一种车辆的智能节油控制方法和系统技术方案

一种车辆的智能节油控制方法和系统，包括如下步骤：1)实时采集车辆的当前速度值和发动机扭矩，计算车辆当前所受阻力Fz；2)采集当前车辆的加速度值x和瞬时角速度w，计算得到加速度测角Sa和陀螺仪测角Sg，并进行融合处理得到当前坡度值S；3)判断S＜1％且Fz≤9.8m是否成立，若是，则限制发动机的最高扭矩，若否，则解除发动机的最高扭矩限制；4)判断车辆网络通信功能是否有效，若是，则将车辆位置信息上传至车辆地理信息中心，进行下一步节油控制，而后回到步骤1)；若否，则回到步骤1)。本发明专利技术的节油控制方法和系统，在保证经济性的前提下又不损失车辆的操纵性，包含了四个方面的智能节油控制功能，能够自动有效的进行车辆节油控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆节油控制领域，特别是一种车辆的智能节油控制方法和系统。
技术介绍
车辆节油控制对于提高运输企业的经济效益、减少大气排放、提高能源利用率等方面均有积极的作用。目前节油控制方法主要有如下几个方面：在发动机内部进行优化控制，根据外部的空满载等提示优化控制喷油量、喷油时间、进气量，这类方法属于内燃机内部的优化；另一种方法是在外部对发动机进行控制干预，如自动启停发动机，速度超过预定速度时熄火滑行等，这类发动机熄火、启停等操作，在行驶过程造成车辆无动力滑行，有潜在的事故风险；有的方法对发动机转速、速度、加速度进行限制，但这类方法需要通过一个人工的开关进行简单的进行条件切换，通过载荷判断切换发动机的功率输出曲线，只能大致实现空载、满载这样的近似条件判断，并且这些方法均未深入融合车辆当前所处地理环境与动力学条件。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种通过感知车辆动力学阻力水平，融合阻力水平与坡度信息进行发动机扭矩控制的车辆的智能节油控制方法和系统。本专利技术采用如下技术方案：一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：包括如下步骤1)实时采集车辆的当前速度值和发动机扭矩，对当前速度值进行处理得到实际加速度值，结合发动机扭矩计算车辆当前所受阻力Fz；2)通过加速度传感器和陀螺仪采集当前车辆的加速度值x和瞬时角速度w，将加速度值x结合实际加速度值计算得到加速度测角Sa，根据瞬时角速度w计算得到陀螺仪测角Sg，将加速度测角Sa与陀螺仪测角Sg进行融合处理得到当前坡度值S；3)判断S＜1％且Fz≤9.8m是否成立，m为车辆空载质量，若是，则限制发动机的最高扭矩，若否，则解除发动机的最高扭矩限制；4)判断车辆网络通信功能是否有效，若是，则将车辆位置信息上传至车辆地理信息中心，进行下一步节油控制，而后回到步骤1)；若否，则回到步骤1)。优选的，所述车辆地理信息中心预先存储有地图路网数据，包含路段限速数据、路段坡度和路段属性，在步骤4)中，所述车辆地理信息中心结合车辆位置信息将对应的路段限速数据、路段坡度和路段属性下发至车辆。优选的，在步骤4)中，所述的进一步节油控制包括：车辆根据路段限速数据限制发动机的最高转速。优选的，所述车辆预先存储有路段属性与发动机外特性曲线的关系对应表，该路段属性至少包含高速公路、城市快速路、普通市区路和郊区道路，在步骤4)中，所述的进一步节油控制包括：车辆根据路段属性切换对应的发动机外特性曲线。优选的，在步骤4)中，所述的进一步节油控制包括：所述车辆根据路段坡度预测前方坡度信息，并判断车辆是否处于巡航状态，若否，则回到步骤3)，若是，则判断前方坡度是上坡还是下坡，若是上坡，在距离前方坡度一定距离开始增加发动机转速以提高车辆速度至v×(1+4％)，v为巡航速度，且该车辆速度不超过对应的所述路段限速数据；若是下坡，则在距离前方坡度一定距离开始降低发动机转速使车辆速度降至v×(1-8％)。