CN103954329B - 车辆油耗数据采集系统及方法 - Google Patents

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HUBEI CENTRAL CHINA TECHNOLOGY DEVELOPMENT OF ELECTRIC POWER Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明提供一种车辆油耗数据采集系统，包括油耗计算模块、车速获取模块、喷油嘴实时脉宽获取模块、蓄电池电压获取模块及数据收发模块。所述油耗计算模块按照B＝ts*fd*N/(ρ*V)来计算油耗数据，其中，B为车辆实时油耗，ts为实际喷油时间，fd为喷油嘴动态流量，N为发动机喷油嘴个数，ρ为燃油密度，V为车速。本发明还提供一种车辆油耗数据采集方法。本发明的车辆油耗数据采集系统可通过采集车身ECU及喷油嘴等部位的实时采样数据，并通过的特定算法计算出实时油耗数据，结构简单、精度准确、参考性强。

Description

车辆油耗数据采集系统及方法
【技术领域】
本发明涉及车载终端，尤其涉及一种车辆油耗数据采集系统及采集方法。
【背景技术】
就目前的车辆油耗采集方法而言，一般无外乎采用两种模式进行：第一种，是通过油量传感器(油尺)来采集相关数据采集；第二种是通过仪表板油表信号采集。
第一种方式由于需要在车辆油箱处钻孔安装油量传感器，一般只在大型车辆上由整车厂统一安装，小车由于油箱内置且受国家相关法规约束禁止安装此类设备。此外，油尺的成本较高，安装复杂，非专业人士安装容易导致危险。
第二种由于读取的是油箱内存油的浮值信号，精度非常不准，对瞬时油耗几乎没有参考意义。
【发明内容】
有鉴于此，实有必要提供一种简单准确的车辆油耗数据采集系统。
一种车辆油耗数据采集系统，包括油耗计算模块、车速获取模块、喷油嘴实时脉宽获取模块、蓄电池电压获取模块及数据收发模块。所述车速获取模块、喷油嘴实时脉宽获取模块、蓄电池电压获取模块及数据收发模块均连接至所述油耗计算模块。所述车速获取模块用于获取车辆当前的行驶速度，所述喷油嘴实时脉宽获取模块用于获取车辆喷油嘴的实时脉宽，所述蓄电池电压获取模块获取蓄电池的电压，所述数据收发模块用于将所述油耗计算模块计算出来的油耗数据发送出去。所述油耗计算模块按照B＝ts*fd*N/(ρ*V)来计算油耗数据，其中，B为车辆实时油耗，ts为实际喷油时间，fd为喷油嘴动态流量，N为发动机喷油嘴个数，ρ为燃油密度，V为车速。
在其中至少一个实施例中，所述数据发送模块包括CAN、SCI54、Bluetooth、DAC其中至少一个。
在其中至少一个实施例中，车辆油耗数据采集系统为单片机，所述油耗计算模块采用S12G128芯片。
在其中至少一个实施例中，所述车速获取模块采用车速传感器来检测车辆的当前车速，或者基于K总线通过总线协议读取发动机电控单元的诊断数据中的车速数据。
在其中至少一个实施例中，所述喷油嘴实时脉宽获取模块通过微控制器输入捕捉模块获取喷油嘴实时脉宽。
在其中至少一个实施例中，所述蓄电池电压获取模块通过AD通道得到蓄电池电压来修正喷油嘴动作时间。
在其中至少一个实施例中，实际喷油按照ts＝tp-td计算，其中ts为实际喷油时间，tp为输入捕捉测得的喷油时间，td为根据蓄电池电压实时修正的喷油嘴动作时间。
有鉴于此，实有必要提供一种简单准确的车辆油耗数据采集方法。
一种车辆油耗数据采集方法，包括以下步骤：获取车速V；获取喷油脉宽；获取蓄电池电压；通过蓄电池电压修正喷油嘴动作时间td；根据喷油脉宽得到固定时间内的实际喷油时间ts＝tp-td；根据公式B＝ts*fd*N/(ρ*V)算得实时油耗；其中，B为车辆实时油耗，ts为实际喷油时间，fd为喷油嘴动态流量，N为发动机喷油嘴个数，ρ为燃油密度，V为车速。
