CN105857302A - 一种驾驶行为自动优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驾驶行为自动优化方法，判断是否发生不良驾驶行为，所述不良驾驶行为包括低档高速、急加速和油门不稳中的至少一种，针对不良驾驶行为，按照相应的控制算法：当发生低档高速驾驶行为时，将车辆的发动机的最高转速限制在预设最高转速值；当发生急加速驾驶行为时，对实际油门踏板值进行限制，得到输出的油门踏板值，输出的油门踏板值不超过正常行驶情况下对应的实际油门踏板值，当发生油门不稳驾驶行为时，控制发动机按照设定的油门踏板值对应的发动机扭矩值输出动力值。本发明的方法直接从发动机动力输出方面进行控制，当驾驶员出现不良驾驶行为时主动修正和优化，从根本上解决了不良驾驶问题，提高了驾驶安全性和节油效果。

Description

一种驾驶行为自动优化方法
技术领域
本发明涉及汽车电子控制领域，具体涉及一种具有显著节油效果的驾驶行为优化方法及***。
背景技术
根据我们对大量客车运行数据的统计和分析，对上万驾驶员的跟踪和走访，发现普遍存在如急加速、油门忽高忽低、低档高速等不良的驾驶行为。这些驾驶行为对行车安全、车辆配件、油耗等均会产生一定的负面影响，其中，在短时间内急踩、深踩油门踏板，使车速迅速提高的急加速行为不仅将大大增加油耗，造成能源浪费和环境污染，更存在严重的安全隐患；驾驶过程中油门踏板忽高忽低的驾驶行为将造成喷油量的上下波动，对整车油耗产生较大的不良影响；而低档高速行为由于不能使车辆保持在最优转速和速度范围，不仅大大增加了燃油消耗，更会对车辆配件造成无法修复的损伤。
基于以上现实，现有技术中开发了类似的装置和方法，如公开号为CN104890673A的一种节能驾驶辅助实时提示***，通过转速传感器、车速传感器、档位传感器等设备采集车辆信号，并通过移动终端显示提示建议信息，实时的纠正驾驶人的不当驾驶行为来降低油耗。公开号为CN104809160A的一种基于换挡行为的高油耗分析方法及设备，按照预定时间间隔采集汽车的发动机转速、车速以及瞬时油耗，根据瞬时油耗对应的高油耗判断不良驾驶行为的发生，提醒驾驶员何时发生了由于不良驾驶行为产生的高油耗，从而避免不良驾驶行为，降低油耗。这些技术通过不同的判断方法实现了对高油耗的检测，并对驾驶人员的不良驾驶行为进行了提醒和建议，但这些技术均未能实现对不良驾驶行为的自动控制和优化，当驾驶人员不理睬这些提醒时无法达到节油的效果。
发明内容
本发明提供了一种驾驶行为自动优化方法，以解决现有技术中判断出不良驾驶行为后仅对驾驶员进行提醒，当驾驶人员不理睬这些提醒时无法达到节油效果的问题。
为解决上述技术问题，本发明的驾驶行为自动优化方法包括：判断是否发生不良驾驶行为，所述不良驾驶行为包括低档高速、急加速和油门不稳中的至少一种，针对不良驾驶行为，按照相应的控制算法：当发生低档高速驾驶行为时，将车辆的发动机的最高转速限制在预设最高转速值；当发生急加速驾驶行为时，对实际油门踏板值进行限制，得到输出的油门踏板值，输出的油门踏板值不超过正常行驶情况下对应的实际油门踏板值；当发生油门不稳驾驶行为时，控制发动机按照设定的油门踏板值对应的发动机扭矩值输出动力值，实现对不良驾驶行为的优化控制。
所述判断发生低档高速驾驶行为时对车辆所处档位的判断过程为：根据获取的车辆的轮胎半径、主减速比、车速和发送机转速，计算实际档速比，将实际档速比与预先标定的理论档速比比较，找出与车辆的实际减速比最接近的理论减速比，所述最接近的理论减速比对应的档位就是车辆所处的档位。
所述实际档速比的计算公式为：(2π*n*radii*3.6)/(60*ν*ratio)，其中，n为发动机转速，v为车速，radii为轮胎半径，ratio为主减速比。
所述输出的油门踏板值等于正常行驶情况下对应的最大实际油门踏板值。
所述急加速驾驶行为的判断过程为：在单位时间内若油门踏板开度值超过第一设定阈值，则发生急加速驾驶行为。
所述油门不稳驾驶行为的判断过程为：在设定时间内等时间间隔记录油门踏板值，若任何一个油门踏板值与设定时间的油门踏板初始值的差值均小于第二设定阈值时，则发生油门不稳驾驶行为。
所述设定的油门踏板值为油门踏板初始值。
所述油门踏板值为油门踏板百分比，所述单位时间为10ms，所述第一设定阈值为2％。
所述油门踏板值为油门踏板百分比，所述时间间隔为10ms，所述第二设定阈值为2％。
第2、3、4档的发动机预设最高转速值分别为车辆发动机最高转速的80％、75％和70％。
本发明的有益效果：该方法获取车辆自身参数和车辆运行参数，通过分析车辆运行状态识别不良驾驶行为，并根据不同驾驶行为制定相应的控制算法：若为低档高速行为则采取限制发动机转速措施，若为急加速及油门不稳行为则根据相应的算法优化修正发动机动力输出控制，从而从根本上实现对不良驾驶行为的优化控制。与现有技术相比，本发明的方法直接从发动机动力输出方面进行控制，当驾驶员出现不良驾驶行为时主动修正和优化，从根本上解决了不良驾驶问题，提高了驾驶安全性和节油效果。
