CN106257044B - 一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其通过判断车辆是否处于需要开启启停系统的路况，来判定发动机自动启停，从而避免不必要的发动机自动启停现象；该系统由以无线通讯方式相连的交通路口交互机构、道路拥堵路段交互机构、汽车电路控制机构组成。本发明节能减排，可以减少道路严重拥堵的情况，可以避免发动机的频繁启停，适合在实现汽车与道路情况的信息交互，通过判断车辆是否处于需要开启发动机启停的路况，从而避免不必要的发动机自动启停中的应用。

Description

一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统。

背景技术

现今，国内的汽车普及率的迅速提高，城市汽车日益增多，交通拥堵率急剧上升，车辆振动、噪声以及怠速燃油浪费等问题日益严重，加上机动车尾气大量的排放，城市空气环境也是每况愈下。此时，发动机自启停技术迅猛发展。发动机自启停系统特别适用于走走停停的城市拥堵路况。它是指在车辆行驶过程中临时停车(例如等红灯)的时候自动熄火。当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机的一套系统。它的核心技术在于自动控制熄火和启动，这项技术可以有效降低发动机怠速空转的时间，这在城市走走停停的交通状况下可以一定程度降低排放，提高燃油经济性，能在城市工况下达到15％的节油能力。但由于现今汽车对实时路况判断不够智能，发动机频繁启停将造成发动机的磨损与油耗升高，很多车主被迫关闭了此功能，使实际节能效益不能实现。

目前的自启停技术主要的工作原理是在驾驶员踩下制动踏板两秒后开始工作，然后使发动机处于暂时的“停转”状态，一旦驾驶员踩下油门踏板，发动机又重新转动，这样就可以避免车辆怠速时的燃油浪费，从而减少噪声，振动以及有害气体的排放。但现有的启停系统存在以下不足：(1)在红绿灯路口，红灯剩余秒数少于5秒时，启用自启停系统节省的燃油少于发动机启动一次消耗的燃油。(2)过于机械化，只考虑到了车辆的行驶状态，没有考虑车辆行驶的路况问题，尤其是在走走停停的路段，发动机频繁启停，不仅达不到节油的目的，反而造成了燃油的浪费，降低了车辆的平稳性和舒适性。

目前的发动机自启停技术还是脱不开车辆范畴，触发方式的不智能使得很大一部分使用者都放弃这一功能，因此引入交互思维实现智能触发对中国的发动机自启停系统来说是非常有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有自启停技术存在的问题，提供一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，顺应驾驶者的驾驶习惯的同时实现精确节能减排。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其通过判断车辆是否处于需要开启启停系统的路况，来判定发动机自动启停，从而避免不必要的发动机自动启停现象；该系统由以无线通讯方式相连的交通路口交互机构、道路拥堵路段交互机构、汽车电路控制机构组成。

所述的交通路口交互机构，由汽车信号发射模块、道路信号接收模块、信号中枢模块、汽车信号接收模块和供电模块组成，其中：汽车信号发射模块是一种红外遥控发射设备，安装在汽车的底部车架上，用于向地面方向发射红外请求信号；道路信号接收模块，主要由一体化红外接头和导线组成，铺设在车道的路面上，用于接受来自于汽车信号发射模块发射的指定信息并传输给信号中枢模块；信号中枢模块主要由解码芯片、信号处理电路、信号发射电路和单片机组成，其安装在道路两旁的建筑物或其它固定位置上，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理和产生相应的应答控制信号；汽车信号接收模块，是一种红外遥控信号接收设备，装在车辆的两侧车身上，主要由一体化红外接头和导线组成，用于接收信号中枢的应答信号并输送给车内单片机；所述的供电模块，是一种可充电电池，安装在信号中枢模块旁，用于给信号中枢模块中的单片机和道路信号信号接收模块中的一体化红外接头供电；车内单片机由车内电源进行供电。

所述的交通路口交互机构，其最主要功能由汽车信号发射模块中的汽车内单片机和信号中枢模块中的单片机共同实现，汽车内单片机与信号中枢模块中的单片机通过无线通讯方式相连，汽车内单片机又通过导线与汽车电路控制机构相连，从而实现交通路口的发动机智能自启停。

所述的道路拥堵路段交互机构，采用了与交通路口交互机构使用的具有相同功能的汽车 信号发射模块、道路信号接收模块和汽车信号接收模块，但信号内容发生改变；还采用了路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块和供电模块。

