CN112849056A - 智能省油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能省油系统，包括数据采集模块、数据处理模块、分析统计模块、定位模块、路况识别模块、控制模块和通讯模块；数据采集模块用于采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集；数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作；分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析；路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息；控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制；本发明可以解决复杂工况不易操作以及驾驶员手动操作不及时导致油耗增加的问题，以及不能根据整车功率需求进行动态调整达到节能的问题。

Description

智能省油系统

技术领域

本发明涉及车辆能源技术领域，具体为智能省油系统。

背景技术

现有的汽车省油的方法有很多，比如适当的踩油门、学会少踩刹车、空调和自然风交替使用、合理地规划路线和驾驶等都是可以省油的办法，但是仍然存在一定的缺陷。

现有的车辆省油系统存在的缺陷包括：复杂工况不易操作以及驾驶员手动操作不及时导致油耗增加的问题，以及不能根据整车功率需求进行动态调整达到节能的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供智能省油系统，本发明所要解决的技术问题为：

如何解决复杂工况不易操作以及驾驶员手动操作不及时导致油耗增加的问题，以及不能根据整车功率需求进行动态调整达到节能的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：智能省油系统，包括数据采集模块、数据处理模块、分析统计模块、定位模块、路况识别模块、控制模块和通讯模块；

数据采集模块用于采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集，该运行信息集包含发动机信息和驾驶信息，发送机信息包含发动机的转速、扭矩和负荷率，驾驶信息包含油门踏板开度、车速和加速度；该道路信息集包含道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；将运行信息集和道路信息集一同通过通讯模块传输至数据处理模块；

数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作，得到发动机处理信息、驾驶处理信息、道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路路况处理信息，并将其一同通过通讯模块发送至分析统计模块；

分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析，得到运调值，并将其传输至控制模块；

路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息，将道路路况信息发送至控制模块；

控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制；

定位模块用于对车辆的运行位置和行驶的道路坐标进行定位。

作为本发明的进一步改进方案：数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作的具体操作步骤包括：

S21：接收运行信息集和道路信息集，获取发动机信息中发动机的转速、扭矩和负荷率以及驾驶信息中的油门踏板开度、车速和加速度；

S22：将发动机的转速标记为ZSi,i＝1,2...n；将发动机的扭矩标记为NJi,i＝1,2...n；将发动机的负荷率标记为FHi,i＝1,2...n；将油门踏板开度标记为TKi,i＝1,2...n；将车速标记为CSi,i＝1,2...n；将加速度标记为JSi,i＝1,2...n；将标记的转速、扭矩和负荷率进行归一化处理并取值组合，得到发动机处理信息，将标记的油门踏板开度、车速和加速度进行归一化处理并取值组合，得到驾驶处理信息；

S23：获取道路信息集中的道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；

S24：将导流坐标信息中的道路经纬度标记为DJWi,i＝1,2...n；设定不同的道路类型均对应一个不同的道类预设值，将道路类型信息中的道路类型与所有的道路类型进行匹配获取对应的道类预设值并标记为DLYi,i＝1,2...n；将道路车辆信息中相邻的车辆总数标记为DCZi,i＝1,2...n；将标记的道路经纬度、道类预设值和车辆总数分别进行归一化处理并取值，得到道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路车辆处理信息。

作为本发明的进一步改进方案：分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析，得到运调值，具体步骤包括：

S31：获取标记的转速ZSi、扭矩NJi、负荷率FHi、油门踏板开度TKi、车速CSi、加速度JSi；

S32：利用公式计算获取车辆的运调值，该公式为：

其中，Q_yt表示为运调值，α表示为预设的运调修正因子，a1、a2、a3、a4、a5、a6表示为预设的不同比例系数，ZSi0表示为预设的标准转速，NJi0表示为预设的标准扭矩，FHi0表示为预设的标准负荷率，TKi0表示为预设的标准负荷率，CSi0表示为预设的标准车速，JSi0表示为预设的标准加速度；

