CN1359817A - 电喷型机动车多功能指示方法及其装置 - Google Patents

电喷型机动车多功能指示方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电喷型机动车多功能指示方法及其装置,本装置由燃油消耗传感器3、运算部件4、显示部件5和电源部件6组成,根据需要增设人机交互键盘1或行驶距离传感器2。通过行驶距离传感器2和燃油消耗传感器3,采集到电喷车的行驶距离信号和燃油消耗信号,经运算部件4计算出车辆行驶速度、总行驶里程累计、分行驶里程累计、发动机转速、电喷脉冲宽度、发动机转数累计、实时行驶效率、总行驶效率、分行驶效率、燃油消耗速度、总燃油消耗量累计、分燃油消耗量累计、速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离等参数,根据人机交互键盘1的选择,通过显示部件5指示选中的参数。

Description

电喷型机动车多功能指示方法及其装置
一、技术领域：
本发明涉及一种电喷型机动车指示方法及其装置，特别是一种可指示多种参数，实现多种功能的方法和装置。
二、背景技术：
电喷型机动车的仪表盘通常安装有行驶速度表、发动机转速表、总行驶里程指示器、分行驶里程指示器和分行驶里程清零按钮，用于指示相关参数。但是，还有许多驾驶员关心的有关车辆使用、维护和性能的参数无法指示。例如：车辆行驶效率、燃油消耗速度、燃油消耗量累计、电喷脉冲宽度、车速从0加速到100km/h的时间、车速80km/h时的制动距离等等。
三、发明内容：
本发明的目的，在于提供一种能够指示更多电喷型机动车使用、维护和性能参数的方法及其装置。可用于改进电喷型机动车的仪表盘，替代原有的行驶速度表、发动机转速表、总行驶里程指示器、分行驶里程指示器和分行驶里程清零按钮。本发明装置除了可按更高的精度或分辨率(数字显示器指示时)指示电喷型机动车通常具有的车辆行驶速度、总行驶里程累计、分行驶里程累计和发动机转速等参数以外，还可以指示电喷脉冲宽度、发动机转数累计、实时行驶效率、总行驶效率、分行驶效率、燃油消耗速度、总燃油消耗量累计、分燃油消耗量累计、速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离等参数。
本发明装置由燃油消耗传感器3、运算部件4、显示部件5和电源部件6组成。燃油消耗传感器3和显示部件5通过相应接口电路与运算部件4连接。通过燃油消耗传感器3，采集到电喷型机动车的燃油消耗信号送给运算部件4，经运算部件4计算出燃油消耗类参数，通过显示部件5指示这些参数。电源部件6为本装置提供电源。
上述的发明装置增设行驶距离传感器2，行驶距离传感器2通过相应接口电路与运算部件4连接。通过行驶距离传感器2，采集到电喷型机动车的行驶距离信号送给运算部件4，经运算部件4计算出行驶距离类参数或行驶效率类参数，通过显示部件5指示这些参数。
上述的发明装置增设人机交互键盘1，人机交互键盘1通过相应接口电路与运算部件4连接。运算部件4根据人机交互键盘1的选择，通过显示部件5指示选中的参数。
燃油消耗类参数除了包含发动机转速以外，还包含发动机转数累计或电喷脉冲宽度或燃油消耗速度或总燃油消耗量累计或分燃油消耗量累计。行驶距离类参数除了包含车辆行驶速度、总行驶里程累计、分行驶里程累计以外，还包含速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离。行驶效率类参数包含实时行驶效率或总行驶效率或分行驶效率。