所述的道路拥堵路段交互机构，其最主要功能是实现城市严重拥堵路段发动机智能自启停，该功能由通过无线通讯方式相连的汽车内单片机与路段入口信号中枢模块中的单片机，汽车内单片机与路段出口信号中枢模块中的单片机共同实现。其中路段入口信号中枢模块中的单片机与路段出口信号中枢模块中的单片机通过串行数据线相连，汽车内单片机又通过导线与汽车电路控制机构相连。

所述的路段入口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机、信号发射电路构成，其装在进入易拥堵路段后50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理；路段入口信号中枢模块获取所需的信息后产生相应的应答控制信号。

所述的路段出口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机、信号发射电路构成，其安装在即将驶出易拥堵路段前50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理；路段出口信号中枢模块获取所需的信息后产生相应的应答控制信号。

所述的汽车电路控制机构，安装在车辆内，用于触发启停系统，是实现发动机自启停功能的最后一步的设备，该设备主要由开关组件、汽车内单片机构成，其中：开关组件由光电开关和简单逻辑门电路构成；汽车内单片机的引脚P1_1、引脚P1_2和引脚P1_3分别通过导线与开关组件中的电路触点A、B、C相连，各电路触点控制开关组中的各开关的开闭。

本发明提供的上述的发动机自启停智能触发系统，其在实现汽车与道路情况的信息交互，通过判断车辆是否处于需要开启发动机启停的路况，从而避免不必要的发动机自动启停中的应用。

本发明提供的上述的发动机自启停智能触发系统，其应用时包括以下步骤：

(1)当装有本系统的车辆驶入红绿灯路口分离道的某一方向车道时，驾驶员踩下制动踏板，安装在汽车底部的汽车信号发射模块会对设置在该条道路上的道路信号接收模块发送信 号，该信号码内含有车辆信息码段，车辆信息码用于确定是哪一辆汽车发出的请求信号。同时利用车辆信息码能够产生定向应答信号；

(2)当安装在该方向车道道路表面的道路信号接收模块在收到汽车发来的信号时，会将接收到的信号传递给信号中枢模块，信号中枢模块中的单片机会对该车道方向的红绿灯秒数进行确定，若红灯秒数大于5s，即对该汽车的汽车信号接收模块发射车辆内部控制电路中的常闭开关的开启信号；若红灯秒数小于5s，即对汽车信号接收模块发射车辆内部控制电路中的常闭开关的关闭信号；

(3)当汽车驶入城市拥堵路段时，车辆会对道路信号接收模块发射红外信号，路段入口信号中枢模块接收到来自道路信号接收模块的信号后会向车辆发射相应的应答控制信号，该应答控制信号能控制汽车电路控制机构中具有自锁功能的自锁开关的开闭；当汽车驶离城市拥堵路段时，车辆会对道路信号接收模块发射红外信号，路段出口信号中枢模块接收到来自道路信号接收模块的信号后会向车辆发射相应的应答控制信号，该应答控制信号能关闭汽车电路控制电路中具有自锁功能的自锁开关，使系统恢复常闭状态；

(4)同时，设置在入口和出口的路段入/出口信号中枢模块会对该路段上的车辆信息进行统计，能通过车流速度对道路情况进行分析，从而改变路段入口信号中枢模块发射信号的内容；其道路情况判断依据为：在3min内，通过路段入/出口信号中枢模块间平均车速小于20km/h的车辆总数大于30，则认为该路段处于严重拥堵状态；

(5)汽车电路控制机构根据车内单片机触点A、触点B、触点C的电平输入，控制常闭开关和自锁开关的开闭；

(6)本系统将传统的自启停系统设为长期关闭状态，只有在交通信号灯等待时间过长和道路严重拥堵的情况下才启用其自启停功能。

本发明与现有技术相比具有以下主要的有益效果：

1.可以减少道路严重拥堵的情况：

利用汽车上的红外发射接收设备，与设置在有交通灯的路口前的信息中枢模块实现信息交互，红灯秒数过长时才启用发动机自启停系统功能。而当汽车驶入城市中易拥堵路段时，设置在该路段入口的信号中枢模块能将前方的道路情况告知车辆，如果前方的道路是十分严重的拥堵情况，则使汽车的发动机自启停功能开启，否则启停系统一直处于关闭状态。

