述的限位裝置為帶有電位計(jì)的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推桿，固定在油門踏板下方的汽車底板上，通過(guò)縮短油門踏板的行程，限制汽車的最高車速；

所述的信號(hào)接收單元用于識(shí)別和設(shè)定操作者通過(guò)按鍵單元輸入的工作模式以及存儲(chǔ)限速模式下最高車速限制值；輸出單元用于把信號(hào)接收單元傳輸過(guò)來(lái)的最高車速限制值信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值；檢測(cè)單元用于實(shí)現(xiàn)檔位傳感器和電位計(jì)與單片機(jī)的通訊；信息處理單元用于對(duì)檔位信號(hào)和行程信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)；顯示單元用于顯示輸出單元傳遞過(guò)來(lái)的最高車速限制值；驅(qū)動(dòng)單元為單向可控硅控制電路；驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)信息處理單元發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)限位裝置的電機(jī)正反轉(zhuǎn)，完成限位動(dòng)作。

所述的單片機(jī)型號(hào)為Texas Instruments公司的MSP430F247芯片，檔位傳感器型號(hào)為北京賽斯維測(cè)控技術(shù)公司的FN7080，電動(dòng)推桿型號(hào)為為無(wú)錫市宏霸機(jī)電設(shè)備有限公司的HB-DJ806，LCD顯示器型號(hào)為深圳市希科電子有限公司的LCD1602。

一種限制車速的控制方法，包括以下步驟：

A、模式選擇：系統(tǒng)啟動(dòng)后，操作者通過(guò)點(diǎn)擊按鍵單元的模式選擇鍵，對(duì)系統(tǒng)的工作模式進(jìn)行選擇，如果選擇為“自由模式”，則轉(zhuǎn)入步驟B；如果選擇為“限速模式”，則轉(zhuǎn)入步驟C；

B、自由模式：檢測(cè)單元的檔位傳感器和電位計(jì)均處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)進(jìn)行通訊；具體工作流程如下：

b1、檔位傳感器檢測(cè)到模擬檔位信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬檔位信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)的信息處理單元；

b2、電位計(jì)檢測(cè)到電動(dòng)推桿的模擬行程信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元將行程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)的信息處理單元；

b3、單片機(jī)的信息處理單元通過(guò)內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成四項(xiàng)工作：判斷汽車檔位所在位置、判斷電動(dòng)推桿行程位置、計(jì)算直流電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的圈數(shù)和發(fā)送控制信號(hào)；

b4、單片機(jī)的信息處理單元輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)控制單向可控硅的導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)數(shù)圈，使電動(dòng)推桿回歸并保持0行程狀態(tài)；

b5、單片機(jī)的信號(hào)接收單元將按鍵單元輸入的“自由模式”選擇信號(hào)傳輸?shù)捷敵鰡卧敵鰡卧獙⑺鲞x擇信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)據(jù)，送顯示單元顯示出“Free”字樣；

C、限速模式：操作者選擇限速模式后輸入最高車速限制值，檢測(cè)單元的檔位傳感器和電位計(jì)均處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)進(jìn)行通訊；具體工作流程如下：

c1、檔位傳感器檢測(cè)到模擬檔位信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬檔位信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字檔位信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)的信息處理單元；

c2、電位計(jì)檢測(cè)到電動(dòng)推桿的模擬行程信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬行程信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)的信息處理單元；

c3、單片機(jī)的信息處理單元通過(guò)內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成四項(xiàng)工作：判斷汽車檔位所在位置、判斷電動(dòng)推桿行程位置、計(jì)算直流電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的圈數(shù)和發(fā)送控制信號(hào)；

c4、單片機(jī)的信息處理單元輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，通過(guò)控制單向可控硅的導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)數(shù)圈，使電動(dòng)推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)并保持在某一行程狀態(tài)；所述某一行程狀態(tài)是指限位裝置能夠縮短油門踏板的行程，使得汽車的最高車速限制在操作者選擇的最高車速限制值之內(nèi)；

c5、單片機(jī)的信號(hào)接收單元將按鍵單元輸入的最高車速限制值信號(hào)傳輸?shù)捷敵鰡卧?，輸出單元將所述信?hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)據(jù)，送顯示單元顯示出“Limit+具體數(shù)值”字樣；

c6、檔位傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)模擬檔位信號(hào)，以此判斷檔位是否發(fā)生變化，若檔位不變化則程序轉(zhuǎn)入步驟c5，若檔位發(fā)生變化則程序轉(zhuǎn)入步驟c1；

