專利名稱：汽車節(jié)能駕駛專用儀表的制作方法
本申請(qǐng)涉及汽車專用儀表的一種配置，在儀表系統(tǒng)中設(shè)置燃料流量傳感器，車速信息轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)顯示和輸出裝置，向駕駛員直接提供與燃料消耗狀況有關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)，以及車輛的平均速度等與節(jié)能有關(guān)的信息，用以指導(dǎo)合理駕駛，節(jié)約燃料，減少環(huán)境污染并保護(hù)車輛。
現(xiàn)今的汽車在駕駛艙儀表板上缺少燃料流量等實(shí)時(shí)信息的顯示輸出。常見的油量表只能極粗略地示出油箱油量，車速表不能表示平均車速。因此，在車輛運(yùn)行過程中，駕駛員只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)燃料消耗狀況，很難細(xì)致掌握發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)及合理車速，科學(xué)地進(jìn)行合理駕駛。
本申請(qǐng)的目的是向車輛駕駛員提供實(shí)時(shí)的燃油流量及平均車速情況。
本申請(qǐng)的目的還包括向車輛駕駛員提供合理駕駛的各種參考數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢?，在汽車上配置燃料流量傳感器、車速信息轉(zhuǎn)換器、信息處理裝置及信息顯示及輸出裝置，利用流量傳感器輸出的瞬時(shí)的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)及從車速表中引出的車速信息，經(jīng)過處理，向駕駛員報(bào)告瞬時(shí)的單位時(shí)間流量、瞬時(shí)的單位行程流量、按指定長(zhǎng)度時(shí)間區(qū)間平均的單位行程流量、按指定車速分段范圍平均的單位行程流量，燃料的初始存量與累計(jì)流量之差即燃料實(shí)際剩余量，以及指定時(shí)間內(nèi)的平均車速等信息。這些信息可以幫助駕駛員合理操縱車輛。舉例說明如下1、在檢查發(fā)動(dòng)機(jī)狀況時(shí)，將怠速狀態(tài)下單位時(shí)間燃料流量(如每秒流量)的實(shí)際發(fā)生數(shù)值與常規(guī)數(shù)值范圍相比較，再將不同速度狀態(tài)下單位行程燃料流量(如百公里流量)的實(shí)際發(fā)生值與常規(guī)數(shù)值相比較，若有異?，F(xiàn)象，常常能從中分析發(fā)動(dòng)機(jī)可能存在的不正常問題。這種定量分析可以補(bǔ)一般駕駛員常用的經(jīng)驗(yàn)分析之不足，有助于更好地及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障予以排除。
2、儀表板上的顯示器實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)的單位行程燃料流量，使駕駛員有可能隨時(shí)注意駕駛操作與燃料消耗的關(guān)系，努力正確掌握車輛的合理速度和加減速過程，盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)在良好的狀態(tài)下工作，形成良好的操作習(xí)慣。這里有必要說明，駕駛員簡(jiǎn)單地從單位時(shí)間流量并不能掌握車輛速度與經(jīng)濟(jì)燃料消耗的關(guān)系。

圖1示出車速增加時(shí)單位時(shí)間流量隨之增加的一般規(guī)律。它容易使人誤以為車速越高越費(fèi)燃料。其實(shí)，燃料消耗的經(jīng)濟(jì)性不是看一定時(shí)間內(nèi)的流量而是看一定行程距離的流量。圖2示出車速增加時(shí)單位行程流量的先減后增的基本關(guān)系，它表明，車速過低或過高都會(huì)浪費(fèi)燃料。圖2曲線BC段表明車速變化時(shí)燃料消耗變化不大。連速大于D點(diǎn)時(shí)車速增大百公里流量明顯增大。車速小于A點(diǎn)時(shí)車速變小燃料消耗明顯變大，車速接近于零時(shí)百公里流量趨于無限大。因此，單位行程流量顯示對(duì)提醒駕駛員注意節(jié)約燃料作用很大。
3、為了掌握經(jīng)濟(jì)合理的車速，可以先用一段時(shí)間積累單位行程燃料流量的數(shù)據(jù)，利用按車速分段平均的單位行程流量信息，了解在本次任務(wù)的載荷、路面等具體條件對(duì)應(yīng)于各個(gè)不同車速狀態(tài)的不同燃料消耗值，據(jù)以確定有利于節(jié)約燃料的合理車速，以及不同程度偏離合理車速時(shí)燃料消耗的增量情況，用以指導(dǎo)駕駛，以便更科學(xué)地降低燃料消耗。這種做法，在長(zhǎng)途駕駛中，效果尤為顯著。
