CN102914348A - 一种油箱油量信息的获取方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油箱油量信息的获取方法和装置，属于电子技术领域。所述方法包括：输出周期性通断信号；根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号；接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值；将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。采用本发明，可以提高燃油表显示油量信息准确度。

Description

一种油箱油量信息的获取方法和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种油箱油量信息的获取方法和装置。

背景技术

随着社会的发展，汽车达到了前所未有的普及程度。同时，汽车电子技术也进入了一个飞速发展的时代。为了保证汽车的正常安全行驶，需要了解车辆当前运行状态下的各种信息。其中，燃油表的显示信息更是受到了广泛的重视，人们需要从燃油表中了解当前的剩余油量，以保证车辆正常的行驶。

现有技术中，燃油采样中，一般包括稳压输入模块，油量信息采样电路，MCU（Micro Control Unit，微处理器）等，通过漂浮在油箱内的油位传感器控制采样电路中可变电阻的变化，采集随之变化的该可变电阻的分压的采样信号，输入到MCU的采样口，MCU对采样信号进行模数转换得到采样信号值，MCU直接根据模数转换后采样信号值，驱动步进电机带动指针转动显示剩余油量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在长时间上、下坡工况下，或者大功率用电设备对油量信息采样电路电压造成干扰的情况下，MCU采集到的可变电阻的分压并不准确，即便经过阻尼运算，仍然存在燃油表指针忽高忽低的现象，这导致燃油表显示的油量信息准确度较低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种油箱油量信息的获取方法和装置，以提高燃油表显示油量信息准确度。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种油箱油量信息的获取方法，所述方法包括：

输出周期性通断信号；

根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；

获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号；

接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值；

将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

优选的，所述输出周期性通断信号，具体包括：

周期性输出一组通断信号，所述一组通断信号包括两个相同持续时间的导通信号；

相应地，所述根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断，具体包括：

根据所述一组通断信号，在每个周期内所述两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断所述电源。

优选的，所述获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号，具体包括：

通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在所述可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取所述每个周期内电源导通时对应所述两个相同持续时间的两个所述分压的采样信号。

优选的，所述接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值，具体包括：

接收所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号，模数转换所述两个分压的采样信号为两个分压的采样信号值。

优选的，所述将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息，具体包括：

将所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期分压的信号差值；

根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔV}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值；

根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息。

另一方面，提供了一种油箱油量信息的获取装置，所述装置包括：微处理器，控制电路，油量信息采样电路；其中，所述微处理器通过微处理器的控制口和所述控制电路连接，所述控制电路设置有电源和所述油量信息采样电路连接，所述油量信息采样电路通过微处理器的采样口与所述微处理器连接；

所述微处理器的控制口，用于输出周期性通断信号；

所述控制电路，用于根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；

所述油量信息采样电路，用于获取所述每个周期内电源导通时的采样信号；

所述微处理器的采样口，用于接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值；

所述微处理器，用于将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

优选的，所述微处理器的控制口，具体用于：

周期性输出一组通断信号，所述一组通断信号包括两个相同持续时间的导通信号；

相应地，所述控制电路，具体用于：

根据所述一组通断信号，在每个周期内所述两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断所述电源。

优选的，所述油量信息采样电路，具体用于：

通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在所述可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取所述每个周期内电源导通时对应所述两个相同持续时间的两个所述分压的采样信号。

优选的，所述微处理器的采样口，具体用于：

接收所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号，模数转换所述两个分压的采样信号为两个分压的采样信号值。

优选的，所述微处理器，包括：

第一计算器，用于将所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期分压的信号差值；

第二计算器，用于根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ΔV}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值；

映射器，用于根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

周期性的对油量信息进行采样，并根据各周期采样信号值的差值和初始油量信息确定当前油量信息，从而，可以通过差值方式来减小采样信号值中的干扰因素，可以提高燃油表显示的油量信息的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种油箱油量信息的获取方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种油箱油量信息的获取装置结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种油箱油量信息的获取装置元件图。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

