专利名称：一种车辆里程计算系统及其计算方法
技术领域：
本发明涉及汽车里程累计系统。
背景技术：
传统的里程仪表里程累计，采用计数脉冲计算里程或者根据车速和时间来计算里程，但是这两种方法都存在较大的计数误差；因为计数脉冲数是汽车轮毂的旋转一周的次数，但是如果某个轮胎胎压不足或者行径途中弯道较多时，汽车脉冲数乘以轮毂周长多得出的里程累计并不能很好的反应整车实际的行驶的里程数；而依据车速和时间计算的里程累计因为车速和时间本身的误差较大也会导致里程累计偏差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够实现对里程的精准计数系统。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种车辆里程计算系统包括安装在车辆内的GPS和计数脉冲式里程计算装置，以及接收GPS和计数脉冲式里程计算装置输出的两路行车里程量信号的控制器，所述的控制器经总线输出其中一路行车里程量信号至里程仪表显示。系统还设有设置在车胎内的胎压传感器以及设置在方向盘传动杆上的扭矩传感器，并将采集的胎压信号以及方向盘旋转角度信号输送至控制器。一种里程计算方法步骤1:车辆启动，GPS和计数脉冲式里程计算装置工作准备计算里程；步骤2 :车辆行驶 ，GPS和计数脉冲式里程计算装置将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器；步骤3 :控制器接收到两路行车里程量信号后将其中GPS的行车里程量信号经总线输送至里程仪表显示；若控制器仅接收到计数脉冲式里程计算装置的行车里程量信号，则将计数脉冲式里程计算装置的行车里程量信号经总线输送至里程仪表显示。步骤4:控制器预设额定自检时间，在自检时间内控制器不间断的同时采集到GPS和计数脉冲式里程计算装置的行车里程量信号的情况下进行一次自检，将自检时间内两者计算的里程数求差，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表警示，并将所述的该段自检时间内两者计算里程数，以及GPS记录的行驶地理信息经总线输送至行车电脑存储。一种里程计算方法步骤1:车辆启动，GPS和计数脉冲式里程计算装置工作准备计算里程，胎压传感器开始将采集相应信息；步骤2 :车辆行驶，GPS和计数脉冲式里程计算装置将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器，同时胎压传感器也将采集的胎压信号输送至控制器；步骤3 :控制器根据胎压传感器检查胎压是否正常，若胎压正常则将接收到两路行车里程量信号中的计数脉冲式里程计算装置)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表显示；若胎压不正常则将接收到两路行车里程量信号中的GPS的行车里程量信号经总线输送至里程仪表显示，并发出警报信号通过里程仪表警示。步骤4:在胎压正常状态下，扭矩传感器将采集的方向盘旋转角度输送至控制器，方向盘旋转角度的绝对值大于预设阀值，则控制器将接收到两路行车里程量信号中的GPS的行车里程量信号经总线输送至里程仪表显示，待方向盘旋转角度的绝对值小于预设阀值时，控制器继续输出计数脉冲式里程计算装置的行车里程量信号。步骤5:控制器预设额定自检时间，在自检时间内控制器不间断的同时采集到GPS和计数脉冲式里程计算装置的行车里程量信号的情况下进行一次自检，将自检时间内两者计算的里程数求差，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表警示，并将所述的该段自检时间内两者计算里程数，以及GPS记录的行驶地理信息经总线输送至行车电脑存储。进一步的，所述的步骤4中的预设阀值设有缓冲区间，所述的预设阀值为缓冲区间的中间值，当所述的控制器经过一次行车里程量信号切换后，只有扭矩传感器采集的旋转角度值超过缓冲区间后，才允许下一次车里程量信号的切换。本发明的优点在于该系统可以避免因道路环境变化、轮胎胎压变化、轮毂标定参数偏移等因素造成的里程累计误差，可以大幅提升仪表里程累计的精度。
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图1位里程计算系统结构示意图；上述图中的标记均为1、GPS ;2、计数脉冲式里程计算装置；3、控制器；4、里程仪表；5、总线。
具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。随着汽车市场的发展，整车的配置愈趋高配化，目前来说车载GPSl在很多中端甚至低端车型中都有标配，GPSl信号中的地理坐标信息可以精确到3米以内，只要将此信息定期发送给里程仪表4，由仪表将一个周期以内收到的地理坐标信息进行计算，即可得出非常精确的里程累计信息和里程小计信息。利用这一特点设计出本一种新的车辆里程计算系统，参见图1可知，车辆里程计算系统包括安装在车辆内的GPSl和计数脉冲式里程计算装置2两个里程计量设备，计数脉冲式里程计算装置2为传统的通过计算汽车轮毂次数测出车辆行驶里程的装置，上述两个装置在车辆行驶时均计算车辆里程并将行车里程量信号输送至控制器3，控制器3为一个可以进行判断、通信、统计里程数的芯片，待控制器3接收到两路信号后，选择性的将中一路行车里程量信号经总线5输送至里程仪表4显示，上述总线为CAN总线或者I2C总线。同时该系统还可在车内车胎内的胎压传感器以及设置在方向盘传动杆上的扭矩传感器，并将采集的胎压信号以及方向盘旋转角度信号输送至控制器3，用于作为控制器3判断输出哪路信号的依据。GPSl获得里程量信号是定期将GPS信号中的时钟信息通过CAN总线或者I2C总线发送给里程仪表4，里程仪表4将一个周期以内收到的地理坐标信息进行计算；考虑到GPSl在阴雨天气、涵洞、隧道及天线故障的情况下不能接受GPS地理坐标信息，可以设计适当的策略，当GPS地理坐标信息失效时采用当前通用仪表自身计算里程累计的方法，当GPS信号正常时直接用GPS地理信息，采用这种方法，仪表的里程累计会在当前精度基础上有较大的提升。