一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的方法及裝置

1.一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)把包含微處理器、存儲(chǔ)器、圖形顯示器、車輛數(shù)據(jù)總線接口的能效提示微電腦裝置安裝到汽車儀表臺(tái)或中央控制臺(tái)內(nèi)；
2)從特定車輛動(dòng)力裝置的手冊(cè)資料中查得最好工況下車輛動(dòng)力裝置的外特性曲線數(shù)據(jù)，以及其他工況下有效功率Ne、凈扭距Me、小時(shí)耗油量GT或有效燃油消耗率Ge隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系曲線數(shù)據(jù)，并在相同的坐標(biāo)體系上進(jìn)行疊加和圖形編輯處理，包括對(duì)等燃油消耗率線、目標(biāo)最佳工作區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)不同能效區(qū)域用不同的顏色填充處理，使圖面直觀簡(jiǎn)潔，便于司機(jī)區(qū)分能耗區(qū)間和明確工作目標(biāo)，處理后得到的圖形預(yù)先存貯在該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，并作為靜態(tài)能效特性曲線背景圖在其圖形顯示器上顯示；
3)通過車輛數(shù)據(jù)總線接口連接車輛動(dòng)力裝置的電控單元，讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩；
4)將該特定車輛動(dòng)力裝置的阻力扭矩值存儲(chǔ)到該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，由總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)；
5)為了實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)態(tài)顯示，將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的圖形顯示器像素坐標(biāo)，即可在靜態(tài)能效特性曲線背景圖上，顯示出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史位置，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以采用線性轉(zhuǎn)換方法，以下公式即是其中一種線性轉(zhuǎn)換法：
假設(shè)靜態(tài)能效特性曲線背景圖左下角原點(diǎn)坐標(biāo)值(nmin，Memin)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmin，Pymin)，該圖右上角頂點(diǎn)坐標(biāo)值(nmax，Memax)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmax，Pymax)，則將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)(n，Me)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的圖形顯示器像素坐標(biāo)(Px，Py)繪出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，其中：
Px＝(n-nmin)*(Pxmax-Pxmin)/(nmax-nmin)+Pxmin
Py＝(Me-Memin)*(Pymax-Pymin)/(Memax-Memin)+Pymin。
2.一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置，其特征在于：該裝置安裝于汽車儀表臺(tái)或汽車中央控制臺(tái)內(nèi)，包括微處理器、存儲(chǔ)器、圖形顯示器、連接車輛動(dòng)力裝置電控單元的數(shù)字通訊接口，該裝置將特定車輛動(dòng)力裝置的能效特性曲線圖預(yù)先存貯在存儲(chǔ)器中，并作為靜態(tài)能效特性曲線背景圖形在所述圖形顯示器上顯示，該裝置與車輛動(dòng)力裝置的電控單元經(jīng)數(shù)據(jù)總線鏈路相連，構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩，計(jì)算總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)，即得到實(shí)時(shí)工作點(diǎn)(n，Me)，再在所述圖形顯示器上進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：該裝置是具有圖形顯示器的智能汽車儀表或?qū)Ш絻x。

一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的方法及裝置\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明屬于作業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的方法及裝置，其可以應(yīng)用于車輛智能儀表及車載導(dǎo)航儀等汽車電子行業(yè)。\n背景技術(shù)\n[0002] 近年來(lái)，汽車數(shù)量增長(zhǎng)迅猛，如何找到一種合適的途徑或方法，來(lái)盡快實(shí)現(xiàn)最大程度上的節(jié)能減排，無(wú)疑將考驗(yàn)全行業(yè)的智慧。\n[0003] 實(shí)際上，車輛駕駛技術(shù)和維護(hù)情況對(duì)運(yùn)輸作業(yè)的節(jié)能減排工作有著重大的影響，在相同使用條件下，不同的車輛技術(shù)狀況和不同的駕駛員的車百公里油耗相差較大。所以，提高駕駛員操作技術(shù)和正確維護(hù)是重要的節(jié)約燃料措施。