CN103792324B - 一种汽车碳排量提取方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种汽车碳排量提取方法、装置及系统。本发明通过汽车碳排量提取装置从第二代车载自诊断系统OBD？II采集汽车燃料消耗量，然后根据燃料消耗量计算二氧化碳排放量，再根据二氧化碳排放量计算得到碳排放量，不需要采用专用仪器检测二氧化碳排放量，能实时方便采集汽车碳排放量。

Description

一种汽车碳排量提取方法、装置及系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种汽车碳排量提取方法、装置及系统。

背景技术

汽车作为一种便捷的现代化交通工具，给人们的生活带来极大便利，但同时也给人类所面临的环境问题带来了严重的威胁。近年来，全球变暖已成为全世界最关心的环保问题，造成全球变暖的主要原因是大量的温室气体产生，而温室气体的主要组成部分就是二氧化碳（CO2）。无论是煤炭、石油还是天然气，碳是所有化石燃料的重要组成部分。这些燃料在燃烧提供能源时，释放出一种温室气体——二氧化碳（CO2）进入大气层中。根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究表明，如果不采取积极的减排措施，到2100年，全球平均气温将上升1.8到4摄氏度，恶劣天气更加频繁，人类可持续发展的目标面临着严峻威胁。

汽车碳排放泛指二氧化碳排放，汽车尾气含有大量的二氧化碳（CO2），是温室效应的主要物质之一。汽车碳排放计算传统的方法是通过专用仪器检测（汽车尾气检测仪），利用不分光红外线和电化学传感器对汽车尾气的测量分析。这种方法目前适用于环保部门和车辆维修、安检、路检等汽车尾气排放检测场合。具有良好的稳定性，测量精确度高等特点。但是不能便捷、动态的监测汽车碳排放量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于第二代车载自诊断系统OBDII的汽车碳排量提取方法、装置及系统，旨在解决现有汽车碳排放量只能采用专用仪器检测，不能远程、实时的检测碳排放量的问题。

本发明提供了一种汽车碳排量提取方法，包括以下步骤：

通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量。

本发明还提供了一种汽车碳排量提取装置，包括：OBDII数据采集模块、第一计算模块、第二计算模块；

所述OBDII数据采集模块，用于通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

所述第一计算模块，用于根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

所述第二计算模块，用于根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量。

本发明还提供了一种汽车二氧化碳排量提取系统，其特征在于，所述系统包括：汽车碳排量提取装置、车联网平台或智能手机应用程序APP客户端；

所述汽车碳排量提取装置包括：OBDII数据采集模块、第一计算模块、第二计算模块、检测模块、记录分析模块、警示模块、无线通信模块、OBDII标准接口；

所述OBDII数据采集模块还包括OBDII协议识别模块；

所述汽车碳排量提取装置通过所述OBDII标准接口与第二代车载自诊断系统OBDII相连；

所述汽车碳排量提取装置通过所述OBDII协议识别模块识别OBDII协议。

所述汽车碳排量提取装置通过所述OBDII数据采集模块从第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述第一计算模块根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述第二计算模块根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述检测模块检测发动机工况数据；

所述汽车碳排量提取装置通过所述记录分析模块记录并分析所述的发动机工况数据；

所述汽车碳排量提取装置通过所述警示模块在接收到异常发动机工况数据时发送警示信息。

所述汽车碳排量提取装置通过所述无线通信模块将所述碳排放量以及所述发动机工况数据发送给车联网平台网关或智能手机应用程序APP客户端。

本发明通过汽车碳排量提取装置从第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量，然后根据燃料消耗量计算二氧化碳排放量，再根据二氧化碳排放量计算得到碳排放量，不需要采用专用仪器检测二氧化碳排放量，能实时方便采集汽车碳排放量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的汽车碳排量提取方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的汽车碳排量提取方法中的发动机工况数据检测分析实现流程图；

图3是本发明实施例提供的汽车碳排量提取装置的结构框图;

图4是本发明实施例提供的汽车碳排量提取系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的一种汽车碳排量提取方法的实现流程，详述如下：

