CN107826119A - 一种驾驶行为的全方位监控和评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驾驶行为的全方位监控和评价方法，该方法使用到的系统由车辆CAN总线、车载终端以及中心服务器组成；车载终端包括CAN信息采集器、微处理单元、无线传输模块；CAN信息采集器用于实时采集车辆CAN总线中的CAN参数，并将CAN参数上传至微处理单元中；微处理单元还通过数据线分别与时钟单元、Flash闪存、无线传输模块相连接；车载终端通过无线传输模块发出的无线信号与中心服务器相连接。本发明自发动机开启至发动机关闭期间，可通过车载终端全面记录车辆的运行状态、挡位使用以及行驶速度的匹配情况，有利于车联网厂家全方位监控车辆行驶过程中的驾驶信息，并对其进行全面覆盖，从而形成综合评价的系统方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种评价方法，尤其涉及一种驾驶行为的全方位监控和评价方法。
背景技术
随着我国现代化进程的推进以及车辆保有量的增加，能源短缺的问题也逐渐凸显，因此时代要求人们对汽车进行各种改进，以达到节能的作用。但是人们通常会忽略一点，对车辆的不规范操作往往会增加能耗，比如车辆长期处于非经济运行状态时会造成能源的浪费。尤其对一些客运公司来说，大型客车的油耗本来就高，如果司机再长期不规范操作，能源的浪费问题就会更加严重。
目前的车联网厂家对司机的驾驶行为进行监控时，通常只能采集部分特定车型或使用公开协议来采集Can总线数据，没有全机型的通用解决方案，而且监控行为一般是依赖GPS数据或利用一些Can总线中的参数判断是否发生了影响行车安全或高油耗的行为。这些监控行为一般都是片段和零散的，做不到全面记录。目前还没有车联网厂家能够全方位监控车辆行驶过程中的驾驶信息，并对其进行全面覆盖，从而形成综合评价的系统方法。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种驾驶行为的全方位监控和评价方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种驾驶行为的全方位监控和评价方法，它使用到的系统由车辆CAN总线、安装于车辆驾驶室中的车载终端以及设置于后台机房中的中心服务器组成；车载终端包括CAN信息采集器、微处理单元、无线传输模块；CAN信息采集器用于实时采集车辆CAN总线中的CAN参数，并将CAN参数上传至微处理单元中，实时CAN参数包括发动机转速、车速、发动机扭矩；
微处理单元还通过数据线分别与时钟单元、Flash闪存、无线传输模块相连接；车载终端通过无线传输模块发出的无线信号与中心服务器相连接；中心服务器由指令服务器和数据服务器组成；其中，数据服务器用于接收微处理单元定期上报的信息并通过运算生成挡位车速图，指令服务器用于向微处理单元下发数据服务器配置好的指令信息；
方法的整体步骤如下：
步骤S1、带挡滑行、怠速、空挡状态的判断：
车载终端通过车辆CAN总线实时采集发动机扭矩值以及发动机扭矩模式，并通过实时获取的信息对车辆行驶过程中的带挡滑行、怠速、空挡状态进行判断，判断标准为：
当发动机扭矩值为负时，驾驶行为记作带挡滑行；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度大于0，则驾驶行为记作空挡状态；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度为0，则驾驶行为记作怠速；
其中，空挡状态结合实时车速又可以细分为高速空挡滑行、低速空挡滑行；
步骤S2、超速行为的判断：
车载终端采集到的实时车速大于规定限制的最大车速；
步骤S3、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行的判断：
a、根据车辆型号推算并记录轮胎半径、后桥速比；微处理单元根据变速箱传动比＝常态系数K*转速/车速的已知算法实时获取车辆的变速箱传动比，其中，常态系数
b、微处理单元根据获取到的变速箱传动比数据，结合Flash闪存中存储的变速箱配置数据，转换为用户所使用的车辆挡位信息；
c、数据服务器根据不同的车型，完成后台的挡位与传动比的配置信息，并将挡位与传动比的配置信息传递至指令服务器中；
d、车载终端接收指令服务器下发的每台车辆实际的挡位和传动比的配置信息，并存储于Flash闪存中；
e、微处理单元根据挡位和传动比的配置信息以及实时获取的车速信息，判断所属车辆行驶过程中挡位和车速分别所属的区间，实时计算并存储为【挡位vs.车速】矩阵，实现在行车过程中，对司机的挡位和车速情况的全过程记录；
