專利名稱：汽車耗油量的測(cè)量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車油耗量的測(cè)量方法及其裝置，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)大一部分使用電子燃油噴射控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱EFI、ECU或EGI系統(tǒng))，它是以一個(gè)電子控制裝置為控制中心，利用安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位上的各種傳感器，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作參數(shù)，按照在電腦中設(shè)定的控制程序，通過控制噴油器，精確地控制噴油量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。
如附圖1所示，電子燃油噴射控制系統(tǒng)的噴油壓力是由電動(dòng)燃油泵提供的，油箱內(nèi)的燃油被電動(dòng)燃油泵吸出并加壓，通過燃油濾清器過濾后，送至發(fā)動(dòng)機(jī)的分配油管。分配油管與安裝在各缸進(jìn)氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一種電磁閥，由電腦控制。通電時(shí)電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內(nèi)，與空氣混合，在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸。分配油管的末端裝有燃油壓力調(diào)節(jié)器，用來調(diào)整分配油管中燃油的壓力。燃油壓力調(diào)節(jié)器安裝在供油管的一端，通過真空軟管與節(jié)氣門后的進(jìn)氣歧管相連，它的功能是使系統(tǒng)壓力與進(jìn)氣管真空度保持恒定的壓力差。使燃油壓力保持某一定值，多余的燃油從燃油壓力調(diào)節(jié)器上的回油管返回燃油箱。
進(jìn)氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門來控制，電腦根據(jù)進(jìn)氣壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制各缸噴油器，通過控制每次噴油的持續(xù)時(shí)間來控制噴油量。噴油持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)，噴油量就愈大。一般每次噴油的持續(xù)時(shí)間為2～10毫秒。
本發(fā)明是在現(xiàn)有的汽車技術(shù)、電氣技術(shù)、微電腦技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)創(chuàng)新與運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)采用以上所述電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車的總油耗量、瞬時(shí)油耗和平均油耗三項(xiàng)油耗指標(biāo)的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
汽車的油耗量是衡量汽車性能的一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，但絕大部分汽車都沒有配備顯示油耗量的儀表，部分高檔汽車有顯示油耗的功能，但都存在顯示數(shù)據(jù)更新速度較慢，顯示數(shù)據(jù)滯后于實(shí)際情況的問題。
本發(fā)明提供了一種供采用電子燃油噴射控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車測(cè)量汽車油耗量的方法及其裝置。
本發(fā)明的工作原理是由于燃油系統(tǒng)的壓力與進(jìn)氣管真空度的壓力差保持恒定，噴油器打開時(shí)間的長(zhǎng)短和噴油量成正比。每次噴油量和噴油器開啟時(shí)間長(zhǎng)度的關(guān)系，可以通過下面的公式說明Sn＝Tn·Kn＝(1，2，3，4，......n)
其中，Sn為一次噴油量；Tn為噴油器一次開啟時(shí)間的長(zhǎng)度；K為參數(shù)，由噴油器的規(guī)格、系統(tǒng)油壓而定；由于每部車的K值是唯一確定的，測(cè)量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器每次開啟的時(shí)間長(zhǎng)度(T)，并把每次開啟時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)(∑T)，通過計(jì)算就可間接測(cè)量出汽車的油耗量(∑S)。公式如下∑S＝S1+S2+S3+…+Sn＝(T1+T2+T3+…+Tn)·K＝∑T·K因此，通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的開啟時(shí)間，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車總油耗量的測(cè)量。
另外，除了實(shí)現(xiàn)測(cè)量汽車?yán)塾?jì)油耗量外，通過對(duì)汽車速度傳感器的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，可獲得汽車行駛速度和行駛里程，并通過與汽車油耗量的比較運(yùn)算，可獲得汽車的瞬時(shí)油耗和平均油耗。
以上，汽車總油耗量是指通過復(fù)位開關(guān)，對(duì)該測(cè)量裝置復(fù)位后開始計(jì)算，汽車的燃油消耗總量。
平均油耗量是指通過的復(fù)位開關(guān)復(fù)位后開始計(jì)算，汽車燃油消耗的總量和行駛的總里程的比值。
瞬時(shí)油耗量是指汽車在單位時(shí)間內(nèi)，燃油的消耗量和行駛距離的比值。
