一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及機(jī)車油耗管理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)量前端和數(shù)據(jù)記錄儀構(gòu)成，所述測(cè)量前端連接所述數(shù)據(jù)記錄儀，所述測(cè)量前端至少包括液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置以及單片機(jī)處理器，所述液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置分別與所述單片機(jī)處理器連接，其中所述液面高度采集裝置內(nèi)置于所述油箱內(nèi)，所述油箱狀態(tài)測(cè)量裝置固設(shè)在所述內(nèi)燃機(jī)車上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：可以自動(dòng)計(jì)算油料體積，避免人工讀數(shù)時(shí)的誤差或錯(cuò)誤。
【專利說明】一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)車油耗管理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車的燃油液位測(cè)量，是通過人工讀取油箱側(cè)面透明玻璃板上的油量刻度獲得的，讀取數(shù)值時(shí)要把玻璃板擦凈，再仔細(xì)核對(duì)刻度線，遇到晚上或光線昏暗還要用手電照明，這種油標(biāo)尺刻度線以100升為單位，在兩個(gè)刻度之間的油位只能憑肉眼觀察進(jìn)行估計(jì)，容易產(chǎn)生讀數(shù)不精確甚至讀數(shù)錯(cuò)誤的情況。
[0003]基于傳統(tǒng)燃油液位測(cè)量的不足，專利號(hào)為20111012222.7公開了一種直接測(cè)量車用燃油油耗量的綜合測(cè)量系統(tǒng)，旨在提供一種能夠連續(xù)檢測(cè)、顯示車輛剩余油量、實(shí)時(shí)油耗值、總油耗量和百公里油耗率，是一種燃油量、油耗量測(cè)量精度準(zhǔn)確的綜合測(cè)量系統(tǒng)。通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):信號(hào)變換組件的激勵(lì)源電路通過計(jì)算中心和信號(hào)接收組件，將油量傳感器組件、牦量傳感器組件采集到的當(dāng)前油量和牦量數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理，將接收到的流量信號(hào)和電容信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓值信號(hào)或電流值信號(hào)，然后經(jīng)輸入輸出接口進(jìn)入計(jì)算中心對(duì)預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行再次處理，經(jīng)計(jì)算中心中的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣后，送至計(jì)算中心中的單片機(jī)用解算程序軟件進(jìn)行處理后送至顯示單元或上傳到上位機(jī)，然后測(cè)量數(shù)據(jù)通過顯示單元或上位機(jī)進(jìn)行顯示。
[0004]再如專利號(hào)為02252131.3，公開了一種車輛油箱耗油監(jiān)控裝置，設(shè)有油量監(jiān)控電路，包括油量傳感器信號(hào)輸入電路、電壓頻率轉(zhuǎn)換器、中央處理器、電源。輸入端外接車輛油量傳感器，傳感器信號(hào)輸入電路的輸出端經(jīng)電壓頻率轉(zhuǎn)換器接中央處理器。由于輸入信號(hào)來自傳感器，其輸出電壓隨燃油的多少而變化，這樣在記錄任一時(shí)間段的一次行駛，都記錄相應(yīng)的多個(gè)參數(shù)，參數(shù)為動(dòng)態(tài)且逐步減少，由此可確定在該區(qū)間任一時(shí)間的油標(biāo)位置。并可通過油耗與行程的關(guān)系來判斷燃油是否被正常使用，或通過車輛停車時(shí)油標(biāo)位置與車輛再起步時(shí)油標(biāo)位置的比較來判斷燃油是否被正常使用。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低，可制作成一小盒作為車輛的黑匣子。
[0005]再如專利號(hào)為85107140，公開了一種內(nèi)燃機(jī)燃油計(jì)量系統(tǒng)，是由定量柱塞泵、定壓柱塞泵、液容裝置、控制電路和顯示裝置組成的內(nèi)燃機(jī)燃油計(jì)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)以連續(xù)-斷續(xù)-連續(xù)的方式向內(nèi)燃機(jī)供油，并根據(jù)斷續(xù)的次數(shù)和每次斷續(xù)所代表的排油量計(jì)算出內(nèi)燃機(jī)的耗油量。具有計(jì)量精確、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，可用于各種沸點(diǎn)燃油的內(nèi)燃機(jī)。
[0006]但根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油計(jì)量表》GB/T 1885—1998，對(duì)于“原油、潤(rùn)滑油和其它液體石油產(chǎn)品”的規(guī)定，必須先將石油產(chǎn)品在某一溫度下的視密度換算成標(biāo)準(zhǔn)密度，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)密度，換算出修正到標(biāo)準(zhǔn)體積的體積修正系數(shù)。這樣才能將不同溫度不同密度的機(jī)車燃油體積換算成標(biāo)準(zhǔn)體積。而上述專利中的燃油測(cè)量方法中均未測(cè)量燃油的密度和溫度，無法根據(jù)《石油計(jì)量表》GB/T 1885-1998的要求，將燃油體積換算成標(biāo)準(zhǔn)體積，且以上專利數(shù)據(jù)傳輸都使用有線接口，數(shù)據(jù)傳輸較為不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過判定機(jī)車停止、運(yùn)動(dòng)，水平、傾斜狀態(tài)，從而修正油箱內(nèi)的剩余油量，避免因機(jī)車運(yùn)動(dòng)造成的油箱油面傾斜而導(dǎo)致的油量測(cè)量誤差；同時(shí)，系統(tǒng)能顯示時(shí)間-油耗曲線，方便操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控油箱燃油油耗。
