基于obd数据的柴油车油耗统计装置及方法
【专利说明】基于OBD数据的柴油车油耗统计装置及方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及车辆油耗技术领域，尤其涉及一种基于OBD数据的柴油车油耗统计装置及方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]当前，随着环保法规越来越严格，新出厂车辆都必须符合国际OBD排放和检测标准，在车身提供标准OBD接口，以利于对车辆后期的检测和维护。通过与OBD接口的通讯可连接车辆多个电控系统，如发动机、变速箱、ABS等，可实时获取车辆故障信息、工况数据流、执行器的动作测试等；
对车辆燃油消耗的计量上有很多方式和途径，OBD接口标准数据流不包含油耗信息。目前，基于OBD接口的后装设备越来越多，可实时或远程获取车辆故障和工况信息，其中附加一些软件计算处理功能，也可对车辆的日常使用的里程油耗信息进行统计和分析，方便车主使用和车队的管理。
[0005]随着OBD标准的普及，不加装外围专用测量设备、不用拆装原车线路、只需车辆OBD接口插入OBD监测设备，不会影响车辆的正常工作，在监测OBD数据的设备中增加计算油耗的软件算法，通过OBD本身提供的数据流来计算出车辆油耗是一种经济、安全、可靠、安装维护方便的途径。但是，目前市面上的具有油耗计算的OBD设备大多只针对汽油发动机车辆，无法针对柴油车辆，因为汽油与柴油发动机在工作方式上有很大不同，根据发动机的工作原理，汽车发动机的燃烧过程中，燃油与空气的混合比是按一定标准比例进行燃烧，汽油发动机基本保持在理论空燃比的附近，比例为14.7:1，根据这个特性汽油发动机机的油耗计算相对比较简单，根据OBD数据中的空气流量，可换算出需要燃烧过程中参与的汽油油品质量，由此可统计出燃料累计消耗量。
[0006]然而，柴油发动机燃烧特性有所不同，为保证排放达标，柴油燃烧属于稀燃过程，燃烧作功过程的油气混合比远小于理论混合比，由此若直接通过理论空燃比计算燃油消耗误差将比较大，所以直接通过OBD数据来计算柴油车油耗相对比较困难。而随着发动机技术的发展，柴油发动机的优势越来越明显，在发达国家柴油发动机轿车的比例渐渐有超过汽油轿车的势头，虽然也有个别产品能虽然计算柴油车油耗的，但方法简单、结果误差较大，实际实用性不高，不能普遍推广。
[0007]
【发明内容】
[0008]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种耗油计算精确、结果误差小、实用性高及使用方便基于OBD数据的柴油车油耗统计装置及方法。
[0009]为实现上述目的，本发明提供一种基于OBD数据的柴油车油耗统计装置，包括OBD主机和置于OBD主机内的MCU处理器、油耗计算处理模块、电源处理板、GSM天线板、GPS天线板及外围电路板、通讯模块和远程服务中心；所述OBD主机上设有用于与车辆OBD接口相适配对接的OBD接头，所述MCU处理器上设有电源端、输入端、输出端；所述外围电路板通过电源处理板分别与MCU处理器的电源端、油耗计算处理模块、GSM天线板、GPS天线板和OBD接头电连接，所述GPS天线板和OBD接头分别与MCU处理器的输入端电连接，所述MCU处理器的输出端与油耗计算处理模块的输入端电连接，所述油耗计算处理模块的输出端依次通过GSM天线板和通讯模块后与远程服务中心无线通讯连接；
所述调用油耗计算处理模块对空气流量和瞬时耗油值进行计算；该空气流量MAF=0.029*N*V*P/T，所述P为空气进气绝对压力值；该瞬时耗油值Fuel(L/h) = MAF /F/P *3600，F为油气混合比，P为柴油密度，数值3600为由Is计算I h的用油量。
