CN112406863A - 一种车辆节能处理方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆节能处理方法及***，涉及交通运输技术领域，所述方法包括预设电子地图信息，获取车辆信息数据；匹配所述车辆信息数据与预设的所述电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令；依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。本发明的一种车辆节能处理方法及***，充分结合了预设的电子地图以及车辆本身的控制***，根据车辆行驶的实际情况进行车辆控制策略的计算并提供给车辆驾驶员参考，对车辆的行驶状况进行预判、实时的控制，有效的解决了，能耗增加以及车速不合理导致交通事故的难题。
Description
技术领域
本发明属于交通运输技术领域，特别涉及一种车辆节能处理方法及***。
背景技术
随着经济的快速发展，国民消费能力持续增加，快节奏的生活，高效率的工作是人们日常生活工作的重要需求之一，为了满足该需求，要求人们所使用的工具具有较高的便利性，而汽车自发明以来，由于其极大的便利性被广泛的应用于人们的生活各个场景之中，极大地提高了人们的生活水平和工作效率，促进了人类社会的进步。
随着汽车被广泛的使用，也带来了极大的负面影响，诸如消耗了大量的能源，以及造成了严重的交通拥堵问题和环境污染等等。例如，车辆在行驶过程中，尤其在城市内行驶时，由于驾驶员不知道即将到达前方交叉路口的交通情况，在通过前方交叉路口的过程中或者在车辆即将转弯的过程中，可能会对车辆进行比较频繁的操控，诸如加速、减速、停车、启动，这样的操控会使车辆产生较大的能源浪费和尾气排放，埃森哲资产全寿命成本结构的分析表明，在整个生命周期中，一辆卡车的购置费用，仅占运营成本11％，但是油耗成本占比则高达30％，因此控制车辆的节约能耗不仅可以保护环境，还能节约能源，节约行驶成本。
现有技术中，车辆节能的研究主要是从“开源”和“节流”两方面开展。“开源”是指寻找各种新能源代替石油能源；“节流”主要是指提高车辆的燃油经济性，如优化汽车外形设计、改进动力***和传动***以及采用先进的电子技术等。但是，现有的实际情况来看，“开源”相关的技术尚未成熟，综合效益并不明确，而“节流”技术的研发成本较高，并且也没有较为有效的研发成果。而目前车辆的节能减排的实现主要依靠驾驶员对车辆的操作经验和驾驶习惯来实现，不具备可复制性，进而很难达到节能的目标。
因此，基于目前实际情况，亟需提供一种可复制的控制车辆行驶过程中具体操作的方法策略供驾驶员参考，以达到节能减排、节约燃油的目的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种车辆节能处理方法及***，不仅实现了稳、准、快的地图数据结合车辆行驶的实际状况进行解析，并且***前方一定区域内的车辆应当行驶的最优策略，实现速度规划安全、节能的目标。本发明的技术方案如下：
一种车辆节能处理方法，预设电子地图信息，
所述方法包括如下步骤：
获取车辆信息数据；
匹配所述车辆信息数据与预设的所述电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；
根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；
对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令；
依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
更进一步的，所述车辆信息数据包括：车辆速度信息数据、车辆定位信息数据、车辆总重量数据、车辆轮胎摩擦系数数据。
更进一步的，所述道路信息数据包括：道路曲率半径数据、道路坡度数据、道路延长方向数据。
更进一步的，所述得到车辆所在的道路信息数据包括：
提取所述车辆定位信息数据；
结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
更进一步的，所述车辆行驶策略包括：车辆最优行驶速度、发动机输出扭矩、燃油喷射输出量。
更进一步的，所述根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式为：
v2＝(μr)
其中：
v为车辆行驶策略中的速度；
μ为车辆轮胎摩擦系数数据；
r为道路曲率半径数据。
更进一步的，对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令包括：
对比所述车辆信息数据中的所述车辆速度信息数据与计算得到的所述车辆行驶策略中的速度，
若所述车辆速度信息数据大于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成减速指令；
