本發(fā)明涉及一種新的集成于車載終端的換擋節(jié)油方法，尤其適合在手動變速商用車型上使用。

背景技術(shù)：

手動擋商用車的擋位都比較多，一般有12個擋位，容易對擋位的判斷出現(xiàn)錯誤以及換擋不及時、不合理，從而引起發(fā)動機性能降低和油耗增加等問題。該方法在滿足車輛動力需求的前提下，當擋位不合理時，通過語音提醒和文字顯示，來糾正駕駛員的不良駕駛習慣。該方法集成在已有車載終端上，簡潔有效、節(jié)約成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種集成于車載終端的換擋節(jié)油方法及系統(tǒng)，其主要適合于手動擋汽車尤其是裝備12個擋位或者擋位比較多的商用車輛，能夠解決擋位繁多導致駕駛員經(jīng)常對擋位的判斷錯誤以及換擋不及時、不合理，而帶來的車輛動力性及燃油經(jīng)濟性較差的問題。

針對上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種新的集成于車載終端的換擋節(jié)油方法。發(fā)明點包括：

1、車載終端通過CAN總線、硬線及無線下發(fā)等方式采集車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩、ACC等車輛運行數(shù)據(jù)；

2、車輛運行數(shù)據(jù)進行預處理、報文解析、實時計算當前擋位及合理擋位，輸出換擋狀態(tài)；

3、車載終端根據(jù)換擋狀態(tài)進行TTS語音播報，或者在終端顯示屏進行文字顯示。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種集成于車載終端的換擋節(jié)油方法，其特征在于，車載終端實時采集車輛運行數(shù)據(jù)，車載終端連接或配置有算法模塊，車載終端周期性調(diào)用算法模塊，算法模塊通過采集的車輛運行數(shù)據(jù)綜合判斷實際擋位和合理擋位，算法模塊連接顯示裝置， 顯示裝置以文字顯示和TTS語音方式向駕駛員播報換擋內(nèi)容。

進一步地，車載終端通過CAN總線采集車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩百分比，通過硬線采集ACC信號，通過有線或無線方式配置橋速比和輪胎半徑等車型參數(shù)。

進一步地，車載終端包括算法模塊、顯示屏、TTS語音模塊，車載終端分別通過串口線、硬線、CAN總線采集車輛運行數(shù)據(jù)，算法模塊嵌入式集成在車載終端內(nèi)部，通過已有的顯示屏或TTS語音模塊，對換擋內(nèi)容進行文字顯示或語音播報。

進一步地，所述的算法模塊配置為：

根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位，運算函數(shù)關(guān)系式如下：

i₀-橋速比

i_g-變速器齒比

rmp-發(fā)動機轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)

r-輪胎滾動半徑(毫米)

speed-車速(千米/小時)；

根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)并將結(jié)果輸出為換擋狀態(tài)，車輪扭矩運算函數(shù)關(guān)系式如下：

M_R＝T_tqi_gi₀η_T

M_R-車輪扭矩(Nm)；

T_tq-發(fā)動機扭矩(Nm)；。

η_T-傳動效率，一般取0.8；

r-滾動半徑(m)；

一種集成于車載終端的換擋節(jié)油系統(tǒng)，其特征在于，車載終端包括車輛運行數(shù)據(jù)采集解析單元、換擋節(jié)油單元，車輛運行數(shù)據(jù)采集解析單元實時采集和解析車輛運行的相關(guān)報文數(shù)據(jù)，然后將報文數(shù)據(jù)發(fā)送給換擋節(jié)油單元，換擋節(jié)油單元連接顯示裝置，顯示裝置以文字和語音向駕駛員播報換擋內(nèi)容，換擋節(jié)油單元包括算法模塊，算法模塊包括依次連接的開始模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、擋位判斷模塊、擋位跟蹤模塊、提示換擋模塊、結(jié)束模塊，

開始模塊在車輛啟動后啟動數(shù)據(jù)清洗模塊；

數(shù)據(jù)清洗模塊，車載終端首先對采集的數(shù)據(jù)進行清洗，排除故障點或異常點，保證計算結(jié)果的有效性和可靠性；

擋位判斷模塊，根據(jù)橋速比、輪胎半徑、車速、轉(zhuǎn)速、扭矩等計算當前擋位和合理擋位，輸出換擋狀態(tài)；

擋位跟蹤模塊，對擋位數(shù)據(jù)實時進行跟蹤，跟蹤一段時間，該時間由系統(tǒng)預先設(shè)定，如果擋位產(chǎn)生變化到提示的擋位后，則進入結(jié)束模塊，如果擋位沒有調(diào)整合適，則啟動提示擋位跟蹤模塊；

