專利名稱：車輛油耗表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
車輛油耗表技術(shù)領(lǐng)域車輛油耗表，屬于機(jī)動(dòng)車駕駛倉(cāng)內(nèi)儀表系統(tǒng)鐔域。
技術(shù)背景 '汽車運(yùn)行過(guò)程中，了解其發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)油耗及累計(jì)油耗在能源危機(jī)、油價(jià)舉髙不下 的情況下顯得十分重要，作為車輛運(yùn)行狀態(tài)指示的駕駛倉(cāng)內(nèi)儀表系統(tǒng)，目前除個(gè)別車型 有油耗指示外，均無(wú)油耗表。駕駛員計(jì)量油耗只能靠裝一定數(shù)量的油，根據(jù)行駛里程得 出平均油耗，這樣做十分不便。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元ECU根據(jù)相關(guān)傳感器的輸入信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算判斷后輸出控制信號(hào)，控制信號(hào)控制功率驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)噴油器電磁線圈的通斷控制噴油； 不同的噴油器選擇不同的驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)于低阻型噴油器將配之于電流型驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)于 高阻型噴油器將配之于電壓型驅(qū)動(dòng)電路；根據(jù)對(duì)噴油器的特性試驗(yàn)，具有如下結(jié)論在給定的噴油脈寬內(nèi)，經(jīng)試驗(yàn)在800r/min~^000r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)噴油頻率對(duì)噴射 量沒有影響；在2ms以上的噴油脈寬時(shí)噴油脈寬與噴油量具有很好的線性關(guān)系，在噴 油脈寬小于lms時(shí)，由于噴油器打開和關(guān)閉過(guò)程占比例較大而導(dǎo)致非線性，有的噴油 器將不能正常工作；電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力調(diào)節(jié)器具有良好的恒壓差效果，其壓力變化 時(shí)噴油量的影響微弱，可不考慮；電瓶電壓變化對(duì)噴油量影響較大，電壓低時(shí)，流量較 小，電壓高時(shí)流量增大，當(dāng)電壓升到一定值時(shí)流量穩(wěn)定到一個(gè)恒值。而且噴油脈寬反映 了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況時(shí)的工作狀態(tài)。由以上結(jié)論，說(shuō)明噴油脈寬將很好地反映噴油量的變化，即在一定條件下發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí) 際噴油量隨著噴油器的有效噴油時(shí)間而變化，只要將一些因素加以修正即可反映發(fā)動(dòng)機(jī) 的瞬態(tài)油耗。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是能夠適時(shí)顯示動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量、日累積油耗量 和曰平均油耗量、 一個(gè)任務(wù)行程累積油耗量、總累積油耗量的車輛油耗表。本實(shí)用新型要解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該車輛油耗表，其特征在于-在汽車儀表盤上加裝油耗表，及與油耗表相連的儀表控制器。油耗表包括發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量、日累積油耗量和日平均油耗量、 一個(gè)任務(wù)行程累