本发明装置具有许多功能，通过观察对比过去和现在各种状态同等情况下的电喷脉冲宽度，可以帮助分析判断发动机和燃油系统是否正常。加满油后清零分燃油消耗量累计数，下次加满油的加油量与分燃油消耗量累计数比较，可用于判断加油站是否短斤少两。总燃油消耗量累计、燃油消耗速度和各种行驶效率参数指示功能可以加强驾驶员的节能驾驶意识，帮助驾驶员提高节能驾驶技巧，达到节能和环保效果。速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离，可用于测试车辆的加速或制动性能。本发明装置还具有结构简单、成本低廉、车辆技改和生产容易、不影响车辆原有性能和使用习惯等特点，具有很好的市场前景和推广价值。
四、附图说明：
图1是本发明装置示意图。
图2是设有行驶距离传感器2的本发明装置示意图。
图3是设有人机交互键盘1的本发明装置示意图。
图4是设有人机交互键盘1和行驶距离传感器2的本发明装置示意图。
图5是设有人机交互键盘1和行驶距离传感器2的本发明装置，
应用于富康988ES出租车上的原理样机电路图。
五、具体实施方式：
实施例一：如图1所示，本发明装置由燃油消耗传感器3、运算部件4、显示部件5和电源部件6组成。燃油消耗传感器3和显示部件5通过相应接口电路与运算部件4连接。通过燃油消耗传感器3，采集到电喷型机动车的燃油消耗信号送给运算部件4，经运算部件4计算出燃油消耗类参数，通过显示部件5指示这些参数。电源部件6为本发明装置提供电源。
实施例二：如图2所示，在实施例一的基础上，增设行驶距离传感器2，行驶距离传感器2通过相应接口电路与运算部件4连接。通过行驶距离传感器2，采集到电喷型机动车的行驶距离信号送给运算部件4，经运算部件4计算出行驶距离类参数或行驶效率类参数，通过显示部件5指示这些参数。
实施例三：如图3所示，在实施例一的基础上，增设人机交互键盘1，人机交互键盘1通过相应接口电路与运算部件4连接。运算部件4根据人机交互键盘1的选择，通过显示部件5指示选中的参数。
实施例四：如图4所示，在实施例二的基础上，增设人机交互键盘1，人机交互键盘1通过相应接口电路与运算部件4连接。运算部件4根据人机交互键盘1的选择，通过显示部件5指示选中的参数。
图5是本发明装置应用于富康988ES出租车上的原理样机电路图。
人机交互键盘1由K1、K2、K3、K4四个按钮和接口电路(隔离二极管D1、D2、D3、D4和上拉电阻R10)组成，通过接口电路与运算部件4连接。安装于车辆驾驶台、仪表盘或显示部件5上，用于功能或显示参数的选择切换。
行驶距离传感器2用于检测车辆行驶距离参数。车辆每行驶一定距离S，将产生一个(或一串)脉冲，将此信号送给运算部件4的外部中断输入端。可以测得脉冲(或脉冲串)周期Ts和脉冲(或脉冲串)累计数Ns。
本例中，行驶距离传感器2由此车原有霍尔距离传感器7和接口电路(R11和R12)组成。此车每行驶0.813米，霍尔距离传感器产生一串脉冲。每串5个负脉冲，脉冲宽度约28uS，脉冲间隔约30uS，高电平约8V，低电平约0.8V，经过R11和R12分压后，转换成TTL电平，送给U2的INT输入端。由于INT输入端内部具有输入箝位保护二极管，因此R12也可以省略。
燃油消耗传感器3用于检测车辆燃油喷射参数。通过检测车辆电子控制装置(ECU)驱动燃油喷射器电磁线圈的驱动信号，测得驱动脉冲宽度Ti，根据公式q＝Q(Ti-Tv)或实验建立的Ti和燃油消耗量对照表计算出燃油消耗量。每次燃油喷射，车辆电子控制装置将产生一个电喷驱动脉冲，将此信号送给运算部件4的脉冲检测输入端。此输入端可以用MICROCHIP的PIC系列单片机的CCP输入端或96系列单片机的HSI输入端实现。可以测得电喷脉冲宽度Ti、脉冲周期Te和脉冲累计数Ne。根据燃油喷射器的静态喷射速度Q和动态喷射无效时间Tv两个参数，可求出动态燃油喷射体积量q＝Q(Ti-Tv)。
由于燃油具有较大的体积膨胀系数，若需要较高精度的燃油计量，可以在燃油消耗传感器3中使用燃油温度传感器，用于检测燃油喷射器喷射的燃油温度。燃油温度传感器的温度探头安装于车辆燃油系统的油轨、燃油喷射器或油压调节器上。输出的温度信号送给运算部件4中的A/D转换输入端，可以测得喷射的燃油温度T。根据检测到的燃油温度T，对计算出的燃油消耗体积量q进行温度补偿，转换成标准温度下的体积或质量喷射量q’，实现较高精度的燃油计量。
