CN200982880Y

CN200982880Y - 数显式精密车用燃油计量装置

Info

Publication number: CN200982880Y
Application number: CNU2006201650046U
Authority: CN
Inventors: 丁左武; 左健民
Original assignee: Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2016-12-08

Abstract

本实用新型针对现有的燃油表滑动变阻器测量油量不准的缺点，公开了一种能够准确测量燃油箱中燃油量，并通过CPU把燃油值用数字显示出来的数显式精密车用燃油计量装置，它包括两个反向、相邻安装在车辆油箱中的燃油表(1，2)，燃油表(1，2)分别连接有与指针连动的浮子(8，9)，其特征是所述的燃油表(1，2)的指针分别连接有滑动变阻器(3，4)，滑动变阻器(3，4)的输出与中央处理器(5)的输入相连，中央处理器(5)的输出与数显屏(6)相连。它具有结构简单，成本低，可实时反映油箱中的准确油量。

Description

数显式精密车用燃油计量装置

技术领域

本实用新型涉及一种数字式车用燃油表，尤其是一种具有自纠偏功能的数字式燃油表，具体地说是一种数显式精密车用燃油计量装置。

背景技术

目前，传统的车辆油量检测装置及其等效电路如图1所示。当车辆行驶的坡度不同，图1(a)中的滑动变阻器浮子会随液面的变化而上升或者下降，从而带动指针绕固定轴旋转一个角度，使指针偏离实际燃油量所在的位置，不能准确测出燃油量的多少。

传统的油量表表盘如图2所示，它通过五条刻线把燃油量分成四格，通过指针指示燃油量的多少。这种结构的燃油表只能粗略显示燃油量的数值，驾驶员无法根据它得知燃油箱中的精确油量。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的燃油表滑动变阻器测量油量不准的缺点，设计一种能够准确测量燃油箱中燃油量，并通过CPU把燃油值用数字显示出来的数显式精密车用燃油计量装置。

本实用新型的技术方案是：

一种数显式精密车用燃油计量装置，包括两个反向、相邻安装在车辆油箱中的燃油表1、2，燃油表1、2分别连接有与指针连动的浮子8、9，其特征是所述的燃油表1、2的指针分别连接有滑动变阻器3、4，滑动变阻器3、4的输出与中央处理器5的输入相连，中央处理器5的输出与数显屏6相连。

所述的数显屏6由个位数显屏601和十位数显屏602组成，它们的输入端通过各自的数据锁存用单片机7与中央处理器5相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过所设计出的具有自纠偏功能滑动变阻器能对油箱中的燃油量进行准确测量，用Freescale公司生产的MC68HC908GP32单片机对所测量出的燃油量数值进行处理，通过LED显示出油箱中的精确燃油量。

本实用新型具有结构简单，成本低，可实时反映油箱中的准确油量。

附图说明

图1是现有的油量测量显示装置的结构及等等效电路图。

图2是现有的油量表的表盘结构示意图。

图3是本实用新型的结构示意图。

图4是本实用新型的工作原理示意图。

图5是本实用新型工作于斜面时的原理图。

图6是本实用新型的电原理图。

图7是本实用新型的显示流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图3-7所示。

一种数显式精密车用燃油计量装置，包括两个反向、相邻安装在车辆油箱中的燃油表1、2，燃油表1、2分别连接有与指针连动的浮子8、9，其特征是所述的燃油表1、2的指针分别连接有滑动变阻器3、4，滑动变阻器3、4的输出与中央处理器5的输入相连，中央处理器5的输出通过各自的数据锁存用单片机7与组成数显屏6的个位数显屏601和十位数显屏602相连，如图3所示。

本实用新型的工作原理如图4所示，其中采用了两个滑动变阻器来测量燃油量。在设计此滑动变阻器时，要求当车辆在有坡度的路面行驶情况下，滑动变阻器3随指针移动增加(减小)的阻值和滑动变阻器4随指针移动减小(增加)的阻值大小相等，如图4(a)所示。

图4(b)为图4(a)的等效电路图。依然假设车辆在坡度为β的路面行驶，滑动变阻器3随指针移动时的阻值增加量为R_x，则

U_{1 i} = 5 \times \frac{R - R_{0} - R_{x}}{R} .

