CN204250042U - 一种手动挡汽车换挡提示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手动挡汽车换挡提示系统，包括转速传感器、车速传感器、扭矩传感器、油门位置传感器、换挡提示控制单元及换挡提示执行单元，车速传感器、扭矩传感器的输出端与换挡提示控制单元相连，换挡提示控制单元与换挡提示执行单元相连；换挡提示控制单元上设有触摸开关，触摸开关包括触片S、CC4013芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、三极管Q、继电器K，电阻R1的一端与电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与S、CC4013的14脚及K的一端相连。MT车型行驶过程中，检测到满足燃油最佳或动力性能最佳条件，将提示驾驶者进行换挡，具有节省燃油、改善车辆性能的特点。

Description

一种手动挡汽车换挡提示系统

技术领域

本实用新型涉及汽车驾驶领域，尤其是涉及一种手动挡汽车换挡提示系统。

背景技术

整车研发的核心理念是节能、环保和安全，其中节能除利用新的技术和新的理念降低油耗和排放外，一些小的智能系统也可以帮助驾驶员改善操作，从而一定程度上的提升车辆性能。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，自动的进行变速，从而达到最优燃油经济性和动力性能目的。手动变速箱，要使得汽车在行驶过程中具有较好的燃油经济性和动力性能，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，驾驶员对MT车型进行换挡操作，凭借驾驶员的驾驶经验判断换挡时机，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，且对于不同的驾驶员，操作也会存在着差异，如出现换挡过迟或者过早，会导致整车的动力性能、燃油经济型变差。

中国专利授权公告号：102494124A，授权公告日2012年06月13日，公开了一种省油换挡算法及具有该算法的提示系统，它包括数据采集模块，输出模块，显示模块，显示模块用于显示所述输出的换挡挡位，输出模块用于提示驾驶者换挡。通过油门开度得出最佳的换挡时机，提示驾驶员换挡，实现手动变速箱汽车的燃油经济性。不足之处是根据油门开度得出最佳的换挡时机进行换挡操作，只能实现燃油最佳，而不能实现动力性能最佳，使得换挡过程中具有良好的动力性能。

实用新型内容

本实用新型是为了克服MT车型驾驶者不能确定最佳换挡时机的技术不足，提供了一种可以实时判断燃油最佳和动力性能最佳的换挡时机，并在屏幕上提示驾驶者换挡的手动挡汽车换挡提示系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，包括转速传感器、车速传感器、扭矩传感器、油门位置传感器、换挡提示控制单元及换挡提示执行单元，其特征是，所述的车速传感器、扭矩传感器的输出端，通过ECU与换挡提示控制单元相连，换挡提示控制单元与换挡提示执行单元相连；换挡提示控制单元上设有触摸开关，触摸开关包括触片S、CC4013芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、三极管Q、继电器K，电阻R1的一端与电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与S、CC4013的14脚及K的一端相连，C1的一端连接在电阻R1、R2之间，C1的另一端连接在CC4013的3脚上，C2一端连接在C1与CC4013的3脚之间，C2的另一端接地，Q基极与CC4013芯片的7脚相连，Q的发射极接地，Q集电极与继电器K的另一端相连。

通过整车标定试验和发动机台架试验数据，得出汽车万有特性曲线，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，将汽车万有特性曲线信息和速度阈值信息，提前存储在换挡提示控制单元中，将传感器实时检测的数据(如行驶速度、转速、扭矩、油门位置等信息)，与万有特性曲线信息和速度阈值信息进行比对，得出燃油最佳和动力性能最佳的换挡时机，提示驾驶者进行换挡操作，可有效地实现燃油经济性最优，并改善车辆性能的特点。

触碰触片S，CD4013的3脚得到一个触发脉冲，使CD4013的1脚得到一个高电平，CD4013的1脚得到一个高电平后使Q饱和导通，继电器K吸合，换挡提示控制系统开始工作；再次触碰触片S，CD4013的3脚得到一个触发脉冲，使CD4013的1脚得到一个低电平，CD4013的1脚得到一个低电平后使Q截止，继电器K断开，换挡提示控制单元停止工作。当驾驶员已经非常熟悉发动机的工作特性时，为了体验驾驶乐趣，自行判断换挡时机，可以通过触摸开关来关闭换挡提示系统节约能源。

