本发明专利技术公开了基于智能轮胎的车辆实时能耗分析装置与方法，包括以下步骤:S1：通过对车辆行驶时的信息参数进行处理得到车辆行驶时的阻力；S2：通过对步骤一获取的车辆行驶时的阻力与车辆在该时刻的实时速度进行处理，得到车辆行驶时的能量值；本发明专利技术在对车辆油耗的实时分析过程中，结合对车辆行驶时的轮胎滚动阻力、空气阻力、车辆内部零部件摩擦力、车辆重力分力和车辆惯性力进行理论推导，建立车辆实时油耗的解析方法，获得一段行程的整体油耗，功能响应快速高效，且精度满足需求；在对车辆油耗的实时分析过程中，充分考虑实际不同轮胎车辆的设计参数与功能参数，使对车辆油耗的分析结果更加精准可靠。结果更加精准可靠。结果更加精准可靠。
【技术实现步骤摘要】
基于智能轮胎的车辆实时能耗分析装置与方法
[0001]本专利技术涉及车辆
，具体涉及基于智能轮胎的车辆实时能耗分析装置与方法。
技术介绍
[0002]汽车方便了人们日常的工作和生活，由此带来的能源短缺及环境污染问题也严重影响了人类居住环境和身体健康，与人们日益增长的美好生活环境的向往相矛盾。为应对能源短缺和环境污染问题，许多国家都在积极推进各项激励政策促进可再生能源产业的发展，但是因成本高、存在技术瓶颈等原因，可再生能源产业目前还无法有效解决能源短缺和环境污染问题。在此大环境下，作为节能降耗的一种手段，车辆能耗的实时监控及相关技术服务的推广使用，显得尤为重要。
[0003]目前，针对车辆油耗的实时分析，分为两种手段。一种是直接法，即油耗仪。但是设备成本高、精度低、体积庞大安装复杂，推广难度大。另一种是间接法，大多使用经验数据结合机器学习，完成对车辆油耗的预报，但是此方法实时性低，数据训练成本高，训练模型的鲁棒性较差。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供基于智能轮胎的车辆实时能耗分析装置与方法，对车辆油耗的实时分析过程中，结合对车辆行驶时的轮胎滚动阻力、空气阻力、车辆内部零部件摩擦力、车辆重力分力和车辆惯性力进行理论推导，建立车辆实时油耗的解析方法，获得一段行程的整体油耗，功能响应快速高效。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法，包括以下步骤:
[0007]S1：通过对车辆行驶时的信息参数进行处理得到车辆行驶时的阻力；
[0008]S2：通过对步骤一获取的车辆行驶时的阻力与车辆在该时刻的实时速度进行处理，得到车辆行驶时的能量值。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：S1中，车辆行驶时的信息参数包括轮胎滚动阻力、空气阻力、车辆内部零部件摩擦力、车辆重力分力和车辆惯性力。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：将车辆行驶时的轮胎滚动阻力标记为F
RR
、空气阻力标记为F
aero
、车辆内部零部件摩擦力标记为F
Internal
、车辆重力分力标记为F
g
、车辆惯性力标记为F
inertia
；
[0011]根据公式F＝F
aero
+F
Internal
+F
g
+F
Internal
+F
RR
计算得到车辆行驶时的阻力F。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：车辆行驶时的空气阻力F
earo
的获取过程为：
[0013]W1：获取车辆垂直于行驶方向投影面的面积，将车辆垂直于行驶方向投影面的面积记为A；
[0014]W2：通过车辆GPS获取车辆速度，将车辆速度记为V；
[0015]W3：通过公式F
earo
＝1/2*ρ*A*C
D
*V2计算得到车辆行驶时的空气阻力，其中，ρ代表了空气密度为常量：1.3kg/m3；C
D
为车辆的风力系数。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：车辆内部零部件摩擦力F
Internal
为车辆的差速器、轮毂轴承以及刹车片的摩擦消耗。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：车辆重力分力F
g
的获取过程为：
[0018]V1：将车辆的整车质量记为M；
[0019]V2：获取车辆行驶在斜坡时因重力造成的车辆重力分力F
g
，车辆重力分力F
g
＝M*g*sinα，其中，α是斜坡角度。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：斜坡角度α是通过GPS数据计算获得；
[0021]通过GPS数据获得t时间内车辆行驶的总里程以及海拔变化量，当GPS采样率为1Hz，则可通过GPS获得的当前速度V*1获得车辆行驶的总里程
△
s，基于通过GPS获得的海拔变化量
△
h，则α＝atan(
△
h/
△
s)。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：车辆惯性力F
inertia
的获取过程为：
[0023]车辆惯性力F
inertia
