CN103539056B - 一种加油量监控装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种加油量监控装置及其控制方法。该监控装置包括储油腔体、第一进油管、压力传感器、液体速度传感器以及控制单元。储油腔体的底部连接第一进油管，第一进油管的截面积小于加油站油枪的截面积，底部连接汽油箱的顶部。压力传感器以及液体速度传感器均固定于第一进油管的侧壁，均与控制单元连接。控制单元计算加油量。该方法根据压力传感器检测的汽油压力和液体速度传感器检测的汽油流速，确定计算加油量的起始时刻和终止时刻，计算加油量。本发明能够在车辆加油时监控加油量的大小，驾驶员可以查看实际加油量，与所要求的加油量进行对比，从而有效防止了加油过程中加油量缺斤少两的现象，保障了消费者的切身利益。

Description

一种加油量监控装置及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车监控技术领域，涉及一种监控汽车加油量的装置及控制方法。

背景技术

随着油价的飙升，一些黑心厂商等不法分子在汽油上打起了汽油的主意，有的在出售汽油前将汽油兑水或者加入不必要的添加物，有的则在加油时故意缺斤少两。燃油质量的不合格会减少发动机的使用寿命，也会增加行车事故发生的概率；而汽油质量达标，但是加油时加油量的缺斤少两则会直接损害消费者的经济利益。因此，能在加油时监控加油量，有效避免加油时缺斤少两的情况的技术具有很强的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在加油时监控加油量的装置及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种加油量监控装置，包括储油腔体、第一进油管、压力传感器、液体速度传感器以及控制单元；其中，所述储油腔体的底部连接所述第一进油管；所述第一进油管的截面积小于加油站油枪的截面积，底部连接汽油箱的顶部；所述压力传感器以及所述液体速度传感器均固定于所述第一进油管的侧壁，均与所述控制单元连接，分别用于检测汽油的压力以及流速，并将检测值发送给所述控制单元；所述控制单元根据所述压力传感器和所述液体速度传感器的检测值计算加油量。

所述压力传感器和所述液体速度传感器位于所述第一进油管底部的侧壁。

所述加油量监控装置还包括第二进油管，所述第二进油管的底部连接所述储油腔体的顶部，截面积大于加油站油枪的截面积。

所述加油量监控装置还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制单元，接收所述控制单元计算的加油量并显示所述加油量。

所述控制单元包括存储模块，以存储计算得到的所述加油量。

一种基于上述加油量监控装置的控制方法，包括以下步骤：

（1）所述压力传感器实时检测汽油压力，所述液体速度传感器实时检测汽油流速；

（2）根据所述汽油压力或者所述汽油流速确定计算加油量的起始时刻；

（3）采用下述公式计算当前时刻的加油量：

$V={\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，V表示当前时刻的加油量；t₀为从所述起始时刻到当前时刻之间的时间长度；s为所述第一进油管的截面积；υ(t)为所述汽油流速；

（4）将所述汽油压力从变化值转变为恒定值的时刻作为计算加油量的终止时刻，结束加油量的计算，并将到所述终止时刻时计算得到的加油量作为加油过程的加油量。

所述步骤（3）中在计算加油量时还考虑误差因素，在所述加油量公式的基础上乘以误差因子，即计算加油量的公式修正为：

$V=\mathrm{\α}{\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，α为所述误差因子，通过如下方式求得：

（1）给所述加油量监控装置所在车辆加油，记录实际加油量V₁；

（2）所述加油量检测装置按照下述公式计算加油量V₂

$V_2=\mathrm{\α}{\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

计算误差因子为：

${\mathrm{\α}}_1=1+\frac{V_1-V_2}{V_1}$

（3）再取（n-1）个实际加油量，重复（n-1）次所述步骤（1）和步骤（2），得到（n-1）个误差因子，对α₁和所述（n-1）个误差因子取算术平均值，所得值即为所述误差因子α。

所述步骤（2）包括将所述汽油压力从恒定值开始转变为变化值的时刻作为所述起始时刻。

或者，所述步骤（2）包括将所述汽油流速从零开始变化的时刻作为起始时刻。

所述控制方法还包括：存储并显示所述加油过程的加油量。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明提出了一种加油量监控装置及其控制方法，能够在车辆加油时监控加油量的多少，驾驶员可以查看实际加油量，与所要求的加油量进行对比，从而有效防止了加油过程中加油量缺斤少两的现象，保障了消费者的切身利益。

