CN106240364B - 一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法 - Google Patents

一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法，属于汽车技术领域，包括单片机以及分别与单片机连接的检测单元、功能显示单元、按键单元和驱动单元，所述的单片机包括检测选择单元、模式选择单元、输出单元和信息处理单元，所述的模式选择单元输入端与按键单元连接、所述的模式选择单元输出端分别与检测选择单元和信息处理单元连接，所述的检测选择单元的输出端与检测单元的输入端连接。本发明通过选择不同的情景模拟模式，在发动机控制单元中预先设定节气门的最大开度，以保证即使踏板踩到最大，车速也不会超过限定速度，从而实现省油及安全的目的。

Description

一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种汽车用情景模拟控制系统,尤其涉及一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法。
背景技术
现在自动档汽车越来越普及，从汽车发展先进国家来看，大部分车辆都已经向自动档过渡。自动档取代手动挡成为日常驾驶的主要车型是汽车发展的趋势。驾驶自动档车时,自动变速器会根据驾驶员的需求进行自动换档。如踩大油门后,自动变速器一般会降档,以增加动力输出。松油门后,自动变速器一般会升档,以降低油耗。
不同的驾驶模式,如经济模式、运动模式、雪地模式、上下坡模式、巡航模式等,自动换档也不相同。自动变速器是根据换档图进行自动换档的,换档图一般由车速、油门开度两个参数构成,并且每种模式的换档图也不相同。自动变速器换档图直接影响车辆的动力性、燃料经济性及驾驶性,是自动控制系统中的核心技术。这种技术只对档位进行调节，并不会影响车速。但是在实际驾驶过程中，一般除了高速路行驶外，并不需要过高的速度。尤其是在城市里限速更多，而很多驾驶者经常会无意识地过度踩下油门，导致车速过快。当意识过来车速过快时又要踩下刹车，这样频繁操作，相当费油。有数据统计，如果开手动档汽车水平高的驾驶者与开自动档汽车来比，在同样的行驶条件下，自动档汽车一般费油约6～10％，自动档汽车在油耗方面要高于同型号手动挡的汽车，每百公里大概高1升左右。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动档车辆行驶情景模拟系统及控制方法，提前设定车速上限，从而实现在行驶过程中省油及安全的效果。为了达到上述目的，本发明通过选择不同的情景模拟模式，在发动机控制单元中预先设定节气门的最大开度，以保证即使踏板踩到最大，车速也不会超过限定速度，从而实现省油及安全的目的。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动档车辆行驶情景模拟系统，包括单片机以及分别与单片机连接的检测单元、功能显示单元、按键单元和驱动单元。
作为本发明的进一步改进是，所述的单片机包括检测选择单元、模式选择单元、输出单元和信息处理单元，所述的模式选择单元输入端与按键单元连接、所述的模式选择单元输出端分别与检测选择单元和信息处理单元连接，所述的检测选择单元的输出端与检测单元的输入端连接，所述的信息处理单元与驱动单元的输入端连接，所述的输出单元的输入端与检测单元连接、输出端与功能显示单元连接；所述的驱动单元包括发动机控制单元和节气门。
作为本发明的进一步改进是，所述的功能显示单元为LCD显示器。
作为本发明的进一步改进是，所述的检测单元包括GPS模块和电子地图大数据系统，所述的GPS模块能够进行车辆全球定位，所述的电子地图大数据系统用于在GPS信号不稳定时，进行辅助定位；
所述的按键单元用于操作者输入系统可选状态、可选情景模式和系统密码：所述的系统可选状态包含自动状态和手动状态，所述可选情景模式中，包括高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模，其中，自动状态下根据GPS定位和电子地图，自动在高速模式、城市模式和野外模式3种情景模式间切换，手动状态包括按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式，所述系统密码进行密码设置、密码修改、密码确认和密码取消；