\n[0004] 從理論上講，車輛動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)工況應(yīng)位于最高效率點(diǎn)上，即在最大功率和最大扭矩輸出時(shí)，燃油消耗率最低、排放最佳。但由于實(shí)際工作過程的復(fù)雜性，使得設(shè)計(jì)工況點(diǎn)不一定和最佳工況點(diǎn)能精確重合，努力把它的運(yùn)行工況點(diǎn)控制在車輛動(dòng)力裝置外特性曲線的高效區(qū)內(nèi)，即可使汽車獲得較好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性及排放性，這對(duì)于車輛優(yōu)化動(dòng)力匹配和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行很重要。\n[0005] 目前只有機(jī)務(wù)專家可以從手冊(cè)資料上可以查到每種發(fā)動(dòng)機(jī)自己的外特性曲線等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)還不能實(shí)時(shí)指導(dǎo)司機(jī)如何最優(yōu)駕駛。因?yàn)槠胀{駛員只能從汽車儀表上看到車速和轉(zhuǎn)速數(shù)值，無(wú)法獲得實(shí)時(shí)行駛中工作點(diǎn)扭距等數(shù)據(jù)，至今為止也沒有一種可以普及的裝在汽車儀表臺(tái)或中控臺(tái)上讓司機(jī)直觀觀察車輛能效特性曲線和動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的裝置。\n目前也沒有一種汽車儀表和導(dǎo)航儀能夠顯示車輛動(dòng)力裝置的能效特性曲線圖及其動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)。因此廣大司機(jī)是無(wú)法通過能效特性曲線圖去體會(huì)和尋找每臺(tái)車的最佳工作點(diǎn)的。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0006] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的是提出一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的方法及裝置，可以作為安裝在汽車儀表臺(tái)或中央控制臺(tái)內(nèi)的普及型的司機(jī)節(jié)能助手和日常工具。它實(shí)時(shí)采集車輛動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)速、扭矩并在具有圖形顯示器的智能汽車儀表或車載導(dǎo)航儀的液晶顯示屏上繪出以轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)以扭矩為縱坐標(biāo)的能效曲線，能及時(shí)提示司機(jī)當(dāng)前車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性工作點(diǎn)，并通過實(shí)時(shí)和歷史的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化駕駛習(xí)慣節(jié)省油耗，對(duì)司機(jī)當(dāng)前的操作給予直觀評(píng)價(jià)，用來(lái)幫助駕駛者自己分析和提高駕駛能效，并起到培養(yǎng)駕駛員的經(jīng)濟(jì)駕駛習(xí)慣的作用，同時(shí)本發(fā)明還能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)成本，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。\n[0007] 針對(duì)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出的一種實(shí)時(shí)提示機(jī)動(dòng)車能效狀態(tài)的方法，包括以下步驟：\n[0008] 1)把包含微處理器、存儲(chǔ)器、圖形顯示器、車輛數(shù)據(jù)總線接口的能效提示微電腦裝置安裝到汽車儀表臺(tái)或中央控制臺(tái)內(nèi)；\n[0009] 2)從特定車輛動(dòng)力裝置的手冊(cè)資料中查得最好工況下的車輛動(dòng)力裝置外特性曲線數(shù)據(jù)，以及其他工況下有效功率Ne、有效扭矩(又稱凈扭距)Me、小時(shí)耗油量GT或有效燃油消耗率Ge等隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系曲線數(shù)據(jù)，并在相同的坐標(biāo)體系上進(jìn)行疊加和圖形編輯處理，如對(duì)等燃油消耗率線、目標(biāo)最佳工作區(qū)域等進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)不同能效區(qū)域用不同的顏色填充處理等，使圖面直觀簡(jiǎn)潔，便于司機(jī)區(qū)分能耗區(qū)間和明確工作目標(biāo)，處理后得到的圖形預(yù)先存貯在該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，并作為靜態(tài)能效特性曲線背景圖在其圖形顯示器上顯示；\n[0010] 3)通過車輛數(shù)據(jù)總線接口連接車輛動(dòng)力裝置的電控單元，讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩；\n[0011] 4)通過資料查得該特定車輛動(dòng)力裝置的阻力扭矩值并存儲(chǔ)到該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，計(jì)算總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以所述實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)；\n[0012] 