基于驾驶行为的汽车节油提醒系统的应用

杨东风，王宜海

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于驾驶行为的汽车节油提醒系统的应用

杨东风，王宜海

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

本文主要提出一种汽车节油提醒的方法及系统的应用，通过实时监测驾驶员的驾驶行为并对驾驶员的驾驶行为进行判断，当驾驶员处于非节油驾驶状态时进行警示并给出驾驶建议，从而帮助驾驶员改善驾驶习惯，达到汽车节油降耗的目的。本文针对不同的驾驶阶段采取的判断逻辑和提醒措施进行阐述。

驾驶行为；实时监测；提醒；节油

CLC NO.: U471.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2015)04-118-03

前言

我国是汽车生产和消费大国，机动车的持续和大幅增长，将会给道路交通安全、能源消耗、环境保护等诸多方面带来很大压力。能源的日益紧张使汽车节能降耗问题愈来愈被重视。影响车辆油耗的因素主要有六个方面，包括：车辆风阻系数、车辆自重、发动机技术、变速箱技术、车辆轮胎选取和驾驶习惯。据统计，低效率的驾驶行为会造成碳排放和燃油消耗增加10%。针对改善驾驶习惯以降低油耗，可以通过电子技术，对驾驶员驾驶行为进行干预，帮助驾驶员改善驾驶习惯，养成优良的驾驶习惯，本文提供了一种及时提醒驾驶员当前车辆处于非节油状态的汽车节油提醒方法及系统。

1、系统实现方法

节油提醒系统每隔设定的采样周期获取发动机转速、车速、变速箱档位、油门踏板开度和制动踏板开度；确定汽车处于起步阶段、加速阶段、匀速阶段还是减速阶段；针对各个行驶阶段，判断汽车是否处于非节油状态，如果是，则发出对应该行驶阶段的提醒信号。通过实时监测驾驶员驾驶行为，针对特定的行驶状态，判断当前汽车是否处于非节油状态，并且在汽车处于非节油状态的情况下，发出与行驶状态相对应的提醒信号，对能够造成油耗增加的驾驶行为进行警示并给出驾驶建议，减小车辆油耗，同时增加驾驶的安全性。

系统原理框图如下图所示：包括有数据采集单元、控制单元和节油显示单元，其中数据采集单元用于每隔设定的采样周期获取发动机转速、车速、变速箱档位、油门踏板开度和制动踏板开度。其中发动机转速从发动机控制器获取；车速信息从车速传感器获取；档位信息从变速箱控制器传感器获取，对于一些手动档车型由于没有变速箱控制器，其当前档位可以通过车速、发动机转速、发动机输出扭矩计算，当然计算精度会略有不足；油门开度和制动踏板开度从油门踏板位置传感器和制动踏板位置传感器获取。节油显示单元包括节油指示灯显示屏，其中节油指示灯在司机处于非节油驾驶状态时点亮，显示屏可以通过文字等显示具体状态和原因对策信息。指示灯和显示屏可以集成在汽车仪表或者车载MP5中。系统还包括一个节油开关，司机可以自主选择打开或者激活该系统。控制单元是系统的核心部件，将采集到的整车状态信息经过算法计算，判定是否处于非节油状态并输出给显示单元进行显示。

2、系统工作过程

2.1 系统工作流程

如图2所示，是节油提醒系统工作的流程图，节包括以下步骤：

（1）每隔设定的采样周期获取发动机转速、车速、变速箱档位、油门踏板开度和制动踏板开度。

（2）根据所述发动机转速和所述车速，确定汽车处于起步阶段、加速阶段、匀速阶段还是减速阶段。

（3）当汽车处于所述起步阶段时，系统判断汽车是否处于非节油状态，如果是，则发出提醒信号。

（4）当汽车处于所述加速阶段时，系统判断汽车是否处于非节油状态，如果是，则发出提醒信号。

（5）当汽车处于所述匀速阶段时，系统判断汽车是否处于非节油状态，如果是，则发出提醒信号。

（6）当汽车处于所述减速阶段时，系统判断汽车是否处于非节油状态，如果是，则发出提醒信号。

2.2 驾驶阶段判定流程

当发动机转速不等于0（发动机已启动）且车速小于设定车速阈值，则确定汽车处于起步阶段，此车速阈值可以根据后期车辆标定结果进行修改优化。当车速大于上述车速阈值并且加速度大于0，则确定汽车处于加速阶段。当计算出的加速度等于0，则确定汽车处于匀速阶段。当加速度是否小于0，如果是，则确定汽车处于减速阶段。因为实际中并不会出现加速度绝对为零的情况，加速度的计算结果是通过控制单元做过滤波处理后的结果，避免车速的微小波动的影响。

