一种基于差压的燃油液位感应传感系统

文档序号:1825232 发布日期:2021-11-12 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于差压的燃油液位感应传感系统 (Fuel liquid level sensing system based on differential pressure ) 是由 张曦 邓海龙 于 2021-08-25 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种基于差压的燃油液位感应传感系统,包括设置在燃油箱中的燃油泵,还包括设置在燃油泵上的第一压力测量模块和第二压力测量模块,所述第一压力测量模块的压力数据输出端与第二压力测量模块的第一压力数据输入端相连,控制器根据接收到的压力数据计算其燃油箱的液位高度,将其显示在仪表盘或/和中控屏上,当其燃油箱的液位高度小于或者等于预设液位高度阈值,则在仪表盘或/和中控屏上发出警报。本发明能够燃油箱内的液位高度进行测量显示,便于驾驶者实时了解燃油箱状况,增强驾驶者的体验。(The invention provides a fuel liquid level sensing system based on differential pressure, which comprises a fuel pump arranged in a fuel tank, a first pressure measurement module and a second pressure measurement module which are arranged on the fuel pump, wherein the pressure data output end of the first pressure measurement module is connected with the first pressure data input end of the second pressure measurement module, a controller calculates the liquid level height of the fuel tank according to the received pressure data and displays the liquid level height on an instrument panel or/and a central control screen, and when the liquid level height of the fuel tank is smaller than or equal to a preset liquid level height threshold value, an alarm is sent out on the instrument panel or/and the central control screen. The invention can measure and display the liquid level in the fuel tank, is convenient for a driver to know the condition of the fuel tank in real time and enhances the experience of the driver.)

一种基于差压的燃油液位感应传感系统

技术领域

本发明涉及一种汽车技术领域,特别是涉及一种基于差压的燃油液位感应传感系统。

背景技术

汽车显示油位的多少必须依靠油位传感器。现在的油位传感器是通过厚膜电阻片与刷片之间的滑动来显示电阻值的变化,最后通过信号变化计算出油箱内还有多少汽油。其结构是电刷片直接安装在电阻片表面直接与汽油接触。由于圆触点与电阻片是压力接触,要求触点压在电阻片的压力必须很到位,在0.2~0.3N之间。小于0.2N会产生接触不大于0.3N回产生耐磨次数减少。这样接触的高低必须一致。如果不一致,产生在陶瓷片导体上的压力大小不一样,从而产生的耐磨次数的不一样,汽车油面传感器的寿命有长有短,可靠性不好。正是由于电刷片的压力大小很难控制,电刷片在导体上来回滑动把导带磨断,会出现传感器频繁损坏的现象。其次,电阻片在汽油中浸泡,由于汽油的纯度不高或电刷片压在电阻片上压力太大,长时间使用会产生电阻片表面氧化和导带划断等现象。从而显示的电阻值不正确,那么油位显示的也不准确。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题,特别创新地提出了一种基于差压的燃油液位感应传感系统。

为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种基于差压的燃油液位感应传感系统,包括设置在燃油箱中的燃油泵,还包括设置在燃油泵上的第一压力测量模块和和第二压力测量模块,,所述第一压力测量模块的压力数据输出端与第二压力测量模块的第一压力数据输入端相连,所述第一压力测量模块用于测量燃油箱中的第一压力值,并将测得的第一压力值传输至第二压力测量模块,所述第二压力测量模块的压力数据输出端与控制器的压力数据输入端相连,所述第二压力测量模块用于测量燃油箱中的第二压力值,并将测得的第二压力值以及第二压力测量模块接收到的第一压力测量模块测量的第一压力值传输至控制器,所述第一压力测量模块与第二压力测量模块测量的高度不同,且第二压力测量模块距离燃油箱底部的距离小于第一压力测量模块距离燃油箱底部的距离;