若所述车辆速度信息数据小于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成加速指令；
若所述车辆速度信息数据等于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则维持当前的车辆行驶策略继续行驶。
本发明还提供一种车辆节能处理***，所述***包括：
信息存储模块，用于储存预设的电子地图信息；
信息获取模块，用于获取车辆信息数据，将所述车辆信息数据发送至信息处理模块；
信息处理模块，用于匹配所述车辆信息数据与预设的电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令，并将所述车辆行驶指令发送至控制模块；
控制模块，用于依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
更进一步的，所述信息处理模块得到车辆所在的道路信息数据包括：
所述信息处理模块提取所述车辆定位信息数据；
所述信息处理模块结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
更进一步的，所述信息处理模块根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式为：
v2＝(μr)
其中：
v为车辆行驶策略中的速度；
μ为车辆轮胎摩擦系数数据；
r为道路曲率半径数据。
本发明的一种车辆节能处理方法及***，充分结合了预设的电子地图以及车辆本身的控制***，根据车辆行驶的实际情况进行车辆控制策略的计算并提供给车辆驾驶员参考，对车辆的行驶状况进行预判、实时的控制，有效的解决了无法提前干预发动机，能耗增加以及车速不合理导致交通事故的难题。同时利用车辆上现有车载终端作为存储模块储存预设的电子地图，不需要额外增加装置，节省了成本，具有显著的经济效果和实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例提供的一种车辆节能处理方法流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的一种车辆节能处理***结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
随着汽车被广泛的使用，消耗大量的能源，造成严重的交通拥堵问题以及环境污染问题等常常出现在人们的生活场景中，给人们造成越来越多的困扰，对汽车的便利性产生了较大的影响。为了解决这些问题，我们需要对具体的场景进行具体的分析，进而对具体的问题进行解决。非常典型的一个问题的具体场景如下，车辆在行驶过程中，尤其在城市内行驶时，由于驾驶员不知道即将到达前方路段的交通情况，在通过前方道路的过程中或者在车辆突然转弯的过程中，可能会对车辆进行比较频繁的操控，诸如加速、减速、停车、启动，这样的操控会使车辆产生较大的能源浪费和尾气排放。埃森哲资产全寿命成本结构的分析表明，在整个生命周期中，一辆卡车的购置费用，仅占运营成本11％，但是油耗成本占比则高达30％，所以控制车辆的节约能耗不仅可以保护环境，还能节约能源，进而节约行驶成本。现有技术中，对车辆节能的研究主要是从“开源”和“节流”两方面开展。但是还没有较为显著的研究成果。同时，研究表明，当车辆处于经济性驾驶状态时，通过对油门、档位、制动的操作，可节约15％左右的燃油，不同驾驶***不同，油耗也可相差15％-25％。因此，驾驶员良好操作车辆驾驶的习惯的培养，在目前阶段是被迫切需要的。本发明提供的一种车辆节能处理方法，以解决上述问题。
请参照图1，图1示出了根据本发明实施例提供的一种车辆节能处理方法流程示意图。如图1所示，一种车辆节能处理方法，所述方法包括如下步骤：
S101：预设电子地图信息；
需要说明的是，所预设的电子地图信息包括但不限于电子导航地图和高精度地图，所预设的电子地图信息至少包括道路曲率半径数据、道路坡度数据、道路延长方向数据等信息数据。其中，电子导航地图的表述形式倾向“有向图”结构，把道路抽象成一条条的边，各边连通关系构成整体上的有向图。类似的电子导航地图包括百度电子导航地图、高德电子导航地图、谷歌电子地图等；导航地图用于给驾驶员提方向性的引导，具体的道路上的识别标志、出入口的复杂情况、是否有行人在附近等情况均由驾驶员来判断完成。高精度电子地图的绝对坐标精度更高。绝对坐标精度指的是地图上某个目标和真实的外部世界的事物之间的精度。另一方面，高精度地图所含有的道路交通信息元素更丰富和细致。高精度地图不仅能够非常清晰的帮助驾驶员识别地理信息，其极高的精确度足够用于无人驾驶车辆的使用。
具体预设的电子地图信息可以是电子导航地图或高精度地图中的一种，也可以同时预设不止一种电子地图信息。本实施例中选择预设高精度地图。
S102：获取车辆信息数据；
需要说明的是，本申请中所说的车辆信息数据包括但不限于车辆速度信息数据、车辆定位信息数据、车辆总重量数据、车辆轮胎摩擦系数数据等；还可以包括以自车为中心的周边车辆的车辆行驶数据，例如与周围车辆的车间距离、相对车速等。需要说明的是，所采集的具体车辆信息数据依具体需要进行采集，上述提及的行车数据的具体内容仅为举例说明，不作为对本发明的限定。
