一种汽车巡航控制系统及其控制方法
阅读：574发布：2020-05-22
专利汇可以提供一种汽车巡航控制系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 汽车 巡航控制系统 及其控制方法。该汽车巡航控制系统包括中央处理单元、控制 键盘 、存储单元、 发动机 ECU、 变速器 控制器 、车速 传感器 和伺服 电机 ，所述中央处理单元分别与控制键盘、存储单元、发动机ECU、变速器控制器、 车速传感器 和 伺服电机 相连，所述控制键盘安装在汽车控制台上，所述伺服电机安装在汽车节气 门 上，并与汽车节气门相连。本发明预先设有不同路况的最小汽车百公里油耗额定值及对应的动 力 系统配置，汽车巡航时按照动力系统配置调整汽车节气门开度、 发动机转速 和变速器速比，使汽车的百公里油耗达到预先设定的额定值，从而使汽车保持在燃油消耗较低的状态下行驶，节省汽车油耗。，下面是一种汽车巡航控制系统及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种汽车巡航控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：系统初始化；
步骤二：中央处理单元（1）读取当前汽车行驶路段的车速上限信息，计算出汽车在当前路段的百公里油耗额定值和百公里油耗实际值；
步骤三：中央处理单元（1）读取当前汽车行驶状态；
步骤四：中央处理单元（1）判断汽车是否处于巡航状态，如果是则执行步骤五，否则跳转至步骤九；
步骤五：中央处理单元（1）判断百公里油耗实际值是否大于百公里油耗额定值，是则执行步骤六，否则跳转至步骤八；
步骤六：中央处理单元（1）从存储单元（3）中读取该额定值对应的变速器速比、发动机转速和节气门开度信息；
步骤七：中央处理单元（1）根据车速和发动机转速计算出变速器速比，通过变速器控制器（5）调节变速器速比，通过发动机ECU（4）调节发动机转速，通过伺服电机（7）调节节气门开度，使汽车百公里油耗到达额定值，之后跳转至步骤二；
步骤八：中央处理单元（1）读取车速传感器（6）检测的车速数据，并判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤六，否则跳转至步骤十；
步骤九：中央处理单元（1）读取车速传感器（6）检测的车速数据，并判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤二，否则执行步骤十；
步骤十：中央处理单元（1）判断汽车百公里油耗实际值是否小于百公里油耗额定值，是则执行步骤十一，否则跳转至步骤二；
步骤十一：更新本车和远程电脑终端（13）上的百公里油耗额定值及其对应的车速数据、发动机转速数据和节气门开度数据，之后跳转至步骤二。
2.根据权利要求1所述的一种汽车巡航控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤二包括以下分步骤：
分步骤一：中央处理单元（1）读取导航装置（11）发送的当前汽车行驶路段的位置和车速上限信息；
分步骤二：中央处理单元（1）从存储单元（3）中读取该路段的百公里油耗额定值；
分步骤三：中央处理单元（1）读取发动机ECU（4）发送的喷油脉冲数据和车速传感器（6）检测的车速数据；
分步骤四：中央处理单元（1）根据喷油脉冲数据、喷油器结构参数和车速数据计算出百公里油耗实际值。
3.根据权利要求2所述的一种汽车巡航控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤十一包括以下分步骤：
分步骤五：中央处理单元（1）将设定的百公里油耗额定值更新为该实际值，并通过无线通信模块（12）将其发送到远程电脑终端（13）；
分步骤六：中央处理单元（1）读取车速传感器（6）检测的车速信息、发动机ECU（4）检测的发动机转速信息和节气门位置传感器（9）检测的节气门开度信息；
分步骤七：中央处理单元（1）将车速数据、发动机转速数据和节气门开度数据存储到存储单元（3），并通过无线通信模块（12）发送到远程电脑终端（13）。
一种汽车巡航控制系统及其控制方法
技术领域
背景技术
[0002] 目前，汽车行驶的燃油消耗量成为消费者日趋关注的问题，而个人的驾驶习惯对车辆的燃油消耗量的影响是很大的。汽车的定速巡航系统可以使汽车以恒定的速度行驶，减少了不必要的车速变化，从而节省燃油消耗量。但是，定速巡航系统只是通过减少车速变化，使汽车减少了一定的燃油消耗，并没有对汽车的动力系统进行最优配置，使汽车始终保持在燃油消耗较低的状态下行驶。
