计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法

摘要

本发明主要公开了一种计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法及装置，通过采集喷油嘴喷油的滴数N、车速信号脉冲数P、和每公里车速信号脉冲数ppk，配合每滴油代表的容量SN得出平均油耗。点火后油箱总油量S减去喷油器喷出的耗油总量N×SN，获得剩余油量ΔS，将剩余油量ΔS与平均油耗相比得出剩余油量。本发明可使司机获得准确的汽车平均油耗和剩余油量可行驶里程的信息，了解汽车的行驶状况，和燃油的消耗情况，选择最省油的行驶方式，从而达到节约燃油消耗，同时也有利于环保。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车附件技术领域，特别是关于计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法。

背景技术

目前，汽车行业中油箱结构均为扁平低矮结构，油箱传感器采用浮子结构，输出的电阻值代表一定的油量。这种结构的油箱当车辆位于不同的路面及处于不同的震动状态时，即使油箱油量相同，油箱传感器输出的阻值也会各不相同。

通常，业内计算平均油耗一般采用比较粗略的测量方法，先加一箱油，然后开车耗完这箱油，同时记录行驶的里程数，由此来计量平均油耗。这种计量方法非常不准确，其不准确性在于实验所选路段，司机的个人经验等。

众所周知，汽车油耗和车辆行驶路况及驾驶员的开车习惯有很大关系。例如，在高速公路开车，由于较少启停，其整车平均油耗就小于城市路段。另外，用户个体开车的平均油耗无法进行完全统计，不能反映真实特性。

还有一个困扰已久的问题，那就是判断剩余油量可行驶里程。现有的方法则是通过观察组合仪表燃油表指针位置，根据司机经验，估计出可以行驶的里程。

虽然现在业内部分汽车仪表具有显示可以行驶里程的功能，但该功能都是基于上述测量油箱容量的基础上进行计算。测量油箱容量的油箱传感器是浮子结构，受车辆上下坡及震动影响严重，更加无法精确计算出可行驶里程的预测值，导致的直接后果是车辆上坡路段和下坡路段的预测值相差很大，基本不实用，可靠性低，顾客投诉很大。

本发明是在现有的汽车技术、电气技术、微电脑技术等相关技术的基础上，通过技术创新与运用，针对上述的存在的缺陷，提供一种计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法及装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法，是通过持续累加采集，准确计算出平均油耗值，并在平均油耗值的基础上，准确、安全预测剩余油量可行驶里程。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

计算平均油耗和剩余油量可行驶里程的方法

①平均油耗

汽车在行驶过程中，采集ECU发动机喷油器工作的脉冲信号，即喷油嘴喷油的滴数，记为N；采集传感器车速信号，即传感器车速信号的脉冲个数，记为P；将上述数据带入以下平均油耗S计算公式(一)中，

$\bar{S}=\frac{N\times S_N}{\frac{P}{\mathrm{ppk}}},$公式(一)

式中，S_N——每滴油的容量，以升为单位，是汽车ECU发动机喷油器参数，

ppk——车速传感器每公里的脉冲个数，是汽车车速传感器的参数；

②剩余油量可行驶里程

将最近一次加油后油箱总油量S减去喷油器喷出的耗油总量N×S_N，获得剩余油量ΔS，将上述数据带入以下剩余油量可行驶里程L计算公式中，

$L=\frac{\mathrm{\Delta S}}{\bar{S}}$

本发明还可以进一步完善：

在汽车启动后行驶距离小于或等于500m时，平均油耗S和剩余油量可行驶里程L的计算结果不在汽车仪表盘中显示；汽车启动后行驶距离大于500m时，平均油耗S和剩余油量可行驶里程L的计算结果在汽车仪表盘中显示。这样，在汽车启动时，计算中还不精确，波动比较大，由此来消除启动阶段的波动误差。

在平均油耗S计算公式中加设平均油耗初始值，由二八工况道路测试所得，10公里燃油消耗0.7L，据此带入平均油耗S计算公式(二)中，

$\bar{S}=\frac{N\times S_N+0.7}{\frac{P}{\mathrm{ppk}}+10},$公式(二)

计算得到S，单位为升。公式(二)中的分子分母都添加了初始值，消除汽车启动后前10公里范围内的波动误差。

当汽车油耗增加，但无车速时，增加的油耗计入平均油耗S中。这是出于对汽车未熄火但处于停放状态进行考虑。

在计算剩余油量可行驶里程的过程中，对每个点火周期进行加油状态判断；点火后，当汽车轮胎转速大于200转时，检测当前的油箱油量feul_level，若feul_level≥42L，则更新油箱总油量S为当前检测的油量feul_level；若feul_level＜42L，但是feul_level比点火前油量大于5L时，则更新油箱总油量S为当前检测的油量feul_level-0.5。

在计算剩余油量可行驶里程的过程中，消除汽车颠簸而引起的误差；当计算剩余油量可行驶里程的计算结果L＞43L，且当前检测的油箱油量feul_level≥43.5L，持续10秒，则保持显示结果；当计算剩余油量可行驶里程的计算结果L＞43L，但不满足当前检测的油箱油量feul_level≥43.5L，持续10秒这个条件，则更新显示的结果为计算结果L-4。

