专利名称：一种新型机动车实时油耗数据记录系统及其记录方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车油耗测量装置，尤其涉及一种测量精确、便于数据分析、有利于机动车的保养和维护的新型机动车实时油耗数据记录系统及其记录方法。
背景技术：
内燃机机动车油量实时消耗情况是机动车运行质量的重要标志之一，油耗的变化、油耗的多少可以衡量机动车的性能情况，因此油耗的精确测量对机动车的保养和维护意义重大，另一方面，机动车的燃油消耗也是机动车运输中的一项重要成本，因此对燃油消耗进行精确的测量和科学管理十分必要。目前对机动车油耗的测量，采用的原理是测量机动车燃油箱的液位，通过液位差计算出耗油量。如中国专利文献200820057034. 4公开的“一种车辆油耗测量装置”，包括带有刻度的油尺，所述油尺是一内部中空的长条状透明的油尺框，其内部装有浮子，所述浮子与油尺内壁之间有一定间隙，所述油尺侧部设有浮子的压紧件，压紧件可以放松或压紧浮子，所述油尺的上部与提升机构的下部铰接，可以使油尺保持竖直状态。虽然这种测量装置可以真实反映油箱内的油液高度，通过液位差获得耗油量，但是这种耗油量的测量仍然不够精确，因为它忽略了机动车进油管和回油管中存在的燃油量，而且不同温度下燃油的体积是不同的，直接求差必定产生误差，因此，根据由此获得的耗油量去作进一步的分析也是不够科学的。
发明内容
本发明主要解决原来机动车油耗的测量通过计算燃油箱液位差获得，忽略了机动车进油管和回油管中存在燃油量及不同温度下燃油的体积不同等因素，因此测得的油耗数据不够精确的技术问题；提供一种新型机动车实时油耗数据记录系统及其记录方法，其充分考虑到了机动车进油管和回油管中存在燃油量及不同温度下燃油的体积不同等因素，有效提高了机动车油耗数据的测量精确度，能为机动车性能、驾驶操作情况、运输成本计算等提供有效评价分析的实测数据。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本发明的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，包括设于机动车进油管上的进油流量和温度测量单元、设于机动车回油管上的回油流量和温度测量单元及与进油流量和温度测量单元、回油流量和温度测量单元均相连的油耗数据处理单元。从油箱来的燃油经过进油管到内燃机，一部分没有被使用的燃油经过回油管重新返回油箱，由进油流量和温度测量单元及回油流量和温度测量单元分别在进油管、回油管上测量流过的燃油的实时流量和温度值，修正为燃油的标准状态体积后送给油耗数据处理单元，油耗数据处理单元对这两个实时流量做减法，得到实时油耗，实时油耗做累计计算，结合车号、里程、驾驶员编号等其他相关数据， 即得到所需数据。这些数据拷贝出来后，可在装有专业软件的电脑终端上对数据进行分析， 评价机动车运行状况，评价燃油质量，从而作出合理的保养和维护方案，也便于计算机动车的运输成本。作为优选，所述的进油流量和温度测量单元与所述的回油流量和温度测量单元结构相同，它们包括中央处理模块及与该中央处理模块相连的液体流量传感器、温度传感器、 显示模块、按键模块和通讯模块。液体流量传感器采集流过进油管、回油管中的燃油流量， 温度传感器采集进油管、回油管中燃油流量的温度，流量值及温度值送给中央处理模块进行分析和处理，修正为标准状态体积，进油流量和温度测量单元获得标准的进油量，回油流量和温度测量单元获得标准的回油量，均输送给油耗数据处理单元。按键模块用来设置/ 调整参数，显示模块用来显示该单元的工作状态。作为优选，所述的液体流量传感器经模拟信号处理模块、AD转换模块和所述的中央处理模块相连，所述的温度传感器直接和所述的中央处理模块相连，所述的中央处理模块上连接有参数存储模块和复位控制模块。液体流量传感器采用了寿命长、维护简单的流量传感器，它将流经进油管、回油管中的燃油流量转换成和流量对应的10 mV级电压信号，经过模拟信号处理模块的滤波和放大后送到AD转换模块，转化成中央处理模块可以识别的数字信号，温度传感器测量范围较宽，输出的温度值直接是数字信号，可以直接送到中央处理模块中，中央处理模块采用工业级CPU，片内包括RAM和ROM /FLASH。