[发明专利]一种精确的油箱当前油量的检测方法

说明书

本发明公开了一种精确的油箱当前油量的检测方法，包括根据油箱模型，得到油充满油箱时油量模型；根据油箱油量模型，以一定精度的相对高度步长、X轴和Y轴倾斜角度步长下油箱的油量与测量到的压差的关系制表，并根据压差与高度差的关系公式得到油箱油量模型的X轴倾斜‑Y轴倾斜‑高度差‑油量曲线；对采集卡进行线性度校正，获得采集卡线性度校正曲线；通过采集卡、压差传感器和双轴向倾斜仪得到压差反馈电压和车辆两方向的倾斜度，配合对应油箱油量模型的X轴倾斜‑Y轴倾斜‑高度差‑油量曲线与采集卡线性度校正曲线，获得某倾斜角度下油箱的剩余油量值。

技术领域

本发明涉及箱式容器内液体容积检测领域，具体涉及一种精确的油箱当前油量的检测方法。

背景技术

在各类车辆使用中，尤其是非道路车辆，在某些时候需要计算工作成本时，不可避免的需要考虑油量消耗带来的成本。一小部分车辆拥有精确计算油耗的功能，这样的车辆在发动机ECU(Electronic Control Unit)控制喷油量的同时，记录每次的喷油量，进而累加计算某个过程中的油耗。但大多数车辆没有增加部分功能，而是在油箱中添加一个油箱浮子与燃油表一起构成燃油液位检测系统。这个以油箱浮子为主体的油量检测系统的精度一般比较低，例如某油箱高40mm，油箱浮子一共10个测点，也就是说，精度大约为10％的总油量，如果只是用于判断是否需要加油的显示依据足够了，但如果想根据这个显示系统来准确的计算油量成本，还是不可行的。另外作为使用方，而不是发动机设计方，一般得不到发动机ECU关于每次喷油的相关信息。因此从发动机ECU方面得到具体油耗也不现实。因此我们考虑从其他途径得到精确的油耗。

根据油量的测量位置，通常有三个方向，一是在喷油端进行油量或油量相关的参数如油管压力等的采集，配合发动机的部分参数如油门信号，转速、功率等，来得到每一时刻的油耗，通过累加一小段一小段的油耗，得到具体的油耗值；二是在油箱与发动机喷嘴中间的输油管、回油管上加装流量检测仪器，也是为得到每时刻的油耗；三是在油箱部分进行检测，通过测量油箱的当前油量及初始油箱油量，来得到油耗。

这三种方法中，第一种理论上是可行的，但能反应油量的参数如油管压力在油管外通常很难精确测量其喷油时刻的变动值、改造结构后容易对发动机燃烧产生不好影响，而且改造成本比较高，所以我们不予以考虑；第二种方式很难实现，因为油管输油及回油通常是脉动的，流量检测对液体的流动稳定性要求比较高，很难精确检测每一时刻流量，这样就会进入比较大的误差，而通常进行成本计算需要数小时甚至数十小时的油耗，误差累加也很严重，所以也不予以考虑；第三种方法只考虑初始油量及当前油量，没有累计误差的影响，在油箱处改造对车辆行驶一般没有影响且改造成本低，因此我们采用通过计算任意时刻油箱中剩余油量的方式来计算油耗。

而判断油箱剩余油量，主要有以下三类方法，第一类为通过判断油箱内燃油上液面的位置和形状，来推算出整个燃油状态，其中包括燃油体积，方法主要有利用油箱顶端的超声波、雷达、红外线等光或波来描述燃油液面的上表面；第二类为通过得到燃油液面的当前高度，来计算燃油液体体积，方法主要有通过燃油液体表面与测点处的压差，来反应燃油液体高度或者在油箱外加装燃油液面标示管，通过标示管旁边的刻度来反应液面高度，从而推断出燃油液体体积；第三类为通过直接测量油箱的重量来反应油量剩余量的多少。

其中第一类基于判断液体上表面的方法，由于车辆液面的波动，所以光源点过少则不能描述整个液面，光源点过多计算方法很复杂，而且只有上液面还不行，需要有整个油箱的具体高度对应的油量的数值。第二类从液体高度来判断油量的方法，其中压差式的检测方法由于底部压强比较稳定，液面标示管由于显示管的结构一个较封闭的管中，管内的液体部分上液面比较稳定，所以可以认为不需要考虑上液面波动，但还是需要有整个油箱的具体高度对应的油量的数值的部分。第三类方法一般需要改变车辆用于油箱固定的机械结构，方法成本比较高，而且如果改进的方案不好，可能会降低车辆可靠性。

所以我们考虑使用第二类中的油压差的方式，结合精确的模型，来推断当前油量具体值。

发明内容