汽车耗油量的测量方法及其装置 【技术领域】
本发明涉及一种汽车油耗量的测量方法及其装置，属于汽车技术领域。
背景技术
现代的汽车发动机相当大一部分使用电子燃油喷射控制系统(简称EFI、ECU或EGI系统)，它是以一个电子控制装置为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
如附图1所示，电子燃油喷射控制系统的喷油压力是由电动燃油泵提供的，油箱内的燃油被电动燃油泵吸出并加压，通过燃油滤清器过滤后，送至发动机的分配油管。分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。喷油器是一种电磁阀，由电脑控制。通电时电磁阀开启，压力燃油以雾状喷入进气歧管内，与空气混合，在进气行程中被吸进气缸。分配油管的末端装有燃油压力调节器，用来调整分配油管中燃油的压力。燃油压力调节器安装在供油管的一端，通过真空软管与节气门后的进气歧管相连，它的功能是使系统压力与进气管真空度保持恒定的压力差。使燃油压力保持某一定值，多余的燃油从燃油压力调节器上的回油管返回燃油箱。
进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制，电脑根据进气压力和发动机转速控制各缸喷油器，通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长，喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间为2～10毫秒。
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，实现对采用以上所述电喷发动机的汽车的总油耗量、瞬时油耗和平均油耗三项油耗指标的测量。
【发明内容】
汽车的油耗量是衡量汽车性能的一个非常重要的技术指标，但绝大部分汽车都没有配备显示油耗量的仪表，部分高档汽车有显示油耗的功能，但都存在显示数据更新速度较慢，显示数据滞后于实际情况的问题。
本发明提供了一种供采用电子燃油喷射控制系统发动机的汽车测量汽车油耗量的方法及其装置。
本发明的工作原理是：由于燃油系统的压力与进气管真空度的压力差保持恒定，喷油器打开时间的长短和喷油量成正比。每次喷油量和喷油器开启时间长度的关系，可以通过下面的公式说明：
Sn＝Tn·K
n＝(1，2，3，4，......n)
其中，Sn为一次喷油量；
Tn为喷油器一次开启时间的长度；
K为参数，由喷油器的规格、系统油压而定；
由于每部车的K值是唯一确定的，测量汽车发动机喷油器每次开启的时间长度(T)，并把每次开启时间长度进行累计(∑T)，通过计算就可间接测量出汽车的油耗量(∑S)。公式如下：
∑S＝S1+S2+S3+…+Sn＝(T1+T2+T3+…+Tn)·K＝∑T·K
因此，通过测量发动机喷油器的开启时间，就可实现对汽车总油耗量的测量。
另外，除了实现测量汽车累计油耗量外，通过对汽车速度传感器的信号进行测量，可获得汽车行驶速度和行驶里程，并通过与汽车油耗量的比较运算，可获得汽车的瞬时油耗和平均油耗。
以上，汽车总油耗量是指：通过复位开关，对该测量装置复位后开始计算，汽车的燃油消耗总量。
平均油耗量是指：通过的复位开关复位后开始计算，汽车燃油消耗的总量和行驶的总里程的比值。
瞬时油耗量是指：汽车在单位时间内，燃油的消耗量和行驶距离的比值。
由于现在汽车油耗量的大小通常以每100公里耗油多少升为单位衡量，所以以上所述汽车瞬时油耗量和平均油耗量均换算为以升/百公里为单位。
本发明的技术解决方案如下：
一种用于测量汽车总油耗量、平均油耗量和瞬时油耗量的方法，其特点是该方法包括如下步骤：
(1)采集控制汽车发动机喷油器工作的脉冲信号；
(2)采集汽车速度传感器的信号；
(3)测量控制发动机喷油器工作的脉冲信号的脉宽，以测量发动机喷油器每次开启的时间长度；
(4)对开启时间累总，获得发动机喷油器开启的时间总长(∑T)；
