汽車ecu換檔提示方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車ECU換檔提示方法，ECU接收曲軸位置傳感器、車速傳感器、離合器開關(guān)、油門踏板位置傳感器信號，其特征在于：根據(jù)發(fā)動機的萬有特性曲線，確定最佳換檔發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍為n1—n2，分別計算出n1和n2在各檔位時所對應的最低換檔車速和最高換檔車速；ECU執(zhí)行換檔提示策略，比較當前車速當前檔位下的燃油消耗率和當前車速相鄰檔位下的燃油消耗率，同時結(jié)合當前檔位下的最低換檔車速和最高換檔車速，判斷是否需要換檔，由ECU輸出換檔提示信號。
【專利說明】汽車ECU換檔提示方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車E⑶換檔提示方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對于手動擋汽車，駕駛員駕駛習慣對于汽車油耗的影響可達10%。如果有一種方法能夠?qū)τ隈{駛習慣不好的駕駛者進行換擋提示，就可以大大降低燃油消耗，通過汽車換擋提示系統(tǒng)可以實現(xiàn)這一目的。現(xiàn)有的換擋提示方法存在的不足之處在于，一是需增加額外的換擋提示控制器，成本增加；同時新增控制器還需要與其它傳感器或者控制器交互，實現(xiàn)方案相對復雜；二是換擋提示策略中不夠完善，僅通過車速計算換擋情況，過于簡單，降低燃油消耗的效果不夠顯著。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于提供一種汽車ECU換檔提示方法，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，并且能夠達到顯著降低燃油消耗的效果。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:
一種汽車ECU換檔提示方法，ECU接收曲軸位置傳感器、車速傳感器、離合器開關(guān)、油門踏板位置傳感器信號，其特征在于:根據(jù)發(fā)動機的萬有特性曲線，確定最佳換檔發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍為nl—n2，分別計算出nl和n2在各檔位時所對應的最低換檔車速和最高換檔車速；ECU執(zhí)行換檔提示策略，比較當前車速當前檔位下的燃油消耗率和當前車速相鄰檔位下的燃油消耗率，同時結(jié)合當前檔位下的最低換檔車速和最高換檔車速，判斷是否需要換檔，由ECU輸出換檔提示信號。
[0005]根據(jù)當前車速獲得當前檔位對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，結(jié)合油門開度，獲得當前車速當前檔位下的燃油消耗率；根據(jù)當前車速獲得相鄰檔位對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，結(jié)合油門開度，獲得當前車速相鄰檔位下的燃油消耗率。
[0006]換檔提示策略具體包括以下步驟，
步驟1:換檔提示策略開始；
步驟2:計算當前檔位G ；
步驟3:判斷當前車速是否大于等于由G檔位升到G+1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟4，如果不是則執(zhí)行步驟7 ；
步驟4:計算當前車速下，G檔位和G+1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G+1檔位的燃油消耗率F2，判斷F2是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟6 ；
步驟5:提示G檔位升到G+1檔位；
步驟6:判斷當前車速是否大于等于G檔位升到G+1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟I ;
步驟7:判斷當前車速是否小于G檔位降到G-1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟8，如果不是則執(zhí)行步驟I;
步驟8:計算當前車速下，G檔位和G-1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G-1檔位的燃油消耗率F3，判斷F3是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟10 ；
步驟9:提示G檔位降到G-1檔位；
步驟10:判斷當前車速是否小于或等于G檔位降到G-1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟I。
[0007]E⑶可通過CAN或者PIN線將換檔提示信號傳遞給儀表，進行換檔提示信息顯示。
[0008]E⑶可通過CAN或者PIN線將換檔提示信號傳遞給語音裝置，進行語音提示。
[0009]車速、檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算公式如下，

2XBXR?, ^ ^
t Γ 3.6ΧπΧη ~1-25.4XD
V — - X ——MiH-
60100XRzXRd
式中，V為車速，N為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，B為輪胎寬,Rk輪胎寬高比，D為輪轂直徑，Rz為變速箱主減速比,Rd為變速箱對應的擋位速比。
[0010]本發(fā)明具有的有益效果:
本發(fā)明汽車換擋提示由ECU來實現(xiàn)，不需另外增設(shè)控制器，易于實現(xiàn)，能夠有效降低成本。ECU為發(fā)動機電子控制單元，每輛車上都有這樣一個控制器，ECU接收曲軸位置傳感器、車速傳感器、離合器開關(guān)、油門踏板位置傳感器等信號，本身具有檔位計算策略功能，可以非常容易的實現(xiàn)換擋提示策略。ECU通過完善的換擋提示策略算法計算出最佳換擋信息，通過CAN或者PIN線傳遞給儀表，由儀表對駕駛者進行提示，也可以通過語音裝置進行語音提示。