作为优选，所述的通讯模块为485通讯接口和/或光纤通信接口，485通讯接口通过光电隔离模块和所述的中央处理模块相连。进油流量和温度测量单元、回油流量和温度测量单元和油耗数据处理单元之间的信号传输均采用数字方式，通常采用RS- 485通信， 在强干扰下，可选用光纤通信，光传输可以完全避免信号传输中的电干扰。作为优选，所述的油耗数据处理单元包括中央处理模块及与该中央处理模块相连的进油通讯模块、回油通讯模块、显示模块和按键模块。油耗数据处理单元位于机动车仪表台附近，便于观察和操作，显示模块采用的显示屏和按键模块采用的键盘都采用较大尺寸。油耗数据处理单元中的中央处理模块通过进油通讯模块与进油流量和温度测量单元进行数据传递、通过回油通讯模块与回油流量和温度测量单元进行数据传递，该中央处理单元将读入的标准的进油量和标准的回油量相减，得到机动车的实时油耗量，累计计算实时油耗。按键模块用于输入机动车的加油量、司机编码等信息，还可设定油耗显示单位， 中央处理单元执行按键模块对应的操作，将油耗量转化成需要的显示单位(例如L /H、L/ mirukg等格式)，在显示模块的显示屏上显示结果。作为优选，所述的进油通讯模块包括第一 485通讯接口和/或第一光纤通信接口， 第一 485通讯接口通过第一光电隔离模块和所述的中央处理模块相连；所述的回油通讯模块包括第二 485通讯接口和/或第二光纤通信接口，第二 485通讯接口通过第二光电隔离模块和所述的中央处理模块相连。进油流量和温度测量单元、回油流量和温度测量单元和油耗数据处理单元之间的信号传输均采用数字方式，通常采用RS-485通信，在强干扰下， 可选用光纤通信，光传输可以完全避免信号传输中的电干扰。作为优选，所述的中央处理模块上连接有专用IC卡接口、行车仪接口、实时时钟模块、非易失存储器、参数存储模块、复位控制模块及调试和设置接口。复位控制模块和参数存储模块与进油流量和温度测量单元中的相同，但是数据处理部分的参数存储用外接的调试设备读写数据，油耗数据处理单元自身不能更改这些数据，以保证工作。专用IC卡接口，用于和专用IC卡之间传递数据，IC卡的内容容量为2/4M bytes，接口类似串行的SPI接口。在传送数据时，把存储在非易失存储器中的数据通过专用IC卡接口传递到专用IC 卡中，因为数据量较大，传输数据需要一定的时间，所以在传输数据时，在显示屏上显示转存进度情况。行车仪接口和安装于机动车上的行车仪相连，便于从行车仪上获得车号、里程、驾驶员编号等其他相关信息，有利于数据分析。本发明的一种新型机动车实时油耗数据记录方法为所述的进油流量和温度测量单元测量机动车进油管中流过的燃油的流量及温度，并根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20摄氏度时的标准体积，该进油标准体积输送给所述的油耗数据处理单元；所述的回油流量和温度测量单元测量机动车回油管中流过的燃油的流量及温度，并根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20摄氏度时的标准体积，该回油标准体积输送给所述的油耗数据处理单元；所述的油耗数据处理单元将读入的进油标准体积和回油标准体积相减后得到机动车的实时油耗量。作为优选，所述的油耗数据处理单元包括中央处理模块及与该中央处理模块相连的进油通讯模块、回油通讯模块、显示模块和按键模块，所述的中央处理模块通过进油通讯模块读入进油标准体积、通过回油通讯模块读入回油标准体积，将进油标准体积和回油标准体积相减后得到机动车的实时油耗量，同时读取按键模块的设定信息，将得到的实时油耗量转化成需要的显示单位在显示模块上显示出来。作为优选，所述的中央处理模块上连接有专用IC卡接口、行车仪接口、实时时钟模块、非易失存储器、参数存储模块、复位控制模块及调试和设置接口 ；所述的中央处理模块对实时油耗量做累计计算，并通过行车仪接口从安装在机动车上的行车仪获得车号信息、里程信息和驾驶员编号信息，记录在非易失存储器中，需要时，这些数据通过所述的专用IC卡接口转存到专用IC卡中，通过专业软件可对这些数据进行分析，评价机动车运行状况。本发明的有益效果是通过测量流过机动车进油管、回油管的燃油流量及温度，对采集到的燃油流量进行温度修正，获得进油标准体积和回油标准体积，将两者相减得到精确的机动车的实时油耗量，并对油耗作累计计算，油耗测量精确度高，再结合车号、里程、驾驶员编号等其他相关信息，即得到所需数据，这些数据转存到专用IC卡中，可用专业软件对数据进行分析，评价机动车运行状况，从而作出合理的保养和维护方案，也便于计算机动车的运输成本。