[0008]本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0009]一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng),用于測(cè)量所述內(nèi)燃機(jī)車的油箱內(nèi)的剩余燃油量，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)量前端和數(shù)據(jù)記錄儀構(gòu)成，所述測(cè)量前端連接所述數(shù)據(jù)記錄儀，所述測(cè)量前端至少包括液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置以及單片機(jī)處理器，所述液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置分別與所述單片機(jī)處理器連接，其中所述液面高度采集裝置內(nèi)置于所述油箱內(nèi)，所述油箱狀態(tài)測(cè)量裝置固設(shè)在所述內(nèi)燃機(jī)車上。
[0010]所述液面高度采集裝置為一壓力傳感器及與其連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述壓力傳感器位于所述油箱底部，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接所述單片機(jī)處理器。
[0011]所述油箱狀態(tài)測(cè)量裝置包括陀螺儀和加速度傳感器，兩者設(shè)置于所述內(nèi)燃機(jī)車上的所述油箱內(nèi)，并分別連接所述單片機(jī)處理器。
[0012]所述加速度傳感器為三軸加速度計(jì)。
[0013]所述數(shù)據(jù)記錄儀包括一單片機(jī)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器以及無線傳輸模塊，所述存儲(chǔ)器和所述顯示器分別與所述單片機(jī)處理器相連，所述單片機(jī)處理器通過所述無線傳輸模塊與所述測(cè)量前端構(gòu)成無線通信連接。
[0014]所述測(cè)量前端還包括計(jì)時(shí)裝置和溫度測(cè)量裝置，兩者分別與所述單片機(jī)處理器連接。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]1、可以自動(dòng)計(jì)算油料體積，避免人工讀數(shù)時(shí)的誤差或錯(cuò)誤。
[0017]2、可以監(jiān)測(cè)機(jī)車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在傾斜和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)也能監(jiān)測(cè)機(jī)車油量，同時(shí)經(jīng)行了溫度補(bǔ)償。
[0018]3、增加了對(duì)機(jī)車燃油油量的測(cè)量頻率，可以了解燃油的動(dòng)態(tài)消耗，實(shí)時(shí)記錄剩余油量以及油耗曲線。
[0019]4、機(jī)車油箱內(nèi)只安裝測(cè)量前端，動(dòng)態(tài)記錄油耗情況。機(jī)車進(jìn)入機(jī)務(wù)段后，通過數(shù)據(jù)記錄儀讀取測(cè)量前端存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。由人工手動(dòng)抄表變?yōu)樽詣?dòng)抄表，不但提高工作效率，還從結(jié)果控制改為過程控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0022]如圖1所示，圖中標(biāo)示1-2分別為:測(cè)量前端1、數(shù)據(jù)記錄儀2。
[0023]實(shí)施例:如圖1所示，本實(shí)施例中的內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)量前端I和數(shù)據(jù)記錄儀2構(gòu)成，兩者之間通過各自的無線通信模塊構(gòu)成無線數(shù)據(jù)連接，即測(cè)量前端I可將其測(cè)量數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞絺鬏斨翑?shù)據(jù)記錄儀2。
[0024]測(cè)量前端I負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集油料溫度和油料體積，提供油箱所處的狀態(tài)，供數(shù)據(jù)記錄儀讀取，由第一單片機(jī)處理器以及與其相連的液面高度采集裝置、油箱狀態(tài)測(cè)量裝置、無線傳輸模塊構(gòu)成。液面高度采集裝置包括一壓力傳感器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中壓力傳感器內(nèi)置于內(nèi)燃機(jī)車的油箱底部，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與壓力傳感器相連，以將壓力傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后傳輸至第一單片機(jī)處理器。油箱狀態(tài)測(cè)量裝置由陀螺儀和三軸加速度傳感器構(gòu)成，其中三軸加速度傳感器可以測(cè)量機(jī)車的X、Y、Z三個(gè)方向上的加速度，三軸加速度傳感器測(cè)得的機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)可對(duì)油箱內(nèi)的壓力傳感器的直接測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校正；陀螺儀可以測(cè)量機(jī)車的傾斜角，陀螺儀測(cè)得的機(jī)車傾斜狀態(tài)參數(shù)可對(duì)油箱內(nèi)的壓力傳感器的直接測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校正。測(cè)量前端I還包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和時(shí)鐘模塊，其中溫度傳感器設(shè)置于機(jī)車油箱內(nèi)并將其測(cè)量得到的燃油溫度傳輸至第一單片機(jī)處理器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與第一單片機(jī)處理器相連用以存儲(chǔ)各個(gè)測(cè)量部件的測(cè)試數(shù)據(jù)，時(shí)鐘模塊與第一單片機(jī)處理器相連用以記錄時(shí)間。
