CN101424559A - 汽车油表的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的汽车油表的控制系统包括控制器和油位传感器,油位传感器用于检测当前油位并输出油位信号,控制器用于实时采集油位信号,所述控制器还用于实时采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号,根据给定统计时间内所采集的油位信号以及当前的车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号判断车辆当前工况,并根据油位信号结合车辆当前工况输出控制信号。本发明提供的汽车油表的控制系统避免了现有的汽车油表控制系统容易造成很大的油位指示误差的问题,能够准确地指示汽车在任何工况下的油位状态,提高了行车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统,尤其涉及一种汽车油表的控制系统。
背景技术
对汽车油箱内燃油量的定量指示通过油表来显示,油表的准确显示是保证汽车安全运行的重要标准。现有的汽车油表控制系统通过采集由油箱内油面浮子浮动造成的阻值变化信号来对应显示油表数值,并每隔一定的延迟时间采集一次阻值变化信号,屏蔽了由于汽车在上下坡或者颠簸等非常规工况下所造成的浮子阻值的大幅度变化,保证了油表指示的准确性。
随着现有MPV和SUV汽车排量的增大,要求油箱的容积也日益增大,在非常规工况下浮子阻值的变化也增大许多,因此在常规工况下想要得到准确的油表指示值,则对阻值变化信号的采集的延迟时间不能过大,但这样会造成在非常规工况下油位指示的较大误差;而在非常规工况下想要得到准确的油表指示值,则对阻值变化信号的采集的延迟时间需要设置较大值,又造成了在常规工况下出现较大的油位指示误差。因此,采用现有的汽车油表的控制系统对现有的MPV和SUV的大型油箱进行油量采集,不能兼顾常规工况和非常规工况下油表指示的准确性,容易造成很大的油位指示误差,从而致使因用户的误判断而降低行车的安全性。
发明内容
本发明的目的是为克服现有汽车油表的控制系统在对大型油箱进行油量采集时不能兼顾常规工况和非常规工况下油表指示的准确性,容易造成很大的油位指示误差的问题,提供一种可根据汽车不同的工况而控制油表进行适当的指示的汽车油表的控制系统。
本发明提供的汽车油表的控制系统包括控制器和油位传感器,所述油位传感器用于检测当前油位并输出油位信号,所述控制器用于实时采集油位信号,所述控制器还用于实时采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号,根据给定统计时间内所采集的油位信号以及当前的车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号判断车辆当前工况,并根据油位信号结合车辆当前工况输出控制信号。
本发明提供的汽车油表的控制系统不仅实时采集油位信号,还实时采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号并对上述信号进行综合判断以确定当前汽车所处的工况,例如综合判断当前汽车处于正常运行的常规工况或当前汽车处于坡上运行的非常规工况,根据当前汽车所处的常规或非常规工况来控制油表按接收到的当前油位值进行指示或对接收到的当前油位值进行修正之后再指示,能够正确地指示各种工况下油箱的实际油位值,使用户能够根据所指示的实际油位值对车辆状况进行准确判断以采取相应的措施。采用本发明提供的汽车油表的控制系统避免了现有的汽车油表控制系统容易造成很大的油位指示误差的问题,能够准确地指示汽车在任何工况下的油位状态,提高了行车的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的汽车油表的控制系统的原理框图;
图2为本发明提供的汽车油表的控制系统的控制器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的汽车油表的控制系统做进一步的详细描述。
图1为本发明提供的汽车油表的控制系统的原理框图。如图1所示,本发明提供的汽车油表的控制系统包括控制器1和油位传感器3,所述油位传感器3用于检测当前油位并输出油位信号,所述控制器1用于实时采集油位信号,其中,所述控制器1还用于实时采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号,根据给定统计时间内所采集的油位信号以及当前的车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号判断车辆当前工况,并根据油位信号结合车辆当前工况并输出控制信号。
所述油位传感器3为任意可以检测油位并输出油位信号的传感器,例如可以为浮子油位传感器,通过采集油面上的浮子随油量增减而移动所产生的对应电阻阻值变化来检测油位。
所述控制器1为任意可以根据程序的指示控制油表显示不同油位的控制器,例如可以为PLC或单片机。所述控制器1采集油位信号的方式为通过油位传感器检测油箱内的油位并将油位信号传递至控制器1,同样的,所述控制器1采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号的方式为通过车速传感器、发动机转速传感器、常电传感器和ON档传感器检测车速、发动机转速、是否具有常电信号、是否具有ON档信号并将车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号传递至控制器1。所述传感器对各种信号的采集和传递为本领域技术人员所公知。