提示換擋模塊，將換擋提示發(fā)送給顯示裝置，進行文字及語音提示，然后連接結(jié)束模塊。

進一步地，車載終端通過CAN總線采集車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩百分比，通過硬線采集ACC信號，通過有線或無線方式配置橋速比和輪胎半徑等車型參數(shù)；車載終端集成有上述的算法模塊、顯示屏、TTS語音模塊，車載終端分別通過串口線、硬線、CAN總線采集車輛運行數(shù)據(jù)，算法模塊嵌入式集成在車載終端內(nèi)部，通過已有的顯示屏或TTS語音模塊，對換擋內(nèi)容進行文字顯示或語音播報。

進一步地，所述的擋位判斷模塊包括計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊、判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，

計算當前擋位模塊：根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位并將當前擋位數(shù)據(jù)發(fā)送給當前擋位是否合理判斷模塊，運算函數(shù)關(guān)系式如下：

i₀-橋速比

i_g-變速器齒比

rmp-發(fā)動機轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)

r-輪胎滾動半徑(毫米)

speed-車速(千米/小時)；

計算當前車輪扭矩模塊：根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩，車輪扭矩運算函數(shù)關(guān)系式如下：

M_R＝T_tqi_gi₀η_T

M_R-車輪扭矩(Nm)；

T_tq-發(fā)動機扭矩(Nm)；

η_T-傳動效率，一般取0.8；

r-滾動半徑(m)；

判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，該模塊連接計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)并將結(jié)果輸出并對比當前擋位，判斷為是否需要換擋的狀態(tài)。

進一步地，算法模塊包括依次連接的開始模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊、判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊、擋位跟蹤模塊、判斷提示時間間隔模塊、顯示換擋狀態(tài)模塊、結(jié)束模塊，具體地：

開始模塊，在車輛啟動后啟動數(shù)據(jù)清洗模塊；

數(shù)據(jù)清洗模塊，車載終端首先對采集的數(shù)據(jù)進行清洗，排除故障點或異常點，保證計算結(jié)果的有效性和可靠性；

計算當前擋位模塊，根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位并將當前擋位數(shù)據(jù)發(fā)送給當前擋位是否合理判斷模塊；

計算當前車輪扭矩模塊：根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩；

判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，該模塊連接計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)，如果在該區(qū)間內(nèi)則不做任何處理，如果不在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)則進入擋位跟蹤模塊；

擋位跟蹤模塊，對擋位數(shù)據(jù)實時進行跟蹤，跟蹤一段時間，該時間由系統(tǒng)預先設(shè)定，如果擋位產(chǎn)生變化到提示的擋位后，則不作其他處理，如果擋位沒有調(diào)整合適，則進入判斷提示時間間隔模塊；

判斷提示時間間隔模塊，實時計算自上一次提示換擋發(fā)出提醒的時間是否已經(jīng)達到系統(tǒng)設(shè)定的間隔值，如沒有達到，則不作任何處理，如果已經(jīng)達到系統(tǒng)設(shè)定的間隔值或是第一次發(fā)出提醒，則連接顯示換擋狀態(tài)模塊；

顯示換擋狀態(tài)模塊，接到提示指令后，連接顯示裝置，將換擋提示的內(nèi)容 發(fā)送給顯示裝置，進行文字及語音提示，然后連接結(jié)束模塊。

進一步地，顯示裝置的換擋信息顯示格式為：如果擋位過低，TTS語音播報“擋位不合理，請升擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您升擋”，5秒后自動消失；如果擋位過高，TTS語音播報“擋位不合理，請降擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您降擋”，5秒后自動消失。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)所述方法可以實時準確的計算當前擋位和合理擋位，通過語音提醒或者文字提醒，規(guī)范駕駛員不良換擋行為；