控制器根据接收到的压力数据计算其燃油箱的液位高度,将其显示在仪表盘或/和中控屏上,当其燃油箱的液位高度小于或者等于预设液位高度阈值,则在仪表盘或/和中控屏上发出警报。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括设置在燃油泵输送燃油管路上用于测量燃油泵向发动机喷射燃油量的流量传感器,流量传感器的流量数据输出端与控制器的流量数据输入端相连。

在本发明的一种优选实施方式中,在燃油箱中还设置有滤油箱,燃油泵设置在滤油箱中,在滤油箱底部设置有滤油孔,在滤油孔上设置有用于过滤燃油箱中燃油杂质的滤油网,在滤油箱的箱身上端设置有M个通气孔,所述M为大于或者等于1的正整数;

还包括在滤油箱中设置有三通管,三通管的第一端口与滤油孔相连,三通管的第二端口与燃油泵的排气孔相连,三通管的第三端口无连接而开放至滤油箱的内部空间。当排气孔排出燃油或者空气启动之初,排出燃油泵内的空气,空气排出完毕后,正常工作时排气口会持续排出少量燃油)时,流体由水平方向流经所述三通管,根据伯努利原理,使燃油箱中的燃油被三通管的第一端口吸入,并由三通管的第三端口排出到滤油箱内,即使在燃油箱内燃油液位较低时,也使滤油箱能够保持所定的燃油液位,便于燃油泵吸取燃油。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括改变第一压力测量模块与燃油箱底部距离的安装结构,所述安装结构包括:

两组竖向设置于燃油泵外周且第一压力测量模块固定安装座可嵌入两组之间的安装固定侧板,在安装固定侧板上均布有多组安装孔;

第一压力测量模块可拆卸安装在第一压力测量模块固定安装座上,第一压力测量模块固定安装座两侧设置有与安装孔可拆卸安装的调节抓;

第一压力测量模块固定安装座通过调节抓与安装孔实现与安装固定侧板的可拆卸安装。

本发明还公开了一种基于差压的燃油液位感应传感系统的控制方法,包括以下步骤:

S1,汽车未启动时,测量燃油箱的液位高度;

S2,汽车运行时,测量燃油箱的液位高度,并将其液位高度显示在仪表盘或/和中控屏上。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S1中包括以下步骤:

S11,第二压力测量模块判断其第一压力测量模块测量的第一压力值是否小于或者等于预设第一压力阈值:

若第一压力测量模块测量的第一压力值小于或者等于预设第一压力阈值,则第二压力测量模块将第一压力测量模块测量的第一压力值传送给控制器;此时,第二压力测量模块不采集第二压力值,待汽车运行时,在仪表盘或/和中控屏上发出警报;

若第一压力测量模块测量的第一压力值大于预设第一压力阈值,则第一压力测量模块继续测量燃油箱中的第一压力值;执行步骤S12;

S12,控制器接收第二压力测量模块发送的第一压力值和第二压力值;控制器判断其第一压力值是否大于或者等于预设第二压力阈值:

若第一压力值大于或者等于预设第二压力阈值,预设第二压力阈值大于预设第一压力阈值,则计算液位高度,其液位高度的计算方法为:

S121,计算第一压力测量模块测得的液位高度:

F1=ηρgh1S1

其中,F1表示第一压力测量模块测量的第一压力值;

ρ表示燃油箱中燃油密度;

g表示重力加速度,一般情况9.8N/Kg,N表示力学单位牛,Kg表示质量单位千克;

h1表示第一压力测量模块距离燃油液面的距离;

S1表示第一压力测量模块的受力面积;

η表示转换系数;

H1=h1+h1′,

其中,h1表示第一压力测量模块距离燃油液面高度值;

h1′表示第一压力测量模块距离燃油箱底部的距离;

H1表示第一压力测量模块测得的液位高度;

S122,计算第二压力测量模块测得的液位高度:

F2=ηρgh2S2

其中,F2表示第二压力测量模块测量的第二压力值;