如图2所示,所述控制器1包括信号采集单元2、比较单元4、车况判断单元5和控制单元6;所述信号采集单元2用于实时采集油位信号、车速信号、发送机转速信号、常电信号和ON档信号以得到当前油位值、车速值、转速值、常电状态值和ON状态值,并将所述当前油位值发送至比较单元4和控制单元6,将所述车速值、转速值、常电状态值和ON状态值发送到车况判断单元5。
所述信号采集单元2在每个采样周期进行一次油位信号采集,所述采样周期可通过系统时钟设置,优选情况下采样周期的范围为200毫秒至1秒。
所述比较单元4用于对给定统计时间内所接收到的当前油位值进行比对,并将比对结果发送到车况判断单元5。所述给定统计时间可在比较单元4中进行设定,优选情况下给定统计时间的范围为5至10个采样周期。所述比对结果反映了汽车油位在给定统计时间内的变化情况。
所述车况判断单元5根据所述比对结果以及当前接收到的车速值、转速值、常电状态值和ON状态值判断车辆当前工况,并将判断结果发送至控制单元6。通常情况下,所述车辆当前工况为车辆维修工况、平地运行工况、坡上怠速工况、坡上运行工况、坡上停车工况、正常加油工况、异常加油工况、油站漏油工况和怠速漏油工况中的一者。如何根据所述比对结果以及给定统计时间内所接收到的车速值、转速值、常电状态值和ON状态进行车辆工况的判断将在下文中通过表格的方式来说明。
所述控制单元6用于根据所述判断结果以及接收到的当前油位值输出控制信号,通过控制信号控制油表显示实际油位值。通过控制信号控制油表显示油位为本领域技术人员所公知。下面通过表1来进一步说明所述给定统计时间内多个当前油位值的比对结果与当前车速值、常电状态值、ON状态值、发动机转速值、汽车当前工况以及油表显示的关系。
表1
如表1所示,在车辆维修完毕后会重新接上蓄电池电源,因此具有常电信号,常电值不为零。而此时车辆没有上ON档电,没有运行,处于熄火状态,因此没有ON档信号、车速信号和发动机转速信号,则所述车况判断单元5当当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零。如果此时车辆处于搬运过程,则比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内的当前油位值不规律变化。因此,车况判断单元5判断当前车辆工况为车辆维修工况,并执行预先设定的程序,所述控制单元6控制油表显示不规律变化前的油位值。控制器1屏蔽了因为车辆搬运而造成的油位变化,真实地反应了此时应为保持不变的油位值。
在车辆正常运行时,有车速信号输入,转速信号输入,常电信号输入以及ON档信号输入,因此车况判断单元5当前接收到的常电状态值、ON状态值、车速值和发动机转速值均不为零。由于行车过程中偶有颠簸路面或过坎,则比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值保持不变。因此,控制单元6判断此时车辆工况为正常运行工况,并执行预先设定的程序,控制油表显示当前油位值。控制器1真实反映了此时应为保持不变的油位值。
当汽车在坡上怠速时,无车速信号输入,但未熄火,因此具有转速信号输入,常电信号输入以及ON档信号输入,车况判断单元5当前接收到的车速值为零而常电状态值、ON状态值、发动机转速值均不为零。此时由于车辆上坡或下坡后停放于半坡,油箱按坡度会突然倾斜。则比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变,所述的阶跃即为油位的突然变化。因此,控制单元6判断汽车工况为坡上怠速工况。由于在坡上怠速时仍有燃油消耗,但消耗非常慢,控制单元6执行预先设定的程序,控制油表显示从阶跃前的油位值起以车辆怠速的油耗所引起的油位下降速度逐步减小。控制器1缓慢地将油表显示的油位从阶跃前的油位值向阶跃后的油位值调整,避免了由于坡度造成了油位突然变化。由于坡度不同以及汽车耗油量的区别,对油位值的缓慢调整速度也不同。根据实车测试的结果,所述车辆怠速的油耗所引起的油位下降速度根据油箱的液位比及修正工况确定,即油位下降速度=油箱的液位比*修正工况。其中,油箱的液位比=油位高度/油箱容积,修正工况=汽车怠速油耗比。所述油箱的液位比和所述汽车怠速油耗比视不同车型而定。
当汽车在坡上运行时,有车速信号输入,转速信号输入,常电信号输入以及ON档信号输入,车况判断单元5当前接收到的常电状态值、ON状态值、车速值和发动机转速值均不为零。此时由于车辆上坡或下坡并继续运行,油箱上坡时按坡度突然倾斜。因此比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变。因此,控制单元6判断汽车当前工况为坡上运行工况,并执行预先设定的程序,控制油表显示从阶跃前的油位值起以车辆运行的油耗所引起的油位下降速度逐步减小。控制器1将油位缓慢地从阶跃前的油位值向阶跃后的油位值调整,避免了由于坡度造成了油位突然变化。同样的,汽车在坡上运行有燃油消耗,但较在坡上怠速时快,而要达到规律变化后的值还很缓慢。由于坡度不同以及汽车耗油量的区别,对油位值的缓慢调整速度也不同。根据实车测试的结果,所述车辆运行的油耗所引起的油位下降速度根据油箱的液位比及修正工况而定,即油位下降速度=油箱的液位比*修正工况。其中,油箱的液位比=油位高度/油箱容积,修正工况=汽车运行油耗比。所述油箱的液位比和所述汽车运行油耗比视不同车型而定。
