車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括油耗計(jì)算模塊、車(chē)速獲取模塊、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊、蓄電池電壓獲取模塊及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。所述油耗計(jì)算模塊按照B＝ts*fd*N/(ρ*V)來(lái)計(jì)算油耗數(shù)據(jù)，其中，B為車(chē)輛實(shí)時(shí)油耗，ts為實(shí)際噴油時(shí)間，fd為噴油嘴動(dòng)態(tài)流量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)，ρ為燃油密度，V為車(chē)速。本發(fā)明還提供一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法。本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可通過(guò)采集車(chē)身ECU及噴油嘴等部位的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，并通過(guò)的特定算法計(jì)算出實(shí)時(shí)油耗數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度準(zhǔn)確、參考性強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及車(chē)載終端，尤其涉及一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]就目前的車(chē)輛油耗采集方法而言，一般無(wú)外乎采用兩種模式進(jìn)行:第一種，是通過(guò)油量傳感器(油尺)來(lái)采集相關(guān)數(shù)據(jù)采集；第二種是通過(guò)儀表板油表信號(hào)采集。
[0003]第一種方式由于需要在車(chē)輛油箱處鉆孔安裝油量傳感器，一般只在大型車(chē)輛上由整車(chē)廠統(tǒng)一安裝，小車(chē)由于油箱內(nèi)置且受?chē)?guó)家相關(guān)法規(guī)約束禁止安裝此類(lèi)設(shè)備。此外，油尺的成本較高，安裝復(fù)雜，非專(zhuān)業(yè)人士安裝容易導(dǎo)致危險(xiǎn)。
[0004]第二種由于讀取的是油箱內(nèi)存油的浮值信號(hào)，精度非常不準(zhǔn)，對(duì)瞬時(shí)油耗幾乎沒(méi)有參考意義。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]有鑒于此，實(shí) 有必要提供一種簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0006]一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括油耗計(jì)算模塊、車(chē)速獲取模塊、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊、蓄電池電壓獲取模塊及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。所述車(chē)速獲取模塊、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊、蓄電池電壓獲取模塊及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均連接至所述油耗計(jì)算模塊。所述車(chē)速獲取模塊用于獲取車(chē)輛當(dāng)前的行駛速度，所述噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊用于獲取車(chē)輛噴油嘴的實(shí)時(shí)脈寬，所述蓄電池電壓獲取模塊獲取蓄電池的電壓，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于將所述油耗計(jì)算模塊計(jì)算出來(lái)的油耗數(shù)據(jù)發(fā)送出去。所述油耗計(jì)算模塊按照B = ts*fd*N/(P *V)來(lái)計(jì)算油耗數(shù)據(jù)，其中，B為車(chē)輛實(shí)時(shí)油耗，ts為實(shí)際噴油時(shí)間，fd為噴油嘴動(dòng)態(tài)流量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)，P為燃油密度，V為車(chē)速。
[0007]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括CAN、SCI54、Bluetooth、DAC其中至少一個(gè)。
[0008]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為單片機(jī)，所述油耗計(jì)算模塊采用S12G128芯片。
[0009]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述車(chē)速獲取模塊采用車(chē)速傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的當(dāng)前車(chē)速，或者基于K總線通過(guò)總線協(xié)議讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的診斷數(shù)據(jù)中的車(chē)速數(shù)據(jù)。
[0010]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊通過(guò)微控制器輸入捕捉模塊獲取噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬。
[0011]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述蓄電池電壓獲取模塊通過(guò)AD通道得到蓄電池電壓來(lái)修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間。
[0012]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)際噴油按照ts = tp_td計(jì)算，其中ts為實(shí)際噴油時(shí)間，tp為輸入捕捉測(cè)得的噴油時(shí)間，td為根據(jù)蓄電池電壓實(shí)時(shí)修正的噴油嘴動(dòng)作時(shí)間。
[0013]有鑒于此，實(shí)有必要提供一種簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法。
[0014]一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:獲取車(chē)速V ;獲取噴油脈寬；獲取蓄電池電壓；通過(guò)蓄電池電壓修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間td ;根據(jù)噴油脈寬得到固定時(shí)間內(nèi)的實(shí)際噴油時(shí)間ts = tp-td;根據(jù)公式B = ts*fd*N/(P*V)算得實(shí)時(shí)油耗；其中，B為車(chē)輛實(shí)時(shí)油耗，ts為實(shí)際噴油時(shí)間，fd為噴油嘴動(dòng)態(tài)流量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)，P為燃油密度，V為車(chē)速。
[0015]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:取一段時(shí)間內(nèi)的實(shí)時(shí)油耗平均值作為車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)；將車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0016]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，在所述獲取車(chē)速V的步驟中，通過(guò)車(chē)速傳感器或K總線得到車(chē)速V。
