專利名稱：Gps汽車智能限速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能化控制汽車速度的GPS汽車智能限速器。
技術背景現有顯示汽車的行駛里程和當前行駛速度的情況是普通汽車儀表板上的 一個汽車速度里程表顯示。汽車速度的管理完全由駕駛員的操作來控制，當 汽車行駛在非正常路況時，如駕駛員超速駕駛，容易產生不安全的隱患，甚 至出現事故，給國家和人民的財產造成損失。為此，2003年申請人申請了發明名稱為"汽車智能速度限制器"的實用 新型專利，并獲得了實用新型專利權(專利號ZL03255306.4)。該汽車智能 速度限制器用控制速度的方法提高汽車的行車安全系數，現己有數千輛各種 牌號型號的大、中、小型車安裝著該汽車智能速度限制器，收到了良好的效 果。圖1是專利號ZL03255306.4的汽車智能速度限制器的結構示意圖。該汽 車智能速度限制器包括控制儀11 (由單片機構成)、速度傳感器12和速度限 制器13。速度傳感器的輸入端與汽車速度里程表連接，其輸出端與控制儀連 接；控制儀的輸出端與速度限制器連接。該汽車智能速度限制器控制汽車速 度的原理是設定的速度值或切換值；對傳感器傳來的信號進行比對處理當汽車行駛速度在限定的范圍內運行，則控制儀不啟動速度限制器；汽車行駛速度達到設定值或切換值時，控制儀立即啟動速度限制器收縮拉緊鋼絲軟軸，對汽車的油門踩桿100準確地、強制地提升4至5厘米，從而油門位置 被限制無法踩動，相當于駕駛員主動放松了了油門，使汽車減速，同時儀器 的指示燈閃爍；當汽車由于慣性速度保持在設定范圍內時，速度限制器仍保 持拉力位置，油門仍然無法踩動，汽車仍然無法加速；當汽車速度小于設定 值時，控制儀又啟動速度限制器放松鋼絲軟軸，汽車油門又恢復如初，同時
指示燈停止閃爍。控制儀的速度限制值有多檔供選擇，在接受信號時切換設 定(即接受道路速度無線信號時切換)，速度切換后由指示燈指示當前限速 值。該汽車智能限速器限速精確，60公里/小時以上速度誤差小于4公里/小 時。適于所有汽車的改造安裝。但是，其在使用中也存在缺點，即由于很難在每個限速標志地安裝信號發射器，所以，汽車智能限速器不能及時地根 據道路情況自動地準確地切換限速值，從而不能實現"路變速變"理想安全 行車狀態。發明內容本實用新型是為了解決現有技術存在的上述缺點，而提供的一種GPS汽 車智能限速器。該GPS汽車智能限速器利用GPS技術可以判別地點坐標和方 向的優點，把道路速度標志的經度、緯度、高度、矢量、速度標志以數據的 形式存儲在數據庫內，采用GPS模塊與現有的汽車智能限速器相結合，當汽 車經過汽車限速標志地點時，GPS汽車智能限速器就能切換"舊的"限速值 設定"新的"正確的汽車限速值，于是汽車智能限速器具備了 "識別道路限 速標志"的能力，汽車被正確的限速值控制，達到能夠認識道路限速標志及 時地自動地準確地切換限速值的目的。本實用新型采取的技術措施是GPS汽車智能限速器，包括速度限制器； 其特點是，還包括一GPS控制電路；所述的GPS控制電路包括一速度傳感器、 一微處理器、 一拉力繼電器、 一設有GPS天線的GPS模塊和一限速值數據庫； 所述的速度傳感器的輸入端與汽車的速度里程表連接；所述的速度傳感器、GPS 模塊以及限速值數據庫的輸出端分別與微處理器的輸入端連接；所述的微處 理器的輸出端與拉力繼電器連接，該拉力繼電器的輸出端連接速度限制器。上述GPS汽車智能限速器，其中，限速值數據庫中的數據由從GPS行駛 路線軌跡記錄的數據采集得到，包括道路限速標志地段的三維坐標、矢量方 向、限速值。上述GPS汽車智能限速器，其中，所述的速度限制器包括依次連接的電 機、變速箱、連接器、傳動部件及間隔設置的兩個限位開關。 