CN102602294A - 显示汽车发动机燃料经济性状态的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，通过发动机万有特性试验标定其燃料经济性状态MAP图，并预置于ECU中；通过ECU获取发动机当前的转速和扭矩，并查找所述MAP图获得当前状态下的燃料经济性状态；生成燃料经济性状态报文并通过CAN总线传输；汽车仪表从CAN总线上捕获燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。本发明，可以实时地输出当前状态下汽车发动机的燃料经济性状态，使驾驶员能够及时了解并进行有目的性的操作，使汽车发动机工作在经济油耗区，充分发挥发动机的效率，降低油耗并减少环境污染。在此基础上，本发明还提供了一种显示汽车发动机燃料经济性状态的装置。
Description
技术领域
本发明涉及电控发动机技术领域，具体涉及显示汽车发动机燃料经济性状态的方法和装置，用于实现在汽车的仪表盘上实时地显示当前状态下发动机的燃料经济性状态。
背景技术
汽车(轿车、客车以及货车等)作为一种现代交通工具，在我们的日常生活和工业生产中发挥着重要的作用。随着能源危机在全世界范围内的逐步蔓延和深化，燃油的价格不断上涨，近而造成汽车的运行成本不断增加。为此，如何充分发挥汽车发动机的效率，降低油耗并减少环境污染越来越成为人们关注的重点。
众所周知，汽车发动机都有它的经济油耗区，汽车运行在经济油耗区时，燃料燃烧最充分，动力充沛，发动机效率最高，不仅可以降低油耗，还可以减少尾气污染。因为不同发动机的经济油耗区各不相同，因此如何显示发动机是否运行在经济油耗区是降低燃油消耗、减少尾气排放的一个关键因素。
目前，汽车上配备的显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，普遍存在准确度很差的问题。例如，中国发明专利CN101498597(申请号为200910061203.0)公开了一种显示汽车油耗的方法，该方法基于电控发动机技术，发动机电控单元ECU通过传感器的采样信息来计算瞬时油耗信息，并将计算出来的瞬时油耗信息通过控制器局域网络CAN总线传输给仪表单片机，仪表单片机按照预先设定的公式对收到的瞬时油耗信息进行计算得出小计油耗值和统计油耗值，保存并指示LCD显示屏显示计算得出的小计油耗值和统计油耗值，该技术方案有利于燃油成本的记录和管理，满足司机对发动机精确喷油量掌握并控制的需求，方便司机随时监控汽车定时定距的耗油量，养成经济驾驶的习惯，对车辆的保养、运营成本的节省、环境的保护有积极作用。
经过分析可以确定，上述技术方案的依据是汽车发动机的燃料瞬时消耗率，然而无论是燃料瞬时消耗率，还是小计油耗值或统计油耗值都不能替代汽车发动机的燃料经济性状态。比如对于汽车起步后从某一低档位换至一个较高档位的换挡加速工况，全油门加速时，发动机转速从一个较低转速(比如950r/min)逐渐上升至一个较高转速(比如1700r/min)，该过程中CAN仪表中显示的瞬时油耗率是一直增加的，但是，汽车发动机的燃料经济性实际变化却是：一般→好→一般→差。显然，汽车在升挡加速过程中，燃料经济性发生了变化但是燃料瞬时消耗率却一直在增加，因此，现有技术中提供的显示汽车油耗的方法，对驾驶员的实际指导具有一定的局限性。在实际应用，驾驶员即使知道了当前状态下的汽车发动机的燃料瞬时消耗率，也不能确定当前状态下汽车发动机是否工作在经济油耗区，更无法准确地知道当前状态下，汽车发动机的燃料经济性处于何种状态。
有鉴于此，亟需针对现有技术进行改进，提供汽车发动机的燃料经济性状态，以提高对驾驶员实际操作的指导意义，使汽车发动机尽可能地工作在经济油耗区，降低油耗并减少环境污染。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，用于准确地显示当前状态下汽车发动机的燃料经济性状态，指导驾驶员合理操作，使汽车发动机尽可能地工作在经济油耗区，降低油耗。在此基础上，本发明同时还提供了显示汽车发动机燃料经济性状态的装置。
本发明提供的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，包括以下步骤：
通过发动机万有特性试验标定其燃料经济性状态MAP图，并预置于ECU中，所述燃料经济性状态MAP图中设有多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应；
通过ECU获取发动机当前的转速和扭矩，并以所述转速和扭矩为依据查找所述MAP图，从而获得当前状态下的燃料经济性状态；
将所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文并通过CAN总线传输；
汽车仪表从所述CAN总线上捕获所述燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。
优选地，所述燃料经济性状态报文具有特定的PGN值，且所述燃料经济性状态由所述燃料经济性状态报文的数据域中任一个字节的至少两位承载，所述汽车仪表根据CAN总线上的报文的PGN值捕获所述燃料经济性状态报文。
优选地，所述燃料经济性状态报文的PGN为65288，发送周期为100ms，所述汽车燃料经济性状态由最好到最差分为四级，且由所述燃料经济性状态报文数据域的第2字节的第3、4位承载。
优选地，所述燃料经济性状态由二进制的00、01、10或11级表示，00至11分别表示燃料经济性状态由最好、好、差至最差。