[0011]本發(fā)明為基于車速-燃油消耗率的換擋提示策略。每個車型的檔位速比不同，每個車型使用的發(fā)動機不同。根據(jù)車輛的檔位速比計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速對應的關(guān)系，根據(jù)發(fā)動機萬有特性曲線，可以知道發(fā)動機運轉(zhuǎn)最佳油耗區(qū)對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷(可以用油門開度表征，也可以用扭矩或者充氣效率表征)。依據(jù)當前檔位車速和負荷，根據(jù)萬有特性曲線，計算當前燃油消耗率，與相鄰檔位相同車速下的燃油消耗率進行比較，根據(jù)情況確定最佳燃油消耗檔位，并進行提示，從而最大限度內(nèi)實現(xiàn)降低燃油消耗，達到顯著的降低燃油消耗效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為實現(xiàn)本發(fā)明方法的電路原理框圖；
圖2為本發(fā)明換檔提示策略流程圖；
圖3為某汽車車型各檔位車速-轉(zhuǎn)速對照示意圖；
圖4為某汽車發(fā)動機萬有特性曲線圖；
圖5為燃油消耗率特性圖表。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，E⑶接收曲軸位置傳感器、車速傳感器、離合器開關(guān)、油門踏板位置傳感器信號，此為現(xiàn)有技術(shù)，E⑶執(zhí)彳了換檔提不策略，E⑶可通過CAN或者PIN線將換檔提不信號傳遞給儀表，進行換檔提示信息顯示，也可通過CAN或者PIN線將換檔提示信號傳遞給語音裝置，進行語音提示，本實施例中，通過儀表提示，即僅在現(xiàn)有儀表板上增加換擋提示顯示屏即可。
[0014](一)根據(jù)發(fā)動機的萬有特性曲線，確定最佳換檔發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍為nl—n2，分別計算出nl和n2在各檔位時所對應的最低換檔車速和最高換檔車速。
[0015]車速、檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算公式如下，
2XBXRI, 一 ^
3.6ΧπΧη ~~+25.4XD
/ - - w IUU_
60100XRzXRd
式中，V為車速，N為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，B為輪胎寬,Rk輪胎寬高比，D為輪轂直徑,Ez為變速箱主減速比,Rd為變速箱對應的擋位速比。
[0016]以某車型為例:輪胎規(guī)格235/60R16，主減速比4.313，1、2、3、4、5擋對應的檔位速比分別為:3.583,2.503、1.379、1.03,0.821，通過計算獲得的車速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如圖3所不。
[0017]如圖4所示，為該車型發(fā)動機的萬有特性曲線圖。圖中不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和扭矩(可用負荷，即油門大小表征)，對應的燃油消耗率不同。對于燃油經(jīng)濟性而言，該發(fā)動機工作的最佳燃油消耗區(qū)為，燃油消耗率小于300g/kwh曲線包圍的區(qū)域。圖5為燃油消耗率特性MAP表，表中具體數(shù)值根據(jù)車型選用的發(fā)動機特性標定獲得，其中橫坐標為發(fā)動機轉(zhuǎn)速、縱坐標為油門開度。
[0018]以圖4發(fā)動機的萬有特性曲線為例，最佳換擋發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍為nl和n2，得到nl=1750Rpm(約值)，n2=2750Rpm(約值)。從圖5萬有特性MAP可知，nl?n2之間，燃油消耗率處于最佳范圍，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于nl時，換擋不會引起脫擋的發(fā)生。因此，本發(fā)明換擋策略就是以nl?n2范圍設(shè)計。
[0019]根據(jù)上述的車速、檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算公式，分別計算出該車型nl和n2在各檔位時對應的車速，如下表(表I)所示。
I I I 2 I 3 I 4 I 5
nl _ Vll ~ Y12 — Vl 3Vl 4Vl 5
n2V21V22丨 V24V25
表I
[0020]根據(jù)圖3各檔位車速、轉(zhuǎn)速關(guān)系圖，可確定表I中的相應車速值，如下表(表2)所示。
I I I 2 I 3 I 4 I 5 nl(!750) 8.7 — 12.5 22.7 30.438
n2(2750) 13.7 19.6 35.T 47.7 59.9
表2[0021 ] 由表2可以確定此車型的換擋車速范圍，如下表(表3)所示，這樣就可以通過標定把不同車型的換擋轉(zhuǎn)速范圍確定。
17*22733/M4/5
最低換擋車速__12.5__19.6__30.7__38_
最高換擋車速 13.722.735.747.7
表3
[0022]以該車型為例，本發(fā)明的換檔策略為:
當檢測到當前檔位為I檔的時候，如果車速大于或者等于12.5km/h時，通過車速、檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算公式，計算出當前車速對應的1、2檔發(fā)動機轉(zhuǎn)速，然后結(jié)合油門開度，通過燃油油耗率特性MAP (圖5)，得到在當前車速下I檔、2檔對應的燃油消耗率Fl和F2，如果F2 < F1，則提示I檔升2檔。另外，當檢測到當前檔位為I檔的時候，如果車速大于或者等于13.7km/h時，則提示I檔升2檔。也就是說，最低換檔車速需與燃油消耗率結(jié)合計算升檔信息，而最高換檔車速則直接強制升檔。2升3檔，3升4檔，4升5檔算法相同。降檔策略則反之，即最高換檔車速結(jié)合燃油消耗率作為降檔計算，而最低換檔車速用作直接強制降檔。
[0023]如圖2所示，換檔提示策略具體包括以下步驟，
步驟1:換檔提示策略開始；
步驟2:計算當前檔位G ；