由于現(xiàn)在汽車油耗量的大小通常以每100公里耗油多少升為單位衡量，所以以上所述汽車瞬時(shí)油耗量和平均油耗量均換算為以升/百公里為單位。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種用于測(cè)量汽車總油耗量、平均油耗量和瞬時(shí)油耗量的方法，其特點(diǎn)是該方法包括如下步驟(1)采集控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器工作的脈沖信號(hào)；(2)采集汽車速度傳感器的信號(hào)；(3)測(cè)量控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器工作的脈沖信號(hào)的脈寬，以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器每次開啟的時(shí)間長(zhǎng)度；(4)對(duì)開啟時(shí)間累總，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器開啟的時(shí)間總長(zhǎng)(∑T)；(5)把噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)，按正比例關(guān)系換算為發(fā)動(dòng)機(jī)總?cè)加拖牧?∑S)；換算系數(shù)K通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得；(6)測(cè)量速度傳感器的信號(hào)，獲得汽車的行駛速度和總行駛里程的數(shù)值；(7)把一段時(shí)間內(nèi)的噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)換算成一段時(shí)間內(nèi)的總?cè)加拖牧?∑S)，并與該時(shí)間段內(nèi)的汽車行駛里程比較計(jì)算，獲得汽車平均油耗的數(shù)值(即平均油耗量)；(8)把單位時(shí)間內(nèi)噴油器開啟時(shí)間，與通過汽車速度傳感器的信號(hào)測(cè)得的汽車行駛速度比較計(jì)算，獲得瞬時(shí)油耗量；(9)由于現(xiàn)在汽車油耗量的大小通常以每100公里耗油多少升為單位衡量，所以以上所述汽車瞬時(shí)油耗量和平均油耗量均換算為以升/百公里單位。
(10)通過顯示電路將運(yùn)算結(jié)果以數(shù)字形式顯示；(11)K值的確定
①通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量汽車噴油器開啟時(shí)間(∑T)，以及汽車噴油器的實(shí)際噴油量(∑S)；②因?yàn)椤芐＝∑T·K，所以K＝∑S/∑T，通過計(jì)算試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)值即可得到K值；實(shí)現(xiàn)上述汽車燃油消耗量測(cè)量方法的裝置包括信號(hào)采集電路，信號(hào)預(yù)處理電路，微電腦處理電路，顯示電路。
其中信號(hào)采集電路，分為噴油器控制信號(hào)采集電路和速度傳感器信號(hào)采集電路兩種；噴油器控制信號(hào)采集電路，用于采集噴油器的控制信號(hào)；速度傳感器信號(hào)的信號(hào)采集電路，用于采集速度、里程的信號(hào)；信號(hào)預(yù)處理電路，對(duì)噴油器的脈沖信號(hào)和速度傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的脈沖信號(hào)；微電腦處理電路，用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算；顯示電路由數(shù)碼管和電子元件組成，與微電腦電路連接，對(duì)微電腦電路的運(yùn)算結(jié)果以數(shù)字形式顯示；駕駛員從以上裝置中獲得多種汽車油耗量的信息，了解汽車的行駛狀況，和燃油的消耗情況，并可通過調(diào)整駕駛習(xí)慣，選擇最省油的行駛方式，從而達(dá)到節(jié)約燃油消耗，同時(shí)也有利于環(huán)保。


圖1以多點(diǎn)電噴四缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例的發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)的工作原理圖；圖2是本發(fā)明油耗測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
下面參考附圖2根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
實(shí)現(xiàn)上述汽車燃油消耗量測(cè)量方法的裝置包括噴油器信號(hào)采集電路11、速度傳感器信號(hào)采集電路12、噴油器信號(hào)預(yù)處理電路21、速度傳感器預(yù)處理電路22、微電腦處理電路3，顯示電路4。
所述11，通過連接到一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的電極或電子燃油噴射控制系統(tǒng)控制噴油器工作的信號(hào)輸出端子上，采集噴油器的控制信號(hào)；所述速度傳感器的信號(hào)采集電路12，通過連接到汽車速度傳感器的信號(hào)輸出端，采集速度傳感器的信號(hào)；所述噴油器信號(hào)預(yù)處理電路21，在保持信號(hào)原有頻率和脈寬不變的情況下，對(duì)噴油器信號(hào)采集電路送至的信號(hào)進(jìn)行隔離、放大、嵌位、濾波等處理，最終處理成為單片機(jī)可識(shí)別的脈沖信號(hào)；所述速度信號(hào)預(yù)處理電路22，在保持信號(hào)原有頻率和脈寬不變的情況下，對(duì)速度傳感器信號(hào)采集電路送至的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，最終處理成為單片機(jī)可識(shí)別的脈沖信號(hào)；所述微電腦電路3，由單片機(jī)、數(shù)字電路元件和電子元件組成，與信號(hào)預(yù)處理電路輸出端連接，對(duì)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算，包括以下工作內(nèi)容1)測(cè)量控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器工作的脈沖信號(hào)的脈寬，以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器每次開啟的時(shí)間長(zhǎng)度(T)；2)對(duì)開啟時(shí)間累總，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器開啟的時(shí)間總長(zhǎng)(∑T)；3)把噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)，按正比例關(guān)系換算為發(fā)動(dòng)機(jī)總?cè)加拖牧?