优选的，在步骤1)中，对车辆当前的速度值进行低通滤波处理，滤除噪声，对滤波后的速度值进行差分计算，得到车辆的原始加速度值，对原始加速度值进行再一次低通滤波处理得到所述实际加速度值，将车辆空载质量乘以实际加速度值得到当前车辆前进的合力值Fa；根据当前的所述发动机扭矩，计算发动机前向驱动力i为当前变速箱档位传动比和主减速器传动比的乘积，r为轮胎半径，η为机械传动效率；所述车辆当前所受阻力Fz＝Fa-Ft。优选的，在步骤2)中，先从加速度值x中减去实际加速度值，得到重力加速度在前进方向上的分量gs，则加速度测角Sa＝arcsin(gs/g)；所述的陀螺仪测角Sg＝w×t，t为陀螺仪的采样间隔；所述的融合是采用卡尔曼滤波方法，以Sa为参考数据消除Sg中的零漂移误差，得到当前坡度值S。一种车辆的智能节油控制系统，其特征在于：包括采集模块，用于实时采集车辆的当前速度值、发动机扭矩、加速度值x和瞬时角速度w；阻力水平估算模块，对当前速度值进行处理得到实际加速度值，结合发动机扭矩计算车辆当前所受阻力Fz；融合模块，将加速度值x结合实际加速度值计算得到加速度测角Sa，根据瞬时角速度w计算得到陀螺仪测角Sg，将加速度测角Sa与陀螺仪测角Sg进行融合处理得到当前坡度值S；控制模块，根据得到的当前所受阻力Fz和当前坡度值S对车辆进行扭矩的控制，及根据车辆网络通信功能确定是否上传位置信息至车辆地理信息模块进行进一步节油控制；GPS模块，用于提供车辆的位置信息；无线通信模块，用于与车辆地理信息模块进行无线数据通信；车辆地理信息模块，预先存储有地图路网数据，根据车辆位置信息将对应的路段限速数据、路段坡度和路段属性下发至车辆以作为进一步节油控制的判断依据。优选的，所述的进一步节油控制包括车辆根据路段限速数据限制发动机的最高转速。优选的，所述的进一步节油控制包括车辆根据路段属性切换对应的发动机外特性曲线。优选的，所述的进一步节油控制包括车辆根据路段坡度预测前方坡度信息，并根据车辆是否处于巡航状态，来提高或降低车辆速度。由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的方法和系统，利用汽车动学平衡条件，感知车辆当前动力学阻力水平和车辆所处地理坡度，将阻力水平与坡度结合，智能判断发动机扭矩自动限制与解除限制的时机，在保证经济性的前提下又不损失车辆的操纵性。利用车辆地理信息中心的路段坡度，结合车辆上报的GPS位置可以进行前方道路坡度预测，能够进行速度可变的动态巡航。利用车辆地理信息中心的路段属性，切换发动机的外特性，进行发动机外特性的自适应节油控制。利用道路限速数据进行发动机转速输出上限限制的节油控制。整个专利技术方法和系统包含了四个方面的智能节油控制功能，能够自动有效的进行车辆节油控制。附图说明图1为本专利技术系统的结构示意图。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。一种车辆的智能节油控制方法，包括如下步骤1)实时采集车辆的当前速度值和发动机扭矩，对当前速度值进行处理得到实际加速度值，结合发动机扭矩计算车辆当前所受阻力Fz，具体如下：1.1)从车内总线上实时采集车辆的当前速度值v和发动机扭矩T1.2)对车辆当前的速度值v进行低通滤波处理，滤除噪声；1.3)对滤波后的速度值进行差分计算，得到车辆的原始加速度值；1.4)对原始加速度值进行再一次低通滤波处理得到实际加速度值a，将车辆空载质量m乘以实际加速度值a得到当前车辆前进的合力值Fa＝m×a；1.5)根据当前的发动机扭矩T，计算发动机前向驱动力i为当前变速箱档位传动比和主减速器传动比的乘积，r为轮胎半径，η为机械传动效率；1.6)计算车辆当前所受阻力Fz＝Fa-Ft。由于Fa是由空载质量计算得到，但车子实际质量可能大于空载质量，因此，这里的Fz只是估计值不是实际所受的阻力，只能定性的估计车辆所受阻力的大小，为节油控制提供参考依据。