本发明属于作业运输领域，涉及一种实时提示 司机车辆能效状态 的方法及装置，其可以应用于车辆智能仪表及 车载导航仪等汽车电子 行业。 背景技术

近年来， 汽车数量增长迅猛， 如何找到一种合适的途径或方法， 来尽快实现最大程度上的节能减排， 无疑将考验全行业的智慧。

实际上， 车辆驾驶技术和维护情况对运输作业的节能减 排工作有 着重大的影响， 在相同使用条件下， 不同的车辆技术状况和不同的驾 驶员的车百公里油耗相差较大。所以， 提高驾驶员操作技术和正确维 护是重要的节约燃料措施。

从理论上讲， 车辆动力装置的设计工况应位于最高效率点上 ， 即 在最大功率和最大扭矩输出时， 燃油消耗率最低、 排放最佳。 但由于 实际工作过程的复杂性，使得设计工况点不一 定和最佳工况点能精确 重合， 努力把它的运行工况点控制在动力装置外特性 曲线的高效区 内， 即可使汽车获得较好的经济性、 动力性及排放性， 这对于车辆优 化动力匹配和安全经济运行很重要。

目前只有机务专家可以从手册资料上可以查到 每种发动机自己 的外特性曲线等数据， 这些数据还不能实时指导司机如何最优驾驶。 因为普通驾驶员只能从汽车仪表上看到车速和 转速数值，无法获得实 时行驶中工作点扭距等数据，至今为止也没有 一种可以普及的装在汽 车仪表台或中控台上让司机直观观察车辆能效 特性曲线和动态工作 点的装置。目前也没有一种汽车仪表和导航仪 能够显示车辆动力装置 的能效特性曲线图及其动态工作点。因此广大 司机是无法通过能效特 性曲线图去体会和寻找每台车的最佳工作点的 。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题， 本发明目的是提出一种实时提示 司机车辆能效状态的方法及装置，可以作为安 装在汽车仪表台或中央 控制台内的普及型的司机节能助手和日常工具 。它实时采集车辆动力 装置转速、扭矩并在具有图形显示器的智能汽 车仪表或车载导航仪的 液晶显示屏上绘出以转速为横坐标以扭矩为纵 坐标的能效曲线，能及 时提示司机当前车辆的燃油经济性工作点，并 通过实时和历史的动态 数据分析，优化驾驶习惯节省油耗，对司机当 前的操作给予直观评价， 用来帮助驾驶者自己分析和提高驾驶能效，并 起到培养驾驶员的经济 驾驶习惯的作用， 同时本发明还能降低发动机的维护成本， 延长发动 机的使用寿命。

针对本发明的目的，本发明提出的一种实时提 示机动车能效状态 的方法， 包括以下步骤：

1 ) 把包含微处理器、 存储器、 图形显示器、 车辆数据总线接口的能 效提示微电脑装置安装到汽车仪表台或中央控 制台内；

2) 从特定车辆动力装置的手册资料中查得最好工 况下的动力装置 外特性曲线数据，以及其他工况下有效功率 Ne、有效扭矩 (又称 净扭距) Me、 小时耗油量 GT或有效燃油消耗率 Ge等随转速 n 的变化关系曲线数据，并在相同的坐标体系上 进行叠加和图形 编辑处理， 如对等燃油消耗率线、 目标最佳工作区域等进行标 注， 对不同能效区域用不同的颜色填充处理等， 使图面直观简 洁， 便于司机区分能耗区间和明确工作目标， 处理后得到的图 形预先存贮在该能效提示微电脑装置的存储器 中， 并作为静态 能效特性曲线背景图在其图形显示器上显示； ) 通过车辆数据总线接口连接车辆动力装置的电 控单元， 读取和 记录该动力装置当前工况下的转速 n和总扭矩； ) 通过资料査得该特定车辆动力装置的阻力扭矩 值并存储到该能 效提示微电脑装置的存储器中， 计算总扭矩减去阻力扭矩得到 输出净扭矩 Me; 以当前工况下的转速为横坐标， 以所述实际工 况点的净扭矩为纵坐标， 从而确定车辆动态工作点坐标为 （n， Me ); ) 为了实现图形动态显示， 将当前工况下的动态工作点坐标进行 坐标转换得到对应的图形显示器像素坐标， 即可在静态能效特 性曲线背景图上， 显示出所述车辆实际动态工作点的实时和历 史位置， 坐标转换可以采用线性转换等方法， 以下公式即是其 中一种线性转换法： 假设静态能效背景图左下角原点坐标值 (n _min , Me _min )对应图形显 示器像素坐标 （P _n ，Py _min )， 该图右上角顶点坐标值（r ，Me _raax ) 对应图形显示器像素坐标（Px _raax , Py _nax ),则将当前工况下的动态 工作点坐标 （n， Me ) 转换为对应进行图形显示器像素坐标 (Px, Py ) 绘出所述车辆实际动态工作点， 其中： Px= (n- n _mi „) * (Px _na x-Px»in) / (n _max - n _Bin ) +Px _ni „