積油耗量、總累積油耗量。儀表控制器包括微處理器電路、噴油脈寬處理電路、電瓶電壓信號(hào)處理電路、里程 脈沖信號(hào)、輸出顯示信號(hào)和儀表顯示器。噴油脈寬處理電路包括噴油脈寬采集電路、檢測(cè)電路、整形限幅電路；該信號(hào)被調(diào) 理成微處理器可處理的信號(hào)送入微處理器的定時(shí)/計(jì)數(shù)器端口，按微處理器內(nèi)存的控制 策略進(jìn)行運(yùn)算處理。電瓶電壓信號(hào)處理電路包括電瓶電壓信號(hào)的采集、檢測(cè)電路。電路將電瓶電壓信號(hào) 的變化情況轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)提供給微處理器的外部中斷端口，微處理器中存有與頻率信 號(hào)相對(duì)應(yīng)的電壓修正系數(shù)5V的一組脈譜MAP數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對(duì)油耗的計(jì)量進(jìn)行修正。微處理器電路包括微處理U1、晶體OSC、電容C1、 C2,微處理U1的12、 16、 23、 49、 71腳接地，13、 14、 19、 24、 25、 48、 70腳接VCC，微處理Ul的17、 18 腳分別與晶體OSC相連并通過(guò)電容Cl、 C2接地，微處理Ul的以總線方式依次順序 與瞬時(shí)油耗表Ml、燃油刻度表M2的3、 1腳相連接，瞬時(shí)油耗表Ml、燃油刻度表 M2的2腳接地。電瓶電壓信號(hào)處理電路包括V/F轉(zhuǎn)換電路V/F轉(zhuǎn)換電路又包括DC - DC轉(zhuǎn)換芯 片U4、穩(wěn)壓管DT1、電感L1、電容C5， DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的4、 7腳接地，5腳 通過(guò)電感L1輸出一高電位VCC，且通過(guò)穩(wěn)壓管DT1接地，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的 1、 8腳相連，并與電感L1的另一端連接且通過(guò)電容C5接地，并輸出一低電位GND, 作為系統(tǒng)接地點(diǎn)。噴油脈寬檢測(cè)電路包括反相器U5、門電路U6、電阻R2-R3、電容C6-C7、光電耦 合器0P1，反相器U5的1腳通過(guò)電阻R3連接VCC,通過(guò)電容C7連接噴油脈寬監(jiān)測(cè)器， 2腳連接門電路U6的1腳。門電路U6的2腳通過(guò)電阻R2接地，3腳連接光電耦合器 0P1的輸入端。光電耦合器0P1的輸出端連接微處理器U1的P13腳，其余兩端接地。 電容C6和電阻R2串聯(lián)接在電容C7的一端和地之間。電瓶電壓檢測(cè)電路包括鎖相環(huán)U7、光電耦合器OP2、電容C8、電阻R4-R6、 鎖相環(huán)U7的4腳連接光電耦合器OP2的輸入端，6腳和7腳之間連接有電容C8, 9 腳通過(guò)電阻R4連接電瓶電壓，9腳還通過(guò)電阻R5接地，11腳通過(guò)電阻R6接地，電耦 合器OP2的輸出端連接微處理器Ul的P15腳。輸出顯示信號(hào)通過(guò)串行通訊液晶接口的2、 3腳分別與微處理Ul的RXD、 TXD腳 相連接，串行通訊液晶接口的1腳接VCC， 4腳接地。
當(dāng)車輛行駛一段距離后，所產(chǎn)生的里程脈沖信號(hào)輸入到微處理器中斷口，微處理 器經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理，輸出到儀表，實(shí)時(shí)顯示此階段發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量。 工作原理-在汽車儀表盤上加裝油耗表，利用電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油脈寬信號(hào)，按設(shè)定的控制策 略，將微處理器換算出的發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量、日累積油耗量和日平均油耗量、 一個(gè)任務(wù) 行程累積油耗量、總累積油耗量通過(guò)儀表控制器控制適時(shí)顯示。設(shè)定的控制策略是在微處理器中設(shè)置噴油脈寬修正脈譜MAP表CTf，根據(jù)噴油器 的型號(hào)，設(shè)Q為等效噴油量，給出一組選擇脈譜MAP表込l,噴油量計(jì)算公式其中[c"Ki、 [crj、[込是通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)定的電壓修正脈譜MAP表、噴油脈 寬修正脈譜MAP表和噴油器選擇脈譜MAP表込I， Q—等效噴油量，7>—噴油脈 寬?？刂浦胁杉瘒娪兔}寬并査三個(gè)相關(guān)條件的脈譜MAP數(shù)據(jù)表對(duì)油耗進(jìn)行計(jì)量。 電壓修正脈譜MAP表CK1的取值范圍是以14V為參考0點(diǎn)在(IO， 15)值域內(nèi)的一 系列數(shù)據(jù)。