S33：将运调值与预设的标准运调范围进行匹配，若运调值小于标准运调范围的最小值，则判定车辆运行异常并生成第一匹配信号；

若运调值不小于标准运调范围的最小值且不大于标准运调范围的最大值，则判定车辆整车运行正常并生成第二匹配信号；

若运调值大于标准运调范围的最大值，则判定车辆运行异常并生成第三匹配信号。

作为本发明的进一步改进方案：路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息的具体步骤包括：

S41：将运行车辆设定为监测车辆，以监测车辆为圆心以及预设的半径设立监测圈；

S42：根据道路经纬度获取道路的车道数并将其标记为CDi,i＝1,2...n；获取监测车辆运行的车道并标记为监测车道；

S43：统计监测圈内监测车辆在监测车道上的相邻车辆总数并标记为DCZi0,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆的运行速度并标记为LYSi,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆与监测车辆之间的距离并标记为JCJi,i＝1,2...n；

S44：将标记的相邻车辆总数、相邻车辆的运行速度以及相邻车辆与监测车辆之间的距离进行归一化处理并取值组合得到道路路况信息。

作为本发明的进一步改进方案：控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制的具体步骤包括：

S51：接收停匹值并获取标记处理的相邻车辆总数DCZi0、相邻车辆的运行速度LYSi以及相邻车辆与监测车辆之间的距离JCJi；

S52：利用公式计算获取车辆的调整系数，该公式为：

其中，Q_tx表示为调整系数，β表示为预设的运调修正因子，g1、g2、g3和g4表示为预设的不同比例系数，LYSi0表示为相邻车辆的最低运行速度，JCJi0表示为相邻车辆的最短距离，DLYi表示为道类预设值；

S53：将调整系数与预设的标准调整阈值进行匹配，若调整系数不大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态无需进行调整并生成第一监测信号；

若调整系数大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态需要进行调整并生成第二监测信号；根据第二监测信号在预设的运行模式表中匹配并更改车辆运行模式。

本发明的有益效果：

本发明公开的各个方面，利用数据采集模块采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集，该运行信息集包含发动机信息和驾驶信息，发送机信息包含发动机的转速、扭矩和负荷率，驾驶信息包含油门踏板开度、车速和加速度；该道路信息集包含道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；通过采集车辆运行的多种因素数据并进行处理，为车辆运行的调整提供了有效的数据，可以克服复杂工况不易操作以及驾驶员手动操作不及时导致油耗增加的缺陷，进而达到智能省油的目的；

利用数据处理模块接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作；利用分析统计模块对接收的数据进行统计分析；通过对采集的数据进行处理和统计分析，可以提高数据之间计算的效率以及计算的准确性；

利用路况识别模块对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息；利用控制模块根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制；通过对路况数据进行采集和分析，可以从外部数据对车辆的运行调整提供有效的数据支撑；通过对车辆运行的内部数据和外部数据相结合，可以实现根据整车功率需求进行动态调整达到节能的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明智能省油系统的模块框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为智能省油系统，包括数据采集模块、数据处理模块、分析统计模块、定位模块、路况识别模块、控制模块和通讯模块；

数据采集模块用于采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集，该运行信息集包含发动机信息和驾驶信息，发送机信息包含发动机的转速、扭矩和负荷率，驾驶信息包含油门踏板开度、车速和加速度；该道路信息集包含道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；将运行信息集和道路信息集一同通过通讯模块传输至数据处理模块；

数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作，得到发动机处理信息、驾驶处理信息、道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路路况处理信息，并将其一同通过通讯模块发送至分析统计模块；具体操作步骤包括：