所述的模式选择单元用于识别和设定操作者通过按键单元输入的工作状态和工作模式；所述的输出单元用于把检测单元传输过来的信号转换成可读取数值；所述的检测选择单元根据模式选择单元传输过来的模式设定信号，选择是否用GPS模块来自动控制发动机控制单元以调节节气门；所述的信息处理单元用于对GPS模块及电子地图数据所传输的数据或者不启动GPS模块，同时向驱动单元(50)发出控制信息，控制信息参数为节气门最大开度，所述的功能显示单元用于显示输出单元传递过来的数据；所述的驱动单元用于根据信息处理单元发出的控制信息驱动发动机控制单元调节节气门进行工作；
作为本发明的进一步改进是，所述情景模拟系统中的高速模式对速度不进行限定，城市模式限定速度最大为60公里，野外模式限定速度最大为20公里，自定模式可以通过输入数字，任意选择限定的最大速度，停车模式限定速度最大为0公里。
作为本发明的进一步改进是，不同的模拟情景对应锁定发动机控制单元中不同的节气门最大开度。
作为本发明的进一步改进是，不同的模拟情景对应锁定发动机控制单元中不同的节气门最大开度。
本发明同时请求保护所述的一种自动档车辆行驶情景模拟系统的控制方法，包括以下步骤：
A、菜单选择：系统启动后，首先要求输入密码，初始密码为：0000，输入后，进入系统界面，操作者通过点击按键单元的菜单键，可以进入密码设置和系统可选状态设置；如密码三次输入错误，车辆将锁死在停车模式，并启动报警铃声，直到密码输入正确为止；这一功能可以有效防止车辆被盗；当驾驶者停车以后，选择“手动状态”中的“停车模式”，节气门开度将被设为0；
B、密码设置：操作者进入密码设置后，正确输入原始密码后，对密码进行修改；
C、状态选择：操作者进入系统可选状态设置后，对系统的控制状态进行选择，如果选择为“手动状态”，则转入步骤D；如果选择为“自动状态”，则转入步骤E；默认状态为“手动状态”的“高速模式”；
D、手动状态模式设置：操作者选择“手动状态”后，进入可选情景模式菜单，对单片机(10)的模式选择单元(11)进行模式设置；按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式5种情景模式；
E、自动状态模式切换：操作者选择“自动状态”后，进入情景模拟自动系统，将根据GPS模块和电子地图大数据系统确定车辆所在位置，并由车辆所在位置确定车辆所处的情景模拟模式，并随车辆所在的情景不同自动在高速模式、城市模式和野外模式间切换。
本发明的有益效果如下：本发明通过选择不同的情景模拟模式，在发动机控制单元中预先设定节气门的最大开度，以保证即使踏板踩到最大，车速也不会超过限定速度，从而实现省油及安全的目的。
附图说明
图1是自动档汽车行驶情景模拟控制系统结构图；
图2是自动档汽车行驶情景模拟控制系统流程图。
其中：10、单片机，11、模式选择单元，12、检测选择单元，13、信息处理单元，14、输出单元，20、按键单元，30、检测单元，40、功能显示单元，50、驱动单元，51、发动机控制单元，52、节气门。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明主要由单片机10、检测单元30、功能显示单元40、按键单元20和驱动单元50和相应的连接电路等组成。通过功能显示单元40和按键单元20进行人机交互，通过单片机10和检测单元30进行数据选择，通过驱动单元50中的发动机控制单元51进行控制，通过节气门52开度进行具体速度限定。如图1所示，不同的情景模拟将锁定不同的节气门最大开度，即对应不同的最大速度，不但能够防止油门误踩导致的油量损耗，而且省油经济，实现保证安全驾驶及防止车辆被盗的功能,发动机控制单元即本领域熟知的ECU。
所述的检测单元30包括GPS模块和电子地图大数据系统，所述的GPS模块能够迅速进行车辆全球定位，所述的电子地图大数据系统用于在GPS信号不稳定时，进行辅助定位。
所述的按键单元20用于操作者输入系统可选状态、可选情景模式和系统密码；所述的系统可选状态包含自动状态和手动状态2种。所述可选情景模式中，包括高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式5种情景模式。其中，自动状态下根据GPS定位和电子地图，自动在高速模式、城市模式和野外模式3种情景模式间切换，当定位显示车辆已经进入高速公路或非城镇范围内的公路时，将切换为高速模式；当定位显示车辆进入城镇范围，并在正常道路行驶时，将切换至城市模式；当定位显示车辆不在正常道路行驶时，将切换为野外模式；手动状态可按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式5种情景模式。所述系统密码可进行密码设置、密码修改、密码确认和密码取消。
