CN102042861A - 采集车辆油箱内油量数据的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明采集车辆油箱内油量数据的方法及其装置，该方法，车辆行驶状态的油量数据采集过程包含：汽车电源经稳压电源向CPU供电，接通ACC控制开关，汽车电源经ACC控制开关和油表向油浮子传感器供电；CPU间歇地采集油浮子传感器输出的油位信号并转换为数字化的油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。车辆停止状态的油量数据采集过程包含：汽车电源经稳压电源向CPU供电，切断ACC控制开关；汽车电源经稳压电源向辅助电源控制器供电；CPU间歇地控制辅助电源控制器向油浮子传感器供电，同步地采集油箱内油位信号并转换为数字化的油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。它在车辆行驶和停止状态下都能提供油箱内油量数据。

Description

采集车辆油箱内油量数据的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种在CPU控制下采集车辆油量数据的装置。

背景技术

当今社会，在物流行业中很大一部分成本是物流运输汽车的耗油成本。现有技术中，为了使司机和管理人员可以在车辆行驶状态随时了解汽车油箱内的油位，每台运输汽车上设置一台检测油箱内油位变化的装置。该装置的结构请参见图1，在汽车的油箱5′中安装一个具有变阻器R6′的油浮子传感器6′。汽车电源1′接ACC控制开关K1′的一端；ACC控制开关K1′的另一端接汽车油表2′的正端21′；油表2′的负端22′连接油表信号线4′和油浮子传感器6′的变阻器R2′滑动臂。该变阻器R6′的一个固定端接地而另一个固定端悬空。油浮子传感器6′在汽车油箱5′中的油浮子因油量的变化而随着油液面上下移动时，变阻器R6′的滑动臂也随着上下移动；变阻器R6′接地端到滑动臂的阻值也跟着作相应的变化。当车辆进入行驶状态，汽车钥匙插入电源开关锁孔并转到打开位置，ACC控制开关K1′接通，汽车电源1′经ACC控制开关K1′、油表2′、变阻器R6′到地线形成回路。油浮子在汽车油箱5′中的位置即变阻器R6′滑动臂的位置与汽车油箱5′中的油位相对应。变阻器R6′滑动臂的位置确定了当时变阻器R6′的有效电阻值，也就确定了流过油表2′的电流量和油表信号线4′的输出电压。从汽车油表2′电流量的变化和油表信号线4′的输出电压的变化可得知油箱中油量的变化。当车辆进入停止状态，汽车钥匙转到关闭位置，即ACC控制开关K1′断开时，上述回路被切断，汽车电源1′不再对汽车油表2′和油浮子传感器6′进行供电，则汽车油表2′的电流量为零，油表信号线4′没有电压输出；它们不再能反应汽车油箱5′中真实的油位。显然该装置在车辆停止状态，无法检测出油箱5′中油量的变化。由于某些司机在车辆停止状态会从汽车油箱5′中偷油或谎报车辆停止状态的加油量。因此，物流公司一般较难控制运输汽车的实际耗油成本。所以，物流行业迫切需要有一个在车辆行驶状态和车辆停止状态持续工作的采集车辆油箱内油量数据的方法，以及相应的车辆油箱内油量检测装置，随时了解汽车加油量和发生了偷油时的偷油量，以及汽车运行时的耗油量等数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采集车辆油箱内油量数据的方法，它在车辆行驶和停止状态下都能提供油箱内油量数据。

进而本发明的第二个目的在于提供应用上述方法的采集车辆油箱内油量数据的装置，它在车辆行驶和停止状态下都能提供油箱内油量数据。

本发明的技术方案是：采集车辆油箱内油量数据的方法，具有车辆行驶状态的油量数据采集过程和车辆停止状态的油量数据采集过程；

车辆行驶状态的油量数据采集过程包含以下操作步骤：

步骤A，汽车电源经稳压电源向CPU供电，接通ACC控制开关，汽车电源经ACC控制开关和油表向油浮子传感器供电；

步骤B，CPU间歇地采集油浮子传感器输出的油箱内油位信号并转换为数字化的油量数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来；

车辆停止状态的油量数据采集过程包含以下操作步骤：

步骤C，汽车电源经稳压电源向CPU供电，切断ACC控制开关；汽车电源经稳压电源向辅助电源控制器供电；

步骤D，CPU间歇地控制辅助电源控制器向油浮子传感器供电；在每一个辅助电源控制器向油浮子传感器供电的期间，CPU同步地采集油浮子传感器输出的油箱内油位信号并转换为数字化的油量数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