接收运行信息集和道路信息集，获取发动机信息中发动机的转速、扭矩和负荷率以及驾驶信息中的油门踏板开度、车速和加速度；

将发动机的转速标记为ZSi,i＝1,2...n；将发动机的扭矩标记为NJi,i＝1,2...n；将发动机的负荷率标记为FHi,i＝1,2...n；将油门踏板开度标记为TKi,i＝1,2...n；将车速标记为CSi,i＝1,2...n；将加速度标记为JSi,i＝1,2...n；将标记的转速、扭矩和负荷率进行归一化处理并取值组合，得到发动机处理信息，将标记的油门踏板开度、车速和加速度进行归一化处理并取值组合，得到驾驶处理信息；

获取道路信息集中的道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；

将导流坐标信息中的道路经纬度标记为DJWi,i＝1,2...n；设定不同的道路类型均对应一个不同的道类预设值，将道路类型信息中的道路类型与所有的道路类型进行匹配获取对应的道类预设值并标记为DLYi,i＝1,2...n；将道路车辆信息中相邻的车辆总数标记为DCZi,i＝1,2...n；将标记的道路经纬度、道类预设值和车辆总数分别进行归一化处理并取值，得到道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路车辆处理信息；

分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析，得到运调值，并将其传输至控制模块；具体步骤包括：

获取标记的转速ZSi、扭矩NJi、负荷率FHi、油门踏板开度TKi、车速CSi、加速度JSi；

利用公式计算获取车辆的运调值，该公式为：

其中，Q_yt表示为运调值，α表示为预设的运调修正因子，a1、a2、a3、a4、a5、a6表示为预设的不同比例系数，ZSi0表示为预设的标准转速，NJi0表示为预设的标准扭矩，FHi0表示为预设的标准负荷率，TKi0表示为预设的标准负荷率，CSi0表示为预设的标准车速，JSi0表示为预设的标准加速度；

将运调值与预设的标准运调范围进行匹配，若运调值小于标准运调范围的最小值，则判定车辆运行异常并生成第一匹配信号；

若运调值不小于标准运调范围的最小值且不大于标准运调范围的最大值，则判定车辆整车运行正常并生成第二匹配信号；

若运调值大于标准运调范围的最大值，则判定车辆运行异常并生成第三匹配信号；

本发明实施例中，通过对发送机的运行数据和车辆整车的运行数据建立联系并分析匹配来实现通过内部数据对整车运行进行调整达到省油的目的，其中，第一匹配信号表示发送机的运行状态低于整车运行状态，比如整车处于下坡状态但驾驶员未对车辆的运行进行调整导致油耗浪费；第三匹配信号表示发送机的运行状态高于整车运行状态，比如整车处于爬坡状态但驾驶员未对车辆的运行进行调整导致油耗浪费；通过第一匹配信号和第三匹配信号可以根据预设的运行模式表中匹配并更改车辆运行模式，车辆运行模式包括但不限于爬坡模式、下坡模式、堵车模式、城市道路模式和高速模式，车辆运行模式均关联有预设的不同发动机运行数据；

路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息，将道路路况信息发送至控制模块；具体步骤包括：

将运行车辆设定为监测车辆，以监测车辆为圆心以及预设的半径设立监测圈；

根据道路经纬度获取道路的车道数并将其标记为CDi,i＝1,2...n；获取监测车辆运行的车道并标记为监测车道；

统计监测圈内监测车辆在监测车道上的相邻车辆总数并标记为DCZi0,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆的运行速度并标记为LYSi,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆与监测车辆之间的距离并标记为JCJi,i＝1,2...n；

将标记的相邻车辆总数、相邻车辆的运行速度以及相邻车辆与监测车辆之间的距离进行归一化处理并取值组合得到道路路况信息；

控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制；具体步骤包括：

接收停匹值并获取标记处理的相邻车辆总数DCZi0、相邻车辆的运行速度LYSi以及相邻车辆与监测车辆之间的距离JCJi；

利用公式计算获取车辆的调整系数，该公式为：

其中，Q_tx表示为调整系数，β表示为预设的运调修正因子，g1、g2、g3和g4表示为预设的不同比例系数，LYSi0表示为相邻车辆的最低运行速度，JCJi0表示为相邻车辆的最短距离，DLYi表示为道类预设值；