上述GPS汽車智能限速器，其中，還包括一軟連接軸和一受力導向機構， 所述的軟連接軸一端與速度限制器的傳動部件連接，另一端與受力導向機構連接；所述的軟連接軸由套管中穿設一根鋼絲構成；所述的受力導向機構包括固定器、導向受力器、固定支架、施力繩；固 定器穿套在軟連接軸的任意管段上，用于固定軟連接軸的位置；軟連接軸的 套管的末端與導向受力器固定；導向受力器與固定支架固定連接，固定支架 與車體連接；軟連接軸的套管中的鋼絲的另一端穿過導向受力器，與固定支 架連接，該固定支架底部通過施力繩與汽車油門踏板連接。上述GPS汽車智能限速器，其中，還包括一數據存儲器，與所述的微處 理器雙向連接。上述GPS汽車智能限速器，其中，所述的速度限制器還包括一控制開關， 所述的控制開關與拉力繼電器的輸出端電連接并與電機輸入端連接。上述GPS汽車智能限速器，其中，還包括一在GPS限速值與道路限速值 不符的情況下使用的復位限速值按鈕，該復位限速值按鈕連接在微處理器的 控制端。上述GPS汽車智能限速器，其中，還包括一顯示器，連接在微處理器的 輸出端。上述GPS汽車智能限速器，其中，還包括一語音提示器，設在微處理器 的輸出端。上述GPS汽車智能限速器，其中，所述的語音提示器包括提示道路限速 標志值、超速警告和設定的路段信息。由于本實用新型采用了以上的技術方案，當GPS汽車智能限速器開始工 作，它內部的微處理器就不停地把得到的當前的坐標和儲存在限速值數據庫 的坐標地點進行比對， 一旦符合儲存數據的條件，它就切換"舊的"限速值 設定"新的"正確的汽車限速值，然后用實時比對的結果控制GPS汽車智能 限速器，達到智能限速的目的。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。 圖1是現有技術汽車智能限速器的結構示意圖。圖2是本實用新型GPS汽車智能限速器的總體結構示意圖。 圖3是本實用新型GPS汽車智能限速器中GPS控制電路的電路方框圖。 圖4是本實用新型GPS汽車智能限速器的軟連接軸的結構示意圖。 圖5是本實用新型汽車智能速度限制器的速度限制器一實施例的結構示 意圖。圖6是本實用新型GPS汽車智能限速器的工作原理流程圖。
具體實施方式
請參閱圖2，這是本實用新型GPS汽車智能限速器的結構示意圖。本實 用新型GPS汽車智能限速器，包括一 GPS控制電路2和速度限制器3、導向 受力機構4、軟連接軸5。速度限制器3的輸入端與GPS控制電路2的輸出端 連接；軟連接軸5 —端連接的是速度限制器3，軟連接軸另一端連接的是導向 受力機構4。請參閱圖3。本實用新型中GPS控制電路2包括一速度傳感器21、 一微 處理器22、 一拉力繼電器23、一設有GPS天線24的GPS模塊25、 一限速值 數據庫26、 一數據存儲器27;所述的速度傳感器的輸入端與汽車的速度里程 表連接；所述的速度傳感器、GPS模塊以及限速值數據庫的輸出端分別與微 處理器的輸入端連接；所述的微處理器的輸出端與拉力繼電器連接，該拉力 繼電器的輸出端連接速度限制器。所述的數據存儲器與微處理器雙向連接。 根據使用者的需要，還可以包括一顯示器28，用于顯示車輛行駛的狀況，該 顯示器與微處理器的輸出端連接。本實用新型GPS汽車智能限速器中的限速值數據庫中的數據由從GPS行 駛路線軌跡記錄的數據采集得到，包括道路限速標志地段的三維坐標、矢量 方向、限速值。創建GPS汽車智能限速器的道路限速標志和行駛軌跡的特殊 的數據庫則由GPS行駛路線軌跡記錄儀和配套的軟件完成。管理人員用實地 采集的方法將限速標志地各坐標軌跡和行駛路線的每X米為一段的坐標軌跡 以及矢量方向記錄下來成為限速值數據，眾多的限速值數據組成一個限速值