步驟3:判斷當前車速是否大于等于由G檔位升到G+1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟4，如果不是則執(zhí)行步驟7 ；
步驟4:計算當前車速下，G檔位和G+1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G+1檔位的燃油消耗率F2，判斷F2是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟6 ；
步驟5:提示G檔位升到G+1檔位；
步驟6:判斷當前車速是否大于等于G檔位升到G+1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟I ;
步驟7:判斷當前車速是否小于G檔位降到G-1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟8，如果不是則執(zhí)行步驟I;
步驟8:計算當前車速下，G檔位和G-1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G-1檔位的燃油消耗率F3，判斷F3是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟10 ；
步驟9:提示G檔位降到G-1檔位；
步驟10:判斷當前車速是否小于或等于G檔位降到G-1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟I。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車ECU換檔提示方法，ECU接收曲軸位置傳感器、車速傳感器、離合器開關(guān)、油門踏板位置傳感器信號，其特征在于:根據(jù)發(fā)動機的萬有特性曲線，確定最佳換檔發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍為nl—n2，分別計算出nl和n2在各檔位時所對應的最低換檔車速和最高換檔車速； ECU執(zhí)行換檔提示策略，比較當前車速當前檔位下的燃油消耗率和當前車速相鄰檔位下的燃油消耗率，同時結(jié)合當前檔位下的最低換檔車速和最高換檔車速，判斷是否需要換檔，由ECU輸出換檔提示信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車ECU換檔提示方法，其特征在于:根據(jù)當前車速獲得當前檔位對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，結(jié)合油門開度，獲得當前車速當前檔位下的燃油消耗率；根據(jù)當前車速獲得相鄰檔位對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，結(jié)合油門開度，獲得當前車速相鄰檔位下的燃油消耗率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車ECU換檔提示方法，其特征在于:換檔提示策略具體包括以下步驟， 步驟1:換檔提示策略開始； 步驟2:計算當前檔位G ； 步驟3:判斷當前車速是否大于等于由G檔位升到G+1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟4，如果不是則執(zhí)行步驟7 ； 步驟4:計算當前車速下，G檔位和G+1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G+1檔位的燃油消耗率F2，判斷F2是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟6 ； 步驟5:提示G檔位升到G+1檔位； 步驟6:判斷當前車速是否大于等于G檔位升到G+1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟5，如果不是則執(zhí)行步驟I ; 步驟7:判斷當前車速是否小于G檔位降到G-1檔位時的最高換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟8，如果不是則執(zhí)行步驟I; 步驟8:計算當前車速下，G檔位和G-1檔位所對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，再結(jié)合油門開度，獲得當前車速下，G檔位的燃油消耗率Fl和G-1檔位的燃油消耗率F3，判斷F3是否小于Fl，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟10 ； 步驟9:提示G檔位降到G-1檔位； 步驟10:判斷當前車速是否小于或等于G檔位降到G-1檔位時的最低換擋車速，如果是則執(zhí)行步驟9，如果不是則執(zhí)行步驟I。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車ECU換檔提示方法，其特征在于:ECU可通過CAN或者PIN線將換檔提示信號傳遞給儀表，進行換檔提示信息顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車ECU換檔提示方法，其特征在于:ECU可通過CAN或者PIN線將換檔提示信號傳遞給語音裝置，進行語音提示。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項所述的汽車ECU換檔提示方法，其特征在于:車速、檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速換算公式如下，
2XBxRb ^
t T 3.6XtiXn ~7Γ7； 1-25.4XD
V = - X ~—-
60100XRzXRd 式中，V為車速，N為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，B為輪胎寬,Rk輪胎寬高比，D為輪轂直徑,Rz為變速箱主減速比,Rd為變速箱對應的擋位速比。
【文檔編號】B60R16/02GK104196995SQ201410416501
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】祁克光 申請人:奇瑞汽車股份有限公司