CN104196995A - 汽车ecu换档提示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车ECU换档提示方法，ECU接收曲轴位置传感器、车速传感器、离合器开关、油门踏板位置传感器信号，其特征在于：根据发动机的万有特性曲线，确定最佳换档发动机转速范围为n1—n2，分别计算出n1和n2在各档位时所对应的最低换档车速和最高换档车速；ECU执行换档提示策略，比较当前车速当前档位下的燃油消耗率和当前车速相邻档位下的燃油消耗率，同时结合当前档位下的最低换档车速和最高换档车速，判断是否需要换档，由ECU输出换档提示信号。

Description

汽车ECU换档提示方法
技术领域
本发明涉及一种汽车ECU换档提示方法。
背景技术
对于手动挡汽车，驾驶员驾驶习惯对于汽车油耗的影响可达10%。如果有一种方法能够对于驾驶习惯不好的驾驶者进行换挡提示，就可以大大降低燃油消耗，通过汽车换挡提示系统可以实现这一目的。现有的换挡提示方法存在的不足之处在于，一是需增加额外的换挡提示控制器，成本增加；同时新增控制器还需要与其它传感器或者控制器交互，实现方案相对复杂；二是换挡提示策略中不够完善，仅通过车速计算换挡情况，过于简单，降低燃油消耗的效果不够显著。
发明内容
本发明目的在于提供一种汽车ECU换档提示方法，结构简单，易于实现，并且能够达到显著降低燃油消耗的效果。
实现本发明目的的技术方案：
一种汽车ECU换档提示方法，ECU接收曲轴位置传感器、车速传感器、离合器开关、油门踏板位置传感器信号，其特征在于：根据发动机的万有特性曲线，确定最佳换档发动机转速范围为n1—n2，分别计算出n1和n2在各档位时所对应的最低换档车速和最高换档车速；
ECU执行换档提示策略，比较当前车速当前档位下的燃油消耗率和当前车速相邻档位下的燃油消耗率，同时结合当前档位下的最低换档车速和最高换档车速，判断是否需要换档，由ECU输出换档提示信号。
根据当前车速获得当前档位对应的发动机转速，结合油门开度，获得当前车速当前档位下的燃油消耗率；根据当前车速获得相邻档位对应的发动机转速，结合油门开度，获得当前车速相邻档位下的燃油消耗率。
换档提示策略具体包括以下步骤,
步骤1：换档提示策略开始；
步骤2：计算当前档位G；
步骤3：判断当前车速是否大于等于由G档位升到G+1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤4，如果不是则执行步骤7；
步骤4：计算当前车速下，G档位和G+1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G+1档位的燃油消耗率F2，判断F2是否小于F1，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤6；
步骤5：提示G档位升到G+1档位；
步骤6：判断当前车速是否大于等于G档位升到G+1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤1；
步骤7：判断当前车速是否小于G档位降到G-1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤8，如果不是则执行步骤1；
步骤8：计算当前车速下，G档位和G-1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G-1档位的燃油消耗率F3，判断F3是否小于F1，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤10；
步骤9：提示G档位降到G-1档位；
步骤10：判断当前车速是否小于或等于G档位降到G-1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤1。
ECU可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给仪表，进行换档提示信息显示。
ECU可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给语音装置，进行语音提示。
车速、档位、发动机转速换算公式如下，
式中，V为车速，N为发动机转速，B为轮胎宽，轮胎宽高比，D为轮毂直径，为变速箱主减速比，为变速箱对应的挡位速比。 
本发明具有的有益效果：
