CN102538890A - 获取机动车续航里程的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取机动车续航里程的方法及装置，属于汽车领域。方法包括：机动车启动时采集PWM信号；连续采集PWM信号，获取基准值；根据基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗获取续航里程；机动车行进中实时采集获得行进中的实际耗油量；根据基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；获取行进中的最近百公里平均油耗；获取行进时的续航里程。装置包括：PWM信号采集模块、油箱油量基准值获取模块、启动时续航里程获取模块、实时油耗脉冲采集模块、油箱剩余油量获取模块、行进中最近百公里平均油耗获取模块、行进中续航里程获取模块。通过本发明，可以清楚地知道油箱剩余油量的情况，获得可续航里程的准确信息。

Description

获取机动车续航里程的方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种获取机动车续航里程的方法及装置。

背景技术

汽车在行进过程中，如果驾驶员要判断当前汽车可行驶的续航里程，一方面是观看燃油表上的指针的位置，根据驾驶员的经验估算续航里程，这样估算的结果是很粗略的；另一方面，虽然市面上部分汽车有显示续航里程的装置，但这些装置对续航里程的算法要么基于油箱油量信号来计算，要么启动时采集油箱剩余油量信号，以此为基准再计算。前种算法虽然将油箱油量信号经过滤波处理，但也会受路况颠簸、坡段路面、车身倾斜等多种因素的影响，造成计算结果不准确；后种算法存在汽车刚启动采集油箱油量信号的精确度问题，要避免油箱油量信号基准不精确，只有等汽车行驶一段距离后再采集信号，但这样做不仅使续航里程显示信息滞后，汽车启动后如果处于停车状态，则无法获知汽车续航里程信息。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种获取机动车续航里程的方法及装置，用于向驾车者准确高效地提供汽车续航里程。

为实现上述目的，本发明提供了一种获取机动车续航里程的方法，包括：

机动车启动时，采集油箱剩余油量脉冲宽度调制PWM信号；

连续三次以上采集PWM信号，经换算后，选取最优值作为获取续航里程油箱油量的基准值；

根据所述油箱油量的基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗获取续航里程；

机动车行进过程中，实时采集实时油耗脉冲信号并累加，获得行进中的实际耗油量；

根据所述油箱油量的基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；

采集速度脉冲，获取行进中的最近百公里平均油耗；

根据所述行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，获取行进时该机动车可行驶的续航里程。

本发明还提供了一种获取机动车续航里程的装置，包括：

PWM信号采集模块，用于在机动车启动时，采集PWM信号；

油箱油量基准值获取模块，用于在连续三次以上采集PWM信号后，经换算，选取最优值作为获取续航里程油箱油量的基准值；

启动时续航里程获取模块，用于根据所述油箱油量的基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗获取续航里程；

实时油耗脉冲采集模块，用于在机动车行进过程中，实时采集实时油耗脉冲信号并累加，获得行进中的实际耗油量；

油箱剩余油量获取模块，用于根据所述油箱油量的基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；

行进中最近百公里平均油耗获取模块，用于采集速度脉冲，获取行进中的最近百公里平均油耗；

行进中续航里程获取模块，用于根据所述行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，获取行进时该机动车可行驶的续航里程。

本发明提供了一种获取汽车续航里程的方法，在汽车点火时，通过多次采集传感器送出的油箱剩余油量PWM信号，在经过油箱油量多模冗余预警机制算法验证后，根据点火前百公里油耗，可计算得到点火时准确可靠的油箱剩余油量数据；实时采集汽车行进过程中喷油嘴喷油装置送出的实时油耗脉冲信号，计算出行进当中的剩余油量，再采集速度脉冲信号，经过平滑滤波算法处理后，得到新近百公里油耗，经计算最后得到汽车行进中平稳变动的续航里程数据，送显示器显示。通过上述方法，续航里程数值能平稳递减，驾驶员可以清楚地知道油箱剩余油量的可使用情况，获得可续航里程的准确信息，达到提醒驾驶员及时加油的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的获取机动车续航里程的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的获取机动车续航里程的装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本实施例主要涉及一种获取汽车续航里程的方法。汽车点火时，通过多次采集传感器送出的油箱剩余油量PWM信号，在经过油箱油量多模冗余预警机制算法验证后，根据点火前百公里油耗，可计算得到点火时准确可靠的油箱剩余油量数据；实时采集汽车行进过程中喷油嘴喷油装置送出的实时油耗脉冲信号，计算出行进当中的剩余油量，再采集速度脉冲信号，经过平滑滤波算法处理后，得到新近百公里油耗，经计算最后得到汽车行进中平稳变动的续航里程数据，送显示器显示。通过上述方法，续航里程数值能平稳递减，驾驶员可以清楚地知道油箱剩余油量的可使用情况，获得可续航里程的准确信息，达到提醒驾驶员及时加油的目的。

