节省燃料驾驶诊断装置和节省燃料驾驶诊断系统

摘要

一种节省燃料驾驶诊断装置，其包括ECU，该ECU基于和车速相关的参数与和加速器操作量相关的参数之间的关系来从加速器操作的角度诊断节省燃料驾驶、并且基于和车速相关的参数与和发动机转速相关的参数之间的关系来从换档操作的角度诊断节省燃料驾驶。

说明书

技术领域

本发明涉及节省燃料驾驶诊断装置和节省燃料驾驶诊断系统。

背景技术

已知驾驶支援装置，该驾驶支援装置同时在显示单元上显示实 际的加速器踏板开度以及加速器踏板开度的基准指导值(例如，见 国际公开单行本WO2013/001998)，该基准指导值在当前的驾驶状 态下保持加速性能及燃料效率。当变速器的当前变速器传动比偏离 根据车辆的驾驶状态确定的变速器的最佳变速器传动比时，该驾驶 支援装置将基准指导值改变至使车辆的发动机输出减小的值。

发明内容

然而，具有在国际公开单行本WO2013/001998中所描述的考虑 到了变速器的变速器传动比的配置的驾驶支援装置仅向驾驶员提供 了加速器踏板开度的基准指导值。即，驾驶支援装置在没有判定换 档操作是否适当的情况下获得在当前档位中(或者在档位改变时) 加速器踏板开度的基准指导值。因此，驾驶员能够从节省燃料驾驶 的角度判定当前加速器踏板开度是否适当，但有时却不能从节省燃 料驾驶的角度判定当前选定的档位是否适当。

本发明提供了一种节省燃料驾驶诊断装置：该节省燃料驾驶诊 断装置能够既从加速器操作的角度又从换档操作的角度来对节省燃 料驾驶进行诊断。

本发明的第一方面中的节省燃料驾驶诊断装置包括电子控制单 元，该电子控制单元基于和车速相关的参数与和加速器操作量相关 的参数之间的关系从加速器操作的角度诊断节省燃料驾驶，并且该 电子控制单元基于和车速相关的参数与和发动机转速相关的参数之 间的关系从换档操作的角度诊断节省燃料驾驶。

本发明的第二方面中的节省燃料驾驶诊断系统包括速度传感 器、开度检测传感器、发动机转速传感器和电子控制单元，其中， 该速度传感器检测车辆的行驶速度，该开度检测传感器检测加速器 踏板的开度，该发动机转速传感器检测发动机转速，该电子控制单 元执行第一诊断和第二诊断并且输出根据第一诊断的诊断结果和第 二诊断的诊断结果的诊断结果，该第一诊断是基于行驶速度和所述 开度的对节省燃料驾驶的诊断，该第二诊断是基于行驶速度和发动 机转速的对节省燃料驾驶的诊断。

根据上述模式，节省燃料驾驶既可从加速器操作的角度来进行 诊断又能从换档操作的角度来进行诊断。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点、以 及技术的与工业的意义进行描述，相同的附图标记在附图中表示相 同的元件，并且在附图中：

图1是示出本发明的一个实施方式中的节省燃料驾驶诊断装置 的配置图。

图2A是示出从加速器操作的角度的节省燃料驾驶诊断方法的 示例的示意图。

图2B是示出从换档操作的角度的节省燃料驾驶诊断方法的示 例的示意图。

图3是示出由仪表电子控制单元执行的节省燃料驾驶判定处理 的示例的流程图；

图4是示出节省燃料驾驶诊断结果的输出方法的示例的示意 图；以及

图5是示出节省燃料驾驶诊断结果的输出方法的另一示例的示 意图。

具体实施方式

下面将参照附图对实施方式进行详细描述。

图1是示出一个实施方式中的节省燃料驾驶诊断装置1的配置 图。节省燃料驾驶诊断装置1通常安装在手动变速器(MT)车辆中， 也适用于具有自动变速器的自动变速器(AT)车辆。即，节省燃料 驾驶诊断装置1可以安装在具有手动模式(例如，运动模式、顺序 换档)的AT车辆中，在手动模式下，驾驶员可以任意地选择档位。 节省燃料驾驶诊断装置1安装在具有发动机的车辆(包括混合动力 电动车辆)中。当安装有节省燃料驾驶诊断装置1时，混合动力电 动车辆可以具有这样的配置：其中，设置有电动马达以用于产生辅 助扭矩从而保持车速与发动机转速之间的关联。