數據庫。記錄的工具是GPS行駛路線軌跡記錄儀。具體記錄方法是在道路限速標志地點按下GPS行駛路線軌跡記錄儀的速度值設定按鈕；如果限速值 沒有變化，則再按下鎖定按鈕；到達新的限速標志地點，重復以上過程。記 錄過程結束，用可移動磁盤將GPS行駛路線軌跡記錄儀內的數據文件采集下 來，制作成數據庫文件輸入到微處理器中，即得到限速值數據庫。當行駛路線改變時，用戶可以再次創建新的限速文件，并將該刷新GPS 汽車智能限速器的限速值數據庫。由于GPS行駛路線軌跡記錄和GPS車載終端都是已有技術，所以在此不 再贅述。請參閱圖4，這是本實用新型GPS汽車智能限速器的軟連接軸的結構示 意圖。本實用新型軟連接軸5由套管51中穿設一根鋼絲52構成。圖5是本實用新型汽車智能速度限制器的速度限制器一實施例的結構示 意圖。速度限制器為了能與各種不同型號的汽車配套安裝使用，減小軸向磨 擦，有多種實施例。在本申請人2003年申請的專利(專利號為專利號 ZL03255306.4)中已公開多個實施例，為配合本實用新型的例子說明，現僅 舉一個例子，但實際上速度限制器的結構并不是僅局限在這幾個例子之中， 而是以權利要求中所述的范圍為準。本實施例速度限制器3設在箱體31中，所述的箱體31側板外設有控制 開關32，該控制開關與拉力繼電器23的輸出端電連接；箱體31內設有依次 連接的電機33、變速箱34、連接器35、傳動部件36;該傳動部件36包括螺 桿361、套設在螺桿361上的螺母362、軸向軸承363;軸向軸承363的左端 與連接器35連接，該軸向軸承33的右端與螺桿361左端連接；螺母362與 限位開關37相鄰近的一側設置磁鋼366、該螺母362的另一側設有導向桿367; 與導向桿367行程相對應的箱體31壁上設有導向槽，導向桿367可在該導向 槽中滑動；與傳動部件36相對應的箱體31側板上間隔設有兩個限位開關37; 該限位開關37由霍爾元件構成，該兩個限位開關37通過導線與箱體31側板 上的控制開關32連接；軟連接軸5 —端與螺母362連接；箱體31側板上的 控制開關32通過導線與電機33的控制端連接。該速度限制器選用的直流高 速電機，例如選擇適用電壓為12V、 24V，變速箱設計為速比9: 1的圓柱型內 齒輪中心結構，整個動作過程3秒鐘，限速誤差小于3%能夠滿足各種限速要求。設在與螺桿對應的箱體一側的間隔設置的兩個限位開關對螺母的行程位 置進行精確定位控制，起到限位作用。本實用新型汽車智能速度限制器為能與各種汽車安裝，設計具有共性的安裝結構一導向受力機構4 (請配合參閱圖2)，導向受力機構4包括固定器 41、導向受力器42、固定支架43、鋼絲繩44;固定器41穿套在軟連接軸5 的套管51的任意管段上，用于固定軟連接軸5的位置。軟連接軸5的套管51 的末端與導向受力器42固定。導向受力器42與固定支架43固定連接，固定 支架43與車體連接固定。軟連接軸5的套管51中穿設的鋼絲52的另一端穿 過導向受力器42，與固定支架43連接，該固定支架43底部通過施力繩44與 汽車油門踏板100連接構成。該導向受力機構的優點是把安裝的位置縮小到 只有受力點和著力點之間，從而達到占據位置很小；該導向受力機構的另一 個優點是通過軟連接軸和導向受力機構的組合，方便地實現了力的方向的轉 移，從而使速度限制器安裝位置的選擇大大增加，可適用所有汽車。