如图1所示，为本发明实施例提供的获取机动车续航里程的方法流程图，具体包括以下步骤：

步骤101、汽车点火时，采集油箱油量传感器送出的油箱剩余油量PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制，在这里是指可变正脉冲宽度或占空比的方波信号)信号。油箱油量传感器输出的油箱剩余油量信号是一个占空比为10％～100％(对应油量0～50L)、频率为500Hz的信号。计算PWM信号的占空比实际就是计算油箱剩余油量，它们成正比关系。

在本实施例中，为保证油箱油量传感器输出信号的稳定性，汽车启动7秒后开始油箱剩余油量PWM信号的采集，点火前7秒显示“---.-Km”。

步骤102、连续多次采集PWM信号，经换算后，采用数据择优算法，选取最优值做为计算续航里程油箱油量的基准值。

由于油箱剩余油量信号是频率为500Hz，可变占空比的方波。占空比10％～100％对应着油量0～50L，假设PWM正脉冲的时间宽度为t_highPWM，占空比10％的时间是200us用T_200us表示，油箱剩余油量与PWM正脉冲时间宽度的比例系数是k，那么油箱剩余油量P：

P＝k(t_highPWM-T_200us)

只要采样PWM正脉冲的时间宽度t_highPWM，就可计算出油箱剩余油量。采用数据择优算法，在本实施例中采样10次油量，选取处于中间的三个数值，将其平均后取为最优值，当做计算续航里程油箱油量的基准值。

步骤103、根据油箱油量的基准值和点火时存储的最近百公里平均油耗计算续航里程。最近百公里平均油耗采用点火前存储的最近百公里油耗值(如果是新车，最近百公里平均油耗采用汽车出厂时厂方提供的数据；如果不是新车，仅刚点火，就采用上一次汽车熄火前计算并储存的百公里平均油耗值)。根据油箱油量的基准值和最近百公里平均油耗，可以得出启动时汽车可行驶的续航里程。假设油箱油量的基准值为P升，最近百公里平均油耗为Vp，则续航里程D为：

$D=\frac{P-{\mathrm{\Σn}}_{\mathrm{fuel}}\mathrm{\Δv}}{\mathrm{\Δp}}$

其中，n_fuel是采集的实时油耗脉冲总数(该实时油耗脉冲是从启动汽车到计算油箱油量基准值的过程中采集的实时油耗脉冲)，Vv代表的是每个油耗脉冲消耗的油量。本实施例在汽车刚启动时要重新计算续航里程，这是因为考虑到油箱可能有漏油或驾驶员输油的情况，点火时的剩余油量不一定就是上一次熄火的剩余油量；另外，只要汽车点火，发动机转动起来，都要耗油，所以要采集实时油耗脉冲计算汽车启动后消耗的油量。因此在每次点火时都必须采集一次剩余油量以及从点火到计算得到油箱油量基准值过程中的实时油耗脉冲来重新计算续航里程。

步骤104、如果油箱油量的基准值接近报警点，则采用多模冗余预警仲裁机制算法，判断是否及时发出报警信号。本实施例中采用五模冗余预警仲裁机制算法，条件为真就触发报警条件，闪烁显示续航里程。多模冗余预警仲裁机制算法是一种容错设计技术，n个模块同时执行相同的操作，以多数相同的输出作为表决系统的正确输出。在本实施例中，采用五模冗余预警仲裁机制算法，就是5个连续的计算结果中有4个达到报警条件，就认为当前数据满足了报警条件。这种算法提高了系统的可靠性，能有效地消除误报警。