此外，本发明所依赖的硬件平台只需有CAN收发功能即可，因此实现简单便利，不需改变车辆电气线束，很多车辆可根据该方法直接使用。
附图说明
图1为本实施例的驾驶行为优化***的结构原理图；
图2为本实施例的驾驶行为优化方法流程图；
图3为本实施例的急加速不良驾驶行为的控制原理图；
图4为本实施例的油门不稳不良驾驶行为的控制原理图；
图1中：1为***控制器；
图3中：101为急加速区域；102为正常驾驶区域；
图4中：103为油门不稳区域。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细阐述。
本实施例的不良驾驶行为包括抵挡高速、急加速和油门不稳。其中低档高速不良驾驶行为定义为：车辆档位处于较低的档位，而发动机的转速却非常的高，该行为不能使车辆保持在最优转速和速度范围，不仅大大增加了燃油消耗，更会对车辆配件造成无法修复的损伤。急加速不良驾驶行为是指：在短时间内急踩、深踩油门踏板，使车速迅速提高的急加速行为不仅将大大增加油耗，造成能源浪费和环境污染，更存在严重的安全隐患；油门不稳不良驾驶行为是指：驾驶过程中油门踏板忽高忽低的驾驶行为将造成喷油量的上下波动，对整车油耗产生较大的不良影响。
如图2所示，本实施例的方法为：首先实时获取车辆的运行参数，判断是否发生不良驾驶行为，不良驾驶行为为低档高速、急加速和油门不稳中的至少一种，针对不良驾驶行为，按照相应的控制算法：当发生低档高速驾驶行为时，将车辆的发动机的最高转速限制在预设最高转速值；当发生急加速驾驶行为时，对实际油门踏板值进行限制，得到输出的油门踏板值，输出的油门踏板值不超过正常行驶情况下对应的实际油门踏板值；当发生油门不稳驾驶行为时，控制发动机按照设定的油门踏板值对应的发动机扭矩值输出动力值，实现对不良驾驶行为的优化控制。这里的车辆的运行参数包括车辆的轮胎半径、主减速比、车速和发动机转速。
低档高速不良驾驶行为的判断和控制的具体过程为：根据已获取的轮胎半径、主减速比、车速和发动机转速，依据公式(2π*n*radii*3.6)/(60*ν*ratio)计算实际档速比，其中，n为发动机转速，v为车速，radii为轮胎半径，ratio为主减速比，然后，将计算出来的实际档速比与车辆标定的理论档速比一一进行比较，选出实际档速比最接近的那个理论档速比，那么该理论档速比所对应的档位就是车辆所处的档位。
可事先对车辆的各个档位的发动机的最高转速值进行设定，如将车辆发动机最高转速的80％、75％、70％分别作为2、3、4档的最高转速限制值。一旦***判断出司机做出低档高速驾驶行为，就根据车辆所处的档位获取该档位对应的最高转速限制值限制发动机的最高转速，从而避免车辆按照司机的低档高速驾驶行为运行。
急加速不良驾驶行为的判断和控制的具体过程为：按照第一预设时间间隔实时获取一系列油门踏板值，当相邻两个油门踏板值的差值大于第一设定阈值时，即在单位时间内若油门踏板开度值大于第一设定阈值，判断发生急加速驾驶行为，并将所述相邻两个油门踏板百分比记录值中较小的值记为油门踏板百分比初始值。然后，将较大的油门踏板值调整为：油门踏板初始值+第一设定阈值，发动机根据调整后的油门踏板百分比输出扭矩值。
举例说明，设油门踏板值为油门踏板百分比，第一预设时间间隔为10ms(此时的单位时间亦为10ms，)，第一设定阈值为2％时，将第一次记录的油门踏板百分比记为T0，然后每间隔10ms记录一次油门踏板值，依次记为T1、T2、…、TN，然后依次判断相邻两个记录值之间的差值是否大于2％，即首先判断T1-T0是否超过2％，超过的话，则发生了急加速不良驾驶行为，将T1的值调整为T0+2％，然后继续判断T2-T1是否大于2％，大于的话，将T2的值调整为T0+2*2％，依次类推。若连续单位时间内，油门踏板开度值均大于2％，即T1-T0、T2-T1、…、TN-TN-1均大于2％，那么，按照公式Tm＝T0+m*2％调整各个油门踏板值，其中，m＝0,1,2,…,N，N为单位时间的总个数。
若T1、T2、…、TN中有一组相邻的记录值不满足二者之间的差值大于2％时，如T3-T2不大于2％，则判断此为正常驾驶行为，那么，不对T3进行调整。紧接着，判断出T4-T3大于2％，则对T4进行调整，T4＝T3+2％。
按照上述方法实现对实际油门踏板值的限制，输出调整后的油门踏板值，根据调整后的油门踏板值输出对应的发动机动力扭矩限值，最终，实现对于正常驾驶区域不控制，而对于急加速区域控制发动机输出如图3中曲线A1对应的动力值。在本实施例中，输出的油门踏板值等于正常行驶情况下对应的最大实际油门踏板值，只要确定下调整值则立刻输出对应的发动机控制值，这样，急加速区域的控制值将严格按照曲线A1进行，而输出周期也将确定为10ms。
