专利名称：一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统和方法
技术领域：
本发明涉及车辆领域，更具体的说是涉及一种发动机驱动车辆经济行驶档位的确认系统和方法。
背景技术：
随着当前油价的高涨，节能减排和低碳生活已在国内外受到广泛的关注，其中汽车的油耗与排放则成为城市最重要的燃油消耗与污染来源之一。除了鼓励人们更多采用公共交通工具以外，如何降低车辆油耗也成为一大重点，通过采用高效的发动机和执行更严格的排放标准都能够改善车辆的油耗与排放，同时让驾驶者采用更节油的驾驶方式也能显著的降低车辆的油耗。据福特公司研究表明，经过节油驾驶培训的驾驶员短期内能降低燃油消耗25%，在一到一年半的长时间内比未经过培训的驾驶员节油15%。但随着时间越长，培训的效果逐渐降低，开发一种能够随时培训、提醒司机节油驾驶的技术具有很高的价值。针对上述考虑，中国发明专利申请201010157270.5公开了柴油整车经济档位及经济车速段智能提醒装置，其基于车辆等速油耗曲线上的数据来确定当前车速下的经济档位，并通过显示模块来告知驾驶人员；但是由于其在实施时，需先通过整车实验或整车计算软件CRUISE模拟计算，确定满载和空载状态下，各档等速时的扭矩(用于整车载荷判断);又还要实验或模拟计算出各个载荷、各个档位下的等速油耗曲线(用于经济车速段判断依据)；故其会存在如下缺陷:
一、其计算结果的准确性完全依赖于仿真的计算结果，而仿真的计算结果不可避免会存在偏差，故会影响到结果的准确性；
二、由于其需要存储大量的等速油耗曲线，故需要较多的处理器和存储资源，从而具有占据空间大和成本高的问题；
三、其对于不同配置的车辆、售出后车辆配置变更、或者因磨损等因素而导致动力参数改变的情形，还必须重新计算等速油耗曲线，从而具有实际应用受限的问题。有鉴于此，本发明人针对现有经济档位提醒装置的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，以解决现有技术中存在准确性差、数据量大以及实际应用范围窄的问题。为了达成上述目的，本发明的解决方案是:
一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，其中，包括数据处理器以及与数据处理器相连的车辆运行数据采集模块、结果输出模块和配置存储器，该配置存储器中存储有发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径，该车辆运行数据采集模块采集车辆的当前车速、发动机转速和发动机扭矩并传输至数据处理器，该数据处理器则在调用配置存储器中发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比和轮胎滚动半径的基础上确定当前档位和经济档位，该数据处理器在经济档位不等于当前档位时通过结果输出模块输出经济档位。进一步，该档位确认系统还包括与配置存储器相连的车辆信息配置模块，该车辆信息配置模块接收车辆配置的数据信息并将数据信息转换为万有特性曲线、速比及轮胎滚动半径而存储在配置存储器中。进一步，该车辆配置的数据信息包括发动机型号、变速箱型号、主减速比及轮胎滚动半径。进一步，该档位确认系统还包括显示设备，该显示设备与结果输出模块相连而将经济档位显示出来。本发明的第二目的在于提供一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认方法，其包括如下步骤:
①、预存车辆的发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径；
②、采集车辆行驶时的发动机转速、发动机扭矩以及车速；
③、根据发动机转速、轮胎滚动半径、车速以及主减速比计算出当前速比，并根据变速箱各档速比判断出当前档位；
④、模拟换挡并计算出其它档位下的发动机转速和发动机扭矩；
⑤、基于发动机万有特性中燃油消耗率曲线，计算出各个档位下的燃油消耗率；比较各个档位的燃油消耗率，并基于最小燃油消耗率而确定出经济档位；
⑥、判断该经济档位是否为当前档位，若不是则输出经济档位。进一步，在步骤④中，若某一档位计算出来的发动机转速和发动机扭矩落在发动机万有特性曲线之外，则在步骤⑤中取消对该档位的燃油消耗率计算。采用上述结构后，本发明所需求的万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径等参数均可以由相应总成生产厂家准确提供，而车辆运行数据则可以通过相应电控系统通信取得，故与现有技术相比，本发明不需要通过整车动力参数的仿真计算或整车试验，所需数据易于取得能快速适应车辆配置的变更，从而使得本发明在准确性、占据空间以及实际应用范围等方面均优于现有技术；同时本发明亦能实时判断车辆经济档位，改变司机不良驾驶行为，起到降低油耗的作用。
图1为本发明涉及一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统较佳实施例的结构原理框 图2为本发明较佳实施例中发动机万有特性曲线的示意 图3为本发明涉及档位确认方法较佳实施例在判断经济档位时的流程图。图中:
档位确认系统100
数据处理器1车辆运行数据采集模块 2
结果输出模块3配置存储器4
车辆信息配置模块 5显示设备6。
具体实施例方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。如图1所示，本发明涉及的一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统100，其至少包括数据处理器1、车辆运行数据采集模块2、结果输出模块3和配置存储器4，该数据处理器I为整个档位确认系统100的处理核心，其具体可以采用诸如单片机等微处理器来实现，该车辆运行数据采集模块2、结果输出模块3和配置存储器4则均与微处理器相连。该配置存储器4中存储有发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径。优选地，为了具有更大的应用范围，该档位确认系统100还包括车辆信息配置模块5，该车辆信息配置模块5与配置存储器4相连，如此该车辆信息配置模块5可以接收车辆配置的数据信息并将数据信息转换为万有特性曲线、速比及轮胎滚动半径而存储在配置存储器4中；该车辆配置的数据信息即为发动机型号、变速箱型号、主减速比及轮胎滚动半径。