本发明汽车换挡提示由ECU来实现，不需另外增设控制器，易于实现，能够有效降低成本。ECU为发动机电子控制单元，每辆车上都有这样一个控制器，ECU接收曲轴位置传感器、车速传感器、离合器开关、油门踏板位置传感器等信号，本身具有档位计算策略功能，可以非常容易的实现换挡提示策略。ECU通过完善的换挡提示策略算法计算出最佳换挡信息，通过CAN或者PIN线传递给仪表，由仪表对驾驶者进行提示，也可以通过语音装置进行语音提示。
本发明为基于车速-燃油消耗率的换挡提示策略。每个车型的档位速比不同，每个车型使用的发动机不同。根据车辆的档位速比计算出发动机转速和车速对应的关系，根据发动机万有特性曲线，可以知道发动机运转最佳油耗区对应的发动机转速和负荷（可以用油门开度表征，也可以用扭矩或者充气效率表征）。依据当前档位车速和负荷，根据万有特性曲线，计算当前燃油消耗率，与相邻档位相同车速下的燃油消耗率进行比较，根据情况确定最佳燃油消耗档位，并进行提示，从而最大限度内实现降低燃油消耗，达到显著的降低燃油消耗效果。 
附图说明
图1为实现本发明方法的电路原理框图；
图2为本发明换档提示策略流程图；
图3为某汽车车型各档位车速-转速对照示意图；
图4为某汽车发动机万有特性曲线图；
图5为燃油消耗率特性图表。
具体实施方式
如图1所示，ECU接收曲轴位置传感器、车速传感器、离合器开关、油门踏板位置传感器信号，此为现有技术，ECU执行换档提示策略，ECU可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给仪表，进行换档提示信息显示，也可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给语音装置，进行语音提示，本实施例中，通过仪表提示，即仅在现有仪表板上增加换挡提示显示屏即可。
（一）根据发动机的万有特性曲线，确定最佳换档发动机转速范围为n1—n2，分别计算出n1和n2在各档位时所对应的最低换档车速和最高换档车速。
车速、档位、发动机转速换算公式如下，
式中，V为车速，N为发动机转速，B为轮胎宽，轮胎宽高比，D为轮毂直径，为变速箱主减速比，为变速箱对应的挡位速比。
以某车型为例：轮胎规格235/60R16，主减速比4.313,1、2、3、4、5挡对应的档位速比分别为：3.583、2.503、1.379、1.03、0.821，通过计算获得的车速与发动机转速之间的关系如图3所示。
如图4所示，为该车型发动机的万有特性曲线图。图中不同的发动机转速和扭矩（可用负荷，即油门大小表征），对应的燃油消耗率不同。对于燃油经济性而言，该发动机工作的最佳燃油消耗区为，燃油消耗率小于300g/kwh曲线包围的区域。图5为燃油消耗率特性MAP表，表中具体数值根据车型选用的发动机特性标定获得，其中横坐标为发动机转速、纵坐标为油门开度。
以图4发动机的万有特性曲线为例，最佳换挡发动机转速范围为n1和n2，得到n1=1750Rpm(约值)，n2=2750Rpm(约值)。从图5万有特性MAP可知，n1～n2之间，燃油消耗率处于最佳范围，且发动机转速大于n1时，换挡不会引起脱挡的发生。因此，本发明换挡策略就是以n1～n2范围设计。
根据上述的车速、档位、发动机转速换算公式，分别计算出该车型n1和n2在各档位时对应的车速，如下表（表1）所示。
根据图3各档位车速、转速关系图，可确定表1中的相应车速值，如下表（表2）所示。
由表2可以确定此车型的换挡车速范围，如下表（表3）所示，这样就可以通过标定把不同车型的换挡转速范围确定。
以该车型为例，本发明的换档策略为：
当检测到当前档位为1档的时候，如果车速大于或者等于12.5km/h时，通过车速、档位、发动机转速换算公式，计算出当前车速对应的1、2档发动机转速，然后结合油门开度，通过燃油油耗率特性MAP（图5），得到在当前车速下1档、2档对应的燃油消耗率F1和F2，如果F2＜F1，则提示1档升2档。另外，当检测到当前档位为1档的时候，如果车速大于或者等于13.7km/h时，则提示1档升2档。也就是说，最低换档车速需与燃油消耗率结合计算升档信息，而最高换档车速则直接强制升档。2升3档，3升4档，4升5档算法相同。降档策略则反之，即最高换档车速结合燃油消耗率作为降档计算，而最低换档车速用作直接强制降档。
如图2所示，换档提示策略具体包括以下步骤,
步骤1：换档提示策略开始；
步骤2：计算当前档位G；
步骤3：判断当前车速是否大于等于由G档位升到G+1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤4，如果不是则执行步骤7；