进而，本发明应用上述方法的采集车辆油箱内油量数据的装置的技术方案，不改变现有车辆ACC控制开关的结构：油箱中安装具有变阻器的油浮子传感器；ACC控制开关串接在汽车电源与油表的正端之间；所述油浮子传感器的变阻器的一个固定端接地而另一个固定端悬空，该变阻器的滑动臂连接油表信号线；所述汽车电源经稳压电源向CPU和辅助电源控制器供电；所述油表的负端经二极管或开关元件构成的反向隔离器连接所述油表信号线；CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路采集所述油表信号线的电压信号并转换为数字化的油量数据；所述辅助电源控制器的第一控制端连接所述CPU的一个控制输出端，该辅助电源控制器的第二控制端连接所述油表的正端，该辅助电源控制器的输出端经第一分压电阻连接所述变阻器的滑动臂；该辅助电源控制器的第二输入端为低电平时，只有所述CPU间歇地使该辅助电源控制器的第一控制端为高电平的期间，该辅助电源控制器才向所述油浮子传感器的变阻器供电。

在车辆行驶状态，汽车钥匙插入电源开关锁孔并转到打开位置，ACC控制开关接通时，汽车电源经ACC控制开关、油表、变阻器到地线形成回路。司机和管理人员可以从汽车油表电流量的变化得知油箱中油量的变化；同时CPU可以间歇地通过采样电路获得油表信号线的输出电压的变化，从而取得不同时刻油箱中油量变化的数据。但是，油表正端亦即辅助电源控制器的第二输入端始终为高电平，即使CPU间歇地使该辅助电源控制器的第一控制端为高电平，该辅助电源控制器也不会向油浮子传感器的变阻器供电，因而不会影响油表的读数及油表信号线的输出电压。

在车辆停止状态，汽车钥匙转到关闭位置，ACC控制开关断开，上述回路被切断，汽车电源不再对汽车油表和油浮子传感器进行供电，则汽车油表正端变为低电平，该油表的电流量为零。辅助电源控制器的第二输入端为低电平。此时CPU以一定的间隔时间(例如1分钟或5分钟)间歇地使辅助电源控制器的第一控制端为高电平，从而控制辅助电源控制器间歇地经分压电阻向油浮子传感器进行供电，由于反向隔离器的单向导电性，使得辅助电源产生的电流不会流向汽车的油表那一端，因此不会影响到油表信号线处的电压信号的采集。在辅助电源控制器的上述间歇地供电期间里，CPU对油表信号线的电压进行采集，此时CPU所采集到的电压值真实地反映了油箱中油位的高度。CPU仍然可以取得不同时刻油箱中油量变化的数据。

在推荐的辅助电源控制器中，所述第一控制端经第一基极电阻连接第一NPN型三极管的基极，第一NPN型三极管的基极与发射极之间设有第一偏置电阻，第一NPN型三极管的发射极连接第二NPN型三极管的集电极；所述第二控制端经反向器和第二基极电阻连接第二NPN型三极管的基极，第二NPN型三极管的基极与发射极之间设有第二偏置电阻，第二NPN型三极管的发射极连接地线；第二分压电阻的一端连接所述第一NPN型三极管的集电极，第二分压电阻的另一端连接MOS场效应管的栅极和第三分压电阻的一端；第三分压电阻的另一端连接所述辅助电源控制器的电源输入端和箝位二极管的正极；该箝位二极管的负极连接所述MOS场效应管的源极；所述MOS场效应管的漏极连接所述辅助电源控制器的输出端。该辅助电源控制器的结构简单，适合在不更换现有车辆ACC控制开关的情况下推广使用。

在一种实施结构中：所述反向隔离器为二极管，该二极管的正极连接所述油表的负端，该二极管的负极连接所述油表信号线。这种反向隔离器的结构最简单，但二极管在车辆行驶状态有电压降而会影响油表读数的准确性。

为避免反向隔离器在车辆行驶状态有电压降而使油表的读数不准确，在另一种实施结构中：所述反向隔离器为继电器；该继电器线圈的一端连接所述稳压电源的输出端，另一端连接NPN型反向隔离控制三极管的集电极；所述反向隔离控制三极管的发射极接地，所述反向隔离控制三极管的基极经第三基极电阻与所述油表的正端相连接；所述反向隔离控制三极管的基极与发射极之间设有第三偏置电阻；所述继电器的常闭动触点与所述油表的负端相连接，该继电器的定触点与所述油表信号线相连接。利用反向隔离控制三极管自动检测ACC控制开关的状态，从而控制继电器的操作；自动接通或切断油表负端与油表信号线的连接。保证了在车辆行驶状态，反向隔离器没有电压降，油表的读数准确；在车辆停止状态，辅助电源控制器提供的辅助电源不会施加到油表，不会造成油表的指针反向摆动而损害油表。其控制清晰可靠且结构简单。

