CN102494124B - 一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种省油换挡算法，适用于手动变速箱汽车，所述算法包括如下步骤：获取车辆车速和油门开度；根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况；根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换。所述省油换挡算法通过获取的油门开度和车速得出最佳的换挡挡位，提示驾驶员换挡，使得的车辆的发动机转速保持在目标发动机转速附近，实现手动变速箱汽车的燃油经济性。

Description

一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统

技术领域

本发明涉及汽车驾驶领域，更具体地说，涉及一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统。

背景技术

目前，汽车的变速箱主要分为自动变速箱和手动变速箱。自动变速箱可以根据车辆的工况信息，如油门开度和车速变化，自动的进行变速；因此安装了自动变速箱的汽车，可以在汽车的驾驶过程中，比较适时的进行自动换挡，从而达到省油的目的，确保汽车燃油经济性。手动变速箱，也称手动挡，即其需要驾驶员手动拨动变速杆以改变其内齿轮啮合位置，改变传动比从而达到变速箱变速的目的；因此想使安装了自动变速箱的汽车在行驶过程中具有较好的燃油经济性，则需要驾驶员实时的注意车辆的各种工况参数，如车速变化、油门开度等，凭借驾驶员的驾驶经验判断换挡时机，从而达到省油的目的。

可以看出，手动变速箱的汽车的换挡时机是根据驾驶员的经验进行判断，这种换挡方式需要驾驶员实时注意车辆的工况信息，并由人为主观的进行换挡时机判断，其换挡的准确性难以保证，燃油经济性难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统，以解决现有手动变速箱汽车换挡准确性难以保证的问题，实现手动变速箱汽车燃油经济性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种省油换挡算法，适用于手动变速箱汽车，所述算法包括如下步骤：

A.获取车辆车速和油门开度；

B.根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况；

C.根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换。

优选的，所述步骤B中根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况具体为：

当所述获取的车辆车速大于或等于所述升挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为升挡；

当所述获取的车辆车速小于或等于所述降挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为降挡。

优选的，所述预设换挡规律数据包括：所述车辆的升挡曲线数据库和降挡曲线数据库；所述升挡曲线数据库具体为所述车辆升挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位，所述降挡曲线数据库具体为所述车辆降挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位；

所述步骤C具体为：

当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位；

当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位。

优选的，所述换挡规律数据预置有车速损失补偿策略，所述车速损失补偿策略根据力学平衡原理所得，所述步骤C具体为：

当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位；

当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位。

优选的，所述步骤B中根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况还包括：

当所述获取的车辆车速处于所述升挡速度阈值和所述降挡速度阈值之间时，则判断所述车辆保持原挡。

优选的，所述步骤C后，还包括步骤：

D.获取所述车辆的制动信号，判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断所述制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，若上述判断结果为是，则保留原挡位，否则输出所述换挡挡位。

优选的，所述步骤D后还包括步骤：

E.显示所述输出的换挡挡位。

本发明还提供一种省油换挡提示系统，所述系统包括：

数据获取模块，用于获取车辆车速和油门开度；

判断处理模块，用于根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况；

比对模块，用于根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换。

优选的，所述数据采集模块，还用于采集车辆的制动信号；

所述省油换挡提示系统还包括：

输出模块，用于判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断所述制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，并在上述判断结果为是的情况下，保留原挡位，否则，输出所述换挡挡位。

优选的，所述省油换挡提示系统还包括：

显示模块，用于显示所述输出的换挡挡位。

基于上述技术方案，本发明实施例所提供的省油换挡算法，根据车辆当前的换挡情况，将获取的油门开度和车速与预设的换挡规律数据进行比对，得出最佳的换挡挡位，以提示驾驶员换挡，从而使得的车辆的发动机转速保持在目标发动机转速附近，从而实现手动变速箱汽车的燃油经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种省油换挡算法的方法流程图；

