汽车瞬时燃油油量检测系统设计
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第４０卷第２期 ２０１１年４月
小型内燃机与摩托车
ＳＭＡＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲＣＹＣＬＥ
Ｖ０１．４０ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０ｌｌ
・设计・计算・
汽车瞬时燃油油量检测系统设计＋
程越左桂兰 （宁波大红鹰学院浙江宁波３１５１７５） 摘 要：介绍了以Ａ谓９Ｓ８２５２单片机为核心的汽车瞬时燃油测量检测系统，利用汽车喷油脉冲计算瞬
ＡＲ９Ｓ８２５２单片机ＩＤＩＰ芯片封装图
积；ｇ一重力加速度；西一燃料密度；ｐ，一燃料压力；ｐ。一
进气压力；ｔ一阀开启时间。 对于特定型号的喷油嘴来说，其流量系数和喷嘴 面积都是定值。而ＥＦＩ发动机所要求的燃油喷射量是 根据ＥＣＵ加给喷油器的通电时间的长短来控制的，通 过燃油压力调节器的作用，使喷油嘴的喷油压力与进
（收稿日期：２０１０一０５一０６）
程序主要以外部中断的形式，通过定时／计数器
的定时与计数功能进行计算标准时间内喷油脉冲的 个数与脉冲宽度所占用的时间，另外可以通过计算
万方数据
汽车瞬时燃油油量检测系统如图２所示。检测系 统的单片机以汽车专用芯片ＡＲ９Ｓ８２５２—２４ＡＩ为核 心，瞬时燃油喷射的检测以发动机电控单元产生的脉 冲通过喷油器驱动电路控制喷油器进行喷油，通过信 号处理电路来计算脉冲信号的周期或宽度，从而计算
Ｋ一常数（对于特定的喷油嘴来说），ｔ一喷油时间Ｍ Ｊ。
４检测系统硬件设计
存储容量；具有２５６字节的ＲＡＭ；３２条可编程的Ｌ／Ｏ
端口、４—６Ｖ的工作电压范围、具有３级程序存储器加 密锁定功能；还具有９个中断响应功能、ＳＰＩ接口 ｗａｔｃｈｄｏｇ定时器、双数据指针功能、从电源下降的中 断恢复功能和３个１６位定时／计数器。该单片机完全 可以满足油耗测量系统的需要…。芯片的ＩＤＩＰ芯片 封装图见图３。
４．２信号采集电路 本测量系统主要采用喷油器的喷油时间计算法， 再辅助流量计法进行测量。电控燃油喷射系统使用电 磁喷油器直接向各缸进气门附近（多点喷射）或者进 气总管（单点喷射）喷油。从电磁喷油阀两端测取驱 动电压，经过信号整形电路处理就可以得到单片机所 需要的方波脉冲信号，根据具体喷油器的稳态喷油量 和动态流量特性进行计算，可以得到瞬时喷油量‘５ Ｊ。 图４为燃油供给系统工作流程图。
Ｄ
叫 蚴 叫蚴响叨Ｐ丽
Ａ—Ｐ Ｌ—Ｓ
积法、重量法、流量计法和流速计法等旧】，常规的容 积法和重量法的测量精度较高，但不能测量瞬时耗
ｍ¨他ｎ Ｈ Ｍ
Ｐ２
Ｐ—Ｐ．，Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ
Ａ
Ｐ２
Ｐ２
油率，只适用于稳定工况下燃油消耗率的测定。流 量计法和流速计法可以测量瞬时耗油率，但因单位
时间燃油的流量很小，导致测量精度低∞】。本测量 系统主要采用喷油器的喷油时间计算法，再辅助流
图６汽车喷油器脉冲信号整型电路模拟输出波形
４．３键盘控制电路 图７为键盘控制电路。油耗测试系统使用了Ｐ１．Ｏ —Ｐ１．３作为键盘控制接口，设置Ｐ１．２和Ｐ１．３为输
出，作为列扫描线；Ｐ１．０和Ｐ１．１为输入，作为行扫描
线，从而构成了２×２的键盘；将Ｐ１．０和Ｐ１．１设置为 输出低电平，Ｐ１．２和Ｐ１．３经过上拉电阻与电源相连，
定时尉数＼Ｙ 。溢出中断／
耿德根等．ＡＶＲ高速嵌人式单片机原理与应用［Ｍ］．北京 航空航天大学出版社，２００ｌ
溢出子程序
２陆际清等．汽车发动机燃料供给与调节［Ｍ］．清华大学出 重置初值 版社，２００２ ３余志生．汽车理论［Ｍ］．机械工业出版社，２００３