步骤101、通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量。

具体的，汽车碳排量提取装置通过汽车的第二代车载自诊断系统OBDII（TheSecondOn—BoardDiagnostics）采集汽车燃料消耗量。汽车碳排量提取装置通过OBDII标准接口与汽车的第二代车载自诊断系统OBDII相连，通过汽车的第二代车载自诊断系统实时获取发动机喷油嘴的喷油量，自动累计当前汽车燃料消耗量。

步骤102、根据上述燃料消耗量计算二氧化碳排放量。

汽车碳排放算法是基于IPCC（IntergovernmentalPanelonClimateChange，联合国政府间气候变化专门委员会）2006年《国家温室气体排放清单指南》【2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories】的指导方法进行计算的。上述IPCC是评估与气候变化相关科学的国际机构。

汽车碳排放算法采用间接方法来统计，根据IPCC碳排放系数缺省值，结合我国燃料平均低位发热量以及各种染料等价热量换算表，可计算出燃料燃烧产生二氧化碳（CO2）的量；汽车常用燃料碳排放系数缺省值和平均低位发热量如表1所示。

表1汽车常用燃料碳排放系数缺省值和平均低位发热量

燃料种类	碳排放系数缺省值	平均低位发热量
			汽油	69.363kg/GJ	43070kJ/kg
柴油	74.024kg/GJ	42652kJ/kg
			天然气	56.224kg/GJ	25588kJ/kg

上述碳排放系数缺省值是指一种能源燃烧或使用过程中单位热值所产生的二氧化碳（CO2）排放数量，单位为千克每千焦（kg/GJ）。

因此，燃料燃烧产生的二氧化碳（CO2）的量可按如下公式计算：M=E×F×H，其中M表示排放二氧化碳的量单位为吨（t），E表示燃料消耗量，单位为吨(t)，F表示燃料平均低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg），H表示碳排放系数缺省值，单位为千克每吉焦（kg/GJ）。根据公式以及汽车常用燃料碳排放系数缺省值和平均低位发热量可计算得出：燃烧1吨汽油产生二氧化碳（CO2）的质量为2.99吨；燃烧1吨柴油产生二氧化碳（CO2）的质量为3.16吨；燃烧1吨天然气产生二氧化碳（CO2）的质量为1.44吨。

根据物理学中密度与体积的换算公式，由于物质密度系数是固定的，根据上述碳排放计算公式，也可得出汽车每升燃料燃烧排出的二氧化碳量以及行驶每公里的二氧化碳量。

步骤103、根据上述二氧化碳排放量计算得到碳排放量。

计算得到二氧化碳排放量后，可以根据二氧化碳量与碳排放量之间的转换公式，碳的分子量为12，二氧化碳的分子量为44，44/12=3.67，即将上述得到的二氧化碳的排放量除以3.67就得到碳排放量。由此可知减排1吨碳就相当于减排3.67吨二氧化碳。

本发明实施例通过第二代车载自诊断系统OBDII实时采集汽车燃料消耗量，然后计算得到汽车碳排放量不需要采用专用仪器检测碳排放量，能实时方便采集汽车碳排放量。

进一步的，为了及时提醒驾驶员不良驾驶习惯以及部件设备异常导致碳排放量过多，从而达到节能减排的目的，上述实施例所述的汽车碳排量提取方法还包括发动机工况数据检测分析，图2为发动机工况数据检测分析实现流程图，本发明实施例结合图2对发动机工况数据检测分析做以下详细的描述：

由于发动机工况异常时会导致燃料消耗浪费，通过检测发动机工况数据，当收到异常工况数据时及时发送警示信息提醒驾驶员，及时改正不良驾驶习惯或者及时维修发动机相关设备，能减少碳排放量。具体包括以下步骤：

