輕型多用途車輛的速度限制的制作方法

專利名稱：輕型多用途車輛的速度限制的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據地面運行狀況來限制車輛的速度。
背景技術：
該部分闡述只提供與本公開內容有關的背景信息，因此可能不構成現有技術。
對于電動高爾夫車和多用途車輛的駕駛者來說，通常要將這些車輛駕駛
到粗糙地面區域。例如，高爾夫車的駕駛者可以選擇跟隨開球(errant tee shot)進入球區(wood)或長草區。在粗糙地面區域中高速行駛對車輛懸架、 底盤造成損壞，并且給乘客帶來不適或者甚至帶來危險。
防止這種損壞的常規方法依靠高爾夫車駕駛者辨認粗糙地面狀況并相 應地減小車輛速度。在駕駛者確定對于現有速度來說地面過于粗糙時，駕駛 者可能沒有充足的時間反應來防止不利結果。自動檢測粗糙地面狀況并在車 輛經過這種地面時限制車輛速度，將有助于保護車輛部件和乘客。

發明內容
因此，本發明提供一種用于限制輕型多用途車輛的速度的方法。該方法 包括接收由運動傳感器產生的地面粗糙度信號。所述地面粗糙度信號指示所 述多用途車輛所經過地面的粗糙度。該方法還包括確定所述地面粗糙度信號 的峰-峰振幅，并且如果所述峰-峰振幅大于最大閾值，則限制所述車輛的速度。
本發明根據其它特征提供一種用于限制輕型多用途車輛在粗糙地面上 行駛時的速度的系統。該系統包括安裝在所述多用途車輛的懸掛件上的運動 傳感器。該運動傳感器產生隨所述懸掛件的偏轉而變化的地面粗糙度信號。控制器接收所述地面粗糙度信號，確定所述地面粗糙度信號的峰-峰振幅， 并基于所述峰-峰振幅控制車輛發動機的速度。
本發明的進一步應用場合將通過此處提供的描述變得顯而易見。應當理 解的是，這些描述和具體示例意圖僅在于示例，而不在于限制本公開內容的范圍。


在此描述的附圖意圖僅在于示例，而不在于以任何方式限制本發明的范圍。
圖1是根據各實施例的包括地面監測和發動機控制系統的示例性車輛 的框圖。
圖2是根據各實施例的圖1中所示包括地面監測和發動機控制系統的運 動傳感器的示例性車輛中的前輪懸桂、轉向節和輪轂組件的側視圖。
圖3示出根據各實施例的由安裝在圖2中所示前輪懸掛、轉向節和輪轂 組件上的運動傳感器產生的示例性地面粗糙度信號。
圖4是根據各實施例的圖1的地面監測和發動機控制系統的速度限制應 用的流程圖。
圖5是根據其它各實施例的圖1的地面監測和發動機控制系統的速度限 制應用的流程圖。
圖6是根據其它各實施例的圖1的地面監控和發動機控制系統的速度限 制應用的流程圖。
具體實施例方式
以下描述在本質上僅僅是示例性的，決不意圖限制本公開內容、應用范 圍或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標記來指示相同的元 件。
圖1是根據各實施例的包括地面監測和發動機控制系統11的非限制示例性車輛10的部件的框圖。可以理解的是，車輛10可以是任何類型的車輛， 包括但不局限于汽油式、電動式和混合式車輛。車輛10包括可操作地連招: 至傳動軸14的發動機12，而傳動軸14通過差速器18可操作地連接至后軸
17A和17B。車輛10還包括可操作地連接至后軸17A、 17B的后輪16A、 16B， ^吏得發動機12通過傳動軸14、差速器18和后軸17A、 17B驅動后4侖 16A、 16B,即給后輪16A、 16B提供扭矩。發動機12可以為任何已知的發 動機和/或利用電動發動機技術，包括但不局限于氣體動力引擎或發動機、 AC感應器、DC器、同步器和擺動磁阻機器。車輛IO進一步包括一對前輪 24A和24B，其可4喿作地分別連接至一對輪轉向節和輪轂組件26A和26B， 以^更允許前輪24A和24B旋轉并橫向樞轉。輪轉向節和輪轂組件26A和26B 可操作地安裝在相應的一對懸掛臂30A和30B上，而這對懸掛臂30A和30B 可操作地連接至相應的車輛10的車架構件28A和28B。
