专利名称：汽车节能驾驶专用仪表的制作方法
本申请涉及汽车专用仪表的一种配置，在仪表系统中设置燃料流量传感器，车速信息转换器，数据处理装置及数据显示和输出装置，向驾驶员直接提供与燃料消耗状况有关的实时数据及分析数据，以及车辆的平均速度等与节能有关的信息，用以指导合理驾驶，节约燃料，减少环境污染并保护车辆。
现今的汽车在驾驶舱仪表板上缺少燃料流量等实时信息的显示输出。常见的油量表只能极粗略地示出油箱油量，车速表不能表示平均车速。因此，在车辆运行过程中，驾驶员只能凭经验估计燃料消耗状况，很难细致掌握发动机工作状态及合理车速，科学地进行合理驾驶。
本申请的目的是向车辆驾驶员提供实时的燃油流量及平均车速情况。
本申请的目的还包括向车辆驾驶员提供合理驾驶的各种参考数据。
为了实现上述目的，本申请提出，在汽车上配置燃料流量传感器、车速信息转换器、信息处理装置及信息显示及输出装置，利用流量传感器输出的瞬时的单位时间流量数据及从车速表中引出的车速信息，经过处理，向驾驶员报告瞬时的单位时间流量、瞬时的单位行程流量、按指定长度时间区间平均的单位行程流量、按指定车速分段范围平均的单位行程流量，燃料的初始存量与累计流量之差即燃料实际剩余量，以及指定时间内的平均车速等信息。这些信息可以帮助驾驶员合理操纵车辆。举例说明如下1、在检查发动机状况时，将怠速状态下单位时间燃料流量(如每秒流量)的实际发生数值与常规数值范围相比较，再将不同速度状态下单位行程燃料流量(如百公里流量)的实际发生值与常规数值相比较，若有异常现象，常常能从中分析发动机可能存在的不正常问题。这种定量分析可以补一般驾驶员常用的经验分析之不足，有助于更好地及时发现故障予以排除。
2、仪表板上的显示器实时显示瞬时的单位行程燃料流量，使驾驶员有可能随时注意驾驶操作与燃料消耗的关系，努力正确掌握车辆的合理速度和加减速过程，尽量使发动机在良好的状态下工作，形成良好的操作习惯。这里有必要说明，驾驶员简单地从单位时间流量并不能掌握车辆速度与经济燃料消耗的关系。
图1示出车速增加时单位时间流量随之增加的一般规律。它容易使人误以为车速越高越费燃料。其实，燃料消耗的经济性不是看一定时间内的流量而是看一定行程距离的流量。图2示出车速增加时单位行程流量的先减后增的基本关系，它表明，车速过低或过高都会浪费燃料。图2曲线BC段表明车速变化时燃料消耗变化不大。连速大于D点时车速增大百公里流量明显增大。车速小于A点时车速变小燃料消耗明显变大，车速接近于零时百公里流量趋于无限大。因此，单位行程流量显示对提醒驾驶员注意节约燃料作用很大。
3、为了掌握经济合理的车速，可以先用一段时间积累单位行程燃料流量的数据，利用按车速分段平均的单位行程流量信息，了解在本次任务的载荷、路面等具体条件对应于各个不同车速状态的不同燃料消耗值，据以确定有利于节约燃料的合理车速，以及不同程度偏离合理车速时燃料消耗的增量情况，用以指导驾驶，以便更科学地降低燃料消耗。这种做法，在长途驾驶中，效果尤为显著。
4、在行车过程中，由数据处理装置储存按照一定的时间间隔(如每5秒一个区间)平均的车速及燃料流量，事后用打印或其他方式输出，可以分析驾驶操作的经验教训，有时还可作故障或事故分析的参考。
5、为了精确地掌握燃料的剩余量，驾驶员可以向数据处理装置输入初始燃料存量，然后由数据处理装置计算初始存量与实际发生的流量累计值的差，即燃料的剩余量。
6、现有车辆速度表只显示瞬时车速，而实际的平均车速和瞬时车速常常相差很大。
有些驾驶员喜欢过分频繁地加速超车再减速，燃料消耗大，安全性差，而有效的车速即平均车速提高有限。本次驾驶已行驶路段的平均车速的显示对驾驶员克服上述弊病有良好的提示作用。此外，平均车速信息对估计未来行程的完成时间具有重要的参考作用。
以下结合附图对本申请作进一步说明。
图1、车辆单位时间流量的曲线。
图2、车辆单位行程流量的曲线。
图3、实施例之一，最简单的配置。
图4、实施例之二，较完备的配置。
图3示出本申请的第一个实施例。在发动机燃料供给管道(1)上串接一个流量传感器(2)，在仪表板上设置显示器(5)，它们用信号通道(4)连接，并设置必要的显示驱动器(3)。传感器或显示驱动器可以包含必要的滤波环节，清除流量信号中油泵引起的流量脉动。不同类型的流量仪表，上述几个部分可以有不时的布置。例如，当传感器的输出信号可以直接驱动显示器时，或传感器的状态可以直接用肉眼观察时，显示驱动器可以省略。