步骤201、检测发动机工况数据。

通过OBDII检测发动机工况数据，包括检测发动机零部件（传感器和驱动器）、系统、控制器（ECM/PCM）的相关数据。零部件相关数据的检测主要针对零部件电路进行检测和传感器输入值的合理性判断；如进气压力、进气流量、进气温度、进气歧管绝对压力、发动机负荷、氧传感器、水温、车速、废气再循环阀开度、废气再循环阀控制器、怠速控制阀、喷油嘴控制回路、点火控制回路、炭罐电磁阀控制回路等。系统相关数据检测用于诊断系统性故障，如缺火、催化转换器劣化、冷却系统故障、爆振、点火系统、怠速控制系统、供油控制系统、废气再循环系统等。控制器（ECM/PCM）相关数据检测用于诊断和控制有关的通讯故障，硬件故障及内存记忆变更。这样通过OBDII实时采集发动机各种工况数据。

步骤202、记录并分析上述的发动机工况数据。

将采集到的发动机工况数据进行记录并分析，分析发动机故障或者驾驶员不良驾驶习惯。比如，如果驾驶急加速或急减速的，那么车速、发动机负荷、进气压力、进气流量会有明显的不合理变化，或者如果零部件电路出现问题导致车速不稳定等，根据采集到的数据就可以分析得到驾驶员不良驾驶习惯或者设备故障。

步骤203、当接收到异常发动机工况数据时，发送警示信息。

当接收到异常发动机工况数据时，包括系统或设备本身故障对应的工况数据，以及驾驶员不良习惯导致的异常数据，发送警示信息及时提醒驾驶员，这样驾驶员可以及时纠正自己的不良驾驶习惯或者及时对设备进维修，从而减少由于不良驾驶习惯或发动机设备异常导致的碳排量过多，从而达到节能减排的目的。

进一步的，上述汽车碳排放量提方法，还包括通过无线网络将计算得到的碳排放量以及工况数据通过互联网无线网络发送给车联网平台或智能手机APP（Application，应用程序）客户端。车联网平台或智能手机应用程序APP客户端收到碳排放量以及工况数据后，可以将其展示给用户，提醒用户碳排放量是否超标，也可以供企事业单位以及环保管理部门、汽车制造厂列举碳排放指标和汽车性能，实现实时、远程监测汽车碳排放量。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

图3示出了本发明实施例提供的汽车碳排量提取装置的结构框图，该汽车碳排量提取装置能实现前述实施例所述的方法。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图3，该汽车碳排量提取装置包括：OBDII数据采集模块31、第一计算模块32、第二计算模块333。

所述OBDII数据采集模块31，用于通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量。所述OBDII数据采集模块31还包括：OBDII协议识别模块311，用于识别OBDII协议。

第一计算模块32，用于根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量。

具体的，第一计算模块32计算燃料燃烧产生的二氧化碳（CO2）的量可按如下公式计算：M=E×F×H，其中M表示排放二氧化碳的量单位为吨（t），E表示燃料消耗量，单位为吨(t)，F表示燃料平均低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg），H表示碳排放系数缺省值，单位为千克每吉焦（kg/GJ）。

第二计算模块33，用于根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量。

第一计算模块32计算得到二氧化碳排放量后，第二计算模块33可以根据二氧化碳量与碳排放量之间的转换公式，碳的分子量为12，二氧化碳的分子量为44，44/12=3.67，即第二计算模块33将上述得到的二氧化碳的排放量除以3.67就得到碳排放量。由此可知减排1吨碳就相当于减排3.67吨二氧化碳。

进一步的，所述装置还包括：检测模块34、记录分析模块35、警示模块36；

检测模块34，用于检测发动机工况数据。

检测模块34通过OBDII检测发动机工况数据，检测发动机工况数据包括检测发动机零部件检测（包括传感器和驱动器）、系统以及控制器（ECM/PCM）的相关数据，零部件相关数据检测主要针对零部件电路进行检测和传感器输入值的合理性判断，如进气压力、进气流量、进气温度、进气歧管绝对压力、发动机负荷、氧传感器、水温、车速、废气再循环阀开度、废气再循环阀控制器、怠速控制阀、喷油嘴控制回路、点火控制回路、炭罐电磁阀控制回路等。系统相关数据检测用于诊断系统性故障，如缺火、催化转换器劣化、冷却系统故障、爆振、点火系统、怠速控制系统、供油控制系统、废气再循环系统等。控制器（ECM/PCM）相关数据检测用于诊断和控制有关的通讯故障，硬件故障及内存记忆变更。这样通过OBDII实时采集发动机各种工况数据。