节省燃料驾驶诊断装置1包括发动机电子控制单元(ECU)14 和仪表ECU15。发动机ECU14和仪表ECU15可以经由诸如控制 器局域网(CAN)之类的车载局域网(LAN)来连接。用于检测行 驶状态和操作状态的传感器(车速传感器11、加速器踏板行程传感 器12、离合器传感器20等)可以连接至车载LAN。

仪表ECU15和发动机ECU14中的每一者都是通过微型计算机 来配置的，在该微型计算机中，以下部件经由总线相互连接：执行 程序的CPU、暂时保留用于程序执行的工作区或者暂时存储数据的 RAM、即使在点火关闭状态下仍保留数据的可电擦除且可编程的只 读存储器(EEPROM)、用作数据输入/输出接口或者与其他ECU 的接口的输入/输出接口、与其他ECU进行通信的通信控制器、以 及在其中存储程序的ROM。

车速传感器11检测车速。车速传感器11可以使用任意车速检 测方法。例如，车速传感器11检测由于在每个车轮上的转子的外周 上等距地间隔开的凸部的通过而产生的作为脉冲的磁通量变化并且 输出根据对每个预定的采样时间段检测到的脉冲的数目而计算出的 车速。

加速器踏板行程传感器12对加速器踏板13的操作量(加速器 开度)进行检测。加速器踏板行程传感器12可以使用任意加速器开 度检测方法。例如，加速器踏板行程传感器12基于下述事实检测加 速器开度：穿过霍尔效应传感器的磁场的强度取决于加速器踏板13 的操作量。

离合器传感器20对手动变速器的离合器接合状态进行检测。当 车辆是具有自动变速器的AT车辆时，离合器传感器20可以是至少 对空档换档位置进行检测的换档位置传感器。

发动机ECU14控制发动机。例如，发动机ECU14可以执行包 括以下控制的各种发动机控制操作：用于对将要根据加速器开度而 喷射的燃料的量进行控制的燃料喷射控制、以及用于在最佳时间对 火花塞供能的点火正时控制。曲柄位置传感器18、节气门位置传感 器17和节气门马达16可以连接至发动机ECU14，其中，节气门位 置传感器17检测节气门角度，节气门马达16打开及关闭节气门。 发动机ECU14可以基于来自曲柄位置传感器18的信号来检测(或 计算)发动机转速。

仪表ECU15可以获取来自各种传感器、其他ECU以及开关的 信号并且基于这些信号来显示车辆状态，如车速和发动机转速，并 且仪表ECU15开启仪表显示单元19上的表示诸如门半开状态之类 的警报状态的预定标记。

仪表ECU15基于来自车速传感器11的车速、来自加速器踏板 行程传感器12的加速器踏板13的操作量、以及来自发动机ECU14 的发动机转速来诊断节省燃料驾驶。此时，仪表ECU15基于车速 与加速器踏板13的操作量之间的关系从加速器操作的角度来诊断 节省燃料驾驶。同时，仪表ECU15基于车速与发动机转速之间的 关系从换档操作的角度来诊断节省燃料驾驶。下文详细地描述了节 省燃料驾驶诊断方法。

图2A和图2B是示出节省燃料驾驶诊断方法的示例的示意图。 图2A是示出从加速器操作的角度的节省燃料驾驶诊断方法的示例 的示意图。图2B是示出从换档操作的角度的节省燃料驾驶诊断方 法的示例的示意图。