步骤105、汽车行进过程中，实时采集喷油嘴喷油装置送出的实时油耗脉冲信号，累加该实时油耗脉冲信号，可以获得汽车行进当中的实际耗油量。

步骤106、根据点火时获得的油箱油量的基准值与上述实际耗油量差值，得出汽车行进当中的油箱剩余油量P。

步骤107、采集速度传感器送出的速度脉冲，采用平滑滤波算法计算出行进中的最近百公里平均油耗。在获取所述油箱油量的基准值后采集速度脉冲和油耗脉冲，假设采集的车速脉冲数为n_vate，每个脉冲走过的距离为Vd，本实施例中，每米送出5个脉冲；汽车每行进1公里时，采集的油耗脉冲总数为n_fuel，每个油耗脉冲代表的油量为Vv，将最近100个1公里油耗值做平滑滤波得到最近百公里平均油耗Vp：

$\mathrm{Vp}=\frac{\underset{i=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n_{\mathrm{fuel}}\mathrm{Vv}}{n_{\mathrm{vate}}\mathrm{Vd}}}{100}$

单位是升/100km。

步骤108、根据行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，可以得出行进时汽车可行驶的续航里程。假设从获取油箱油量的基准值后，行进过程中采集的油耗脉冲总数为n_fuelall，则续航里程D为：

$D=\frac{P-{\mathrm{\Σn}}_{\mathrm{fuelall}}\mathrm{Vv}}{\mathrm{Vp}}$

D的单位为公里。

续航里程在汽车行进中每1s计算一次，这是考虑到显示的续航里程精度是在小数点后1位，即0.1公里，1s的计算时间能使数据按0.1的数值平稳递减。

步骤109、在汽车行进过程中，如果计算出的油箱剩余油量接近报警点，则连续多次采集油箱油量传感器送出的油箱剩余油量PWM信号，按照油箱剩余油量PWM信号的占空比转换成实际油箱油量。本实施例中采用五模冗余算法，条件为真就触发报警条件，闪烁显示续航里程。

本实施例提出的测算汽车续航里程的算法，既能在汽车点火后很快知道续航里程信息，又能准确获取汽车缺油的报警信息，避免因为道路的颠簸或路段的坡度产生的误报警；同时还能有效地使测算出来的续航里程数值平稳递减，没有波动，使驾驶员轻松地获得续航里程信息，增加驾驶舒适性。

本实施例还提供了一种获取机动车续航里程的装置，如图2所示，包括：

PWM信号采集模块21，用于在机动车启动时，采集PWM信号；

油箱油量基准值获取模块22，用于在连续三次以上采集PWM信号后，经换算，选取最优值作为获取续航里程油箱油量的基准值；

启动时续航里程获取模块23，用于根据所述油箱油量的基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗获取续航里程；

实时油耗脉冲采集模块24，用于在机动车行进过程中，实时采集实时油耗脉冲信号并累加，获得行进中的实际耗油量；

油箱剩余油量获取模块25，用于根据所述油箱油量的基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；

行进中最近百公里平均油耗获取模块26，用于采集速度脉冲，获取行进中的最近百公里平均油耗；

行进中续航里程获取模块27，用于根据所述行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，获取行进时该机动车可行驶的续航里程。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种获取机动车续航里程的方法，其特征在于，包括：

机动车启动时，采集油箱剩余油量脉冲宽度调制PWM信号；

连续三次以上采集PWM信号，经换算后，选取最优值作为获取续航里程油箱油量的基准值；

根据所述油箱油量的基准值和机动车启动时存储的最近百公里平均油耗，获取续航里程；

机动车行进过程中，实时采集实时油耗脉冲信号并累加，获得行进中的实际耗油量；

根据所述油箱油量的基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；

采集速度脉冲，获取行进中的最近百公里平均油耗；

根据所述行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，获取行进时该机动车可行驶的续航里程。

2.根据权利要求1所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，如果所述油箱油量的基准值达到预置的报警点，则采用多模冗余预警仲裁机制算法，判断是否及时发出报警信号。