2.可以避免发动机的频繁启停：

将传统的自启停系统设为长期关闭状态，只有在交通信号灯等待时间过长和道路严重拥堵的情况下才启用其自启停功能。这样的设计从驾驶者驾驶体验来说，更加符合中国人的驾驶习惯，也避免了发动机的频繁启停。经过实验证明，只有在特定城市路段的特定时间段内，道路拥堵状况才能达到严重拥堵状况，启用启停系统才能获得最高的燃油节约。其他道路情况启用发动机自启停系统，发动机频繁启停，造成了更多的发动机磨损，燃油节约不明显，驾驶员驾驶体验变差。

3.节能减排：

经过实验与分析，参见表1-1和表1-2，可以得知道路越拥堵，交通灯路口数目越多，停车次数越频繁，停车时间越长。在实验数据的随机样本中，非严重拥堵的城市潮汐路况下，有大约28.2％的发动机自启停是没有必要的，徒增燃油消耗；在红绿灯路口停车时，有13.8％(实验路口红灯为36秒)的情况发动机自启停是没有必要的。结合实际的情况，本发明能够使得自启停系统的节约这两部分的燃油消耗，从而实现节能减排。据计算，本发明能在城市严重拥堵工况下提升约3％节油能力，达到18％的燃油节约率。

考虑到其更加符合中国驾驶者习惯的特点，本发明对发动机自启停系统普及有明显的推动作用，潜力和前景广大。

附图说明

图1是本发明的系统工作原理图；

图2是交通路口信息交互原理图；

图3是拥堵路段信息交互原理图；

图4是汽车电路控制机构的工作原理图。

具体实施方式

本发明通过实现汽车与道路情况的信息交互，建立了一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，该系统能通过判断车辆是否处于需要开启启停系统的路况，避免不必要的发动机自动启停，从而实现节能减排。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，由以无线通讯方式相连的交通路口交互机构、道路拥堵路段交互机构、汽车电路控制机构组成。

一.交通路口交互机构

所述的交通路口交互机构，由汽车信号发射模块、道路信号接收模块、信号中枢模块、汽车信号接收模块和供电模块组成，其中：

所述的汽车信号发射模块，是一种红外遥控发射设备，安装在汽车的底部车架上，用于向地面方向发射红外请求信号。该汽车信号发射模块通过导线与车内的单片机1的串行口相连，单片机1采用80C51单片机；在汽车行驶的过程中，单片机1的P3_1串行输出口一直以指定波特率(单片机1定时器T1作为波特率发生器，工作于工作方式2)将指定存储单元里的需要发射的码段输出给调制电路的输出管脚，经调制电路(载波频率38kHz)调制后放大，通过红外发光二极管将指定信号发射出去。该信号内含有车辆信息码等信息。

所述的道路信号接收模块，是一种红外遥控信号接收设备，主要由一体化红外接头和导线组成，铺设在车道的路面上，用于接受来自于汽车信号发射模块发射的指定信息并通过导线传输给信号中枢模块。导线由两根线构成，一根起传输信号的作用，另一根起到给一体化红外接头供电的作用。一体化红外接头由红外光电二极管(红外接收传感)、低噪声前置放大器、限幅器、带通滤波器、解调器以及整形驱动电路构成，能实现红外信号的解调。

所述的汽车信号发射模块与道路信号接收模块之间通过红外信号单方向通讯。

所述的信号中枢模块，安装在道路两旁的建筑物或其它固定位置上(如树木，路灯杆等)，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理和产生相应的应答控信号。该信号中枢模块主要由解码芯片、信号处理电路、单片机2、信号发射电路构成，其中：单片机2采用80C51单片机。信号处理电路是简单的滤波、放大电路，能实现去噪和电平转换功能；解码芯片用于信号的解码；处理后的二进制脉冲经过解码芯片解码后送入单片机2串行口输入引脚P3_2，CPU读取输入寄存器内容后，完成应答信号的编码，之后将编码后的信号由单片机2的串行输出引脚P3_1发出。输出管脚P3_1以指定波特率(单片机2定时器T1作为波特率发生器，工作于工作方式2，波特率与输入时相同)输出给调制电路指定管脚，经过调制电路调制后(调制频率为38KHZ)，再由驱动电路放大，驱动红外发光二极管进行红外遥控信号输出，产生应答和控制信号。该信号能控制汽车电路控制机构中常闭开关1的开闭。

