專利名稱：顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車的儀表組件中通常包括用于顯示其剩余能源的儀表，如燃 油車大多采用油量表來顯示出剩余的油量，電動(dòng)車則包括顯示蓄電池的電 壓、電流或荷電量的儀表，而混合動(dòng)力車則包含了上述兩種類型機(jī)動(dòng)車的顯 示儀表。那么根據(jù)上述這些儀表的示數(shù)，司機(jī)只有在了解該機(jī)動(dòng)車的耗油量 和/或耗電量的情況下，才有可能判斷機(jī)動(dòng)車的剩余可行駛里程。
目前已經(jīng)有人考慮用于指示機(jī)動(dòng)車的剩余可行駛里程的直觀的設(shè)備和 方法，并且已經(jīng)存在記載了用來計(jì)算和顯示機(jī)動(dòng)車的剩余可行駛里程的設(shè)備
和方法的專利文獻(xiàn)。如CN1296239C就公開了一種能夠顯示在燃油車剛加完 油時(shí)的初始剩余距離的指示車輛的剩余距離的設(shè)備及其方法。而 CN200944133Y所公開的則是一種以蓄電池的荷電量與行駛距離之間滿足線 性關(guān)系的假設(shè)成立為前提的電動(dòng)自行車剩余里程數(shù)顯示系統(tǒng)。
如果僅僅能夠顯示初始剩余距離，對于駕駛者來說并沒有太大的實(shí)際參 考價(jià)值。另外，機(jī)動(dòng)車的耗油量和耗電量在不同車輛、不同速度、不同工況、 不同負(fù)荷、不同開車習(xí)慣等不同情況存在著很大差異，所以CN200944133Y 中關(guān)于線性關(guān)系的假設(shè)并不科學(xué)。從而，可以看出現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法都 不能在行駛過程中實(shí)時(shí)估算并有效指示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法都不能在行駛過程中實(shí)時(shí)估算并有效指示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的缺點(diǎn)。因此，需要提供一種能在 行駛過程中實(shí)時(shí)估算并有效指示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的顯示機(jī)動(dòng)車剩余 可行駛里程的裝置。
本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置包括電量檢測單元和/ 或燃料量檢測單元、車輪檢測單元、控制單元以及顯示單元，所述電量檢測 單元和/或燃料量檢測單元、車輪檢測單元以及顯示單元分別與控制單元電連 接所述電量檢測單元用于檢測動(dòng)力電池的可用剩余荷電量Q;所述燃料量 檢測單元用于檢測燃料剩余量V;所述車輪檢測單元用于檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述控制單元用于讀取并寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V， 對車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且根據(jù)如下等式計(jì)算當(dāng)前機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程 S并發(fā)送給顯示單元
S= g + FX"環(huán)C;
其中，AQ為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，AV為預(yù)定 時(shí)間內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，"為 燃料轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及顯示單元用于接收并顯示所述機(jī)動(dòng) 車剩余可行駛里程S。
本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的方法包括檢測動(dòng)力電池的 可用剩余荷電量Q和/或檢測燃料剩余量V;檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；讀取并寄存
所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且
根據(jù)如下等式計(jì)算當(dāng)前機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S: S= g + -環(huán)C;
其中，AQ為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，AV為預(yù)定 時(shí)間內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，ii為 燃料轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S。
5本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置及其方法，通過統(tǒng)計(jì)當(dāng) 前時(shí)刻之前一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、燃料變化量、可用剩余荷電量 變化量，從而得到這段時(shí)間內(nèi)的平均能耗，并根據(jù)該平均能耗結(jié)合可用剩余 荷電量Q和/或燃料剩余量V推斷在目前工況下的剩余可行駛里程，從而能 夠在機(jī)動(dòng)車行駛過程中實(shí)時(shí)估算并有效指示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程，為駕駛 者提供了機(jī)動(dòng)車的剩余可行駛里程的有效參考。本發(fā)明由于考慮了燃料量和 荷電量兩方面，因此可以應(yīng)用于燃油汽車、電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置的系統(tǒng)框圖; 圖2是本發(fā)明的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置的詳細(xì)系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式作詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置包括電量檢測
單元1和/或燃料量檢測單元2、車輪檢測單元3、控制單元4以及顯示單元 5，所述電量檢測單元1和/或燃料量檢測單元2、車輪檢測單元3以及顯示 單元5分別與控制單元4電連接所述電量檢測單元1用于檢測動(dòng)力電池的 可用剩余荷電量Q;所述燃料量檢測單元2用于檢測燃料剩余量V;所述車 輪檢測單元3用于檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制單元4用于讀取并寄存所述可 用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且根據(jù)如
下等式計(jì)算當(dāng)前機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S并發(fā)送給顯示單元5: S= g + x"xC;
其中，AQ為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，AV為預(yù)定 時(shí)間內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，"為
6燃料轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及顯示單元5用于接收并顯示所述機(jī)
動(dòng)車剩余可行駛里程s。