在其中至少一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：取一段时间内的实时油耗平均值作为车辆油耗数据；将车辆油耗数据发送出去。
在其中至少一个实施例中，在所述获取车速V的步骤中，通过车速传感器或K总线得到车速V。
本发明的车辆油耗数据采集系统可通过采集车身ECU及喷油嘴等部位的实时采样数据，并通过的特定算法计算出实时油耗数据，结构简单、精度准确、参考性强。
【附图说明】
图1为本发明的优选实施例的车辆油耗数据采集系统的结构示意图。
图2为图1中的车辆油耗数据采集系统的系统架构示意图。
图3为本发明的优选实施例的车辆油耗数据采集方法的流程示意图。
【具体实施方式】
为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。
为了解决现有的车辆油耗测量不便和不准确的述问题，本发明提供一种简单准确的车辆油耗数据采集系统。请参阅图1，本发明的优选实施例的车辆油耗数据采集系统100，该车辆油耗数据采集系统100包括油耗计算模块10、车速获取模块20、喷油嘴实时脉宽获取模块30、蓄电池电压获取模块40及数据收发模块50。车速获取模块20、喷油嘴实时脉宽获取模块30、蓄电池电压获取模块40及数据收发模块50均连接至油耗计算模块10。其中，车速获取模块20用于获取车辆当前的行驶速度，喷油嘴实时脉宽获取模块30用于获取车辆喷油嘴的实时脉宽，蓄电池电压获取模块40获取蓄电池的电压。数据收发模块50用于将油耗计算模块10计算出来的油耗数据发送至其它车载终端。
数据发送模块50包括CAN(控制器局域网络)52、SCI(异步串口)54、Bluetooth(蓝牙)56、DAC(数字模拟转换)58。油耗计算模块10得到的油耗数据可以通过控制器局域网络、异步串口通信、蓝牙模块或者数字模拟转换通道发送出去。
本发明的车辆油耗数据采集系统可采用在车载终端内部加装一块单片机电路板来实现。通过电路板板载集成的K线、CAN线、AD等各路端口采集车身ECU及喷油嘴等部位的实时采样数据，并通过的特定算法计算出实时油耗数据，然后通过车载终端的通信模块发送至监控平台实现油耗监测功能。
具体请结合参阅图2，车辆油耗数据采集系统100的油耗计算模块10为电路板的主控芯片10。车速获取模块20可采用两种方式来获取车速数据，采用车速传感器22来检测车辆的当前车速，或者基于K总线24通过总线协议读取发动机电控单元的诊断数据中的车速数据。喷油嘴实时脉宽获取模块30通过微控制器输入捕捉模块获取喷油嘴实时脉宽。蓄电池电压获取模块40通过AD(模拟数字转换)42通道得到蓄电池电压，进而修正喷油嘴动作时间，从而算得实际的喷油时间。主控芯片10进而结合车速、喷油嘴实时脉宽、喷油时间等数据即可算出油耗。主控芯片10将油耗按照特定的协议通过CAN52、SCI54、Bluetooth56、DAC58通道传送给车载监控终端，最后车载监控终端通过本身通信模块将数据发送给监控平台。
在上述车辆油耗数据采集系统100中，主控芯片10可采用S12G128芯片，该电路板面积小巧、成本低廉。
以下将对车辆油耗数据采集系统100中，油耗计算方法进行详细地介绍。具体地，油耗的整个计算公式以秒为单位，计算公式如下：
1秒内的实际喷油时间计算方式如下：
ts＝tp-td ①
其中，ts——实际喷油时间(单位：s)；
tp——输入捕捉测得的喷油时间(单位：s)；
td——根据蓄电池电压实时修正的喷油嘴动作时间(单位：s)。
车辆油耗计算方式如下：
B＝ts*fd*N/(ρ*V) ②
其中：B——车辆油耗(单位：L/100km)；
fd——喷油嘴动态流量(单位：mg/s)；
N——发动机喷油嘴个数；
ρ——燃油密度(单位：kg/L)；