剩余油量可行驶里程显示频率为每10秒更新1次，实际剩余油量可行驶里程和显示的剩余油量可行驶里程差值为A，为了防止显示的数值发生跳变，做如下判断操作：

当A≤1，不更新；

当1＜A≤5，每次更新1公里；

当5＜A≤10，每次更新2公里；

当10＜A≤15，每次更新3公里；

当15＜A≤20，每次更新4公里；

当25＜A≤30，每次更新5公里；

当30＜A≤40，每次更新6公里；

当40＜A≤50，每次更新7公里；

当50＜A≤60，每次更新10公里；

当60＜A≤80，每次更新20公里；

当80＜A≤100，每次更新30公里；

当A＞100，每次更新40公里。

采用本发明的技术方案，司机可以获得准确的汽车平均油耗和安全的剩余油量可行驶里程信息，了解汽车的行驶状况和燃油的消耗量，并可通过调整驾驶习惯，选择最省油的行驶方式，还可以明确行驶的里程数，从而达到节约燃油消耗，同时也有利于环保。本发明已经在经过数轮路试，效果显著。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的系统结构图。

具体实施方式

结合附图，以本发明的较佳实施例再进行详细说明。

本实施例中的系统结构如图1所示，包括信号采集电路1、信号预处理电路2、单片机处理电路3和显示电路4。

其中，信号采集电路1包括喷油嘴信号采集电路11、车速传感器信号采集电路12。喷油嘴信号采集电路11通过连接到一个或多个发动机喷油器的电极或喷油器工作的信号输出端子上，采集喷油嘴的脉冲信号，脉冲信号的个数代表喷油嘴的喷油滴数N。本实施例中的脉冲信号的输出电流为50mA，输出电压V_p-p为12V。每个脉冲代表一滴油，每滴油的油量为36μL。此脉冲信号最大输出量为500脉冲/秒，换算成油量即为64.8L/小时；最小输出量为4脉冲/秒，即0.5184L/小时。车速传感器信号采集电路12，通过连接到车速传感器的信号输出端，采集车速传感器的信号脉冲数P。

信号预处理电路2包括喷油器信号预处理电路21和车速传感器预处理电路22。其中喷油器信号预处理电路21，对喷油器信号采集电路11送来的信号进行隔离、放大、滤波等处理，最终处理成为单片机可识别的脉冲信号。车速传感器预处理电路22，在保持信号原有频率和脉宽不变的情况下，对车速传感器信号采集电路12送至的信号进行放大、滤波等处理，最终处理成为单片机可识别的脉冲信号。

单片机处理电路3，由单片机、数字电路元件和电子元件组成，与信号预处理电路输出端连接，对信号进行设置、计算。最后，通过显示电路4将运算结果以数字形式显示在仪表盘上。

本发明中的计算方法如下：

一、关于平均油耗S

1、仪表盘中显示范围设置为0.1-25.0L/100km。

2、显示的更新频率为每10秒1次。

3、平均油耗不存在时，显示“--.-L/100km”。

4、汽车点火后，开始计算平均油耗S。

5、采用公式(一)计算得到平均油耗S：

$\bar{S}=\frac{N\times S_N}{\frac{P}{\mathrm{ppk}}},$公式(一)

式中，S_N——每滴油的容量，以升为单位，是汽车ECU发动机喷油器参数，本实施例中S_N＝36μL；ppk——车速传感器每公里的脉冲个数，是汽车车速传感器的参数，也是一个常数。

6、若AFE_Distance＜0.5km，仪表盘中显示“--.-L/100km”。

7、若0.5km≤AFE_Distance＜10km，平均油耗S通过公式(二)修正计算得到

$\bar{S}=\frac{N\times S_N+0.7}{\frac{P}{\mathrm{ppk}}+10},$公式(二)

8、无车速时的油耗计入平均油耗S中。

9、复位：——当仪表盘掉电后，上述所有数据清零；

——常按复位按钮(大于2秒)后，上述所有数据清零。

二、关于剩余油量可行驶里程

1、仪表盘中显示范围设置为50-999km。

2、显示的更新频率为每10秒1次。

3、基于上述计算得到的平均油耗S，剩余油量可行驶里程L通过公式(三)得到：

$L=\frac{\mathrm{\Delta S}}{\bar{S}},$公式(三)

式中，ΔS为点火后油箱总油量S减去喷油器喷出的耗油总量N×S_N计算获得。

4、点火后，当汽车轮胎转速大于200转时，检测当前的油箱油量feul_level，若feul_level≥42L，则更新油箱总油量S为当前检测的油量feul_level；若feul_level＜42L，但是feul_level比点火前油量大于5L时，则更新油箱总油量S为当前检测的油量feul_level-0.5。这是对每个点火周期进行加油状态判断。

5、当计算剩余油量可行驶里程的计算结果L＞43L，且当前检测的油箱油量feul_level≥43.5L，持续10秒，则保持显示结果；当计算剩余油量可行驶里程的计算结果L＞43L，但不满足当前检测的油箱油量feul_level≥43.5L，持续10秒这个条件，则更新显示的结果为计算结果L-4。这是消除路面不平而引起的油箱油量输出误差。

6、实际剩余油量可行驶里程和显示的剩余油量可行驶里程差值为A，当A≤1，不更新仪表盘显示的剩余油量可行驶里程；

当1＜A≤5，每次更新1公里；

当5＜A≤10，每次更新2公里；

当10＜A≤15，每次更新3公里；

当15＜A≤20，每次更新4公里；

当25＜A≤30，每次更新5公里；

当30＜A≤40，每次更新6公里；

当40＜A≤50，每次更新7公里；

当50＜A≤60，每次更新10公里；

当60＜A≤80，每次更新20公里；

当80＜A≤100，每次更新30公里；

当A＞100，每次更新40公里。

上述实施例仅用于解释说明本发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对其进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。