当汽车在坡上停车时,车辆停放半坡并熄火,此时没有车速和转速输入,而仍有常电和ON档输入。因此所述车况判断单元5当前接收到的常电状态值和ON状态值不为零,车速值和发动机转速值为零。此时由于汽车停放于半坡,油箱在上坡时按坡度倾斜,因此比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变。控制单元6判断汽车当前工况为坡上停车工况,并执行预先设定的程序,控制油表显示阶跃前的油位值。控制器1屏蔽了由于上坡而造成的油位突然下降,而是真实反映了此时由于停车而应有的上坡前的油位值。
当汽车进行正常加油时,除了没有断开蓄电池电源,常电不为零,没有车速、发动机转速和ON档输入。因此车况判断单元5当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零。此时由于在为油箱进行正常加油,在一定统计时间内油位缓慢而有规律的呈现上升变化。因此,比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值规律增加。控制器单元6判断车辆当前工况为正常加油工况,并执行预先设定的程序,在用户上ON档电后控制油表显示当前油位值。因此油表真实反映了此时车辆由于加油而应有的增加的当前油位值。
在车辆进行异常加油时,同样地,除了没有断开蓄电池电源,常电不为零,没有车速、发动机转速和ON档输入。因此车况判断单元5当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零。但此时不通过油枪从加油口加油,而是直接换油箱,因此比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值有一次阶跃且在该次阶跃后保持不变。因此,控制单元6判断车辆当前工况为异常加油工况,并执行预先设定的程序,在用户上ON档电后控制油表显示阶跃前的油位值。此时油表不显示当前真实的油位,而仅显示加油前的油位。因此此时用户只能断开蓄电池电源进行断电复位后,由控制器1重新采集当前油位,或者不进行处理,在车辆运行时依靠控制器1根据当时的工况自行调整。
当车辆在油站漏油时,即加油时油箱就发生了漏油的情况,加满后用户上了ON档,此时有常电输入和ON档输入,但由于未启动离开油站,无车速和发动机转速输入。因此车况判断单元5当当前接收到的常电状态值和ON状态值不为零,车速值和发动机转速值为零。由于油箱漏油,油位规律变小,因此比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值减小。因此,控制单元6判断车辆当前工况为油站漏油工况,并执行预先设定的程序,控制油表显示当前油位值。油表真实反映了当前由于漏油而应有的油位变化,用户可根据车辆未行使而油位有变化而得知车辆漏油并采取相应措施。
当车辆怠速而发生漏油时,车辆停止运行而未熄火,此时车速无输入而常电、ON档和发动机转速均有输入,因此车况判断单元5当当前接收到的车速值为零,常电状态值、ON状态值、发动机转速值均不为零。因为漏油,油位快速下降,因此比较单元4输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值减小。因此,控制单元6判断车辆当前工况为怠速漏油工况,并执行预先设定的程序,控制油表显示当前油位值。油表真实反映了当前由于漏油而应有的油位快速变化,用户可根据车辆怠速而油位快速变化而得知车辆漏油并采取相应措施。
可通过对控制器1中程序的设置来添加或删除车辆当前工况,也可对现有工况的判定参数进行修改。
本发明可以应用于任意可以根据控制信号的控制而显示油位的油表,例如可以为数字油表或者指针型油表。
Claims (8)
1.一种汽车油表的控制系统,该控制系统包括控制器(1)和油位传感器(3),所述油位传感器(3)用于检测当前油位并输出油位信号,所述控制器(1)用于实时采集油位信号,其中,所述控制器(1)还用于实时采集车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号,根据给定统计时间内所采集的油位信号以及当前的车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号判断车辆当前工况,并根据油位信号结合车辆当前工况输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其中,所述给定统计时间的范围为5至10个采样周期。
3.根据权利要求2所述的控制系统,其中,所述采样周期的范围为200毫秒至1秒。
4.根据权利要求1所述的控制系统,其中,所述控制器(1)包括信号采集单元(2)、比较单元(4)、车况判断单元(5)和控制单元(6);
所述信号采集单元(2)用于实时采集油位信号、车速信号、发动机转速信号、常电信号和ON档信号以得到当前油位值、车速值、转速值、常电状态值和ON状态值,并将所述当前油位值发送至比较单元(4)和控制单元(6),将所述车速值、转速值、常电状态值和ON状态值发送到车况判断单元(5);
所述比较单元(4)用于对给定统计时间内所接收到的多个当前油位值进行比对,并将比对结果输出到车况判断单元(5);
所述车况判断单元(5)根据所述比较单元(4)的比对结果以及当前接收到的车速值、转速值、常电状态值和ON状态值判断车辆当前工况,并将判断结果发送至控制单元(6);
