CN203237137U - 用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置以及车辆 - Google Patents

Abstract

一种用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置以及包括该装置的车辆，该装置包括：传感器模块（10），用于采集车辆当前行驶数据；与所述传感器模块（10）连接的微控制器模块（20），该微控制器模块（20）包括存储器（40）和数据处理器（50），存储器（40）中存储有车辆相关数据，数据处理器（50）用于提取所述车辆相关数据、根据所述车辆相关数据以及所述车辆当前行驶数据计算当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位；与所述微控制器模块（20）连接的显示模块（30），用于对当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位进行显示。采用本实用新型提供的提醒手动挡车辆经济性挡位的装置，能够保证车辆行驶时处于最佳的低油耗状态。

Description

用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置以及车辆

技术领域

本实用新型涉及一种用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置以及一种包括该装置的车辆。 

背景技术

目前，燃油价格不断上升，节能减排已经引起了社会的广泛重视。其中汽车作为燃料消耗的主要部分，法规也已经做出了严格的要求。通过采用高效的发动机以及更科学的动力匹配都能够改善整车的燃油消耗与排放，驾驶员采用最经济性的驾驶方式也能够有效的减少整车的燃油消耗。然而目前驾驶员驾驶手动挡车辆时，主要根据对车辆的熟悉程度与驾驶经验来对车辆进行挡位控制，若驾驶员对车辆不熟悉或为初级驾驶员，则不能让车辆行驶时始终处于最佳的低油耗状态。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于手动挡车辆经济性挡位提醒的装置，能够对驾驶员进行车辆经济性挡位的提醒，保证车辆行驶时处于最佳的低油耗状态。 

本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置包括传感器模块，用于采集包括当前车速、当前挡位、当前车辆载荷、当前道路坡度以及当前加速度的车辆当前行驶数据，并将采集到的车辆当前行驶数据发送到微控制器模块；与所述传感器模块连接的微控制器模块，该微控制器模块包括存储器和数据处理器，所述存储器中存储有包括发动机万有特性数据、变速箱各挡位速比、主减速比、车轮滚动半径、整车的风阻系数、迎风面积、 滚动阻力系数和机械效率的车辆相关数据，所述数据处理器用于提取存储在所述存储器中的所述车辆相关数据、根据所述车辆相关数据以及接收到的所述车辆当前行驶数据计算当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位，并将表示该最低燃油消耗率挡位的信息发送至显示模块；与所述微控制器模块连接的显示模块，用于对当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位进行显示。 

优选地，所述传感器模块通过单独的线路与所述微控制器模块连接。 

优选地，所述传感器模块包括车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传感器、道路坡度传感器以及加速度传感器，所述微控制器模块分别与所述车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传感器、道路坡度传感器以及加速度传感器连接。 

优选地，所述微控制器模块与车辆发动机电控单元独立设置。 

优选地，所述显示模块与车辆音响显示器集成为一体。 

本实用新型还提供一种包括上述装置的车辆。 

本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置和包括该装置的车辆可以实时地计算出车辆当前行驶状况下最低燃油消耗率挡位并进行显示，对驾驶员进行提醒，从而可以提示驾驶员切换至该最低燃油消耗率挡位来节省油耗，保证车辆行驶时处于最佳的低油耗状态。 

附图说明

图1是本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置的结构示意图； 

图2是根据本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置的数据处理器的工作流程图； 

图3是汽油发动机万有特性图表。 

具体实施方式

下面参考附图详细描述本实用新型。 

如图1所示，本实用新型提供了一种用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置，该装置包括传感器模块10，用于采集包括当前车速、当前挡位、当前车辆载荷、当前道路坡度以及当前加速度的车辆当前行驶数据，并将采集到的车辆当前行驶数据发送到微控制器模块20；与所述传感器模块10连接的微控制器模块20，该微控制器模块20包括存储器40和数据处理器50，所述存储器40中存储有包括发动机万有特性数据、变速箱各挡位速比、主减速比、车轮滚动半径、整车的风阻系数、迎风面积、滚动阻力系数和机械效率的车辆相关数据，所述数据处理器50用于提取存储在所述存储器40中的所述车辆相关数据、根据所述车辆相关数据以及接收到的所述车辆当前行驶数据计算当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位，并将表示该最低燃油消耗率挡位的信息发送至显示模块30；与所述微控制器模块20连接的显示模块30，用于对当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位进行显示。 