优选地，还包括获取发动机是否处于倒拖状态的步骤，当获取的结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
优选地，还包括获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的步骤，当获取的结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
优选地，所述汽车仪表通过点亮不同颜色的指示灯显示所述燃料经济性状态。
本发明提供的显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，包括ECU、CAD仪表、燃料经济性状态生成模块和燃料经济性报文生成模块，所述ECU上预设有汽车发动机的燃料经济性状态MAP图，所述汽车燃料经济性状态生成模块通过ECU实时获取当前发动机的转速和扭矩，并根据所述燃料经济性状态MAP图获得当前状态下的燃料经济性状态，所述燃料经济性状态MAP图中设有由最好到最差多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应；所述燃料经济性状态报文生成模块根据所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文，并通过CAN总线传输；所述汽车仪表从所述CAN总线上捕获所述燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。
优选地，还包括第一采集模块，所述第一采集模块通过ECU获取发动机是否处于倒拖状态的第一结果，当所述第一结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
优选地，还包括第二采集模块，所述第二采集模块获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的第二结果，当所述第二结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
优选地，所述CAN仪表上设有与所述燃料经济性状态一一对应的指示灯，并根据汽车当前的燃料经济性状态分别点亮相应的指示灯。
本发明提供的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，基于ECU中预设的汽车发动机的燃料经济性状态MAP图，实时地输出当前状态下汽车发动机的燃料经济性状态，并在CAN仪表上以点亮不同颜色指示灯的方式直观地显示，使驾驶员能够及时了解当前状态下汽车发动机的燃料经济性状态并进行有目的性的操作，使汽车发动机工作在经济油耗区，充分发挥发动机的效率，降低油耗并减少环境污染。
在上述方法的优选方案中，还包括获取发动机是否处于倒拖状态的步骤，通过将MAP图的输出与发动机倒拖状态进行仲裁，避免了在发动机倒拖工况下产生误判。
附图说明
图1是具体实施方式所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法中一种汽车发动机的燃料经济性状态MAP图；
图2是具体实施方式所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法流程图；
图3是具体实施方式所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法实现逻辑图。
具体实施方式
本发明基于电控发动机的ECU实现，ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)又称“行车电脑”、“车载电脑”等，其根据内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。目前匹配电控发动机的汽车上虽然配备了CAN仪表，可以显示当前状态下发动机的瞬时油耗率以及总油耗量，但是驾驶员却无法知道当前状态下发动机的燃料经济性处于什么状态。
本发明的核心在于提供一种显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其主要目的是直观地向驾驶员显示当前状态下汽车发动机的燃料经济性状态，使驾驶员能够根据当前状态下的燃料经济性状态，进行有目的性的操作以合理控制整车动作，使汽车发动机工作在经济油耗区，充分发挥发动机的效率，降低油耗并减少环境污染。下面结合具体实施例和说明书附图对本发明提供的技术方案作出进一步的详细说明，以便于本领域技术人员更好地理解。
如图2所示，显示汽车发动机燃料经济性状态的方法包括以下步骤：
步骤10：通过发动机万有特性试验标定发动机燃料经济性状态MAP图，并预置于ECU中，所述燃料经济性状态MAP图中设有由最好到最差多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应，不同的级别用于表示汽车发动机燃料经济性的不同状态。
本具体实施例中，在ECU中增加了一个16×16的发动机燃料经济性状态MAP图(横坐标和纵坐标的坐标值数量最多可为16个，横坐标为发动机转速，纵坐标为发动机内扭矩)，该MAP图的标定是在发动机性能开发的最后阶段，依据发动机燃料消耗特性等万有特性试验，通过一定的标定实现的，如图1所示，燃料经济性最好的区域标定为0，经济性次之(一般)的区域标定为1，经济性较差和最差的区域分别标定为2和3。需要说明的是，图1仅为本实施例所述汽车发动机的燃料经济性状态MAP图，应当理解，基于不同机型的内扭矩及发动机转速将形成相应的特定燃料经济性状态MAP图，图1所示燃料经济性状态MAP图并不构成对本申请保护范围的限制。