作为优选，所述的转速传感器具体型号为FC-1，输出端与ECU的12脚和27脚相连。转速传感器接触火花塞时，输出一个与发动机点火脉冲同步的脉冲频率信号，用于汽油发动机的转速测量，输出信号发送给ECU。

作为优选，所述的油门位置传感器具体型号为HB2021，输出端与ECU的30脚和31脚相连。ECU接收到油门位置信息后，去控制节气门驱动电机，由驱动电机控制节气门的开度，以调整可燃混合气的流量，从而实现调速。

作为优选，所述的换挡提示控制单元采用AVR单片机，具体型号为Atmega16L，Atmega16L的PD0引脚与ECU的RXD引脚相连，Atmega16L的PD1引脚连接ECU的TXD引脚，Atmega16L的30、31脚分别接电源正极和地。换挡提示控制单元采用KWP2000协议与汽车ECU通信，读取ECU当前状态的数据。

作为优选，所述的换挡提示执行单元为一LCD显示屏，具体型号为MSC-G12864-7，MSC-G12864-7的DB0～7引脚与Atmega16L的PA0～7引脚相连，MSC-G12864-7的D/I、R/W、E、CS1、CS2、RES及EL-E引脚分别与Atmega16L的PB0～6引脚相连，DB0～7引脚为LCD的八位数据线，与Atmega16L的PA0～7引脚相连。用于读写MSC-G12864-7中的数据信息，D/I、R/W、E、CS1、CS2、RES及EL-E引脚分别为读使能、写使能、背光使能、左半屏选择、右半屏选择、读数据及写数据控制指令，通过查表法，在MSC-G12864-7型液晶板屏幕上显示换挡提示信息。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

(1)换挡提示控制单元上设有触摸开关，驾驶者不需要此功能时，可以自行关闭、节约能源；

(2)本实用新型可实时检测汽车行驶状态，与万有特性曲线信息和速度阈值信息进行比对，确定燃油最佳和动力性能最佳时刻，来提示驾驶者换挡，具有节省燃油、改善车辆性能的特点。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，包括转速传感器、车速传感器、扭矩传感器、油门位置传感器、换挡提示控制单元及换挡提示执行单元，其特征是，所述的车速传感器、扭矩传感器的输出端，通过ECU与换挡提示控制单元相连，换挡提示控制单元与换挡提示执行单元相连；换挡提示控制单元上设有触摸开关，触摸开关包括触片S、CC4013芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、三极管Q、继电器K，电阻R1的一端与电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与S、CC4013的14脚及K的一端相连，C1的一端连接在电阻R1、R2之间，C1的另一端连接在CC4013的3脚上，C2一端连接在C1与CC4013的3脚之间，C2的另一端接地，Q基极与CC4013芯片的7脚相连，Q的发射极接地，Q集电极与继电器K的另一端相连。

通过整车标定试验和发动机台架试验数据，得出汽车万有特性曲线，将汽车万有特性曲线提前存储在换挡提示控制单元中，转速传感器、车速传感器、扭矩传感器及油门位置传感器用来实时检测汽车的运行状态，如发动机转速、行驶速度、扭矩、油门位置等信息，上述信息发送给汽车ECU，ECU与换挡提示控制单元实现数据交互，换挡提示控制单元接受ECU数据后，与万有特性曲线信息和速度阈值信息进行比对，得出燃油最佳和动力性能最佳的换挡时机，MT车型行驶过程中，如检测到满足燃油最佳或动力性能最佳条件，将提示驾驶者进行换挡，具有节省燃油、改善车辆性能的特点。

触碰触片S，触摸开关通过R1、R2分压，给电容C1、C2充电，为CD4013的3脚提供一个触发脉冲，使CD4013的1脚得到一个高电平，CD4013的1脚得到一个高电平后使Q饱和导通，继电器K吸合，换挡提示控制系统开始工作；再次触碰触片S，CD4013的3脚得到一个触发脉冲，使CD4013的1脚得到一个低电平，CD4013的1脚得到一个低电平后使Q截止，继电器K断开，换挡提示控制单元停止工作。当驾驶员已经非常熟悉发动机的工作特性时，为了体验驾驶乐趣，自行判断换挡时机，可以通过此触摸开关，关闭换挡提示系统节约能源。