车辆数据信息包括发动机万有特性数据、变速箱各挡位速比、主减速比、车轮滚动半径、整车的风阻系数、迎风面积、滚动阻力系数和机械效率，该车辆数据信息可以从相应的车辆生产厂家获得，并存储在微控制器模块20中的存储器40中。 

如图2所示，微控制器模块20中的数据处理器50接收来自传感器模块10中的车辆当前行驶信息，并调用存储器40中的车辆数据信息S21，所述数据处理器50可以根据预先设置的程序，对车辆当前行驶信息和车辆数据信息进行分析处理以计算出车辆当前行驶状况下的当前挡位下的发动机功率和燃油消耗率S22、计算车辆当前行驶状况下的其它各挡位下的发动机功率和燃油消耗率S23、删除不在发动机工作范围内的数据S24、比较车辆当前行驶状况下的当前发动机燃油消耗率和其它各挡位下的发动机燃油消耗 率S25、以及计算出车辆当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位S26、并将该当前最低燃油消耗率挡位的信息发送至显示模块S27。 

具体地，在S22和S23中，依次根据公式（1）计算当前车速下发动机输出功率P_e；根据公式（2-1）计算当前车速下的当前挡位发动机转速n_x(r/min);以及根据公式（2-2）计算当前车速下其他挡位发动机转速n_x’。 

$P_e=\frac{1}{{\mathrm{\η}}_T}(\frac{{\mathrm{Gfu}}_a}{3600}+\frac{C_D{\mathrm{Au}}_a^3}{76140}+\frac{{\mathrm{Giu}}_a}{3600}+\frac{{\mathrm{\δmu}}_a}{3600}\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{dt}})---\left(1\right)$

$n_x=\frac{u_a}{0.337}{i}_{\mathrm{gx}}{i}_0---(2-1)$

$n_x,=\frac{u_a}{0.337}{i}_{\mathrm{gx}},i_0---(2-2)$

其中，整车所受重力G、车速u_a（km/h）、道路坡度i（%）、整车质量m（kg）车辆行驶加速度du/dt由传感器模块10测得；发动机输出功率P_e(kw)、传动系机械效率η_T、滚动阻力系数f、空气阻力系数C_D、迎风面积A(m²)、汽车旋转质量换算系数δ、轮胎滚动半径r(m)、变速箱各挡位速比i_gn、i_gn’与主减速比i₀为已知参数，存储在存储器40中。 

由于发动机万有特性数据由转速、功率和燃油消耗率组成，当确定当前车速下的转速与功率时，即可根据图3所示的汽油发动机万有特性图表得到当前车速下各挡位的燃油消耗率。 

接下来，在S24中，所述数据处理器50根据预先设置的程序，将位于发动机工作区域以外的功率和/或转速点删除，然后在S25中将各挡位工作点相应的燃油消耗率进行对比，在S26中得到最低燃油消耗率挡位，即最经济性挡位，最后在S27中将该最低燃油消耗率挡位发送至显示模块30。 

举例来说，当前车速为40km/h、整车质量为2000kg、道路坡度为0%、 车辆行驶加速度为0，并且当前挡位为3挡时，根据公式（1）计算出当前车速下发动机功率为38kw；根据公式（2-1）计算出当前车速下的当前挡位下的发动机转速为n3，对应着图3中的点C；根据公式（2-2）计算出当前车速下其他挡位下的发动机转速分别为n1、n2、n4和n5，对应着图3中的点A、B、D和E；并且在图3中当前挡位下的发动机转速n3和其他挡位下的发动机转速n1、n2、n4和n5与发动机功率为38kw的交叉点分别为C1、A1、B1、D1和E1，每个点对应的值为当前车速下该挡位下的燃油消耗率。由于点A1对应功率值和点B1对应的功率值不在发动机工作范围内，数据处理器50会将其删除，在C1、D1和E1所代表的燃油消耗率中最小的是C1，因此数据处理器判断挡位3挡，为车辆当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位。 