∑S)；4)測(cè)量速度傳感器的信號(hào)，獲得汽車的行駛速度和總行駛里程的數(shù)值；5)把一段時(shí)間內(nèi)的噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)換算成一段時(shí)間內(nèi)的總?cè)加拖牧?∑S)，并與該時(shí)間段內(nèi)的汽車行駛里程比較計(jì)算，獲得汽車平均油耗的數(shù)值(即平均油耗量)，并換算成以升/百公里為單位；6)把單位時(shí)間內(nèi)噴油器開啟時(shí)間，與通過汽車速度傳感器的信號(hào)測(cè)得的汽車行駛速度比較計(jì)算，獲得瞬時(shí)油耗量，并換算成以升/百公里為單位；所述顯示電路4由數(shù)碼管和電子元件組成，與微電腦電路3連接，對(duì)微電腦電路的運(yùn)算結(jié)果以數(shù)字形式顯示；通過這一裝置，就可實(shí)現(xiàn)以數(shù)字形式顯示汽車油耗量的多種信息。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量汽車總油耗量、平均油耗量和瞬時(shí)油耗量的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)采集控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器工作的脈沖信號(hào)；(2)采集汽車速度傳感器的信號(hào)；(3)測(cè)量控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器工作的脈沖信號(hào)的脈寬，以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器每次開啟的時(shí)間長(zhǎng)度；(4)對(duì)開啟時(shí)間累總，獲得發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器開啟的時(shí)間總長(zhǎng)(∑T)；(5)把噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)，按正比例關(guān)系換算為發(fā)動(dòng)機(jī)總?cè)加拖牧?∑S)；(6)測(cè)量速度傳感器的信號(hào)，獲得汽車的行駛速度和總行駛里程的數(shù)值；(7)把一段時(shí)間內(nèi)的噴油器開啟時(shí)間的總長(zhǎng)(∑T)換算成一段時(shí)間內(nèi)的總?cè)加拖牧?∑S)，并與該時(shí)間段內(nèi)的汽車行駛里程比較計(jì)算，獲得汽車平均油耗量；(8)把單位時(shí)間內(nèi)噴油器開啟時(shí)間，與通過汽車速度傳感器的信號(hào)測(cè)得的汽車行駛速度比較計(jì)算，獲得瞬時(shí)油耗量；(9)通過顯示電路將運(yùn)算結(jié)果以數(shù)字形式顯示；
2.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法測(cè)量汽車總油耗量、平均油耗量和瞬時(shí)油耗量的裝置，其特征包括噴油器控制信號(hào)采集電路11、速度傳感器信號(hào)采集電路12、噴油器信號(hào)預(yù)處理電路21、速度傳感器預(yù)處理電路22、微電腦處理電路3，顯示電路4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述噴油器信號(hào)采集電路11，其特征在于通過連接到一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的電極或電子燃油噴射控制系統(tǒng)控制噴油器工作的信號(hào)輸出端子上，采集噴油器的控制信號(hào)；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述速度傳感器的信號(hào)采集電路12，其特征在于通過連接到汽車速度傳感器的信號(hào)輸出端，采集速度傳感器的信號(hào)；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述噴油器信號(hào)預(yù)處理電路21，其特征在于保持信號(hào)原有頻率和脈寬不變的情況下，對(duì)噴油器信號(hào)進(jìn)行隔離、放大、嵌位、濾波等處理，最終處理成為單片機(jī)可識(shí)別的脈沖信號(hào)；
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述速度信號(hào)預(yù)處理電路22，所述速度信號(hào)預(yù)處理電路22，在保持信號(hào)原有頻率和脈寬不變的情況下，對(duì)速度傳感器信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，最終處理成為單片機(jī)可識(shí)別的脈沖信號(hào)；
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述微電腦電路3，其特征在于由單片機(jī)、數(shù)字電路元件和電子元件組成，與信號(hào)預(yù)處理電路信號(hào)輸出端連接，對(duì)傳來的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算；
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述顯示電路4，其特征在于由數(shù)碼管和電子元件組成，與微電腦電路連接，對(duì)微電腦電路的運(yùn)算結(jié)果以數(shù)字形式顯示；
全文摘要
一種用于采用電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，測(cè)量汽車油耗量的方法及其裝置。通過采集汽車的噴油器的控制信號(hào)和汽車速度傳感器的信號(hào)，利用微電腦精確測(cè)量噴油器每次開啟時(shí)間長(zhǎng)度和汽車速度，并通過相應(yīng)的計(jì)算，從而獲得燃油的消耗量，實(shí)現(xiàn)以數(shù)字形式顯示瞬時(shí)油耗、平均油耗、累計(jì)油耗三項(xiàng)汽車油耗量的指標(biāo)。駕駛員了解到汽車耗油量的信息后，通過調(diào)整駕駛習(xí)慣，選擇最省油的行駛方式，達(dá)到最大限度節(jié)約燃油消耗的目的，同時(shí)也有利于環(huán)境保護(hù)。
文檔編號(hào)G01F9/02GK1576804SQ0313993
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者冼聰裕 申請(qǐng)人:冼聰裕