将调整系数与预设的标准调整阈值进行匹配，若调整系数不大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态无需进行调整并生成第一监测信号；

若调整系数大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态需要进行调整并生成第二监测信号；根据第二监测信号在预设的运行模式表中匹配并更改车辆运行模式；

定位模块用于对车辆的运行位置和行驶的道路坐标进行定位。

本发明的工作原理，本发明实施例中，利用数据采集模块采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集，该运行信息集包含发动机信息和驾驶信息，发送机信息包含发动机的转速、扭矩和负荷率，驾驶信息包含油门踏板开度、车速和加速度；该道路信息集包含道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；通过采集车辆运行的多种因素数据并进行处理，为车辆运行的调整提供了有效的数据，可以克服复杂工况不易操作以及驾驶员手动操作不及时导致油耗增加的缺陷，进而达到智能省油的目的；

利用数据处理模块接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作；利用分析统计模块对接收的数据进行统计分析，利用公式

计算获取车辆的运调值；将运调值与预设的标准运调范围进行匹配，若运调值小于标准运调范围的最小值，则判定车辆运行异常并生成第一匹配信号；若运调值不小于标准运调范围的最小值且不大于标准运调范围的最大值，则判定车辆整车运行正常并生成第二匹配信号；若运调值大于标准运调范围的最大值，则判定车辆运行异常并生成第三匹配信号；通过对采集的数据进行处理和统计分析，可以提高数据之间计算的效率以及计算的准确性；

利用路况识别模块对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息；利用控制模块根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制，利用公式

计算获取车辆的调整系数；将调整系数与预设的标准调整阈值进行匹配，若调整系数不大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态无需进行调整并生成第一监测信号；若调整系数大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态需要进行调整并生成第二监测信号；根据第二监测信号在预设的运行模式表中匹配并更改车辆运行模式；通过对路况数据进行采集和分析，可以从外部数据对车辆的运行调整提供有效的数据支撑；通过对车辆运行的内部数据和外部数据相结合，可以实现根据整车功率需求进行动态调整达到节能的目的。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，显然“包括”一词不排除其他模块或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个模块或装置也可以由一个模块或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (5)

1.智能省油系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块、分析统计模块、定位模块、路况识别模块、控制模块和通讯模块；

数据采集模块用于采集车辆的运行信息集和行驶的道路信息集，该运行信息集包含发动机信息和驾驶信息，发送机信息包含发动机的转速、扭矩和负荷率，驾驶信息包含油门踏板开度、车速和加速度；该道路信息集包含道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；将运行信息集和道路信息集一同通过通讯模块传输至数据处理模块；

数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作，得到发动机处理信息、驾驶处理信息、道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路路况处理信息，并将其一同通过通讯模块发送至分析统计模块；

分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析，得到运调值，并将其传输至控制模块；

路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息，将道路路况信息发送至控制模块；

控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制；

定位模块用于对车辆的运行位置和行驶的道路坐标进行定位。

2.根据权利要求1所述的智能省油系统，其特征在于，数据处理模块用于接收运行信息集和道路信息集并进行处理操作的具体操作步骤包括：

S21：接收运行信息集和道路信息集，获取发动机信息中发动机的转速、扭矩和负荷率以及驾驶信息中的油门踏板开度、车速和加速度；

S22：将发动机的转速标记为ZSi,i＝1,2...n；将发动机的扭矩标记为NJi,i＝1,2...n；将发动机的负荷率标记为FHi,i＝1,2...n；将油门踏板开度标记为TKi,i＝1,2...n；将车速标记为CSi,i＝1,2...n；将加速度标记为JSi,i＝1,2...n；将标记的转速、扭矩和负荷率进行归一化处理并取值组合，得到发动机处理信息，将标记的油门踏板开度、车速和加速度进行归一化处理并取值组合，得到驾驶处理信息；