噴油脈寬修正脈譜MAP表CTi的取值范圍是在(0.75, 2)值域內(nèi)的一系列數(shù)據(jù)； 噴油器選擇脈譜MAP表ft是不同噴油器在正常噴射條件和正常噴射區(qū)間內(nèi)的等效噴射率，安裝時(shí)可對(duì)拔動(dòng)開關(guān)設(shè)置設(shè)定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是能夠適時(shí)顯示動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量、日累積油耗量和日平均油耗量、 一個(gè)任務(wù)行程累積油耗量、總累積油耗量的車輛油耗表。1、 動(dòng)態(tài)特性好、無(wú)時(shí)滯性；2、 自適應(yīng)誤差修正，測(cè)量指示精度髙；3、 無(wú)須專門傳感器，直接采集發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬信號(hào)；4、 顯示并記錄瞬時(shí)、當(dāng)日、當(dāng)次和累積耗油量和平均油耗量，因而具有隨時(shí) 了解車輛油耗和合理管理車輛之優(yōu)點(diǎn)；5、 方便實(shí)用。

圖l車輛油耗表電路原理框圖；圖2程序流程框圖3微處理器電路原理圖； 圖4系統(tǒng)復(fù)位電路原理圖； 圖5系統(tǒng)電源電路原理圖； 圖6噴油脈寬檢測(cè)電路原理圖； 圖7電瓶電壓檢測(cè)電路原理圖； 圖8串行通訊液晶接口電路。
具體實(shí)施方式
圖l-8是本說(shuō)明的最佳實(shí)施例，圖3-8中Ul微處理 U2復(fù)位芯片U3反相器 U4 DC - DC轉(zhuǎn)換芯片U5反相器U6門電路U7鎖相環(huán)Cl-C8電容Rl-R7電阻 DT1穩(wěn)壓管Ml瞬時(shí)油耗表M2油耗刻度表0SC晶體0P1-0P2光電耦合器。
以下結(jié)合附圖1-8對(duì)本設(shè)計(jì)說(shuō)明車輛油耗表設(shè)計(jì)使用說(shuō)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明圖l中儀表控制器包括微處理器電路、噴油脈寬處理電路、電瓶電壓信號(hào)處理電 路、里程脈沖信號(hào)、輸出顯示信號(hào)和儀表顯示器。噴油脈寬處理電路包括噴油脈寬采集電路、檢測(cè)電路、整形限幅電路；電瓶電壓信 號(hào)處理電路包括電瓶電壓信號(hào)的采集、檢測(cè)電路。該信號(hào)被調(diào)理成微處理器可處理的信 號(hào)送入微處理器中。電瓶電壓信號(hào)處理電路包括電瓶電壓信號(hào)的采集、檢測(cè)電路。將電瓶電壓信號(hào)的變 化情況轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)提供給微處理器，微處理器進(jìn)行判比修正。微處理器采集到里程脈沖信號(hào)后，進(jìn)行瞬態(tài)油耗量的計(jì)算處理。輸出到儀表顯示器 或顯示單元儀表上，以數(shù)字形式直觀顯示其油耗量的數(shù)值。圖2中系統(tǒng)加電后，儀表自檢和初始化完畢后，進(jìn)行Qi的開關(guān)設(shè)置及MAP表的 査詢，系統(tǒng)采集噴油脈寬和電瓶電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)査詢判比CVi及CTi的脈譜MAP表，對(duì) 數(shù)據(jù)的油耗計(jì)量進(jìn)行修正，并計(jì)算單位時(shí)間的等效油耗后，輸出到顯示單元，顯示當(dāng)前 油耗量和累積油耗量。隨后系統(tǒng)判比有無(wú)單日或單程累積顯示請(qǐng)求？，請(qǐng)求確認(rèn)后， 顯示單日或單程累積油耗量和平均油耗，顯示單元進(jìn)行延時(shí)顯示，系統(tǒng)返回，等待下一組數(shù)據(jù)的顯示請(qǐng)求。系統(tǒng)無(wú)確認(rèn)，返回上一層流程進(jìn)行再次判比的請(qǐng)求？。圖3中微處理器電路微處理Ul采用78F0822儀表微處理器，微處理Ul的12、 16、 23、 49、 71腳接地,13、 14、 19、 24、 25、 48、 70腳接VCC。微處理U1的17、 18腳分別與晶體OSC相連并通過(guò)電容Cl、 C2接地。微處理U1的以總線方式依次順 序與瞬時(shí)油耗表M1、燃油刻度表M2的3、 l腳相連接，瞬時(shí)油耗表M1、燃油刻度表M2的2腳接地。圖4中微處理器Ul采用NEC的li PD78F0822汽車儀表專用微處理器(在實(shí)際電 路中與其它儀表步進(jìn)電機(jī)和儀表指示共用一個(gè)處理器，此處為說(shuō)明原理，單獨(dú)給出油耗 單元工作部分)，系統(tǒng)復(fù)位電路通過(guò)復(fù)位芯片U2及反相器U3所組成的電路，為系統(tǒng) 起到斷電糾錯(cuò)、上電復(fù)位的保護(hù)作用。