4、在行車過程中，由數(shù)據(jù)處理裝置儲(chǔ)存按照一定的時(shí)間間隔(如每5秒一個(gè)區(qū)間)平均的車速及燃料流量，事后用打印或其他方式輸出，可以分析駕駛操作的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，有時(shí)還可作故障或事故分析的參考。
5、為了精確地掌握燃料的剩余量，駕駛員可以向數(shù)據(jù)處理裝置輸入初始燃料存量，然后由數(shù)據(jù)處理裝置計(jì)算初始存量與實(shí)際發(fā)生的流量累計(jì)值的差，即燃料的剩余量。
6、現(xiàn)有車輛速度表只顯示瞬時(shí)車速，而實(shí)際的平均車速和瞬時(shí)車速常常相差很大。
有些駕駛員喜歡過分頻繁地加速超車再減速，燃料消耗大，安全性差，而有效的車速即平均車速提高有限。本次駕駛已行駛路段的平均車速的顯示對(duì)駕駛員克服上述弊病有良好的提示作用。此外，平均車速信息對(duì)估計(jì)未來行程的完成時(shí)間具有重要的參考作用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步說明。
圖1、車輛單位時(shí)間流量的曲線。
圖2、車輛單位行程流量的曲線。
圖3、實(shí)施例之一，最簡(jiǎn)單的配置。
圖4、實(shí)施例之二，較完備的配置。
圖3示出本申請(qǐng)的第一個(gè)實(shí)施例。在發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給管道(1)上串接一個(gè)流量傳感器(2)，在儀表板上設(shè)置顯示器(5)，它們用信號(hào)通道(4)連接，并設(shè)置必要的顯示驅(qū)動(dòng)器(3)。傳感器或顯示驅(qū)動(dòng)器可以包含必要的濾波環(huán)節(jié)，清除流量信號(hào)中油泵引起的流量脈動(dòng)。不同類型的流量?jī)x表，上述幾個(gè)部分可以有不時(shí)的布置。例如，當(dāng)傳感器的輸出信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)顯示器時(shí)，或傳感器的狀態(tài)可以直接用肉眼觀察時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)器可以省略。
圖4示出本申請(qǐng)的第二個(gè)實(shí)施例。本例增加了車速信息轉(zhuǎn)換器(2)、計(jì)算單元(4)及操作鍵鈕(8)。顯示驅(qū)動(dòng)器增加了顯示內(nèi)容選擇功能，稱為顯示選擇與驅(qū)動(dòng)器(5)。計(jì)算單元與顯示選擇與驅(qū)動(dòng)器合稱為信息處理裝置。流量傳感器(1)的輸出信號(hào)可以直接經(jīng)驅(qū)動(dòng)器(2)送往顯示器(6)，也可以送計(jì)算單元(4)處理，處理后送往顯示器(6)或打印機(jī)等輸出裝置(7)。轉(zhuǎn)換器(2)在許多情況下可以是添加在機(jī)械式車速計(jì)后側(cè)的一個(gè)碼盤。計(jì)算單元(4)有時(shí)還需要引用預(yù)置的燃料初始存量、以及統(tǒng)計(jì)計(jì)算的時(shí)間區(qū)時(shí)長(zhǎng)度等設(shè)定的數(shù)據(jù)；為此設(shè)置供駕駛員使用的操作鍵鈕(8)。鍵鈕(8)還用于選擇計(jì)算與輸出的內(nèi)容項(xiàng)目及信號(hào)顯示及輸出的方式。
第二個(gè)實(shí)施例至少可以向駕駛員提供下列信息1、瞬時(shí)的單位時(shí)間流量ft，如每秒毫升。
2、瞬時(shí)的單位行程流量fs，如每百公里升。
3、按指定的時(shí)間長(zhǎng)度分割的時(shí)間區(qū)間平均的單位行程流量Fst，如每一個(gè)5秒?yún)^(qū)間內(nèi)平均的百公里流量。
4、按指定車速分段范圍平均的單位行程流量Fsv，以10Km/h為一段，可以有30±5Km/h車速段，40±5Km/h車速段……180±5Km/h車速段等。每車速段有平均的單位行程流量。車速段的劃分也可以以5Km/h即±2.5Km/h為一段等等。
5、按預(yù)置初始燃實(shí)存量R0計(jì)算的燃料剩余量R。
6、指定時(shí)間內(nèi)的平均車速v。
以上信息項(xiàng)目的輸出方式可以有多種安排。例如，上述第1、2、5項(xiàng)三項(xiàng)可以用數(shù)碼加直方條顯示，也可以用指針顯示；上述第4項(xiàng)可以用打印輸出；上述第3項(xiàng)可以顯示與打印兩種方式并用，打印時(shí)時(shí)可一并打出各時(shí)間區(qū)間的平均速度，以便對(duì)照分析。當(dāng)然，也不排除其他安排。
