CN105067053A - 一种汽车剩余燃油量测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车剩余燃油量测量方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)在汽车点火前，检测汽车油箱的油量，并将该油量作为初始油量进行存储；(2)在汽车点火后，收集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，即得到汽车剩余燃油量，该系统主要由油量测量单元，中央微处理单元和油耗检测单元组成。本发明是基于现今汽、柴油机的喷油控制技术的发展状况，而提出的油量测量的全新理念和方法，突破了传统的油箱浮子结构所带来的机械损耗，优化了机械式油位表的迟滞性，同时也避免了油温的问题，给出的剩余油量参考值更精准，更有实效性。

Description

一种汽车剩余燃油量测量方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车油箱油量的测量以及油品优良的评估，尤其是涉及一种汽车剩余燃油量测量方法及系统。

背景技术

目前市场上周知的油耗计量装置有两种，一种为液位传感器式计量仪，是利用油耗传感器(原车油浮子、外加液位传感器)在油箱内部随着油量增减而升降的工作原理，来获得不同液位的检测信号，根据液位测算油箱内的油量，根据油量变化分析出油耗数据；此种方法受原车油浮子、液位传感器精度的影响较大，测量得到的数据波动较大，误差较大，而且加装的液位传感器需要在油箱上打孔来实现安装，存在一定的危险性。这种方法根据油箱内的油位变化间接测量发动机油耗，无法对发动机实际消耗的情况进行直接测量。

另一种为双流量仪式，是在发动机的供油管和回油管各安装一个油耗流量计，对进油和回油的流量进行测量。所得到的两组测量数据进行相减得到发动机的使用油耗。由于发动机的工作过程中，由于回油温度较高而且其中带有气泡，测量数据不够准确。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种汽车剩余燃油量测量方法及系统，其突破了传统的油箱浮子结构所带来的机械损耗，优化了机械式油位表的迟滞性，从而不受颠簸路面、坡度、起步、急停的波动影响，就可以提供精度准确可靠的剩余油量、油品优良信息。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在汽车点火前，检测汽车油箱的油量，并将该油量作为初始油量进行存储；

(2)在汽车点火后，收集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，即得到汽车剩余燃油量。

作为优选的方案，该方法还包括步骤：将步骤(2)得到的汽车剩余燃油量作为初始油量进行存储，然后再次采集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，得到汽车剩余燃油量，并以此循环直到汽车熄火。

作为优选的方案，该方法还包括步骤：汽车点火后，实时判断汽车所处工况是否平稳，若平稳，则检测汽车油箱的油量，并将该油量作为汽车剩余燃油量，同时将该汽车剩余燃油量作为初始油量进行存储，若不平稳，则收集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，即得到汽车剩余燃油量。

作为优选的方案，实时判断汽车所处工况是否平稳的步骤如下：检测车轮转速，若转速不变，则表示汽车所处工况平稳，否则，则表示汽车所处工况不平稳。

作为优选的方案，实时判断汽车所处工况是否平稳的步骤如下：检测车辆转速的同时，检测节气门开度，若转速不变且开度不变，则表示汽车所处工况平稳，否则，则表示汽车所处工况不平稳。

作为优选的方案，该方法包括以下步骤：实时显示汽车剩余燃油量，同时检测油品情况并显示。

一种测量系统，其特征在于，该系统包括：

油量测量单元，用以测量汽车点火前的油箱油量，以及测量汽车平稳行驶时的油箱油量；

中央微处理单元，用于存储初始油量以及汽车剩余燃油量的计算；

油耗检测单元，用以测量汽车单位时间内的油量消耗，并将信号传递给中央微处理单元。

作为优选的方案，该系统还包括：辅助单元，该辅助单元包括车轮转速传感器和节气门开度传感器，车轮转速传感器用于检测车辆转速，节气门开度传感器用于检测节气门开度。

作为优选的方案，该系统还包括：密度检测单元，用于检测油品密度。

作为优选的方案，该系统还包括：显示单元，用于显示中央微处理单元发送来的信息。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用CPU向喷油器发送的喷油总量作为计算基础，这样，可以不必经过实质性的测量就能得到较为准确的数值，避免了由于道路崎岖引起液面的波动而带动浮子摆动造成的误差等问题。