图1是本发明的一种系统连接结构示意图。图2是本发明中进油流量和温度测量单元的一种电路原理连接框图。图3是本发明中油耗数据处理单元的一种电路原理连接框图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，如图1所示，包括进油流量和温度测量单元1、回油流量和温度测量单元2和油耗数据处理单元3。机动车的油箱20和内燃机21之间连接有进油管4和回油管5，进油流量和温度测量单元1安装于机动车的进油管4上、回油流量和温度测量单元2安装于机动车的回油管5上，油耗数据处理单元3安装于机动车仪表台附近，进油流量和温度测量单元1、回油流量和温度测量单元2均通过通讯电缆和油耗数据处理单元3相连。如图2所示，进油流量和温度测量单元1包括中央处理模块6、液体流量传感器7、 温度传感器8、显示模块9、按键模块10、模拟信号处理模块11、AD转换模块12、参数存储模块13、复位控制模块14、485通讯接口 15、光电隔离模块17和光纤通信接口 16。温度传感器8、显示模块9、按键模块10、参数存储模块13、复位控制模块14和光纤通信接口 16分别和中央处理模块6相连。中央处理模块6使用ST的工业级CPU，体积小，片内包括RAM 和ROM /FLASH，以减小PCB板面积。温度传感器8采用MAX的DS1825器件，测量范围较宽，输出的温度值直接是数字信号，可以直接送到CPU中。液体流量传感器7经模拟信号处理模块11、AD转换模块12和中央处理模块6相连，485通讯接口 15通过光电隔离模块17和中央处理模块6相连。其中，为方便安装、调试和检测，显示模块9采用6位数码管显示屏，用来显示该单元的工作状态，按键模块10采用有6个按键的小键盘，用来设置和调整参数。液体流量传感器7采用了寿命长、维护简单的流量传感器，它将流经进油管中的燃油流量转换成和流量对应的10 mV级电压信号，经过模拟信号处理模块的滤波和放大后送给AD转换模块12，AD转换模块12采用AD7730小尺寸A /D转换器，由它转化成 CPU可以识别的数字信号。进油流量和温度测量单元1的通信接口包括1个经过光电隔离的485通讯接口 15和1个光纤通信接口 16，用户可以选择使用其中的一个，当2个都连接时，内部电路优选使用光纤通信接口 16。回油流量和温度测量单元2和进油流量和温度测量单元1的结构相同，在这儿不再多述。如图3所示，油耗数据处理单元3包括中央处理模块31以及和该中央处理模块31 相连的进油通讯模块32、回油通讯模块33、显示模块34、按键模块35、专用IC卡接口 36、行车仪接口 37、实时时钟模块38、非易失存储器39、参数存储模块40、复位控制模块41及调试和设置接口 42。进油通讯模块32包括第一 485通讯接口 321和第一光纤通信接口 322， 第一 485通讯接口 321通过第一光电隔离模块323和中央处理模块31相连；回油通讯模块 33包括第二 485通讯接口 331和第二光纤通信接口 332，第二 485通讯接口 331通过第二光电隔离模块333和中央处理模块31相连。中央处理模块31采用工业级htel386EX处理器，具有较高的处理能力，能够简化软件设计和调试测试工作，并能够根据用户的要求更改设计。显示模块34采用具有全中文操作界面的图形液晶显示屏。按键模块35采用扫描式键盘，防水防尘，延长使用寿命，减少了维护工作，用于输入机动车的加油量、司机编码等信息。通信部分采用独立的2路通信电路，即进油通讯模块32和回油通讯模块33，分别和位于进油管的进油流量和温度测量单元1、位于回油管的回油流量和温度测量单元2 连接，从两个测量单元接收数据或下发命令。专用IC卡接口，用于和专用IC卡之间传递数据，IC卡的内容容量为2/4M bytes,专用IC卡接口类似于串行的SPI接口。在传送数据时，把存储在非易失存储器中的数据通过专用IC卡接口传递到专用IC卡中，因为数据量较大，传输数据需要一定的时间，所以在传输数据时，在液晶显示屏上显示转存进度情况。参数存储模块40和复位控制模块41和进油流量和温度测量单元中的相同，但是数据处理部分的参数存储用外接于调试和设置接口 42的调试设备读写数据，油耗数据处理单元3自身不能更改这些数据，以保证工作。