图2A示出了节省燃料驾驶区域(经济)和非节省燃料驾驶区域 (非经济)，在图2A中，横轴表示车速而纵轴表示加速器开度。当 车速与加速器开度之间的关系属于图2A中所示的节省燃料驾驶区 域时，仪表ECU15从加速器操作的角度判定车辆正以节省燃料模 式行驶。另一方面，当车速与加速器开度之间的关系属于图2A中 所示的非节省燃料驾驶区域时，仪表ECU15从加速器操作的角度 判定车辆并非正以节省燃料模式行驶。可以基于设计思想(节省燃 料的思想)适当地确定阈值Th1——在节省燃料驾驶区域与非节省 燃料驾驶区域之间进行区分的值。虽然阈值Th1在图2A中所示的 示例中随着车速而线性地增大，但是阈值Th1也可以被任意地设定。 例如，阈值Th1可以随着车速而非线性地增大。此外，当车速超过 预定的上限值V_max时，图2A中所示的示例表示加速器开度的整个 区域都变成非节省燃料驾驶区域。在这种情况下，此上限值V_max可 以被省略。此外，上限值V_max可以动态地改变。

在图2A中所示的示例中，仪表ECU15基于车速与加速器开度 之间的关系从加速器操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式 行驶。在此情况下，可以使用能够唯一地由加速器开度获得的参数 (与加速器开度一一对应的参数)来代替加速器开度。例如，可以 使用节气门角度或输出功率来代替加速器开度。在此情况下，可以 由发动机扭矩、发动机转速和变速器效率的乘积来获得输出功率。 还可以由驱动力与车速的乘积来获得输出功率。此外，可以使用传 感器的检测值(例如，发动机转速的检测值)或者使用控制目标值 来获得输出功率。类似地，当使用节气门角度时，可以使用传感器 的检测值或者控制目标值。当使用除了加速器开度之外的参数时， 阈值Th1必然是与该参数相对应的值。

图2B示出了节省燃料驾驶区域(经济)和非节省燃料驾驶区域 (非经济)，在图2B中，横轴表示车速而纵轴表示发动机转速(Ne)。 在此情况下，当车速与发动机转速之间的关系属于节省燃料驾驶区 域时，仪表ECU15从换档操作的角度确定车辆正以节省燃料模式 驾驶。另一方面，当车速与发动机转速之间的关系属于非节省燃料 驾驶区域时，仪表ECU15从换档操作的角度判定车辆并非正以节 省燃料模式驾驶。可以基于设计思想适当地确定阈值Th2——在节 省燃料驾驶区域与非节省燃料驾驶区域之间进行区分的值。在图2B 中所示的示例中，在节省燃料驾驶区域与非节省燃料驾驶区域之间 进行区分的阈值Th2保持恒定直到车速达到预定车速V1为止，并 且在车速高于预定车速V1的情况下，阈值Th2随着车速线性地增 大。代替这种设定，阈值Th2可以被任意地设定。除了阈值Th2之 外，还可以设定下限阈值Th3。在此情况下，低于下限阈值Th3的 区域对应于非节省燃料驾驶区域。下限阈值Th3可以被任意地设定。 下限阈值Th3可以是在保持燃料效率的同时不发生发动机失速的范 围的下限值。在图2B中所示的示例中，下限阈值Th3是恒定的。

对于AT车辆而言，合适的档位是根据车速而自动选择的。因 此，从加速器操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶就 足够了。然而，对于MT车辆而言，换档操作影响燃料效率。因此， 仅从加速器操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶可能 是不够的。这意味着MT车辆的问题在于：在仪表ECU15仅从加 速器操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶的配置中， 即使当档位从燃料效率的角度而言是不合适的时，仪表ECU15仍 可能判定车辆正以节省燃料模式行驶。这个问题不仅适用于MT车 辆而且也适用于如上所述的AT车辆的手动模式操作。