S103：匹配所述车辆信息数据与预设的所述电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；
具体的，从所采集到的车辆信息数据中提取出车辆当前的定位信息数据，将车辆当前的定位信息数据与预设的电子地图信息相匹配，插值得到电子地图信息上的该定位处的道路信息数据。示例性的，所述道路信息数据包括：道路曲率半径数据、道路坡度数据、道路延长方向数据。
更进一步的，所述得到车辆所在的道路信息数据包括：
提取所述车辆定位信息数据；
结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
其中，结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息采用图像插值技术得到该定位数据处的电子地图详细信息。示例性的，图像插值技术包括但不限于Nearest-neighbor(最近邻算法)和Bilinear interpolation(双线性插值法)。
S104：根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；
需要说明的是，本申请中所述的车辆行驶策略包括但不限于车辆最优行驶速度、发动机输出扭矩、燃油喷射输出量等内容。
示例性的，根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略中的车辆最优行驶速度，从上述的车辆信息数据和道路信息数据中提取车辆轮胎摩擦系数数据(μ)、道路曲率半径数据(r)根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式计算车辆行驶策略中的速度：
v2＝(μr)
其中v为车辆行驶策略中的速度即车辆最优行驶速度；
若所述车辆速度信息数据大于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则行驶中的车辆应当减速；
若所述车辆速度信息数据小于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则行驶中的车辆应当减速加速；
若所述车辆速度信息数据等于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则维持当前的车辆行驶速度继续行驶。
考虑经济性及及节约能源等因素，同理，可以根据当前道路信息数据的坡度、曲率、限速和交通场景信息规划出一系列车速状态量，以满足经济性最优的要求。示例性的，车辆转弯时，车速过大，此时司机会踩刹车，此时会把动能转为刹车能，造成能源的浪费，通过提前控制车速则可以避免由于能量转换造成的浪费。上坡时，根据当前车速，车辆动力、判断是否能平稳上坡。当输出动力不足时，提前切换档位，这样可以避免司机猛踩油门的情况。以达到车辆节能的目的。
S105：对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令；
具体的，对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令包括：
对比所述车辆信息数据中的所述车辆速度信息数据与计算得到的所述车辆行驶策略中的速度，
若所述车辆速度信息数据大于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成减速指令；
若所述车辆速度信息数据小于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成加速指令；
若所述车辆速度信息数据等于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则维持当前的车辆行驶策略继续行驶。
S106：依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
示例性的，当车辆行驶指令为减速指令时，提示车辆开始减速行驶，直至车辆行驶速度等于车辆最优行驶速度；当车辆行驶指令为加速指令时，提示车辆开始加速行驶，直至车辆行驶速度等于车辆最优行驶速度；当车辆行驶指令为维持当前的车辆行驶策略继续行驶指令时，车速不变继续行驶。
更进一步的，本申请中车辆行驶策略向行驶员展现的形式包括但不限于：声音、光线、文字等形式。
为了更好地实现上述方法，本发明还提供了一种车辆节能处理***，请参照图2，图2示出了根据本发明实施例提供的一种车辆节能处理***结构示意图。如图2所示，所述***包括：
信息存储模块，用于储存预设的电子地图信息；
信息获取模块，用于获取车辆信息数据，将所述车辆信息数据发送至信息处理模块；
信息处理模块，用于匹配所述车辆信息数据与预设的电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令，并将所述车辆行驶指令发送至控制模块；