图4示出本申请的第二个实施例。本例增加了车速信息转换器(2)、计算单元(4)及操作键钮(8)。显示驱动器增加了显示内容选择功能，称为显示选择与驱动器(5)。计算单元与显示选择与驱动器合称为信息处理装置。流量传感器(1)的输出信号可以直接经驱动器(2)送往显示器(6)，也可以送计算单元(4)处理，处理后送往显示器(6)或打印机等输出装置(7)。转换器(2)在许多情况下可以是添加在机械式车速计后侧的一个码盘。计算单元(4)有时还需要引用预置的燃料初始存量、以及统计计算的时间区时长度等设定的数据；为此设置供驾驶员使用的操作键钮(8)。键钮(8)还用于选择计算与输出的内容项目及信号显示及输出的方式。
第二个实施例至少可以向驾驶员提供下列信息1、瞬时的单位时间流量ft，如每秒毫升。
2、瞬时的单位行程流量fs，如每百公里升。
3、按指定的时间长度分割的时间区间平均的单位行程流量Fst，如每一个5秒区间内平均的百公里流量。
4、按指定车速分段范围平均的单位行程流量Fsv，以10Km/h为一段，可以有30±5Km/h车速段，40±5Km/h车速段……180±5Km/h车速段等。每车速段有平均的单位行程流量。车速段的划分也可以以5Km/h即±2.5Km/h为一段等等。
5、按预置初始燃实存量R0计算的燃料剩余量R。
6、指定时间内的平均车速v。
以上信息项目的输出方式可以有多种安排。例如，上述第1、2、5项三项可以用数码加直方条显示，也可以用指针显示；上述第4项可以用打印输出；上述第3项可以显示与打印两种方式并用，打印时时可一并打出各时间区间的平均速度，以便对照分析。当然，也不排除其他安排。
为了输出上述信息，所需要的数据计算过程属于本技术领域内的普通问题，以下仅作简要说明。
第1项数据ft直接来自流量传感器(1)。
第2项数据fs＝ft/v，其中v为车速。
第3项数据Fst＝∫ftdt∫vdt，即指定时间区间内函数ft的积分与函数v的积分之比值。
第4项数据Fsv按每一车速段取值，可书写为Fsv(V)，如设定10Km/h为一段时，Fsv(30)为30±5Km段内平均的单位行程流量。为了统计Fsv(30)，可以在所统计的行车过程内按一定频率取样，取样间隔为T。每次取数据ft及v各一个。第n次取样数据为ftn及vn。令{n}为全部n的集合，令{n*}为{n}的一个子集，其元素n*满足下列不等式25＝30-5≤Vn*＜30+5＝35.于是，可以令FSV(30)=Σn∈{n*}fthT/Σn∈{n*}vthT]]>约去T，并采用简化写法，可得FSV(30)=Σn*fth*/Σn*vth*]]>第5项数据R＝R0-∫ftdt显然，以上数据计算方法不一定是唯一的。第6项数据v采用普通的算术平均方法。
权利要求
1.汽车产品专用仪表的一种配置，其特征在于驾驶舱仪表板上有一个燃料流量显示器，能够向驾驶员提供实时的燃料流量信息。
2.权利要求l所述的汽车仪表配置，其特征在于该燃料流量信息是瞬时的单位时间流量。
3.权利要求1所述的汽车仪表配置，其特征在于该燃料流量信息是经过滤波，消除了燃料泵引起的流量脉动的单位时间流量。
4.权利要求1所述的汽车仪表配置，其特征在于它还包含一个车速信息转换器和一个计算单元，该车速信息转换器串接在速度里程表与软轴之间，该计算单元与燃料流量传感器的信息输出通道及该信息转换器相连接，其计算结果送往显示器及输出装置。
5.权利要求4所述的汽车仪表配置，其特征在于该计算单元的计算结果包含瞬时的单位行程燃料流量。
6.权利要求4所述的汽车仪表配置，其特征在于该计算单元的计算结果包含按指定长度的时间区间进行平均的单位行程燃料流量。
7.权利要求4所述的汽车仪表配置，其特征在于该计算单元的计算结果包含对指定行驶过程按指定车速分段进行平均的单位行程燃料流量。
8.权利要求4所述的汽车仪表配置，其特征在于它还包含一个供驾驶员使用的操作键钮组，用该键钮组可以向计算单元输入燃料的初始存量，同时，该计算单元的计算结果包含该初始存量与燃料累计流量之差即燃料剩余量。
9.权利要求4所述的汽车仪表配置，其特征在于该计算单元的计算结果包含指定时间内的平均车速。
全文摘要
在汽车上配置燃料流量传感器、车速信息转换器、信息处理装置,以及信息显示及输出装置,利用流量传感器输出的瞬时的单位时间流量数据及从车速表中引出的车速信息,经过处理,向驾驶员报告瞬时的单位时间流量、瞬时的单位行程流量、按指定长度时间区间平均的单位行程流量、按指定车速分段范围平均的单位行程流量、燃料的实际剩余量,以及指定时间内的平均车速等信息,帮助驾驶员合理操纵车辆。
文档编号B60K35/00GK1389361SQ0111847
公开日2003年1月8日 申请日期2001年6月1日 优先权日2001年6月1日
发明者袁晓纪 申请人:袁晓纪