專利名稱：一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)及其測量監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于車路協(xié) 同技術(shù)的在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)及其測量監(jiān) 控方法，涉及汽車檢測領(lǐng)域和現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域，可以廣泛的應(yīng)用于在用汽車油耗的檢測 和監(jiān)督管理。
背景技術(shù)：
汽車消費(fèi)和耗油量的大幅攀升給我國帶來了巨大的能源和環(huán)境的壓力。道路運(yùn)輸 汽、柴油消耗量在我國石油能源消費(fèi)量中的比重逐年增加；在運(yùn)輸單位產(chǎn)量能源消耗方面， 我國營運(yùn)汽車的百噸公里油耗總體呈穩(wěn)中略升態(tài)勢，即汽油客車、柴油客車分別突破每百 噸公里12. 0升及11. 0升；汽油貨車、柴油貨車也將要突破每百噸公里8. 0升及6. 0升。預(yù) 測到2020年，我國石油需求量將超過4億噸，對外依存度將超過60%，能源短缺問題日益加 重，對我國未來能源安全構(gòu)成了極大的威脅。同時(shí)，我國的汽車工業(yè)起步較晚，汽車技術(shù)水 平相對落后，單車燃油消耗明顯高于國外。因此，降低道路運(yùn)輸能源消耗成為我國節(jié)約石油 資源的重要途徑，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型交通行業(yè)的重要工作，也是我國節(jié)能減排 工作的重要組成部分。中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB18565-2001《營運(yùn)車輛綜合性能要求和檢驗(yàn)方法》規(guī) 定車輛燃油經(jīng)濟(jì)性檢驗(yàn)方法為測得的汽車百公里燃料消耗量不得大于該車型原廠規(guī)定的 相應(yīng)車速等速百公里燃料消耗量的110%，對于不符合標(biāo)準(zhǔn)的營業(yè)性運(yùn)輸車輛將被強(qiáng)制退 出道路運(yùn)輸市場。2008年4月1日起我國開始實(shí)施的《節(jié)約能源法》，對能源消耗提出了更 高要求。其中明確規(guī)定國務(wù)院有關(guān)部門制定交通運(yùn)輸營運(yùn)車船的燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)， 不符合標(biāo)準(zhǔn)的，不得用于營運(yùn)。要求交通運(yùn)輸主管部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對交通運(yùn)輸營運(yùn)車船燃料 消耗檢測的監(jiān)督管理。交通運(yùn)輸部于2008年4月、6月公布了《營運(yùn)客車燃料消耗量限值 及測量方法》(JT711-2008)、《營運(yùn)貨車燃料消耗量限值及測量方法》(JT719-2008)兩個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)，并自2008年9月1日起實(shí)施，禁止高油耗客、貨車輛進(jìn)入道路運(yùn)輸市場，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油 耗限值分第一階段和第二階段執(zhí)行。將第一階段規(guī)定為15%的高油耗車不得進(jìn)入道路運(yùn)輸 市場。第二階段依據(jù)第一階段提出的限值，確定其限值降低至10%。明確了無論15%還是 10%針對的是運(yùn)輸經(jīng)營者而不是汽車生產(chǎn)廠商，只是規(guī)定道路運(yùn)輸經(jīng)營者購買的汽車只有 滿足了限值要求才允許進(jìn)入道路運(yùn)輸市場，否則必須退出。而我國對在用車的檢測是以年檢的形式在檢測線上進(jìn)行集中檢測，由于在用車油 耗的檢測需要拆開發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、回油管，串入油耗儀來測量，準(zhǔn)備時(shí)間長(大約1小時(shí))，有 時(shí)還需要破壞汽車的原有結(jié)構(gòu)，無法適應(yīng)檢測線的快節(jié)奏，目前國家規(guī)定的汽車年檢對于 燃油消耗量一項(xiàng)在國內(nèi)大部分地區(qū)不能進(jìn)行，對在用車的燃油消耗更是無法控制。交通運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)典型的復(fù)雜巨系統(tǒng)，單從道路和汽車的角度考慮，很難解決 近年來交通環(huán)境污染問題。隨著無線通信和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)將變得 無所不在，作為人類日常生活中重要的交通運(yùn)輸工具-汽車也將成為一類重要的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 終端。