本发明应用上述方法的采集车辆油箱内油量数据的装置的另一种技术方案，改变现有车辆ACC控制开关的结构：油箱中安装具有变阻器的油浮子传感器；ACC控制开关串接在汽车电源与油表的正端之间；油浮子传感器的变阻器的一个固定端接地而另一个固定端悬空，该变阻器的滑动臂连接油表信号线；所述汽车电源直接经稳压电源向CPU供电；所述油表的负端经二极管或开关元件构成的反向隔离器连接所述油表信号线；所述CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路采集所述油表信号线的电压信号并转换为数字化的油量数据；所述汽车电源经稳压电源和一个与所述ACC控制开关联动且开闭状态相反的第二开关向辅助电源控制器供电；所述辅助电源控制器的控制端连接所述CPU的一个控制输出端，该辅助电源控制器的输出端经分压电阻连接所述变阻器的滑动臂；只有所述CPU间歇地使该辅助电源控制器的控制端为高电平的期间，该辅助电源控制器才向所述油浮子传感器的变阻器供电。

在车辆行驶状态，汽车钥匙插入电源开关锁孔并转到打开位置，ACC控制开关接通时，汽车电源经ACC控制开关、油表、变阻器到地线形成回路。司机和管理人员可以从汽车油表电流量的变化得知油箱中油量的变化；同时CPU可以间歇地通过采样电路获得油表信号线的输出电压的变化，从而取得不同时刻油箱中油量变化的数据。但是，第二开关切断了稳压电源向辅助电源控制器的供电，该辅助电源控制器也不会向油浮子传感器的变阻器供电，因而不会影响油表的读数及油表信号线的输出电压。

在车辆停止状态，汽车钥匙转到关闭位置，ACC控制开关断开，上述回路被切断，汽车电源不再对汽车油表和油浮子传感器进行供电，则汽车油表正端变为低电平，该油表的电流量为零。第二开关接通了稳压电源向辅助电源控制器的供电。此时CPU以一定的间隔时间(例如1分钟或5分钟)间歇地使辅助电源控制器的控制端为高电平，从而控制辅助电源控制器间歇地经分压电阻向油浮子传感器进行供电，由于反向隔离器的单向导电性，使得辅助电源产生的电流不会流向汽车的油表那一端，因此不会影响到油表信号线处的电压信号的采集。在辅助电源控制器的上述间歇地供电期间里，CPU对油表信号线的电压进行采集，此时CPU所采集到的电压值真实地反映了油箱中油位的高度。CPU仍然可以取得不同时刻油箱中油量变化的数据。

在一种实施结构中：所述反向隔离器为二极管，该二极管的正极连接所述油表的负端，该二极管的负极连接所述油表信号线。这种反向隔离器的结构最简单，但二极管在车辆行驶状态有电压降而会影响油表读数的准确性。

为避免反向隔离器在车辆行驶状态有电压降而使油表的读数不准确，另一种简化的实施结构是：所述开关元件构成的反向隔离器是一个与所述ACC控制开关联动且开闭状态相同的第三开关。

最好：所述的辅助电源控制器是可控硅或固体开关。以最简单的电路结构获得最高的可靠性。

本发明的有益效果是：

本发明的方法不仅可以在车辆运行，ACC控制开关呈接通状态时对汽车油箱中的油量进行实时检测和采集；而且可以在车辆停止运行，ACC控制开关呈断开状态时对汽车油箱中的油量进行实时检测和采集。从而可以全天候地实时、准确地自动获得和记录汽车的油箱中油量的变化的数据，真实反应车辆加油和耗油的情况。有利于司机和物流公司进行总结分析，从而控制和降低车辆的实际耗油成本。特别是在车辆停止运行的状态，CPU间歇地以一定的间隔时间控制辅助电源控制器向油浮子传感器供电并进行油量信号采集，可以减少占停止运行状态绝大部分的非采样期间对电源的消耗，即节能也有利于安全。