为了解决这个问题，本实施方式不仅从加速器操作的角度而且 还从换档操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶。这允 许既从加速器操作的角度又从换档操作的角度来适当地诊断MT车 辆的节省燃料驾驶。即，如果从加速器操作的角度判定车辆正以节 省燃料模式行驶、但从换档操作的角度判定车辆并非正以节省燃料 模式行驶，则综合地判定车辆并非正以节省燃料模式行驶。

根据本实施方式，仪表ECU15基于车速与发动机转速之间的 关系从换档操作的角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶。由 此对当前选定的档位是否合适(从燃料效率的角度来看档位是否合 适)做出适当的判定。在本实施方式的另一可能的比较示例中，向 驾驶员提供(传递)关于当前换档位置的最佳加速器开度的信息。 然而，虽然在这种比较示例中为判定燃料效率是否良好而考虑了换 挡位置，但是仅向驾驶员传递关于当前加速器操作对于当前换档位 置而言是否合适的信息。相反地，本实施方式能够向驾驶员传递关 于加速器操作和换档操作二者是否都合适(从燃料效率的角度来看 加速器操作和换档操作二者是否都合适)的信息。此外，本实施方 式能够在不需要关于当前选定的档位的信息的情况下从换档操作的 角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行驶。在这里应当指出的是， 可以将用于检测当前选定的档位的传感器(用于评估当前选定的档 位的逻辑)设置成用于其他用途。

图3是示出了由仪表ECU15执行的节省燃料驾驶判定处理的 示例的流程图。在车辆行驶期间可以以预定的周期性间隔反复执行 图3中示出的处理程序。

在步骤300中，仪表ECU15获取关于加速器开度、车速和发 动机转速的最新信息。

在步骤302中，仪表ECU15基于在步骤300中获取的车速与 加速器开度之间的关系，从加速器操作的角度来判定车辆是否正以 节省燃料模式行驶。例如，根据映射计算出对应于当前车速的阈值 Th1(见图2A)以判定当前的加速器开度是否高于所计算出的阈值 Th1。在此情况下，如果当前的加速器开度高于阈值Th1，则基于 从加速器操作的角度做出的车辆并非正以节省燃料模式行驶的判 定，该处理进行至步骤306。另一方面，如果当前的加速器开度等 于或低于阈值Th1，则基于从加速器操作的角度做出的车辆正以节 省燃料模式行驶的判定，该处理进行至步骤304。

在步骤304中，仪表ECU15基于在步骤300中获取的车速与 发动机转速之间的关系，从换档操作的角度判定车辆是否正以节省 燃料模式行驶。例如，根据映射计算出对应于当前车速的阈值Th2 (见图2B)以判定当前的发动机转速是否高于所计算出的阈值 Th2。在此情况下，如果当前的发动机转速高于阈值Th2，则基于 从换档操作的角度做出的车辆并非正以节省燃料模式行驶的判定， 该处理进行至步骤306。另一方面，如果当前的发动机转速等于或 低于阈值Th2时，则基于从换档操作的角度做出的车辆正以节省燃 料模式行驶的判定，该处理进行至步骤308。

在步骤306中，仪表显示单元19中的预定的指示器被关闭(或 保持关闭)。该指示器在打开时表示车辆正以节省燃料模式行驶。

在步骤308中，仪表显示单元19中的预定的指示器被打开(或 保持打开)。

根据图3中所示的处理，预定的指示器仅在从加速器操作的角 度且从换档操作的角度都判定车辆正以节省燃料模式行驶的情况下 才被打开。因此，如果从加速器操作的角度判定车辆正以节省燃料 模式行驶(步骤302中为“是”)而从换档操作的角度判定车辆并非 正以节省燃料模式行驶(步骤304中为“否”)，则综合判定车辆并 非正在以节省燃料模式行驶，并且在此情况下，指示器是被关闭的。