记录分析模块35，用于记录并分析所述的发动机工况数据。

具体的，记录分析模块35，将采集到的发动机工况数据进行记录并分析，分析发动机故障或者驾驶员不良驾驶习惯。比如，如果驾驶急加速或急减速的，那么车速、发动机负荷、进气压力、进气流量会有明显的变化，根据采集到的数据就可以分析得到驾驶员不良驾驶习惯。

警示模块36，用于当接收到异常发动机工况数据时，发送警示信息。

当接收到异常发动机工况数据时，包括系统或设备本身故障对应的工况数据，以及驾驶员不良习惯导致的异常数据，警示模块36发送警示信息及时提醒驾驶员，这样驾驶员可以及时纠正自己的不良驾驶习惯或者及时维修设备，从而减少由于不良驾驶习惯或发动机设备异常导致的碳排量过多，从而达到节能减排的目的。

进一步的，上述装置还包括无线通信模块37，通过无线网络将计算得到的碳排放量以及工况数据通过互联网无线网络发送给车联网平台或智能手机APP（Application，应用程序）客户端。车联网平台或智能手机应用程序APP客户端收到碳排放量以及工况数据后，可以将其展示给用户，提醒用户碳排放量是否超标，也可以供企事业单位以及环保管理部门、汽车制造厂列举碳排放指标和汽车性能，实现实时、远程监测汽车碳排放量。

图4示出了本发明实施例提供的汽车二氧化碳排量提取系统的示意图，该汽车碳排量提取系统能实现前述实施例所述的方法。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图4，该系统包括：汽车碳排量提取装置41、车联网平台42或智能手机应用程序APP客户端43。

上述汽车碳排量提取装置41包括：OBDII数据采集模块411、第一计算模块412、第二计算模块413、检测模块414、记录分析模块415、警示模块416、无线通信模块417。

OBDII数据采集模块411还包括OBDII协议识别模块4112。

汽车碳排量提取装置41通过上述OBDII协议识别模块4112识别OBDII协议。

汽车碳排量提取装置41通过上述OBDII数据采集模块411从第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量。

汽车碳排量提取装置41通过上述第一计算模块412根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量。

汽车碳排量提取装置41通过上述第二计算模块413根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量。

汽车碳排量提取装置41通过所述检测模块414检测发动机工况数据；

所述汽车碳排量提取装置41通过所述记录分析模块415记录并分析所述的发动机工况数据；

所述汽车碳排量提取装置41通过所述警示模块416在接收到异常发动机工况数据时发送警示信息。

汽车碳排量提取装置41通过上述无线通信模块417将所述碳排放量以及所述发动机工况数据发送给车联网平台网关或智能手机应用程序APP客户端。

本发明实施例通过汽车碳排量提取装置从第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量，然后根据燃料消耗量计算二氧化碳排放量，再根据燃料消耗量计算碳排放量，并将计算的碳排放量通过无线网络发送给车联网平台或智能手机APP客户端，不需要采用专用仪器检测碳排放量，能实时方便且能够远程采集汽车二氧化碳的排放量。同时能检测发动机工况数据，当收到异常工况数据时及时提醒驾驶员，从而达到节能减排的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车碳排量提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量；

所述方法还包括：

检测发动机工况数据，通过OBDII检测发动机工况数据，包括检测发动机零部件、系统、控制器的相关数据；

记录并分析所述的发动机工况数据，将采集到的发动机工况数据进行记录并分析，分析驾驶员不良驾驶习惯，当驾驶员驾驶急加速或急减速的，会使车速、发动机负荷、进气压力以及进气流量会有明显的不合理变化；

