CN101462494B - 用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统包括燃料高效驾驶范围计算单元和显示单元。燃料高效驾驶范围计算单元对可变的燃料高效驾驶范围进行计算，上述范围根据车辆速度的增加或减少而分成经济区、半经济区和不经济区，计算车辆的当前燃料效率，从GPS接收关于道路类型和状况的信息，并预先调整燃料高效驾驶范围中的区域，以提示驾驶员增加或减少车辆速度。显示单元使用通过燃料高效驾驶范围计算单元计算得到的信息来显示燃料高效驾驶范围，并使用这些区域指示当前的燃料效率。

Description

用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统

技术领域

本发明主要涉及用于车辆的燃料高效驾驶(fuel efficient driving)技术，更具体地，涉及一种用于燃料高效驾驶的系统，其为驾驶员提供关于道路的信息，使得车辆可以在最优燃料效率下操作。

背景技术

对于汽车制造商和消费者来说，车辆燃料效率的优化已经成为非常重要的问题。例如，已经通过开发贫燃发动机(lean burn engine)或增加发动机和变速器的进行了广泛的研究，以提供燃料高效(fuelefficient)车辆。

如美国专利第4,166,382号所公开，用于提供燃料高效驾驶的技术之一是将关于车辆当前燃料效率的信息提供给显示单元，以允许驾驶员决定是否增加车辆速度。

如美国专利第6,092,021号所公开，用于提供燃料高效驾驶信息的常规系统，基于从发动机或变速器种的一个或多个传感器测得的关于燃料效率的信息和动力相关信息，以及从油门踏板(accelerator)和制动踏板(brake pedal)获取的动力相关信息，显示不经济区(uneconomicalregion)、半经济区(semi-economical region)和经济区(economicalregion)，从而指导驾驶员增加或减少车辆速度。

参照图1详细说明用于提供燃料高效驾驶信息的常规系统。

常规系统根据每个路段的加速和减速程度将驾驶范围分成不经济区、半经济区和经济区，并指示车辆的当前燃料效率落入上述区域之一，以使驾驶员在增加或减少车辆速度时能够考虑到当前的燃料效率状态。

然而，常规系统应用用于一般直道、弯道和坡道的标准，这可能降低系统的可靠性并导致车辆事故。

也就是说，在弯道的情况下，恰好在汽车进入弯道拐角之前减少车辆速度、并缓慢减少速度直到汽车完全通过拐角，在燃料效率方面是有利的。然而，如果在车辆进入拐弯之前紧接着保持车辆速度，常规系统指示当前燃料效率在经济区，但是如果在车辆进入拐弯之前减少车辆速度，常规系统指示当前燃料效率在半经济或不经济区。因此，如果驾驶员留意系统提供的信息，当车辆完全进入拐弯时他或她迅速减少速度，则导致燃料效率降低。例如，当他或她的车辆以50mph的速度行驶进入弯道时，驾驶员意识到前方道路是弯道，并开始刹车。在这种情况下，汽车速度从50mph迅速减少到20mph，然后从20mph迅速减少到6mph，这导致燃料效率的降低。

类似地，在坡道的情况下，在车辆进入坡道之前获取足够的动力并利用该动力产生的动量登上斜坡，这是高效的。然而，常规系统的问题在于：因为在坡道上缺乏驱动力造成的油门过度下压，燃料效率降低。

在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景技术的理解，并因此其可以包含不形成本国家的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

因此，考虑到现有技术中存在的上述问题提出了本发明，并且本发明涉及一种用于提供燃料效率信息的系统，其同时考虑了弯道和坡道上的行驶特性。

根据一个实施方式，一种用于为车辆提供燃料高效驾驶信息(fuel-efficient driving information)的系统包括：燃料高效驾驶范围计算单元(fuel-efficient driving area calculating unit)，其用于对可变的燃料高效驾驶范围进行计算，上述范围根据车辆速度的增加或减少而分成经济区、半经济区和不经济区，计算车辆的当前燃料效率，从GPS接收关于道路类型和状况的信息，并预先调整燃料高效驾驶范围中的区域，以提示驾驶员增加或减少车辆速度；和显示单元，其用于使用通过燃料高效驾驶范围计算单元计算的信息来显示燃料高效驾驶范围，并用上述区域指示当前的燃料效率。

在坡道上，优选地，在车辆进入上坡道路之前，燃料高效驾驶范围计算单元在预定的地点或时间点将经济区朝向速度增加的方向调整，并在预定的地点或在车辆进入下坡道路的时间点将经济区朝向速度减少的方向调整。

在弯道上，优选地，在车辆进入弯道之前，燃料高效驾驶范围计算单元在预定的地点或时间点将经济区朝向速度减少的方向调整，以便于在车辆进入弯道之前预先提示驾驶员减少车辆速度。优选地，在这种情况下，可以减小经济区的范围，并扩大半经济区的范围。