基于車載無線通信裝置和路邊通信設(shè)施，通過車間(Vehicle to Vehicle，V2V)、車路(Vehicle to Infrastructure, V2I)等通信機(jī)制，收集到更多與行車有關(guān)的信息，如汽車 行駛狀態(tài)、交通環(huán)境信息等，并進(jìn)一步將這些信息做有效的整合和實(shí)時(shí)發(fā)布，建立人、車、路 一體的車路協(xié)同系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車-路信息協(xié)調(diào)合作，才能更有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)存在用汽車油耗測量方法的不足及管理部門對高油耗汽車無法監(jiān) 控的現(xiàn)狀，提出了一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)及其測量監(jiān)控方法?！N在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)，包括車載設(shè)備、路側(cè)設(shè)備與監(jiān)控中心。車載 設(shè)備與路側(cè)設(shè)備之間、路測設(shè)備與監(jiān)控中心之間、以及監(jiān)控中心與車主手機(jī)之間都通過無 線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞。車載設(shè)備包括主控單元、噴油脈沖采集模塊、燃油壓力采集模塊、進(jìn)氣壓力采集模 塊、車速里程采集模塊、車載無線通信模塊、信息顯示屏、語音播放模塊、揚(yáng)聲器、車輛基本 信息儲存模塊以及車載自診斷系統(tǒng)(On-Board Diagnostics，簡稱0BD)接口單元。車載設(shè) 備通過OBD接口單元與車載自診斷系統(tǒng)接口連接，噴油脈沖采集模塊從OBD中讀取汽車發(fā) 動(dòng)機(jī)單個(gè)單孔噴油器每次噴油的噴油脈寬和噴油次數(shù)發(fā)送給主控單元，燃油壓力采集模塊 從OBD中讀取燃油壓力發(fā)送給主控單元，進(jìn)氣壓力采集模塊從OBD中讀取進(jìn)氣壓力發(fā)送給 主控單元，車速里程采集模塊從OBD中讀取車速、行車?yán)锍贪l(fā)送給主控單元。主控單元根據(jù) 接收到的單個(gè)單孔噴油器每次噴油的噴油脈沖寬度和噴油次數(shù)、燃油壓力與進(jìn)氣壓力，根
據(jù)
權(quán)利要求
一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該測量監(jiān)控系統(tǒng)包括車載設(shè)備、路側(cè)設(shè)備與監(jiān)控中心；車載設(shè)備與路側(cè)設(shè)備之間、路測設(shè)備與監(jiān)控中心之間、以及監(jiān)控中心與車主手機(jī)之間都通過無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞；所述車載設(shè)備包括主控單元、噴油脈沖采集模塊、燃油壓力采集模塊、進(jìn)氣壓力采集模塊、車速里程采集模塊、車載無線通信模塊、信息顯示屏、語音播放模塊、揚(yáng)聲器、車輛基本信息儲存模塊以及OBD接口單元，其中OBD表示車輛自診斷系統(tǒng)；所述車載設(shè)備通過OBD接口單元與OBD的接口連接，噴油脈沖采集模塊從OBD中讀取汽車發(fā)動(dòng)機(jī)單個(gè)單孔噴油器每次噴油的噴油脈寬和噴油次數(shù)發(fā)送給主控單元，燃油壓力采集模塊從OBD中讀取燃油壓力發(fā)送給主控單元，進(jìn)氣壓力采集模塊從OBD中讀取進(jìn)氣壓力發(fā)送給主控單元，車速里程采集模塊從OBD中讀取車速、行車?yán)锍贪l(fā)送給主控單元；所述主控單元根據(jù)接收到的單個(gè)單孔噴油器每次噴油的噴油脈沖寬度和噴油次數(shù)、燃油壓力與進(jìn)氣壓力，根據(jù)得到汽車總耗油量；其中，F(xiàn)a為汽車總耗油量，n為采集到的單個(gè)單孔噴油器的噴油脈沖個(gè)數(shù)，j為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)單孔噴油器的個(gè)數(shù)，Pfi、Pbi分別為單個(gè)單孔噴油器第i次噴油時(shí)的燃油壓力和進(jìn)氣壓力，Ti為單個(gè)單孔噴油器第i次噴油時(shí)的噴油脈寬，β為汽車基本信息的相關(guān)值，ω為噴油器的流量系數(shù)，A為噴油嘴的面積，g為重力加速度，ρ為燃料密度；主控單元根據(jù)接收到的車速、行駛里程，得到瞬時(shí)油耗和平均油耗數(shù)據(jù)，并將行駛時(shí)間、行駛里程、瞬時(shí)油耗、瞬時(shí)車速、平均油耗及平均車速數(shù)據(jù)通過信息顯示屏顯示給駕駛者；主控單元從車輛基本信息儲存模塊中讀取汽車基本信息主要包括車主信息、汽車型號和發(fā)動(dòng)機(jī)型號；主控單元通過車載無線通信模塊與路側(cè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將接收到的路側(cè)設(shè)備發(fā)來的油耗超標(biāo)信息發(fā)送給語音播放模塊，通過揚(yáng)聲器以“油耗超標(biāo)”語音形式提示駕駛員；路側(cè)設(shè)備讀取車路通信區(qū)域內(nèi)各汽車的汽車基本信息以及汽車平均油耗數(shù)據(jù)，在汽車的平均油耗超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值時(shí)，向車載設(shè)備發(fā)送反饋信息，向監(jiān)控中心發(fā)送汽車基本信息和汽車的平均油耗數(shù)據(jù)，監(jiān)控中心根據(jù)該汽車油耗超標(biāo)程度給車主手機(jī)發(fā)送指令，包括警告、建議和懲罰信息。FSA00000278187600011.tif,FSA00000278187600012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述車 載設(shè)備還包括USB接口，所述USB接口用于實(shí)現(xiàn)對車載設(shè)備內(nèi)部程序及汽車基本信息的寫 入、修改和數(shù)據(jù)的輸出，其中，汽車基本信息只有汽車監(jiān)督管理部門有權(quán)限修改。