显示模块30将从数据处理器50接收到的车辆当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位显示出来以提示驾驶员。 

根据本实用新型的一个优选实施方式，显示模块30可以与车辆音响集成，并在音响液晶显示屏显示出所述当前最低燃油消耗率挡位，来方便驾驶员随时查看并调整挡位。 

本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置可以实时地计算出车辆当前行驶状况下最低燃油消耗率挡位并进行显示，对驾驶员进行提醒，从而可以提示驾驶员切换至该最低燃油消耗率挡位来节省油耗，保证车辆行驶时处于最佳的低油耗状态。 

优选地，所述传感器模块10通过单独的线路与所述微控制器模块20连接。由于所述传感器模块10不需要通过CAN总线即可与所述微控制器模块20连接，本实用新型提供的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置不仅可以应用于正在开发的车辆，也可以用于使用中的车辆，并且解决了ECU集成难的问题。所述传感器模块10包括车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传 感器、道路坡度传感器以及加速度传感器，所述微控制器模块20分别与所述车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传感器、道路坡度传感器以及加速度传感器连接。 

所述微控制器模块20通过各个独立传感器采集车辆当前行驶数据，数据采集更加简单。 

优选地，所述微控制器模块20与车辆发动机电控单元（Electronic Control Unit，ECU）独立设置。由于不通过车辆ECU进行挡位计算，该装置能够运用于已在使用中的各种车辆，适用性强，具有结构简单，安装方便的优点。 

相应地，本实用新型还提供了一种使用了上述用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置的车辆。 

本实用新型基于发动机万有特性数据，可实时监测行车过程中所使用变速箱挡位，并采集与分析计算实时数据得出经济性挡位，通过显示模块向司机提醒当前车速下最节油的挡位来节省燃油消耗量。由于在优选实施方式中传感器模块通过单独的线路与所述微控制器模块连接，数据的采集更加简单；并且在又一优选实施方式中微控制器模块与车辆ECU相独立，使得该装置可以安装应用于现有技术的车辆中，实用性强。 

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。 

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。 

Claims (6)

1.一种用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置，其特征在于，该装置包括： 

传感器模块（10），用于采集包括当前车速、当前挡位、当前车辆载荷、当前道路坡度以及当前加速度的车辆当前行驶数据，并将采集到的车辆当前行驶数据发送到微控制器模块（20）； 

与所述传感器模块（10）连接的微控制器模块（20），该微控制器模块（20）包括存储器（40）和数据处理器（50），所述存储器（40）中存储有包括发动机万有特性数据、变速箱各挡位速比、主减速比、车轮滚动半径、整车的风阻系数、迎风面积、滚动阻力系数和机械效率的车辆相关数据，所述数据处理器（50）用于提取存储在所述存储器（40）中的所述车辆相关数据、根据所述车辆相关数据以及接收到的所述车辆当前行驶数据计算当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位，并将表示该最低燃油消耗率挡位的信息发送至显示模块（30）； 

与所述微控制器模块（20）连接的显示模块（30），用于对当前行驶状况下的最低燃油消耗率挡位进行显示。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器模块（10）通过单独的线路与所述微控制器模块（20）连接。 

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器模块（10）包括车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传感器、道路坡度传感器以及加速度传感器，所述微控制器模块（20）分别与所述车速传感器、挡位传感器、车辆载荷传感器、道路坡度传感器以及加速度传感器连接。 

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微控制器模块（20） 与车辆发动机电控单元独立设置。 

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示模块（30）与车辆音响显示器集成为一体。 

6.一种包括权利要求1-5中任一权利要求所述的用于提醒手动挡车辆经济性挡位的装置的车辆。 

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