[發明專利]基于微小粒子光散射的汽車油耗自適應控制系統及方法

在審

• 申請號: 201610724804.5
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107783418A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 田雨農;吳文
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

技術領域

本發明涉及汽車油耗自適應控制，適用于汽車無人駕駛技術領域，尤其是一種基于微小粒子光散射的汽車油耗自適應控制系統及方法。

背景技術

汽車作為重要的交通工具，已經成為人們生活中不可缺少的一部分。由于汽車工業的發展，也拉動了社會經濟的發展。但是，由于汽車存在巨大的能源消耗，同時排放的尾氣對環境也造成了嚴重的污染。因此，如何使人、車、自然和諧發展，成為促進汽車工業可持續發展的必要條件，也對汽車工業提出了嚴峻的挑戰。

相關資料顯示，在過去的十幾年中，中國汽車保有量增長率逐年遞增，汽車燃油消耗在中國石油消耗中所占比例日益增加，我國進口的原油中有30％被汽車消耗，而這一比例在今后將升至50％。從尾氣排放方面，汽車排出的廢氣已成為城市空氣的首要污染源，因此汽車既是耗油大戶，又是排放廢氣的大戶，處理好汽車的節能減排，就是解決這一社會問題的最有效途徑。

目前，降低汽車油耗的方法在汽車設計、制造以及使用方面已得到了廣泛的應用，并朝著多元化的趨勢發展?，F今降低汽車油耗的方法如下：優化設計燃燒系統、采用電子點火系統、優化供油系統、降低機械損失、車體采用新材料、改善車廂的空氣動力性能、廣泛使用汽車診斷與檢測技術，但是這些方法自適應性差；無人駕駛技術已經越來越廣泛地被大家所熟知，很多研發型的企業也爭相想進入這一領域，其中谷歌和百度已經走在這一領域的前沿，谷歌的無人駕駛汽車已經走到實驗路段中，在未來的十幾年中，無人駕駛汽車會進入一個爆發式地發展，進入千千萬萬的普通家庭，現有方法或系統無法應用在無人駕駛技術上。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，提供了一種基于微小粒子光散射的汽車油耗自適應控制系統及方法，能根據尾氣中微小粒子的濃度和尺寸，判斷出發動機中汽油燃燒程度，根據獲取得信息，自適應控制發動機中進油量和進氣量的比例，從而提高發動機中汽油燃燒效率，降低了汽車油耗。

一方面，本發明提供了基于微小粒子光散射的汽車油耗自適應控制系統，包括：

激光器，用于向排氣管發射激光束、

面陣CCD，接收激光束與汽油粒子相互作用后的散射光，把光信號轉換成電信號，記錄下散射光的強度分布；

信號分析處理端機，解調后得到排氣管中微小汽油粒子的濃度以及尺寸，進而判定汽車發動機中汽油的燃燒效率并傳輸給發動機控制模塊；

發動機控制模塊，根據反饋的燃燒效率數據控制發動機進油量和進氣量。

進一步的，所述的激光器為連續波激光器，用于向排氣管發射連續波激光束。

進一步的，上述系統還包括：準直擴束鏡組，對發射出的激光束或連續波激光束進行整形。

進一步的，準直擴束鏡組安裝在激光器正前端。

另一方面，本發明提供一種基于微小粒子光散射的汽車油耗自適應控制方法，具體包括：

S1：激光器發射激光束，照射于排氣管中的尾氣，尾氣中的汽油粒子與激光束發生相互作用，而形成散射效應；

S2：激光束與汽油粒子相互作用后的散射光被面陣CCD所接收，并把光信號轉換成電信號，記錄下散射光的強度分布；

S3：電信號接入于信號分析處理端機中，解調后得到排氣管中微小汽油粒子的濃度以及尺寸，進而得到汽車發動機中汽油的燃燒效率；

S4：發動機控制模塊，根據反饋的發動機燃燒效率數據控制發動機進油量和進氣量。

具體的，散射效應改變激光束的傳輸方向、強度分布及偏振等特性。

具體的，所述的激光器為連續波激光器，用于向排氣管發射連續波激光束。

更具體的，步驟S1還包括：準直擴束鏡組對激光束進行整形。

本發明由于采用以上技術方法，能夠取得如下的技術效果：

自適應性強，本申請根據尾氣中微小粒子的濃度和尺寸，判斷出發動機中汽油燃燒程度，根據獲取得信息，自適應控制發動機中進油量和進氣量的比例，從而提高發動機中汽油燃燒效率，降低了汽車油耗；此過程無需人為判斷處理，該系統可以自動運行控制，真正做到自適應降低油耗。

經濟性：裝配該系統的車輛在行駛過程中，提高了汽油的燃燒效率，從根本上降低汽車的油耗，節約了大量的油費。

環保性：汽油中的硫化物、碳化物經過充分燃燒后，排入到空氣中的有害氣體減小，同時也減少排入到空氣中的粉塵顆粒，大大降低了對空氣的污染程度。

適用于無人駕駛技術：該系統實現了自適應控制汽車油耗，非常合適用于無人駕駛汽車中，無人駕駛技術的高速發展必然帶動該項技術的同步發展。

附圖說明