步骤4：计算当前车速下，G档位和G+1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G+1档位的燃油消耗率F2，判断F2是否小于F1，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤6；
步骤5：提示G档位升到G+1档位；
步骤6：判断当前车速是否大于等于G档位升到G+1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤1；
步骤7：判断当前车速是否小于G档位降到G-1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤8，如果不是则执行步骤1；
步骤8：计算当前车速下，G档位和G-1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G-1档位的燃油消耗率F3，判断F3是否小于F1，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤10；
步骤9：提示G档位降到G-1档位；
步骤10：判断当前车速是否小于或等于G档位降到G-1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤1。

Claims (6)

1.一种汽车ECU换档提示方法，ECU接收曲轴位置传感器、车速传感器、离合器开关、油门踏板位置传感器信号，其特征在于：根据发动机的万有特性曲线，确定最佳换档发动机转速范围为n1—n2，分别计算出n1和n2在各档位时所对应的最低换档车速和最高换档车速；
ECU执行换档提示策略，比较当前车速当前档位下的燃油消耗率和当前车速相邻档位下的燃油消耗率，同时结合当前档位下的最低换档车速和最高换档车速，判断是否需要换档，由ECU输出换档提示信号。
2.根据权利要求1所述的汽车ECU换档提示方法，其特征在于：根据当前车速获得当前档位对应的发动机转速，结合油门开度，获得当前车速当前档位下的燃油消耗率；根据当前车速获得相邻档位对应的发动机转速，结合油门开度，获得当前车速相邻档位下的燃油消耗率。
3.根据权利要求2所述的汽车ECU换档提示方法，其特征在于：换档提示策略具体包括以下步骤,
步骤1：换档提示策略开始；
步骤2：计算当前档位G；
步骤3：判断当前车速是否大于等于由G档位升到G+1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤4，如果不是则执行步骤7；
步骤4：计算当前车速下，G档位和G+1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G+1档位的燃油消耗率F2，判断F2是否小于F1，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤6；
步骤5：提示G档位升到G+1档位；
步骤6：判断当前车速是否大于等于G档位升到G+1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤5，如果不是则执行步骤1；
步骤7：判断当前车速是否小于G档位降到G-1档位时的最高换挡车速，如果是则执行步骤8，如果不是则执行步骤1；
步骤8：计算当前车速下，G档位和G-1档位所对应的发动机转速，再结合油门开度，获得当前车速下，G档位的燃油消耗率F1和G-1档位的燃油消耗率F3，判断F3是否小于F1，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤10；
步骤9：提示G档位降到G-1档位；
步骤10：判断当前车速是否小于或等于G档位降到G-1档位时的最低换挡车速，如果是则执行步骤9，如果不是则执行步骤1。
4.根据权利要求3所述的汽车ECU换档提示方法，其特征在于：ECU可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给仪表，进行换档提示信息显示。
5.根据权利要求3所述的汽车ECU换档提示方法，其特征在于：ECU可通过CAN或者PIN线将换档提示信号传递给语音装置，进行语音提示。
6.根据权利要求1至5任何一项所述的汽车ECU换档提示方法，其特征在于：车速、档位、发动机转速换算公式如下，
式中，V为车速，N为发动机转速，B为轮胎宽，轮胎宽高比，D为轮毂直径，为变速箱主减速比，为变速箱对应的挡位速比。
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