[0003] 中国专利公开号CN101079185，公开日2007年11月28日，发明的名称为汽车定速巡航控制装置，该申请案公开了一种汽车定速巡航控制装置，包括相连的发射器、接收器、电磁执行器和常闭断电开关，发射器有PT2262L编码芯片电路，其四个数据输入端分别连接有解除开关、定速开关、减速开关和加速开关，接收器有PT2272L解码芯片电路，其三个数据输出端分别通过开关三极管与继电器相连，电磁执行器有减速电机，电机轴端有软铁块，轴上套连有柔性油门线的电磁铁，继电器的输出端与电机和电磁铁相连，遥控发射器装在汽车驾驶室内，遥控接收器和电磁执行器装在汽车发动机仓内，柔性油门线连在油门上，常闭断电开关的动触头与刹车踏板相连。该装置使汽车保持定速巡航状态，减少了不必要的车速变化从而减少燃油消耗，但是没有对汽车的动力系统进行最优配置，使汽车始终保持在燃油消耗较低的状态下行驶。
发明内容
[0004] 本发明的目的是克服原有的汽车巡航控制系统只能控制汽车以恒定的速度行驶，而没有对汽车的动力系统进行最优配置，使汽车保持燃油消耗较低的状态行驶的技术问题，提供了一种汽车巡航控制系统，其预先设有不同路况的最小汽车百公里油耗额定值及对应的动力系统配置，汽车巡航时按照动力系统配置调整汽车节气门开度、发动机转速和变速器速比，使汽车的百公里油耗达到预先设定的额定值，从而使汽车保持在燃油消耗较低的状态下行驶，节省汽车油耗。
[0005] 为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0006] 本发明的汽车巡航控制系统，包括中央处理单元、控制键盘、存储单元、发动机ECU、变速器控制器、车速传感器和伺服电机，所述中央处理单元分别与控制键盘、存储单元、发动机ECU、变速器控制器、车速传感器和伺服电机相连，所述控制键盘安装在汽车控制台上，所述伺服电机安装在汽车节气门上，并与汽车节气门相连。
[0007] 在本技术方案中，汽车生产厂商预先对不同型号汽车进行路面试验，得到不同型号汽车对应在市区、地方公路和高速公路上行驶的三个不同的最小汽车百公里油耗值及对应的节气门开度、发动机转速和变速器速比，将该百公里油耗值作为汽车百公里油耗额定值，并将这些数据存储在存储单元中。存储单元还存有市区、地方公路和高速公路三个不同的速度上限。驾驶员可通过控制键盘选择汽车目前行驶路况所对应的百公里油耗额定值，并按下控制键盘上的巡航按键，使汽车处于巡航状态。发动机ECU将控制汽车喷油器每次喷油时间长度的喷油脉冲数据发送到中央处理单元。中央处理单元根据每次喷油脉冲宽度和喷油器结构参数，计算出汽车喷油器每次精确的喷油量，并根据每次喷油量和喷油脉冲频率计算出单位时间的喷油量，最后结合车速传感器检测到的汽车速度计算出汽车实际的百公里油耗值。中央处理单元将汽车百公里油耗实际值与百公里油耗额定值进行比较，将汽车当前速度与当前路况限速进行比较。当汽车百公里油耗实际值大于额定值或车速大于路段限速时，则中央处理单元按照预先存储的节气门开度数据、发动机转速数据和变速器速比数据对汽车动力系统进行调整，使汽车百公里油耗达到预设的额定值。
[0008] 作为优选，所述一种汽车巡航控制系统还包括发动机转速传感器和节气门位置传感器，所述中央处理单元分别与发动机转速传感器和节气门位置传感器相连。发动机转速传感器检测汽车发动机的转速，节气门位置传感器检测汽车节气门的开度。中央处理单元对汽车百公里油耗实际值与对应的百公里油耗额定值进行比较时，当汽车百公里油耗实际值小于对应的百公里油耗额定值，中央处理单元将设定的百公里油耗额定值修改为该实际值，同时读取当前的发动机转速数据、节气门开度数据和车速数据，并将这些数据存储在存储单元中。
[0009] 作为优选，所述一种汽车巡航控制系统还包括显示屏，所述显示屏安装在汽车控制台上，并与中央处理单元相连。中央处理单元将计算出的当前汽车百公里燃油消耗量在显示屏上显示出来。同时，中央处理单元将每次喷油器的喷油量累加起来，得到实际燃油消耗总量，在显示单元上显示出来。
[0010] 作为优选，所述一种汽车巡航控制系统还包括导航装置，所述导航装置与中央处理单元相连。存储单元预先存有不同路段所对应的百公里油耗额定值，以及该额定值对应的节气门开度和发动机工况。导航装置将当前汽车行驶的路段信息发送到中央处理单元，中央处理单元根据读取到的路段信息设定汽车的百公里油耗额定值，并通过伺服电机调整节气门开度，通过发动机ECU调整发动机工况，通过变速器控制器调节变速器速比，使汽车的百公里油耗实际值接近该额定值。
[0011] 作为优选，所述一种汽车巡航控制系统还包括无线通信模块和远程电脑终端，所示中央处理单元与无线通信模块相连，所述无线通信模块设置在汽车上，并通过无线通信网络与远程电脑终端相连。在汽车行驶时，当汽车百公里油耗实际值小于百公里油耗额定值且车速小于路段限速时，中央处理单元通过无线通信模块将该实际值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息通过无线通信网络发送到远程电脑终端。远程电脑终端将该路段的百公里油耗实际值与设定的百公里油耗额定值进行对比，当百公里油耗实际值小于百公里油耗额定值时，远程电脑终端将百公里油耗额定值修改为该实际值，并存储对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。同型号的汽车可通过无线通信模块从远程电脑终端上下载相关数据，更新不同路段的百公里油耗额定值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。