本发明的装置，由于采用CPU和采样电路取得油表信号线处反映油箱中油量的变化的数据，改变了人为观察油表而不便于记录和传输油箱中油量数据的缺陷，使得物流企业可以运用自动化的手段及时获得各车辆运行过程中加油和耗油的数据。又由于采用了反向隔离器和辅助电源控制器，在车辆熄火停止运行的状态，CPU仍然可以通过采样电路取得油表信号线处反映的油箱中油量变化的数据，改变了车辆停止运行的ACC控制开关断开状态不能获得、记录和传输油箱中油量数据的缺陷，使得物流企业可以运用自动化的手段及时获得各车辆在停止运行的过程中加油和偷油的数据。特别是在车辆停止运行的状态，CPU间歇地以一定的间隔时间控制辅助电源控制器经分压电阻向油浮子传感器进行供电，CPU在上述供电期间里对油表信号线的电压进行采集，可以减少车辆停止运行状态对电源的消耗，即节能也有利于安全。该装置不仅可以在车辆运行，ACC控制开关呈接通状态时对汽车油箱中的油量进行实时检测和采集，而且可以在车辆停止运行，ACC控制开关呈断开状态时对汽车油箱中的油量进行实时检测和采集，从而使物流行业可以实时准确地掌握汽车油箱中油量的变化情况及司机偷油量、偷油时刻的相关信息。

附图说明

图1为一种现有的检测油箱内油位变化的装置的电路结构示意图；

图2为本发明采集车辆油箱内油量数据的装置的一个实施例的电路方框结构示意图；

图3为图2实施例中辅助电源控制器的一种具体电路的结构示意图；

图4为图2实施例中反向隔离器的一种具体电路的结构示意图；

图5为图2实施例中反向隔离器的另一种具体电路的结构示意图；

图6为图2实施例采集到的车辆油箱内油量数据图；

图7为本发明用于采集车辆油箱内油量数据的装置的第二个实施例的电路方框结构示意图；

图8为图6实施例的一种具体电路的结构示意图；

图9为图6实施例的另一种具体电路的结构示意图；

具体实施方式

实施例一

本发明采集车辆油箱内油量数据的装置一个实施例的电路方框结构，如图2所示。该装置有：一个CPU、一个汽车电源1、一个由汽车钥匙驱动的ACC控制开关K1、一个油表2、一个二极管或继电器构成的反向隔离器3、一个油表信号线4、一个具有变阻器R6的油浮子传感器6、一个采样电路7、一个辅助电源控制器8和一个稳压电源9。其中，ACC控制开关K1采用现有车辆使用的ACC控制开关。具有变阻器R6的油浮子传感器6为常规的产品，安装在本车辆的油箱5中。

汽车电源1直接向稳压电源9供电，稳压电源9的第一输出端VCC1向CPU的电源输入端VC1提供电压为+5伏特的直流电源；稳压电源9的第二输出端VCC2向辅助电源控制器8的电源输入端VC2提供电压为+12伏特的直流电源。ACC控制开关K1串接在汽车电源1与油表2正端21之间；该油表2的负端22经反向隔离器3连接油表信号线4。油表信号线4连接油浮子传感器6的变阻器R6的滑动臂，该变阻器R6的一个固定端接地而另一个固定端悬空。

辅助电源控制器8的第一控制端I1连接CPU的一个控制输出端P1，辅助电源控制器8的第二控制端I2连接油表2的正端21，辅助电源控制器8的输出端O1经分压电阻81连接变阻器R6的滑动臂。采样电路7串接在油表信号线4与CPU的A/D输入端之间。采样电路7的作用是使CPU的A/D输入端的输入范围与油表信号线4的电压变化范围相适配，采样电路7可以采用电阻分压电路等常规电路结构。

辅助电源控制器8按照只有在第一控制端为高电平且第二输入端为低电平时才能将稳压电源9提供的电源向外输出的原则进行设计。

辅助电源控制器8的一种具体电路的结构，如图3所示。

该辅助电源控制器8的第一控制端I1经第一基极电阻R1连接第一NPN型三极管N1的基极，第一NPN型三极管N1的基极与发射极之间设有第一偏置电阻R2，第一NPN型三极管N1的发射极连接第二NPN型三极管N2的集电极。辅助电源控制器8的第二控制端I2经反向器U2和第二基极电阻R3连接第二NPN型三极管N2的基极，第二NPN型三极管N2的基极与发射极之间设有第二偏置电阻R4，第二NPN型三极管N2的发射极连接地线GND。第二分压电阻R5的一端连接第一NPN型三极管N1的集电极，第二分压电阻R5的另一端连接MOS场效应管U1的栅极G和第三分压电阻R16的一端；第三分压电阻R16的另一端连接辅助电源控制器8的电源输入端VC2和箝位二极管D1的正极；该箝位二极管D1的负极连接MOS场效应管U1的源极S；MOS场效应管U1的漏极D连接辅助电源控制器8的输出端O1。