2.3 起步阶段

起步阶段造成车辆油耗增加的驾驶行为主要有怠速时间过长、高档起步、大油门起步。当汽车处于怠速阶段时，获取汽车处于怠速阶段的时间，当汽车处于怠速阶段的时间大于设定的时间阈值时，说明此时怠速时间过长，确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮并且显示屏显示怠速时间过长，告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是怠速时间过长，从而引导驾驶员驾驶汽车移动或者熄火。

当车速大于0，并且变速箱档位未处于空档、一档或倒档时，即意味着汽车当前以高档位（例如二档、三档甚至更高档位）进行起步，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，并告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是高档位起步，从而引导驾驶员降档。

当车速大于0，并且油门踏板开度大于设定的油门踏板开度阈值时，即意味着汽车当前以大油门进行起步，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，并告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是大油门起步，从而引导驾驶员减少踩油门踏板的力度。

2.4 加速阶段

加速阶段造成车辆油耗增加的驾驶行为主要有档位不合理、急加速等，汽车运行的最佳档位优选地由查表获得，其中包含发动机转速和油门踏板开度与变速箱的最佳档位对应关系的二维表，可通过有限次实验进行标定。

详细地，当加速度大于设定的加速度阈值，即意味着汽车当前以急加速状态进行加速，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，同时显示屏显示急加速，告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是急加速，并引导驾驶员减少踩油门踏板的力度，以使加速度降下来。

当变速箱档位不是控制单元计算获得的最佳档位时，即意味着当前档位不合理，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，同时显示屏显示档位不合理，告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是档位不合理，并引导驾驶员切换到最佳档位。

2.5 匀速阶段

匀速阶段造成车辆油耗增加的驾驶行为主要是车速过高，当车速大于设定的第二车速阈值时，即意味着汽车当前以过高的车速进行运行，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，同时显示屏显示车速过高，告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是车速过高，并引导驾驶员降速。

2.6 减速阶段

减速阶段造成车辆油耗增加的驾驶行为主要是急刹车，当制动踏板开度大于设定的制动踏板开度阈值时，即意味着汽车当前处于急刹车状态，此时确定当前汽车处于非节油状态，节油指示灯点亮，显示屏显示急刹车，告知驾驶员当前引起非节油状态的原因是急刹车，从而引导驾驶员减少踩制动踏板的力度，以避免急刹车。

当然，当汽车在以上各个驾驶阶段都未处于非节油状态时，可利用显示屏显示“无不良驾驶行为，请继续保持”的信息。

3、总结

本文所提出的一种基于驾驶行为的节油提醒系统可以提供实时的驾驶反馈，帮助改进驾驶行为，使得车辆行驶更节油、驾驶更安全、并减少刹车和其他部件的磨损。随着我国汽车产业的发展，汽车节能降耗问题越来越重要，驾驶行为研究的相关装备与应用将迅猛发展，由于其具有提高车辆环保性能、降低燃油消耗的潜力，必将具有广阔的发展空间。

[1]沈海燕：基于驾驶行为的分析与汽车驾驶方案的优化[J]消费导刊 2011（10）.

[2]李春梅，许继亮：汽车节油途径及节油技术的探讨[J] 科技资讯2013（22）.

[3]伍毅平：基于跟踪调查的生态驾驶行为节油潜力初探[J]道路交通与安全 2014（1）.

[4]程成：基于车联网及多信息融合的安全驾驶卫士[J]电子科技2014（2）.

Applications of Automobile Fuel Saving Reminder System Based on Driving Behavior

Yang Dongfeng, Wang Yihai
（Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601）

This paper mainly presents the application of a method and system for automobile fuel saving reminded, to judge by the driver driving behavior monitoring real-time and the driver's driving behavior, and gives suggestions for warning when the driver is in a non driving fuel-efficient driving state, thereby helping drivers to improve driving habits, to achieve the purpose of energy saving of automobile. Take according to the driving stage different judgment logic and remind measures were discussed.

Driving Behavior; Real-time Monitoring; Reminder; Fuel Saving

U471.1

B

1671-7988(2015)04-118-03

杨东风，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。