為了輸出上述信息，所需要的數(shù)據(jù)計(jì)算過程屬于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通問題，以下僅作簡(jiǎn)要說明。
第1項(xiàng)數(shù)據(jù)ft直接來自流量傳感器(1)。
第2項(xiàng)數(shù)據(jù)fs＝ft/v，其中v為車速。
第3項(xiàng)數(shù)據(jù)Fst＝∫ftdt∫vdt，即指定時(shí)間區(qū)間內(nèi)函數(shù)ft的積分與函數(shù)v的積分之比值。
第4項(xiàng)數(shù)據(jù)Fsv按每一車速段取值，可書寫為Fsv(V)，如設(shè)定10Km/h為一段時(shí)，F(xiàn)sv(30)為30±5Km段內(nèi)平均的單位行程流量。為了統(tǒng)計(jì)Fsv(30)，可以在所統(tǒng)計(jì)的行車過程內(nèi)按一定頻率取樣，取樣間隔為T。每次取數(shù)據(jù)ft及v各一個(gè)。第n次取樣數(shù)據(jù)為ftn及vn。令{n}為全部n的集合，令{n*}為{n}的一個(gè)子集，其元素n*滿足下列不等式25＝30-5≤Vn*＜30+5＝35.于是，可以令FSV(30)=Σn∈{n*}fthT/Σn∈{n*}vthT]]>約去T，并采用簡(jiǎn)化寫法，可得FSV(30)=Σn*fth*/Σn*vth*]]>第5項(xiàng)數(shù)據(jù)R＝R0-∫ftdt顯然，以上數(shù)據(jù)計(jì)算方法不一定是唯一的。第6項(xiàng)數(shù)據(jù)v采用普通的算術(shù)平均方法。
權(quán)利要求
1.汽車產(chǎn)品專用儀表的一種配置，其特征在于駕駛艙儀表板上有一個(gè)燃料流量顯示器，能夠向駕駛員提供實(shí)時(shí)的燃料流量信息。
2.權(quán)利要求l所述的汽車儀表配置，其特征在于該燃料流量信息是瞬時(shí)的單位時(shí)間流量。
3.權(quán)利要求1所述的汽車儀表配置，其特征在于該燃料流量信息是經(jīng)過濾波，消除了燃料泵引起的流量脈動(dòng)的單位時(shí)間流量。
4.權(quán)利要求1所述的汽車儀表配置，其特征在于它還包含一個(gè)車速信息轉(zhuǎn)換器和一個(gè)計(jì)算單元，該車速信息轉(zhuǎn)換器串接在速度里程表與軟軸之間，該計(jì)算單元與燃料流量傳感器的信息輸出通道及該信息轉(zhuǎn)換器相連接，其計(jì)算結(jié)果送往顯示器及輸出裝置。
5.權(quán)利要求4所述的汽車儀表配置，其特征在于該計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果包含瞬時(shí)的單位行程燃料流量。
6.權(quán)利要求4所述的汽車儀表配置，其特征在于該計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果包含按指定長(zhǎng)度的時(shí)間區(qū)間進(jìn)行平均的單位行程燃料流量。
7.權(quán)利要求4所述的汽車儀表配置，其特征在于該計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果包含對(duì)指定行駛過程按指定車速分段進(jìn)行平均的單位行程燃料流量。
8.權(quán)利要求4所述的汽車儀表配置，其特征在于它還包含一個(gè)供駕駛員使用的操作鍵鈕組，用該鍵鈕組可以向計(jì)算單元輸入燃料的初始存量，同時(shí)，該計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果包含該初始存量與燃料累計(jì)流量之差即燃料剩余量。
9.權(quán)利要求4所述的汽車儀表配置，其特征在于該計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果包含指定時(shí)間內(nèi)的平均車速。
全文摘要
在汽車上配置燃料流量傳感器、車速信息轉(zhuǎn)換器、信息處理裝置,以及信息顯示及輸出裝置,利用流量傳感器輸出的瞬時(shí)的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)及從車速表中引出的車速信息,經(jīng)過處理,向駕駛員報(bào)告瞬時(shí)的單位時(shí)間流量、瞬時(shí)的單位行程流量、按指定長(zhǎng)度時(shí)間區(qū)間平均的單位行程流量、按指定車速分段范圍平均的單位行程流量、燃料的實(shí)際剩余量,以及指定時(shí)間內(nèi)的平均車速等信息,幫助駕駛員合理操縱車輛。
文檔編號(hào)B60K35/00GK1389361SQ0111847
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者袁曉紀(jì) 申請(qǐng)人:袁曉紀(jì)