当辅助电源控制器8的第二控制端I2为高电平，则第二NPN型三极管N2的基极为低电平，第二NPN型三极管N2的集电极与发射极之间相当于断路，此时无论第一NPN型三极管N1的集电极与发射极之间是否导通，没有电流流过第二分压电阻R5和第三分压电阻R16，MOS场效应管U1的栅极G的电压等于辅助电源控制器8的电源输入端VC2电压(+12伏特)。由于辅助电源控制器8的电源输入端VC2与MOS场效应管U1源极S之间的箝位二极管D1在正向工作状态有0.4伏特的电压降，MOS场效应管U1栅极G的电压大于MOS场效应管U1源极S的电压(11.6伏特)，MOS场效应管U1的源极S与漏极D端之间相当于断开，辅助电源控制器8的输出端O1不会向外供电。

当辅助电源控制器8的第二控制端I2为低电平，第二NPN型三极管N2的基极电平为高，则第二NPN型三极管N2导通。此时如果辅助电源控制器8的第一控制端I2为高电平，则第一NPN型三极管N1的基极为高电平，第一NPN型三极管N1的集电极与发射极之间导通，有电流流过第二分压电阻R5和第三分压电阻R6，MOS场效应管U1的栅极G的电压等于第二分压电阻R5与第三分压电阻R16对辅助电源控制器8的电源输入端VC2电压(+12伏特)的分压值，MOS场效应管U1栅极G的电压小于MOS场效应管U1源极S的电压(11.6伏特)，MOS场效应管U1的源极S与漏极D端之间导通，辅助电源控制器8的输出端O1向外供电。

在车辆行驶状态，汽车钥匙插入电源开关锁孔并转到打开位置，ACC控制开关K1接通时，汽车电源1经ACC控制开关K1、油表2、反向隔离器3、变阻器R6到地线GND形成回路。

油浮子传感器6在汽车油箱5中的油浮子因油量的变化而随着油液面上下移动时，变阻器R6的滑动臂也随着上下移动；变阻器R6接地端到滑动臂的阻值也跟着作相应的变化。油浮子在汽车油箱5中的位置即变阻器R6滑动臂的位置与汽车油箱5中的油位相对应。变阻器R6滑动臂的位置确定了当时变阻器R6的有效电阻值，也就确定了流过油表2的电流量和油表信号线4的输出电压。

但是，油表2的正端21亦即辅助电源控制器8的第二输入端I2始终为高电平，即使CPU间歇地使该辅助电源控制器8的第一控制端为高电平，该辅助电源控制器8也不会向油浮子传感器6的变阻器R6供电，因而不会影响油表2的读数及油表信号线4的输出电压。

司机和管理人员可以从汽车油表2电流量的变化得知油箱中油量的变化；同时CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路7采集油表信号线4的电压信号并转换为数字化的油量数据；从而取得不同时刻油箱中油量变化的数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

在车辆停止状态，汽车钥匙转到关闭位置，ACC控制开关K1断开，上述汽车电源1经ACC控制开关K1、油表2、反向隔离器3、变阻器R6到地线GND的回路被切断，汽车电源1不再对汽车油表2和油浮子传感器6进行供电，则汽车油表2的正端21变为低电平，该油表2的电流量为零。司机和管理人员不再能从汽车油表2电流量的变化得知油箱中油量的变化。

此状态下，油表2的正端21变为低电平，辅助电源控制器8的第二输入端I2为低电平。此时CPU以一定的间隔时间(例如1分钟或5分钟)间歇地使辅助电源控制器8的第一控制端I1为高电平，从而控制辅助电源控制器8间歇地进行开关操作，从而使稳压电源9间歇地经分压电阻81向油浮子传感器6进行辅助电源供电，由于反向隔离器3的单向导电性，使得稳压电源9经辅助电源控制器8输送的辅助电源电流不会流向油表2，因此油表信号线4处检测到油浮子传感器6的电压信号也不会受到油表2的影响。

在辅助电源控制器8的上述间歇地使辅助电源向油浮子传感器6供电的期间里，CPU的A/D输入端同步地经过采样电路7采集油表信号线4的电压信号并转换为数字化的油量数据。从而，CPU取得油箱中不同时刻油量变化的数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

本实施例的反向隔离器3，可以采用二极管。请参见图4，当采用二极管作为反向隔离器3时，该二极管D2的正极与油表2的负端22相连接，该二极管D2的负极与油表信号线4相连接。该二极管D2在油表2正常工作时(车辆处于行驶状态)有0.4伏特的电压降，因而会影响油表2读数的准确性。