该系统可以进一步包括三轴陀螺仪传感器(three-axis gyro sensor)，使得燃料高效驾驶范围计算单元更加准确地检测坡道。

优选地，显示单元根据燃料高效驾驶范围对累积的燃料效率信息进行分类，并基于累积的燃料效率信息显示统计数据，并且显示单元根据其预定范围对累积的速度信息进行分类，并显示其统计数据。

本文所用的术语“车辆(vehicle)”、“车用”或其它类似术语理解成包括通常的机动车辆，例如载客车辆，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船只和船舶的水运工具，航空器和类似物，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式(plug-in)混合电动车辆、氢动力车辆和其它代用燃料车辆(例如，源自石油以外的资源的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动动力。

以下讨论本发明的上述和其它特征。

附图说明

根据以下详细说明并结合附图，将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，在附图中：

图1是说明在弯道情况下用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的现有技术系统操作模式的示意图；

图2是示出根据本发明实施方式的用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统的结构的框图；

图3是说明在弯道情况下根据本发明实施方式的系统的操作模式的示意图；

图4是说明在坡道情况下根据本发明实施方式的系统的操作模式的示意图；

图5是示出根据本发明实施例的系统所显示信息的实例的示意图；而

图6是举例说明实现根据本发明实施例的系统的处理的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各实施方式，在附图中举例说明其实施例，并在下文中加以描述。

图2是示出根据本发明实施方式的用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统的结构的框图。

用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统可以包括：行驶信息提供单元，其用于收集和提供关于当前车辆速度以及发动机和变速器的操作状态的信息；燃料效率数据存储单元，其存储速度改变图样数据(speed change pattern data)；道路类型确定单元，其使用从GPS模块单元接受到的信息来确定道路的类型和状况；燃料高效驾驶范围计算单元，其用于使用行驶信息提供单元提供的信息和燃料效率数据存储单元提供的数据，对于每个路段和当前的车辆燃料效率计算燃料高效驾驶范围，将范围分成不经济、半经济和经济区，并计算经济区，使得在车辆进入弯道或坡道之前预先提示增加或减少速度；和显示单元，其用于接收通过燃料高效驾驶范围计算单元的计算得到的信息，根据速度的增加或减少来显示燃料高效驾驶范围，并使用这些区域指示当前的燃料效率。

优选地，行驶信息提供单元配置成从车辆速度传感器、发动机控制单元(ECU)、变速器控制单元(TCU)、油门地点传感器(APS)、制动器地点传感器(BPS)和减震离合器中收集信息。

在直道的情况下，燃料高效驾驶范围计算单元从行驶信息提供单元接收信息，并通过将接收到的信息与存储在燃料效率数据存储单元中的速度改变图样数据进行比较，来获得当前的燃料效率。例如，通过比较变速点(gear shift point)、减震离合器的操作以及节气门(throttlevalve)开启程度与车辆速度来确定燃料高效驾驶范围，并指示当前的燃料效率。

在弯道的情况下，为了提示驾驶员减少车辆速度，使用GPS模块单元和道路类型确定单元来确定弯道，随后，经济区被显示成朝向速度减少的方向扩大。最后，显示单元显示不经济区、半经济区和经济区，其中其左部设定成速度减少，右部设定成速度增加，并且通过使用这些区域指示当前的燃料效率来向驾驶员提供速度增加或速度减少的必要性的通知。

参照图3更详细地说明上述操作。在车辆进入弯道之前，从预定的地点或时间点预先将经济区朝向速度减少的方向调整。在这种情况下，半经济区会扩大。根据显示的燃料高效驾驶范围，在车辆进入弯道之前，驾驶员可以从预定的地点或时间点开始刹车。因此，可以实现速度的逐渐减少，从而可以提高燃料效率，同时防止速度的快速减少这一与现有技术系统相关的问题。

例如，根据根据本发明实施方式的系统，由于在车辆进入弯道之前从预定地点或时间点预先将经济区朝向速度减少的方向调整，驾驶员从50mph开始减少车辆速度，因此车辆以车辆速度减少到30mph的状态进入弯道。常规地，如图1所示，当车辆以50mph的速度完全进入弯道时开始刹车，在弯道上发生速度的快速减少。然而，根据本发明，车辆以其速度减少到30mph的状态进入弯道。随后，车辆在其速度从15mph逐渐减少到6mph的同时通过弯道。因此，与常规情况不同，本系统的优势在于：减缓或防止了速度的快速减少，由此提高燃料效率，并且，在显示的燃料高效驾驶范围中，半经济区的显示时间比不经济区的显示时间要长。

图4是说明在坡道路段中的信息提供方法的示意图。优选地，道路类型确定单元确定道路是否倾斜以及道路的倾斜度，并且燃料高效驾驶范围计算单元计算燃料高效驾驶范围，使得当车辆在上坡路上行驶时经济区朝向速度增加的方向调整，而当车辆在下坡路上行驶时经济区朝向速度减少的方向调整经济区。为了使得道路类型确定单元能够准确地确定道路是否倾斜，优选地，GPS模块单元配置有三轴陀螺仪(G)传感器。