所述的汽车信号接收模块，装在车辆的两侧车身上，用于接收信号中枢的应答信号并输送给车内信号处理电路。信号处理后通过解码芯片解码传入车内单片机1的串行输入引脚P3_2。该汽车信号接收模块是一种红外遥控信号接收设备，主要由一体化红外接头和导线组成。导线由两根线构成，一根与信号处理电路的的输入口相连，另一根连接电源，起到给一体化红外接头供电的作用。

所述的供电模块，安装在信号中枢模块旁，用于给信号中枢模块中的单片机2和道路信号信号接收模块中的一体化红外接头供电。该供电模块是一种简易的可充电电池。

所述交通路口交互机构，其最主要功能由车内单片机1和信号中枢模块单片机2共同实现，车内单片机1与信号中枢模块单片机2通过无线通讯方式相连，车内单片机1又通过导线与汽车电路控制机构相连，从而实现交通路口的发动机智能自启停。

二.道路拥堵路段交互机构

所述的道路拥堵路段交互机构，采用了与交通路口交互机构使用的具有相同功能的汽车 信号发射模块、道路信号接收模块和汽车信号接收模块，但信号内容发生改变；还采用了路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块和供电模块。每一段城市拥堵路段都有一套完整的路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块和供电模块。

所述的路段入口信号中枢模块，也是一种利用单片机间通讯实现路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块与车内单片机信息交互的通讯装置。

该路段入口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机3、信号发射电路构成，其装在进入易拥堵路段后50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理，其中单片机3采用采用C8051F040单片机，该单片机拥有两个全双工串行口(以下称串口1、串口2)。车辆经过路段入口信号中枢模块时，汽车信号发射模块会向道路信号接收模块发射请求信号，道路信号接收模块接收到的信息经过信号处理电路处理和解码芯片解码后存入单片机3内的指定数据存储单元(地址1)，并且利用单片机3的串口1和串行数据线将存储单元(地址1)内容传输给路段出口信号中枢模块中的单片机4。另一方面，路段入口信号中枢模块内单片机3的串口2一直以指定波特率将指定存储单元(地址3)内的控制码段输出给调制电路的特定管脚，经调制电路(载波频率38kHz)调制后放大，通过红外发光二极管将指定信号发射出去，装在车辆的两侧车身上的汽车信号接收模块能收到该应答控制信号。该信号能控制汽车电路控制机构中自锁开关2的开闭。

所述的路段出口信号中枢模块，也是一种利用单片机间通讯实现路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块与车内单片机信息交互的通讯装置。

该路段出口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机4、信号发射电路构成，其安装在即将驶出易拥堵路段前50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息并对该信息进行处理。单片机4也采用C8051F040单片机，该单片机拥有两个全双工串行口(以下称串口3、串口4)。车辆经过路段出口信号中枢模块时，汽车信号发射模块会向道路信号接收模块发射请求信号，道路信号接收模块接收到的信息经过信号处理电路处理和解码芯片 解码后送入单片机4内。单片机4会将该信号与路段入口信号中枢模块传来的信息(地址1内多次传输过来的多个内容)进行扫描比对，若两信号一致，路段出口信号中枢模块中的单片机4计数器计数变量值加一。每隔3min，单片机4会根据计数变量的值确定指定存储单元(地址2)内的控制码内容，并且通过串口3以及串行数据线将储存于单片机4指定存储单元(地址2)的控制码发送给路段入口信号中枢模块内的单片机3的串口1，路段入口信号中枢模块内的单片机3指定存储单元(地址3)里的控制码段会被串口1输入信号刷新。另一方面，路段出口信号中枢模块内单片机的串口4一直以指定波特率将指定存储单元(地址4)里的控制码段输出给调制电路的特定管脚，经调制电路(载波频率38kHz)调制后放大，通过红外发光二极管将指定信号发射出去，控制汽车电路控制机构中的自锁开关2关闭。

所述的供电模块，是一种简易的可充电电池，装在路段出口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块旁，用于给路段出口信号中枢模块的单片机4、路段入口信号中枢模块的单片机3和道路信号接收模块中的一体化红外接头供电。其中路段入口信号中枢模块的单片机与路段出口信号中枢模块单片机通过串行数据线相连。

