专利名称：一种在用汽车油耗实时测量监控系统及其测量监控方法
技术领域：
本发明是一种基于车路协 同技术的在用汽车油耗实时测量监控系统及其测量监 控方法，涉及汽车检测领域和现代交通技术领域，可以广泛的应用于在用汽车油耗的检测 和监督管理。
背景技术：
汽车消费和耗油量的大幅攀升给我国带来了巨大的能源和环境的压力。道路运输 汽、柴油消耗量在我国石油能源消费量中的比重逐年增加；在运输单位产量能源消耗方面， 我国营运汽车的百吨公里油耗总体呈稳中略升态势，即汽油客车、柴油客车分别突破每百 吨公里12. 0升及11. 0升；汽油货车、柴油货车也将要突破每百吨公里8. 0升及6. 0升。预 测到2020年，我国石油需求量将超过4亿吨，对外依存度将超过60%，能源短缺问题日益加 重，对我国未来能源安全构成了极大的威胁。同时，我国的汽车工业起步较晚，汽车技术水 平相对落后，单车燃油消耗明显高于国外。因此，降低道路运输能源消耗成为我国节约石油 资源的重要途径，是建设资源节约型、环境友好型交通行业的重要工作，也是我国节能减排 工作的重要组成部分。中华人民共和国国家标准GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》规 定车辆燃油经济性检验方法为测得的汽车百公里燃料消耗量不得大于该车型原厂规定的 相应车速等速百公里燃料消耗量的110%，对于不符合标准的营业性运输车辆将被强制退 出道路运输市场。2008年4月1日起我国开始实施的《节约能源法》，对能源消耗提出了更 高要求。其中明确规定国务院有关部门制定交通运输营运车船的燃料消耗量限值标准， 不符合标准的，不得用于营运。要求交通运输主管部门应当加强对交通运输营运车船燃料 消耗检测的监督管理。交通运输部于2008年4月、6月公布了《营运客车燃料消耗量限值 及测量方法》(JT711-2008)、《营运货车燃料消耗量限值及测量方法》(JT719-2008)两个标 准，并自2008年9月1日起实施，禁止高油耗客、货车辆进入道路运输市�。曜脊娑ǖ挠� 耗限值分第一阶段和第二阶段执行。将第一阶段规定为15%的高油耗车不得进入道路运输 市场。第二阶段依据第一阶段提出的限值，确定其限值降低至10%。明确了无论15%还是 10%针对的是运输经营者而不是汽车生产厂商，只是规定道路运输经营者购买的汽车只有 满足了限值要求才允许进入道路运输市�。裨虮匦胪顺觥６夜栽谟贸档募觳馐且阅昙斓男问皆诩觳庀呱辖屑屑觳猓捎谠谟贸涤� 耗的检测需要拆开发动机的进、回油管，串入油耗仪来测量，准备时间长(大约1小时)，有 时还需要破坏汽车的原有结构，无法适应检测线的快节奏，目前国家规定的汽车年检对于 燃油消耗量一项在国内大部分地区不能进行，对在用车的燃油消耗更是无法控制。交通运输系统是一个典型的复杂巨系统，单从道路和汽车的角度考虑，很难解决 近年来交通环境污染问题。随着无线通信和移动计算技术的迅速发展，网络和数据将变得 无所不在，作为人类日常生活中重要的交通运输工具-汽车也将成为一类重要的移动网络 终端。基于车载无线通信装置和路边通信设施，通过车间(Vehicle to Vehicle，V2V)、车路(Vehicle to Infrastructure, V2I)等通信机制，收集到更多与行车有关的信息，如汽车 行驶状态、交通环境信息等，并进一步将这些信息做有效的整合和实时发布，建立人、车、路 一体的车路协同系统，实现车-路信息协调合作，才能更有效地实现节能减排。