上述一种新型机动车实时油耗数据记录系统的实时油耗数据记录方法为在进油流量和温度测量单元1中，液体流量传感器7测量机动车进油管4中流过的燃油的流量，温度传感器8测量机动车进油管4中流过的燃油的温度，流量和温度值输送给中央处理模块 6，中央处理模块6根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20 摄氏度时的标准体积，该进油标准体积一方面送给6位数码管显示屏显示，另一方面通过连接485通讯接口或光纤通信接口的通讯电缆输送给油耗数据处理单元3 ；在回油流量和温度测量单元2中，液体流量传感器测量机动车回油管中流过的燃油的流量，温度传感器测量机动车回油管中流过的燃油的温度，流量和温度值输送给中央处理模块，中央处理模块根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20摄氏度时的标准体积，该回油标准体积一方面送给6位数码管显示屏显示，另一方面通过连接485通讯接口或光纤通信接口的通讯电缆输送给油耗数据处理单元3 ；在油耗数据处理单元3中，中央处理模块31通过第一 485通讯接口 321或第一光纤通信接口 322读入进油标准体积，通过第二 485通讯接口 331或第二光纤通信接口 332读入回油标准体积，将进油标准体积和回油标准体积相减后得到机动车的实时油耗量，同时读取按键模块35的设定信息，将得到的实时油耗量转化成需要的显示单位在液晶显示屏上显示出来。中央处理模块31还能对实时油耗量做累计计算，并通过行车仪接口 37从安装在机动车上的行车仪获得车号信息、里程信息和驾驶员编号等信息，记录在非易失存储器39中，需要时，这些数据通过专用IC卡接口 36转存到专用IC卡中，再通过安装有专业软件的电脑终端可对这些数据进行分析，评价燃油质量、同样里程和路况下的驾驶员操作情况及机动车运行状况、机动车性能，有利于对机动车提出合适、匹配的保养和维护方案。
权利要求
1.一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于包括设于机动车进油管(4)上的进油流量和温度测量单元(1)、设于机动车回油管(5)上的回油流量和温度测量单元(2) 及与进油流量和温度测量单元(1)、回油流量和温度测量单元(2)均相连的油耗数据处理单元(3)。
2.根据权利要求1所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的进油流量和温度测量单元(1)与所述的回油流量和温度测量单元(2)结构相同，它们包括中央处理模块(6)及与该中央处理模块(6)相连的液体流量传感器(7)、温度传感器(8)、显示模块(9 )、按键模块(10 )和通讯模块。
3.根据权利要求2所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的液体流量传感器(7)经模拟信号处理模块(11)、AD转换模块(12)和所述的中央处理模块 (6)相连，所述的温度传感器(8)直接和所述的中央处理模块(6)相连，所述的中央处理模块(6 )上连接有参数存储模块(13 )和复位控制模块(14 )。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的通讯模块为485通讯接口(15)和/或光纤通信接口(16)，485通讯接口(15)通过光电隔离模块(17)和所述的中央处理模块(6)相连。
5.根据权利要求1所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的油耗数据处理单元(3)包括中央处理模块(31)及与该中央处理模块(31)相连的进油通讯模块(32)、回油通讯模块(33)、显示模块(34)和按键模块(35)。