所述的道路拥堵路况交互机构，其最主要功能由车内单片机1与路段入口信号中枢模块内单片机3以及路段出口信号中枢模块内单片机4三个控制单元共同实现。车内单片机1与路段入口信号中枢模块内单片机3，车内单片机1与路段出口信号中枢模块内单片机4通过无线通讯方式相连。路段入口信号中枢模块内单片机3与路段出口信号中枢模块内单片机4通过串行数据线相连。车内单片机1又通过导线与汽车电路控制机构相连，从而实现城市严重拥堵路段发动机智能自启停。

三.汽车电路控制机构

所述的汽车电路控制机构，安装在车辆内，用于触发启停系统，是实现发动机自启停功能的最后一步。

该汽车电路控制机构主要由车内单片机、开关组构成，其中：车内单片机1的引脚P1_1 通过导线与开关电路触点A相连；车内单片机1的引脚P1_2通过导线与开关电路触点B相连；车内单片机1的引脚P1_3通过导线与开关电路触点C相连。开关组由光电开关和简单逻辑门电路构成，各开关电路触点控制开关组中的各开关的开闭。

本发明提供的上述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其工作原理如下：

1.交通路口信息交互的工作原理：

该交通路口信息交互的工作，由交通路口信息交互机构和汽车电路控制机构共同实现。

参见图2，首先在各个分离道内布置多个道路信号接收模块，各个道路信号接收模块都通过导线与信号中枢模块相连。

当汽车的驾驶员踩下制动踏板时，安装在汽车的底部车架上的汽车信号发射模块中的单片机1的P3_1串行输出口以指定波特率(单片机1定时器T1作为波特率发生器，工作于工作方式2)将指定存储单元里的需要发射的码段输出给调制电路的特定管脚，经调制电路(载波频率38kHz)调制后放大，通过红外发光二极管将指定信号发射出去。道路信号接收模块在接收到该信号后，通过导线将一体化红外接头处理过的信号传递给信号中枢模块，信号通过信号处理电路处理以及解码芯片解码后送入信号中枢模块内的单片机2。该信号内含有车辆信息码等信息。

信号中枢模块内的单片机2能实现简单的定时计数功能，并且能实现简单的方波信号输出，本发明利用这一点将红绿灯大于五秒处设为触发特征区域，在该段时间内单片机2的某管脚能输出高电平信号，其它时刻都输出低电平。所以，当单片机2检测到信号中枢模块有信号输入时，根据该方向上车道上的道路信号接收模块所接收的信息和该方向红灯的触发特征区域，便可确定此时车辆处于哪条车道和该方向红灯时长情况。通过简单的逻辑电路我们即能确定开关1的控制方案，再利用单片机对其进行编码，使其的车辆信息码段一致。最后利用信号中枢模块中的单片机2输出控制脉冲，通过调制电路和驱动电路，驱动红外发光二极管进行红外遥控信号输出。汽车信号接收模块接收到红外遥控信号后，对信号进行解调， 解码。之后将处理后的信号传输给车内单片机1，车内单片机1根据该信号控制引脚P1_1的电平输出，从而控制电路模块能控制开关1的开闭。

2.拥堵路段信息交互的工作原理：

该拥堵路段信息交互的工作，由道路拥堵路段交互机构和汽车电路控制机构共同实现。

参见图3，系统首先分别在路段的入口和出口处设置路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块，两信号中枢模块之间有串行数据线相连。安装在汽车底部的汽车信号发射模块没有间断得对路面方向发射红外请求信号，信号被道路信号接收模块接收后，经过一体化红外接头处理送入路段出(入)口信号中枢模块。该信号的作用是让路段出(入)口信号中枢模块单片机产生应答控制信号。路段入口信号中枢模块控制信号内容由单片机3指定储存单元(地址3)内容决定，路段出口信号中枢模块控制信号内容由单片机4指定存储单元(地址4)内容决定。应答控制信号被汽车信号接收模块接收后，经过解调、解码等一系列处理后送人车内单片机1。汽车内单片机1根据该信号内容，制定相应的控制方案，通过改变汽车内单片机1引脚P1_2、引脚P1_3的电平输出，控制汽车电路控制机构中具有自锁功能的开关2的开闭。