步骤20：通过ECU获取发动机当前的转速和扭矩，并以所述转速和扭矩为依据查找所述MAP图，从而获得当前状态下的燃料经济性状态，没有直接对应的转速和扭矩，则利用差值计算得出。
以图1为例，在发动机转速为1200r/min(转/分)的一列中3、2、1、0、1、2、3依次出现，各区域的划分为：内扭矩＜300Nm(牛米)时为3，300Nm≤内扭矩＜1100Nm时为2，1100Nm≤内扭矩＜1500Nm时为1，1500Nm≤内扭矩＜2100Nm时为0，2100Nm≤内扭矩＜2500Nm时为1，2500Nm≤内扭矩＜2900Nm时为2，内扭矩≥2900Nm时为3。因此，该发动机燃料经济性最好的区域在700r/min≤转速＜1300r/min、1500Nm≤内扭矩＜2100Nm，当发动机运行在该区域时燃料经济性状态MAP图的输出值为0。
而当发动机转速为600r/min、内扭矩为1200Nm时，燃料经济性状态为1，此时发动机的燃料经济性一般；当发动机转速为1600r/min、内扭矩为1000Nm时，燃料经济性状态为2，发动机的燃料经济性较差；当发动机转速为2000r/min、内扭矩为600Nm时，燃料经济性状态为3，发动机的燃料经济性最差。
步骤30：将所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文并通过CAN总线传输。
燃料经济性状态报文具有特定的PGN值，且燃料经济性状态由燃料经济性状态报文的数据域中任一个字节的至少两位承载。本具体实施例中，燃料经济性状态报文符合J1939协议，该报文的PGN＝65288，发送周期为100ms，由于汽车燃料经济性状态由最好至最差分为0、1、2、3四级，因此，燃料经济性状态由燃料经济性状态报文数据域第2字节的第3、4位承载，并分别由二进制的00、01、10或11表示燃料经济性状态最好、一般、较差和最差。
该报文的技术参数为：
系数Factor：1；
偏移量Offset：0；
范围Range：0-3。
步骤40：汽车仪表根据CAN总线上的报文的PGN值捕获所述燃料经济性状态报文，并解析获得当前状态下的燃料经济性状态，然后显示在所述汽车仪表上。
汽车仪表为CAN仪表，通过对从CAN总线上捕获的燃料经济性状态报文进行解析，可以得到该报文中数据域第2字节的第3、4位的值，并根据该值显示相应的燃料经济性状态。本实施例中采用点亮相应的指示灯的方式显示，例如，当第3、4位的值为00时，点亮绿色的指示灯；当第3、4位的值为01时，点亮蓝色的指示灯；当第3、4位的值为10时，点亮黄色的指示灯；当第3、4位的值为11时，点亮红色的指示灯。
众所周知，发动机在实际运行过程中存在倒拖工况，此工况下喷油器不会喷油，即没有燃料的消耗，而此时如果按照燃料经济性状态MAP图查找燃料经济性状态就可能出现误判的情况，为了避免这种误判情况的发生，本发明还提供了一种优选方案，在该优选方案中，还包括获取发动机是否处于倒拖状态的步骤，当获取的结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得，从而避免了在发动机工作在倒拖工况时，输出错误的燃料经济性状态。
另外，本发明提供的技术方案还可以人为地选择是否启用燃料经济性状态显示模式，需要的时候，可以人为地选择关闭该项功能。具体方法是，增加一个获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的步骤，当获取的结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。例如将用户的选择标定为一个开关量，该开关量决定了是否启用该功能，当关闭该功能后，燃料经济性状态报文中数据域第2字节的第3、4位用默认值11填充，不影响其他各位的发送。
综上所述，本发明提供的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，通过增加燃料经济性状态MAP图以及定义新的燃料经济性状态报文来实现，能覆盖发动机的各种工况，且不影响其他功能的正常使用。
在上述方法的基础上，本发明还提供了一种显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，包括ECU、CAN仪表、燃料经济性状态生成模块和燃料经济性状态报文生成模块，所述ECU上预设有汽车发动机的燃料经济性状态MAP图，所述燃料经济性状态MAP图中设有由最好至最差多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应；所述燃料经济性状态生成模块通过ECU实时获取当前发动机的转速和扭矩，并根据所述燃料经济性状态MAP图获得当前状态下的燃料经济性状态；所述燃料经济性状态报文生成模块根据所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文，并通过CAN总线传输；所述汽车仪表从所述CAN总线上捕获所述燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。
上述装置通过设置第一采集模块避免在发动机倒拖工况下，燃料经济性状态的误判。具体作法是：利用第一采集模块通过ECU获取发动机是否处于倒拖状态的第一结果，当所述第一结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图设定。