．．．．．．．．．．．．．．：Ｉ：．．．．．．．．一
ｕｓｅ
ＡＴ８９Ｓ８２５２ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｉｔ ｍａｌ（ｅｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｔｔｉｎｇ
０ｆ
ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ
ｐｕｌｓｅ，ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ａｍｏｕｎｔ．
Ｔｈｉｓ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ—ｔｉｍｅ ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｍｏ—
５软件设计
瞬时油耗喷油器脉冲计算法流程图如图９所示。
开始
油耗平均油耗值；为了更好提醒驾驶者规范自身驾
驶行为，将车辆的行驶操作与燃油油耗之间的联系
通过计算显示在液晶屏上，达到瞬时油耗的显示功 能与提醒功能。
外部中断子程宁
系统自检及初始化
６结束语
定时州擞器计
数脉冲宽度
喷油器脉冲波形整形
二［
将喷油器脉冲 个数加ｌ
集到的信号经过信号处理后，油量信号和出、回油流
量信号通过Ａ／Ｄ转换器接入ＡＴ８９ｓ８２５２单片机，经
过ＣＰｕ的运算，得到各项参数的实际值，通过ＬｃＤ 模块显示出来，并定时地存入Ｅ２ＰＲＯＭ中；系统中的
键盘控制可以进行选择瞬时油耗显示和平均百公里 油耗‘６｜。
汽车瞬时燃油测量检测系统具有较好的推广价值。
４．１
ＡＲ９Ｓ８２５２单片机简介 该芯片有８Ｋ可下载Ｆｌａｓｈ存储器，这种存储器可
以在电路板上快速擦除和写入程序，从而实现了软件 的在线调试功能；内部有一个２Ｋ的Ｅ２ＰＲＯＭ提高了
瞬时燃油量，并且通过平均值的办法提高精确度。另
外，通过体积法来提高瞬时燃油检测系统的计量精确 度，对进油量和回油流量进行同步采样，从而达到复核 验证的目的。
油箱油量信号—ｒ瓦吾；ｒ
出、回流量信号一换器 喷油脉冲信号一ｌ信号处理电路 图ｌ 单片机测量系统示意图
ＩＪＣＤ显示模块
鲜婴罾辜赫
蕊蕊订
｝基金项目：浙江省教育厅科研项目（Ｙ２００７０２３６０）。
作者简介：程越（１９７８一），男，讲师，硕士，研究方向为汽车电子控制。
万方数据
小型内燃机与摩托车
第４０卷
２汽车瞬时燃油油量检测系统
…赢一 蚴皑
ｌ油箱＝三。ｌ
３
量计法进行测量。
幽学型隧
燃鎏畚配
Ｈ压力调节器卜－进气蠛空度
１
ＰＤＩＰ
ｎ ｎ
●２ ３
ＶＣ
∞一
Ｘ
ＰＯ Ｐ０
ＰＯ
Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ
Ａ
ｎ
ｍ ｎ
ＰＯ ４，６ ＰＯ ＰＯ ＰＯ
图２汽车瞬时燃油油量检测系统
一一哪
驵０ Ｋ
７ ０ ９
Ａ Ｐ—ＥＯ—Ａ
瞬时油耗检测基本原理
测定燃料消耗率（简称耗油率）的方法通常有容
时喷油量，并且具有油箱油量、瞬时油耗、百公里油耗实时显示功能。 关键词：Ａ鸭９ｓ８２５２单片机瞬时油耗喷油脉冲 中图分类号：ＴＫ４２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—０６３０（２０１１）０２—００５９—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
ａｎ
Ｉｎｓｔａｎｔ Ｆｕｅｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ
引言
目前在大多数轿车上使用的汽车仪表内的燃油表 仍为三刻度式仪表，而且由于使用的油量传感器的限 制，只能让驾驶人员定性地了解油箱内剩余的燃油量， 毫无精度可言。汽车瞬时燃油油量检测系统可让驾驶 员根据显示屏上的瞬时油耗数值确认实时油耗的变化 情况，改变驾驶方法，从而达到降低油耗的目的，因此，