2)通过加速度传感器和陀螺仪采集当前车辆的加速度值x和瞬时角速度w，从加速度值x中减去实际加速度值a，得到重力加速度在前进方向上的分量gs＝x-a，则加速度测角Sa＝arcsin(gs/g)；陀螺仪测角Sg＝w×t，t为陀螺仪的采样间隔；将加速度测角Sa与陀螺仪测角Sg进行融合处理得到当前坡度值S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：包括如下步骤1)实时采集车辆的当前速度值和发动机扭矩，对当前速度值进行处理得到实际加速度值，结合发动机扭矩计算车辆当前所受阻力Fz；2)通过加速度传感器和陀螺仪采集当前车辆的加速度值x和瞬时角速度w，将加速度值x结合实际加速度值计算得到加速度测角Sa，根据瞬时角速度w计算得到陀螺仪测角Sg，将加速度测角Sa与陀螺仪测角Sg进行融合处理得到当前坡度值S；3)判断S＜1％且Fz≤9.8m是否成立，m为车辆空载质量，若是，则限制发动机的最高扭矩，若否，则解除发动机的最高扭矩限制；4)判断车辆网络通信功能是否有效，若是，则将车辆位置信息上传至车辆地理信息中心，进行下一步节油控制，而后回到步骤1)；若否，则回到步骤1)。

【技术特征摘要】
1.一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：包括如下步骤1)实时采集车辆的当前速度值和发动机扭矩，对当前速度值进行处理得到实际加速度值，结合发动机扭矩计算车辆当前所受阻力Fz；2)通过加速度传感器和陀螺仪采集当前车辆的加速度值x和瞬时角速度w，将加速度值x结合实际加速度值计算得到加速度测角Sa，根据瞬时角速度w计算得到陀螺仪测角Sg，将加速度测角Sa与陀螺仪测角Sg进行融合处理得到当前坡度值S；3)判断S＜1％且Fz≤9.8m是否成立，m为车辆空载质量，若是，则限制发动机的最高扭矩，若否，则解除发动机的最高扭矩限制；4)判断车辆网络通信功能是否有效，若是，则将车辆位置信息上传至车辆地理信息中心，进行下一步节油控制，而后回到步骤1)；若否，则回到步骤1)。2.如权利要求1所述的一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：所述车辆地理信息中心预先存储有地图路网数据，包含路段限速数据、路段坡度和路段属性，在步骤4)中，所述车辆地理信息中心结合车辆位置信息将对应的路段限速数据、路段坡度和路段属性下发至车辆。3.如权利要求2所述的一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的进一步节油控制包括：车辆根据路段限速数据限制发动机的最高转速。4.如权利要求2所述的一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：所述车辆预先存储有路段属性与发动机外特性曲线的关系对应表，该路段属性至少包含高速公路、城市快速路、普通市区路和郊区道路，在步骤4)中，所述的进一步节油控制包括：车辆根据路段属性切换对应的发动机外特性曲线。5.如权利要求2所述的一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于：在步
\t骤4)中，所述的进一步节油控制包括：所述车辆根据路段坡度预测前方坡度信息，并判断车辆是否处于巡航状态，若否，则回到步骤3)，若是，则判断前方坡度是上坡还是下坡，若是上坡，在距离前方坡度一定距离开始增加发动机转速以提高车辆速度至v×(1+4％)，v为巡航速度，且该车辆速度不超过对应的所述路段限速数据；若是下坡，则在距离前方坡度一定距离开始降低发动机转速使车辆速度降至v×(1-8％)。6.如权利要求1所述的一种车辆的智能节油控制方法，其特征在于:在步骤1)中，对车辆当前的速度值进行低通滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂岩恺，黄丰，李学川，谭芳慧，刘炯钟，
申请(专利权)人：厦门雅迅网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35