2、把从浮子室到显示器这条线上的所有连接装置省掉了，简化了传递装置，减少资源浪费，节约成本；

3、增加了反馈校正环节，当汽车处于平稳运行工况时，采用实质性的测量值进行校正，从而大大减少了计算误差；

4、增加了密度传感器用于检测油品优良信息，使得驾驶员能更清楚的了解油况。

附图说明

图1是本发明一种汽车剩余燃油量测量系统的结构示意图；

图2是本发明一种汽车剩余燃油量测量方法的流程示意图；

图3是本发明中央微处理器的处理选择过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本发明是基于当前先进的电喷技术所提出的一种新的设计思想，就是在CPU给喷油器发出喷油量指令时，同时将这一信号报送给该系统已编好程序的中央微处理单元3中。中央微处理单元3通过信号输入输出接口把搜集来的信号根据编程加以程序化处理：存储、记忆、加减、比较、数据转换、信号转换等，将消耗油量值转化为剩余油量值，通过输入输出接口输送到仪表盘以显示。这样，可以不必经过实质性的测量就能得到较为准确的数值。避免了由于道路崎岖引起液面的波动而带动浮子摆动造成的误差。同时，也把从浮子室到显示器这条线上的所有连接装置省掉了。然而，由于温度和油路管壁原因，会导致预计喷油量和实际喷油量有误差，时间一久，误差会越来越大，为了降低这种测量方法的误差，附加设计了一种反馈校正环节，该环节主要通过油量测量单元1来完成，汽车点火启动前，油量测量单元1可测量油箱油量并作为初值，但当汽车运行时，为了降低误差，此油量测量单元1又成了反馈校正装置。

本发明的系统结构如图1所示，主要包括：油量测量单元(兼反馈校正装置)1、油耗检测单元2、中央微处理单元3、辅助单元4、显示单元5、蓄电池6、输入输出接口7、密度检测单元8以及其他单独部件。

油量测量单元1，采用压电传感器12，放置在油箱底部来采集信号；并将信号微秒级的传递给中央微处理单元3进行处理转化。其主要用以测量汽车点火启动前的油箱中的油量，以及在汽车平稳匀速行驶时，测量的油箱油量值作为校正值。

油耗检测单元2，用以测量该汽车的单位时间油量消耗，并将信号传递给中央微处理单元3。油耗检测单元2所收集到的信号，实质上是由汽车CPU给喷油器9输入的指令。汽车CPU在将喷油总量信号发送给喷油器9的同时，还将相同的单位时间内的喷油中量信号报送给了中央微处理单元3。

中央微处理单元3，用以储存点火启动前已检测的油箱油量，以及在行驶过程中消耗的油量，用点火启动前检测的油量(初始油量)分别减去每次检测到的单位时间内消耗的油量(喷油总量)的结果作为剩余油量，这个剩余油量不是直接测量的，是通过计算出来的虚拟值，并将处理后的信号，通过输入输出接口传递到仪表盘的虚拟指针显示器上或液晶显示屏上。其处理过程是这样的：在汽车开关处于“ON”状态时，油箱底部的压电传感器12信号输送到中央微处理单元3，作为油箱初始油量，中央微处理单元3对其进行记忆。在起步、加速，急停时，喷油器9单位时间内的油耗信号作为消耗的油量，中央微处理单元3会用上一次的记忆的油量值，减去此次喷油器信号的油量消耗值，算出的结果作为油箱剩余的油量值，并再次记忆此数值作为新的油箱油量，以此类推。同时，中央微处理单元3把此时的计算结果传送到仪表盘11显示。所以，其实仪表盘11上显示的剩余油量实质上是虚拟值。但在匀速运行时，考虑到由于温度和油路管壁原因，会导致预计喷油量和实际喷油量有误差，时间一久，误差会越来越大，为了降低这种测量方法的误差，油量测量单元1又充当反馈校正装置。中央微处理单元3会结合辅助单元4搜集的信号，进行判断，进而校正油箱剩余油量值，每次中央微处理单元3只记忆一次油量值，即新的计算值或测量值会代替上次的记忆值。

辅助单元4，用以检测节气门开度信号和车轮转速信号，以此作为中央微处理单元对油箱油量感应值和计算后的虚拟剩余油量值的选择。辅助单元4主要包括：节气门开度传感器和车轮转速传感器，这两个信号决定着中央微处理单元是输出每次的计算值，还是测量值。它们的具体作用是：当节气门开度和车轮转速传感器信号稳定时，汽车一般处于开关为“ON”，但未启动；或者汽车处在匀速移动中，这样通过比较单元，中央微处理单元3会采用油箱底部的压电传感器12检测的油量信号，并输出给仪表盘11显示。反之，则采用喷油器9输入的信号进行处理，再传送到仪表盘11显示。