本测量系统由电源模块向单片机供电，传感器将采
Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ
Ｃｈｅｎｇ Ｙｕｅ，Ｚｕｏ
ＧＩｌｉｌ粕
Ｎｉｎｇｂｏ Ｄａｈｏｎｇｙｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ
ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ（Ｎｉｎｇｂｏ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，３１５１７５，Ｃｈｉｎａ）
ｏｎ
ａ
ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｂａｓｅｄ
过单片机的Ｐ０口接液晶的ＤＯ—Ｄ７，ＲＤ、职、Ｔ１控
制液晶的Ｅ、ｗＲ、ＲＳ引脚，通过仪器上键盘的控制， 可以切换当前的显示内容，从而实现测量、保存以及
以同时显示２行各１６个字符，每个字符由点阵５×７
标定等功能。
万方数据
６２
小型内燃机与摩托车
第４０卷
图８液晶控制电路
车辆的行驶里程总数，从而计算出汽车百公里燃油
气歧管的压力差（ｐ，一ｐ。）保持恒定，所以喷油嘴的每
次喷油量仅仅与阀开启时间成正比。因此，每次喷油 量可以通过控制喷油时间来确定，即Ｇｆ＿Ｋ・ｔ，其中：
万方数据
第２期
程越等：汽车瞬时燃油油量检ｉ贝０系统设计
６ｌ
时计数器中。将一组喷油脉冲仿真波形输入脉冲信号 整形电路后，所得到输出波形与预期波形相一致，达到 该电路的工作指标，输出波形如图６所示。
ｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｆｕｅｌ ｔａｎｋ，ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｋｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＴ８９Ｓ８２５２ ＭＣＵ，Ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ
ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ
ｐｕｌｓｅ
Ｄ一Ⅵ一１Ⅷ１一Ｒ—Ｄ
Ｐ２ Ｐ２
脚㈣一㈣一㈣∞ｍ—ｍ一㈣矾Ⅺ
ｒ鬈
ｎ¨ｎ；２阳船∞码阳鸭呜聆ｍ ｍ叫
Ｍ”捕均加 ∞的勰卯弘 鹪弛”如凹拈＂拍筋孔∞挖扒
Ｐ２
Ｐ２ Ｐ２
Ａ
单次喷油量的计算公式为：
Ｇｆ＝肛。Ｆ。・√２・ｇｄｆ（ｐｆ—ｐｂ）￡ 式中：弘。一喷油嘴的流量系数；Ｆ。一喷油嘴的面
图３
ｃ叭Ｈ烈玎似瓢联玎Ⅳ彤ＩＺ联 纠似烈越“叭 Ａ㈣ ㈣Ⅲ 埘町聊
哥２．５０
２．ｏ（）
入信号的脉动干扰。工作原理如下：当输入信号电压
大于２Ｖ时，ＬＭｌｌｌ的７脚升至高电平。当输入信号 小于５Ｖ时，ＬＭｌｌｌ的７脚为低电平，将喷油器信号整
１．５０
１．ｏｏ ５００ｍ Ｏ．ｏｏ
０
２０
４０
６０
８０
１００ １２０ １４０ １６０ １８０ ２００ ｔ，ｍｓ
形并转换成为０一＋５Ｖ的脉冲信号，送人单片机的定
一１２Ｖ
同时将Ｐ１．２和Ｐ１．３信号送人与非门的输入端，将与
非门的输出端与外部中断输入端相连。
１１１
图５汽车喷油器脉冲信号整型电路
图７键盘控制电路
４．４液晶显示电路
组成，共有１１个引脚与ＡｒＩ’８９ｓ８２５２单片机相连，通
图８为液晶控制显示电路，负责油量的检测显示
工作。 油量测量系统选用ＬＭ０１６Ｌ型液晶显示片，它可
图４燃油供给系统工作流程图
５．５０ ＡＮＡＬＯＧＵＥ