为了消除上述二极管D2对油表2读数所产生的影响，可以采用图5所示的继电器10代替二极管D2作为反向隔离元件。该继电器10构成的反向隔离器3中继电器10线圈的一端连接稳压电源9的VC2输出端，继电器10线圈的另一端连接NPN型反向隔离控制三极管N3的集电极；反向隔离控制三极管N3的发射极接地，反向隔离控制三极管N3的基极经第三基极电阻R4与油表2正端21相连接。反向隔离控制三极管N3的基极与发射极之间设有第三偏置电阻R8；继电器10的常闭动触点101与油表2负端22相连接，继电器10的定触点102与油表信号线4相连接。

反向隔离控制三极管N3自动检测ACC控制开关K1的状态，从而控制继电器10的操作。

在车辆行驶状态，ACC控制开关K1处于接通(ON)状态，即油表2正端21(ACC信号)呈高电平状态，反向隔离控制三极管N3导通，有电流流过继电器10的线圈，继电器10的常闭动触点101与定触点102接通，自动接通油表2的负端22与油表信号线4的连接。油浮子传感器6由汽车电源1经油表2供电，此时CPU可采集油表信号线4的电压值。由于继电器10的动触点101和常闭触点102之间没有电压降，从而不存在由于反向隔离二极管的0.4伏电压降对油表信号线4造成的影响。保证了在车辆行驶状态，反向隔离器3没有电压降，油表2的读数准确。

在车辆停止状态，ACC控制开关K1处于关断(OFF)状态，即油表2正端21(ACC信号)呈低电平状态，反向隔离控制三极管N3截止，没有电流流过继电器10的线圈，继电器10的常闭动触点101与定触点102断开，自动切断油表2的负端22与油表信号线4的连接。所以在车辆停止状态，辅助电源控制器8提供的辅助电源不会施加到油表2。此时CPU以一定的间隔时间控制辅助电源控制器8经分压电阻81向油浮子传感器6进行辅助电源供电，则CPU采集油表信号线4处的电压值也不受油表2等的影响。

请参见图6，CPU所采集到的车辆油箱内油量数据图。

图6中，T0至T1时刻，记录了汽车钥匙打开，ACC控制开关K1处于ON状态时油箱中油量的变化，此时表示该油量变化的线段1001随着汽车的行驶时间增加呈向下降低的势态。

T1至T3时刻，记录了汽车钥匙关闭，ACC控制开关K1处于OFF时油箱中油量的变化。其中在T1时刻，从线段1001到线段1002的跳变是因为由汽车电源1向油浮子传感器6供电改为由接入辅助电源向油浮子传感器6供电时在油表信号线4产生了电压差；T2时刻为汽车处于停驶状态而油箱内的油位急剧下降的时刻，显然油箱内的油被偷了，因此有线段1002跳变到线段1003的状态。

T3时刻表示汽车钥匙再次打开，ACC控制开关K1处于ON状态。T3时刻记录的油量数据有一定的突变，这是因为两种供电状态的交替时，油表信号线4上检测到的电压不一样。

由于汽车电源1与辅助电源对油浮子传感器6的供电特性很难调整得相一致，图6说明需在数据处理时区分供电状态，对两种供电状态下的油量数据进行归一处理。

实施例二

本发明用于采集车辆油箱内油量数据的装置的第二个实施例的电路方框结构，如图7所示。本实施例中，改变了现有车辆ACC控制开关的结构。本实施例有：一个CPU、一个汽车电源1、一个由汽车钥匙驱动的ACC控制开关K10-1、一个ACC控制开关K10-1联动且开闭状态相反的第二开关K10-2、一个油表2、一个二极管或继电器构成的反向隔离器30、一个油表信号线4、一个具有变阻器R6的油浮子传感器6、一个采样电路7、一个辅助电源控制器80和一个稳压电源9。其中，具有变阻器R6的油浮子传感器6为常规的产品，安装在车辆的油箱5中。

汽车电源1直接向稳压电源9供电，稳压电源9的第一输出端VCC1向CPU的电源输入端VC1提供电压为+5伏特的直流电源；稳压电源9的第二输出端VCC2经第二开关K10-2向辅助电源控制器80的输入端VC3提供电压为+12伏特的直流电源。

ACC控制开关K10-1串接在汽车电源1与油表2正端21之间；该油表2的负端22经反向隔离器30连接油表信号线4。油表信号线4连接油浮子传感器6的变阻器R6的滑动臂，该变阻器R6的一个固定端接地而另一个固定端悬空。