f、车载终端所上传的车辆运行状态和【挡位vs.车速】矩阵在数据服务器(10)中转化为挡位车速图进行展示，其具体转化过程为：
以横轴代表实时车速、纵轴代表挡位绘制图表；运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速；在图表中将各运行状态对应的单元格用不同的颜色标注出来，同一运行状态下的单元格颜色相同；
将车辆实时车速与挡位在图表对应的单元格中进行出现次数的累计；当选择时间段内的所有车速与挡位的对应关系都累计完毕，将每个单元格中的累计次数除以各运行状态的总次数，得到每格行为占总行为的比例，然后将颜色相同的单元格中的数据相加，即得到同一运行状态出现的比例；
将步骤S1、步骤S2中得到的其它运行状态同样在图表中进行上述展现，然后综合汇总，实现对带挡滑行、高速空挡滑行、低速空挡滑行、怠速、超速、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行共九个行为的监控与评价。
步骤S3中运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速的具体方法为：
在汽车设计与开发工作中，需要根据发动机台架试验得到的万有特性图对汽车燃油经济性进行估算；万有特性图上有等燃油消耗率曲线，根据这些曲线确定发动机在一定转速、发出一定功率时的燃油消耗率，经济区间即选择了燃油消耗率较低的发动机转速区间；
根据车速计算方程：车速＝(发动机转速/(传动比*后桥速比))*(轮胎半径*2*3.14/1000)*60/1000，其中，车速的单位为Km/h，轮胎半径的单位为mm；若设置了13个档位的传动比，则需要用每个档位的传动比与经济转速的范围做计算；
若输入的经济转速为1100～1700，后桥速比为3.083，车轮半径为520mm；假如“12档”的传动比为1.25，则将“传动比＝1.25”、“发动机转速＝1100”带入车速计算方程，得出车速为55.9272397；再将“发动机转速＝1700”带入车速计算方程，得出车速为86.4330068，则将“12档”一行，车速为55.9272397～86.4330068的所有单元格都设置为经济区的颜色。
档位和传动比的配置关系以及挡位车速图中的速度划分区间通过中心服务器进行设置，设置的原则为常用区间划分的区间较精细，比如40～80km/h的区间以5km/h划分，区间两侧则以10km/h来划分。
本发明自发动机开启至发动机关闭期间，可通过车载终端全面记录车辆的运行状态、挡位使用以及行驶速度的匹配情况，有利于车联网厂家全方位监控车辆行驶过程中的驾驶信息，并对其进行全面覆盖，从而形成综合评价的系统方法。此外，车辆管理者还可以通过全面监控车辆的驾驶状态，及时通知驾驶员纠正错误操作，从而大幅度节约能耗。
附图说明
图1为驾驶行为的全方位监控和评价系统的结构框图。
图2为实施例一的挡位车速图。
图中：1、车载终端；2、CAN信息采集器；3、微处理单元；4、时钟单元；5、Flash闪存；6、无线传输模块；7、车辆CAN总线；8、中心服务器；9、指令服务器；10、数据服务器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种驾驶行为的全方位监控和评价方法，它使用到的系统由车辆CAN总线7、安装于车辆驾驶室中的车载终端1以及设置于后台机房中的中心服务器8组成，如图1所示；车载终端1包括CAN信息采集器2、微处理单元3、无线传输模块6；CAN信息采集器2用于实时采集车辆CAN总线7中的CAN参数，并将CAN参数上传至微处理单元3中，实时CAN参数包括发动机转速、车速、发动机扭矩；
微处理单元3还通过数据线分别与时钟单元4、Flash闪存5、无线传输模块6相连接；时钟单元4在无外部电源情况下可以保持计时，为微处理单元3提供准确时间；Flash闪存5用于存储来自于外部的指令以及微处理单元3所生成的数据表；车载终端1通过无线传输模块6发出的无线信号与中心服务器8相连接；中心服务器8由指令服务器9和数据服务器10组成；其中，数据服务器10用于接收微处理单元3定期上报的信息并通过运算生成挡位车速图，指令服务器9用于向微处理单元3下发数据服务器10配置好的指令信息；
本方法的整体步骤如下：
步骤S1、带挡滑行、怠速、空挡状态的判断：
车载终端1通过车辆CAN总线7实时采集发动机扭矩值以及发动机扭矩模式，并通过实时获取的信息对车辆行驶过程中的带挡滑行、怠速、空挡状态进行判断，判断标准为：