所述单片机10包括检测选择单元12、模式选择单元11、输出单元14和信息处理单元13，所述的模式选择单元11输入端与按键单元20连接、输出端分别与检测选择单元12和信息处理单元13连接，所述的检测选择单元12的输出端与检测单元30的输入端连接，所述的信息处理单元13与驱动单元50的输入端连接，所述的输出单元14的输入端与检测单元30连接、输出端与功能显示单元40连接；所述的驱动单元50包括发动机控制单元51和节气门52；所述的功能显示单元为LCD显示器；
所述的模式选择单元11用于识别和设定操作者通过按键单元20输入的工作状态和工作模式；所述的输出单元14用于把检测单元30传输过来的信号转换成可读取数值；所述的检测选择单元12根据模式选择单元11传输过来的模式设定信号，选择是否用GPS模块来自动控制发动机控制单元51以调节节气门52；所述的信息处理单元13用于对GPS模块及电子地图数据所传输的数据或者不启动GPS模块，直接从检测选择单元12传输来的数据进行运算和处理，得到实时的车辆状态参数(瞬间三维位置和三维速度)，并根据位置选择设定好的模式控制信息，同时向驱动单元发出控制信息，控制信息参数为节气门最大开度；所述的功能显示单元40用于显示输出单元14传递过来的数据；所述的驱动单元50用于根据信息处理单元13发出的控制信息驱动发动机控制单元51调节节气门52进行工作。
所述情景模拟系统中的高速模式对速度不进行限定。城市模式限定速度最大为60公里。野外模式限定速度最大为20公里。自定模式可以通过输入数字，任意选择限定的最大速度。停车模式限定速度最大为0公里。
不同的模拟情景对应锁定发动机控制单元51中不同的节气门52最大开度。
本发明的自动档车辆行驶情景模拟系统的控制方法如下：
A、菜单选择：系统启动后，首先要求输入密码。初始密码为：0000。输入后，进入系统界面，操作者通过点击按键单元的菜单键，可以进入密码设置和系统可选状态设置。如密码三次输入错误，车辆将锁死在停车模式，并启动报警铃声，直到密码输入正确为止。这一功能可以有效防止车辆被盗。当驾驶者停车以后，选择“手动状态”中的“停车模式”，节气门开度将被设为0。即使车辆的钥匙被盗，只要偷车者不知道情景模拟系统的密码，无法更改情景模式，就无法启动车辆。
B、密码设置：操作者进入密码设置后，正确输入原始密码后，可以对密码进行修改，
C、状态选择：操作者进入系统可选状态设置后，对系统的控制状态进行选择，如果选择为“手动状态”，则转入步骤D；如果选择为“自动状态”，则转入步骤E；默认状态为“手动状态”的“高速模式”；
D、手动状态模式设置：操作者选择“手动状态”后，进入可选情景模式菜单，对单片机10的模式选择单元11进行模式设置；可按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式5种情景模式。
E、自动状态模式切换：操作者选择“自动状态”后，进入情景模拟自动系统，将根据GPS模块和电子地图大数据系统确定车辆所在位置，并由车辆所在位置确定车辆所处的情景模拟模式，并随车辆所在的情景不同自动切换高速模式、城市模式和野外模式3种情景模式。其中，当定位显示车辆已经进入高速公路或非城镇范围内的公路时，将切换为高速模式，当定位显示车辆进入城镇范围，并在正常道路行驶时，将切换至城市模式，当定位显示车辆不在正常道路行驶时，将切换为野外模式。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种自动档车辆行驶情景模拟系统，其特征在于，包括单片机(10)以及分别与单片机(10)连接的检测单元(30)、功能显示单元(40)、按键单元(20)和驱动单元(50)；
所述的单片机(10)包括检测选择单元(12)、模式选择单元(11)、输出单元(14)和信息处理单元(13)；
所述的检测单元(30)包括GPS模块和电子地图大数据系统，所述的GPS模块能够进行车辆全球定位，所述的电子地图大数据系统用于在GPS信号不稳定时，进行辅助定位；
所述的按键单元(20)用于操作者输入系统可选状态、可选情景模式和系统密码：所述的系统可选状态包含自动状态和手动状态，所述可选情景模式中，包括高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式，其中，自动状态下根据GPS定位和电子地图大数据，自动在高速模式、城市模式和野外模式3种情景模式间切换，手动状态包括按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式，所述系统密码进行密码设置、密码修改、密码确认和密码取消；