GPS汽車智能限速器是這樣工作的汽車行駛時，汽車速度里程表前安裝 的轉速傳感器將轉速信號傳至微處理器，GPS天線也不斷地將汽車當前的三維 坐標信號、矢量方向傳送給GPS汽車智能限速器內部的GPS模塊和微處理器， 微處理器則不斷地將當前信號與限速值數據庫中的數據進行比對，當當前信 號與限速值數據庫中的數據相符時，所對應的限速值就成為當前行駛限速值； 當GPS速度信號等于限速值時，GPS汽車智能限速器發出命令啟動速度限制裝 置，控制拉力繼電器發出"拉緊"信號，速度限制器通過變速箱和螺桿的配 合，產生強大的拉力，拉緊軟連接軸，使油門拉上，按設定速度行駛；該速 度限制器在限位開關的控制下通過軟連接軸對汽車的油門踏板準確地強制提 升4至5厘米，大噸位汽車10至15厘米，從而油門位置被限制無法踩動， 汽車因之被限速；當GPS速度信號低于限速值時，GPS汽車智能限速器又通過 微處理器發出命令使速度限制器放松油門，使汽車油門恢復如初；當GPS信 號被屏蔽時，GPS汽車智能限速器自動切換成最低限速值控制車速，此時由汽 車速度傳感器提供速度信號，從而讓汽車處于低速狀態。本實用新型GPS汽車智能限速器還設有復位限速值按鈕6 (請配合參見
圖3)，當GPS汽車智能限速器的限速值與道路限速值不相符合時，司機可以 按復位按鈕6設定限速值，復位按鈕的限速值為該車型最高限速值，復位按 鈕的限速值有效至下一個限速值設定時為止；如果是固定線路，則不設復位 按鈕。由于GPS汽車智能限速器的限速值數據庫與道路限速信號基本吻合，所 以，GPS汽車智能限速器能"路變速變"，強制汽車嚴格按照道路限速標志限 速行駛，強制汽車嚴格按照管理者規定的行駛路線行駛，汽車的安全管理水 平因之得到空前的提高。請配合參見圖3，本實用新型GPS汽車智能限速器還可以包括一語音提 示器7，與微處理器的輸出端連接。該語音提示器具有語音提示功能，提示道 路限速標志值、超速警告和路段信息，因此，GPS汽車智能限速器也可以作 為GPS汽車智能限速報告器使用。本實用新型GPS汽車智能限速器的優點是-1、 具有隨路線情況變速和精確限速的功能本實用新型GPS汽車智能限速器打破了 "一個速度管理"的格局，使汽 車安全管理從"盲路"管理走向了 "識路"管理。GPS汽車智能限速器具有 獨特的"主動識路和自動限速"的能力，輕而易舉地做到了 "路變速變"和 "精確限速"的要求，從而達到了目前管理汽車安全行車的智能化設備的最 新境界。2、 具有偏離路線強制限速的功能如果司機偏離行駛路線，GPS汽車智能限速器可以設置偏離路線的警告 辦法，例如，偏離路線距離X米以上限速20公里/小時，并通過報話器不斷提 醒司機回到正確路線上去。3、 具有矢量化限速的功能GPS汽車智能限速器的矢量識別功能可以滿足上下坡道來回行車路線的 不同的限速要求，使汽車的限速要求更符合實際需要。4、 具有個性化限速的功能GPS汽車智能限速器可以滿足公司對不同車輛不同人員的個性化限速管 理需要，通過設置參數達到針對性管理的目的。例如，有的車可以走三條線
路，有的車只能走一條路線；有的車最高限速100公里/小時，有的車最高限 速80公里/小時等等。5、 具有強制管理的功能GPS汽車智能限速器可以強制司機接受公司的速度管理制度，如果司機用金屬屏蔽罩遮蓋GPS天線，使GPS車載終端不能接收衛星信號，那么，GPS 汽車智能限速器將置汽車以最低限速狀態，從而使司機放棄超速的念頭。6、 具有行駛路線軌跡回放功能與其他的GPS車輛跟蹤器不同的是，由于限速器的作用，司機無法用金 屬屏蔽罩遮蓋衛星天線從而使GPS汽車智能限速器的記錄功能失效。當GPS 汽車智能限速器接收不到衛星信號時，它將記錄速度傳感器傳來的行駛軌跡， 從而再現汽車的行駛過程，從而為精細化管理提供了堅實的基礎。本實用新型具有深遠的推廣前景，如果全國的道路交通限速信息都輸入 GPS汽車智能限速器的數據庫中，那么，只要安裝了 GPS汽車智能限速器， 汽車就具備了 "識路和超速提醒"的功能和"識路限速"的功能，可以限制 汽車在不同的道路上行駛不同的速度，特別是在危險地段強制汽車低速行駛，從而大大降低交通事故的發生。