附图说明

图1是现有技术中普通进油管的结构示意图；

图2是本发明实施例中加油量监控装置的结构示意图。

附图中：1、第二进油管；101、普通进油管；2、储油腔体；3、第一进油管；4、压力传感器；5、液体速度传感器；6、汽油箱顶部；601、汽油箱顶部。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

为了克服车辆加油时加油量缺斤少两的问题，本发明提出了一种加油量监控装置及其控制方法。

图1所示为现有技术中的普通进油管的结构示意图，图2所示为本实施例中的加油量监控装置的结构示意图，该系统是在现有技术中普通进油管101的基础上进行改造得到的。两图中的箭头均表示汽油注入方向，汽油均从上方注入，两装置的下方均连接汽油箱顶部（现有技术中为汽油箱顶部601，本实施例中为汽油箱顶部6）。图1和图2仅为示意图，实际情况下，加油管不是如图1和图2所示为直线状，而是弯曲状，图1和图2均对实际情况作了一定程度的简化。

该加油量监控装置包括第二进油管1、储油腔体2、第一进油管3、压力传感器4、液体速度传感器5和控制单元。第二进油管1类似于现有技术的普通进油管101，位于该加油量监控装置的上部。储油腔体2连接于第二进油管1的下部，第一进油管3连接于储油腔体2的下部，而第一进油管3的下部连接汽油箱顶部6。其中，储油腔体2的主要作用为存储汽油，为加油量的计算提供数据输入。第一进油管3的截面积很小，小于加油站油枪的截面积。正是由于第一进油管3的截面积较小，且加油站油枪的截面积较大，因此加油时在该加油量监控装置中，进入的油量多，而流出的油量少，这样储油腔体2内就会积累有汽油。

压力传感器4和液体速度传感器5安装于第一进油管3的侧壁上，均与控制单元连接。本实施例中，压力传感器4和液体速度传感器5位于第一进油管3的底部侧壁上。压力传感器4用于检测第一进油管3中的汽油压力，从而依次判断计算加油量的起始时刻和终止时刻；液体速度传感器5则用于检测流过第一进油管3中的汽油流速。压力传感器4和液体速度传感器5均将检测到的信号传递给控制单元。

控制单元接收压力传感器4和液体速度传感器5的信号，将压力传感器4发送的汽油压力信号从零开始变化的时刻作为计算加油量的起始时刻，将压力传感器4检测的汽油压力值为从变化值到恒定值（零或者大于零）转变的时刻作为计算加油量的终止时刻，根据下述公式计算加油量。

$V=\mathrm{\α}{\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，V表示加油量；α为误差因子，需要反复试验进行标定；s为第一进油管3的截面积；t为从起始时刻到终止时刻之间的时间长度；υ(t)为液体速度传感器5检测到的汽油的流速。

求取上述误差因子α的方法如下：

（1）给该加油量监控装置所在车辆加油，记录实际加油量为V₁；

（2）该加油量检测装置按照下述公式计算加油量V₂

$V_2=\mathrm{\α}{\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

此时误差因子为：

${\mathrm{\α}}_1=1+\frac{V_1-V_2}{V_1}$

（3）再取(n-1)个实际加油量，重复(n-1)次上述步骤（1）和步骤（2），得到(n-1)个误差因子，对α₁和后续求得的(n-1)个误差因子取算术平均值，所得值即为所求的误差因子α。

该监控装置还包括与控制单元连接的显示单元，本实施例中该显示单元为车辆仪表板。控制单元中包含有存储器。在按照上述方式得到加油量后，该控制单元一方面存储该加油量的值，驾驶员可以从中调取查看；另一方面还将该加油量的值发送给显示单元，由显示单元显示该值。

本发明还包括一种上述加油量监控装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

（1）压力传感器实时检测汽油压力，液体速度传感器实时检测汽油流速。

（2）根据压力传感器或者液体速度传感器的检测值判断加油开始时刻；具体为当压力传感器检测的汽油压力的值从恒定值（即初始值，可以为零，也可以大于零）开始变化或者液体速度传感器检测到的汽油流速值（汽油流速的初始值，该值为零）从零开始变化的时刻作为起始时刻。

（3）根据液体速度传感器检测的汽油流速，采用下述公式计算当前时刻的加油量；

$V=\mathrm{\α}{\∫}_0^{t_0}\mathrm{s\υ}\left(t\right)\mathrm{dt}$

其中，V表示加油量；α为误差因子，需要反复试验进行标定；s为第一进油管3的截面积；t₀为从起始时刻到当前时刻之间的时间长度；υ(t)为液体速度传感器检测到的汽油流速。

