專利名稱：汽車節(jié)能駕駛專用儀表的制作方法
本申請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)的實時數(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)境污染并保護車輛。
現(xiàn)今的汽車在駕駛艙儀表板上缺少燃料流量等實時信息的顯示輸出。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，在車輛運行過程中，駕駛員只能憑經(jīng)驗估計燃料消耗狀況，很難細致掌握發(fā)動機工作狀態(tài)及合理車速，科學(xué)地進行合理駕駛。
本申請的目的是向車輛駕駛員提供實時的燃油流量及平均車速情況。
本申請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)。
為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)岢觯谄嚿吓渲萌剂狭髁總鞲衅?、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的單位時間流量數(shù)據(jù)及從車速表中引出的車速信息，經(jīng)過處理，向駕駛員報告瞬時的單位時間流量、瞬時的單位行程流量、按指定長度時間區(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流量之差即燃料實際剩余量，以及指定時間內(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)動機狀況時，將怠速狀態(tài)下單位時間燃料流量(如每秒流量)的實際發(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)動機可能存在的不正常問題。這種定量分析可以補一般駕駛員常用的經(jīng)驗分析之不足，有助于更好地及時發(fā)現(xiàn)故障予以排除。
2、儀表板上的顯示器實時顯示瞬時的單位行程燃料流量，使駕駛員有可能隨時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)動機在良好的狀態(tài)下工作，形成良好的操作習(xí)慣。這里有必要說明，駕駛員簡單地從單位時間流量并不能掌握車輛速度與經(jīng)濟燃料消耗的關(guān)系。

圖1示出車速增加時單位時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燃料。其實，燃料消耗的經(jīng)濟性不是看一定時間內(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浪費燃料。圖2曲線BC段表明車速變化時燃料消耗變化不大。連速大于D點時車速增大百公里流量明顯增大。車速小于A點時車速變小燃料消耗明顯變大，車速接近于零時百公里流量趨于無限大。因此，單位行程流量顯示對提醒駕駛員注意節(jié)約燃料作用很大。
3、為了掌握經(jīng)濟合理的車速，可以先用一段時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、路面等具體條件對應(yīng)于各個不同車速狀態(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)處理裝置儲存按照一定的時間間隔(如每5秒一個區(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)驗教訓(xùn)，有時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)處理裝置計算初始存量與實際發(fā)生的流量累計值的差，即燃料的剩余量。
6、現(xiàn)有車輛速度表只顯示瞬時車速，而實際的平均車速和瞬時車速常常相差很大。
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，平均車速信息對估計未來行程的完成時間具有重要的參考作用。
以下結(jié)合附圖對本申請作進一步說明。
圖1、車輛單位時間流量的曲線。
圖2、車輛單位行程流量的曲線。
圖3、實施例之一，最簡單的配置。
圖4、實施例之二，較完備的配置。
圖3示出本申請的第一個實施例。在發(fā)動機燃料供給管道(1)上串接一個流量傳感器(2)，在儀表板上設(shè)置顯示器(5)，它們用信號通道(4)連接，并設(shè)置必要的顯示驅(qū)動器(3)。傳感器或顯示驅(qū)動器可以包含必要的濾波環(huán)節(jié)，清除流量信號中油泵引起的流量脈動。不同類型的流量儀表，上述幾個部分可以有不時的布置。例如，當傳感器的輸出信號可以直接驅(qū)動顯示器時，或傳感器的狀態(tài)可以直接用肉眼觀察時，顯示驅(qū)動器可以省略。
圖4示出本申請的第二個實施例。本例增加了車速信息轉(zhuǎn)換器(2)、計算單元(4)及操作鍵鈕(8)。顯示驅(qū)動器增加了顯示內(nèi)容選擇功能，稱為顯示選擇與驅(qū)動器(5)。計算單元與顯示選擇與驅(qū)動器合稱為信息處理裝置。流量傳感器(1)的輸出信號可以直接經(jīng)驅(qū)動器(2)送往顯示器(6)，也可以送計算單元(4)處理，處理后送往顯示器(6)或打印機等輸出裝置(7)。轉(zhuǎn)換器(2)在許多情況下可以是添加在機械式車速計后側(cè)的一個碼盤。計算單元(4)有時還需要引用預(yù)置的燃料初始存量、以及統(tǒng)計計算的時間區(qū)時長度等設(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)還用于選擇計算與輸出的內(nèi)容項目及信號顯示及輸出的方式。
第二個實施例至少可以向駕駛員提供下列信息1、瞬時的單位時間流量ft，如每秒毫升。
2、瞬時的單位行程流量fs，如每百公里升。
3、按指定的時間長度分割的時間區(qū)間平均的單位行程流量Fst，如每一個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)置初始燃實存量R0計算的燃料剩余量R。
6、指定時間內(nèi)的平均車速v。
以上信息項目的輸出方式可以有多種安排。例如，上述第1、2、5項三項可以用數(shù)碼加直方條顯示，也可以用指針顯示；上述第4項可以用打印輸出；上述第3項可以顯示與打印兩種方式并用，打印時時可一并打出各時間區(qū)間的平均速度，以便對照分析。當然，也不排除其他安排。
為了輸出上述信息，所需要的數(shù)據(jù)計算過程屬于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通問題，以下僅作簡要說明。
第1項數(shù)據(jù)ft直接來自流量傳感器(1)。
第2項數(shù)據(jù)fs＝ft/v，其中v為車速。
第3項數(shù)據(jù)Fst＝∫ftdt∫vdt，即指定時間區(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，F(xiàn)sv(30)為30±5Km段內(nèi)平均的單位行程流量。為了統(tǒng)計Fsv(30)，可以在所統(tǒng)計的行車過程內(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。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，并采用簡化寫法，可得FSV(30)=Σn*fth*/Σn*vth*]]>第5項數(shù)據(jù)R＝R0-∫ftdt顯然，以上數(shù)據(jù)計算方法不一定是唯一的。第6項數(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燃料流量顯示器，能夠向駕駛員提供實時的燃料流量信息。
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的單位時間流量。
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的單位時間流量。
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車速信息轉(zhuǎn)換器和一個計算單元，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，其特征在于該計算單元的計算結(jié)果包含瞬時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，其特征在于該計算單元的計算結(jié)果包含按指定長度的時間區(qū)間進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，其特征在于該計算單元的計算結(jié)果包含對指定行駛過程按指定車速分段進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供駕駛員使用的操作鍵鈕組，用該鍵鈕組可以向計算單元輸入燃料的初始存量，同時，該計算單元的計算結(jié)果包含該初始存量與燃料累計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，其特征在于該計算單元的計算結(jié)果包含指定時間內(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的單位時間流量數(shù)據(jù)及從車速表中引出的車速信息,經(jīng)過處理,向駕駛員報告瞬時的單位時間流量、瞬時的單位行程流量、按指定長度時間區(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、燃料的實際剩余量,以及指定時間內(nèi)的平均車速等信息,幫助駕駛員合理操縱車輛。
文檔編號B60K35/00GK1389361SQ0111847
公開日2003年1月8日 申請日期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 申請人:袁曉紀