ＡＮＡＬＹＳＩＳ
汽车喷油器脉冲信号整形电路见图５。由于汽车 喷油信号脉冲尾部脉动信号电压波动较大，超出１２Ｖ 以上，且电压幅值变化较大。为了防止信号在采集过 程当中受到干扰，信号整形电路采用１Ｎ４１４８处理输
５．００ ４．５０
４．ｏｏ
之３．５０
幽３．ｏ（）
本系统充分利用了ＡＴ８９Ｓ８２５２—２４ＡＩ自身的软 硬件资源，具有体积小、功能多、精度高等特点，可以测 量汽车瞬时油耗和百公里油耗，操作安全简便，信号处 理实时化，测量数值精确。 参考文献
１
延讲哆≯ ＼／
二］二二
中断返回
焱＞
根据脉冲宽度 计算喷油量
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿－＿＿＿＿＿●●●－●＿
汽车电源Ｈ电源芯片
１系统总体设计
本系统以Ａ１’８９Ｓ８２５２—２４ＡＩ为控制核心，辅以油 量传感器、流量传感器、ＬｃＤ显示模块、电源模块、键 盘控制以及喷油脉冲信号模块等组成（见图１）。 测定燃料消耗率（简称耗油率）的方法采用喷油 器的喷油时间计算法，再辅助流量计法进行测量。
转速信号一Ｉ壁望笪兰竺堡
二二［
返回主程序
转换数据传 送液晶显示
中断返回
４孙培岩，唐轶，唐运榜，刘瑜．电喷汽车百公里油耗随车 测量新方法［Ｊ］．小型内燃机与摩托车，２００４（０６） ５王磊，朱达力．用测量脉宽方法计量电控喷射汽车油耗 的试验研究［Ｊ］．农业与技术，２００６（０１）
Байду номын сангаас
图９瞬时油耗喷油器脉冲计算法流程图
６钱国刚，高海洋，海田启司，阿部真一，柴田康行．电喷 法及空燃比法车载测量汽车油耗［Ｊ］．汽车工程，２００６ （１２）
小型内燃机与摩托车
ＳＭＡＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＡＮＤ ＭＯＴＯＲＣＹＣＬＥ
Ｖ０１．４０ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０ｌｌ
・设计・计算・
汽车瞬时燃油油量检测系统设计＋
程越左桂兰 （宁波大红鹰学院浙江宁波３１５１７５） 摘 要：介绍了以Ａ谓９Ｓ８２５２单片机为核心的汽车瞬时燃油测量检测系统，利用汽车喷油脉冲计算瞬
ＡＲ９Ｓ８２５２单片机ＩＤＩＰ芯片封装图
积；ｇ一重力加速度；西一燃料密度；ｐ，一燃料压力；ｐ。一
进气压力；ｔ一阀开启时间。 对于特定型号的喷油嘴来说，其流量系数和喷嘴 面积都是定值。而ＥＦＩ发动机所要求的燃油喷射量是 根据ＥＣＵ加给喷油器的通电时间的长短来控制的，通 过燃油压力调节器的作用，使喷油嘴的喷油压力与进
（收稿日期：２０１０一０５一０６）
程序主要以外部中断的形式，通过定时／计数器
的定时与计数功能进行计算标准时间内喷油脉冲的 个数与脉冲宽度所占用的时间，另外可以通过计算
万方数据
汽车瞬时燃油油量检测系统如图２所示。检测系 统的单片机以汽车专用芯片ＡＲ９Ｓ８２５２—２４ＡＩ为核 心，瞬时燃油喷射的检测以发动机电控单元产生的脉 冲通过喷油器驱动电路控制喷油器进行喷油，通过信 号处理电路来计算脉冲信号的周期或宽度，从而计算
Ｋ一常数（对于特定的喷油嘴来说），ｔ一喷油时间Ｍ Ｊ。
４检测系统硬件设计
存储容量；具有２５６字节的ＲＡＭ；３２条可编程的Ｌ／Ｏ
端口、４—６Ｖ的工作电压范围、具有３级程序存储器加 密锁定功能；还具有９个中断响应功能、ＳＰＩ接口 ｗａｔｃｈｄｏｇ定时器、双数据指针功能、从电源下降的中 断恢复功能和３个１６位定时／计数器。该单片机完全 可以满足油耗测量系统的需要…。芯片的ＩＤＩＰ芯片 封装图见图３。
４．２信号采集电路 本测量系统主要采用喷油器的喷油时间计算法， 再辅助流量计法进行测量。电控燃油喷射系统使用电 磁喷油器直接向各缸进气门附近（多点喷射）或者进 气总管（单点喷射）喷油。从电磁喷油阀两端测取驱 动电压，经过信号整形电路处理就可以得到单片机所 需要的方波脉冲信号，根据具体喷油器的稳态喷油量 和动态流量特性进行计算，可以得到瞬时喷油量‘５ Ｊ。 图４为燃油供给系统工作流程图。