（4）将压力传感器检测的汽油压力值从变化值转变为恒定值的时刻作为计算终止时刻，结束上述公式的计算，并将到终止时刻时计算得到的加油量作为加油过程的加油量。

（5）存储加油量，并将加油量的值发送到显示装置。

因此，当加油开始时，由于第一进油管3的截面积很小，加入的汽油会在其中积累，甚至会到达储油腔体2中。同时，只要汽油箱未满，汽油会不断流入汽油箱，因此汽油流速大于零。当压力传感器检测到的汽油压力从恒定值（即汽油压力的初始值，该值可以等于零，也可以大于零）变化或者液体速度传感器检测到的汽油流速从零变化时，就可以开始计算加油量，因此应将汽油压力从恒定值开始向变化值转变的时刻或者汽油流速从零开始变化的时刻作为加油量计算的起始时刻。

当加油完成时，如果第一进油管3或者储油腔体2中还有汽油并且汽油箱未满，那么位于第一进油管3或者储油腔体2中的汽油还会继续流向汽油箱，直到汽油箱被加满或者第一进油管3和储油腔体2中均没有汽油。如果汽油箱被加满而第一进油管3甚至储油腔体2中还有汽油，那么此时汽油的水平面应该稳定不变，压力传感器检测到的汽油压力也应该稳定不变；如果储油腔体2和第一进油管3中均没有汽油剩下，则汽油箱有可能已满，也可能未满，此时压力传感器检测到的汽油压力应该为零。因此，计算加油量的终止时刻就是压力传感器检测的汽油压力从恒定值向变化值转变的时刻。

本发明提出了一种加油量监控装置及其控制方法，能够在车辆加油时监控加油量的大小，驾驶员可以查看实际加油量，与所要求的加油量进行对比，从而有效防止了加油过程中加油量缺斤少两的现象，保障了消费者的切身利益。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加油量监控装置，其特征在于：包括储油腔体、第一进油管、压力传感器、液体速度传感器以及控制单元；

其中，所述储油腔体的底部连接所述第一进油管；所述第一进油管的截面积小于加油站油枪的截面积，底部连接汽油箱的顶部，以在加油时在所述储油腔体中积累汽油；

所述压力传感器以及所述液体速度传感器均位于所述第一进油管中，均与所述控制单元连接，分别用于检测汽油的压力以监测计算加油量的起始时刻和终止时刻以及用于检测汽油的流速，并将检测值发送给所述控制单元；所述控制单元根据所述压力传感器和所述液体速度传感器的检测值计算加油量；

所述压力传感器和所述液体速度传感器位于所述第一进油管底部的侧壁。

2.根据权利要求1所述的加油量监控装置，其特征在于：所述加油量监控装置还包括第二进油管，所述第二进油管的底部连接所述储油腔体的顶部，所述第二进油管的截面积大于加油站油枪的截面积。

3.根据权利要求1所述的加油量监控装置，其特征在于：所述加油量监控装置还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制单元，接收所述控制单元计算的加油量并显示所述加油量。

4.根据权利要求1所述的加油量监控装置，其特征在于：所述控制单元包括存储模块，以存储计算得到的所述加油量。

5.一种基于权利要求1所述的加油量监控装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)所述压力传感器实时检测汽油压力，所述液体速度传感器实时检测汽油流速；

(2)根据所述汽油压力或者所述汽油流速确定计算加油量的起始时刻；

(3)采用下述公式计算当前时刻的加油量：

$V={\∫}_0^{t_0}sv\left(t\right)dt$

其中，V表示当前时刻的加油量；t₀为从所述起始时刻到当前时刻之间的时间长度；s为所述第一进油管的截面积；v(t)为所述汽油流速；

(4)将所述汽油压力从变化值转变为恒定值的时刻作为计算加油量的终止时刻，结束加油量的计算，并将到所述终止时刻时计算得到的加油量作为加油过程的加油量。

6.根据权利要求5所述的加油量监控装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)包括将所述汽油压力从恒定值开始转变为变化值的时刻作为所述起始时刻。

7.根据权利要求5所述的加油量监控装置的控制方法，其特征在于：所述步骤(2)包括将所述汽油流速从零开始变化的时刻作为起始时刻。

8.根据权利要求5所述的加油量监控装置的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括：存储并显示所述加油过程的加油量。