3.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的測量監(jiān)控系統(tǒng)的一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控方法，其特 征在于，該測量監(jiān)控方法具體包括以下步驟步驟一、車載設(shè)備從車載自診斷系統(tǒng)中采集噴油脈沖寬度、燃油壓力、進(jìn)氣壓力和車 速、行駛里程數(shù)據(jù)；步驟二、根據(jù)步驟一中采集的數(shù)據(jù)和噴油量計(jì)算公式巧= ·/廣-pM 'Ti，計(jì)算燃油/=0消耗量，其中，F(xiàn)a為汽車總耗油量，η為采集到的單個(gè)單孔噴油器的噴油脈沖個(gè)數(shù)，j為汽 車發(fā)動(dòng)機(jī)單孔噴油器的個(gè)數(shù)，Pfi> Pbi分別為單個(gè)單孔噴油器第i次噴油時(shí)的燃油壓力和 進(jìn)氣壓力，Ti為單個(gè)單孔噴油器第i次噴油時(shí)的噴油脈寬，β為汽車基本信息的相關(guān)值， β = ωΑ^>, ω為噴油器的流量系數(shù)，A為噴油嘴的面積，g為重力加速度，P為燃料密步驟三、車載設(shè)備實(shí)時(shí)向駕駛員提供油耗數(shù)據(jù)和車速、行駛里程數(shù)據(jù)，包括行駛時(shí)間、 行駛里程、瞬時(shí)油耗、瞬時(shí)車速、平均油耗及平均車速；步驟四、判斷汽車是否進(jìn)入車路通信區(qū)域，若進(jìn)入，執(zhí)行步驟五，否則轉(zhuǎn)步驟八執(zhí)行； 步驟五、汽車車載設(shè)備和路側(cè)設(shè)備建立無線通信連接，路側(cè)設(shè)備讀取汽車基本信息和 平均油耗數(shù)據(jù)，其中，汽車基本信息主要包括車主信息、汽車型號和發(fā)動(dòng)機(jī)型號；步驟六、路側(cè)設(shè)備根據(jù)讀取的汽車平均油耗數(shù)據(jù)檢測油耗值是否超標(biāo)，若汽車平均油 耗在限值范圍之內(nèi)，對車載設(shè)備不發(fā)送任何信息，轉(zhuǎn)步驟八執(zhí)行；否則，路側(cè)設(shè)備向車載設(shè) 備發(fā)送反饋信息，同時(shí)把汽車基本信息及平均油耗數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心；車載設(shè)備在接收 到路側(cè)設(shè)備發(fā)送的反饋信息后以語音形式提示駕駛員“油耗超標(biāo)”；步驟七、監(jiān)控中心存儲油耗超標(biāo)的汽車平均油耗數(shù)據(jù)及該汽車基本信息，并根據(jù)汽車 油耗超標(biāo)程度，給車主手機(jī)發(fā)送警告、建議或處罰信息；步驟八、判斷汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是否停止工作，若沒有，轉(zhuǎn)步驟一執(zhí)行，否則，結(jié)束本次本汽 車油耗的實(shí)時(shí)測量監(jiān)控。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控方法，其特征在于，所述步 驟三的瞬時(shí)油耗，是通過計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)油耗量與行駛里程的比值得到的，平均油耗通過 計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的總油耗量與行駛里程的比值得到。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在用汽車油耗實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)及其測量監(jiān)控方法。該系統(tǒng)包括車載設(shè)備、路側(cè)設(shè)備和監(jiān)控中心，車載設(shè)備安裝在車內(nèi)，通過OBD接口模塊與車載自診斷系統(tǒng)連接，讀取油耗信息及車輛信息，通過主控單元計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)燃油總量，路側(cè)設(shè)備通過無線通信讀取車輛燃油總量，將超標(biāo)的車輛信息發(fā)送給監(jiān)控中心。該方法通過從車載自診斷系統(tǒng)讀取的油耗信息及噴油量計(jì)算公式得到燃油總量，路側(cè)設(shè)備通過無線通信讀取車輛燃油量和超標(biāo)的車輛信息發(fā)送給監(jiān)控中心進(jìn)行處理，同時(shí)提醒油耗超標(biāo)的車輛司機(jī)。本發(fā)明從車載自診斷系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，技術(shù)簡單可靠、檢測精度高，適用于汽車在任何狀態(tài)下的油耗檢測，使汽車的油耗檢測、維護(hù)和管理合為一體。
文檔編號G01F9/02GK101968635SQ20101028775
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者余貴珍, 俄文娟, 王云鵬, 田大新, 隗海林, 魯光泉 申請人:北京航空航天大學(xué)