Ｄ
叫 蚴 叫蚴响叨Ｐ丽
Ａ—Ｐ Ｌ—Ｓ
积法、重量法、流量计法和流速计法等旧】，常规的容 积法和重量法的测量精度较高，但不能测量瞬时耗
ｍ¨他ｎ Ｈ Ｍ
Ｐ２
Ｐ—Ｐ．，Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ
Ａ
Ｐ２
Ｐ２
油率，只适用于稳定工况下燃油消耗率的测定。流 量计法和流速计法可以测量瞬时耗油率，但因单位
时间燃油的流量很小，导致测量精度低∞】。本测量 系统主要采用喷油器的喷油时间计算法，再辅助流
图６汽车喷油器脉冲信号整型电路模拟输出波形
４．３键盘控制电路 图７为键盘控制电路。油耗测试系统使用了Ｐ１．Ｏ —Ｐ１．３作为键盘控制接口，设置Ｐ１．２和Ｐ１．３为输
出，作为列扫描线；Ｐ１．０和Ｐ１．１为输入，作为行扫描
线，从而构成了２×２的键盘；将Ｐ１．０和Ｐ１．１设置为 输出低电平，Ｐ１．２和Ｐ１．３经过上拉电阻与电源相连，
定时尉数＼Ｙ 。溢出中断／
耿德根等．ＡＶＲ高速嵌人式单片机原理与应用［Ｍ］．北京 航空航天大学出版社，２００ｌ
溢出子程序
２陆际清等．汽车发动机燃料供给与调节［Ｍ］．清华大学出 重置初值 版社，２００２ ３余志生．汽车理论［Ｍ］．机械工业出版社，２００３
．．．．．．．．．．．．．．：Ｉ：．．．．．．．．一
ｕｓｅ
ＡＴ８９Ｓ８２５２ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｉｔ ｍａｌ（ｅｓ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｅｔｔｉｎｇ
０ｆ
ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ
ｐｕｌｓｅ，ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ
ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ａｍｏｕｎｔ．
Ｔｈｉｓ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ—ｔｉｍｅ ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｍｏ—
５软件设计
瞬时油耗喷油器脉冲计算法流程图如图９所示。
开始
油耗平均油耗值；为了更好提醒驾驶者规范自身驾
驶行为，将车辆的行驶操作与燃油油耗之间的联系
通过计算显示在液晶屏上，达到瞬时油耗的显示功 能与提醒功能。
外部中断子程宁
系统自检及初始化
６结束语
定时州擞器计
数脉冲宽度
喷油器脉冲波形整形
二［
将喷油器脉冲 个数加ｌ
集到的信号经过信号处理后，油量信号和出、回油流
量信号通过Ａ／Ｄ转换器接入ＡＴ８９ｓ８２５２单片机，经
过ＣＰｕ的运算，得到各项参数的实际值，通过ＬｃＤ 模块显示出来，并定时地存入Ｅ２ＰＲＯＭ中；系统中的
键盘控制可以进行选择瞬时油耗显示和平均百公里 油耗‘６｜。
汽车瞬时燃油测量检测系统具有较好的推广价值。
４．１
ＡＲ９Ｓ８２５２单片机简介 该芯片有８Ｋ可下载Ｆｌａｓｈ存储器，这种存储器可
以在电路板上快速擦除和写入程序，从而实现了软件 的在线调试功能；内部有一个２Ｋ的Ｅ２ＰＲＯＭ提高了
瞬时燃油量，并且通过平均值的办法提高精确度。另
外，通过体积法来提高瞬时燃油检测系统的计量精确 度，对进油量和回油流量进行同步采样，从而达到复核 验证的目的。
油箱油量信号—ｒ瓦吾；ｒ
出、回流量信号一换器 喷油脉冲信号一ｌ信号处理电路 图ｌ 单片机测量系统示意图