由于動(dòng)力電池中的電量不能完全用光，必須留有基本電量，所以所述動(dòng) 力電池的可用剩余荷電量Q為實(shí)際荷電量減去動(dòng)力電源必須保留的基本電 量。所述基本電量一般為動(dòng)力電池總?cè)萘康?0%左右。
所述電量檢測單元1可以是電流傳感器或電壓傳感器等。
所述燃料量檢測單元2可以是油量計(jì)等。
所述車輪檢測單元3可以是輪速傳感器等。
如圖2所示，所述控制單元4包括寄存器41、計(jì)數(shù)器42和主控單元43， 所述寄存器41和計(jì)數(shù)器42與所述主控單元43電連接，所述寄存器41用于 寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V;所述計(jì)數(shù)器用于為與所述 車輪檢測單元電連接，并且對車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)；以及所述主控單元用于 從所述電量檢測單元1和/或燃料量檢測單元2以及寄存器41讀取所述可用 剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V以及從計(jì)算器42讀取車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n， 并且計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程并發(fā)送給所述顯示單元5。
所述控制單元4可以是單片機(jī)、可編程邏輯陣列等，或可集成于車輛的 主控ECU中。
所述顯示單元5可以是表盤顯示器、LCD顯示器等。
當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為純電動(dòng)車時(shí)，其只涉及動(dòng)力電池，所以取11 = 0，則計(jì)算 當(dāng)前機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S的等式改寫為如下
<formula>formula see original document page 7</formula> ;
當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為燃油車時(shí)，其只涉及采用燃油，所以取Q二AQ二O;則計(jì)算
當(dāng)前機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S的等式改寫為如下 <formula>formula see original document page 7</formula>;當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為混合動(dòng)力車時(shí)，T!是發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作區(qū)域時(shí)，單位體積 的燃料所能產(chǎn)生的電量，可通過將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率乘以電動(dòng)機(jī)的效率來 計(jì)算得出。
如果采用過短的預(yù)定時(shí)間(如1分鐘之內(nèi))來計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里 程，當(dāng)?shù)缆非闆r復(fù)雜使得車輛工況不穩(wěn)定時(shí)，計(jì)算并顯示的機(jī)動(dòng)車剩余可行 駛里程的數(shù)值變化也將很大，反而可能使駕駛者對該數(shù)值產(chǎn)生疑惑。如果采 用過長的預(yù)定時(shí)間(如1天甚至幾天)來計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程，由于 各路段的道路情況總在變化，由此車輛的工況也總在變化，較長時(shí)間以前的 工況與當(dāng)前工況的相關(guān)度比較小，那么所計(jì)算的結(jié)果并不一定能夠反映機(jī)動(dòng) 車的工況，其參考價(jià)值也不大。另外，運(yùn)算的復(fù)雜度是與預(yù)定時(shí)間的長度是 成正比的，預(yù)定時(shí)間越長計(jì)算所用到的數(shù)值點(diǎn)就越多，而過多的數(shù)值點(diǎn)可能 會(huì)使計(jì)算的性價(jià)比降低。
一般來說，預(yù)定時(shí)間可以為2 45分鐘。針對城市
路況的特點(diǎn)，優(yōu)選地，所述預(yù)定時(shí)間為5 20分鐘，并且可在設(shè)計(jì)時(shí)直接選
用一個(gè)值，如5分鐘或10分鐘；或者設(shè)置為包括不同時(shí)長的多個(gè)值的數(shù)組，
如包括5分鐘、IO分鐘、15分鐘等等，由駕駛者在駕駛過程中根據(jù)需要選
擇該預(yù)定時(shí)間的長度，并可在不同值之間實(shí)時(shí)切換。
本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的方法包括檢測動(dòng)力電池的 可用剩余荷電量Q和/或檢測燃料剩余量V;檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；讀取并寄存
所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且
根據(jù)如下等式計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S:
其中，AQ為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，AV為預(yù)定 時(shí)間內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，n為 燃料轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S。
8檢測動(dòng)力電池的可用剩余荷電量Q的步驟可以通過電流傳感器或電壓 傳感器來實(shí)現(xiàn)。
檢測燃料剩余量V的步驟可以通過油量計(jì)來實(shí)現(xiàn)。 檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的步驟可以通過輪速傳感器來實(shí)現(xiàn)。
寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V的步驟、對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈 數(shù)計(jì)數(shù)的步驟、計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S的步驟可以通過單片機(jī)、可編
程邏輯陣列等，或車輛的主控ECU中相應(yīng)的寄存器、計(jì)數(shù)器、運(yùn)算器功能
模塊來實(shí)現(xiàn)。
顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S可以通過表盤顯示器、LCD顯示器 等來實(shí)現(xiàn)。
下面以混合動(dòng)力汽車且發(fā)動(dòng)機(jī)工作的狀態(tài)為例，舉例說明所述當(dāng)前機(jī)動(dòng) 車剩余可行駛里程S的計(jì)算(下列數(shù)據(jù)僅為示例作用，不能作為對本發(fā)明的
方法的限制)
假設(shè)所述預(yù)定時(shí)間的長度為IO分鐘；IO分鐘前，動(dòng)力電池的可用剩余
荷電量Q=100庫侖，燃料剩余量V=50升；10分鐘內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n=20000 轉(zhuǎn)；車輪周長Ol米；動(dòng)力電池的可用剩余荷電量Q二90庫侖；燃料剩余量 V=49升；該混合動(dòng)力汽車燃料轉(zhuǎn)化成電能的效率r|為10庫侖/升。根據(jù)本 發(fā)明提供的方法，機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S可以通過如下等式計(jì)算得到