具体的说，利用上述系统里程计算方法如下实施例一步骤1:车辆启动，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2工作准备计算里程；步骤2 :车辆行驶，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器3 ；步骤3 :控制器3接收到两路行车里程量信号后将其中GPSl的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示；若控制器3仅接收到计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号(此时可能处于GPSl无信号状态)，则将计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示，若仅接收到GPSl的行车里程量信号，则将GPSl的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示，此时计数脉冲式里程计算装置2可能存在故障，可发出报警喜欢至车辆仪表4，进行警示，若无行车里程量信号，则整个里程系统可能存在故障，也出报警喜欢至车辆仪表4，进行警示；步骤4 :控制器3预设额定自检时间，在自检时间内控制器3不间断的同时采集到GPSl和计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号的情况下进行一次自检，若自检时间内仅接收到一路行车里程量信号，则无法自检，系统跳过该程序，重新记时，等待下一次自检时间到后进行自检工作。自检程序是将自检时间段内控制器3采集的两者里程数求差，若未超过预设警戒阀值则不做任何处理，继续记时，待下一次自检执行，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表4警示，并将该段自检时间内两者计算里程数，以及GPSl记录的行驶地理信息经总线5输送至行车电脑存储，方便危险车辆维修时，工作人员调取数据，其中自检时间可以设置在5分钟左右，而警戒阀值则可以设置在10米左右，因为短距离的行车，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2计算的里程信号应该差值不大，若差值过大，则说明其中一个里程计量装置存在故障，这样时刻自检，保证系统能够准确正常的运行。实施例二步骤1:车辆启动，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2工作准备计算里程，胎压传感器开始将采集相应信息；步骤2 :车辆行驶，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器3，同时胎压传感器也将采集的胎压信号输送至控制器3 ；步骤3 :控制器3根据胎压传感器检查胎压是否正常，若胎压正常则将接收到两路行车里程量信号中的计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示；若胎压不正常则将接收到两路行车里程量信号中的GPSl的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示，并发出警报信号通过里程仪表4警示。因为造成计数脉冲式里程计算装置2测量里程误差大的一个因素就是车胎气不足，因此，当胎压正常时选用计数脉冲式里程计算装置2计算里程，特别是相对于使用精度较差的GPSl车辆来说，更精准一些，此时GPSl作为一个自检比对装置和辅助计量装置。步骤4 :针对计数脉冲式里程计算装置2测量里程误差大的另一个因素是行车时弯道较多，因此在胎压正常状态下，扭矩传感器将采集的方向盘旋转角度输送至控制器3，方向盘旋转角度的绝对值大于预设阀值，则控制器3将接收到两路行车里程量信号中的GPSl的行车里程量信号经总线输送至里程仪表4显示，待方向盘旋转角度的绝对值小于预设阀值时，控制器3继续输出计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号。该预设阀值需根据车辆具体情况而定，一般来说车轮旋转10度左右时的方向盘旋转角度适宜设定为阀值。这样在车辆转弯时，通过GPSl来计算里程，提高车辆计算里程的精度。在行车路况较复杂时，方向盘很可能在预设阀值角度上下浮动，会导致控制器3在具体输出哪路里程计量信号上不停切换，这样反而会影响到里程计量，造成里程计算不精确，针对此状态，设置一个缓冲区间，即的预设阀值为缓冲区间的中间值，通过预设阀值±20%，当控制器3经过一次行车里程量信号切换后，只有扭矩传感器采集的旋转角度值超过缓冲区间后，才允许下一次车里程量信号的切换。这样方向盘旋转角度在预设阀值上下不断浮动时，不会造成控制器3输出信号的不断切换，只有当方向盘旋转角度超过预设阀值后再次越过阀值才会进行切换。上述步骤3、4充分利用两者里程计算装置的优势，通过控制器3选取更准确的计量，提高车辆计算里程的精度。由此还可以增加如实施例一中步骤4的自检步骤控制器3预设额定自检时间，在自检时间内控制器3不间断的同时采集到GPSl和计数脉冲式里程计算装置2的行车里程量信号的情况下进行一次自检，若自检时间内至接收到一路行车里程量信号，则无法自检，系统跳过该程序，等待下一次自检时间到后进行自检工作。自检程序是将自检时间段内控制器3采集的两者里程数求差，若未超过预设警戒阀值则不做任何处理，继续记时，待下一次自检，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表4警示，并将所述的该段自检时间内两者计算里程数，以及GPSl记录的行驶地理信息经总线5输送至行车电脑存储，方便危险车辆维修时，工作人员调取数据，其中自检时间可以设置在5分钟左右，而警戒阀值则可以设置在10米左右，因为短距离的行车，GPSl和计数脉冲式里程计算装置2计算的里程信号应该差值不大，若差值过大，则说明其中一个设备存在故障。