圖2示出根據各實施例的示例性前輪懸掛臂30A和轉向節和輪轂組件 26A。懸掛臂30A由銷32和車架28A (見圖1 )可旋轉地支撐，以允許轉向 節34和輪轂36在懸掛臂30A的遠端樞轉，如輪偏轉弧"L"所示。彈簧/ 減震器組件44與轉向節34連接，并包括線圈40和減震器47。線圈40和 減震器42偏轉以允許彈簧/減震器組件44在壓縮方向"M"和膨脹方向"N，， 上運動。減震器42可以在安裝銷46處固定地連接至車輛10的支撐構件(未 示出)。前輪24A固定地安裝在輪轂36上，而輪轂36沿著輪轂旋轉軸48 可旋轉地安裝在傳動軸47上。運動傳感器50安裝在懸掛臂30A上，并沿 著偏轉弧"L，，檢測臂30A的運動或偏轉。運動傳感器50可以為本領域中 已知的任何傳感裝置，包括但不局限于霍爾效應傳感器和應變計。
現在參照圖1、圖2和圖3，運動傳感器50產生依據懸掛臂30A沿著 弧"L，，的運動而變化的地面粗糙度信號(terrain roughness signal) 52。可以 理解的是，懸掛臂30B和前輪轉向節和轂組件26B可以為懸掛臂30A和前 輪轉向節和轂組件26A的鏡像。因此，與懸掛臂30B連接的運動傳感器54 也產生依據懸掛臂30B沿著弧"L"的運動而變化的地面粗糙度信號56。車輛10包括加速器組件，該組件包括加速器位置傳感器58和加速器踏 板60。加速器位置傳感器58基于所感測到的加速器踏板60的位置來產生 加速器信號62。車輛IO還包括制動器踏板組件，該組件包括制動器踏板64 和制動器位置傳感器66。制動器位置傳感器66基于所感測到的制動器踏板 64的位置來產生制動器信號68，而制動器信號68控制與發動機12連接的 制動器70的操作。更具體地說，控制器72接收制動器信號68,并向制動 器70產生控制信號以改變施加于發動機12的制動力。
另外，在各實施例中，控制器72基于各種信號輸入，例如加速器信號 62和/或地面粗糙度信號52和56,控制從電池組74提供給發動才幾12的電 壓、電流和/或功率。電池組74可以利用已知的任何電池技術，包括 f旦不局 限于鉛酸、鋰離子和鋰聚合物電池。
可以理解的是，控制器72可以為本領域中已知的任何微處理器、控制 器或其組合。在各實施例中，控制器72包括具有只讀存儲器(ROM)、隨 機存儲器(RAM)和中央處理單元(CPU)的微處理器。微處理器可以包括 任何數量的為車輛10的速度限制提供功能性的軟件控制模塊。在其它各實 施例中，控制器72為專用集成電路(ASIC)、電子電路、組合邏輯電路和 /或其它提供速度限制功能的適合元件。
可以理解的是，控制器72的功能可以被分為一個或多個控制器(未示 出)。例如，包含微處理器的控制器(未示出)可以位于控制器72的外部。 外部控制器可以處理加速器信號62和制動器信號68,而控制器72可以基 于從外部控制器接收的已處理信號來控制發動機12和制動器70。
圖3示出根據各實施例的由運動傳感器50或54產生的示例性地面粗糙 度信號52或56。應當理解的是，運動傳感器50和54針對相應的懸掛臂和 轉向節和轂組件30A/26A和30B/26B以基本一致的方式操作。因此，為了 簡單和清楚起見，針對只有運動傳感器50和懸掛臂和和轉向節和轂組件 30A/26A的情況，在圖3到圖6中描述并示出運動傳感器50和54的操作。 運動傳感器50產生依據懸掛臂30A沿著弧"L"的偏轉而變化的地面粗糙度信號52。隨著地面變得粗糙，地面粗糙度信號52的峰-峰振幅(peak-peak amplitude)變得更大。在80處大致示出車輛10經過基本平滑的地面時產生 的示例性地面粗糙度信號52,其中懸掛臂30A偏轉較小。隨著車輛10經過 的地面的粗糙度增加，粗糙度信號52的峰-峰振幅也將增加。類似地，隨著 地面粗糙度降低，例如變平滑，粗糙度信號52的峰-峰振幅將降低或變平滑。 在82處大致示出車輛10經過基本粗糙的地面時產生的示例性地面粗糙度信 號52,其中當經過基本平滑的地面時，懸掛臂30A的偏轉顯著變大。 一旦 地面粗糙度信號52的峰-峰振幅超過可選擇閾值X，則控制器72產生到發 動機12的輸出信號，以限制車輛10的速度。