(5)把喷油器开启时间的总长(∑T)，按正比例关系换算为发动机总燃油消耗量(∑S)；换算系数K通过实验方法测得；
(6)测量速度传感器地信号，获得汽车的行驶速度和总行驶里程的数值；
(7)把一段时间内的喷油器开启时间的总长(∑T)换算成一段时间内的总燃油消耗量(∑S)，并与该时间段内的汽车行驶里程比较计算，获得汽车平均油耗的数值(即平均油耗量)；
(8)把单位时间内喷油器开启时间，与通过汽车速度传感器的信号测得的汽车行驶速度比较计算，获得瞬时油耗量；
(9)由于现在汽车油耗量的大小通常以每100公里耗油多少升为单位衡量，所以以上所述汽车瞬时油耗量和平均油耗量均换算为以升/百公里单位。
(10)通过显示电路将运算结果以数字形式显示；
(11)K值的确定：
①通过实验测量汽车喷油器开启时间(∑T)，以及汽车喷油器的实际喷油量(∑S)；
②因为∑S＝∑T·K，所以K＝∑S/∑T，通过计算试验测得的数值即可得到K值；
实现上述汽车燃油消耗量测量方法的装置包括：信号采集电路，信号预处理电路，微电脑处理电路，显示电路。
其中信号采集电路，分为喷油器控制信号采集电路和速度传感器信号采集电路两种；
喷油器控制信号采集电路，用于采集喷油器的控制信号；
速度传感器信号的信号采集电路，用于采集速度、里程的信号；
信号预处理电路，对喷油器的脉冲信号和速度传感器的信号进行处理，使其转换为单片机可识别的脉冲信号；
微电脑处理电路，用于对信号进行测量和计算；
显示电路由数码管和电子元件组成，与微电脑电路连接，对微电脑电路的运算结果以数字形式显示；
驾驶员从以上装置中获得多种汽车油耗量的信息，了解汽车的行驶状况，和燃油的消耗情况，并可通过调整驾驶习惯，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。
【附图说明】
图1以多点电喷四缸发动机为例的发动机供油系统的工作原理图；
图2是本发明油耗测量装置的结构示意图；
【具体实施方式】
下面参考附图2根据一个优选实施例对本发明进行说明。
实现上述汽车燃油消耗量测量方法的装置包括：喷油器信号采集电路11、速度传感器信号采集电路12、喷油器信号预处理电路21、速度传感器预处理电路22、微电脑处理电路3，显示电路4。
所述11，通过连接到一个或多个发动机喷油器的电极或电子燃油喷射控制系统控制喷油器工作的信号输出端子上，采集喷油器的控制信号；
所述速度传感器的信号采集电路12，通过连接到汽车速度传感器的信号输出端，采集速度传感器的信号；
所述喷油器信号预处理电路21，在保持信号原有频率和脉宽不变的情况下，对喷油器信号采集电路送至的信号进行隔离、放大、嵌位、滤波等处理，最终处理成为单片机可识别的脉冲信号；
所述速度信号预处理电路22，在保持信号原有频率和脉宽不变的情况下，对速度传感器信号采集电路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；
所述微电脑电路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，对信号进行测量、计算，包括以下工作内容：
1)测量控制发动机喷油器工作的脉冲信号的脉宽，以测量发动机喷油器每次开启的时间长度(T)；
2)对开启时间累总，获得发动机喷油器开启的时间总长(∑T)；
3)把喷油器开启时间的总长(∑T)，按正比例关系换算为发动机总燃油消耗量(∑S)；
4)测量速度传感器的信号，获得汽车的行驶速度和总行驶里程的数值；
5)把一段时间内的喷油器开启时间的总长(∑T)换算成一段时间内的总燃油消耗量(∑S)，并与该时间段内的汽车行驶里程比较计算，获得汽车平均油耗的数值(即平均油耗量)，并换算成以升/百公里为单位；
6)把单位时间内喷油器开启时间，与通过汽车速度传感器的信号测得的汽车行驶速度比较计算，获得瞬时油耗量，并换算成以升/百公里为单位；
所述显示电路4由数码管和电子元件组成，与微电脑电路3连接，对微电脑电路的运算结果以数字形式显示；
通过这一装置，就可实现以数字形式显示汽车油耗量的多种信息。