CN101870279B - 一种混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，在不使用挡位传感器的情况下，通过车速和发动机转速之间的比例关系计算出当前的挡位信息并加以显示，同时在车辆行驶过程中，并在一定车速范围内，出于节油考虑计算出将挡位向上或者向下切换的换挡提示信息计算出来并加以显示，这样可以方便于驾驶人员了解车辆运行状况，及时更换挡位，提高燃油的经济性。

Description

一种混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法

技术领域

本发明属于混合动力汽车技术领域，具体涉及到一种混合动力汽车换挡提醒及显示方法。

背景技术

为应对传统汽车日益严重的燃油和排放问题，人们开始研制机电混合驱动系统，其基本设计思路是：在汽车匀速行驶或者需求功率较小时，用与之功率相匹配的小功率发动机驱动车辆；而在汽车加速或者爬坡需求功率较大时，用ISG电机作为电动机运行消耗动力电池的电能，产生附加力矩协助发动机驱动车辆；而在车辆减速时，ISG电机作为发电机运行产生制动力矩，同时给动力电池充电，从而降低车辆的能量损耗，提高其能量利用率，最终达到节省燃油和降低排放的目的。

混合动力汽车引入了发动机和电机两套驱动系统，多能源控制系统(也即整车控制器HCU)在对车辆需求力矩进行分配的时候，需要知道当前车辆和发动机及电机的部分状态信息，如车速、发动机转速、电机转速、动力电池荷电状态、加速踏板位置、离合、刹车、当前挡位等信息。这些信息要么由HCU通过传感器亲自采集(如离合、空挡等信息)，要么由其它控制器采集后再通过CAN总线发送过来(如车速、发动机转速等信息)。目前对于当前挡位信息的采集较为困难，不仅因为传感器本身的限制，如至少需要两个传感器，并且每个传感器需要采集三种状态的信息，还因为换挡机构的高动态会影响安装于其上的传感器的寿命和性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提出一种混合动力汽车换挡提醒及显示方法，以解决在不使用挡位传感器的情况下，通过车速和发动机转速之间的比例关系计算出当前的挡位信息；以及在车辆行驶过程中，并在一定车速范围内，出于节油考虑计算出需要将挡位向上或者向下切换的换挡提示信息，并将该当前挡位信息和换挡提示信息通过显示控制器(DCU)显示出来。

为了实现上述的发明目的，采用了如下技术方案：

一种混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，包括如下步骤：

1、通过数字输入DI信号采集空挡或倒挡信号，若当前挡位为空挡或倒挡，则将空挡或倒挡信息通过CAN总线发送至DCU上以数字方式显示出来；

2、若当前挡位不是空挡或倒挡中的任一种，则通过DI信号采集离合器信号，若离合器状态为脱开，则挡位信息为无效挡位，在DCU上不用显示；

3、只有在当前挡位为非空挡或非倒挡，且离合器状态为合上的情况下，通过计算当前发动机转速和车速之间的比值I，然后根据比值I的范围确定当前实际挡位，并整车控制器HCU通过CAN总线发送至DCU上以数字方式显示出来；

4、在当前挡位为非空挡和非倒挡情况下，通过计算在当前车速条件下，变速器处于当前挡及相邻两挡时的油耗经济性数值，取其油耗最少的挡位为换挡的目标挡位，根据当前挡位与目标挡位之间的关系确定是加挡或减挡，并整车控制器HCU通过CAN总线将换挡提示信息发送至DCU，DCU通过跳动的上下箭头方式显示出换挡提示信息。

所述挡位计算方法是通过车速和发动机转速之间的比例关系计算出当前的挡位信息。我们知道，当离合器完全合上时，对于发动机转速n和车速v之间存在一定的比例关系，即

$\frac{n}{v}=\frac{i_g\·i_f\·\·1000}{2\mathrm{\π}{\·r}_r\·60}=2.65\frac{i_g\·i_f}{r_r}=I$

n——发动机转速(rpm)

v——车速(km/h)

i_g——变速器速比

i_f——主减速器速比

r_r——轮胎滚动半径(m)

对于手动挡汽车而言，主减速器速比i_f和轮胎滚动半径r_r基本为常值，上述比值I只会因为变速器速比i_g的不同而发生变化。所以，当事先知道了发动机转速与车速的比值I，则可以根据该比值所在的范围反推出当前的变速器挡位。

当然，该挡位计算方法还需以下两个条件

1.离合器是否完全合上？

2.变速器是否处于空挡或倒挡？

对于问题1，通过在离合器行程的两端均装有开关量输出的传感器，可以检测到离合器处于完全脱开、半离合以及全离合等状态；

对于问题2，为保证该信号的可靠性，通过在变速器上安装可以输出互锁信号的开关量传感器，可以有效检测到变速器是否处于空挡位置。同时，传统汽车上本来已有开关量输出的倒车信号，HCU只需采集该信号的电平便知道变速器是否处于倒挡位置。