上述两个实施例的计算方法可以大幅提升仪表里程累计的精度，GPS地理坐标信息采集方便，传送给仪表简单易行，不用增加新的硬件成本，而且在整车配置上也可以灵活运用，即使没有车载GPS的配置，也可以将其做成一个功能上的冗余设计，并不影响目前已经存在的仪表里程累计计数功能，同时由于里程累计的精准计数，还可增大对衍生的续航里程、续航时间等功能的精确度提升。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种车辆里程计算系统，其特征在于包括安装在车辆内的GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)，以及接收GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)输出的两路行车里程量信号的控制器(3)，所述的控制器(3)经总线(5)输出其中一路行车里程量信号至里程仪表(4)显示。
2.根据权利要求1所述的车辆里程计算系统，其特征在于系统还设有设置在车胎内的胎压传感器以及设置在方向盘传动杆上的扭矩传感器，并将采集的胎压信号以及方向盘旋转角度信号输送至控制器(3 )。
3.一种使用权利要求1和2所述的车辆里程计算系统的里程计算方法 步骤1:车辆启动，GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)工作准备计算里程； 步骤2 :车辆行驶，GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器(3); 步骤3 :控制器(3)接收到两路行车里程量信号后将其中GPS (I)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表(4)显示；若控制器(3)仅接收到计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号，则将计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表(4)显示。
4.根据权利要求3所述的里程计算方法，其特征在于 步骤4 :控制器(3 )预设额定自检时间，在自检时间内控制器(3 )不间断的同时采集到GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号的情况下进行一次自检，将自检时间内两者计算的里程数求差，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表(4)警示，并将所述的该段自检时间内两者计算里程数，以及GPS (I)记录的行驶地理信息经总线(5)输送至行车电脑存储。
5.一种使用权利要求1和2所述的车辆里程计算系统的里程计算方法 步骤1:车辆启动，GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)工作准备计算里程，胎压传感器开始将采集相应信息； 步骤2:车辆行驶，GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)将各自采集的车辆行驶里程信号输送至控制器(3)，同时胎压传感器也将采集的胎压信号输送至控制器(3)； 步骤3 :控制器(3)根据胎压传感器检查胎压是否正常，若胎压正常则将接收到两路行车里程量信号中的计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表(4)显示；若胎压不正常则将接收到两路行车里程量信号中的GPS (I)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表(4)显示，并发出警报信号通过里程仪表(4)警示。
6.根据权利要求5所述的里程计算方法，其特征在于 步骤4:在胎压正常状态下，扭矩传感器将采集的方向盘旋转角度输送至控制器(3)，方向盘旋转角度的绝对值大于预设阀值，则控制器(3)将接收到两路行车里程量信号中的GPS (I)的行车里程量信号经总线输送至里程仪表(4)显示，待方向盘旋转角度的绝对值小于预设阀值时，控制器(3)继续输出计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号。
7.根据权利要求6所述的里程计算方法，其特征在于 步骤5:控制器(3)预设额定自检时间，在自检时间内控制器(3)不间断的同时采集到GPS (I)和计数脉冲式里程计算装置(2)的行车里程量信号的情况下进行一次自检，将自检时间内两者计算的里程数求差，若超过预设警戒阀值，则通过里程仪表(4)警示，并将所述的该段自检时间内两者计算里程数，以及GPS (I)记录的行驶地理信息经总线(5)输送至行车电脑存储。
8.根据权利要求6或7所述的里程计算方法，其特征在于 所述的步骤4中的预设阀值设有缓冲区间，所述的预设阀值为缓冲区间的中间值，当所述的控制器(3)经过一次行车里程量信号切換后，只有扭矩传感器采集的旋转角度值超过缓冲区间后，才允许下一次车里程量信号的切換。
全文摘要
本发明揭示了一种车辆里程计算系统包括安装在车辆内的GPS和计数脉冲式里程计算装置，以及接收GPS和计数脉冲式里程计算装置输出的两路行车里程量信号的控制器，所述的控制器经总线输出其中一路行车里程量信号至里程仪表显示。该系统可以避免因道路环境变化、轮胎胎压变化、轮毂标定参数偏移等因素造成的里程累计误差，可以大幅提升仪表里程累计的精度。
文档编号G01C22/00GK103047996SQ20121055898
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者陈泽坚 申请人:埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司