5)為了實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)態(tài)顯示，將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的圖形顯示器像素坐標(biāo)，即可在靜態(tài)能效特性曲線背景圖上，顯示出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史位置，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以采用線性轉(zhuǎn)換等方法，以下公式即是其中一種線性轉(zhuǎn)換法：\n[0013] 假設(shè)靜態(tài)能效特性曲線背景圖左下角原點(diǎn)坐標(biāo)值(nmin，Memin)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmin，Pymin)，該圖右上角頂點(diǎn)坐標(biāo)值(nmax，Memax)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmax，Pymax)，則將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)(n，Me)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)進(jìn)行圖形顯示器像素坐標(biāo)(Px，Py)繪出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，其中：\n[0014] Px＝(n-nmin)*(Pxmax-Pxmin)/(nmax-nmin)+Pxmin\n[0015] Py＝(Me-Memin)*(Pymax-Pymin)/(Memax-Memin)+Pymin\n[0016] 針對(duì)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提出一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置，該裝置可安裝于汽車儀表臺(tái)或汽車中央控制臺(tái)內(nèi)，包括微處理器、存儲(chǔ)器、圖形顯示器、連接車輛動(dòng)力裝置電控單元的數(shù)字通訊接口等組成，其裝置可將特定車輛動(dòng)力裝置的能效特性曲線圖預(yù)先存貯在存儲(chǔ)器中，并作為靜態(tài)能效特性曲線背景圖形在所述圖形顯示器上顯示，其裝置可以與車輛動(dòng)力裝置的電控單元經(jīng)數(shù)據(jù)總線鏈路相連，構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩，計(jì)算總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以所述實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)，即得到實(shí)時(shí)工作點(diǎn)(n，Me)，再在所述圖形顯示器上進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。\n[0017] 作為優(yōu)選實(shí)施例，該裝置可以是具有圖形顯示器的智能汽車儀表或?qū)Ш絻x。\n[0018] 由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明能實(shí)時(shí)跟蹤車輛動(dòng)力裝置工作點(diǎn)的移動(dòng)，并能通過圖形界面，直觀顯示其工作點(diǎn)在能效曲線上的位置，提示司機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，還能通過歷史數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化司機(jī)的駕駛習(xí)慣，從而提高車輛駕駛的經(jīng)濟(jì)性。\n附圖說明\n[0019] 下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：\n[0020] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；\n[0021] 圖2為本發(fā)明中一車輛動(dòng)力裝置對(duì)應(yīng)的動(dòng)力特性表；\n[0022] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置完整功率顯示效果圖(圖中黑點(diǎn)為車輛動(dòng)力裝置實(shí)際工況點(diǎn))；\n[0023] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置簡(jiǎn)化的無(wú)功率顯示效果圖(圖中黑點(diǎn)為車輛動(dòng)力裝置實(shí)際工況點(diǎn))。\n具體實(shí)施方式\n[0024] 如圖1所示，本發(fā)明的一種實(shí)時(shí)提示司機(jī)車輛能效狀態(tài)的裝置，其可安裝于汽車儀表臺(tái)或汽車中央控制臺(tái)內(nèi)，包括設(shè)有能效提示圖形顯示器4的能效提示微電腦裝置1、支持?jǐn)?shù)字通信的車輛動(dòng)力裝置的電控單元6，能效提示微電腦裝置1還包括微處理器2、存儲(chǔ)器3，還設(shè)有連接車輛動(dòng)力裝置(傳統(tǒng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或新能源車輛的電動(dòng)機(jī))的電控單元5并讀取該車輛動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)速和扭矩的數(shù)字通訊接口5，通過該數(shù)字通訊接口5能效提示微電腦裝置1與該車輛動(dòng)力裝置的電控單元6經(jīng)數(shù)據(jù)總線鏈路相連，構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)，讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩，計(jì)算總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以所實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)：得到實(shí)時(shí)工作點(diǎn)(n，Me)，再在圖形顯示器上進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。