图2为本发明一种省油换挡算法的方法细化流程图；

图3为本发明升挡时刻车速补偿原理图；

图4为本发明降挡时刻车速补偿原理图；

图5为本发明一种省油换挡算法的另一方法流程图；

图6为本发明一种省油换挡提示系统的结构框图；

图7为本发明一种省油换挡提示系统的另一结构框图。

具体实施方式

发明人通过研究发现，车辆发动机转速为影响车辆燃油经济性的一个重要因素，每台车辆都有对应的目标发动机转速，当车辆的发动机转速达到或近似达到所述目标发动机转速时，车辆油耗最小，燃油经济性最高。因此，根据车辆的工况信息，通过适时的换挡使得车辆的发动机转速保持在目标发动机转速附近，可以实现降低车辆油耗的目的，提高车辆燃油经济性。基于上述发现，发明人总结了不同车型的目标发动机转速以及相应的发送机转速换挡阈值，下表示出了HOWO-A7车型的目标发动机转速及其换挡阈值。需要说明地是，下表所示仅为便于理解本发明的换挡原理，不可认为是对本发明相应数值的取值限制。对于不同的车型，根据其不同的变速器传动比，所设定的目标发动机转速和发动机转速换挡阈值并不相同；对于相同的车型，在不同的油门开度下，其所设定的目标发动机转速和发动机转速换挡阈值也不相同；车辆目标发动机转速和发动机转速换挡阈值可根据实际应用而设定。

模式	目标发动机转速	升挡点	降挡点
				经济模式	1400rpm	≥1700rpm	≤1000rpm

可以看出，HOWO-A7车型的发动机转速升挡阈值为1700rpm(revolutions per minute，每分钟转数)，降挡阈值为1000rpm，目标发动机转速为1400rpm；当发动机转速≥1700rmp时，进行升挡操作，当发动机转速≤1000rpm时，进行降挡操作，以使发动机转速能够达到或近似达到1400rpm，实现燃油经济性；HOWO-A7车型传动比级数为1.23、1.19，跳挡级数为相邻级数之积1.4637。

发明人在实际的数据采集过程中，还发现车辆发动机转速并不如车速稳定，若将车辆发动机转速作为参数直接进行比对，会存在误差较大的情况。因此本发明采用能与车辆发动机转速相互转换的车速，替代发动机转速作为比对的参数，以减小误差。本领域技术人员知道并且可以通过车辆的变速箱速比、后桥速比和轮胎半径对车辆车速与发动机转速进行相互转换。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明旨在提供一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统，以实现实时的提示驾驶员当前车辆工况下最佳经济性燃油的变速箱挡位，提示驾驶员换挡，从而实现降低油耗，确保燃油经济性的目的。

图1为本发明一种省油换挡算法的方法流程图。参照图1，该方法可以包括如下步骤：

步骤S10、获取车辆车速和油门开度；

其中，车辆车速和油门开度的获取可通过车辆CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线获取，CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，目前大部分汽车的现场总线均为CAN总线，CAN总线被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)之间交换信息，形成汽车电子控制网络。

步骤S20、根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况；

其中，预设升挡速度阈值对应于发动机转速升挡阈值，降挡速度阈值对应于发动机转速降挡阈值，不同的油门开度下预设的升挡速度阈值和降挡速度阈值并不相同；

当前的换挡情况包括升挡、降挡和保持原挡；当所述获取的车辆车速大于或等于所述升挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为升挡；当所述获取的车辆车速小于或等于所述降挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为降挡；当所述获取的车辆车速处于所述升挡速度阈值和所述降挡速度阈值之间时，则判断所述车辆保持原挡。

步骤S30、根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于车辆的目标发动机转速，即将车辆挡位更换至所述换挡挡位，可使车辆发动机转速处于目标发动机转速附近；

所述预设换挡规律数据包括：所述车辆的升挡曲线数据库和降挡曲线数据库；所述升挡曲线数据库具体为所述车辆升挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位，所述降挡曲线数据库具体为所述车辆降挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位；