辅助电源控制器80的控制端I10连接CPU的一个控制输出端P1，辅助电源控制器80的输出端O10经分压电阻81连接变阻器R6的滑动臂。采样电路7串接在油表信号线4与CPU的A/D输入端之间。采样电路7的作用是使CPU的A/D输入端的输入范围与油表信号线4的电压变化范围相适配，采样电路7可以采用电阻分压电路等常规电路结构。

反向隔离器30的作用是在车辆行驶状态为油表2与油浮子传感器6提供电通路，在车辆停止状态切断油表2与油浮子传感器6之间的电通路。

辅助电源控制器8的作用是在第一控制端为高电平时将稳压电源9提供的电源向外输出。

在图8所示的具体电路结构中，反向隔离器30采用二极管D4，二极管D4的正极连接油表2的负端22，二极管D4的负极连接油表信号线4。二极管D4在车辆行驶状态有电压降，而会影响油表2读数的准确性。辅助电源控制器80采用固体开关U3。固体开关U3的输入端即是辅助电源控制器80的输入端VC3，固体开关U3的输出端即是辅助电源控制器80的输出端O10。固体开关U3的控制端即是辅助电源控制器80的控制端I10。

在图9所示的具体电路结构中，辅助电源控制器80采用可控硅VT1。可控硅VT1的正极即是辅助电源控制器80的输入端VC3，可控硅VT1的负极即是辅助电源控制器80的输出端O10。可控硅VT1的控制极即是辅助电源控制器80的控制端I10。为避免反向隔离器30在车辆行驶状态有电压降而使油表2的读数不准确，反向隔离器30采用一个与ACC控制开关K10-1联动且开闭状态相同的第三开关K10-3。

在车辆行驶状态，汽车钥匙插入电源开关锁孔并转到打开位置，ACC控制开关K10-1接通时，汽车电源1经ACC控制开关K10-1、油表2、反向隔离器30、变阻器R6到地线GND形成回路。油浮子传感器6在汽车油箱5中的油浮子因油量的变化而随着油液面上下移动时，变阻器R6的滑动臂也随着上下移动；变阻器R6接地端到滑动臂的阻值也跟着作相应的变化，也就确定了流过油表2的电流量和油表信号线4的输出电压。

但是，第二开关K10-2切断了稳压电源9向辅助电源控制器80的供电，该辅助电源控制器80也不会向油浮子传感器6的变阻器R6供电，因而不会影响油表2的读数及油表信号线4的输出电压。

司机和管理人员可以从汽车油表2电流量的变化得知油箱中油量的变化；同时CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路7采集油表信号线4的电压信号并转换为数字化的油量数据；从而取得不同时刻油箱中油量变化的数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

在车辆停止状态，汽车钥匙转到关闭位置，ACC控制开关K10-1断开，上述汽车电源1经ACC控制开关K10-1、油表2、反向隔离器30、变阻器R6到地线GND的回路被切断，汽车电源1不再对汽车油表2和油浮子传感器6进行供电，则汽车油表2的正端21变为低电平，该油表2的电流量为零。司机和管理人员不再能从汽车油表2电流量的变化得知油箱中油量的变化。

在此状态，第二开关接通了稳压电源向辅助电源控制器的供电。此时CPU以一定的间隔时间(例如1分钟或5分钟)间歇地使辅助电源控制器80的控制端I10为高电平，从而控制辅助电源控制器80间歇地进行开关操作，从而使稳压电源9间歇地经分压电阻81向油浮子传感器6进行辅助电源供电，由于反向隔离器30的单向导电性，使得稳压电源9经辅助电源控制器80输送的辅助电源电流不会流向油表2，因此油表信号线4处检测到油浮子传感器6的电压信号也不会受到油表2的影响。

在辅助电源控制器80的上述间歇地使辅助电源向油浮子传感器6供电的期间里，CPU的A/D输入端同步地经过采样电路7采集油表信号线4的电压信号并转换为数字化的油量数据。从而，CPU取得油箱中不同时刻油量变化的数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

由于汽车电源1与辅助电源对油浮子传感器6的供电特性很难调整得相一致；所以，需在数据处理时区分供电状态，对两种供电状态下获得的油量数据进行归一处理。

上述实施例仅用来进一步说明本发明，但并不限制本发明的保护范围；凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.采集车辆油箱内油量数据的方法，具有车辆行驶状态的油量数据采集过程和车辆停止状态的油量数据采集过程；

车辆行驶状态的油量数据采集过程包含以下操作步骤：

步骤A，汽车电源经稳压电源向CPU供电，接通ACC控制开关，汽车电源经ACC控制开关和油表向油浮子传感器供电；

步骤B，CPU间歇地采集油浮子传感器输出的油箱内油位信号并转换为数字化的油量数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来；