如83處大致所示，在各實施例中，如果地面粗糙度信號52的峰-峰振 幅超過第二可選擇閾值M，即指示地面粗糙度的劇烈變化，則控制器72利 用制動器70來限制車輛IO的速度。 一旦檢測到平滑地面，則控制器72通 過發動機12將車輛速度調節到加速器踏板50所指示的速度。將理解的是， 在各實施例中，均可以通過控制發動機12的速度或制動力或者以與如上所 述相反的順序來為車輛IO提供速度控制。
圖4是根據各實施例的以所感測到的車輛10經過的地面為基礎的地面 監測和發動機控制系統11的操作流程圖。隨著車輛10經過地面，懸掛臂 30A將沿著弧L與地面粗糙度相關聯地來回移動，即上下移動。同時，安裝 在懸掛臂3 0 A上的運動傳感器5 0將沿著弧L與經過的地面粗糙度相關聯地 來回移動。如上所述，運動傳感器50產生指示地面粗糙度的地面粗糙度信 號52。
在100處，將粗糙度信號52傳達到控制器72并由控制器72處理，以 監測地面粗糙度信號52的峰-峰振幅。通過非限制性示例的方式，處理地面 粗糙度信號52。可以理解的是，在各實施例中，可以基于對一個或多個地 面粗糙度信號的處理，例如可以基本同時地處理地面粗糙度信號52和56來 限制速度。如在110處所示，如果地面粗糙度信號52之間的峰-峰振幅大于 最大閾值X，則如在120處所示，限制車輛10的速度。最大閾值X可以為以臂30A和運動傳感器50中至少一個的屬性為基礎的任何預定值，例如， 以運動傳感器50的位置、懸掛臂30A的長度和/或運動和傳感器分辨率為基 礎的預定值。如果地面粗糙度信號52的峰-峰振幅小于最大閾值X，則如在 IOO處所示，連續監測地面粗糙度信號52。
在其它各實施例中，可以對由運動傳感器50產生的地面粗糙度信號52 濾波，以便確定在所選時段內峰-峰振幅值的平均值。在所選時段內對地面 粗糙度信號52的峰-峰值取平均值濾除了地面粗糙度信號52中的噪聲引起 的誤差。相應地，如果峰-峰振幅的平均值大于最大閾值X，則如在120處 所示，限制車輛10的速度。如上所述，最大閾值X可以是以懸掛臂30A和 運動傳感器50中至少一個的屬性為基礎的可選擇值。
如在120處所示限制車輛IO的速度之后，如在130處所示，繼續處理 地面粗糙度信號52,以確定地面粗糙度信號52的隨后峰-峰振幅。如在140 處所示，如果隨后峰-峰振幅小于最小閾值Y(在圖3中示出)，則如在150 處所示，車輛10的速度被調節回加速器信號62指示的期望速度。
如由地面監測和發動機控制系統11控制的那樣，可以在預定的速率下 進行車輛10的速度調節，以實現平滑的速度調節。如在140處所示，如果 峰-峰振幅大于或等于最小閾值Y,則如在120處所示，繼續限制車輛10的 速度，直到峰-峰振幅低于最小閾值Y為止，即指示車輛IO經過的地面基本 平滑為止。
圖5是根據其它各實施例的以所感測到的車輛IO經過的地面為基礎的 地面監控和發動機控制系統11的操作流程圖。如在200處所示，如果車輛 10的速度超過可選擇極限Z,則如在210處所示，控制器72調節提供給發 動機12的電壓、電流和/或功率，使得車輛10的速度快速降至或低于極限Z。 如在200處所示，如果車輛10的速度小于可選擇極限Z,則如在220處所 示，控制器72保持提供給發動機12的電壓、電流和/或功率，使得車輛10 的速度保持在或低于可選擇極限Z。可選擇極限Z可以基于用于所有水平甚 至嚴重地面粗糙度的恒定值而確定，或者可選擇極限Z可以基于指示車輛10經過地面的粗糙度的地面粗糙度信號52的峰-峰振幅值而變化。
圖6是根據其它各實施例的通過控制車輛10的發動機12和制動器70 來限制車輛10速度的地面監控和發動機控制系統的操作流程圖。如在300 處所示，處理由運動傳感器50產生的地面粗糙度信號52,以確定粗糙度信 號52的峰-峰振幅。通過非限制性示例的方式，只處理地面粗糙度信號52。 可以理解的是，在各實施例中，可以基于對一個或多個地面粗糙度信號的處 理，例如可以基本同時地處理地面粗糙度信號52和56來限制速度。