S23：获取道路信息集中的道路坐标信息、道路类型信息和道路车辆信息；

S24：将导流坐标信息中的道路经纬度标记为DJWi,i＝1,2...n；设定不同的道路类型均对应一个不同的道类预设值，将道路类型信息中的道路类型与所有的道路类型进行匹配获取对应的道类预设值并标记为DLYi,i＝1,2...n；将道路车辆信息中相邻的车辆总数标记为DCZi,i＝1,2...n；将标记的道路经纬度、道类预设值和车辆总数分别进行归一化处理并取值，得到道路坐标处理信息、道路类型处理信息和道路车辆处理信息。

3.根据权利要求2所述的智能省油系统，其特征在于，分析统计模块用于对接收的数据进行统计分析，得到运调值，具体步骤包括：

S31：获取标记的转速ZSi、扭矩NJi、负荷率FHi、油门踏板开度TKi、车速CSi、加速度JSi；

S32：利用公式计算获取车辆的运调值，该公式为：

其中，Q_yt表示为运调值，α表示为预设的运调修正因子，a1、a2、a3、a4、a5、a6表示为预设的不同比例系数，ZSi0表示为预设的标准转速，NJi0表示为预设的标准扭矩，FHi0表示为预设的标准负荷率，TKi0表示为预设的标准负荷率，CSi0表示为预设的标准车速，JSi0表示为预设的标准加速度；

S33：将运调值与预设的标准运调范围进行匹配，若运调值小于标准运调范围的最小值，则判定车辆运行异常并生成第一匹配信号；

若运调值不小于标准运调范围的最小值且不大于标准运调范围的最大值，则判定车辆整车运行正常并生成第二匹配信号；

若运调值大于标准运调范围的最大值，则判定车辆运行异常并生成第三匹配信号。

4.根据权利要求3所述的智能省油系统，其特征在于，路况识别模块用于对行驶的道路路况进行识别得到道路路况信息的具体步骤包括：

S41：将运行车辆设定为监测车辆，以监测车辆为圆心以及预设的半径设立监测圈；

S42：根据道路经纬度获取道路的车道数并将其标记为CDi,i＝1,2...n；获取监测车辆运行的车道并标记为监测车道；

S43：统计监测圈内监测车辆在监测车道上的相邻车辆总数并标记为DCZi0,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆的运行速度并标记为LYSi,i＝1,2...n；获取监测圈内相邻车辆与监测车辆之间的距离并标记为JCJi,i＝1,2...n；

S44：将标记的相邻车辆总数、相邻车辆的运行速度以及相邻车辆与监测车辆之间的距离进行归一化处理并取值组合得到道路路况信息。

5.根据权利要求4所述的智能省油系统，其特征在于，控制模块用于根据接收的停匹值和道路路况信息对车辆的运行进行控制的具体步骤包括：

S51：接收停匹值并获取标记处理的相邻车辆总数DCZi0、相邻车辆的运行速度LYSi以及相邻车辆与监测车辆之间的距离JCJi；

S52：利用公式计算获取车辆的调整系数，该公式为：

其中，Q_tx表示为调整系数，β表示为预设的运调修正因子，g1、g2、g3和g4表示为预设的不同比例系数，LYSi0表示为相邻车辆的最低运行速度，JCJi0表示为相邻车辆的最短距离，DLYi表示为道类预设值；

S53：将调整系数与预设的标准调整阈值进行匹配，若调整系数不大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态无需进行调整并生成第一监测信号；

若调整系数大于标准调整阈值，则判定车辆运行状态需要进行调整并生成第二监测信号；根据第二监测信号在预设的运行模式表中匹配并更改车辆运行模式。

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