图2为本发明一种省油换挡算法的方法细化流程，结合图1和图2所示，图2所示步骤S30具体包括：

步骤S31、当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位；

步骤S32、当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位；

步骤S33、当所述获取的车辆车速处于所述升挡速度阈值和所述降挡速度阈值之间时，所述车辆保持原挡；

步骤S31、步骤S32和步骤S33为表示为不同换挡情况下的处理流程，三步骤间没有严格的时序区分。

优选的，所述预设换挡规律数据可以是参照标杆车换挡数据、根据车辆发动机MAP图，经计算机模拟优化所得。

发明人在研究中，还发现在实际换挡过程中，由于离合器分离，发动机扭矩无法传递到车轮，将造成短暂的牵引力为零，从而存在车速的损失。因 此本发明还考虑了换挡过程中的车速损失补偿，在所述换挡规律数据中预置有车速损失补偿策略，所述车速损失补偿策略根据力学平衡原理所得，参见如下公式：

Ff(摩擦力)+Fw(风力)+Fi(坡力)＝Fdrive(驱动力)-Fj(加速力)，

其中，Fdrive＝0，Fj＝-(Fj+FW+Fi)，Fj＝ma，a＝Fj/m，a为车辆加速度，与油门开度有关，m为车辆质量，j为常数；

因此，速度损失为Δvloss＝aΔt，Δt一般为1至2秒左右。

为更好的理解本发明的车速补偿原理，现以车速和发动机转速对本发明的车速补偿原理进行说明，可参见图3和图4，图3为升挡时刻车速补偿原理图，图4为降挡时刻车速补偿原理图，图中示出了各工作点所对应的车速和发动机转速。如图2和图3所示，在升挡或降挡过程中，理论的换挡点应为A点，由于存在车速损失，实际换挡点为C，换挡后工作点为D点，而换挡后的工作点D低于理论工作点E，即换挡后的工作点D所对应的发动机转速低于理论工作点E所对应的目标发动机转速，这样容易造成发动机动力不足，甚至熄火，无法确保车辆的燃油经济性，因此需要对车速进行动态补偿，根据力学平衡原理，可将理论换挡点推迟到B点，以使换挡的实际工作点为A，换挡后的实际工作点为E点，从而保证换挡后车辆行驶的动力；

优选的，可将对车辆的车速损失补偿整合入油门开度和车速所对应的换挡挡位中，以简化时序步骤，则步骤C具体可为：

当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位；

当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位。。

图5为本发明一种省油换挡算法的另一方法流程图。结合图1和图5所示，图5所示方法还包括步骤：

步骤S40、获取所述车辆的制动信号，判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断所述制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，若上述判断结果为是，则保留原挡位，否则输出所述换挡挡位；

步骤S30得出最佳换挡挡位后，还可根据实际应用，如代表驾驶员意愿的制动信号，判断是否输出所述最佳换挡挡位。

优选的，步骤S40之后还可以包括步骤：显示所述输出的换挡挡位。

优选的，步骤S40之后还可以包括步骤：在输出换挡挡位时，对驾驶员进行提示；提示方式包括但不限于声音提示和振动提示。

本发明实施例所提供的省油换挡算法，根据车辆当前的换挡情况，将获取的油门开度和车速与预设的换挡规律数据进行比对，得出最佳的换挡挡位，以提示驾驶员换挡，从而使得的车辆的发动机转速保持在目标发动机转速附近，从而实现手动变速箱汽车的燃油经济性。

图6为本发明一种省油换挡提示系统的结构框图。参照图6，所述系统包括：

数据获取模块100，用于获取车辆车速和油门开度；

其中，车辆车速和油门开度可通过车身CAN总线采集。

判断处理模块200，用于根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况；

比对模块300，用于根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换。

图7为本发明一种省油换挡提示系统的另一结构框图。结合图6和图7所示，图7所示系统还包括：

输出模块400，用于判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断所述制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，并在上述判断结果为是的情况下，保留原挡位，否则，输出所述换挡挡位；