对于通过计算在当前车速条件下，变速器处于该挡及相邻两挡时的油耗经济性数值的方式是，若变速器处于一挡，则只计算一挡和二挡时的数值；若变速器处于最高挡，则只计算最高挡和倒数第二挡时的数值。

本方法可以在不使用挡位传感器的情况下，通过车速和发动机转速之间的比例关系计算出当前的挡位信息并加以显示，同时在车辆行驶过程中，并在一定车速范围内，出于节油考虑计算出将挡位向上或者向下切换的换挡提示信息计算出来并加以显示，这样可以方便于驾驶人员了解车辆运行状况，及时更换挡位，提高燃油的经济性。

附图说明

图1是本发明所述的一种混合动力汽车挡位计算及当前挡位显示流程框图

图2是本发明所述的一种混合动力汽车换挡计算及换挡提醒显示流程框图

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的实现过程：

参见图1，混合动力汽车挡位信息显示按以下步骤实现：

程序运行开始；

通过DI信号采集空挡或倒挡信号；

判断是否是空挡或倒挡；

若当前挡位是空挡或倒挡，则将空挡或倒挡信息通过CAN总线发送至DCU上以数字方式显示出来；

若当前挡位不是空挡或倒挡中的任一种，则通过DI信号采集离合器信号；

判断离合器状态是否脱开；

若离合器状态为脱开，则挡位信息为无效挡位，在DCU上不用显示；

若离合器状态为合上，则通过采集发动机转速信号和车速信号，计算当前发动机转速和车速之间的比值I；

根据比值I的范围确定当前实际挡位；

整车控制器HCU将当前实际挡位通过CAN总线发送至DCU上以数字方式显示出来；

结束。

参见图2，混合动力汽车换挡计算及换挡提醒显示的方法步骤如下：

在当前挡位为非空挡和非倒挡情况下，先确定当前挡位；

分别计算在当前车速条件下，变速器处于当前挡及相邻两挡(即减一挡和加一挡)时的油耗经济性数值；

当减一挡的油耗经济性数值小于当前挡的油耗经济性数值时，提示减挡信息；

当当前挡的油耗经济性数值大于加一挡的油耗经济性数值时，提示加挡信息；

由整车控制器HCU通过CAN总线将换挡提示信息发送至DCU，DCU通过跳动的上下箭头方式显示出换挡提示信息。

Claims (4)

1.一种混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，包括如下步骤：

(1)通过数字输入DI信号采集汽车的空挡或倒挡信号，若当前挡位为空挡或倒挡，则将空挡或倒挡信息通过CAN总线发送至显示器DCU上，以数字方式显示出来；

(2)若当前挡位不是空挡或倒挡中的任一种，则通过数字输入DI信号采集离合器信号，若离合器状态为脱开，则挡位信息为无效挡位，在显示器DCU上不用显示；

(3)只有在当前挡位为非空挡或非倒挡，且离合器状态为合上的情况下，通过计算当前发动机转速和车速之间的比值I，然后根据比值I的范围确定当前实际挡位，并通过CAN总线发送至显示器DCU上，以数字方式显示出来；

(4)在当前挡位为非空挡和非倒挡情况下，通过计算在当前车速条件下，变速器处于当前挡位及相邻两挡时的油耗经济性数值，取其油耗最少的挡位为换挡的目标挡位，根据当前挡位与目标挡位之间的关系确定是加挡或减挡，并通过CAN总线将换挡提示信息发送至显示器DCU，显示器DCU通过跳动的上下箭头方式显示出换挡提示信息。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，其特征在于：所述通过车速和发动机转速之间的比值I确定出当前挡位信息的方式是：利用当离合器完全合上时，对于发动机转速n和车速v之间存在一定的比例关系公式，即

$\frac{n}{v}=\frac{i_g\·i_f\·1000}{2\mathrm{\π}\·r_r\·60}=2.65\frac{i_g\·i_f}{r_r}=I$

n--发动机转速rpm

v--车速km/h

i_g--变速器速比

i_f--主减速器速比

r_r--轮胎滚动半径m

其中，主减速器速比i_f和轮胎滚动半径r_r基本为常值，上述比值I只会因为变速器速比i_g的不同而发生变化，通过发动机转速与车速的比值I所在的范围反推出当前的变速器挡位。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，其特征在于：

所述离合器信号通过在离合器行程的两端均装有开关量输出的传感器而获得；

所述变速器的空挡是通过在变速器上安装可以输出互锁信号的开关量传感器而获得；

所述变速器的倒挡信号是通过汽车上的开关量输出的倒车信号而获得。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车挡位信息显示及换挡提醒方法，其特征在于：所述通过计算在当前车速条件下，变速器处于当前挡及相邻两挡时的油耗经济性数值是，若变速器处于一挡，则只计算一挡和二挡时的数值；若变速器处于最高挡，则只计算最高挡和倒数第二挡时的数值。

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