也就是说，利用使用GPS获得的卫星信息和使用额外的三轴G传感器获得的倾斜信息，在车辆进入坡道之前预先增加车辆速度，并且当车辆在下坡路上行驶时利用反作用力轻微地增加车辆速度，从而提高燃料效率。也就是说，在车辆进入坡道之前，立即将经济区朝向速度增加的方向调整，使得可以提示速度的增加，而从下坡路的起始地点将经济区朝向速度减少的方向调整经济区，从而可以防止不必要的速度增加。

除上述弯道和坡道以外，本发明也可以有效地用于其他各种道路。例如，本发明可以用于在城市中车辆必须因为交通信号而停止的地区。另外，本发明可以使用GPS检测到所有预期会有速度的快速增加或减少的情况，例如，由于道路环境的迅速变化而必须进行快速减速的情况，并且使驾驶员能够对这些情况进行适当反应，从而提燃料效率。

图5说明了根据本发明实施方式的系统显示的信息的实例。优选地，显示单元执行关于燃料高效驾驶范围和车辆速度的累积的燃料效率信息的分布的计算，并显示计算的结果。优选地，显示单元不仅可以对于各个区域显示累积燃料效率信息的百分比以及当前燃料效率信息的百分比，还可以对于各个车辆速度范围显示车辆速度的百分比。因此，可以使驾驶员意识到他或她的驾驶习惯，并提示驾驶员养成良好的驾驶习惯，以在将来提燃料效率。

图6是说明实现根据本发明实施方式的用于提供燃料高效驾驶信息的系统的过程的流程图。使用GPS模块单元检测弯道。在弯道的情况下，预先增大半经济区，从而提示降低速度。在坡道的情况下，使用GPS单元和G传感器确定坡道。在上坡路上，将经济区朝向速度增加的方向扩大，使得保持速度的增加，而在下坡路上，将经济区朝向速度减少的方向扩大，使得保持速度的减少。

根据本发明，根据道路是否是弯路或斜路来指示实际的燃料高效驾驶范围，使得驾驶员的信心得到提高，结果可以实际上提高燃料效率。而且，因为在GPS模块单元中配置有三轴G传感器，可以更准确地获取倾斜信息。另外，指示出累计燃料效率信息以及当前燃料效率信息，从而还可以表明在未来改善驾驶习惯的必要性。

尽管已经参照本发明目前优选的实施方式对本发明进行说明，但本领域技术人员将会认识到，可以在不偏离所附权利要求所述的本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和等同方式。

Claims (6)

1.一种用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统，所述系统包括：

燃料高效驾驶范围计算单元，其用于对可变的燃料高效驾驶范围进行计算，所述范围根据车辆速度的增加或减少而分成经济区、半经济区和不经济区，计算所述车辆的当前燃料效率，从全球定位系统(GPS)接收关于道路类型和状况的信息，并预先调整所述燃料高效驾驶范围中的区域，以提示驾驶员增加或减少所述车辆速度；和

显示单元，其用于使用通过所述燃料高效驾驶范围计算单元计算的信息来显示所述燃料高效驾驶范围，并用所述区域指示当前燃料效率，

其中在坡道上，在所述车辆进入上坡道路之前，所述燃料高效驾驶范围计算单元在预定的地点或时间点将所述经济区朝向速度增加的方向调整，并从预定的地点或所述车辆进入下坡道路的时间点将所述经济区朝向速度减少的方向调整。

2.一种用于为车辆提供燃料高效驾驶信息的系统，所述系统包括：

燃料高效驾驶范围计算单元，其用于对可变的燃料高效驾驶范围进行计算，所述范围根据车辆速度的增加或减少而分成经济区、半经济区和不经济区，计算所述车辆的当前燃料效率，从全球定位系统(GPS)接收关于道路类型和状况的信息，并预先调整所述燃料高效驾驶范围中的区域，以提示驾驶员增加或减少所述车辆速度；和

显示单元，其用于使用通过所述燃料高效驾驶范围计算单元计算的信息来显示所述燃料高效驾驶范围，并用所述区域指示当前燃料效率，

其中在弯道上，在所述车辆进入所述弯道之前，所述燃料高效驾驶范围计算单元在预定的地点或时间点将所述经济区朝向速度减少的方向调整。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述经济区的范围减小，并且所述半经济区的范围扩大。

4.如权利要求1或2所述的系统，其进一步包括三轴陀螺仪传感器，使得燃料高效驾驶范围计算单元更加准确地检测坡道。

5.如权利要求1或2所述的系统，其中所述显示单元根据高效效率驾驶范围对累积的燃料效率信息进行分类，并基于所述累积的燃料效率信息显示统计数据。

6.如权利要求1或2所述的系统，其中所述显示单元根据速度以定期间隔对累积的速度信息进行分类，并基于所述积累的速度信息显示统计数据。

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