如在310處所示，如果粗糙度信號52的峰-峰振幅大于最大閾值X，則 如在320處所示，限制車輛10的速度。如上所述，最大閾值X可以為以懸 掛臂30A和運動傳感器50中至少一個的屬性為基礎的可選擇值。如在320 處所示，可以通過控制供應給發動機12的電壓、電流和/或功率，來限制車 輛IO的速度，使得車輛10的速度不大于可選擇極限。在各實施例中，如在 320處所示，可以類似地執行圖5中所示操作來限制車輛10的速度。如在 310處所示，如果峰-峰振幅小于或等于最大閾值X,則如在300處所示，繼 續處理地面粗糙度信號52。
在其它各實施例中，可以由控制器72來處理運動傳感器50產生的地面 粗糙度信號52，以便確定所選時段內峰-峰振幅值的平均值。在所選時段內 對地面粗糙度信號52的峰-峰振幅值求平均值濾除了由地面粗糙度信號52 中的噪聲引起的誤差。如果峰-峰振幅值的平均值大于最大閾值X,則如在 120處所示，限制車輛10的速度。如上所述，最大閾值X可以是以懸掛臂 30A和運動傳感器50中至少一個的屬性為基礎的可選擇值。
進一步參照圖6，如在330處所示，如果地面粗糙度信號52的峰-峰振 幅大于第二最大閾值M,則如在340處所示，可以控制制動器70進入踩制 動器狀態。在限制速度和踩制動器70之后，如在350處所示\控制器72繼 續監測地面粗糙度信號52,以便確定地面粗糙度信號52的隨后峰-峰振幅。 如在360處所示，如果隨后峰-峰振幅小于最小閾值Y,則如在370處所示，
控制制動器70進入松開狀態。如在380處所示，車輛10的速度被調節回由加速器信號62指示的期望速度。
如在360處所示，如果地面粗糙度信號52的峰-峰振幅大于最小閾值Y ， 則如在320處所示，限制車輛10的速度。限制車輛10的速度和/或踩制動 器70,直到粗糙度信號52的峰-峰振幅低于最小閾值Y為止，即指示車輛 IO經過的地面基本平滑為止。如由地面監測和發動機控制系統ll控制的那 樣，可以以預定的速率進行車輛IO速度的調節，以實現平滑的速度調節。
可以理解的是，在圖4、圖5和圖6的各實施例中進行的所有比較可以 以其它各種形式實施，這取決于所選擇的峰-峰閾值和速度極限。例如，在 各實施例中，"大于，，的比較可以等同地實施為"大于或等于"。或者，在 各種實施例中，"小于，，的比較可以等同地實施為"小于或等于，，。
此處的描述在本質上僅僅是示例性的，因此，各種不偏離所描述要點的 修改意在公開內容的保護范圍之內。應該理解的是，這種修改并不偏離本公 開內容的精神和保護范圍。
權利要求
1、一種限制輕型多用途車輛的速度的方法，包括接收由運動傳感器產生的地面粗糙度信號，其中該地面粗糙度信號指示所述車輛所經過地面的粗糙度；確定所述地面粗糙度信號的峰-峰振幅；并且如果所述峰-峰振幅大于最大閾值，則限制所述多用途車輛的速度。
2、 根據權利要求1所述的方法，所述接收地面粗糙度信號的步驟包括接收 由安裝在所述車輛的懸掛件上的運動傳感器產生的地面粗糙度信號。
3、 根據權利要求2所述的方法，所述最大閾值是以所述懸掛件和所述運動 傳感器中至少之一的屬性為基礎確定的。
4、 根據權利要求1所述的方法，所述限制車輛的速度的步驟包括如果所 述峰-峰振幅等于所述最大閾值，則限制所述車輛的速度。
5、 根據權利要求1所述的方法，所述確定峰-峰振幅的步驟包括確定所 選時段內所述地面粗糙度信號的多個峰-峰振幅值的平均值，并且所述限制車輛 的速度的步驟包括如果所述多個峰-峰振幅值的平均值大于、等于或大于等于 所述最大閾值，則限制所述車輛的速度。
6、 根據權利要求1所述的方法，進一步包括 確定所述地面粗糙度信號的第二峰-峰振幅；并且 如果所述第二峰-峰振幅小于最小閾值，則調節所述多用途車輛的速度。
7、 根據權利要求1所述的方法，進一步包括確定所選時段內所述地面粗 糙度信號的多個峰-峰振幅值的平均值，并且如果所述多個峰-峰振幅值的平均 值小于所述最小閾值，則調節所述車輛的速度。
8、 根據權利要求6所述的方法，進一步包括從安裝在加速器踏板上的加 速器位置傳感器接收加速器信號，并且所述調節車輛的速度的步驟包括將所述 車輛的速度調節到由所述加速器信號指示的速度。