本例中，燃油消耗传感器3由此车的四个燃油喷射器8和接口电路(R13、R14、R15、R16和U3A)组成。四2输入异或门U3只使用其中U3A一个门电路，U3B、U3C和U3D闲置，它们的输入端接固定电平以减小功耗。四个燃油喷射器8的线圈并联后，通过两芯对插件与此车的车辆电子控制装置连接。线圈两端，一端接车辆电子控制装置的固定端并与此车电池的正极连接，另一端接车辆电子控制装置的驱动端。发动机每旋转一圈，车辆电子控制装置的驱动端产生一个负驱动脉冲，驱动4个燃油喷射器同时喷射一次燃油。在其它车型上，车辆电子控制装置的另外一种驱动方式是固定端与电池的负极连接，车辆电子控制装置的驱动端产生正驱动脉冲。
R13(A点)和R14(B点)分别与线圈两端电连接，经过R13和R15、R14和R16两路分压后，转换成TTL电平，送给U3A的两个输入端，U3A的输出端产生一个与线圈驱动脉冲对应的正脉冲，送给U2的CCP输入端，单片机U2的程序编程为对CCP输入端的正脉冲进行检测。
本燃油消耗传感器3的接口电路，由于使用了一个异或门U3A，前述车辆电子控制装置的两种驱动方式，不论是哪一种，当燃油喷射器喷油时，线圈两端必须加上驱动电压，此时线圈两端的电压不同，U3A输出高电平；当燃油喷射器不喷油时，线圈两端的电压相同，U3A输出低电平。因此，本接口电路可以适用于车辆电子控制装置的两种驱动方式。又由于A点和B点是对称可互换，因此，与线圈两端电连接时不需要识别线圈两端的极性，方便生产安装。
运算部件4由单片机和相应外围电路组成，根据行驶距离传感器2、燃油消耗传感器3和人机交互键盘1的输入信号，经过程序的计算和处理，通过显示控制接口电路控制显示部件5显示相应数据。
本例中，运算部件4由U2组成，U2使用内部4MHz时钟。INT外部中断编程为下降沿有效，INT中断发生后延迟一段时间(大于脉冲串的宽度)再允许INT中断，使每串脉冲只产生一次中断。CCP引脚设为捕捉方式，初始化为捕捉上升沿，每次CCP中断在程序中反转捕捉边沿。就可以检测电喷脉冲的上升沿和下降沿，从而测得有关参数。键盘扫描由端口RA7、RA6、RA4和RB1输出，从RA5读入。4位LED数码管的动态显示由RA7、RA6、RA4和RB1分别通过Q1～Q4控制位扫描，RA0～RA3和RB4～RB7分别通过R1～R8控制段的显示。程序通过端口RB2实现软件控制PWM，经过R9和C4积分完成D/A转换，控制模拟表V1的指示。
显示部件5由显示部分和显示控制接口电路组成，显示部分可以是模拟表或数字显示器或者是两者的组合。安装于车辆驾驶台或仪表盘上，通过显示控制接口电路与运算部件4连接。模拟表较适合于指示车辆行驶速度、发动机转速、各种行驶效率和燃油消耗速度等参数，数字显示器可指示所有的参数。
本例中，显示部件5由模拟表V1和数字显示器DS1以及相应接口电路(Q1～Q4、R1～R9和C4)组成。在商品化应用中，显示部件5的较好方案是由两个模拟表、一个LCD点阵显示器和相应接口电路组成。其中一个模拟表安装于通常行驶速度表的位置，代替通常的行驶速度表，可以指示行驶速度和其它参数。另一个模拟表安装于通常发动机转速表的位置，代替通常的发动机转速表，可以指示发动机转速和其它参数。LCD点阵显示器安装于仪表盘的适当位置，可以指示所有参数。如果选用较高分辨率的LCD点阵显示器，可以同时指示多个参数，提供汉字界面，实现软键盘定义。
电源部件6由稳压集成电路U1和C1、C2、C3组成，为本装置提供电源。