當(dāng)操作者在限速模式下通過(guò)按鍵單元選擇自由模式，則程序轉(zhuǎn)入步驟B，當(dāng)操作者在自由模式下通過(guò)按鍵單元選擇限速模式并輸入最高車速限制值，則程序轉(zhuǎn)入步驟C，當(dāng)操作者在限速模式下通過(guò)按鍵單元改變最高車速限制值，則程序轉(zhuǎn)入步驟C。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

1、本發(fā)明能夠提前設(shè)定汽車的最高行駛速度，通過(guò)縮短油門踏板的行程，避免因駕駛者猛踩油門而引起汽車失控的狀況，特別適合駕校學(xué)員和新手駕駛員使用。

2、本發(fā)明設(shè)定自由模式和限速模式兩種模式，適用于同一車輛不同程度的駕駛者的駕駛體驗(yàn)。

3、本發(fā)明所使用的裝置完全獨(dú)立于現(xiàn)有的汽車系統(tǒng)之外，不用改變現(xiàn)有的汽車設(shè)計(jì)方案，適用于大多數(shù)手動(dòng)檔和自動(dòng)擋的汽車，安裝方便，工作穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的流程圖。

圖3是本發(fā)明的單向可控硅控制電路。

圖4是本發(fā)明的限位裝置的局部安裝圖。

圖中：1-檢測(cè)單元，2-檔位傳感器，3-信號(hào)處理單元，4-A/D轉(zhuǎn)換單元，5-單片機(jī)，6-信息處理單元，7-驅(qū)動(dòng)單元，8-直流電機(jī)，9-電位計(jì)，10-按鍵單元，11-信號(hào)接收單元，12-輸出單元，13-顯示單元，14-油門踏板，15-限位裝置。

圖3中：VT1和VT4導(dǎo)通，則電機(jī)正轉(zhuǎn)，VT2和VT3導(dǎo)通，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)一步解釋說(shuō)明。但本專利的保護(hù)范圍不限于具體的實(shí)施方式。

實(shí)施例1

如附圖所示，本專利的一種限制車速的控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)5、A/D轉(zhuǎn)換單元4、檢測(cè)單元1、顯示單元13、按鍵單元10、驅(qū)動(dòng)單元7和限位裝置15；單片機(jī)5分別與A/D轉(zhuǎn)換單元4、檢測(cè)單元1、顯示單元13、按鍵單元10和驅(qū)動(dòng)單元7連接，A/D轉(zhuǎn)換單元4還連接檢測(cè)單元1，驅(qū)動(dòng)單元7還連接限位裝置15的直流電機(jī)8；

所述的檢測(cè)單元1包括檔位傳感器2、電位計(jì)9和信號(hào)處理單元3；檔位傳感器2用于實(shí)時(shí)采集汽車所在檔位的模擬檔位信號(hào)，電位計(jì)9用于實(shí)時(shí)采集限位裝置15的電動(dòng)推桿所處行程的模擬行程信號(hào)，信號(hào)處理單元3用于對(duì)檔位傳感器2采集到的模擬檔位信號(hào)和電位計(jì)9采集到的模擬行程信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理；

所述的A/D轉(zhuǎn)換單元4用于將信號(hào)處理單元3輸出的模擬檔位信號(hào)和模擬行程轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；

所述的按鍵單元10用于操作者輸入系統(tǒng)可選模式和限速模式下最高車速限制值；系統(tǒng)可選模式包括自由模式和限速模式；最高車速限制值為10―80公里的任意整數(shù)值；

所述的單片機(jī)5包括信號(hào)接收單元11、輸出單元12和信息處理單元6；信號(hào)接收單元11輸入端與按鍵單元10連接，輸出端與信息處理單元6連接；信息處理單元6還分別與A/D轉(zhuǎn)換單元4的輸出端和驅(qū)動(dòng)單元7的輸入端連接；輸出單元12的輸入端與信號(hào)接收單元11連接，輸出端與顯示單元13連接；驅(qū)動(dòng)單元7為單向可控硅組成的控制電路；顯示單元13為L(zhǎng)CD顯示器；

所述的限位裝置15為直流電機(jī)8驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)推桿，固定在油門踏板14下方的汽車底板上，通過(guò)縮短油門踏板14的行程，限制汽車的最高車速；

所述的信號(hào)接收單元11用于識(shí)別和設(shè)定操作者通過(guò)按鍵單元10輸入的工作模式以及存儲(chǔ)限速模式下最高車速限制值；輸出單元12用于把信號(hào)接收單元11傳輸過(guò)來(lái)的最高車速限制值信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值；檢測(cè)單元1用于實(shí)現(xiàn)檔位傳感器2和電位計(jì)9與單片機(jī)5的通訊；信息處理單元6用于對(duì)檔位信號(hào)和行程信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元4轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，同時(shí)發(fā)出控制信號(hào)；顯示單元13用于顯示輸出單元12傳遞過(guò)來(lái)的最高車速限制值；驅(qū)動(dòng)單元7為單向可控硅控制電路；驅(qū)動(dòng)單元7根據(jù)信息處理單元6發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)限位裝置15的直流電機(jī)8正反轉(zhuǎn)，完成限位動(dòng)作。