(2)所述方法在滿足車輛動力需求的前提下，選取燃油消耗量較低的擋位，以使車輛同時獲得良好的動力性和燃油經(jīng)濟性；

(3)所述方法以軟件形式集成在車載終端上，不用改變整車線束或者增加硬件電路，簡單可靠，節(jié)約成本。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的集成于車載終端的換擋節(jié)油系統(tǒng)的一個實施例的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖2示出了本發(fā)明的集成于車載終端的換擋節(jié)油方法系統(tǒng)的一個實施例的流程圖；

圖3示出了本發(fā)明的集成于車載終端的換擋節(jié)油方法系統(tǒng)的另一個實施例的流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施過程進行描述。

如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計了一種新的集成于車載終端的換擋節(jié)油方法。在本實施例里，車載終端是通過CAN總線采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、發(fā)動機扭矩報文，通過硬線采集ACC開啟信號，通過RS232串口配置橋速比和輪胎半徑等相關(guān)的車型參數(shù)。

在本實施例中，當車輛啟動后，車載終端檢測到ACC高電平則進入運行狀態(tài)。車載終端實時采集和解析相關(guān)報文數(shù)據(jù)，計算當前擋位和合理擋位，輸出換擋狀態(tài)。如果擋位合理，終端不做任何提醒；如果擋位過低，TTS語音播報“擋位不合理， 請升擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您升擋”，5秒后自動消失；如果擋位過高，TTS語音播報“擋位不合理，請降擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您降擋”，5秒后自動消失。

如圖2、3所示，本發(fā)明設(shè)計的換擋節(jié)油方法的處理流程為：當車輛啟動后，車載終端周期性調(diào)用算法模塊進行數(shù)據(jù)處理。算法首先對采集的數(shù)據(jù)進行清洗，排除故障點或異常點，保證計算結(jié)果的有效性和可靠性；然后根據(jù)所述公式(1)，由橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前檔位；

i₀-橋速比

i_g-變速器齒比 公式(1)

rmp-發(fā)動機轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)

r-輪胎滾動半徑(毫米)

speed-車速(千米/小時)

根據(jù)公式(2)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩。進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)，輸出換擋狀態(tài)。

M_R＝T_tqi_gi₀η_T

M_R-車輪扭矩(Nm)；

T_tq-發(fā)動機扭矩(Nm)； 公式(2)。

η_T-傳動效率，一般取0.8；

r-滾動半徑(m)；

為了避免頻繁的語音提醒對駕駛員造成的干擾，跟蹤一段時間內(nèi)不合理擋位是否發(fā)生變化，如果仍無變化，終端根據(jù)換擋狀態(tài)進行語音播報和屏幕顯示。

車載終端通過CAN總線采集車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩百分比，通過硬線采集ACC信號，通過有線或無線方式配置橋速比和輪胎半徑等車型參數(shù)。

車載終端包括算法模塊、顯示屏、TTS語音模塊，車載終端分別通過串口線、硬線、CAN總線采集車輛運行數(shù)據(jù)，算法模塊嵌入式集成在車載終端內(nèi)部，通過已有的顯示屏或TTS語音模塊，對換擋內(nèi)容進行文字顯示或語音播報。

所述的算法模塊配置為：

根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位，運算函數(shù)關(guān)系式如公式(1)；

根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)并將結(jié)果輸出為換擋狀態(tài)，車輪扭矩運算函數(shù)關(guān)系式如公式(2)；

一種集成于車載終端的換擋節(jié)油系統(tǒng)，其特征在于，車載終端包括車輛運行數(shù)據(jù)采集解析單元、換擋節(jié)油單元，車輛運行數(shù)據(jù)采集解析單元實時采集和解析車輛運行的相關(guān)報文數(shù)據(jù)，然后將報文數(shù)據(jù)發(fā)送給換擋節(jié)油單元，換擋節(jié)油單元連接顯示裝置，顯示裝置以文字和語音向駕駛員播報換擋內(nèi)容，換擋節(jié)油單元包括算法模塊，算法模塊包括依次連接的開始模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、擋位判斷模塊、擋位跟蹤模塊、提示換擋模塊、結(jié)束模塊，