本实施例优选第一预设时间间隔为10ms，第一设定阈值为2％，当然作为其他实施方式，第一预设时间间隔和第一设定阈值可根据车辆的性能进行相应的调整。
油门不稳不良驾驶行为的判断和控制的具体过程为：在设定时间内等时间间隔记录油门踏板值，若任何一个油门踏板值与设定时间的油门踏板初始值的差值均小于第二设定阈值时，则发生油门不稳驾驶行为。
举例说明，设油门踏板值为油门踏板百分比，时间间隔为10ms，第二设定阈值为2％时，将首次记录的油门踏板百分比记为T0，然后每间隔10ms记录一次油门踏板百分比，依次记为T1、T2、…、TN，当满足|T1-T0|<2％，|T2-T0|<2％，…，且|TN-T0|<2％时，判断发生了油门不稳驾驶行为。此时就根据首次记录的油门踏板百分比T0，控制发动机动力输出为T0对应的发动机扭矩值，如图4中曲线A2所示。
如图1所示，实现上述方法的驾驶行为优化***包括一个***控制器，该控制器可为单独设置的一个控制器，也可以为整车控制器中的一部分。当***控制器单独设置时，该***控制器通过CAN与整车网络连接，用于获取整车运行参数和车辆性能参数，然后根据整车运行参数和车辆性能参数判断是否发生不良驾驶行为，当发生时，根据上述控制算法控制发动机输出。当***控制器为整车控制器一部分时，其可根据整车控制器接收到的整车运行参数和车辆性能参数判断是否发生不良驾驶行为，当发生时，根据上述控制算法控制发动机输出。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种驾驶行为自动优化方法，其特征在于，判断是否发生不良驾驶行为，所述不良驾驶行为包括低档高速、急加速和油门不稳中的至少一种，针对不良驾驶行为，按照相应的控制算法：当发生低档高速驾驶行为时，将车辆的发动机的最高转速限制在预设最高转速值；当发生急加速驾驶行为时，对实际油门踏板值进行限制，得到输出的油门踏板值，输出的油门踏板值不超过正常行驶情况下对应的实际油门踏板值；当发生油门不稳驾驶行为时，控制发动机按照设定的油门踏板值对应的发动机扭矩值输出动力值，实现对不良驾驶行为的优化控制。
2.根据权利要求1所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述判断发生低档高速驾驶行为时对车辆所处档位的判断过程为：根据获取的车辆的轮胎半径、主减速比、车速和发送机转速，计算实际档速比，将实际档速比与预先标定的理论档速比比较，找出与车辆的实际减速比最接近的理论减速比，所述最接近的理论减速比对应的档位就是车辆所处的档位。
3.根据权利要求2所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述实际档速比的计算公式为：(2π*n*radii*3.6)/(60*ν*ratio)，其中，n为发动机转速，v为车速，radii为轮胎半径，ratio为主减速比。
4.根据权利要求1所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述输出的油门踏板值等于正常行驶情况下对应的最大实际油门踏板值。
5.根据权利要求1所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述急加速驾驶行为的判断过程为：在单位时间内若油门踏板开度值超过第一设定阈值，则发生急加速驾驶行为。
6.根据权利要求1所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述油门不稳驾驶行为的判断过程为：在设定时间内等时间间隔记录油门踏板值，若任何一个油门踏板值与设定时间的油门踏板初始值的差值均小于第二设定阈值时，则发生油门不稳驾驶行为。
7.根据权利要求6所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述设定的油门踏板值为油门踏板初始值。
8.根据权利要求5所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述油门踏板值为油门踏板百分比，所述单位时间为10ms，所述第一设定阈值为2％。
9.根据权利要求6所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，所述油门踏板值为油门踏板百分比，所述时间间隔为10ms，所述第二设定阈值为2％。
10.根据权利要求2所述驾驶行为自动优化方法，其特征在于，第2、3、4档的发动机预设最高转速值分别为车辆发动机最高转速的80％、75％和70％。
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