当装有本系统的汽车驶入该路段入口时，安装在汽车底部的汽车信号发射模块没有间断得对路面发送红外信号，括车辆信息码等内容。路段入口信号中枢模块通过道路信号接收模块收到该红外信号后，会对该信号进行信号处理电路处理以及解码芯片解码，最后存入单片机3内的指定数据存储单元(地址1)，并且利用单片机的串口和串行数据线将指定存储单元(地址1)内容传输给路段出口信号中枢模块中的单片机4。另一方面，路段入口信号中枢模块中单片机3会对该信号产生应答控制信号，控制内容由指定存储单元(地址3)内容决定，应答控制信号控制所有通过路段入口信号中枢模块车辆的所有车内单片机1的引脚P1_2、引脚P1_3的电平输出，从而控制具有自锁功能的开关2的开闭。

当汽车到达该路段出口时，路段出口信号中枢模块通过道路信号接收模块接收来自车辆 的请求信号，信号经过信号处理电路处理以及解码芯片解码后送人单片机4。路段出口信号中枢模块中的单片机4会将该信号与路段入口信号中枢模块发送过来的多个信号进行扫描比对，若其中有两信号一致则记录该车通过路段出、入口信号中枢模块之间路程所花费的时间，从而推算出车辆的速度，若车速低于20km/h，单片机4计数器计数变量值加一，当3min内计数变量的值超过一定的阈值，则可认为道路此时的状况为严重拥堵，需要启用启停系统；变量的值未超过一定的阈值，则可认为道路此时的状况为非严重拥堵，不需要启用启停系统。每隔3min，单片机4会根据计数变量的值确定指定存储单元(地址2)内的控制码内容，并且通过串行数据线将储存于指定存储单元(地址2)的控制码发送给路段入口信号中枢模块内的单片机3，路段入口信号中枢模块内的单片机3指定存储单元(地址3)里的控制码段会被这一信号刷新。此时，路段入口信号中枢模块产生的应答控制信号内容被刷新。除此之外，路段出口信号中枢模块会对汽车发射应答控制信号，该信号内容由指定存储单元(地址4)确定，并且该信号会使通过路段出口信号中枢模块车辆的车内单片机1的引脚P1_3的输出电平变为高电平，使汽车电路控制机构中开关2恢复关闭状态。

3.汽车电路控制机构的工作原理：

参见图4，当车辆接收到交通路口交互机构或道路拥堵路段交互机构的信号中枢模块发射的信号后，处理后的信息送入车内单片机1，该单片机1控制引脚P1_1、引脚P1_2和引脚P1_3的输出电平，来控制开关组中的常闭开关1、自锁开关2的开闭。常闭开关1、自锁开关2的状态直接决定了发动机自启停系统能否正常触发。汽车因红灯停车时，红灯秒数过长，引脚P1_1高电平，常闭开关1开启，自启停功能开启；汽车驶入严重拥堵路段时，引脚P1_2高电平、引脚P1_3低电平，开关2开启并自锁，在该路段自启停功能开启；汽车驶离严重拥堵路段时，引脚P1_3高电平，开关2结束自锁，恢复常闭状态，自启停功能关闭。

表1-1 实验数据

表1-2 实验数据

Claims (9)

1.一种基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征是该系统通过判断车辆是否处于需要开启启停系统的路况，来判定发动机自动启停，从而避免不必要的发动机自动启停现象；该系统由以无线通讯方式相连的交通路口交互机构、道路拥堵路段交互机构、汽车电路控制机构组成；

所述的交通路口交互机构，由汽车信号发射模块、道路信号接收模块、信号中枢模块、汽车信号接收模块和供电模块组成，其中：汽车信号发射模块是一种红外遥控发射设备，安装在汽车的底部车架上，用于向地面方向发射红外请求信号；道路信号接收模块，主要由一体化红外接头和导线组成，铺设在车道的路面上，用于接受来自于汽车信号发射模块发射的指定信息并传输给信号中枢模块；信号中枢模块主要由解码芯片、信号处理电路、信号发射电路和单片机组成，其安装在道路两旁的建筑物或其它固定位置上，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理和产生相应的应答控制信号；汽车信号接收模块，是一种红外遥控信号接收设备，装在车辆的两侧车身上，主要由一体化红外接头和导线组成，用于接收信号中枢模块的应答信号并输送给车内单片机；所述的供电模块，是一种可充电电池，安装在信号中枢模块旁，用于给信号中枢模块中的单片机和道路信号接收模块中的一体化红外接头供电；车内单片机由车内电源进行供电。

2.根据权利要求1所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的交通路口交互机构，其最主要功能由汽车信号发射模块中的汽车内单片机和信号中枢模块中的单片机共同实现，汽车内单片机与信号中枢模块中的单片机通过无线通讯方式相连，汽车内单片机又通过导线与汽车电路控制机构相连，从而实现交通路口的发动机智能自启停。