当发动机扭矩值为负时，驾驶行为记作带挡滑行；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度大于0，则驾驶行为记作空挡状态；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度为0，则驾驶行为记作怠速；
其中，空挡状态结合实时车速又可以细分为高速空挡滑行、低速空挡滑行；
步骤S2、超速行为的判断：
车载终端1采集到的实时车速大于规定限制的最大车速；
步骤S3、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行的判断：
a、根据车辆型号推算并记录轮胎半径、后桥速比；微处理单元3根据变速箱传动比＝常态系数K*转速/车速的已知算法实时获取车辆的变速箱传动比，其中，常态系数
b、微处理单元3根据获取到的变速箱传动比数据，结合Flash闪存4中存储的变速箱配置数据，转换为用户所使用的车辆挡位信息；
c、数据服务器10根据不同的车型，完成后台的挡位与传动比的配置信息，并将挡位与传动比的配置信息传递至指令服务器9中；
d、车载终端1接收指令服务器12下发的每台车辆实际的挡位和传动比的配置信息，并存储于Flash闪存4中；
e、微处理单元3根据挡位和传动比的配置信息以及实时获取的车速信息，判断所属车辆行驶过程中挡位和车速分别所属的区间，实时计算并存储为【挡位vs.车速】矩阵，实现在行车过程中，对司机的挡位和车速情况的全过程记录；
f、车载终端1所上传的车辆运行状态和【挡位vs.车速】矩阵在数据服务器10中转化为挡位车速图进行展示，其具体转化过程为：
以横轴代表实时车速、纵轴代表挡位绘制图表；运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速；在图表中将各运行状态对应的单元格用不同的颜色标注出来，同一运行状态下的单元格颜色相同；
将车辆实时车速与挡位在图表对应的单元格中进行出现次数的累计；当选择时间段内的所有车速与挡位的对应关系都累计完毕，将每个单元格中的累计次数除以各运行状态的总次数，得到每格行为占总行为的比例，然后将颜色相同的单元格中的数据相加，即得到同一运行状态出现的比例；
将步骤S1、步骤S2中得到的其它运行状态同样在图表中进行上述展现，然后综合汇总，实现对带挡滑行、高速空挡滑行、低速空挡滑行、怠速、超速、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行共九个行为的监控与评价。
上述九个行为都可以评价司机的驾驶行为，其中：
最佳经济运行区：车辆在此区域内运行时，可获得较好的油耗表现，建议车辆更多地运行在此区域内。
一般经济运行区：车辆在此区域内运行时，油耗表现可能不如在最佳经济运行区。
高挡低速区：车辆在此区域内运行时，车辆速度较低但档位相对较高，可能对发动机健康产生影响。
低挡高速区：车辆在此区域内运行时，车辆速度较高但档位相对较低，可能对发动机健康产生影响，同时可能会恶化油耗表现。
高速空挡滑行区：车辆在此区域内运行时，处于空挡运行状态，而且车速较高，可能会带来一定的安全隐患。
低速空挡滑行区：车辆在此区域内运行时，处于空挡运行状态，车速虽然没有那么高，但仍不建议车辆过多地运行在此区域内。
带挡滑行区：车辆在此区域内运行时，车辆在挡运行，而且发动机处于吸收功率的状态，一般认为此时会有利于提高油耗表现。
怠速区：车辆在此区域内运行时，发动机处于怠速工作状态，可能会恶化油耗表现。
超速区：车辆在此区域内运行时，车速过高，可能会恶化行车安全及油耗表现。
步骤S3中运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速的具体方法为：
在汽车设计与开发工作中，需要根据发动机台架试验得到的万有特性图对汽车燃油经济性进行估算；万有特性图上有等燃油消耗率曲线，根据这些曲线确定发动机在一定转速、发出一定功率时的燃油消耗率，经济区间即选择了燃油消耗率较低的发动机转速区间；
根据车速计算方程：车速＝(发动机转速/(传动比*后桥速比))*(轮胎半径*2*3.14/1000)*60/1000，其中，车速的单位为Km/h，轮胎半径的单位为mm；若设置了13个档位的传动比，则需要用每个档位的传动比与经济转速的范围做计算；
若输入的经济转速为1100～1700，后桥速比为3.083，车轮半径为520mm；假如“12档”的传动比为1.25，则将“传动比＝1.25”、“发动机转速＝1100”带入车速计算方程，得出车速为55.9272397；再将“发动机转速＝1700”带入车速计算方程，得出车速为86.4330068，则将“12档”一行，车速为55.9272397～86.4330068的所有单元格都设置为经济区的颜色。
