CN101290241A

CN101290241A - 异常情况下燃油表信号处理方法

Info

Publication number: CN101290241A
Application number: CNA2007100396808A
Authority: CN
Inventors: 杨毅; 汪丁旺; 徐朱翔; 王明明; 王滨滨
Original assignee: Shanghai Delco Electronics & Instrumentation Co Ltd
Current assignee: Shanghai Delco Electronics & Instrumentation Co Ltd
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: CN101290241B

Abstract

本发明公开了异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤：A.采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B.根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C.根据滤波系数，控制步进电机运动速率。本发明针对现有技术中汽车燃油表的不足之处，提供一种对燃油表有效、便捷的信号处理方法。该信号处理方法是基于单片机燃油信号的采集，转换成有效的数字信号进行处理，并根据行车中的实际情况做出判断，从而能够指示出油箱正确的油量。

Description

异常情况下燃油表信号处理方法

技术领域：

本发明涉及汽车仪表信号处理方法，特别涉及异常情况下燃油表信号处理方法。

背景技术：

燃油表在汽车仪表中是最能处理好的表头之一，在油箱有一悬浮的浮子会随油位的变化而变化，浮子的变化改变燃油传感器的阻值，仪表根据传感器的阻值去指示.我们知道汽车开动起来在车子转弯时和停在斜坡上时油箱中的油位都会发生倾斜，所以这时传感器的阻值不是真实的油箱油量，所以传统没有经过信号处理的燃油表对油量的指示就会产生短暂或长时间的非准确指示和小范围的指针抖动，从而对汽车驾驶人员对油量的控制造成一定的影响。

发明内容：

本发明的目的是提供异常情况下燃油表信号处理方法，从而克服汽车在行驶过程中出现异常情况下对燃油表所造成各种干扰。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤：A、采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动速率。

步骤A又包括以下步骤：A1、对燃油信号进行AD信号采样；A2、对AD信号进行求滑动平均，得到燃油AD值；A3、求出电源电压的AD采样值；A4、计算燃油输入值；A5、根据输入值分段线形求出燃油输出值；A6、判断燃油输出值是否超出上限，若是，则燃油输出值为上限值。

步骤B又包括以下步骤：B1、燃油当前值初始化为0；B2、当前值两次大于燃油表输出值时，滤波系数加1，当前值两次小于燃油表输出值时，滤波系数减1，否则滤波系数为0；B3、计算燃油目标值；B4、将燃油目标值与燃油当前值比较，若燃油目标值大于燃油当前值，则燃油步进电机正转，若燃油目标值等于燃油当前值，则燃油步进电机保持，若燃油目标值小于燃油当前值，则燃油步进电机反转。

步骤C又包括以下步骤：C1、判断滤波系数是否小于等于5；C2、若滤波系数小于等于5，则步进电机速度为1.25秒走一步；C3、若滤波系数大于5，则判断点火时间是否到5秒；C4、若点火时间小于5秒，则步进电机速度为(滤波系数最大值-滤波系数)×2.5ms走一步；C5、若点火时间大于5秒，则判断是否有速度；C6、如有速度，则步进电机速度为832.5ms走一步；C7、若没有速度，则步进电机速度为450ms走一步。

本发明针对现有技术中汽车燃油表的不足之处，提供一种对燃油表有效、便捷的信号处理方法。该信号处理方法是基于单片机燃油信号的采集，转换成有效的数字信号进行处理，并根据行车中的实际情况做出判断，从而能够指示出油箱正确的油量。

附图说明：

图1为本发明的流程图

图2为本发明中步骤A的流程图

图3为本发明中步骤B的流程图

图4为本发明中步骤C的流程图

图5为本发明中AD采样电路

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。

具体的处理方法是先对燃油输入信号进行分析，一般最常见的燃油输入信号有两种，分别是模拟输入电阻信号和PWM脉宽调制信号。对于模拟电阻信号的处理采用单片机A/D输入口，先由单片机外围电路把模拟的输入电阻信号转换成模拟的电压信号，而后单片机对电压信号进行模数转换，从而变成容易可以处理的数字信号。对于PWM脉宽调制信号的处理采用单片机内部中断计数器的处理方式，求出所需要的占空比。对于这两种的输入信号，其实质都是是转化成数字信号，所以在通过信号处理程序之前，先要对其进行滤波处理，把每次所得到的AD转换值或者是PWM脉宽调制值都进行滑动平均滤波得出平均值，然后在把信号加以放大，这样做法有效的避免了单片机硬件结构和外围电路在转换过程中所造成的数据波动。

其次要判断汽车是否是刚点火，在汽车刚点火后，要求汽车燃油表马上指示到油箱的正确油量位置。所以这时要求指针燃油表及时响应到正确位置上，所以在点火启动后的5-8秒内，燃油表快速响应到正确位置。而在行车过程中由于对信号进行异常处理，燃油表不会做快速的响应。点火后的快速响应在滑动平均滤波后也可能产生小范围的抖动，所以这里要做一个对燃油指示目标值的逼近算法，确保指示无误。

而后要判断汽车在点火状态下是否有速度，在没有速度的情况下，然后判断新指示目标值与当前目标值的差值大于规定的某个固定的常数且是连续变化的，则判断为点火加油，其响应速度从空到油箱满在2分钟之内达到。当在点火后有速度时，则判断为行车，其响应速度从空到油箱满在10分钟之内达到，响应速度是在单片机的时钟中断里调节的，因为走的慢，所以就很好的避免了由于车子的不平稳，造成的油箱汽油或柴油的晃动。