发明内容
本发明针对现存在用汽车油耗测量方法的不足及管理部门对高油耗汽车无法监 控的现状，提出了一种在用汽车油耗实时测量监控系统及其测量监控方法。—种在用汽车油耗实时测量监控系统，包括车载设备、路侧设备与监控中心。车载 设备与路侧设备之间、路测设备与监控中心之间、以及监控中心与车主手机之间都通过无 线通信网络进行信息传递。车载设备包括主控单元、喷油脉冲采集�？�、燃油压力采集�？�、进气压力采集模 块、车速里程采集模块、车载无线通信�？�、信息显示屏、语音播放�？�、扬声器、车辆基本 信息储存�？橐约俺翟刈哉锒舷低�(On-Board Diagnostics，简称0BD)接口单元。车载设 备通过OBD接口单元与车载自诊断系统接口连接，喷油脉冲采集�？榇覱BD中读取汽车发 动机单个单孔喷油器每次喷油的喷油脉宽和喷油次数发送给主控单元，燃油压力采集模块 从OBD中读取燃油压力发送给主控单元，进气压力采集模块从OBD中读取进气压力发送给 主控单元，车速里程采集�？榇覱BD中读取车速、行车里程发送给主控单元。主控单元根据 接收到的单个单孔喷油器每次喷油的喷油脉冲宽度和喷油次数、燃油压力与进气压力，根
据
权利要求
一种在用汽车油耗实时测量监控系统，其特征在于，该测量监控系统包括车载设备、路侧设备与监控中心；车载设备与路侧设备之间、路测设备与监控中心之间、以及监控中心与车主手机之间都通过无线通信网络进行信息传递；所述车载设备包括主控单元、喷油脉冲采集�？�、燃油压力采集模块、进气压力采集�？�、车速里程采集�？�、车载无线通信�？�、信息显示屏、语音播放模块、扬声器、车辆基本信息储存模块以及OBD接口单元，其中OBD表示车辆自诊断系统；所述车载设备通过OBD接口单元与OBD的接口连接，喷油脉冲采集�？榇覱BD中读取汽车发动机单个单孔喷油器每次喷油的喷油脉宽和喷油次数发送给主控单元，燃油压力采集�？榇覱BD中读取燃油压力发送给主控单元，进气压力采集模块从OBD中读取进气压力发送给主控单元，车速里程采集�？榇覱BD中读取车速、行车里程发送给主控单元；所述主控单元根据接收到的单个单孔喷油器每次喷油的喷油脉冲宽度和喷油次数、燃油压力与进气压力，根据得到汽车总耗油量；其中，Fa为汽车总耗油量，n为采集到的单个单孔喷油器的喷油脉冲个数，j为汽车发动机单孔喷油器的个数，Pfi、Pbi分别为单个单孔喷油器第i次喷油时的燃油压力和进气压力，Ti为单个单孔喷油器第i次喷油时的喷油脉宽，β为汽车基本信息的相关值，ω为喷油器的流量系数，A为喷油嘴的面积，g为重力加速度，ρ为燃料密度；主控单元根据接收到的车速、行驶里程，得到瞬时油耗和平均油耗数据，并将行驶时间、行驶里程、瞬时油耗、瞬时车速、平均油耗及平均车速数据通过信息显示屏显示给驾驶者；主控单元从车辆基本信息储存模块中读取汽车基本信息主要包括车主信息、汽车型号和发动机型号；主控单元通过车载无线通信模块与路侧设备进行数据通信，并将接收到的路侧设备发来的油耗超标信息发送给语音播放�？椋ü锷饕浴坝秃某辍庇镆粜问教崾炯菔辉保宦凡嗌璞付寥〕德吠ㄐ徘蚰诟髌档钠祷拘畔⒁约捌灯骄秃氖荩谄档钠骄秃某冶曜脊娑ㄏ拗凳保虺翟厣璞阜⑺头蠢⌒畔ⅲ蚣嗫刂行姆⑺推祷拘畔⒑推档钠骄秃氖荩嗫刂行母莞闷涤秃某瓿潭雀抵魇只⑺椭噶睿ň�、建议和惩罚信息。FSA00000278187600011.tif,FSA00000278187600012.tif