[0025]數(shù)據(jù)記錄儀2包含第二單片機(jī)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器和無線傳輸模塊、其中第二單片機(jī)處理器通過無線傳輸模塊與測(cè)量前端中的第一單片機(jī)處理器相連接構(gòu)成數(shù)據(jù)交互；存儲(chǔ)器和顯示器分別與第二單片機(jī)處理器相連，分別用于存儲(chǔ)和顯示測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄儀2負(fù)責(zé)讀取測(cè)量前端存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并繪制出油量監(jiān)控曲線，并對(duì)測(cè)量前端校時(shí)。
[0026]本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí):首先，測(cè)量前端I的第一單片機(jī)處理器內(nèi)存儲(chǔ)有油料高度-體積對(duì)照表、油料在某一溫度下的密度表，其中油料高度-體積對(duì)照表是指油料的增量與其在油箱內(nèi)的液面高度變化之間的對(duì)照關(guān)系數(shù)據(jù)；而油料在某一溫度下的密度表是指存儲(chǔ)有至少一組已知溫度下的油箱內(nèi)的油料的密度數(shù)據(jù)。
[0027]測(cè)量前端I中液面高度采集裝置是獨(dú)立的電壓輸出型壓力傳感器，將采集到的機(jī)車油箱內(nèi)的燃油壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)發(fā)送給串行A/D轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過I2C數(shù)據(jù)傳輸線傳輸給Atmega32A單片機(jī)處理器(第一單片機(jī)處理器)。第一單片機(jī)處理器根據(jù)壓力傳感器測(cè)量的壓強(qiáng)值和溫度傳感器采集此時(shí)燃油的溫度值，首先根據(jù)溫度-密度對(duì)照表查找油料當(dāng)前溫度下的密度，然后根據(jù)高度=壓強(qiáng)/密度/重力加速度計(jì)算高度，通過查找高度-體積對(duì)照表，并利用插值法轉(zhuǎn)換成燃油剩余體積，即通過監(jiān)測(cè)測(cè)量的運(yùn)行狀態(tài)修正了燃油體積。
[0028]機(jī)車代號(hào)、燃油剩余體積、采集時(shí)間、當(dāng)前溫度、當(dāng)前密度組合成一組數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在FM24V10鐵電存儲(chǔ)器(測(cè)量前端I的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)中。無線傳輸模塊不工作時(shí)處于睡眠狀態(tài)，在無線傳輸模塊接收到發(fā)送數(shù)據(jù)的命令時(shí)，無線模塊被喚醒，將處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送給持有數(shù)據(jù)記錄儀的無線接收者，無線傳輸采用CllOl芯片構(gòu)成。數(shù)據(jù)記錄儀2中的無線傳送模塊也采用CllOl芯片構(gòu)成，無線傳輸模塊將接受到的數(shù)據(jù)傳輸給STM32單片機(jī)處理器，第二單片機(jī)處理器將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FM2410鐵電存儲(chǔ)器、TF卡中，并繪制成油耗監(jiān)控曲線，通過IXD顯示。
[0029]液面高度還可通過選擇其他種類的傳感器來進(jìn)行采集，選用不同的傳感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)傳感器的需要將其設(shè)置在油箱內(nèi)的不同位置處。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于測(cè)量所述內(nèi)燃機(jī)車的油箱內(nèi)的剩余燃油量，其特征在于:所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由測(cè)量前端和數(shù)據(jù)記錄儀構(gòu)成，所述測(cè)量前端連接所述數(shù)據(jù)記錄儀，所述測(cè)量前端至少包括液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置以及單片機(jī)處理器，所述液面高度采集裝置和油箱狀態(tài)測(cè)量裝置分別與所述單片機(jī)處理器連接，其中所述液面高度采集裝置內(nèi)置于所述油箱內(nèi)，所述油箱狀態(tài)測(cè)量裝置固設(shè)在所述內(nèi)燃機(jī)車上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述液面高度采集裝置為一壓力傳感器及與其連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述壓力傳感器位于所述油箱底部，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接所述單片機(jī)處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述油箱狀態(tài)測(cè)量裝置包括陀螺儀和加速度傳感器，兩者設(shè)置于所述內(nèi)燃機(jī)車上的所述油箱內(nèi)，并分別連接所述單片機(jī)處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述加速度傳感器為三軸加速度計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)記錄儀包括一單片機(jī)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器以及無線傳輸模塊，所述存儲(chǔ)器和所述顯示器分別與所述單片機(jī)處理器相連，所述單片機(jī)處理器通過所述無線傳輸模塊與所述測(cè)量前端構(gòu)成無線通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)車燃油油耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)量前端還包括計(jì)時(shí)裝置和溫度測(cè)量裝置，兩者分別與所述單片機(jī)處理器連接。
【文檔編號(hào)】G01F23/14GK203981240SQ201420368509
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】李建華, 趙俊賢, 徐奎, 浦麗華, 劉偉棟 申請(qǐng)人:上海鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所