在点火状态下，不论是有速无速都要遵循输出滤波算法，该算法先根据输入的滤波值(滑动平均滤波值)分段比对得出燃油输出值，如果超出输出线性表的值，则返回最大值，然后比较电机运动新计算值方向与当前运动方向，如果指示方向增大(即油量值增加)，则f＝f+1，燃油的目标值为当前值+(新计算值-当前值)*f/fmax，其中f为滤波系数，滤波系数f会在0~fmax之间变动。如果指示方向减小(即油量值减小)，则f＝f-1，燃油的目标值为当前值+(新计算值-当前值)*f/fmax。这样滤波的目的是电机运动速度和滤波系数成正比，并且在目标值和当前值相等时会减速，而且很好的控制了行车过程中由于路矿、上坡、转弯等异常情况的处理。

根据本发明的一个实施例，采用NEC公司的8BIT单片机78F0852作为开发平台，该单片机包括40K的ROM、1.5K的RAM、5通道的A/D转换口、3路的16位捕捉定时器和16路的PWM输出口。程序和信息全部储存对于Flash中，从而不需要外接储存芯片。

本系统采用TLE4275的电源驱动芯片，提供单片机5V电源，驱动电流为400mA。

本系统采用步进电机，其最小步进角度为1/12度。

本系统燃油输入为电阻信号输入，单片机AD口进行AD采样。采样电压在0-5V之间。

当输入燃油信号后，燃油电阻信号转换成电压信号，被单片机AD口捕获。

由于AD转换的基准电压是点火电压，所以在转换时候不仅要对输入AD值进行滑动滤波求平均，还要对电话电压进行求平均，公式为：AD电压输入值＝1000*FUEL_AD/IGN_AD_AVERAGE，其中1000是放大倍数，FUEL_AD为燃油AD平均，IGN_AD_AVERAGE为点火电压平均。

得到AD采样值后，经过分段查表函数得到一个指示新值，查表函数通过目标值为当前值+(新计算值-当前值)*f/fmax的算法，求得其滤波后的目标值。

CPU通过对目标值和当前值的比对进行对步进电机的驱动。根据次处理方法，仪表指示准确可靠。

图5为本发明中AD采样电路。图中，FUEL IN为燃油信号输入，P IGN为点火电压，FUEL AD去单片机的AD转换引脚。

因此，如图1所示，本发明的异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤：A、采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动速率。

图2为步骤A的流程图：对燃油信号进行AD采样，把采样进来的AD值进行滑动平均滤波得出平均值，再对电源电压进行AD采样后进行求平均，然后我们就能得到燃油的输入值为1000*然后AD值比上电源AD值，其中1000是放大倍数，因为燃油指示为步进电机所处的位置，所以我们把输出值对应成步进电机所处位置，因为输出值与输入值成线性关系，所以根据客户要求的某几个燃油输出点进行分段，把分段后的燃油输入值求出相对应的分段燃油输出值，如果超出输出线性表的值，即超出燃油表步进电机最大指示值，则返回最大值，这样我们就得到最终的燃油输出值。

图3示出了步骤B的流程图：首先我们对当前值进行初始化为0，因为当前值是实际反映步进电机指针所处的位置，刚点火时，指针指示在最低刻度，所以被初始化为0，而后我们判断当前值是否大于新值，其中新值就是燃油表的输出值，如果当前值等于新值的话，燃油的目标值就等于新值，得到目标值等于当前值，此时燃油表指针保持。当前值如果大于新值或者小于新值的话，我们就判断是否连续2次大于或者小于新值，如果不是的话滤波系数f等于0，如果是的话，滤波系数f加1直到加到滤波系数最大值fmax＝16，我们根据得到的滤波系数f，得到燃油目标值为燃油目标值为当前值+(新计算值-当前值)*f/fmax，这样我们就可以把目标值与当前值做比较，得到最终燃油表步进电机的位置。其中滤波系数f的初始值为0，滤波系数不小于0，在本发明的一个实施例中，fmax设定为16。

图4为步骤C的流程图：判断滤波系数是否小于等于5，是的话我们就调整步进速率，为1.25秒走一步，如果为否，判断点火时间是否到5秒，因为在刚点火时，要求燃油表快速响应到指示位置，所以响应速度加快，一步的时间小于2.5毫秒，如果点火超过5秒后，判断汽车是否有速度，如果有速度的话，走步时间加长，无速度的话，走步时间加快。

Claims

1、异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤：A、采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动速率。

2、如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于：步骤A又包括以下步骤：A1、对燃油信号进行AD信号采样；A2、对AD信号进行求滑动平均，得到燃油AD值；A3、求出电源电压的AD采样值；A4、计算燃油输入值；A5、根据输入值分段线形求出燃油输出值；A6、判断燃油输出值是否超出上限，若是，则燃油输出值为上限值。

3、如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于：步骤B又包括以下步骤：B1、燃油当前值初始化为0；B2、当前值两次大于燃油表输出值时，滤波系数加1，当前值两次小于燃油表输出值时，滤波系数减1，否则滤波系数为0；B3、计算燃油目标值；B4、将燃油目标值与燃油当前值比较，若燃油目标值大于燃油当前值，则燃油步进电机正转，若燃油目标值等于燃油当前值，则燃油步进电机保持，若燃油目标值小于燃油当前值，则燃油步进电机反转。

4、如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于：步骤C又包括以下步骤：C1、判断滤波系数是否小于等于5；C2、若滤波系数小于等于5，则步进电机速度为1.25秒走一步；C3、若滤波系数大于5，则判断点火时间是否到5秒；C4、若点火时间小于5秒，则步进电机速度为(滤波系数最大值-滤波系数)×2.5ms走一步；C5、若点火时间大于5秒，则判断是否有速度；C6、如有速度，则步进电机速度为832.5ms走一步；C7、若没有速度，则步进电机速度为450ms走一步。