所述控制单元(6)用于根据所述车况判断单元(5)的判断结果以及接收到的当前油位值输出控制信号。
5.根据权利要求4所述的控制系统,其中,所述控制单元(6)用于根据所述车况判断单元(5)的判断结果以及接收到的当前油位值输出如下控制信号中的至少一种:
当所述车况判断单元(5)判断所述车辆当前工况为车辆维修工况时,其中比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内的当前油位值不规律变化,所述控制单元(6)输出控制油表显示不规律变化前的油位值的控制信号;
当所述车况判断单元(5)判断所述车辆当前工况为坡上怠速工况时,其中比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变,所述控制单元(6)输出控制油表显示从阶跃前的油位值起以车辆怠速的油耗所引起的油位下降速度逐步减小的控制信号;
当所述车况判断单元(5)判断所述车辆当前工况为坡上运行工况时,其中比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变,所述控制单元(6)输出控制油表显示从阶跃前的油位值起以车辆运行的油耗所引起的油位下降速度逐步减小的控制信号;
当所述车况判断单元(5)判断所述车辆当前工况为坡上停车工况或异常加油工况时,其中比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变,所述控制单元(6)输出控制油表显示阶跃前的油位值的控制信号。
6.根据权利要求5所述的控制系统,其中,所述控制单元(6)用于根据所述车况判断单元(5)的判断结果以及接收到的当前油位值还输出如下控制信号:
当所述车况判断单元(5)判断所述车辆当前工况为平地运行工况、正常加油工况、油站漏油工况或怠速漏油工况时,所述控制单元(6)输出控制油表显示当前油位值的控制信号。
7.根据权利要求5所述的控制系统,其中,
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内的当前油位值不规律变化时,所述车况判断单元(5)判断车辆当前工况为车辆维修工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到车速值为零、ON状态值、常电状态值和发动机转速值均不为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变时,所述车况判断单元(5)判断车辆当前工况为坡上怠速工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值、ON状态值、车速值和发动机转速值均不为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为坡上运行工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值和ON状态值不为零,车速值和发动机转速值为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值中存在一次阶跃且在该次阶跃后保持不变时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为坡上停车工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值有一次阶跃且在该次阶跃后保持不变时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为异常加油工况。
8.根据权利要求6所述的控制系统,其中,
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值、ON状态值、车速值和发动机转速值均不为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值保持不变时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为平地运行工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值不为零,ON状态值、车速值和发动机转速值均为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值增加时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为正常加油工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的常电状态值和ON状态值不为零,车速值和发动机转速值为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值减小时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为油站漏油工况;
当所述车况判断单元(5)当前接收到的车速值为零,常电状态值、ON状态值、发动机转速值均不为零,且比较单元(4)输出的比对结果为在给定统计时间内多个当前油位值减小时,所述车况判断单元(5)判断当前工况为怠速漏油工况。
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