档位和传动比的配置关系以及挡位车速图中的速度划分区间通过中心服务器8进行设置，设置的原则为常用区间划分的区间较精细，比如40～80km/h的区间以5km/h划分，区间两侧则以10km/h来划分。
实施例一、
指令服务器9向车载终端1下发的车辆挡位与传动比的配置信息如表1：
表1
| 档位 | 变速箱传动比 |
| 12档 | 1.000 |
| 11档 | 1.253 |
| 10档 | 1.586 |
| 9档 | 1.948 |
| 8档 | 2.439 |
| 7档 | 3.055 |
| 6档 | 3.867 |
| 5档 | 4.849 |
| 4档 | 6.071 |
| 3档 | 7.604 |
| 2档 | 9.625 |
| 1档 | 13.940 |
| 空档 | 16.000 |
该车辆的速度划分区间如表2所示：
表2
| 车速 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 | >100 |
车辆终端1实时计算并存储的【档位vs.车速】矩阵如下：
{{0,0,0,0,4,5,17,129,881,2260,2082,1129,460,85,0,0,0,0},
{0,0,0,0,13,57,151,181,112,33,3,0,0,0,0,0,0,0}
{0,0,0,17,102,109,62,18,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,0,4,52,92,32,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,0,20,72,17,3,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,0,38,26,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,8,46,7,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,21,30,2,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,50,4,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,20,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,40,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{0,29,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
{369,257,87,88,77,60,51,43,56,73,54,26,14,6,0,0,0,0}
78,}
中心服务器11将【档位vs.车速】二维数组转化为如图2所示的9个区域，每个颜色属于一种运行区域，对于一类司机的驾驶行为。
本产品通过对行驶过程中的车辆速度，挡位运用所实施的全面监控和记录，可以实现对驾驶过程100％覆盖，并结合发动机万有特性曲线，实现对驾驶行为的全面分析。在确保车辆安全的情况下，降低低挡速、高档低速的运行比例，可以显著降低机动车每百公里油耗，降低尾气排放。培养驾驶者养成节能环保的良好驾驶习惯，积极地参与节能减排。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种驾驶行为的全方位监控和评价方法，其特征在于：所述方法使用到的系统由车辆CAN总线(7)、安装于车辆驾驶室中的车载终端(1)以及设置于后台机房中的中心服务器(8)组成；所述车载终端(1)包括CAN信息采集器(2)、微处理单元(3)、无线传输模块(6)；所述CAN信息采集器(2)用于实时采集车辆CAN总线(7)中的CAN参数，并将CAN参数上传至微处理单元(3)中，实时CAN参数包括发动机转速、车速、发动机扭矩；
所述微处理单元(3)还通过数据线分别与时钟单元(4)、Flash闪存(5)、无线传输模块(6)相连接；所述车载终端(1)通过无线传输模块(6)发出的无线信号与中心服务器(8)相连接；所述中心服务器(8)由指令服务器(9)和数据服务器(10)组成；其中，数据服务器(10)用于接收微处理单元(3)定期上报的信息并通过运算生成挡位车速图，指令服务器(9)用于向微处理单元(3)下发数据服务器(10)配置好的指令信息；