滑动变阻器4随指针移动时的阻值减小量为R_x，则

U_{2 i} = 5 \times \frac{R - R_{0} + R_{x}}{R} .

那么U_1i和U_2i的平均电压为：

{\overset{&OverBar;}{U}}_{i} = 5 \times \frac{U_{1 i} + U_{2 i}}{2} = 5 \times \frac{R - R_{0}}{R},

与车辆在水平路面时所测得的电压值相等。

图5(a)为汽车行驶在坡度为β的路面上时，滑动变阻器的工作位置图。AD线代表车辆水平行驶时的燃油液面，此面平行于燃油箱的底平面。假设此时油量表指针与x轴的夹角为α，且滑动变阻器最右端与指针之间的电阻为R₀，则

U_{i} = 5 V \times \frac{R - R_{0}}{R} .

BC线代表实际燃油液面，此液面仍然平行于水平面。BC线此时要真实反映液面变化情况，只有满足S_ΔABE＝S_ΔDCE这一条件。如果满足S_ΔABE＝S_ΔDCE，那么必须使得

ΔABE &cong; ΔDCE .

此时的浮子绕固定轴转动的角度为β。那么，此时指针与x轴的夹角为α+β。

图5(b)是坡度为β路面时油量传感器工作原理图。此时假设当指针绕固定轴多转过β角时，指针在滑动变阻器上多增加的电阻值为R_x，则U_1i的值为：

U_{1 i} = 5 V \times \frac{R - R_{0} - R_{x}}{R} .

U_1i的值要小于U_i，使得油量传感器的测量值要小于实际燃油量的值。

对图5(a)进行分析可知，当车辆在坡度为β的路面上行驶时，燃油箱中的燃油液面BC与车辆在水平方向行驶时燃油液面AD的交线经过燃油箱的纵向中剖面。在图5(a)中，由于

ΔABE &cong; ΔDCE,

那么在BC线上，离E点相等距离的点处，燃油液面偏离原燃油水平液面线AD上相对应点的距离绝对值相等。在纵向中剖面左侧的点液面是下降的，在纵向中剖面右侧的点液面是上升的。

在图4(a)中，如果假设燃油表1的固定轴O₁的坐标为(x₁，y₁，z₁)和燃油表2的固定轴O₂的坐标为(x₂，y₂，z₂)，那么只要满足条件x₁＝-x₂，z₁＝z₂，就可以保证与滑动变阻器3相连的浮子8绕固定轴旋转的角度和滑动变阻器4相连的浮子9绕固定轴旋转的角度相等，从而使得滑动变阻器3的阻值增加(减小)量与滑动变阻器4的阻值减小(增加)量相等。

对于垂直于车辆行驶方向的倾斜度γ，与分析坡度为β的路面上行驶时的情况一样，为了保证测量精度，要使得y₁＝-y₂这一条件满足。

所以，要保证测量精确，燃油箱上的滑动变阻器3和滑动变阻器4的转轴坐标必须满足的条件是：x₁＝-x₂，z₁＝z₂，y₁＝-y₂。

CPU对滑动变阻器3、4所测得的信号处理方法：

本文中的数字式燃油表所使用的CPU可采用Freescale公司生产的型号为MC68HC908GP32单片机。该单片机具有内置8路8位A/D转换模块，可以满足本系统使用要求。图6为本文所设计的数字式燃油表硬件电路原理图，采用2位共阳极LED显示燃油量。

图7为数字式燃油表测量与显示的软件流程图。在流程图中，先测出U_1i的值并保存，接着测量U_2i的值，求出U_1i和U_2i的平均值后，进行A/D转换后，再进行标度变换，把平均电压值转变为对应的燃油量。

Claims

1、一种数显式精密车用燃油计量装置，包括两个反向、相邻安装在车辆油箱中的燃油表(1，2)，燃油表(1，2)分别连接有与指针连动的浮子(8，9)，其特征是所述的燃油表(1，2)的指针分别连接有滑动变阻器(3，4)，滑动变阻器(3，4)的输出与中央处理器(5)的输入相连，中央处理器(5)的输出与数显屏(6)相连。

2、根据权利要求1所述的数显式精密车用燃油计量装置，其特征是所述的数显屏(6)由个位数显屏(601)和十位数显屏(602)组成，它们的输入端通过各自的数据锁存用单片机(7)与中央处理器(5)相连。