另外，上述装置还通过第二采集模块实现是否启用显示燃料经济性状态。具体作法是：利用第二采集模块获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的第二结果，当所述第二结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
最后，CAD仪表上设有与所述燃料经济性状态一一对应的指示灯，并根据汽车当前的燃料经济性状态分别点亮相应的指示灯。正如前面所述的，当燃料经济性状态报文的数据域第3、4位的值为00时，点亮绿色的指示灯；当第3、4位的值为01时，点亮蓝色的指示灯；当第3、4位的值为10时，点亮黄色的指示灯；当第3、4位的值为11时，点亮红色的指示灯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过发动机万有特性试验标定其燃料经济性状态MAP图，并预置于ECU中，所述燃料经济性状态MAP图中设有最好到最差多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应；
通过ECU获取发动机当前的转速和扭矩，并以所述转速和扭矩为依据查找所述MAP图，从而获得当前状态下的燃料经济性状态；
将所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文并通过CAN总线传输；
汽车仪表从所述CAN总线上捕获所述燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。
2.根据权利要求1所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，所述燃料经济性状态报文具有特定的PGN值，且所述燃料经济性状态由所述燃料经济性状态报文的数据域中任一个字节的至少两位承载，所述汽车仪表根据CAN总线上的报文的PGN值捕获所述燃料经济性状态报文。
3.根据权利要求2所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，所述燃料经济性状态报文的PGN为65288，发送周期为100ms，所述汽车燃料经济性状态由最好到最差分为四级，且由所述燃料经济性状态报文的数据域第2字节的第3、4位承载。
4.根据权利要求3所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，所述燃料经济性状态由二进制的00、01、10或11表示，00至11分别表示燃料经济性状态由最好、一般、较差至最差。
5.根据权利要求1所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，还包括获取发动机是否处于倒拖状态的步骤，当获取的结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
6.根据权利要求1所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，还包括获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的步骤，当获取的结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
7.根据权利要求1所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的方法，其特征在于，所述汽车仪表通过点亮不同颜色的指示灯显示所述燃料经济性状态。
8.显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，包括ECU和CAN仪表，其特征在于，还包括：
燃料经济性状态生成模块，所述ECU上预设有汽车发动机的燃料经济性状态MAP图，所述燃料经济性状态MAP图中设有由最好到最差多种级别的燃料经济性状态，且分别与该发动机转速和扭矩相对应，所述燃料经济性状态生成模块通过ECU实时获取当前发动机的转速和扭矩，并根据所述燃料经济性状态MAP图获得当前状态下的燃料经济性状态；
燃料经济性状态报文生成模块，根据所述燃料经济性状态生成燃料经济性状态报文，并通过CAN总线传输；
所述汽车仪表从所述CAN总线上捕获所述燃料经济性状态报文，解析获得当前状态下的燃料经济性状态并显示。
9.根据权利要求8所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，其特征在于，还包括第一采集模块，所述第一采集模块通过ECU获取发动机是否处于倒拖状态的第一结果，当所述第一结果为发动机处于倒拖状态时，设定所述燃料经济性状态为最好；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
10.根据权利要求8所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，其特征在于，还包括第二采集模块，所述第二采集模块获取是否启用显示汽车发动机燃料经济性状态的第二结果，当所述第二结果为不启用显示汽车发动机燃料经济性状态时，设定所述燃料经济性状态为最差；否则，所述燃料经济性状态根据所述MAP图获得。
11.根据权利要求8所述的显示汽车发动机燃料经济性状态的装置，其特征在于，所述CAN仪表上设有与所述燃料经济性状态一一对应的指示灯，并根据当前状态下的燃料经济性状态分别点亮相应的指示灯。
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