[0010]其中，所述油耗计算处理模块包括根据柴油车辆的进气压力确定空气流量的空气流量计算单元、根据空气流量确定耗油信息的瞬时耗油计算单元和用于调整柴油发动机油耗计算参数的调节单元；所述MCU处理器的输出端与空气流量计算单元电连接，所述空气流量计算单元和瞬时耗油计算单元分别与调节单元电连接，所述空气流量计算单元与瞬时耗油计算单元电连接，且所述瞬时耗油计算单元与GSM天线板电连接。
[0011]其中，所述电源处理板包括电源滤波单元、稳压单元和电压转换单元；所述电源滤波单元、稳压单元和电压转换单元；所述外围电路板上的电压依次通过电源滤波单元、稳压单元和电压转换单元后，分别传输至MCU处理器的电源端、油耗计算处理模块、GSM天线板、GPS天线板和OBD接头上。
[0012]其中，所述OBD主机上还设有USB接口，所述MCU处理器的输出端通过USB接口与终端设备连接。
[0013]其中，所述OBD主机上还设有与外围电路板电连接的指示模块和与GPS天线板电连接的GPS数据接口。
[0014]其中，所述指示模块包括电源指示灯、GSM指示灯和OBD指示灯，所述电源指示灯、GSM指示灯和OBD指示灯分别与外围电路板电连接。
[0015]其中，所述MCU处理器通过螺丝柱与电源处理板固定连接，且所述MCU处理器和电源处理板均通过金手指与外围电路板焊接。
[0016]为实现上述目的，本发明提供一种基于OBD数据的柴油车油耗统计方法，包括以下步骤:
步骤1，柴油车辆点火后，统计装置与柴油车辆进行实时通讯连接；
步骤2，通讯连接后，MCU处理器采集柴油车辆的工作数据；
步骤3，MCU处理器根据OBD协议对采集到的工作数据进行解析，提取有用的数据流；所述有用的数据流包括发动机转速N、发动机气缸排量V、进气温度T ；
步骤4，调用油耗计算处理模块对空气流量和瞬时耗油值进行计算；该空气流量MAF=0.029*N*V*P/T，所述P为空气进气绝对压力值；该瞬时耗油值Fuel(L/h) = MAF /F/P *3600，F为油气混合比，P为柴油密度，数值3600为由Is计算I h的用油量；
步骤5，通过无线网络将计算得到的燃油量发送到远程服务中心，实现柴油车辆的远程管理。
[0017]其中，所述步骤I之前，还包括一个步骤0，所述步骤O为统计装置上的OBD接头与柴油车辆上的OBD接口对接。
[0018]其中，所述步骤5中还包括通过无线网络将柴油车辆的里程、车辆GPS定位信息、驾驶时间和油费中的一种或多种数据流发送到远程服务中心。
[0019]与现有技术相比，本发明提供的基于OBD数据的柴油车油耗统计装置及方法，具有以下有益效果:
I)由该装置上的OBD接头与柴油车辆的OBD接口接通时，由MCU处理器控制OBD接头，实现与车辆的实时通讯，采集到车辆工作数据后，MCU处理器根据OBD协议对数据进行解析，提取有用数据流，调用柴油发动机的油耗计算处理模块对实时油耗计算，GSM天线板将计算得到的油耗结果通过无线网络发送至远程服务中心。该装置安装便捷、安全可靠、经济环保，适合市面的几乎所有符合OBD标准的柴油发动机车型，可普遍推广应用。
[0020]2)通过该方法计算得到的统计结果准确合理，油耗统计比较接近实际加油量，且该油耗计算算法具有完全通用性，且能保证一定精准度。该方法简单、结果误差小、自动化计算程度高，实际实用性强。
[0021]3)本发明具有经济环保、安全可靠、误差小、结果精确、成本低及应用广泛等特点。
[0022]
【附图说明】
[0023]图1为本发明中OBD主机的结构图；
图2为本发明中OBD主机内部的结构图；
图3为本发明的工作方框图；
图4为本发明的工作流程图。
[0024]主要元件符号说明如下:
10、OBD主机11、MCU处理器
12、油耗计算处理模块13、电源处理板
14、GSM天线板15、GPS天线板
16、外围电路板17、通讯模块
18、远程服务中心1