虽然节省燃料驾驶诊断结果在图3中的示例中被输出为指示车 辆是否正以节省燃料模式行驶的二元信息(指示器的开/关)，但是 节省燃料驾驶诊断结果也可以以任意模式输出。例如，节省燃料驾 驶诊断结果可以被输出为诸如节省燃料程度之类的比率(见图4)。

可以在车辆行驶期间以预定的周期性间隔反复地执行图3中所 示的处理程序，但在离合器脱开接合时则不需要执行该处理程序。 更具体地，仪表ECU15基于离合器传感器20的检测结果来判定离 合器是否脱开接合。当离合器脱开接合时，发动机转速与车速之间 不存在关联。因此，当仪表ECU15判定离合器脱开接合时，仪表 ECU15将先前输出的值输出作为节省燃料驾驶诊断结果。当仪表 ECU15判定离合器脱开接合时，仪表ECU15也可以不输出诊断结 果。此外，当仪表ECU15判定离合器已持续脱开接合达预定的时 间时，仪表ECU15可以停止诊断结果的输出。即，仪表ECU15 可以基于驾驶员已经有意地将档位置于空档的判定而停止(或暂停) 图3中所示的处理程序。

当图3中所示的处理程序被应用于AT车辆时，可以仅在手动 模式期间执行图3中所示的处理程序。在此情况下，设置换档位置 传感器来代替离合器传感器20。如果换档位置传感器的检测结果指 示档位处于空档，则仪表ECU15可以停止诊断结果的输出。即， 仪表ECU15可以停止图3中所示的处理程序。

在图3中所示的示例中，虽然仪表ECU15在步骤302中对当 前的加速器开度与对应于当前车速的阈值Th1进行比较，但是对于 仪表ECU15来说同样等效的是对当前车速与对应于当前的加速器 开度的阈值Th1进行比较。对于仪表ECU15来说同样等效的是， 判定由当前车速和当前的加速器开度所确定的二维坐标属于诸如图 2A中所示的映射之类的映射中的哪个区域(节省燃料驾驶区域或非 节省燃料驾驶区域)。类似地，在图3中所示的示例中，虽然仪表 ECU15在步骤304中对当前的发动机转速与对应于当前车速的阈 值Th2进行比较，但是对于仪表ECU15来说同样等效的是，对当 前车速与对应于当前的发动机转速的阈值Th2进行比较。对于仪表 ECU15来说同样等效的是，判定由当前车速和当前的发动机转速 所确定的二维坐标属于诸如图2B中所示的映射之类的映射中的哪 个区域(节省燃料驾驶区域或非节省燃料驾驶区域)。

在图3中所示的示例中，虽然仪表ECU15首先从加速器操作 的角度来诊断节省燃料驾驶、并且随后从换档操作的角度来诊断节 省燃料驾驶，但是所述诊断顺序也可以颠倒。在图3中所示的示例 中，如果仪表ECU15从加速器操作的角度判定车辆并非正以节省 燃料模式行驶，则仪表ECU15并不从换档操作的角度来诊断节省 燃料驾驶。取而代之，即使在仪表ECU15从加速器操作的角度判 定车辆并非正以节省燃料模式行驶的情况下，仪表ECU15仍可从 换档操作的角度来诊断节省燃料驾驶。在此情况下，是否从换档操 作的角度来诊断节省燃料驾驶可能是根据所使用的诊断结果输出方 法来适当地确定的。例如，在仅输出节省燃料驾驶的综合诊断结果 的配置中，如果已经从一个角度判定车辆并非正以节省燃料模式行 驶，则不需要再从另一个角度来判定车辆是否正以节省燃料模式行 驶。另一方面，在分别从两个角度输出节省燃料驾驶诊断结果的配 置(见图4和图5，稍后将说明该配置)中，可从两个角度来诊断 节省燃料驾驶而无论从其中一个角度的节省燃料驾驶诊断结果如 何。