参见图1，本发明实施例提供了一种油箱油量信息的获取方法，具体包括如下步骤：

步骤110，输出周期性通断信号。

步骤120，根据该周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断。

步骤130，获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号。

步骤140，接收该每个周期内电源导通时的采样信号，转换该采样信号为采样信号值。

步骤150，将该每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应该每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

周期性的对油量信息进行采样，并根据各周期采样信号值的差值和初始油量信息确定当前油量信息，从而，可以通过差值方式来减小采样信号值中的干扰因素，可以提高燃油表显示的油量信息的准确度，而且周期性的控制电源通断，减少了油位传感器长时间通电带来的腐蚀、老化等损耗，节约了成本。

实施例二

本发明实施例提供了一种油箱油量信息的获取方法，下面将对图1中的处理流程进行详细的阐述，具体内容如下：

步骤110，输出周期性通断信号。

具体地，周期性输出一组通断信号，此一组通断信号可以包括两个相同持续时间的导通信号。

其中，可以由MCU通过其控制口向控制电路周期性输出一组脉冲信号（当然也可以采用其他设备输出该通断信号），作为通断信号；该脉冲信号包括导通信号，或者，导通信号和关断信号。两个相同持续时间的导通信号指的是同一组脉冲信号的周期T内，该组脉冲信号中持续时间为t的两个导通信号,一般来说2t<<T，一般这两个导通信号可以存在于周期的起始和结束，以利于记录整个周期的油量变化。例如脉冲信号周期T=100ms，其中两个导通信号在头尾各占2ms，中间的96ms时间内，脉冲信号为关断信号或无信号。

步骤120，根据该周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断。

具体地，根据该一组通断信号，在每个周期内该两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断电源。

相应地，控制电路连接有电源，由于步骤110中MCU的控制口向控制电路输出一组脉冲信号，在每个周期T内两个持续时间为t的导通信号的作用下，控制电路分别通过相应的开关元件控制电源对油量信息采样电路供电，在该周期T内脉冲信号为关断信号或无信号的情况下，控制电路通过相应的开关元件控制电源不对油量信息采样电路供电。

在此过程中，每个周期T内只有在持续时间为t的导通信号作用下，采样电路才控制电源为油量信息采样电路供电，以使油位传感器的可变电阻通电采样，可以大大缩短可变电阻的通电时间——如步骤110中周期100ms而通电4ms，大幅度地减缓了可变电阻的老化和腐蚀，相应的也减小了其老化和腐蚀而导致的测量误差，也节约了采样成本。

步骤130，获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号。

具体地，通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取每个周期内电源导通时对应该两个相同持续时间的两个分压的采样信号。

油量信息采样电路中，油位传感器的可变电阻位于燃油箱内，燃油液面的下降决定油面浮子的高度，从而使得可变电阻的阻值增大或减小。本实施例优选燃油液面下降，可变电阻减小。相应地，由于在采样电路中，该可变电阻串联其他固定电阻，在固定的电压下随着可变电阻的减小，加在该可变电阻的分压也随之减小；采样电路获取每个周期内一组脉冲信号下电源导通时对应该两个t时间的两个对应可变电阻的该分压的采样信号。

步骤140，接收该每个周期内电源导通时的采样信号，转换该采样信号为采样信号值。

具体地，接收该每个周期内电源导通时的该两个分压的采样信号，模数转换该两个分压的采样信号为两个分压的采样信号值。此步骤一般由微处理器通过其采样口完成。

步骤150，将该每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应该每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

具体的，首先，MCU可以将每个周期内电源导通时的该两个分压的采样信号值相减分别得到对应该每个周期分压的信号差值。

车辆初次上电时，判断当前车速为0km/h，MCU可以通过控制口发送脉冲信号，通过控制电路控制电源为油量信息采样电路供电，获得油位传感器可变电阻静止状态下的分压值为V₀,车辆开始行驶（车速大于0km/h）后，MCU可以开始周期发送脉冲信号，每个周期内电源导通时的该两个分压的采样信号值相减分别得到对应每个周期分压的信号差值的具体计算可以如下：

第一周期T₁时间内△V₁=V₁-V₂(V₁是该周期内第一次分压的采样信号值，V₂是该周期内第二次分压的采样信号值，以下依此类推);

第二周期T₂时间内△V₂=V₃-V₄；.....