控制模块，用于依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
更进一步的，所述信息处理模块得到车辆所在的道路信息数据包括：
所述信息处理模块提取所述车辆定位信息数据；
所述信息处理模块结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
更进一步的，所述信息处理模块根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式为：
v2＝(μr)
其中：
v为车辆行驶策略中的速度；
μ为车辆轮胎摩擦系数数据；
r为道路曲率半径数据。
本发明***通过CAN通讯接收或传递整个计算车辆行驶策略的输入和输出信号，并与车辆的其他控制***完成信号的互通，计算出考虑安全性或节能性的合理规划车速，不仅实现了稳、准、快的地图数据结合车辆行驶的实际状况进行解析，并且***前方一定区域内的车辆应当行驶的最优策略，实现速度规划安全、节能的目标。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种车辆节能处理方法，其特征在于：预设电子地图信息，
所述方法包括如下步骤：
获取车辆信息数据；
匹配所述车辆信息数据与预设的所述电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；
根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；
对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令；
依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
2.根据权利要求1所述的车辆节能处理方法，其特征在于：
所述车辆信息数据包括：车辆速度信息数据、车辆定位信息数据、车辆总重量数据、车辆轮胎摩擦系数数据。
3.根据权利要求1所述的车辆节能处理方法，其特征在于：
所述道路信息数据包括：道路曲率半径数据、道路坡度数据、道路延长方向数据。
4.根据权利要求1所述的车辆节能处理方法，其特征在于：
所述得到车辆所在的道路信息数据包括：
提取所述车辆定位信息数据；
结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
5.根据权利要求4所述的车辆节能处理方法，其特征在于：所述车辆行驶策略包括：车辆最优行驶速度、发动机输出扭矩、燃油喷射输出量。
6.根据权利要求5所述的车辆节能处理方法，其特征在于：
所述根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式为：
v2＝(μr)
其中：
v为车辆行驶策略中的速度；
μ为车辆轮胎摩擦系数数据；
r为道路曲率半径数据。
7.根据权利要求6所述的车辆节能处理方法，其特征在于：
对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令包括：
对比所述车辆信息数据中的所述车辆速度信息数据与计算得到的所述车辆行驶策略中的速度，
若所述车辆速度信息数据大于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成减速指令；
若所述车辆速度信息数据小于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则生成加速指令；
若所述车辆速度信息数据等于所述计算得到的车辆行驶策略中的速度，则维持当前的车辆行驶策略继续行驶。
8.一种车辆节能处理***，其特征在于：所述***包括：
信息存储模块，用于储存预设的电子地图信息；
信息获取模块，用于获取车辆信息数据，将所述车辆信息数据发送至信息处理模块；
信息处理模块，用于匹配所述车辆信息数据与预设的电子地图信息，得到车辆所在的道路信息数据；根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略；对比所述车辆信息数据与所述车辆行驶策略得到车辆行驶指令，并将所述车辆行驶指令发送至控制模块；
控制模块，用于依据所述车辆行驶指令控制车辆行驶。
9.根据权利要求8所述的车辆节能处理***，其特征在于：
所述信息处理模块得到车辆所在的道路信息数据包括：
所述信息处理模块提取所述车辆定位信息数据；
所述信息处理模块结合所述电子地图信息判断车辆当前所述位置信息，当前所述位置信息为所述道路信息数据。
10.根据权利要求8所述的车辆节能处理***，其特征在于：
所述信息处理模块根据所述道路信息数据计算车辆行驶策略的表达式为：
v2＝(μr)
其中：
v为车辆行驶策略中的速度；
μ为车辆轮胎摩擦系数数据；
r为道路曲率半径数据。
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