图4是示出节省燃料驾驶诊断结果的输出方法的示例的示意图。

在图4中所示的示例中，从加速器操作的角度的节省燃料驾驶 的诊断结果按比率(0至100％)表示为加速器操作的经济程度。类 似地，从换档操作的角度的节省燃料驾驶的诊断结果按比率(0至 100％)表示为换档操作的经济程度。此显示内容可以在仪表显示单 元19中被并排输出。加速器操作的经济程度和换档操作的经济程度 可以例如利用以下表达式来计算。

加速器操作的经济程度＝当前的加速器开度/阈值Th1×100(％)

换档操作的经济程度＝当前的发动机转速/阈值Th2×100(％)

在以上表达式中，可以使用能够唯一地由加速器开度获得的参 数(例如，输出功率)来代替如上所述的加速器开度。

虽然加速器操作的经济程度和换档操作的经济程度在图4中所 示的示例中各自由取决于一比率的区域来表示，但是也可以与该比 率一起显示表示该比率的数值。

图5是示出节省燃料驾驶诊断结果的输出方法的另一示例的示 意图。

在图5中所示的示例中，从加速器操作的角度的节省燃料驾驶 的诊断结果以及从换档操作的角度的节省燃料驾驶的诊断结果是以 两轴表示形式示出的。此显示内容可以例如在仪表显示单元19中输 出。在图5中所示的示例中，与当前的加速器操作的经济程度和当 前的换档操作的经济程度相对应的二维位置是由附图标记70来表 示的。可以如上所述来计算出加速器操作的经济程度和换档操作的 经济程度。在图5中所示的示例中，可以用各自代表一比率的数值 来显示加速器操作的经济程度和换档操作的经济程度。

尽管上面已对本发明的实施方式进行了详细的描述，但是将理 解的是，本发明不限于所述特定的实施方式，而是可以在权利要求 的范围内做出各种修改和改变。还可以对上述实施方式中的部件中 的所有部件或一些部件进行组合。

例如，虽然在上述实施方式中车速信息是从车速传感器11获取 的，但是也可以使用其他信息源来代替车速传感器11、或者除使用 车速传感器11之外还使用其他信息源。例如，可以使用变速器的输 出轴的旋转数目或者使用从GPS接收器接收到的定位结果的导数。

此外，虽然在上述实施方式中关于发动机转速的信息是基于来 自曲柄位置传感器18的信号来获取的，但是也可以使用其他信息源 来代替曲柄位置传感器18、或者除使用曲柄位置传感器18之外还 使用其他信息源。例如，可以使用变速器的输入轴的旋转数目。

在上述实施方式中，从换档操作的角度的节省燃料驾驶的诊断 结果可以以关于换档操作的建议性信息输出。即，如果从换档操作 的角度判定车辆并非正以节省燃料模式行驶，则可以输出指示用以 切换档位的方向(例如，改变至更高档位或更低档位)的建议性信 息以允许驾驶员以节省燃料模式进行驾驶。例如，在当前的档位位 置是第二速度位置并且当前的发动机转速高于阈值Th2时，可以输 出将档位位置改变至第三速度位置(或第四速度位置)的建议性信 息。如果从换档操作的角度判定车辆并非正以节省燃料模式行驶， 则此建议性信息允许驾驶员容易理解为了以节省燃料模式行驶需要 何种换档操作。

虽然在上述实施方式中节省燃料驾驶诊断结果是在仪表显示单 元19中输出的，但是代替输出至仪表显示单元19或者除输出至仪 表显示单元19之外，节省燃料驾驶诊断结果也可以输出至其他显示 装置，例如平视显示器(HUD)。

虽然在以上实施方式中仪表ECU15执行节省燃料驾驶诊断处 理，但是任意其他ECU也可以执行节省燃料驾驶诊断处理。此外， 多个ECU可以在一起工作以执行节省燃料驾驶诊断处理。