2.根据权利要求1所述的一种在用汽车油耗实时测量监控系统，其特征在于，所述车 载设备还包括USB接口，所述USB接口用于实现对车载设备内部程序及汽车基本信息的写 入、修改和数据的输出，其中，汽车基本信息只有汽车监督管理部门有权限修改。
3.应用权利要求1所述的测量监控系统的一种在用汽车油耗实时测量监控方法，其特 征在于，该测量监控方法具体包括以下步骤步骤一、车载设备从车载自诊断系统中采集喷油脉冲宽度、燃油压力、进气压力和车 速、行驶里程数据；步骤二、根据步骤一中采集的数据和喷油量计算公式巧= ·/广-pM 'Ti，计算燃油/=0消耗量，其中，Fa为汽车总耗油量，η为采集到的单个单孔喷油器的喷油脉冲个数，j为汽 车发动机单孔喷油器的个数，Pfi> Pbi分别为单个单孔喷油器第i次喷油时的燃油压力和 进气压力，Ti为单个单孔喷油器第i次喷油时的喷油脉宽，β为汽车基本信息的相关值， β = ωΑ^>, ω为喷油器的流量系数，A为喷油嘴的面积，g为重力加速度，P为燃料密步骤三、车载设备实时向驾驶员提供油耗数据和车速、行驶里程数据，包括行驶时间、 行驶里程、瞬时油耗、瞬时车速、平均油耗及平均车速；步骤四、判断汽车是否进入车路通信区域，若进入，执行步骤五，否则转步骤八执行； 步骤五、汽车车载设备和路侧设备建立无线通信连接，路侧设备读取汽车基本信息和 平均油耗数据，其中，汽车基本信息主要包括车主信息、汽车型号和发动机型号；步骤六、路侧设备根据读取的汽车平均油耗数据检测油耗值是否超标，若汽车平均油 耗在限值范围之内，对车载设备不发送任何信息，转步骤八执行；否则，路侧设备向车载设 备发送反馈信息，同时把汽车基本信息及平均油耗数据发送到监控中心；车载设备在接收 到路侧设备发送的反馈信息后以语音形式提示驾驶员“油耗超标”；步骤七、监控中心存储油耗超标的汽车平均油耗数据及该汽车基本信息，并根据汽车 油耗超标程度，给车主手机发送警告、建议或处罚信息；步骤八、判断汽车的发动机是否停止工作，若没有，转步骤一执行，否则，结束本次本汽 车油耗的实时测量监控。
4.根据权利要求3所述的一种在用汽车油耗实时测量监控方法，其特征在于，所述步 骤三的瞬时油耗，是通过计算单位时间内油耗量与行驶里程的比值得到的，平均油耗通过 计算一段时间内的总油耗量与行驶里程的比值得到。
全文摘要
本发明提出了一种在用汽车油耗实时测量监控系统及其测量监控方法。该系统包括车载设备、路侧设备和监控中心，车载设备安装在车内，通过OBD接口�？橛氤翟刈哉锒舷低沉樱寥∮秃男畔⒓俺盗拘畔ⅲü骺氐ピ扑愕玫椒⒍加妥芰浚凡嗌璞竿ü尴咄ㄐ哦寥〕盗救加妥芰浚甑某盗拘畔⒎⑺透嗫刂行�。该方法通过从车载自诊断系统读取的油耗信息及喷油量计算公式得到燃油总量，路侧设备通过无线通信读取车辆燃油量和超标的车辆信息发送给监控中心进行处理，同时提醒油耗超标的车辆司机。本发明从车载自诊断系统读取数据，技术简单可靠、检测精度高，适用于汽车在任何状态下的油耗检测，使汽车的油耗检测、维护和管理合为一体。
文档编号G01F9/02GK101968635SQ20101028775
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者余贵珍, 俄文娟, 王云鹏, 田大新, 隗海林, 鲁光泉 申请人:北京航空航天大学
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