[0012] 本发明的一种汽车巡航控制系统的控制方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤一：系统初始化；
[0014] 步骤二：中央处理单元读取当前汽车行驶路段的车速上限信息，计算出汽车在当前路段的百公里油耗额定值和百公里油耗实际值；
[0015] 步骤三：中央处理单元读取当前汽车行驶状态；
[0016] 步骤四：中央处理单元判断汽车是否处于巡航状态，如果是则执行步骤五，否则跳转至步骤九；
[0017] 步骤五：中央处理单元判断百公里油耗实际值是否大于百公里油耗额定值，是则执行步骤六，否则跳转至步骤八；
[0018] 步骤六：中央处理单元从存储单元中读取该额定值对应的变速器速比、发动机转速和节气门开度信息；
[0019] 步骤七：中央处理单元根据车速和发动机转速计算出变速器速比，通过变速器控制器调节变速器速比，通过发动机ECU调节发动机转速，通过伺服电机调节节气门开度，使汽车百公里油耗到达额定值，之后跳转至步骤二；
[0020] 步骤八：中央处理单元读取车速传感器检测的车速数据，并判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤六，否则跳转至步骤十；
[0021] 步骤九：中央处理单元读取车速传感器检测的车速数据，并判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤二，否则执行步骤十；
[0022] 步骤十：中央处理单元判断汽车百公里油耗实际值是否小于百公里油耗额定值，是则执行步骤十一，否则跳转至步骤二；
[0023] 步骤十一：更新本车和远程电脑终端上的百公里油耗额定值及其对应的车速数据、发动机转速数据和节气门开度数据，之后跳转至步骤二。
[0024] 驾驶员可通过控制键盘设置汽车是否开启巡航模式。当汽车处于巡航状态时，如果汽车百公里油耗实际值大于额定值或车速大于路段限速，则中央处理单元按照预先存储的节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据对汽车动力系统进行调整；如果汽车百公里油耗实际值等于额定值且车速不大于路段限速，则汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶；如果汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速不大于路段限速，则汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶，同时中央处理单元将当前百公里油耗实际值、节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据存储到存储单元中，并通过无线通信模块发送到远程电脑终端。
[0025] 作为优选，所述步骤二包括以下分步骤：
[0026] 分步骤一：中央处理单元读取导航装置发送的当前汽车行驶路段的位置和车速上限信息；
[0027] 分步骤二：中央处理单元从存储单元中读取该路段的百公里油耗额定值；
[0028] 分步骤三：中央处理单元读取发动机ECU发送的喷油脉冲数据和车速传感器检测的车速数据；
[0029] 分步骤四：中央处理单元根据喷油脉冲数据、喷油器结构参数和车速数据计算出百公里油耗实际值。
[0030] 作为优选，所述步骤十一包括以下分步骤：
[0031] 分步骤五：中央处理单元将设定的百公里油耗额定值更新为该实际值，并通过无线通信模块将其发送到远程电脑终端；
[0032] 分步骤六：中央处理单元读取车速传感器检测的车速信息、发动机ECU检测的发动机转速信息和节气门位置传感器检测的节气门开度信息；
[0033] 分步骤七：中央处理单元将车速数据、发动机转速数据和节气门开度数据存储到存储单元，并通过无线通信模块发送到远程电脑终端。
[0034] 本发明的实质性效果是：（1）预先设有不同路况的最小汽车百公里油耗额定值及对应的动力系统配置，汽车巡航时按照动力系统配置调整汽车节气门开度、发动机转速和变速器速比，使汽车的百公里油耗达到预先设定的额定值，从而使汽车保持在燃油消耗较低的状态下行驶，节省汽车油耗。（2）中央处理单元监测汽车百公里油耗实际值，并将其与百公里油耗额定值进行比较，不断更新不同路段的汽车百公里油耗额定值及对应的汽车动力系统配置。附图说明
[0035] 图1是本发明的一种电路原理连接框图；
[0036] 图2是本发明的汽车巡航控制系统控制方法的一种工作流程图。
[0037] 图中：1、中央处理单元，2、控制键盘，3、存储单元，4、发动机ECU，5、变速器控制器，6、车速传感器，7、伺服电机，8、发动机转速传感器，9、节气门位置传感器，10、显示屏，11、导航装置，12、无线通信模块，13、远程电脑终端。
具体实施方式