以下说明每种参数的计算方法或实现原理。其中，发动机转速和发动机转数累计的计算，只适用于发动机转数和电喷次数成正比的车型，设K＝发动机转数/电喷次数。当需要较高精度的燃油计量时，以下的q用q’代替。1.车辆行驶速度    ＝S/Ts2.总行驶里程累计  ＝总的Ns×S3.分行驶里程累计  ＝分的Ns×S4.发动机转速      ＝K/Te5.发动机转数累计  ＝K×Ne6.电喷脉冲宽度    ＝Ti7.燃油消耗速度    ＝q/Te8.总燃油消耗量累计＝q的总累计9.分燃油消耗量累计＝q的分累计10.实时行驶效率   ＝车辆行驶速度/燃油消耗速度＝S/Ts/q×Te11.总行驶效率     ＝总行驶里程累计/总燃油消耗量累计12.分行驶效率     ＝分行驶里程累计/分燃油消耗量累计13.速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离
根据车辆行驶速度的计算结果，满足速度一时作为起点，满足速度二时作为终点，计算期间的时间或行驶距离。当从速度一为0开始加速时，第一个行驶距离脉冲发生时作为起点。当减速到速度二为0时，最后一个行驶距离脉冲发生时作为终点。

Claims (12)

1.一种电喷型机动车多功能指示方法，其特征是：通过燃油消耗传感器(3)，采集到电喷型机动车的燃油消耗信号送给运算部件(4)，经运算部件(4)计算出燃油消耗类参数，通过显示部件(5)指示这些参数。
2.如权利要求1所述的电喷型机动车多功能指示方法，其特征是：设有行驶距离传感器(2)，通过行驶距离传感器(2)，采集到电喷型机动车的行驶距离信号送给运算部件(4)，经运算部件(4)计算出行驶距离类参数或行驶效率类参数，通过显示部件(5)指示这些参数。
3.如权利要求1或权利要求2所述的电喷型机动车多功能指示方法，其特征是：设有人机交互键盘(1)，运算部件(4)根据人机交互键盘(1)的选择，通过显示部件(5)指示选中的参数。
4.如权利要求1所述的电喷型机动车多功能指示方法，其特征是：所述的燃油消耗传感器(3)，通过检测车辆电子控制装置驱动燃油喷射器电磁线圈的驱动信号，测得驱动脉冲宽度Ti，根据公式q＝Q(Ti-Tv)或实验建立的Ti和燃油消耗量对照表计算出燃油消耗量。
5.如权利要求1所述的电喷型机动车多功能指示方法，所述的燃油消耗类参数除了包含发动机转速以外，其特征是：还包含发动机转数累计或电喷脉冲宽度或燃油消耗速度或总燃油消耗量累计或分燃油消耗量累计。
6.如权利要求2所述的电喷型机动车多功能指示方法，所述的行驶距离类参数除了包含车辆行驶速度、总行驶里程累计、分行驶里程累计以外，其特征是：还包含速度一加速或减速到速度二的时间或行驶距离。
7.如权利要求2所述的电喷型机动车多功能指示方法，其特征是：所述的行驶效率类参数包含实时行驶效率或总行驶效率或分行驶效率。
8.一种利用电喷型机动车多功能指示方法的装置，由燃油消耗传感器(3)、运算部件(4)、显示部件(5)和电源部件(6)组成，其特征是：燃油消耗传感器(3)和显示部件(5)通过相应接口电路与运算部件(4)连接。
9.如权利要求8所述的利用电喷型机动车多功能指示方法的装置，其特征是：设有行驶距离传感器(2)，行驶距离传感器(2)通过相应接口电路与运算部件(4)连接。
10.如权利要求8或权利要求9所述的利用电喷型机动车多功能指示方法的装置，其特征是：设有人机交互键盘(1)，人机交互键盘(1)通过相应接口电路与运算部件(4)连接。
11.如权利要求8所述的利用电喷型机动车多功能指示方法的装置，其特征是：所述的燃油消耗传感器(3)中设有异或逻辑电路。
12.如权利要求8所述的利用电喷型机动车多功能指示方法的装置，其特征是：所述的燃油消耗传感器(3)中设有燃油温度传感器，燃油温度传感器的温度探头安装于车辆燃油系统的油轨或燃油喷射器或油压调节器上。
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