權利要求1、GPS汽車智能限速器，包括速度限制器；其特征在于，還包括一GPS控制電路；所述的GPS控制電路包括一速度傳感器、一微處理器、一拉力繼電器、一設有GPS天線的GPS模塊和一限速值數據庫；所述的速度傳感器的輸入端與汽車的速度里程表連接；所述的速度傳感器、GPS模塊以及限速值數據庫的輸出端分別與微處理器的輸入端連接；所述的微處理器的輸出端與拉力繼電器連接，該拉力繼電器的輸出端連接速度限制器。
2、 根據權利要求1所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，所述的速 度限制器包括依次連接的電機、變速箱、連接器、傳動部件及間隔設置的兩個 限位開關。
3、 根據權利要求2所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，還包括一 軟連接軸和一受力導向機構，所述的軟連接軸一端與速度限制器的傳動部件連 接，另一端與受力導向機構連接；所述的軟連接軸由套管中穿設一根鋼絲構成；所述的受力導向機構包括固定器、導向受力器、固定支架、施力繩；固定 器穿套在軟連接軸的任意管段上，用于固定軟連接軸的位置；軟連接軸的套管 的末端與導向受力器固定；導向受力器與固定支架固定連接，固定支架與車體 連接；軟連接軸的套管中的鋼絲的另一端穿過導向受力器，與固定支架連接， 該固定支架底部通過施力繩與汽車油門踏板連接。
4、 根據權利要求2所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，所述的速 度限制器還包括一控制開關，所述的控制開關與拉力繼電器的輸出端電連接并 與電機輸入端連接。
5、 根據權利要求1所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，還包括一 數據存儲器，與所述的微處理器雙向連接。
6、 根據權利要求1所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，還包括一 在GPS限速值與道路限速值不符的情況下使用的復位限速值按鈕，該復位限速 值按鈕連接在微處理器的控制端。
7、 根據權利要求1所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，還包括一 顯示器，連接在微處理器的輸出端。
8、根據權利要求1所述的GPS汽車智能限速器，其特征在于，還包括一 語音提示器，設在微處理器的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種GPS汽車智能限速器，包括速度限制器；其特點是，還包括一GPS控制電路；所述的GPS控制電路包括一速度傳感器、一微處理器、一拉力繼電器、一設有GPS天線的GPS模塊和一限速值數據庫；所述的速度傳感器的輸入端與汽車的速度里程表連接；所述的速度傳感器、GPS模塊以及限速值數據庫的輸出端分別與微處理器的輸入端連接；所述的微處理器的輸出端與拉力繼電器連接，該拉力繼電器的輸出端連接速度限制器。具有“路變速變”的功能，可以限制汽車在不同的道路上行駛不同的速度，特別是在危險地段強制汽車低速行駛，從而大大降低交通事故的發生。
文檔編號G08G1/00GK201035759SQ20072006649
公開日2008年3月12日 申請日期2007年1月19日 優先權日2007年1月19日
發明者周夏平, 宋允之 申請人:上海大眾智能設備有限公司