第N周期T_n时间内△V_n=V_2n-1-V_2n。

由于每个周期内，前后两次采样中都包含了干扰因素——例如长时间行驶上下坡工况，或大功率用电器对燃油表传感器地电压造成干扰，所以经过上述每个周期内两个分压的采样信号值相减计算后的这些干扰因素可抵消，所以，获得到的对应每个周期分压的信号差值的准确度比较高。T的值是可以预先设置的，而且基于本发明实施例的方法，可以将T设置为一个很小的数值，使其远小于干扰波动的周期，这可以更好地提高获取油量信息的准确度。

然后，MCU可以根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;V}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值。

具体地，将经过的周期中，每个周期对应每个周期分压的信号差值相加，得到消耗的油量对应的分压值，并可以将静止状态下可变电阻的分压值减去该消耗的油量对应的分压值得到表示剩余的油量对应的分压值。

最后，MCU可以根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息（即当前剩余的油量和/或消耗的油量）。

因为油量和可变电阻存在正比/反比关系，进而可以根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前剩余的油量和/或消耗的油量，最后由MCU控制相应设备显示当前油量信息，具体可以是驱动步进电机带动指针旋转显示。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

周期性的对油量信息进行采样，并根据各周期采样信号值的差值和初始油量信息确定当前油量信息，从而，可以通过差值方式来减小采样信号值中的干扰因素，可以提高燃油表显示的油量信息的准确度，而且周期性的控制电源通断，减少了油位传感器长时间通电带来的腐蚀、老化等损耗，节约了成本。

实施例三

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种油箱油量信息的获取装置，参见图2，该装置包括：控制电路210，油量信息采样电路220，微处理器230，其中，该微处理器230通过微处理器的控制口231和控制电路210连接，控制电路210和油量信息采样电路220连接，油量信息采样电路220通过微处理器230的采样口232与微处理器230连接；

微处理器230的控制口231，用于输出周期性通断信号；

控制电路210，用于根据该周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；

油量信息采样电路220，用于获取该每个周期内电源导通时的采样信号；

微处理器230的采样口232，用于接收该每个周期内电源导通时的采样信号，转换该采样信号为采样信号值；

微处理器230，用于将该每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应该每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

优选的，微处理器230的控制口231，具体用于：

周期性输出一组通断信号，该一组通断信号包括两个相同持续时间的导通信号；

相应地，该控制电路210，具体用于：

根据该一组通断信号，在每个周期内该两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断该电源。

如图3所示，为本发明实施例提供的油箱油量信息的获取装置的一种具体元件图，图中控制电路210可以包括：

稳压电源芯片提供的+5V工作电压，第一开关三极管T₁，第三限流电阻R₃、第四连接电阻R₄、第五上拉电阻R₅，第三滤波电容C₃，第一开关稳压管Z₁。其中第四连接电阻R₄和第一开关三极管T₁的发射极并联，它们的并联节点和稳压电源+5v连接。第四连接电阻R₄的另一端和第三滤波电容C₃串联，它们的并联节点和第一开关三极管T₁的基极并联后和第三限流电阻R₃串联，第三滤波电容C₃的另一端接地，第三限流电阻R₃的另一端和微处理器230的控制口231串联。第一稳压管Z₁的一端和第五电阻R₅并联，并联节点和第一三极管的集电极串联。第五上拉电阻R₅的另一端和采样电路130连接。

优选的，油量信息采样电路220，具体用于：

通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在该可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取该每个周期内电源导通时对应该两个相同持续时间的两个该分压的采样信号。