所述的單片機(jī)5型號(hào)為Texas Instruments公司的MSP430F247芯片，檔位傳感器2型號(hào)為北京賽斯維測(cè)控技術(shù)公司的FN7080，電動(dòng)推桿型號(hào)為為無(wú)錫市宏霸機(jī)電設(shè)備有限公司的HB-DJ806，LCD顯示器型號(hào)為深圳市?？齐娮佑邢薰镜腖CD1602。

如附圖所示，本專利的一種限制車速的控制方法，包括以下步驟：

A、模式選擇：系統(tǒng)啟動(dòng)后，操作者通過(guò)點(diǎn)擊按鍵單元10的模式選擇鍵，對(duì)系統(tǒng)的工作模式進(jìn)行選擇，如果選擇為“自由模式”，則轉(zhuǎn)入步驟B；如果選擇為“限速模式”，則轉(zhuǎn)入步驟C；

B、自由模式：檢測(cè)單元1的檔位傳感器2和電位計(jì)9均處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)5進(jìn)行通訊；具體工作流程如下：

b1、檔位傳感器2檢測(cè)到模擬檔位信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元3放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元4將模擬檔位信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)5的信息處理單元6；

b2、電位計(jì)9檢測(cè)到電動(dòng)推桿的模擬行程信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元3放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元4將行程模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)5的信息處理單元6；

b3、單片機(jī)5的信息處理單元6通過(guò)內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成四項(xiàng)工作：判斷汽車檔位所在位置、判斷電動(dòng)推桿行程位置、計(jì)算直流電機(jī)8正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的圈數(shù)和發(fā)送控制信號(hào)；

b4、單片機(jī)5的信息處理單元6輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元7，通過(guò)控制單向可控硅的導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)8正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)數(shù)圈，使電動(dòng)推桿回歸并保持0行程狀態(tài)；

b5、單片機(jī)5的信號(hào)接收單元11將按鍵單元10輸入的“自由模式”選擇信號(hào)傳輸?shù)捷敵鰡卧?2，輸出單元12將所述選擇信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)據(jù)，送顯示單元13顯示出“Free”字樣；

C、限速模式：操作者選擇限速模式后輸入最高車速限制值，檢測(cè)單元1的檔位傳感器2和電位計(jì)9均處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)5進(jìn)行通訊；具體工作流程如下：

c1、檔位傳感器2檢測(cè)到模擬檔位信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元3放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元4將模擬檔位信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字檔位信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)5的信息處理單元6；

c2、電位計(jì)9檢測(cè)到電動(dòng)推桿的模擬行程信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理單元3放大、濾波處理后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換單元4將模擬行程信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字行程信號(hào)，以串行通信方式傳遞給單片機(jī)5的信息處理單元6；

c3、單片機(jī)5的信息處理單元6通過(guò)內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成四項(xiàng)工作：判斷汽車檔位所在位置、判斷電動(dòng)推桿行程位置、計(jì)算直流電機(jī)8正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的圈數(shù)和發(fā)送控制信號(hào)；

c4、單片機(jī)5的信息處理單元6輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元7，通過(guò)控制單向可控硅的導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)8正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)數(shù)圈，使電動(dòng)推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)并保持在某一行程狀態(tài)；所述某一行程狀態(tài)是指限位裝置15能夠縮短油門踏板14的行程，使得汽車的最高車速限制在操作者選擇的最高車速限制值之內(nèi)；

c5、單片機(jī)5的信號(hào)接收單元11將按鍵單元10輸入的最高車速限制值信號(hào)傳輸?shù)捷敵鰡卧?2，輸出單元12將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)據(jù)，送顯示單元13顯示出“Limit+具體數(shù)值”字樣；

c6、檔位傳感器2實(shí)時(shí)檢測(cè)模擬檔位信號(hào)，以此判斷檔位是否發(fā)生變化，若檔位不變化則程序轉(zhuǎn)入步驟c5，若檔位發(fā)生變化則程序轉(zhuǎn)入步驟c1；

當(dāng)操作者在限速模式下通過(guò)按鍵單元10選擇自由模式，則程序轉(zhuǎn)入步驟B，當(dāng)操作者在自由模式下通過(guò)按鍵單元10選擇限速模式并輸入最高車速限制值，則程序轉(zhuǎn)入步驟C，當(dāng)操作者在限速模式下通過(guò)按鍵單元10改變最高車速限制值，則程序轉(zhuǎn)入步驟C。