3.根据权利要求2所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，如果所述行进中的油箱剩余油量达到另一预置报警点，则采用多模冗余预警仲裁机制算法，判断是否及时发出报警信号。

4.根据权利要求2或3所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述多模冗余预警仲裁机制算法为五模冗余预警仲裁机制算法，条件为真则触发报警条件，闪烁显示续航里程。

5.根据权利要求1、2或3所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述获取油箱油量的基准值的步骤包括：

所述PWM信号为频率500Hz、可变占空比的方波，占空比10％～100％对应着油量0～50L，设PWM正脉冲的时间宽度为t_highPWM，占空比10％的时间是200us用T_200us表示，油箱剩余油量与PWM正脉冲时间宽度的比例系数是k，则油箱剩余油量P为：

P＝k(t_highPWM-T_200us)

采用数据择优算法，采样10次油箱剩余油量，选取处于中间的三个数值，将其平均后作为计算续航里程油箱油量的基准值。

6.根据权利要求5所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述根据油箱油量的基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗，获取续航里程的步骤包括：

设油箱油量的基准值为P升，启动时存储的最近百公里平均油耗为Vp，则续航里程D为：

$D=\frac{P-{\mathrm{\Σn}}_{\mathrm{fuel}}\mathrm{\Δv}}{\mathrm{\Δp}}$

其中，n_fuel是从启动机动车时到获取油箱油量的基准值过程中采集的实时油耗脉冲总数，Vv是每个油耗脉冲代表的消耗的油量。

7.根据权利要求6所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述获取行进中的最近百公里平均油耗的步骤包括：

在获取所述油箱油量的基准值后采集速度脉冲和油耗脉冲，设采集的速度脉冲数为n_vate，每个脉冲走过的距离为Vd；机动车每行进1公里采集的油耗脉冲总数为n_fuel，每个油耗脉冲代表的油量为Vv，将最近100个1公里油耗值做平滑滤波得到行进中的最近百公里平均油耗Vp：

$\mathrm{Vp}=\frac{\underset{i=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}\frac{n_{\mathrm{fuel}}\mathrm{Vv}}{n_{\mathrm{vate}}\mathrm{Vd}}}{100}$

单位是升/100公里。

8.根据权利要求7所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述获取行进时该机动车可行驶的续航里程的步骤具体包括：

设获取油箱油量的基准值后，行进过程中采集的油耗脉冲总数为n_fuelall，则续航里程D为：

$D=\frac{P-{\mathrm{\Σn}}_{\mathrm{fuelall}}\mathrm{Vv}}{\mathrm{Vp}}$

D的单位为公里。

9.根据权利要求8所述的获取机动车续航里程的方法，其特征在于，所述续航里程在机动车行进中每1秒获取一次。

10.一种获取机动车续航里程的装置，其特征在于，包括：

PWM信号采集模块，用于在机动车启动时，采集PWM信号；

油箱油量基准值获取模块，用于在连续三次以上采集PWM信号后，经换算，选取最优值作为获取续航里程油箱油量的基准值；

启动时续航里程获取模块，用于根据所述油箱油量的基准值和启动时存储的最近百公里平均油耗获取续航里程；

实时油耗脉冲采集模块，用于在机动车行进过程中，实时采集实时油耗脉冲信号并累加，获得行进中的实际耗油量；

油箱剩余油量获取模块，用于根据所述油箱油量的基准值与实际耗油量的差值，得出机动车行进中的油箱剩余油量；

行进中最近百公里平均油耗获取模块，用于采集速度脉冲和油耗脉冲，获取行进中的最近百公里平均油耗；

行进中续航里程获取模块，用于根据所述行进中的最近百公里平均油耗和行进中的油箱剩余油量，获取行进时该机动车可行驶的续航里程。

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