復(fù)位芯片U2的2腳接VCC, 3、 4腳接地；復(fù)位芯片U2的7腳與反相器U3的1 腳相連接；反相器U3的2腳與微處理U1的標(biāo)注為REST/的50腳線連接，復(fù)位芯片 U2的6腳與微處理Ul的標(biāo)注為WDI的88腳線連接。圖5中系統(tǒng)電源電路電源通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的檢測(cè)與整形、濾波、抗 干擾及穩(wěn)壓處理后，為系統(tǒng)提供可靠性穩(wěn)壓直流電源。電源接口的3腳與DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的6腳相連接，且通過(guò)電容C4接地。電 源接口的l腳接地；DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的4、 7腳接地，5腳通過(guò)電感L1輸出一高 電位VCC，且通過(guò)穩(wěn)壓管DT1接地；DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的1、 8腳相連，并與電 感L1的另一端連接且通過(guò)電容C5接地，并輸出一低電位GND，作為系統(tǒng)接地點(diǎn)。圖6中噴油脈寬檢測(cè)電路反相器U5和門電路U6組成噴油脈沖鑒寬電路，微處 理器U1根據(jù)其所采集的信號(hào)按不同的工況，計(jì)算噴油時(shí)間來(lái)決定噴油量。反相器U5的1腳通過(guò)電阻R3連接VCC,通過(guò)電容C7連接噴油脈寬監(jiān)測(cè)器，2腳 連接門電路U6的1腳。U門電路6的2腳通過(guò)電阻R2接地，3腳連接光電耦合器0P1 的輸入端。光電耦合器0P1的輸出端連接微處理器U1的P13腳，其余兩端接地。電容 C6和電阻R2串聯(lián)接在電容C7的一端和地之間。圖7中電瓶電壓檢測(cè)電路電瓶電壓信號(hào)通過(guò)鎖相環(huán)U7進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換處理后供 給微處理器U1進(jìn)行檢測(cè)判比，為數(shù)據(jù)對(duì)油耗的計(jì)量進(jìn)行修正。鎖相環(huán)U7的4腳連接光電耦合器0P2的輸入端，6腳和7腳之間連接有電容C8， 9腳通過(guò)電阻R4連接電瓶電壓，9腳還通過(guò)電阻R5接地，11腳通過(guò)電阻R6接地。光 電耦合器0P2的輸出端連接微處理器Ul的P15腳。圖8中串行通訊液晶接口電路串行通訊液晶接口連接液晶顯示器，顯示器瞬時(shí) 油耗量值等信息。串行通訊液晶接口的1腳接VCC，4腳接地。2、 3腳分別與微處理Ul的標(biāo)注為RXD、 TXD的46、 47腳相連接。
工作過(guò)程系統(tǒng)加電后，儀表自檢和初始化完畢后，進(jìn)行Qi的開關(guān)設(shè)置及MAP表的査詢，系 統(tǒng)采集噴油脈寬和電瓶電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)査詢判比CVi及CTi的脈譜MAP表，對(duì)數(shù)據(jù)的油 耗計(jì)量進(jìn)行修正，并計(jì)算單位時(shí)間的等效油耗后，輸出到顯示單元，顯示當(dāng)前油耗量和 累積油耗量。隨后系統(tǒng)判比有無(wú)單日或單程累積顯示請(qǐng)求？，請(qǐng)求確認(rèn)后，顯示單日或 單程累積油耗量和平均油耗，顯示單元進(jìn)行延時(shí)顯示，系統(tǒng)返回，等待下一組數(shù)據(jù)的顯 示請(qǐng)求。系統(tǒng)無(wú)確認(rèn)，返回上一層流程進(jìn)行再次判比的請(qǐng)求？。
