客车智能省油系统的设计与研究

刘辰

摘要：随着可持续燃油能源的不断消耗以及车辆运行成本的不断增加，为进一步优化整车燃油系统，降低整车燃油消耗，本文针对客车燃油系统设计了一种智能省油系统。

1、前沿

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，对此本文设计了一种智能省油系统。

2、设计方案

为了解决现有省油系统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，集合现有省油系统无法实现整车功率需求不能动态调整达到节能的问题，智能省油系统可以优化改进实现。具体来说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;且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。另外，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。其次，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。再次，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。最后，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;且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。

3、操作步骤

智能省油系统的数据处理模块的操作步骤主要分为四步。首先，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;其次，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;然后，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;最后，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。

分析统计模块的的操作步骤主要包括三步。第一、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;第二、利用公式计算获取车辆的运调值，该公式为：

其中，Qyt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;第三、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。

路况识别模块的操作步骤包括四步。首先，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;其次，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;再次，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;最后，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離进行归一化处理并取值组合得到道路路况信息。

控制模块的操作步骤包括三步。第一、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;第二、利用公式计算获取车辆的调整系数，该公式为：

其中，Qtx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;第三、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。

4、结束语

本次设计研究的智能省油系统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，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;另外，智能省油系统提高了数据之间计算的效率以及计算的准确性;并通过对车辆运行的内部数据和外部数据相结合，进行车辆功率符合的动态调整，最终达到节能的目的。