本實(shí)施例中，能效提示微電腦裝置顯示器為圖形顯示器，數(shù)據(jù)總線為J1939總線。\n[0025] 根據(jù)該裝置實(shí)現(xiàn)的車輛能效實(shí)時(shí)顯示方法，包括以下步驟：\n[0026] 1)把包含微處理器、存儲(chǔ)器、圖形顯示器、車輛數(shù)據(jù)總線接口的能效提示微電腦裝置安裝到汽車儀表臺(tái)或中央控制臺(tái)內(nèi)；\n[0027] 2)從特定車輛動(dòng)力裝置的手冊(cè)資料中查得最好工況下的車輛動(dòng)力裝置外特性曲線數(shù)據(jù)，以及其他工況下有效功率Ne、有效扭矩(又稱凈扭距)Me、小時(shí)耗油量GT或有效燃油消耗率Ge等隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系曲線數(shù)據(jù)，并在相同的坐標(biāo)體系上進(jìn)行疊加和圖形編輯處理，如對(duì)等燃油消耗率線、目標(biāo)最佳工作區(qū)域等進(jìn)行標(biāo)注，對(duì)不同能效區(qū)域用不同的顏色填充處理等，使圖面直觀簡(jiǎn)潔，便于司機(jī)區(qū)分能耗區(qū)間和明確工作目標(biāo)，處理后得到的圖形預(yù)先存貯在該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，并作為靜態(tài)能效特性曲線背景圖在其圖形顯示器上顯示；\n[0028] 3)通過CAN/J1939車輛數(shù)據(jù)總線接口，連接車輛動(dòng)力裝置的電控單元，讀取和記錄該車輛動(dòng)力裝置當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速n和總扭矩；\n[0029] 4)通過資料查得該特定車輛動(dòng)力裝置的阻力扭矩值并存儲(chǔ)到該能效提示微電腦裝置的存儲(chǔ)器中，計(jì)算總扭矩減去阻力扭矩得到輸出凈扭矩Me；以當(dāng)前工況下的轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以所述實(shí)際工況點(diǎn)的凈扭矩為縱坐標(biāo)，從而確定車輛動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)為(n，Me)(如圖3、4所示)；\n[0030] 5)為了實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)態(tài)顯示，將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的圖形顯示器像素坐標(biāo)，即可在靜態(tài)能效特性曲線背景圖上，顯示出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的實(shí)時(shí)和歷史位置，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換可以采用線性轉(zhuǎn)換等方法，以下公式即是其中一種線性轉(zhuǎn)換法：假設(shè)靜態(tài)能效特性曲線背景圖左下角原點(diǎn)坐標(biāo)值(nmin，Memin)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmin，Pymin)，該圖右上角頂點(diǎn)坐標(biāo)值(nmax，Memax)對(duì)應(yīng)圖形顯示器像素坐標(biāo)(Pxmax，Pymax)，則將當(dāng)前工況下的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)坐標(biāo)(n，Me)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)進(jìn)行圖形顯示器像素坐標(biāo)(Px，Py)繪出所述車輛實(shí)際動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，其中：\n[0031] Px＝(n-nmin)*(Pxmax-Pxmin)/(nmax-nmin)+Pxmin\n[0032] Py＝(Me-Memin)*(Pymax-Pymin)/(Memax-Memin)+Pymin\n[0033] 6)在能效圖上，將黑點(diǎn)移動(dòng)到當(dāng)前工作點(diǎn)坐標(biāo)指定的地方。顯示效果見圖3、圖4。\n圖中黑點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤車輛動(dòng)力裝置特性點(diǎn)的位置，當(dāng)黑點(diǎn)處于頂部中心區(qū)域時(shí)動(dòng)力裝置輸出功率大且能耗較小，是較經(jīng)濟(jì)區(qū)域。黑點(diǎn)越靠近該區(qū)域，經(jīng)濟(jì)性越好，從而給司機(jī)起到提示作用。\n[0034] 但是，上述的具體實(shí)施方式只是示例性的，是為了更好的使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本專利，不能理解為是對(duì)本專利包括范圍的限制；只要是根據(jù)本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。