權(quán)利要求1、車輛油耗表，其特征在于在汽車儀表盤上加裝油耗表，及與油耗表相連的儀表控制器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛油耗表，其特征在于油耗表包括發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗 量、日累積油耗量和日平均油耗量、 一個(gè)任務(wù)行程累積油耗量、總累積油耗量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛油耗表，其特征在于儀表控制器包括微處理器電 路、噴油脈寬處理電路、電瓶電壓信號(hào)處理電路、里程脈沖信號(hào)、輸出顯示信號(hào)和儀表 顯示器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛油耗表，其特征在于噴油脈寬處理電路包括噴油 脈寬采集電路、檢測(cè)電路、整形限幅電路；電瓶電壓信號(hào)處理電路包括電瓶電壓信號(hào)的 采集、檢測(cè)電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛油耗表，其特征在于微處理器電路包括微處理U1、 晶體OSC、電容C1、 C2，微處理U1的12、 16、 23、. 49、 71腳接地，13、 14、 19、 24、 25、 48、 70腳接VCC,微處理Ul的17、 18腳分別與晶體OSC相連并通過(guò)電容 Cl、 C2接地，微處理Ul的以總線方式依次順序與瞬時(shí)油耗表Ml、燃油刻度表M2 的3、 l腳相連接，瞬時(shí)油耗表M1、燃油刻度表M2的2腳接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛油耗表，其特征在于電瓶電壓信號(hào)處理電路包括 V/F轉(zhuǎn)換電路V/F轉(zhuǎn)換電路又包括DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4、穩(wěn)壓管DT1、電感L1、電 容C5， DC - DC轉(zhuǎn)換芯片U4的4、 7腳接地，5腳通過(guò)電感Ll輸出一高電位VCC，且 通過(guò)穩(wěn)壓管DT1接地，DC-DC轉(zhuǎn)換芯片U4的1、 8腳相連，并與電感L1的另一端 連接且通過(guò)電容C5接地，并輸出一低電位GND,作為系統(tǒng)接地點(diǎn)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛油耗表，其特征在于噴油脈寬檢測(cè)電路包括反 相器U5、門電路U6、電阻R2-R3、電容C6-C7、光電耦合器OPl,反相器U5的1腳 通過(guò)電阻R3連接VCC，通過(guò)電容C7連接噴油脈寬監(jiān)測(cè)器，2腳連接門電路U6的1腳。 門電路U6的2腳通過(guò)電阻R2接地，3腳連接光電耦合器0P1的輸入端。光電耦合器 0P1的輸出端連接微處理器Ul的P13腳，其余兩端接地。電容C6和電阻R2串聯(lián)接 在電容C7的一端和地之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛油耗表，其特征在于電瓶電壓檢測(cè)電路包括鎖相環(huán)U7、光電耦合器OP2、電容C8、電阻R4-R6、鎖相環(huán)U7的4腳連接光電耦合 器OP2的輸入端，6腳和7腳之間連接有電容C8， 9腳通過(guò)電阻R4連接電瓶電壓，9 腳還通過(guò)電阻R5接地，11腳通過(guò)電阻R6接地，電耦合器OP2的輸出端連接微處理器 m的Pi5腳。
9、根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛油耗表，其特征在于輸出顯示信號(hào)通過(guò)串行通訊 液晶接口的2、 3腳分別與微處理U1的RXD、 TXD腳相連接，串行通訊液晶接口的l 腳接VCC， 4腳接地。
專利摘要車輛油耗表，屬于機(jī)動(dòng)車駕駛倉(cāng)內(nèi)儀表系統(tǒng)領(lǐng)域。其特征在于在汽車儀表盤上加裝油耗表，及與油耗表相連的儀表控制器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有能夠適時(shí)顯示動(dòng)機(jī)瞬態(tài)油耗量、日累積油耗量和日平均油耗量、一個(gè)任務(wù)行程累積油耗量、總累積油耗量，動(dòng)態(tài)特性好、無(wú)時(shí)滯性；自適應(yīng)誤差修正，測(cè)量指示精度高；無(wú)須專門傳感器，直接采集發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬信號(hào)；顯示并記錄瞬時(shí)、當(dāng)日、當(dāng)次和累積耗油量和平均油耗量，因而具有隨時(shí)了解車輛油耗和合理管理車輛之優(yōu)點(diǎn)；方便實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F9/00GK201041499SQ20072002278
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者宮春勇, 華 趙, 高小群 申請(qǐng)人:山東申普汽車控制技術(shù)有限公司