所述的模式选择单元(11)用于识别和设定操作者通过按键单元(20)输入的工作状态和工作模式；所述的输出单元(14)用于把检测单元(30)传输过来的信号转换成可读取数值；所述的检测选择单元(12)根据模式选择单元(11)传输过来的模式设定信号，选择是否用GPS模块来自动控制发动机控制单元(51)以调节节气门(52)；所述的信息处理单元(13)用于对GPS模块及电子地图大数据所传输的数据或者不启动GPS模块，同时向驱动单元(50)发出控制信息，控制信息参数为节气门最大开度，所述的功能显示单元(40)用于显示输出单元(14)传递过来的数据；所述的驱动单元(50)用于根据信息处理单元(13)发出的控制信息驱动发动机控制单元(51)调节节气门(52)进行工作。
2.如权利要求1所述的自动档车辆行驶情景模拟系统，其特征在于，所述的单片机(10)包括检测选择单元(12)、模式选择单元(11)、输出单元(14)和信息处理单元(13)，所述的模式选择单元(11)输入端与按键单元(20)连接、所述的模式选择单元(11)输出端分别与检测选择单元(12)和信息处理单元(13)连接，所述的检测选择单元(12)的输出端与检测单元(30)的输入端连接，所述的信息处理单元(13)与驱动单元(50)的输入端连接，所述的输出单元(14)的输入端与检测单元(30)连接、输出端与功能显示单元(40)连接；所述的驱动单元(50)包括发动机控制单元(51)和节气门(52)。
3.如权利要求1所述的自动档车辆行驶情景模拟系统，其特征在于，所述的功能显示单元(40)为LCD显示器。
4.如权利要求1所述的自动档车辆行驶情景模拟系统，其特征在于，所述情景模拟系统中的高速模式对速度不进行限定，城市模式限定速度最大为60公里，野外模式限定速度最大为20公里，自定模式可以通过输入数字，任意选择限定的最大速度，停车模式限定速度最大为0公里。
5.如权利要求2所述的自动档车辆行驶情景模拟系统，其特征在于，不同的模拟情景对应锁定发动机控制单元(51)中不同的节气门(52)最大开度。
6.如权利要求2所述的自动档车辆行驶情景模拟系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、菜单选择：系统启动后，首先要求输入密码，初始密码为：0000，输入后，进入系统界面，操作者通过点击按键单元的菜单键，可以进入密码设置和系统可选状态设置；如密码三次输入错误，车辆将锁死在停车模式，并启动报警铃声，直到密码输入正确为止；这一功能可以有效防止车辆被盗；当驾驶者停车以后，选择“手动状态”中的“停车模式”，节气门开度将被设为0；
B、密码设置：操作者进入密码设置后，正确输入原始密码后，对密码进行修改；
C、状态选择：操作者进入系统可选状态设置后，对系统的控制状态进行选择，如果选择为“手动状态”，则转入步骤D；如果选择为“自动状态”，则转入步骤E；默认状态为“手动状态”的“高速模式”；
D、手动状态模式设置：操作者选择“手动状态”后，进入可选情景模式菜单，对单片机(10)的模式选择单元(11)进行模式设置；按键选择高速模式、城市模式、野外模式、自定模式和停车模式5种情景模式；
E、自动状态模式切换：操作者选择“自动状态”后，进入情景模拟自动系统，将根据GPS模块和电子地图大数据系统确定车辆所在位置，并由车辆所在位置确定车辆所处的情景模拟模式，并随车辆所在的情景不同自动在高速模式、城市模式和野外模式间切换。
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Assignee: Dalian Big Data Industry Development Research Institute Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A simulation system and control method for driving scenarios of automatic transmission vehicles

Granted publication date: 20190326

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Record date: 20231129

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