開始模塊在車輛啟動后啟動數(shù)據(jù)清洗模塊；

數(shù)據(jù)清洗模塊，車載終端首先對采集的數(shù)據(jù)進行清洗，排除故障點或異常點，保證計算結(jié)果的有效性和可靠性；

擋位判斷模塊，根據(jù)橋速比、輪胎半徑、車速、轉(zhuǎn)速、扭矩等計算當前擋位和合理擋位，輸出換擋狀態(tài)；

擋位跟蹤模塊，對擋位數(shù)據(jù)實時進行跟蹤，跟蹤一段時間，該時間由系統(tǒng)預先設(shè)定，如果擋位產(chǎn)生變化到提示的擋位后，則進入結(jié)束模塊，如果擋位沒有調(diào)整合適，則啟動提示擋位跟蹤模塊；

提示換擋模塊，將換擋提示發(fā)送給顯示裝置，進行文字及語音提示，然后連接結(jié)束模塊。

進一步地，車載終端通過CAN總線采集車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機扭矩百分比，通過硬線采集ACC信號，通過有線或無線方式配置橋速比和輪胎半徑等車型參數(shù)；車載終端集成有上述的算法模塊、顯示屏、TTS語音模塊，車載終端分別通過串口線、硬線、CAN總線采集車輛運行數(shù)據(jù)，算法模塊嵌入式集成在車載終端內(nèi)部，通過已有的顯示屏或TTS語音模塊，對換擋內(nèi)容進行文字顯示或語音播報。

進一步地，所述的擋位判斷模塊包括計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊、判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，

計算當前擋位模塊：根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位并將當前擋位數(shù)據(jù)發(fā)送給當前擋位是否合理判斷模塊，運算函數(shù)關(guān)系式采用公式(1)；

計算當前車輪扭矩模塊：根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效 率計算當前車輪扭矩，車輪扭矩運算函數(shù)關(guān)系式采用公式(2)；

判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，該模塊連接計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)并將結(jié)果輸出并對比當前擋位，判斷為是否需要換擋的狀態(tài)。

進一步地，算法模塊包括依次連接的開始模塊、數(shù)據(jù)清洗模塊、計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊、判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊、擋位跟蹤模塊、判斷提示時間間隔模塊、顯示換擋狀態(tài)模塊、結(jié)束模塊，具體地：

開始模塊，在車輛啟動后啟動數(shù)據(jù)清洗模塊；

數(shù)據(jù)清洗模塊，車載終端首先對采集的數(shù)據(jù)進行清洗，排除故障點或異常點，保證計算結(jié)果的有效性和可靠性；

計算當前擋位模塊，根據(jù)橋速比、輪胎半徑、當前車速和當前轉(zhuǎn)速計算變速箱齒輪比，反推出當前擋位并將當前擋位數(shù)據(jù)發(fā)送給當前擋位是否合理判斷模塊；

計算當前車輪扭矩模塊：根據(jù)由發(fā)動機扭矩、橋速比、變速箱齒輪比和傳動效率計算當前車輪扭矩；

判斷是否在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)模塊，該模塊連接計算當前擋位模塊、計算當前車輪扭矩模塊，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，進而判斷車速和車輪扭矩是否落在已標定好的經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)，如果在該區(qū)間內(nèi)則不做任何處理，如果不在經(jīng)濟區(qū)間內(nèi)則進入擋位跟蹤模塊；

擋位跟蹤模塊，對擋位數(shù)據(jù)實時進行跟蹤，跟蹤一段時間，該時間由系統(tǒng)預先設(shè)定，如果擋位產(chǎn)生變化到提示的擋位后，則不作其他處理，如果擋位沒有調(diào)整合適，則進入判斷提示時間間隔模塊；

判斷提示時間間隔模塊，實時計算自上一次提示換擋發(fā)出提醒的時間是否已經(jīng)達到系統(tǒng)設(shè)定的間隔值，如沒有達到，則不作任何處理，如果已經(jīng)達到系統(tǒng)設(shè)定的間隔值或是第一次發(fā)出提醒，則連接顯示換擋狀態(tài)模塊；

顯示換擋狀態(tài)模塊，接到提示指令后，連接顯示裝置，將換擋提示的內(nèi)容發(fā)送給顯示裝置，進行文字及語音提示，然后連接結(jié)束模塊。

顯示裝置的換擋信息顯示格式為：如果擋位過低，TTS語音播報“擋位不合理，請升擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您升擋”，5秒后自動消失；如果擋位過高，TTS語音播報“擋位不合理，請降擋”，同時在終端屏幕上顯示文字“請您降擋”，5秒后自動消失。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不局限于上述實施例， 凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。