6.根据权利要求5所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的进油通讯模块(32)包括第一 485通讯接口(321)和/或第一光纤通信接口(322)，第一 485 通讯接口(321)通过第一光电隔离模块(323)和所述的中央处理模块(31)相连；所述的回油通讯模块(33)包括第二 485通讯接口(331)和/或第二光纤通信接口( 332)，第二 485通讯接口(331)通过第二光电隔离模块(333)和所述的中央处理模块(31)相连。
7.根据权利要求5或6所述的一种新型机动车实时油耗数据记录系统，其特征在于所述的中央处理模块(31)上连接有专用IC卡接口(36)、行车仪接口(37)、实时时钟模块 (38 )、非易失存储器(39 )、参数存储模块(40 )、复位控制模块(41)及调试和设置接口( 42 )。
8.—种如权利要求1所述的新型机动车实时油耗数据记录系统的实时油耗数据记录方法，其特征在于所述的进油流量和温度测量单元(1)测量机动车进油管(4)中流过的燃油的流量及温度，并根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20 摄氏度时的标准体积，该进油标准体积输送给所述的油耗数据处理单元(3);所述的回油流量和温度测量单元(2)测量机动车回油管(5)中流过的燃油的流量及温度，并根据石油计量换算表，将测得的燃油流量乘以一个修正系数，转化成20摄氏度时的标准体积，该回油标准体积输送给所述的油耗数据处理单元(3);所述的油耗数据处理单元(3)将读入的进油标准体积和回油标准体积相减后得到机动车的实时油耗量。
9.根据权利要求8所述的实时油耗数据记录方法，其特征在于所述的油耗数据处理单元(3)包括中央处理模块(31)及与该中央处理模块(31)相连的进油通讯模块(32)、回油通讯模块(33)、显示模块(34)和按键模块(35)，所述的中央处理模块(31)通过进油通讯模块 (32)读入进油标准体积、通过回油通讯模块(33)读入回油标准体积，将进油标准体积和回油标准体积相减后得到机动车的实时油耗量，同时读取按键模块(35)的设定信息，将得到的实时油耗量转化成需要的显示单位在显示模块(34)上显示出来。
10.根据权利要求9所述的实时油耗数据记录方法，其特征在于所述的中央处理模块 (31)上连接有专用IC卡接口(36)、行车仪接口(37)、实时时钟模块(38)、非易失存储器 (39)、参数存储模块(40)、复位控制模块(41)及调试和设置接口(42)；所述的中央处理模块(31)对实时油耗量做累计计算，并通过行车仪接口(37)从安装在机动车上的行车仪获得车号信息、里程信息和驾驶员编号信息，记录在非易失存储器(39)中，需要时，这些数据通过所述的专用IC卡接口(36)转存到专用IC卡中，通过专业软件可对这些数据进行分析， 评价机动车运行状况。
全文摘要
本发明涉及一种新型机动车实时油耗数据记录系统及其记录方法。实时油耗数据记录系统包括设于机动车进油管上的进油流量和温度测量单元、设于机动车回油管上的回油流量和温度测量单元及与进油流量和温度测量单元、回油流量和温度测量单元均相连的油耗数据处理单元。实时油耗数据记录方法为，测量流过机动车进油管、回油管的燃油流量及温度，对采集到的燃油流量进行温度修正，获得进油标准体积和回油标准体积，将两者相减得到精确的机动车实时油耗量。本发明油耗测量精确度高，再结合车号、里程、驾驶员编号等其他相关信息，转存到专用IC卡中，可用专业软件对数据进行分析,评价机动车运行状况，也便于计算运输成本。
文档编号G01F9/00GK102538888SQ201110312008
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月16日 优先权日2011年10月16日
发明者李亚南, 潘之杰, 赵福全, 陈文强 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司