Py= (Me-Me _rain ) * (Py„ _ax -Py _min ) / (Me - Me _nin ) +Py _min 针对本发明的目的，本发明还提出一种实时提 示司机车辆能效状 态的装置， 该装置可安装于汽车仪表台或汽车中央控制台 内， 包括微 处理器、存储器、 图形显示器、 连接车辆动力装置电控单元的数字通 讯接口等组成，其装置可将特定车辆动力装置 的能效特性曲线图预先 存贮在存储器中， 并作为静态能效背景图形在所述图形显示器上 显 示， 其装置可以与动力装置的电控单元经数据总线 链路相连， 构成通 信网络， 读取和记录该动力装置当前工况下的转速 n和总扭矩，计算 总扭矩减去阻力扭矩得到输出净扭矩 Me; 以当前工况下的转速为横 坐标， 以所述实际工况点的净扭矩为纵坐标， 从而确定车辆动态工作 点坐标为 （n Me ), 即得到实时工作点 （ _n ， Me ), 再在所述图形显示 器上进行动态显示。 作为优选实施例， 该装置可以是具有图形显示器的智能汽车仪表 或导航仪。 由于采用以上技术方案，本发明能实时跟踪动 力装置工作点的移 动， 并能通过图形界面， 直观显示其工作点在能效曲线上的位置， 提 示司机发动机是否处于最佳经济状态， 还能通过历史数据分析， 优化 司机的驾驶习惯， 从而提高车辆驾驶的经济性。

附图说明 下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步 说明： 图 1 为本发明一种实时提示司机车辆能效状态的装 置的结构框 图； 图 2为本发明中一车辆动力装置对应的动力特性� �； 图 3 为本发明一种实时提示司机车辆能效状态的装 置完整功率 显示效果图 （图中黑点为动力装置实际工况点）； 图 4 为本发明一种实时提示司机车辆能效状态的装 置简化的无 功率显示效果图 （图中黑点为动力装置实际工况点）。

具体实施方式 如图 1所示， 本发明的一种实时提示司机车辆能效状态的装 置， 其可安装于汽车仪表台或汽车中央控制台内， 包括设有能效提示图形 显示器 4的能效提示微电脑装置 1、 支持数字通信的动力装置的电控 单元 6， 能效提示微电脑装置 1还包括微处理器 2、 存储器 3， 还设 有连接动力装置 (传统车辆的发动机或新能源车辆的电动机）� �电控 单元 5并读取该动力装置转速和扭矩的数字通讯接� � 5，通过该数字 通讯接口 5能效提示微电脑装置 1与该动力装置的电控单元 6经数据 总线链路相连， 构成通信网络， 读取和记录该动力装置当前工况下的 转速 n和总扭矩， 计算总扭矩减去阻力扭矩得到输出净扭矩 Me; 以 当前工况下的转速为横坐标， 以所实际工况点的净扭矩为纵坐标， 从 而确定车辆动态工作点坐标为 （ _n ， Me ) ：得到实时工作点 （n， Me ), 再在图形显示器上进行动态显示。本实施例中 ， 能效提示微电脑装置 显示器为图形显示器，数据总线为 J1939总线。 根据该装置实现的车辆能效实时显示方法， 包括以下步骤：

1 ) 把包含微处理器、 存储器、 图形显示器、 车辆数据总线接口 的能效提示微电脑装置安装到汽车仪表台或中 央控制台内； 2 ) 从特定车辆动力装置的手册资料中查得最好工 况下的动力装置外 特性曲线数据，以及其他工况下有效功率 Ne、 有效扭矩（又称净扭 距) Me、 小时耗油量 GT或有效燃油消耗率 Ge等随转速 n的变化关系 曲线数据，并在相同的坐标体系上进行叠加和 图形编辑处理， 如对等 燃油消耗率线、 目标最佳工作区域等进行标注，对不同能效区 域用不 同的颜色填充处理等， 使图面直观简洁， 便于司机区分能耗区间和明 确工作目标，处理后得到的图形预先存贮在该 能效提示微电脑装置的 存储器中， 并作为静态能效特性曲线背景图在其图形显示 器上显示；

3 ) 通过 CAN/J1939 车辆数据总线接口，连接车辆动力装置的电控 单 元， 读取和记录该动力装置当前工况下的转速 n和总扭矩；

4) 通过资料査得该特定车辆动力装置的阻力扭矩 值并存储到该能效 提示微电脑装置的存储器中，计算总扭矩减去 阻力扭矩得到输出净扭 矩 Me; 以当前工况下的转速为横坐标， 以所述实际工况点的净扭矩 为纵坐标， 从而确定车辆动态工作点坐标为 （n, Me ) (如图 3、 4所 示)；

5) 为了实现图形动态显示， 将当前工况下的动态工作点坐标进行坐 标转换得到对应的图形显示器像素坐标，即可 在静态能效特性曲线背 景图上， 显示出所述车辆实际动态工作点的实时和历史 位置， 坐标转 换可以采用线性转换等方法， 以下公式即是其中一种线性转换法： 假设静态能效背景图左下角原点坐标值 (n _nin ， Me„ _in )对应图形显 示器像素坐标（P _in ，Py _rain )， 该图右上角顶点坐标值 (n _max , Me _max )对应图 形显示器像素坐标 （P _X Py _ma J， 则将当前工况下的动态工作点坐标 (n Me)转换为对应进行图形显示器像素坐标（Px, Py)绘出所述车 辆实际动态工作点， 其中：

Px (n - n _ffli „) * (Px _ffl a _X -Px«,in) / (r _x - n _min ) +Px _min

Py (Me-Me _min ) * (Py - Py _mi „) I (Me - Me _nin ) +Py _min

6 ) 在能效图上， 将黑点移动到当前工作点坐标指定的地方。 显 示效果见图 3、 图 4。 图中黑点实时跟踪动力装置特性点的位置， 当 黑点处于顶部中心区域时动力装置输出功率大 且能耗较小，是较经济 区域。 黑点越靠近该区域， 经济性越好， 从而给司机起到提示作用。 但是， 上述的具体实施方式只是示例性的， 是为了更好的使本领 域技术人员能够理解本专利， 不能理解为是对本专利包括范围的限 制； 只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等 同变更或修饰， 均 落入本专利包括的范围。