V——车速(单位：km/h)。
为了减小油耗计算的误差，取10s或更长的时间算平均值，取10s或更长的时间内的平均值作为瞬时油耗。
假设一辆车的发动机喷油嘴为4个(N＝4)，使用的喷油嘴类型为LDA-P05A，则可以知道动态流量为3045mg/s，在14V的蓄电池电压下，其动作时间为818us，在发动机3000r/min条件下，1秒采集的喷油时间减去动作时间后为61ms(ts＝61ms)。车辆所使用燃油为93号，其汽油密度为0.725g/ml(ρ＝0.725kg/L)。在油门部分负荷和1挡情况下，车速为40km/h(V＝40km/h)。将以上数据代入油耗计算公式②中得到如下结果：
B＝61ms*3045mg/s*4/(0.725g/ml*40km/h*1s)≈0.092L/Km＝9.2L/100km
即，该车辆的百公里油耗为9.2L。
请参阅图3，本发明的优选实施例的车辆油耗数据采集方法包括如下步骤：
步骤S01，通过车速传感器或K总线得到车速V，
步骤S02，通过喷油嘴实时脉宽获取模块获得喷油脉宽；
步骤S03，通过蓄电池电压获取模块获取蓄电池电压；
步骤S04，通过蓄电池电压修正喷油嘴动作时间td；
步骤S05，输入捕捉得到喷油脉宽，累加得到1秒钟内的实际喷油时间ts＝tp-td；
步骤S06，根据公式B＝ts*fd*N/(ρ*V)算得实时油耗；
步骤S07，取一段时间内的实时油耗平均值作为车辆油耗数据；
步骤S08，将车辆油耗数据通过数据收发模块发送出去。
与现有技术相比，本发明的车辆油耗数据采集系统及其方法至少具有以下优势：
(1)本发明的车辆油耗数据采集系统不需要在车辆油箱处钻孔安装，采用电路板即可实现，电路板面积小巧、成本低廉、安装简单；
(2)本发明的车辆油耗数据采集系统及方法采用车身ECU及喷油嘴等部位的实时采样数据，并通过的特定算法计算出实时油耗数据，精度准确、参考性强。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种车辆油耗数据采集系统，其特征在于：所述车辆油耗数据采集系统包括油耗计算模块、车速获取模块、喷油嘴实时脉宽获取模块、蓄电池电压获取模块及数据收发模块，所述车速获取模块、喷油嘴实时脉宽获取模块、蓄电池电压获取模块及数据收发模块均连接至所述油耗计算模块，所述车速获取模块用于获取车辆当前的行驶速度，所述喷油嘴实时脉宽获取模块用于获取车辆喷油嘴的实时脉宽，所述蓄电池电压获取模块获取蓄电池的电压，所述数据收发模块用于将所述油耗计算模块计算出来的油耗数据发送出去，所述油耗计算模块按照B＝ts*fd*N/(ρ*V)来计算油耗数据；
所述车辆油耗数据采集系统的采集方法，包括以下步骤：
获取车速V，通过车速传感器或K总线得到车速V；
获取喷油脉宽；
获取蓄电池电压；
通过蓄电池电压修正喷油嘴动作时间td；
根据喷油脉宽得到固定时间内的实际喷油时间ts＝tp-td；
根据公式B＝ts*fd*N/(ρ*V)算得实时油耗；
取一段时间内的实时油耗平均值作为车辆油耗数据；
将车辆油耗数据发送出去；
其中，B为车辆实时油耗，ts为实际喷油时间，fd为喷油嘴动态流量，N为发动机喷油嘴个数，ρ为燃油密度，V为车速，tp为输入捕捉测得的喷油时间。
2.根据权利要求1所述的车辆油耗数据采集系统，其特征在于：所述数据发送模块包括CAN、SCI54、Bluetooth、DAC其中至少一个。
3.根据权利要求1所述的车辆油耗数据采集系统，其特征在于：所述喷油嘴实时脉宽获取模块通过微控制器输入捕捉模块获取喷油嘴实时脉宽。
4.根据权利要求1所述的车辆油耗数据采集系统，其特征在于：所述蓄电池电压获取模块通过AD通道得到蓄电池电压来修正喷油嘴动作时间。
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