3.根据权利要求1所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的道路拥堵路段交互机构，采用了与交通路口交互机构使用的具有相同功能的汽车信号发射模块、道路信号接收模块和汽车信号接收模块，但信号内容发生改变；还采用了路段入口信号中枢模块、路段出口信号中枢模块和供电模块。

4.根据权利要求3所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的道路拥堵路段交互机构，其最主要功能是实现城市严重拥堵路段发动机智能自启停，该功能由通过无线通讯方式相连的汽车内单片机、路段入口信号中枢模块中的单片机和路段出口信号中枢模块中的单片机共同实现，其中路段入口信号中枢模块中的单片机与路段出口信号中枢模块中的单片机通过串行数据线相连，汽车内单片机又通过导线与汽车电路控制机构相连。

5.根据权利要求3所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的路段入口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机、信号发射电路构成， 其装在进入易拥堵路段后50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理；路段入口信号中枢模块获取所需的信息后产生相应的应答控制信号。

6.根据权利要求3所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的路段出口信号中枢模块由解码芯片、信号处理电路、单片机、信号发射电路构成，其安装在即将驶出易拥堵路段前50m处，用于接收并处理道路信号接收模块传来的信息和对该信息进行处理；路段出口信号中枢模块获取所需的信息后产生相应的应答控制信号。

7.根据权利要求1所述的基于交互思维的发动机自启停智能触发系统，其特征在于所述的汽车电路控制机构，安装在车辆内，用于触发启停系统，是实现发动机自启停功能的最后一步的设备，该设备主要由开关组件、汽车内单片机构成，其中：开关组件由光电开关和简单逻辑门电路构成；汽车内单片机的引脚P1_1、引脚P1_2和引脚P1_3分别通过导线与开关组件中的电路触点A、B、C相连，各电路触点控制开关组中的各开关的开闭。

8.权利要求1至7中任一所述发动机自启停智能触发系统的用途，其特征是在实现汽车与道路情况的信息交互，通过判断车辆是否处于需要开启发动机启停的路况，从而避免不必要的发动机自启停中的应用。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于包括以下步骤：

(1)当装有本系统的车辆驶入红绿灯路口分离道的某一方向车道时，驾驶员踩下制动踏板，安装在汽车底部的汽车信号发射模块会对设置在该条道路上的道路信号接收模块发送信号，该信号码内含有车辆信息码段，车辆信息码用于确定是哪一辆汽车发出的请求信号，同时利用车辆信息码能够产生定向应答信号；

(2)当安装在该方向车道道路表面的道路信号接收模块在收到汽车发来的信号时，会将接收到的信号传递给信号中枢模块，信号中枢模块中的单片机会对该车道方向的红绿灯秒数进行确定，若红灯秒数大于5s，即对该汽车的汽车信号接收模块发射车辆内部控制电路中的常闭开关的开启信号；若红灯秒数小于5s，即对汽车信号接收模块发射车辆内部控制电路中的常闭开关的关闭信号；

(3)当汽车驶入城市拥堵路段时，车辆会对道路信号接收模块发射红外信号，路段入口信号中枢模块接收到来自道路信号接收模块的信号后会向车辆发射相应的应答控制信号，该应答控制信号能控制汽车电路控制机构中具有自锁功能的自锁开关的开闭；当汽车驶离城市拥堵路段时，车辆会对道路信号接收模块发射红外信号，路段出口信号中枢模块接收到来自道路信号接收模块的信号后会向车辆发射相应的应答控制信号，该应答控制信号能关闭汽车电路控制机构中具有自锁功能的自锁开关，使系统恢复常闭状态；

(4)同时，设置在入口和出口的路段入/出口信号中枢模块会对该路段上的车辆信息进行统计，能通过车流速度对道路情况进行分析，从而改变路段入口信号中枢模块发射信号的内容；其道路情况判断依据为：在3min内，通过路段入/出口信号中枢模块间且平均车速小于20km/h的车辆总数大于30，则认为该路段处于严重拥堵状态；

(5)汽车电路控制机构根据车内单片机触点A、触点B、触点C的电平输入，控制常闭开关和自锁开关的开闭；

(6)本系统将传统的自启停系统设为长期关闭状态，只有在交通信号灯等待时间过长和道路严重拥堵的情况下才启用其自启停功能。