所述方法的整体步骤如下：
步骤S1、带挡滑行、怠速、空挡状态的判断：
车载终端(1)通过车辆CAN总线(7)实时采集发动机扭矩值以及发动机扭矩模式，并通过实时获取的信息对车辆行驶过程中的带挡滑行、怠速、空挡状态进行判断，判断标准为：
当发动机扭矩值为负时，驾驶行为记作带挡滑行；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度大于0，则驾驶行为记作空挡状态；
当发动机扭矩模式为低怠速调速器或未请求时，若速度为0，则驾驶行为记作怠速；
其中，空挡状态结合实时车速又可以细分为高速空挡滑行、低速空挡滑行；
步骤S2、超速行为的判断：
车载终端(1)采集到的实时车速大于规定限制的最大车速；
步骤S3、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行的判断：
a、根据车辆型号推算并记录轮胎半径、后桥速比；微处理单元(3)根据变速箱传动比＝常态系数K*转速/车速的已知算法实时获取车辆的变速箱传动比，其中，常态系数
b、微处理单元(3)根据获取到的变速箱传动比数据，结合Flash闪存(4)中存储的变速箱配置数据，转换为用户所使用的车辆挡位信息；
c、数据服务器(10)根据不同的车型，完成后台的挡位与传动比的配置信息，并将挡位与传动比的配置信息传递至指令服务器(9)中；
d、车载终端(1)接收指令服务器(12)下发的每台车辆实际的挡位和传动比的配置信息，并存储于Flash闪存(4)中；
e、微处理单元(3)根据挡位和传动比的配置信息以及实时获取的车速信息，判断所属车辆行驶过程中挡位和车速分别所属的区间，实时计算并存储为【挡位vs.车速】矩阵，实现在行车过程中，对司机的挡位和车速情况的全过程记录；
f、车载终端(1)所上传的车辆运行状态和【挡位vs.车速】矩阵在数据服务器(10)中转化为挡位车速图进行展示，其具体转化过程为：
以横轴代表实时车速、纵轴代表挡位绘制图表；运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速；在图表中将各运行状态对应的单元格用不同的颜色标注出来，同一运行状态下的单元格颜色相同；
将车辆实时车速与挡位在图表对应的单元格中进行出现次数的累计；当选择时间段内的所有车速与挡位的对应关系都累计完毕，将每个单元格中的累计次数除以各运行状态的总次数，得到每格行为占总行为的比例，然后将颜色相同的单元格中的数据相加，即得到同一运行状态出现的比例；
将步骤S1、步骤S2中得到的其它运行状态同样在图表中进行上述展现，然后综合汇总，实现对带挡滑行、高速空挡滑行、低速空挡滑行、怠速、超速、最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行共九个行为的监控与评价。
2.根据权利要求1所述的驾驶行为的全方位监控和评价方法，其特征在于：所述步骤S3中运用经济学原理计算最佳经济运行、一般经济运行、高挡低速运行、低挡高速运行中各状态在不同挡位下的的吻合车速的具体方法为：
在汽车设计与开发工作中，需要根据发动机台架试验得到的万有特性图对汽车燃油经济性进行估算；万有特性图上有等燃油消耗率曲线，根据这些曲线确定发动机在一定转速、发出一定功率时的燃油消耗率，经济区间即选择了燃油消耗率较低的发动机转速区间；
根据车速计算方程：车速＝(发动机转速/(传动比*后桥速比))*(轮胎半径*2*3.14/1000)*60/1000，其中，车速的单位为Km/h，轮胎半径的单位为mm；若设置了13个档位的传动比，则需要用每个档位的传动比与经济转速的范围做计算；
若输入的经济转速为1100～1700，后桥速比为3.083，车轮半径为520mm；假如“12档”的传动比为1.25，则将“传动比＝1.25”、“发动机转速＝1100”带入车速计算方程，得出车速为55.9272397；再将“发动机转速＝1700”带入车速计算方程，得出车速为86.4330068，则将“12档”一行，车速为55.9272397～86.4330068的所有单元格都设置为经济区的颜色。
3.根据权利要求1所述的驾驶行为的全方位监控和评价方法，其特征在于：所述档位和传动比的配置关系以及挡位车速图中的速度划分区间通过中心服务器(8)进行设置，设置的原则为常用区间划分的区间较精细，比如40～80km/h的区间以5km/h划分，区间两侧则以10km/h来划分。
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