其中，制动信号可通过数据获取模块100从CAN总线内采集。

显示模块500，用于显示所述输出的换挡挡位；

显示模块500优选为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)。

提示模块600，用于在输出模块400输出换挡挡位时，进行提示；

提示模块600优选使用声音或振动的方式进行提示。

参数修改模块700，用于根据实际应用修改相应的参数；所处参数包括但不限于目标发动机转速，升挡速度阈值，降挡速度阈值。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种省油换挡算法，适用于手动变速箱汽车，其特征在于，所述算法包括如下步骤：

A.获取车辆车速和油门开度；

B.根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断车辆当前换挡情况；

C.根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

D.获取所述车辆的制动信号，判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，若上述判断结果为是，则保留原挡位，否则输出所述换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换；

不同的油门开度下预设的升挡速度阈值和降挡速度阈值不同。

2.根据权利要求1所述的省油换挡算法，其特征在于，所述步骤B中根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况具体为：

当所述获取的车辆车速大于或等于所述升挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为升挡；

当所述获取的车辆车速小于或等于所述降挡速度阈值时，则判断所述车辆当前换挡情况为降挡。

3.根据权利要求2所述的省油换挡算法，其特征在于，所述预设换挡规律数据包括：所述车辆的升挡曲线数据库和降挡曲线数据库；所述升挡曲线数据库具体为所述车辆升挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位，所述降挡曲线数据库具体为所述车辆降挡时所述油门开度及所述车速所对应的换挡挡位；

所述步骤C具体为：

当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位；

当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的换挡挡位。

4.根据权利要求3所述的省油换挡算法，其特征在于，所述换挡规律数据预置有车速损失补偿策略，所述车速损失补偿策略根据力学平衡原理所得，所述步骤C具体为：

当所述车辆当前换挡情况为升挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述升挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位；

当所述车辆当前换挡情况为降挡时，将所述获取的车速和油门开度与所述降挡曲线数据库进行比对，得出对应的通过车速损失补偿后的换挡挡位。

5.根据权利要求2所述的省油换挡算法，其特征在于，所述步骤B中根据比对结果判断所述车辆当前换挡情况还包括：

当所述获取的车辆车速处于所述升挡速度阈值和所述降挡速度阈值之间时，则判断所述车辆保持原挡。

6.根据权利要求1所述的省油换挡算法，其特征在于，所述步骤D后还包括步骤：

E.显示所述输出的换挡挡位。

7.一种省油换挡提示系统，其特征在于，所述系统包括：

数据获取模块，用于获取车辆车速和油门开度；

判断处理模块，用于根据所述油门开度得出预设升挡速度阈值和降挡速度阈值，将所述获取的车辆车速与所述预设升挡速度阈值和降挡速度阈值进行比对，根据比对结果判断车辆当前换挡情况；

比对模块，用于根据所述车辆当前换挡情况，将所述获取的车速和油门开度，与预设换挡规律数据进行比对，得出换挡挡位；

其中，所述换挡挡位对应于所述车辆的目标发动机转速，车辆车速与发动机转速能够相互转换；

不同的油门开度下预设的升挡速度阈值和降挡速度阈值不同；

所述数据获取模块，还用于采集车辆的制动信号；

所述省油换挡提示系统还包括：

输出模块，用于判断所述制动信号的强度是否达到预设的制动信号强度，和/或，判断制动时间的长度是否达到预设的制动时间的长度，并在上述判断结果为是的情况下，保留原挡位，否则，输出所述换挡挡位。

8.根据权利要求7所述的省油换挡提示系统，其特征在于，所述省油换 挡提示系统还包括：

显示模块，用于显示所述输出的换挡挡位。