如图3，油量信息采样电路220可以包括：

第六限流电阻R₆，第二滤波电容C₂和油位传感器的可变电阻R_X。其中第六限流电阻R₆和可变电阻R_X并联，他们的并联节点和控制电路120的第五上位电阻R₅串联，第六限流电阻R₆的另一端和第二滤波电容C₂并联，他们的并联节点和微处理器的采样口140串联，第二滤波电容C₂的另一端接地。

优选的，微处理器230，包括：

第一计算器233，用于将每个周期内电源导通时的该两个分压的采样信号值相减分别得到对应该每个周期分压的信号差值；

第二计算器234，用于根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;V}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值；

映射器235，用于根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息。

其中第一计算器233、第二计算器234、映射器235可以集成为一体。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

周期性的对油量信息进行采样，并根据各周期采样信号值的差值和初始油量信息确定当前油量信息，从而，可以通过差值方式来减小采样信号值中的干扰因素，可以提高燃油表显示的油量信息的准确度，而且周期性的控制电源通断，减少了油位传感器长时间通电带来的腐蚀、老化等损耗，节约了成本。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上该仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油箱油量信息的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

输出周期性通断信号；

根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；

获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号；

接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值；

将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出周期性通断信号，具体包括：

周期性输出一组通断信号，所述一组通断信号包括两个相同持续时间的导通信号；

相应地，所述根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断，具体包括：

根据所述一组通断信号，在每个周期内所述两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断所述电源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取油量信息采样电路在每个周期内电源导通时的采样信号，具体包括：

通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在所述可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取所述每个周期内电源导通时对应所述两个相同持续时间的两个所述分压的采样信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值，具体包括：

接收所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号，模数转换所述两个分压的采样信号为两个分压的采样信号值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息，具体包括：

将所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期分压的信号差值；

根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;V}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值；

根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息。

6.一种油箱油量信息的获取装置，其特征在于，所述装置包括：微处理器，控制电路，油量信息采样电路；其中，所述微处理器通过微处理器的控制口和所述控制电路连接，所述控制电路设置有电源和所述油量信息采样电路连接，所述油量信息采样电路通过微处理器的采样口与所述微处理器连接；

所述微处理器的控制口，用于输出周期性通断信号；

所述控制电路，用于根据所述周期性通断信号，在每个周期内控制电源通断；

所述油量信息采样电路，用于获取所述每个周期内电源导通时的采样信号；

所述微处理器的采样口，用于接收所述每个周期内电源导通时的采样信号，转换所述采样信号为采样信号值；

所述微处理器，用于将所述每个周期内电源导通时的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期的信号差值，根据各信号差值和初始油量信息确定当前油量信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微处理器的控制口，具体用于：

周期性输出一组通断信号，所述一组通断信号包括两个相同持续时间的导通信号；

相应地，所述控制电路，具体用于：

根据所述一组通断信号，在每个周期内所述两个相同持续时间的导通信号下控制电源导通，在其他情况下关断所述电源。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述油量信息采样电路，具体用于：

通过油面浮子高度的改变，控制可变电阻变化，使作用在所述可变电阻上的当前分压的采样信号随之变化，获取所述每个周期内电源导通时对应所述两个相同持续时间的两个所述分压的采样信号。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微处理器的采样口，具体用于：

接收所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号，模数转换所述两个分压的采样信号为两个分压的采样信号值。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述微处理器，包括：

第一计算器，用于将所述每个周期内电源导通时的所述两个分压的采样信号值相减分别得到对应所述每个周期分压的信号差值；

第二计算器，用于根据各信号差值和静止状态下可变电阻的分压值，以下列公式计算当前消耗的油量对应的分压值和/或剩余的油量对应的分压值：

$V_c=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&Delta;V}}_i$

V_d=V₀-V_c

其中，V_c表示消耗的油量对应的分压值，△V_i表示对应每个周期分压的信号差值，V_d表示剩余的油量对应的分压值，V₀表示静止状态下可变电阻的分压值；

映射器，用于根据当前剩余的油量对应的分压值和/或消耗的油量对应的分压值比对映射表获得当前油量信息。

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