[0038] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0039] 实施例，本发明的一种汽车巡航控制系统，如图1所示，包括中央处理单元1、控制键盘2、存储单元3、发动机ECU4、变速器控制器5、车速传感器6、发动机转速传感器8、节气门位置传感器9、伺服电机7、显示屏10、导航装置11、无线通信模块12和远程电脑终端13，中央处理单元1分别与控制键盘2、存储单元3、发动机ECU4、变速器控制器5、车速传感器6发动机转速传感器8、节气门位置传感器9、伺服电机7、显示屏10、导航装置11和无线通信模块12相连，控制键盘2和显示屏10安装在汽车控制台上，伺服电机7和节气门位置传感器9安装在汽车节气门上，并与汽车节气门相连，无线通信模12安装在汽车上，并通过无线通信网络与远程电脑终端13相连，无线通信模块12采用WIFI模块。
[0040] 汽车生产厂商预先通过路面试验得到不同路段的最小汽车百公里油耗值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息，并将该百公里油耗值作为汽车百公里油耗额定值。汽车百公里油耗额定值对应的车速小于对应路段的车速上限。存储单元3中存有不同路段的车速上限、汽车百公里油耗额定值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。
[0041] 驾驶员通过控制键盘2启动汽车巡航控制系统，此时汽车不处于巡航状态，驾驶员手动操作汽车行驶。导航装置11将当前汽车行驶的路段信息发送到中央处理单元1，中央处理单元1根据当前路段信息从存储单元3中提取汽车百公里油耗额定值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。
[0042] 发动机ECU4将控制汽车喷油器每次喷油时间长度的喷油脉冲数据发送到中央处理单元1。中央处理单元1根据每次喷油脉冲宽度和喷油器结构参数，计算出汽车喷油器每次精确的喷油量，并根据每次喷油量和喷油脉冲频率计算出单位时间的喷油量，最后结合车速传感器6检测到的汽车速度计算出汽车实际的百公里油耗值。同时，中央处理单元1将每次喷油器的喷油量累加起来，得到实际燃油消耗总量。中央处理单元1将计算出的当前汽车百公里燃油消耗量和燃油消耗总量在显示屏10上显示出来。中央处理单元1还从汽车燃油表读取汽车燃油箱的燃油量，计算出燃油箱的燃油减少量，并在显示屏10上显示出来。驾驶员可通过显示屏10上显示的汽车燃油消耗总量值和燃油箱的燃油减少量值，判断燃油系统是否存在泄露。驾驶员可通过控制键盘2上的清零按钮对显示屏10上显示的数据进行清零操作。
[0043] 中央处理单元1将汽车百公里油耗实际值与百公里油耗额定值进行比较，将汽车当前速度与当前路段速度上限进行比较。当汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速小于路段速度上限时，中央处理单元1将该路段的汽车百公里油耗额定值修改为该实际值，并将该数据发送到远程电脑终端13。同时，中央处理单元1读取车速传感器6检测的车速数据、节气门位置传感器9检测的节气门开度数据和发动机转速传感器8检测的发动机转速数据，将这些数据存储到存储单元3中，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13。远程电脑终端13将接收到的百公里油耗值与该路段设定的百公里油耗额定值进行比较，将接收到的车速信息与该路段速度上限进行比较。当汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速小于路段速度上限时，远程电脑终端13将该路段百公里油耗额定值修改为接收到的值，并存储对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。同型号的汽车可通过无线通信模块
12从远程电脑终端13上下载相关数据，更新不同路段的百公里油耗额定值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。
12从远程电脑终端13上下载相关数据，更新不同路段的百公里油耗额定值及对应的节气门开度、发动机转速和车速信息。
[0044] 驾驶员可按下控制键盘2上的巡航启动按钮，使汽车进入巡航状态。中央处理单元1将汽车百公里油耗实际值与百公里油耗额定值进行比较，将汽车当前速度与当前路段速度上限进行比较。当汽车百公里油耗实际值大于额定值或车速大于路段速度上限时，中央处理单元1读取预先存储的节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据，根据发动机转速数据和车速数据计算出变速器速比，通过伺服电机7调节汽车节气门，通过发动机ECU4调节发动机转速，通过变速器控制器5调节变速器速比，使汽车百公里油耗实际值接近预设的额定值；当汽车百公里油耗实际值等于额定值且车速不大于路段速度上限时，汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶；当汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速不大于路段限速时，汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶，同时中央处理单元1将当前百公里油耗实际值、节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据存储到存储单元