车辆停止状态的油量数据采集过程包含以下操作步骤：

步骤C，汽车电源经稳压电源向CPU供电，切断ACC控制开关；汽车电源经稳压电源向辅助电源控制器供电；

步骤D，CPU间歇地控制辅助电源控制器向油浮子传感器供电；在每一个辅助电源控制器向油浮子传感器供电的期间，CPU同步地采集油浮子传感器输出的油箱内油位信号并转换为数字化的油量数据，并将该油量数据和对应的采集时间数据一起保存起来。

2.应用权利要求1所述方法的采集车辆油箱内油量数据的装置，油箱中安装具有变阻器的油浮子传感器；ACC控制开关串接在汽车电源与油表的正端之间；所述油浮子传感器的变阻器的一个固定端接地而另一个固定端悬空，该变阻器的滑动臂连接油表信号线；其特征在于：所述汽车电源经稳压电源向CPU和辅助电源控制器供电；所述油表的负端经二极管或开关元件构成的反向隔离器连接所述油表信号线；CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路采集所述油表信号线的电压信号并转换为数字化的油量数据；所述辅助电源控制器的第一控制端连接所述CPU的一个控制输出端，该辅助电源控制器的第二控制端连接所述油表的正端，该辅助电源控制器的输出端经第一分压电阻连接所述变阻器的滑动臂；该辅助电源控制器的第二输入端为低电平时，只有所述CPU间歇地使该辅助电源控制器的第一控制端为高电平的期间，该辅助电源控制器才向所述油浮子传感器的变阻器供电。

3.根据权利要求2所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述辅助电源控制器中，所述第一控制端经第一基极电阻连接第一NPN型三极管的基极，第一NPN型三极管的基极与发射极之间设有第一偏置电阻，第一NPN型三极管的发射极连接第二NPN型三极管的集电极；所述第二控制端经反向器和第二基极电阻连接第二NPN型三极管的基极，第二NPN型三极管的基极与发射极之间设有第二偏置电阻，第二NPN型三极管的发射极连接地线；第二分压电阻的一端连接所述第一NPN型三极管的集电极，第二分压电阻的另一端连接MOS场效应管的栅极和第三分压电阻的一端；第三分压电阻的另一端连接所述辅助电源控制器的电源输入端和箝位二极管的正极；该箝位二极管的负极连接所述MOS场效应管的源极；所述MOS场效应管的漏极连接所述辅助电源控制器的输出端。

4.根据权利要求2或3所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述反向隔离器为二极管，该二极管的正极连接所述油表的负端，该二极管的负极连接所述油表信号线。

5.根据权利要求2或3所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述反向隔离器为继电器；该继电器线圈的一端连接所述稳压电源的输出端，另一端连接NPN型反向隔离控制三极管的集电极；所述反向隔离控制三极管的发射极接地，所述反向隔离控制三极管的基极经第三基极电阻与所述油表的正端相连接；所述反向隔离控制三极管的基极与发射极之间设有第三偏置电阻；所述继电器的常闭动触点与所述油表的负端相连接，该继电器的定触点与所述油表信号线相连接。

6.应用权利要求1所述方法的采集车辆油箱内油量数据的装置，油箱中安装具有变阻器的油浮子传感器；ACC控制开关串接在汽车电源与油表的正端之间；油浮子传感器的变阻器的一个固定端接地而另一个固定端悬空，该变阻器的滑动臂连接油表信号线；其特征在于：所述汽车电源直接经稳压电源向CPU供电；所述油表的负端经二极管或开关元件构成的反向隔离器连接所述油表信号线；所述CPU的A/D输入端间歇地经过采样电路采集所述油表信号线的电压信号并转换为数字化的油量数据；所述汽车电源经稳压电源和一个与所述ACC控制开关联动且开闭状态相反的第二开关向辅助电源控制器供电；所述辅助电源控制器的控制端连接所述CPU的一个控制输出端，该辅助电源控制器的输出端经分压电阻连接所述变阻器的滑动臂；只有所述CPU间歇地使该辅助电源控制器的控制端为高电平的期间，该辅助电源控制器才向所述油浮子传感器的变阻器供电。

7.根据权利要求6所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述反向隔离器为二极管，该二极管的正极连接所述油表的负端，该二极管的负极连接所述油表信号线。

8.根据权利要求6所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述反向隔离器是一个与所述ACC控制开关联动且开闭状态相同的第三开关。

9.根据权利要求6或7或8所述的采集车辆油箱内油量数据的装置，其特征在于：所述的辅助电源控制器是可控硅或固体开关。

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