ρ表示燃油箱中燃油密度;

g表示重力加速度,一般情况9.8N/Kg,N表示力学单位牛,Kg表示质量单位千克;

h2表示第二压力测量模块距离燃油液面的距离;

S2表示第二压力测量模块的受力面积;

η表示转换系数;

H2=h2+h2′,

其中,h2表示第二压力测量模块距离燃油液面高度值;

h2′表示第二压力测量模块距离燃油箱底部的距离;

H2表示第二压力测量模块测得的液位高度;

S123,判断其第一压力测量模块测得的液位高度H1与第二压力测量模块测得的液位高度H2间的关系:

其中,||表示取绝对值,ΔH表示预设高度差误差阈值,Δh表示第一压力测量模块与第二压力测量模块间的高度差;H0表示中间参数,则执行步骤S124;

则执行步骤S125;

其中,H表示根据第一压力测量模块测得的第一压力值和第二压力测量模块测得的第二压力值得出的汽车未启动时液位高度;

其中,min(,)表示取其中的较小者。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中包括以下步骤:

S21,获取汽车运行时流量传感器测得的实时流量值,记作Qt

S22,计算汽车T时刻前消耗燃油体积,其消耗燃油体积的计算方法为:

其中,Qt表示t时刻的实时流量值;

表示误差系数;

VT表示T时刻前汽车消耗燃油体积;

S23,根据步骤S22计算得到的T时刻前消耗燃油体积VT,计算其燃油箱下降高度值,其燃油箱下降高度值的计算方法为:

h=VT/s,

其中,VT表示T时刻前汽车消耗燃油体积;

s表示燃油箱的横截面积;

h表示燃油箱下降高度值;

S24,根据步骤S23计算得到的燃油箱下降高度值h,计算得到燃油箱的液位高度,其燃油箱的液位高度的计算方法为:

H0=H-h,

其中,H表示根据第一压力测量模块测得的第一压力值和第二压力测量模块测得的第二压力值得出的汽车未启动时液位高度;

h表示燃油箱下降高度值;

H0表示汽车运行时燃油箱的液位高度。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中还包括:

当汽车运行时燃油箱的液位高度H0小于或者等于预设液位高度阈值,则在仪表盘或/和中控屏上发出警报。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中还包括:

当汽车运行时燃油箱的液位高度H0小于或者等于预设第一液位高度阈值,预设第一液位高度阈值小于预设液位高度阈值,则控制器发出控制信号,该控制信号为汽车停止运行信号,使其汽车停止运行。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括在汽车油箱门内侧设置有加油识别模块,实现对汽车自动加燃油。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明能够燃油箱内的液位高度进行测量显示,便于驾驶者实时了解燃油箱状况,增强驾驶者的体验。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明连接示意框图。

图2是本发明连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

本发明公开了一种基于差压的燃油液位感应传感系统,如图2所示,包括设置在燃油箱3中的燃油泵6,还包括设置在燃油泵6上的第一压力测量模块和第二压力测量模块(图中未示出第一压力测量模块和第二压力测量模块),如图1所示,所述第一压力测量模块的压力数据输出端与第二压力测量模块的第一压力数据输入端相连,所述第一压力测量模块用于测量燃油箱3中的第一压力值,并将测得的第一压力值传输至第二压力测量模块,所述第二压力测量模块的压力数据输出端通过数据导线2与控制器的压力数据输入端相连,所述第二压力测量模块用于测量燃油箱3中的第二压力值,并将测得的第二压力值以及第二压力测量模块接收到的第一压力测量模块测量的第一压力值传输至控制器,控制器的仪表盘显示端与仪表盘的显示端相连,控制器的中控屏显示端与中控屏的显示端相连,所述第一压力测量模块与第二压力测量模块测量的高度不同,且第二压力测量模块距离燃油箱3底部的距离小于第一压力测量模块距离燃油箱3底部的距离;优选的,第一压力测量模块设置在燃油泵6周身上,第二压力测量模块设置在燃油泵6底部。