[0017]本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可通過(guò)采集車(chē)身ECU及噴油嘴等部位的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，并通過(guò)的特定算法計(jì)算出實(shí)時(shí)油耗數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度準(zhǔn)確、參考性強(qiáng)。
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0018]圖1為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法的流程示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]為更好地理解 本發(fā)明，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]為了解決現(xiàn)有的車(chē)輛油耗測(cè)量不便和不準(zhǔn)確的述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100，該車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100包括油耗計(jì)算模塊10、車(chē)速獲取模塊20、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊30、蓄電池電壓獲取模塊40及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊50。車(chē)速獲取模塊20、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊30、蓄電池電壓獲取模塊40及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊50均連接至油耗計(jì)算模塊10。其中，車(chē)速獲取模塊20用于獲取車(chē)輛當(dāng)前的行駛速度，噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊30用于獲取車(chē)輛噴油嘴的實(shí)時(shí)脈寬，蓄電池電壓獲取模塊40獲取蓄電池的電壓。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊50用于將油耗計(jì)算模塊10計(jì)算出來(lái)的油耗數(shù)據(jù)發(fā)送至其它車(chē)載終端。
[0023]數(shù)據(jù)發(fā)送模塊50包括CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))52、SCI (異步串口)54、Bluetooth (藍(lán)牙)56、DAC(數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換)58。油耗計(jì)算模塊10得到的油耗數(shù)據(jù)可以通過(guò)控制器局域網(wǎng)絡(luò)、異步串口通信、藍(lán)牙模塊或者數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換通道發(fā)送出去。
[0024]本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采用在車(chē)載終端內(nèi)部加裝一塊單片機(jī)電路板來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)電路板板載集成的K線、CAN線、AD等各路端口采集車(chē)身ECU及噴油嘴等部位的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，并通過(guò)的特定算法計(jì)算出實(shí)時(shí)油耗數(shù)據(jù)，然后通過(guò)車(chē)載終端的通信模塊發(fā)送至監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)油耗監(jiān)測(cè)功能。
[0025]具體請(qǐng)結(jié)合參閱圖2，車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100的油耗計(jì)算模塊10為電路板的主控芯片10。車(chē)速獲取模塊20可采用兩種方式來(lái)獲取車(chē)速數(shù)據(jù)，采用車(chē)速傳感器22來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的當(dāng)前車(chē)速，或者基于K總線24通過(guò)總線協(xié)議讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的診斷數(shù)據(jù)中的車(chē)速數(shù)據(jù)。噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊30通過(guò)微控制器輸入捕捉模塊獲取噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬。蓄電池電壓獲取模塊40通過(guò)AD (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換)42通道得到蓄電池電壓，進(jìn)而修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間，從而算得實(shí)際的噴油時(shí)間。主控芯片10進(jìn)而結(jié)合車(chē)速、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬、噴油時(shí)間等數(shù)據(jù)即可算出油耗。主控芯片10將油耗按照特定的協(xié)議通過(guò)CAN52、SCI54、Bluetooth56, DAC58通道傳送給車(chē)載監(jiān)控終端，最后車(chē)載監(jiān)控終端通過(guò)本身通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控平臺(tái)。
[0026]在上述車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100中，主控芯片10可采用S12G128芯片，該電路板面積小巧、成本低廉。
[0027]以下將對(duì)車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)100中，油耗計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)地介紹。具體地，油耗的整個(gè)計(jì)算公式以秒為單位，計(jì)算公式如下:
[0028]I秒內(nèi)的實(shí)際噴油時(shí)間計(jì)算方式如下:
[0029]ts = tp-td ①
[0030]其中，ts——實(shí)際噴油時(shí)間(單位:s)；
[0031]tp——輸入捕捉測(cè)得的噴油時(shí)間(單位:s)；[0032]td——根據(jù)蓄電池電壓實(shí)時(shí)修正的噴油嘴動(dòng)作時(shí)間(單位:s)。
[0033]車(chē)輛油耗計(jì)算方式如下:
[0034]B = ts*fd*N/ ( P *V) ②
[0035]其中:B——車(chē)輛油耗(單位:L/1OOkm)；
[0036]fd——噴油嘴動(dòng)態(tài)流量(單位:mg/s)；
[0037]N—發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)；
[0038]P——燃油密度(單位:kg/L)；
[0039]V-車(chē)速(單位:km/h)。
[0040]為了減小油耗計(jì)算的誤差，取IOs或更長(zhǎng)的時(shí)間算平均值，取IOs或更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的平均值作為瞬時(shí)油耗。