ＩＪＣＤ显示模块
鲜婴罾辜赫
蕊蕊订
｝基金项目：浙江省教育厅科研项目（Ｙ２００７０２３６０）。
作者简介：程越（１９７８一），男，讲师，硕士，研究方向为汽车电子控制。
万方数据
小型内燃机与摩托车
第４０卷
２汽车瞬时燃油油量检测系统
…赢一 蚴皑
ｌ油箱＝三。ｌ
３
量计法进行测量。
幽学型隧
燃鎏畚配
Ｈ压力调节器卜－进气蠛空度
１
ＰＤＩＰ
ｎ ｎ
●２ ３
ＶＣ
∞一
Ｘ
ＰＯ Ｐ０
ＰＯ
Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ
Ａ
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ＰＯ ４，６ ＰＯ ＰＯ ＰＯ
图２汽车瞬时燃油油量检测系统
一一哪
驵０ Ｋ
７ ０ ９
Ａ Ｐ—ＥＯ—Ａ
瞬时油耗检测基本原理
测定燃料消耗率（简称耗油率）的方法通常有容
时喷油量，并且具有油箱油量、瞬时油耗、百公里油耗实时显示功能。 关键词：Ａ鸭９ｓ８２５２单片机瞬时油耗喷油脉冲 中图分类号：ＴＫ４２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—０６３０（２０１１）０２—００５９—０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
ａｎ
Ｉｎｓｔａｎｔ Ｆｕｅｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ
引言
目前在大多数轿车上使用的汽车仪表内的燃油表 仍为三刻度式仪表，而且由于使用的油量传感器的限 制，只能让驾驶人员定性地了解油箱内剩余的燃油量， 毫无精度可言。汽车瞬时燃油油量检测系统可让驾驶 员根据显示屏上的瞬时油耗数值确认实时油耗的变化 情况，改变驾驶方法，从而达到降低油耗的目的，因此，
本测量系统由电源模块向单片机供电，传感器将采
Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ
Ｃｈｅｎｇ Ｙｕｅ，Ｚｕｏ
ＧＩｌｉｌ粕
Ｎｉｎｇｂｏ Ｄａｈｏｎｇｙｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ
ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ（Ｎｉｎｇｂｏ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，３１５１７５，Ｃｈｉｎａ）
ｏｎ
ａ
ｋｉｎｄ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｂａｓｅｄ
过单片机的Ｐ０口接液晶的ＤＯ—Ｄ７，ＲＤ、职、Ｔ１控
制液晶的Ｅ、ｗＲ、ＲＳ引脚，通过仪器上键盘的控制， 可以切换当前的显示内容，从而实现测量、保存以及
以同时显示２行各１６个字符，每个字符由点阵５×７
标定等功能。
万方数据
６２
小型内燃机与摩托车
第４０卷
图８液晶控制电路
车辆的行驶里程总数，从而计算出汽车百公里燃油
气歧管的压力差（ｐ，一ｐ。）保持恒定，所以喷油嘴的每
次喷油量仅仅与阀开启时间成正比。因此，每次喷油 量可以通过控制喷油时间来确定，即Ｇｆ＿Ｋ・ｔ，其中：
万方数据
第２期
程越等：汽车瞬时燃油油量检ｉ贝０系统设计
６ｌ
时计数器中。将一组喷油脉冲仿真波形输入脉冲信号 整形电路后，所得到输出波形与预期波形相一致，达到 该电路的工作指标，输出波形如图６所示。
ｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｆｕｅｌ ｔａｎｋ，ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｋｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＴ８９Ｓ８２５２ ＭＣＵ，Ｉｎｓｔａｎｔ ｆｕｅｌ
ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ
ｐｕｌｓｅ
Ｄ一Ⅵ一１Ⅷ１一Ｒ—Ｄ
Ｐ２ Ｐ２
脚㈣一㈣一㈣∞ｍ—ｍ一㈣矾Ⅺ
ｒ鬈
ｎ¨ｎ；２阳船∞码阳鸭呜聆ｍ ｍ叫
Ｍ”捕均加 ∞的勰卯弘 鹪弛”如凹拈＂拍筋孔∞挖扒
Ｐ２
Ｐ２ Ｐ２
Ａ
单次喷油量的计算公式为：
Ｇｆ＝肛。Ｆ。・√２・ｇｄｆ（ｐｆ—ｐｂ）￡ 式中：弘。一喷油嘴的流量系数；Ｆ。一喷油嘴的面
图３
ｃ叭Ｈ烈玎似瓢联玎Ⅳ彤ＩＺ联 纠似烈越“叭 Ａ㈣ ㈣Ⅲ 埘町聊
哥２．５０
２．ｏ（）
入信号的脉动干扰。工作原理如下：当输入信号电压
大于２Ｖ时，ＬＭｌｌｌ的７脚升至高电平。当输入信号 小于５Ｖ时，ＬＭｌｌｌ的７脚为低电平，将喷油器信号整
１．５０
１．ｏｏ ５００ｍ Ｏ．ｏｏ
０
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１００ １２０ １４０ １６０ １８０ ２００ ｔ，ｍｓ
形并转换成为０一＋５Ｖ的脉冲信号，送人单片机的定
一１２Ｖ
同时将Ｐ１．２和Ｐ１．３信号送人与非门的输入端，将与
非门的输出端与外部中断输入端相连。
１１１
图５汽车喷油器脉冲信号整型电路
图７键盘控制电路
４．４液晶显示电路
组成，共有１１个引脚与ＡｒＩ’８９ｓ８２５２单片机相连，通
图８为液晶控制显示电路，负责油量的检测显示
工作。 油量测量系统选用ＬＭ０１６Ｌ型液晶显示片，它可
图４燃油供给系统工作流程图
５．５０ ＡＮＡＬＯＧＵＥ
ＡＮＡＬＹＳＩＳ
汽车喷油器脉冲信号整形电路见图５。由于汽车 喷油信号脉冲尾部脉动信号电压波动较大，超出１２Ｖ 以上，且电压幅值变化较大。为了防止信号在采集过 程当中受到干扰，信号整形电路采用１Ｎ４１４８处理输
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本系统充分利用了ＡＴ８９Ｓ８２５２—２４ＡＩ自身的软 硬件资源，具有体积小、功能多、精度高等特点，可以测 量汽车瞬时油耗和百公里油耗，操作安全简便，信号处 理实时化，测量数值精确。 参考文献
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根据脉冲宽度 计算喷油量
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汽车电源Ｈ电源芯片
１系统总体设计
本系统以Ａ１’８９Ｓ８２５２—２４ＡＩ为控制核心，辅以油 量传感器、流量传感器、ＬｃＤ显示模块、电源模块、键 盘控制以及喷油脉冲信号模块等组成（见图１）。 测定燃料消耗率（简称耗油率）的方法采用喷油 器的喷油时间计算法，再辅助流量计法进行测量。
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二二［
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转换数据传 送液晶显示
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４孙培岩，唐轶，唐运榜，刘瑜．电喷汽车百公里油耗随车 测量新方法［Ｊ］．小型内燃机与摩托车，２００４（０６） ５王磊，朱达力．用测量脉宽方法计量电控喷射汽车油耗 的试验研究［Ｊ］．农业与技术，２００６（０１）
Байду номын сангаас
图９瞬时油耗喷油器脉冲计算法流程图
６钱国刚，高海洋，海田启司，阿部真一，柴田康行．电喷 法及空燃比法车载测量汽车油耗［Ｊ］．汽车工程，２００６ （１２）