3中，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13。
3中，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13。
[0046] 本发明的一种汽车巡航控制系统的控制方法，如图2所示，包括以下步骤：
[0047] 步骤S1：系统初始化，汽车巡航控制系统上电工作；
[0048] 步骤S2：中央处理单元1读取导航装置11发送的当前汽车行驶路段的信息，如：路段名称、路段位置、路段车速上限等；
[0049] 步骤S3：中央处理单元1根据读取到的路段信息从存储单元3中读取对应该路段的百公里油耗额定值及相应的节气门开度、发动机转速和车速信息；
[0050] 步骤S4：中央处理单元1读取发动机ECU4发送的喷油脉冲数据和车速传感器6检测的车速数据；
[0051] 步骤S5：中央处理单元1根据每次喷油脉冲宽度和喷油器结构参数，计算出汽车喷油器每次精确的喷油量，并根据每次喷油量和喷油脉冲频率计算出单位时间的喷油量，最后结合汽车速度计算出汽车实际的百公里油耗值；
[0052] 步骤S6：中央处理单元1读取当前汽车行驶状态；
[0053] 步骤S7：中央处理单元1判断汽车是否处于巡航状态，如果是则执行步骤S8，否则跳转至步骤S12；
[0054] 步骤S8：中央处理单元1判断百公里油耗实际值是否大于百公里油耗额定值，是则执行步骤S9，否则跳转至步骤S11；
[0055] 步骤S9：中央处理单元1从存储单元3中读取该额定值对应的车速、发动机转速和节气门开度信息；
[0056] 步骤S10：中央处理单元1根据车速和发动机转速计算出变速器速比，通过变速器控制器5调节变速器速比，通过发动机ECU4调节发动机转速，通过伺服电机7调节节气门开度，使汽车百公里油耗接近额定值，之后跳转至步骤S2；
[0057] 步骤S11：中央处理单元1判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤S9，否则跳转至步骤S13；
[0058] 步骤S12：中央处理单元1判断车速是否大于当前路段的速度上限，是则跳转至步骤S2，否则执行步骤S13；
[0059] 步骤S13：中央处理单元1判断汽车百公里油耗实际值是否小于百公里油耗额定值，是则执行步骤S14，否则跳转至步骤S2；
[0060] 步骤S14：中央处理单元1将设定的百公里油耗额定值更新为该实际值，并通过无线通信模块12将其发送到远程电脑终端13；
[0061] 步骤S15：中央处理单元1读取车速传感器6发送的车速信息、发动机ECU4发送的发动机转速信息和节气门位置传感器9发送的节气门开度信息；
[0062] 步骤S16：中央处理单元1将车速数据、发动机转速数据和节气门开度数据存储到存储单元3，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13，之后跳转至步骤S2。
[0063] 驾驶员可通过控制键盘2设置汽车是否开启巡航模式。当汽车处于巡航状态时，如果汽车百公里油耗实际值大于额定值或车速大于路段限速，则中央处理单元1按照预先存储的节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据对汽车动力系统进行调整；如果汽车百公里油耗实际值等于额定值且车速不大于路段限速，则汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶；如果汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速不大于路段限速，则汽车动力系统不做调整，汽车保持当前状态行驶，同时中央处理单元1将设定的百公里油耗额定值更新为该实际值，并将更新后的百公里油耗额定值、节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据存储到存储单元3中，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13。
[0064] 当汽车不处于巡航状态时，如果汽车百公里油耗实际值小于额定值且车速不大于路段限速，中央处理单元1将设定的百公里油耗额定值更新为该实际值，并将更新后的百公里油耗额定值、节气门开度数据、发动机转速数据和车速数据存储到存储单元3中，并通过无线通信模块12发送到远程电脑终端13。
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