[0041]假設(shè)一輛車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴為4個(gè)(N = 4)，使用的噴油嘴類(lèi)型為L(zhǎng)DA-P05A，則可以知道動(dòng)態(tài)流量為3045mg/s，在14V的蓄電池電壓下，其動(dòng)作時(shí)間為818us，在發(fā)動(dòng)機(jī)3000r/min條件下，I秒采集的噴油時(shí)間減去動(dòng)作時(shí)間后為61ms (ts = 61ms)。車(chē)輛所使用燃油為93號(hào)，其汽油密度為0.725g/ml(P = 0.725kg/L)。在油門(mén)部分負(fù)荷和I擋情況下，車(chē)速為40km/h(V = 40km/h)。將以上數(shù)據(jù)代入油耗計(jì)算公式②中得到如下結(jié)果:
[0042]B = 61ms*3045mg/s*4/(0.725g/ml*40km/h*ls) ^ 0.092L/Km = 9.2L/100km
[0043]即，該車(chē)輛的百公里油耗為9.2L。
[0044]請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法包括如下步驟:
[0045]步驟SOl，通過(guò)車(chē)速傳感器或K總線得到車(chē)速V，
[0046]步驟S02，通過(guò)噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊獲得噴油脈寬；
[0047]步驟S03，通過(guò)蓄電池電壓獲取模塊獲取蓄電池電壓；
[0048]步驟S04，通過(guò)蓄電池電壓修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間td ；
[0049]步驟S05，輸入捕捉得到噴油脈寬，累加得到I秒鐘內(nèi)的實(shí)際噴油時(shí)間ts = tp-td ；
[0050]步驟S06,根據(jù)公式B = ts*fd*N/(P *V)算得實(shí)時(shí)油耗；
[0051]步驟S07，取一段時(shí)間內(nèi)的實(shí)時(shí)油耗平均值作為車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)；
[0052]步驟S08，將車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊發(fā)送出去。
[0053]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其方法至少具有以下優(yōu)勢(shì):
[0054](I)本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不需要在車(chē)輛油箱處鉆孔安裝，采用電路板即可實(shí)現(xiàn)，電路板面積小巧、成本低廉、安裝簡(jiǎn)單；
[0055](2)本發(fā)明的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法采用車(chē)身ECU及噴油嘴等部位的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，并通過(guò)的特定算法計(jì)算出實(shí)時(shí)油耗數(shù)據(jù)，精度準(zhǔn)確、參考性強(qiáng)。
[0056]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括油耗計(jì)算模塊、車(chē)速獲取模塊、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊、蓄電池電壓獲取模塊及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述車(chē)速獲取模塊、噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊、蓄電池電壓獲取模塊及數(shù)據(jù)收發(fā)模塊均連接至所述油耗計(jì)算模塊，所述車(chē)速獲取模塊用于獲取車(chē)輛當(dāng)前的行駛速度，所述噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊用于獲取車(chē)輛噴油嘴的實(shí)時(shí)脈寬，所述蓄電池電壓獲取模塊獲取蓄電池的電壓，所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于將所述油耗計(jì)算模塊計(jì)算出來(lái)的油耗數(shù)據(jù)發(fā)送出去，所述油耗計(jì)算模塊按照B = ts*fd*N/( P *V)來(lái)計(jì)算油耗數(shù)據(jù),其中B為車(chē)輛實(shí)時(shí)油耗,tsS實(shí)際噴油時(shí)間，fd為噴油嘴動(dòng)態(tài)流量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)，P為燃油密度，V為車(chē)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括 CAN、SCI54、Bluetooth、DAC 其中至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為單片機(jī)，所述油耗計(jì)算模塊采用S12G128芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述車(chē)速獲取模塊采用車(chē)速傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的當(dāng)前車(chē)速，或者基于K總線通過(guò)總線協(xié)議讀取發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的診斷數(shù)據(jù)中的車(chē)速數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬獲取模塊通過(guò)微控制器輸入捕捉模塊獲取噴油嘴實(shí)時(shí)脈寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄電池電壓獲取模塊通過(guò)AD通道得到蓄電池電壓來(lái)修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:實(shí)際噴油按照ts=tp_td計(jì)算，其中ts為實(shí)際噴油時(shí)間，％為輸入捕捉測(cè)得的噴油時(shí)間，td為根據(jù)蓄電池電壓實(shí)時(shí)修正的噴油嘴動(dòng)作時(shí)間。
8.—種車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟: 獲取車(chē)速V ； 獲取噴油脈寬； 獲取蓄電池電壓； 通過(guò)蓄電池電壓修正噴油嘴動(dòng)作時(shí)間td ； 根據(jù)噴油脈寬得到固定時(shí)間內(nèi)的實(shí)際噴油時(shí)間ts = tp-td ； 根據(jù)公式B = ts*fd*N/(P *V)算得實(shí)時(shí)油耗； 其中，B為車(chē)輛實(shí)時(shí)油耗，ts為實(shí)際噴油時(shí)間，fd為噴油嘴動(dòng)態(tài)流量，N為發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴個(gè)數(shù)，P為燃油密度，V為車(chē)速。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于所述方法進(jìn)一步包括以下步驟: 取一段時(shí)間內(nèi)的實(shí)時(shí)油耗平均值作為車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)； 將車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車(chē)輛油耗數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于:在所述獲取車(chē)速V的步驟中，通過(guò)車(chē)速傳感器或K總線得到車(chē)速V。
【文檔編號(hào)】G01F9/02GK103954329SQ201410200315
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陳聞, 華逸飛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 湖北華中電力科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司, 武漢市菱電汽車(chē)電子有限責(zé)任公司