S = g + x " x C =_90 + 49x10_x 20000x i = 5訓(xùn)00米
Ag + A廠x 7 (100 —90) + (50 —49)xl0
采用本發(fā)明的裝置和方法，可以很直觀的顯示機(jī)動(dòng)車剩余行使里程；而
且計(jì)算方法比較準(zhǔn)確并可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)；另外本發(fā)明的裝置所涉及到的電量檢測
單元、燃料量檢測單元、車輪檢測單元、控制單元和顯示單元等硬件都是現(xiàn)
有機(jī)動(dòng)車上普遍存在的，只需要在控制單元中增加相應(yīng)的算法方面的程序，
因而不會(huì)增加機(jī)動(dòng)車的制造成本。
權(quán)利要求
1、一種顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置，其特征在于，該裝置包括電量檢測單元和/或燃料量檢測單元、車輪檢測單元、控制單元以及顯示單元，所述電量檢測單元和/或燃料量檢測單元、車輪檢測單元以及顯示單元分別與控制單元電連接所述電量檢測單元用于檢測動(dòng)力電池的可用剩余荷電量Q；所述燃料量檢測單元用于檢測燃料剩余量V；所述車輪檢測單元用于檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制單元用于讀取并寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且根據(jù)如下關(guān)系式計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S并發(fā)送給顯示單元其中4，△Q為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，△V為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，η為燃料轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及顯示單元用于接收并顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為純電動(dòng)車時(shí)，il =0;當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為燃油車時(shí)，Q=AQ = 0;當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為混合動(dòng)力車 時(shí)，Ti是發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作區(qū)域時(shí)，單位體積的燃料所能產(chǎn)生的電量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述預(yù)定時(shí)間為2 45分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述預(yù)定時(shí)間為5 20分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制單元包括寄存器、計(jì)數(shù) 器和主控單元，所述寄存器和計(jì)數(shù)器與所述主控單元電連接，所述寄存器用于寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V; 所述計(jì)數(shù)器用于與所述車輪檢測單元電連接，并且對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì) 數(shù)；以及所述主控單元用于從所述電量檢測單元和/或燃料量檢測單元以及寄存 器讀取所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V以及從計(jì)算器讀取車輪的 轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n，并且計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程并發(fā)送給所述顯示單元。
6、 一種顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的方法，其特征在于，該方法包括 檢測動(dòng)力電池的可用剩余荷電量Q和/或檢測燃料剩余量V; 檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；讀取并寄存所述可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈 數(shù)計(jì)數(shù)，并且根據(jù)如下關(guān)系式計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S: S1 = Q + 「x"_x "x C其中，AQ為預(yù)定時(shí)間內(nèi)所述可用剩余荷電量Q的變化量，AV為預(yù)定時(shí)間 內(nèi)所述燃料剩余量V的變化量，n為預(yù)定時(shí)間內(nèi)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，Ti為燃料 轉(zhuǎn)化電能效率，C為車輪周長；以及 顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程s。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為純電動(dòng)車時(shí)，Tl =0;當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為燃油車時(shí)，Q = AQ = 0;當(dāng)所述機(jī)動(dòng)車為混合動(dòng)力車時(shí)，ri是發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作區(qū)域時(shí)，單位體積的燃料所能產(chǎn)生的電量。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間為2 45分鐘。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定時(shí)間為5 20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置及方法，該裝置包括用于檢測動(dòng)力電池的可用剩余荷電量的電量檢測單元和/或用于檢測燃料剩余量的燃料量檢測單元；用于檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪檢測單元；用于讀取并寄存可用剩余荷電量Q和/或燃料剩余量V，對車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)計(jì)數(shù)，并且計(jì)算機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程S并發(fā)送給顯示單元的控制單元；以及用于接收并顯示所述機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的顯示單元。本發(fā)明提供的顯示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程的裝置及方法，能夠在機(jī)動(dòng)車行駛過程中實(shí)時(shí)估算并有效指示機(jī)動(dòng)車剩余可行駛里程。
文檔編號(hào)G01F9/02GK101424558SQ20071016547
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者陽 楊, 林煒芳, 王巖利, 亮 葛 申請人:比亞迪股份有限公司