控制器根据接收到的压力数据计算其燃油箱3的液位高度,将其显示在仪表盘或/和中控屏上,当其燃油箱3的液位高度小于或者等于预设液位高度阈值,则在仪表盘或/和中控屏上发出警报。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括设置在燃油泵6输送燃油管路4上用于测量燃油泵6向发动机喷射燃油量的流量传感器,流量传感器的流量数据输出端与控制器的流量数据输入端相连。

在本发明的一种优选实施方式中,如图2所示,在燃油箱3中还设置有滤油箱5,燃油泵6设置在滤油箱5中,在滤油箱5底部设置有滤油孔,在滤油孔上设置有用于过滤燃油箱3中燃油杂质的滤油网8,在滤油箱5的箱身上端设置有M个与燃油箱3空间连通的通气孔1,所述M为大于或者等于1的正整数;在本实施方式中,设置两个通气孔1,分别为第1通气孔和第2通气孔。实现对燃油箱3中的燃油二次过滤,提高油质。

还包括在滤油箱5中设置有三通管7,三通管7的第一端口与滤油孔相连,三通管7的第二端口与燃油泵6的排气孔相连,三通管7的第三端口无连接而开放至滤油箱5的内部空间。当排气孔排出燃油或者空气(在燃油泵6启动之初,排出燃油泵3内的空气,空气排出完毕后,正常工作时排气口会持续排出少量燃油)时,流体由水平方向流经所述三通管,根据伯努利原理,使燃油箱3中的燃油被三通管的第一端口吸入,并由三通管的第三端口排出到滤油箱5内,即使在燃油箱3内燃油液位较低时,也使滤油箱5能够保持所定的燃油液位,便于燃油泵6吸取燃油。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括改变第一压力测量模块与燃油箱3底部距离的安装结构,所述安装结构包括:

两组竖向设置于燃油泵6外周且第一压力测量模块固定安装座可嵌入两组之间的安装固定侧板,在安装固定侧板上均布有多组安装孔;

第一压力测量模块可拆卸安装在第一压力测量模块固定安装座上,第一压力测量模块固定安装座两侧设置有与安装孔可拆卸安装的调节抓;

第一压力测量模块固定安装座通过调节抓与安装孔实现与安装固定侧板的可拆卸安装。这种结构便于调整第一压力测量模块与燃油箱底部的距离,进而调整第一压力测量模块与第二压力测量模块间的高度值。

在本发明的一种优选实施方式中,安装孔外侧倾斜设置有防脱面,调节抓上设有可与防脱面抵接接触的抓力面,抓力面朝安装孔外侧倾斜设置。便于安装孔与调节抓稳固安装,防止脱落。

本发明还公开了一种基于差压的燃油液位感应传感系统的控制方法,包括以下步骤:

S1,汽车未启动时,测量燃油箱3的液位高度;

S2,汽车运行时,测量燃油箱3的液位高度,并将其液位高度显示在仪表盘或/和中控屏上。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S1中包括以下步骤:

S11,第二压力测量模块判断其第一压力测量模块测量的第一压力值是否小于或者等于预设第一压力阈值:

若第一压力测量模块测量的第一压力值小于或者等于预设第一压力阈值,则第二压力测量模块将第一压力测量模块测量的第一压力值传送给控制器;此时,第二压力测量模块不采集第二压力值,待汽车运行时,在仪表盘或/和中控屏上发出警报;

若第一压力测量模块测量的第一压力值大于预设第一压力阈值,则第一压力测量模块继续测量燃油箱3中的第一压力值;执行步骤S12;

S12,控制器接收第二压力测量模块发送的第一压力值和第二压力值;控制器判断其第一压力值是否大于或者等于预设第二压力阈值:

若第一压力值大于或者等于预设第二压力阈值,预设第二压力阈值大于预设第一压力阈值,则计算液位高度,其液位高度的计算方法为:

S121,计算第一压力测量模块测得的液位高度:

F1=ηρgh1S1

其中,F1表示第一压力测量模块测量的第一压力值;

ρ表示燃油箱3中燃油密度;

g表示重力加速度,一般情况9.8N/Kg,N表示力学单位牛,Kg表示质量单位千克;

h1表示第一压力测量模块距离燃油液面的距离;

S1表示第一压力测量模块的受力面积;

η表示转换系数;

H1=h1+h1′,

其中,h1表示第一压力测量模块距离燃油液面高度值;

h1′表示第一压力测量模块距离燃油箱3底部的距离;

H1表示第一压力测量模块测得的液位高度;

S122,计算第二压力测量模块测得的液位高度:

F2=ηρgh2S2

其中,F2表示第二压力测量模块测量的第二压力值;

ρ表示燃油箱3中燃油密度;

g表示重力加速度,一般情况9.8N/Kg,N表示力学单位牛,Kg表示质量单位千克;

h2表示第二压力测量模块距离燃油液面的距离;

S2表示第二压力测量模块的受力面积;

η表示转换系数;

H2=h2+h2′,

其中,h2表示第二压力测量模块距离燃油液面高度值;

h2′表示第二压力测量模块距离燃油箱3底部的距离;

H2表示第二压力测量模块测得的液位高度;

S123,判断其第一压力测量模块测得的液位高度H1与第二压力测量模块测得的液位高度H2间的关系:

其中,||表示取绝对值,ΔH表示预设高度差误差阈值,Δh表示第一压力测量模块与第二压力测量模块间的高度差;H0表示中间参数,则执行步骤S124;

则执行步骤S125;

其中,H表示根据第一压力测量模块测得的第一压力值和第二压力测量模块测得的第二压力值得出的汽车未启动时液位高度;

其中,min(,)表示取其中的较小者。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中包括以下步骤:

S21,获取汽车运行时流量传感器测得的实时流量值,记作Qt

S22,计算汽车T时刻前消耗燃油体积,其消耗燃油体积的计算方法为:

其中,Qt表示t时刻的实时流量值;

表示误差系数;

VT表示T时刻前汽车消耗燃油体积;

S23,根据步骤S22计算得到的T时刻前消耗燃油体积VT,计算其燃油箱3下降高度值,其燃油箱3下降高度值的计算方法为:

h=VT/s,

其中,VT表示T时刻前汽车消耗燃油体积;

s表示燃油箱3的横截面积;

h表示燃油箱3下降高度值;

S24,根据步骤S23计算得到的燃油箱3下降高度值h,计算得到燃油箱3的液位高度,其燃油箱3的液位高度的计算方法为:

H0=H-h,

其中,H表示根据第一压力测量模块测得的第一压力值和第二压力测量模块测得的第二压力值得出的汽车未启动时液位高度;

h表示燃油箱3下降高度值;

H0表示汽车运行时燃油箱3的液位高度。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中还包括:

当汽车运行时燃油箱3的液位高度H0小于或者等于预设液位高度阈值,则在仪表盘或/和中控屏上发出警报。

在本发明的一种优选实施方式中,在步骤S2中还包括:

当汽车运行时燃油箱3的液位高度H0小于或者等于预设第一液位高度阈值,预设第一液位高度阈值小于预设液位高度阈值,则控制器发出控制信号,该控制信号为汽车停止运行信号,使其汽车停止运行。

在本发明的一种优选实施方式中,还包括在汽车油箱门内侧设置有加油识别模块(即是射频标签),实现对汽车自动加燃油。该加油识别模块内储存有用户信息,该用户信息包括用户姓名及身份证号码,当其加油枪插入加油孔后,加油枪上设置有用于识别加油识别模块储存用户信息的获取模块,获取模块根据获取的用户信息,自动结算加油金额,无需车主下车支付现金,快捷方便。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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