密度检测单元8，采用独特的由ISSYS开发的流体密度传感器10，它是一个小的空心的硅微管，采用的是振动感应的原理：在给定这个小管一定的频率振动时，振动频率将随着管内液体的密度或浓度变化而变化。通过使用振动微管的频率这一功能，流体的密度是可以测量出来的。密度或API的输出可以用于测量油、化学和生物燃料的类型、纯度，以便于把燃料混合在一起。由于采用先进的燃料成分检测的密度传感器，它可以提供有关燃料质量的信息，并把信息通过输入输出接口输送给中央微处理单元，再把信号传递到仪表盘11上。

本发明的检测方法步骤，如图2、图3所示：

Step1发动前，在汽车开关处于“ON”位置时，油量测量单元1中的压电传感器12将测量信号传递给中央微处理单元3，此信号经过A/D转换器处理后，作为油箱初始油量信号，中央微处理单元3对其进行初次记忆，并通过输入输出接口7，将此信号传递到仪表盘11显示；

step2发动至熄火过程中，中央微处理单元3分析搜集来的车轮转速传感器、节气门传感器等信号，并判断汽车此时所处的工况，若转速不变且开度不变，则表示汽车所处工况平稳，否则，则表示汽车所处工况不平稳。

step3在汽车处于不平稳工况时，中央微处理单元3会采用汽车CPU向喷油器9发出的指令，作为油量消耗信号。经过存储、记忆、加减、比较、数据转换、信号转换等处理，把喷油器单位时间内的油耗的信号(喷油总量)作为消耗的油量，中央微处理单元3会用初次的记忆的油量值，减去此次喷油量信号的油量消耗值，算出的结果作为油箱剩余的油量值，并再次记忆此数值作为新的油箱油量值，以此类推。每次中央微处理单元3只记忆一次，即新的计算值或测量值会代替上次的记忆值，并时时通过输入输出接口传递到仪表盘11显示。

step4在汽车处于平稳工况，中央微处理单元3会采用压电传感器12测量信号，作为新的剩余油量值，并代替上次的剩余油量值，并实时通过输入输出接口7传递到仪表盘11显示。

step5密度检测单元8与其他单元并行运行，此单元中的密度传感器10安放在油管出口处，用于检测油品优良，并将信号传递给中央微处理单元3处理，通过输入输出接口7传递到仪表盘。密度传感器10采用的是独特的由ISSYS开发的流体密度传感器，原因在于产品较为成熟，也不妨碍采用其他产品。

step6由于汽车工况交替，所以中央微处理单元3会根据传感器信号进行判断，交替更新油箱剩余油量，并实时显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在汽车点火前，检测汽车油箱的油量，并将该油量作为初始油量进行存储；

(2)在汽车点火后，收集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，即得到汽车剩余燃油量。

2.根据权利要求1所述的一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，该方法还包括步骤：将步骤(2)得到的汽车剩余燃油量作为初始油量进行存储，然后再次采集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，得到汽车剩余燃油量，并以此循环直到汽车熄火。

3.根据权利要求1所述的一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，该方法还包括步骤：汽车点火后，实时判断汽车所处工况是否平稳，若平稳，则检测汽车油箱的油量，并将该油量作为汽车剩余燃油量，同时将该汽车剩余燃油量作为初始油量进行存储，若不平稳，则收集单位时间内汽车CPU向喷油器发送的喷油总量，然后用初始油量减去单位时间内的喷油总量，即得到汽车剩余燃油量。

4.根据权利要求3所述的一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，实时判断汽车所处工况是否平稳的步骤如下：检测车轮转速，若转速不变，则表示汽车所处工况平稳，否则，则表示汽车所处工况不平稳。

5.根据权利要求3所述的一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，实时判断汽车所处工况是否平稳的步骤如下：检测车辆转速的同时，检测节气门开度，若转速不变且开度不变，则表示汽车所处工况平稳，否则，则表示汽车所处工况不平稳。

6.根据权利要求1所述的一种汽车剩余燃油量测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：实时显示汽车剩余燃油量，同时检测油品情况并显示。

7.一种实施权利要求1所述方法的测量系统，其特征在于，该系统包括：

油量测量单元，用以测量汽车点火前的油箱油量，以及测量汽车平稳行驶时的油箱油量；

中央微处理单元，用于存储初始油量以及汽车剩余燃油量的计算；

油耗检测单元，用以测量汽车单位时间内的油量消耗，并将信号传递给中央微处理单元。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，该系统还包括：辅助单元，该辅助单元包括车轮转速传感器和节气门开度传感器，车轮转速传感器用于检测车辆转速，节气门开度传感器用于检测节气门开度。

9.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，该系统还包括：密度检测单元，用于检测油品密度。

10.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，该系统还包括：显示单元，用于显示中央微处理单元发送来的信息。