9、 根據權利要求6所述的方法，以低于限制所述車輛速度的速率來調節所2述車輛的速度。
10、 根據權利要求1所述的方法，所述限制車輛的速度的步驟包括確定當前車輛速度；如果所述當前車輛速度大于一極限，則調低車輛的速度；并且 如果所述當前車輛速度小于所述極限，則控制車輛速度低于所述極限。
11、 根據權利要求11所述的方法，所述極限是以所述地面粗糙度的嚴重性 為基礎的變量值。
12、 根據權利要求1所述的方法，進一步包括如果所述峰-峰振幅大于、 等于或大于等于第二最大閾值，則踩制動器。
13、 根據權利要求12所述的方法，進一步包括確定所述地面粗糙度信號的峰值之間的第二峰-峰振幅；并且 如果所述第二峰-峰振幅小于最小閾值，則松開所述制動器并調節所述車輛 的速度。
14、 根據權利要求15所述的方法，進一步包括從安裝在加速器踏板上的加 速器位置傳感器接收加速器信號，并且所述調節車輛的速度的步驟包括將所述 多用途車輛的速度調節到由所述加速器信號指示的速度。
15、 一種用于限制輕型多用途車輛在粗糙地面上行駛時的速度的系統，包括運動傳感器，其安裝在所述車輛的懸掛件上，并產生隨所述懸掛件的偏轉 而變化的地面粗糙度信號；發動機，其供應能量來驅動所述車輛；和控制器，其接收所述地面粗糙度信號，確定所述地面粗糙度信號的峰-峰振 幅，并基于所述峰-峰振幅控制所述發動機的速度。
16、 根據權利要求15所述的系統，其中如果所述峰-峰振幅犬于、等于或 大于等于最大閾值，則所述控制器限制所述發動機的速度。
17、 根據權利要求16所述的系統，所述最大閾值是以所述運動傳感器和所 述懸掛件中至少之一的屬性為基礎確定的。
18、 根據權利要求15所述的系統，所述控制器被配置為確定一時段內所 述地面粗糙度信號的峰-峰振幅的平均值，并且如果所述峰-峰平均值大于、等 于或大于等于最大閾值，則限制所述發動機的速度。
19、 根據權利要求15所述的系統，所述控制器被配置為如果當前速度大 于一極限，則通過將速度調低到所述極限來控制所述發動機的速度。
20、 根據權利要求15所述的系統，所述控制器被配置為如果當前速度已 經低于所述極限，則通過控制所述發動機的速度使得所述發動機的速度保持低 于所述極限，來控制所述發動機的速度。
21、 根據權利要求15所述的系統，進一步包括制動器，并且所述控制器被 配置為如果所述峰-峰振幅大于、等于或大于等于第二最大閾值，則踩制動器。
22、 根據權利要求15所述的系統，所述被控制器配置為確定由所述運動 傳感器產生的所述地面粗糙度信號的第二峰-峰振幅，并且如果所述第二峰-峰 振幅小于、等于或小于等于最小閾值，則將所述發動機的速度調節回期望的車 輛速度。
23、 根據權利要求22所述的系統，所述期望的車輛速度是以加速器位置信 號為基礎確定的。
24、 根據權利要求21所述的系統，所述控制器被配置為確定由所述運動 傳感器產生的所述地面粗糙度信號的峰值之間的第二峰-峰振幅，并且如果所述 第二峰-峰振幅小于、等于或小于等于最小閾值，則松開所述制動器并將所述發 動機的速度調節回期望的車輛速度。
25、 一種輕型多用途車輛，包括運動傳感器，其安裝在所述車輛的懸掛件上，并產生隨所述懸掛件的偏轉而變化的地面粗糙度信號；發動機，其供應能量來驅動所述多用途車輛；和 —控制器，其接收所述地面粗糙度信號，確定所述地面粗糙度信號的峰-峰振幅，并基于所述峰-峰振幅控制所述發動機的速度。
全文摘要
本發明提供一種限制輕型多用途車輛的速度的方法。該方法包括接收由運動傳感器產生的地面粗糙度信號。該信號指示所述多用途車輛所經過地面的粗糙度。該方法還包括確定所述地面粗糙度信號的峰-峰振幅，并且如果所述峰-峰振幅大于最大閾值，則限制所述多用途車輛的速度。
文檔編號B60W40/06GK101285423SQ200710188279
公開日2008年10月15日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年4月13日
發明者奧利弗·A·貝爾 申請人:特克斯特朗有限公司