包括车辆平移的惯性力F_translation和车辆旋转件的惯性力F_rotation；
[0024]其中，车辆平移的惯性力F_translation＝M*a，M是整车的质量，a是车辆的加速度；
[0025]车辆旋转件的惯性力F_rotation＝I*Ω_dot/R,其中I为车辆旋转件的转动惯量，其中，3/4的转动惯量来自于轮胎；Ω_dot为旋转件的角加速度，R为旋转件半径；
[0026]通过公式，车辆惯性力F
inertia
＝F_translation+F_rotation＝M*a+I*Ω_dot/R；其中Ω_out/R＝a；
[0027]即：车辆惯性力F
inertia
＝(M+I/R2)*a。
[0028]作为本专利技术进一步的方案：轮胎滚动阻力F
RR
的获取过程为：
[0029]轮胎行驶过程中的轮胎滚动阻力F
RR
＝W*C,其中W为轮胎载重，C为轮胎的滚阻阻力系数。
[0030]作为本专利技术进一步的方案：包括数据获取模块和数据处理模块；
[0031]数据获取模块用于根据车辆行驶时的信息参数获取车辆行驶时的阻力；
[0032]数据处理模块用于对车辆行驶时的阻力与车辆在该时刻的实时速度进行处理，得到车辆行驶时的能量值；
[0033]数据获取模块还包括轮胎滚动阻力单元、空气阻力单元、车辆内部零部件摩擦力单元、车辆重力分力单元和车辆惯性力单元；
[0034]轮胎滚动阻力单元用于获取车辆行驶过程中轮胎滚动阻力；
[0035]空气阻力单元用于获取车辆行驶过程中空气阻力；
[0036]车辆内部零部件摩擦力单元用于获取车辆行驶过程中车辆内部零部件摩擦力；
[0037]车辆重力分力单元用于获取车辆行驶过程中车辆重力分力；
[0038]车辆惯性力单元用于获取车辆行驶过程中车辆惯性力。
[0039]本专利技术的有益效果：本专利技术在对车辆油耗的实时分析过程中，结合对车辆行驶时的轮胎滚动阻力、空气阻力、车辆内部零部件摩擦力、车辆重力分力和车辆惯性力进行理论推导，建立车辆实时油耗的解析方法，获得一段行程的整体油耗，功能响应快速高效，且精
度满足需求；
[0040]在对车辆油耗的实时分析过程中，充分考虑实际不同轮胎车辆的设计参数与功能参数，使对车辆油耗的分析结果更加精准可靠。
附图说明
[0041]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0042]图1是本专利技术的流程图；
[0043本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法，其特征在于，包括以下步骤:S1：通过对车辆行驶时的信息参数进行处理得到车辆行驶时的阻力；S2：通过对步骤一获取的车辆行驶时的阻力与车辆在该时刻的实时速度进行处理，得到车辆行驶时的能量值。2.根据权利要求1所述的基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法,其特征在于，S1中，车辆行驶时的信息参数包括轮胎滚动阻力、空气阻力、车辆内部零部件摩擦力、车辆重力分力和车辆惯性力。3.根据权利要求2所述的基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法,其特征在于，将车辆行驶时的轮胎滚动阻力标记为F
RR
、空气阻力标记为F
aero
、车辆内部零部件摩擦力标记为F
Internal
、车辆重力分力标记为F
g
、车辆惯性力标记为F
inertia
；根据公式F＝F
aero
+F
Internal
+F
g
+F
Internal
+F
RR
计算得到车辆行驶时的阻力F。4.根据权利要求3所述的基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法,其特征在于，车辆行驶时的空气阻力F
earo
的获取过程为：W1：获取车辆垂直于行驶方向投影面的面积，将车辆垂直于行驶方向投影面的面积记为A；W2：通过车辆GPS获取车辆速度，将车辆速度记为V；W3：通过公式F
earo
＝1/2*ρ*A*C
D
*V2计算得到车辆行驶时的空气阻力，其中，ρ代表了空气密度为常量：1.3kg/m3；C
D
为车辆的风力系数。5.根据权利要求3所述的基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法,其特征在于，车辆内部零部件摩擦力F
Internal
为车辆的差速器、轮毂轴承以及刹车片的摩擦消耗。6.根据权利要求3所述的基于智能轮胎的车辆实时能耗分析方法,其特征在于，车辆重力分力F
g
的获取过程为：V1：将车辆的整车质量记为M；V2：获取车辆行驶在斜坡时因重力造成的车辆重力分力F
g
，车辆重力分力F
g
＝M*g*sinα，其中，α是斜坡角度。7.根据权利要求6所述的基于...
【专利技术属性】
技术研发人员：项大兵，张舜，苏宇，
申请(专利权)人：安徽路必达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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