摘要：为了满足客车限制最高车速的法规要求，开发一种客车智能限速操纵器。该限速操纵器具有一定通用性，对多款不同型号采用机械油门拉丝的发动机，可实现限制最高车速的功能。

    1 项目背景
    据公安部统计，中国死于交通事故的人数近几年来的平均值一直保持在十万左右。道路交通安全事故已成为中国一个不得不正视的突出问题，车祸猛于虎。超速行驶是引发交通事故的最主要原因，超速行驶产生事故隐患。
    对国家而言，为减少交通事故，必须逐步加强对车辆行驶速度的控制，减少事故。
    对驾驶者而言，随着我国经济的发展，公路状况的不断改善，车辆运行速度越来越高，国家对限速越来越严，惩罚越来越重，驾驶者越来越追求安全和少罚款扣分。
    根据工业和信息化部、公安部于2011年12月31日发布的第632号文《关于进一步提高大中型客货车安全技术性能加强车辆＜公告＞管理和注册登记管理工作的通知》和GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》，校车、公路车、旅行车、危险品运输车及车长大于9m未设置乘客站立区的公共汽车，必须在出厂前进行设定限制最高车速。据此，我公司开发客车智能限速操纵器。

    2．开发思路
    最高限速装置有2种：ECU电控式和机械限位控最高转速。电控式可在国III、国IV底盘大多数带ECU电控机型上实现。根据公告目录中要求限速的发动机型中，有多款（如VE泵机型ECU）无限速功能，只能增加外部限速装置实现限速功能。不同发动机的机械结构、性能曲线以及档位比值不尽相同，如果采用老方案控制油泵限制最高转速，针对每一款发动机开发相适应本机型的限速装置或调节油泵，需要开发多款限速装置，这样既增加了开发费用和周期，也不便于管理。为实现通用性、不影响动力扭矩、只是限制最高车速，需要一种限速装置可以适应不同厂家不同系列的发动机（采用机械油门拉丝），在安装上的通用性和限速效果达到国家法规要求，故需要开发一款智能化适应性强的机械限位油门限速装置。

    3 总体控制原理
    图1为闭环控制原理。车速信号既是我们要控制的目标量同时也是惟一的输入量。控制过程：可监控车辆速度变化及速度值的中控器装置，控制直流伺服电机执行器进行拉丝收缩限位，限位拉丝限位块挂在发动机油门摆杆的安装孔上，在整车行驶过程中通过对车速信号的监控，检测车速值及车速变化量，当接近中控器设定的最高车速时，控制电机拉丝将油门摆杆沿减小喷油量角度旋转，达到控制供油量实现限制最高车速的功能。

    总体布置如图2所示。限位油门拉丝固定在发动机油门限位支架上，伺服执行器固定在车架大梁上，中控器固定在驾驶室电器舱内。零部件组成：中央控制器、直流伺服电机执行器、线束、限位拉索、支架组件、报警提示器。技术参数见表1。

    依照GB/T 24545-2009《车辆车速限制系统技术》要求进行限速试验，最高限速时间速度记录曲线见图3。

    试验场试验V-T（设定限速75 km/h），限速性能波形见图4。

    波形参数满足标准要求，试验参数见表2。

    4 项目特点

    1）智能限速操纵器是采用中央控制器程序实现最高行驶车速的有效控制，以避免超速行驶带来的安全隐患，同时又保证了在限速范围内油门踏板自由动作。
    2）控制系统采用了模糊控制，鲁棒性较强，工作稳定性好，具有看门狗功能；针对系统运行机理进行了潜在失效模式分析，保证即使出现可预测故障，其失效模式对整车运行无安全隐患。
    3）集成声光报警功能，提前提醒驾驶者已进入限速工况，即将接近最高限速值。

    5 项目创新点
    1）控制理论适应性采用模糊控制理论及闭环控制策略，使车速控制作用持久地取决于被控车速信号变量测量结果的控制，避免了要考虑适应发动机的外特性曲线参数及变速器各档位速比。
    2）安装通用性不同车型安装形式不同，安装附件也千差万别。为了使安装简便，我们将安装附件分为两部分：发动机机体安装组件和长度可调限位拉索，从而大大简化了安装。见图5。

    将发动机机体安装组件直接安装到发动机油泵上，这样将安装支架无共性部分分解到发动机上完成，同时按照我们提供的技术要求，设定支架接限位拉索的通用尺寸及技术要求。

    6 与国内外同类产品对比
    1）优点此款客车智能限速通用性强，安装方便，国内大部分使用的进口同类型产品安装方式复杂只针对某一款机型设计参数和机械部分；限速操纵器价格只有国外产品的三分之一左右。
    2）不足之处产品程序进一步完善还需要一定的运行数据作支撑分析，以便不断改善限速性能及对应各款发动机的适应性；国外产品已有无线网络功能，可根据每条道路的限速要求自动调整限速值，完成了从出厂前固化最高限速值到根据不同公路设定的不同限速值要求，来自动调节车辆最高限速值的无线网络化跨越。

    7 经济及社会效益
    1）经济效益我司作为国内最大的底盘厂已于2012年9月正式批量使用此产品，月使用量数百台。保证了此类限速底盘满足法规可以进行销售。
    2）社会效益主动限制最高速，事前安全控制，减少车祸；节省燃油和减少尾气排放。由于限速行驶，使车辆行驶速度控制在经济时速范围内，降低油耗5%～10%，同时减少尾气排放，有利于节约能源和环境保护。

    8 结论
    此产品的开发在满足国家法规的前提下，同时兼顾了限速过程的可靠性和舒适性。汽车正在向电子化、自动化、网络化方向飞速发展，汽车电子化使汽车实现了更多的功能应用，在环保、安全、节能、舒适等方面还有很大的发展空间。汽车是机械系统与电气系统大集成的应用设备，我们可以把眼光放到如通信网络、智能自动化、物联网等领域，将可以应用到汽车上的技术大胆拿来跨领域发展新世纪的中国汽车产品。