当接收到异常发动机工况数据时，发送警示信息提醒驾驶员，减少由于不良驾驶习惯导致的碳排量。

2.如权利要求1所述的汽车碳排量提取方法，其特征在于，所述的根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量，具体计算公式为：M＝E×F×H，其中M表示排放二氧化碳的量，单位为吨，E表示燃料消耗量，单位为吨，F表示燃料平均低位发热量，单位为千焦每千克，H表示碳排放系数缺省值，单位为千克每吉焦。

3.如权利要求1或2所述的汽车碳排量提取方法，其特征在于，所述方法还包括：通过无线网络将所述碳排放量以及所述发动机工况数据发送给车联网平台或智能手机应用程序APP客户端。

4.一种汽车碳排量提取装置，其特征在于，包括：OBDII数据采集模块、第一计算模块、第二计算模块；

所述OBDII数据采集模块，用于通过第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

所述第一计算模块，用于根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

所述第二计算模块，用于根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量；

所述装置还包括：

检测模块、记录分析模块、警示模块；

所述检测模块，用于检测发动机工况数据，通过OBDII检测发动机工况数据，包括检测发动机零部件、系统、控制器的相关数据；

所述记录分析模块，用于记录并分析所述的发动机工况数据，将采集到的发动机工况数据进行记录并分析，分析驾驶员不良驾驶习惯，当驾驶员驾驶急加速或急减速的，会使车速、发动机负荷、进气压力以及进气流量会有明显的不合理变化；

所述警示模块，用于当接收到异常发动机工况数据时，发送警示信息提醒驾驶员，减少由于不良驾驶习惯导致的碳排量。

5.如权利要求4所述的汽车碳排量提取装置，其特征在于，所述第一计算模块，用于根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量，具体计算公式为：M＝E×F×H，其中M表示排放二氧化碳的量单位为吨，E表示燃料消耗量，单位为吨，F表示燃料平均低位发热量，单位为千焦每千克，H表示碳排放系数缺省值，单位为千克每吉焦。

6.如权利要求4或5所述的汽车碳排量提取装置，其特征在于，所述装置还包括：

无线通信模块，用于通过无线网络将所述碳排放量以及所述发动机工况数据发送给车联网平台或智能手机应用程序APP客户端。

7.如权利要求4或5所述的汽车碳排量提取装置，其特征在于，所述装置还包括OBDII标准接口，用于与第二代车载自诊断系统OBDII相连；

所述OBDII数据采集模块还包括：OBDII协议识别模块，用于识别OBDII协议。

8.一种汽车碳排量提取系统，其特征在于，所述系统包括：汽车碳排量提取装置、车联网平台或智能手机应用程序APP客户端；

所述汽车碳排量提取装置包括：OBDII数据采集模块、第一计算模块、第二计算模块、检测模块、记录分析模块、警示模块、无线通信模块；

所述OBDII数据采集模块还包括OBDII协议识别模块；

所述汽车碳排量提取装置通过所述OBDII协议识别模块识别OBDII协议，

所述汽车碳排量提取装置通过所述OBDII数据采集模块从第二代车载自诊断系统OBDII采集汽车燃料消耗量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述第一计算模块根据所述燃料消耗量计算二氧化碳排放量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述第二计算模块根据所述二氧化碳排放量计算得到碳排放量；

所述汽车碳排量提取装置通过所述检测模块检测发动机工况数据，通过OBDII检测发动机工况数据，包括检测发动机零部件、系统、控制器的相关数据；

所述汽车碳排量提取装置通过所述记录分析模块记录并分析所述的发动机工况数据，将采集到的发动机工况数据进行记录并分析，分析驾驶员不良驾驶习惯，当驾驶员驾驶急加速或急减速的，会使车速、发动机负荷、进气压力以及进气流量会有明显的不合理变化；

所述汽车碳排量提取装置通过所述警示模块在接收到异常发动机工况数据时发送警示信息提醒驾驶员，减少由于不良驾驶习惯导致的碳排量，

所述汽车碳排量提取装置通过所述无线通信模块将所述碳排放量以及所述发动机工况数据发送给车联网平台网关或智能手机应用程序APP客户端。