该车辆运行数据采集模块2采集车辆的当前车速、发动机转速和发动机扭矩并传输至数据处理器1，其具体是通过总线和传感器信号来实现。该数据处理器I则调用配置存储器4中发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比和轮胎滚动半径，并结合车辆运行数据采集模块2获得的当前车速、发动机转速和发动机扭矩，而确定当前档位和经济档位，并且在经济档位不等于当前档位时，通过结果输出模块3输出经济档位。具体地，该档位确认系统100还包括显示设备6，该显示设备6与结果输出模块3相连而将经济档位显示出来。为了让本发明能够更加清楚地被公开，本发明还提供一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认方法，其包括如下步骤:
①、预存车辆的发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径；
②、采集车辆行驶时的发动机转速、发动机扭矩以及车速；
③、根据发动机转速、轮胎滚动半径、车速以及主减速比计算出当前速比，并根据变速箱各档速比判断出当前档位；
④、模拟换挡并计算出其它档位下的发动机转速和发动机扭矩；
⑤、基于发动机万有特性中燃油消耗率曲线，计算出各个档位下的燃油消耗率；比较各个档位的燃油消耗率，并基于最小燃油消耗率而确定出经济档位；
⑥、判断该经济档位是否为当前档位，若不是则输出经济档位。优选地，在步骤④中，若某一档位计算出来的发动机转速和发动机扭矩落在发动机万有特性曲线之外，则在步骤⑤中取消对该档位的燃油消耗率计算。下面结合图2和图3所示出的具体实施例来具体阐述上述档位确认方法，如图2所示，其为一个具有四档变速箱车辆中发动机的万有特性曲线。当前档位为2档，其发动机转速为a，工作点为A。在车速不变的前提下，发动机输出功率不变，不同档位下发动机转速值分别是图中b，c，d，三条转速线与经过A点的等功率线P的交点，即是发动机在当前车速下不同档位的工作点，B、C、D三点。其中C点在发动机外特性以外，说明当前车速下发动机不能工作在C点档位下，即在进行燃油消耗率计算时予以排除。在万有特性曲线图上，越靠近中心的点，其燃油消耗率越低，发动机经济性越好，由图可知B点发动机燃油消耗率最低，其车辆百公里油耗:
权利要求
1.一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，其特征在于，包括数据处理器以及均与数据处理器相连的车辆运行数据采集模块、结果输出模块和配置存储器，该配置存储器中存储有发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径，该车辆运行数据采集模块采集车辆的当前车速、发动机转速和发动机扭矩并传输至数据处理器，该数据处理器则在调用配置存储器中发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比和轮胎滚动半径的基础上确定当前档位和经济档位，该数据处理器在经济档位不等于当前档位时通过结果输出模块输出经济档位。
2.如权利要求1所述的一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，其特征在于，该档位确认系统还包括与配置存储器相连的车辆信息配置模块，该车辆信息配置模块接收车辆配置的数据信息并将数据信息转换为万有特性曲线、速比及轮胎滚动半径而存储在配置存储器中。
3.如权利要求2所述的一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，其特征在于，该车辆配置的数据信息包括发动机型号、变速箱型号、主减速比及轮胎滚动半径。
4.如权利要求1所述的一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统，其特征在于，该档位确认系统还包括显示设备，该显示设备与结果输出模块相连而将经济档位显示出来。
5.一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认方法，其特征在于，包括如下步骤: ①、预存车辆的发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径； ②、采集车辆行驶时的发动机转速、发动机扭矩以及车速； ③、根据发动机转速、轮胎滚动半径、车速以及主减速比计算出当前速比，并根据变速箱各档速比判断出当前档位； ④、模拟换挡并计算出其它档位下的发动机转速和发动机扭矩； ⑤、基于发动机万有特性中燃油消耗率曲线，计算出各个档位下的燃油消耗率；比较各个档位的燃油消耗率，并基于最小燃油消耗率而确定出经济档位； ⑥、判断该经济档位是否为当前档位，若不是则输出经济档位。
6.如权利要求5所述的一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认方法，其特征在于，在步骤④中，若某一档位计算出来的发动机转速 和发动机扭矩落在发动机万有特性曲线之夕卜，则在步骤⑤中取消对该档位的燃油消耗率计算。
全文摘要
本发明公开一种发动机驱动车辆经济行驶档位确认系统和方法，该档位确认系统包括数据处理器、车辆运行数据采集模块、结果输出模块和配置存储器，该配置存储器中存储有发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比以及轮胎滚动半径，该车辆运行数据采集模块采集车辆的当前车速、发动机转速和发动机扭矩并传输至数据处理器，该数据处理器则在调用配置存储器中发动机万有特性曲线、变速箱各档速比、主减速比和轮胎滚动半径的基础上确定当前档位和经济档位，该数据处理器在经济档位不等于当前档位时通过结果输出模块输出经济档位。本发明能实时判断车辆经济档位，改变司机不良驾驶行为，起到降低油耗的作用。
文档编号B60R16/02GK103213544SQ20121001825
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者陈晓冰, 徐一凡, 叶伟宏, 周方明, 刘强生 申请人:厦门金龙联合汽车工业有限公司