转速传感器具体型号为FC-1，它输入端通过导线引出靠近火花塞，输出端与ECU的12脚和27脚相连。转速传感器输出一个与发动机点火脉冲同步的脉冲频率信号，用于汽油发动机的转速测量和监控。

油门位置传感器具体型号为HB2021，输出端与ECU的30脚和31脚相连，ECU接受到油门位置信息后，去控制节气门驱动电机，由驱动电机控制节气门的开度，以调整可燃混合气的流量，从而实现调速。

换挡提示控制单元采用AVR单片机，具体型号为Atmega16L，Atmega16L的PD0引脚与ECU的RXD引脚相连，Atmega16L的PD1引脚连接ECU的TXD引脚，Atmega16L的30、31引脚分别接电源正极和地，换挡提示控制单元上还设有触摸开关。换挡提示控制单元采用KWP2000协议与汽车ECU通信，实现与ECU的数据收发，从而读取ECU当前汽车行驶状态的数据。

换挡提示执行单元为一LCD显示屏，具体型号为MSC-G12864-7，MSC-G12864-7的DB0～7引脚与Atmega16L的PA0～7引脚相连，MSC-G12864-7的D/I、R/W、E、CS1、CS2、RES及EL-E引脚分别与Atmega16L的PB0～6引脚相连。DB0～7引脚为MSC-G12864-7的八位数据线，与Atmega16L的PA0～7引脚相连，用于读写MSC-G12864-7中的数据信息，D/I、R/W、E、CS1、CS2、RES及EL-E引脚分别为读使能、写使能、背光使能、左半屏选择、右半屏选择、读数据及写数据控制指令，通过查表法，在MSC-G12864-7型液晶板屏幕上显示换挡提示信息。

以吉利的479QA万有特性曲线为例，在发动机转速为1600～3500r/min，燃油消耗最低为260g/kw，输出扭矩可达90～120N.m，此时，燃油经济性最佳，将万有特性曲线提前储存在换挡提示控制系统中，汽车行驶过程中，通过查表法得出燃油经济性最佳的换挡转速。不同油门开度下，采用车速作为状态观测值来确定动力性能最佳换挡时刻，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，并将其提前存储在换挡提示控制单元中，相邻两档的最佳换挡的速度v与汽车质量参数相关，v分别与该档的最大速度下一档最小速度进行比较，若满足关系式则v为该档动力最佳的换挡速度，通过查表法得出最佳换挡速度，来提示驾驶者进行换挡操作。

Claims (5)

1.一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，包括转速传感器、车速传感器、扭矩传感器、油门位置传感器、换挡提示控制单元及换挡提示执行单元，其特征是，所述的车速传感器、扭矩传感器的输出端，通过ECU与换挡提示控制单元相连，换挡提示控制单元与换挡提示执行单元相连；换挡提示控制单元上设有触摸开关，触摸开关包括触片S、CC4013芯片、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、三极管Q、继电器K，电阻R1的一端与电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与S、CC4013的14脚及K的一端相连，C1的一端连接在电阻R1、R2之间，C1的另一端连接在CC4013的3脚上，C2一端连接在C1与CC4013的3脚之间，C2的另一端接地，Q基极与CC4013芯片的7脚相连，Q的发射极接地，Q集电极与继电器K的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，所述的转速传感器具体型号为FC-1，输出端与ECU的12脚和27脚相连。

3.根据权利要求2所述的一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，所述的油门位置传感器具体型号为HB2021，输出端与ECU的30脚和31脚相连。

4.根据权利要求3所述的一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，所述的换挡提示控制单元采用AVR单片机，具体型号为Atmega16L，Atmega16L的PD0引脚与ECU的RXD引脚相连，Atmega16L的PD1引脚连接ECU的TXD引脚，Atmega16L的30、31脚分别接电源正极和地。

5.根据权利要求4任一权利要求所述的一种手动挡汽车换挡提示系统，其特征是，所述的换挡提示执行单元为一LCD显示屏，具体型号为MSC-612864-7，MSC-612864-7的DB0～7引脚与Atmega16L的PA0～7引脚相连，MSC-612864-7的D/I、R/W、E、CS1、CS2、RES及EL-E引脚分别与Atmega16L的PB0～6引脚相连，DB0～7引脚为LCD的八位数据线，与Atmega16L的PA0～7引脚相连。