CN103940492B - 一种燃油量显示方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃油量显示方法及系统，属于汽车技术领域。该燃油量显示方法包括：液位传感器采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据所述油位高度信号输出修正前电阻值；采集所述任意路面的俯仰角，并根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值；计算所述修正后电阻值所对应的燃油量，并进行显示。该燃油量显示方法及系统，能够自适应路面情况的变化，对车辆在坡道上行驶时的燃油量进行精确显示。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种燃油量显示方法及系统。
背景技术
汽车上常用电热式燃油表接收油位高度传感器的输出信号，以指示燃油箱内的存油量。其工作原理是：电流自蓄电池经稳压器的双金属片、油面指示表的电阻丝、油面高度传感器的可变电阻和滑动接触片触头，回到蓄电池而组成闭合回路。当燃油箱中的油位高度为零时，油面上的浮子位置最低，其滑动接触片触头位于可变电阻的右端，这时传感器输出阻值最大而回路的电流最小，指示表的电阻丝只散发出微少的热量，使得双金属片产生少量的热变形，燃油表指针相应地指在“0”刻度线上。随着油位高度的增加，滑动接触片触头逐渐左移，致使传感器输出阻值随之减小，而回路电流随之增大，燃油表指针也因双金属片的热变形增大而逐渐向右偏转，指示出相应的读数。当燃油充满油箱时，回路中的电流达到最大值，指针指到最右边的刻度线上。这种燃油量显示系统，由于结构和原理上的限制，仅能反映燃油量从低位到高位区间的大致变化，无法精确地显示燃油量的具体数值。
为了更加精确地测量油箱中的燃油量，出现了以下几种智能测量燃油量的方法：
(1)通过单片机采集可变电阻的阻值，计算得到燃油量信号；
(2)测量油箱底部的压力，通过单片机对压力信号进行处理，得到燃油量信号；
(3)采用磁敏油位传感器测量，通过单片机对压力信号进行处理，得到燃油量信号；
(4)根据燃油液位与电容传感器的电容成线性关系的特点，采用电容式传感器进行燃油液位的精确测量，并通过单片机的信号处理，得到燃油量信号。
以上各种方法虽然能使燃油量的测量精度有所提高，使得汽车在平路上行驶时，能够精确显示燃油量信号，但是都无法自适应路面坡度的变化，在坡道上行驶时，将导致燃油量显示不准确，尤其对于搭载续航里程计算功能的车辆来说，将会导致续航里程计算错误，对车辆用户产生误导。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种燃油量显示方法及系统，能够自适应路面情况的变化，对车辆在坡道上行驶时的燃油量进行精确显示。
本发明实施例提供的技术方案如下：
一方面，提供了一种燃油量显示方法，包括：
液位传感器采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据所述油位高度信号输出修正前电阻值；
采集所述任意路面的俯仰角，并根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；
根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值；
计算所述修正后电阻值所对应的燃油量，并进行显示。
优选地，所述采集所述任意路面的俯仰角包括：
两轴陀螺仪采集所述任意路面的俯仰角速度信号，并输出模拟电压信号；
仪表控制器根据设定的采样频率和采样周期对所述模拟电压信号进行采样得到离散电压信号，并对所述离散电压信号进行积分和滤波，得到所述任意路面的俯仰角。
优选地，所述根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数包括：
所述俯仰角为α，所述液位传感器为扇形滑动变阻器，所述扇形滑动变阻器的最大滑动角度为θmax，所述扇形滑动变阻器的最大电阻值为Rmax，则所述电阻值修正系数为：
优选地，所述根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值包括：将所述修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
优选地，所述方法还包括：
根据所述任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率；
将所述俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较，并判断所述俯仰角速度变化率是否小于预设阈值；如果是，则显示所述修正后电阻值所对应的燃油量；否则，显示所述修正前电阻值所对应的燃油量。
另一方面，提供了一种燃油量显示系统，包括：
液位传感器，用于采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据所述油位高度信号输出修正前电阻值；
俯仰角采集模块，用于采集所述任意路面的俯仰角，并根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；
计算模块，用于根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值；
所述计算模块，还用于计算所述修正后电阻值所对应的燃油量；
显示模块，用于对所述燃油量进行显示。
优选地，所述俯仰角采集模块包括：
两轴陀螺仪，用于采集所述任意路面的俯仰角速度信号，并输出模拟电压信号；
仪表控制器，用于根据设定的采样频率和采样周期对所述模拟电压信号进行采样得到离散电压信号，并对所述离散电压信号进行积分和滤波，得到所述任意路面的俯仰角。
优选地，所述根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数包括：
所述俯仰角为α，所述液位传感器为扇形滑动变阻器，所述扇形滑动变阻器的最大滑动角度为θmax，所述扇形滑动变阻器的最大电阻值为Rmax，则所述电阻值修正系数为：
优选地，所述根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值包括：将所述修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
优选地，所述系统还包括：
所述计算模块，还用于根据所述任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率；
比较模块，用于将所述俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较；
判断模块，用于判断所述俯仰角速度变化率是否小于预设阈值；
所述显示模块，还用于在所述判断模块判断所述俯仰角速度变化率小于预设阈值后，显示所述修正后电阻值所对应的燃油量；否则，显示所述修正前电阻值所对应的燃油量。
本发明实施例提供的燃油量显示方法及系统，通过液位传感器采集任意路面上的油位高度信号输出对应的修正前电阻值，并采集该路面的俯仰角，计算电阻值修正系数，通过电阻值修正系数对液位传感器输出的修正前电阻值进行修正，将修正后电阻值所对应的燃油量进行显示。通过电阻值修正系数对电阻值进行修正，能够冲抵车辆在坡道上行驶时，因坡道俯仰角所产生的显示误差，从而能够对燃油量进行精确显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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燃油量显示方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的液位传感器在水平路面上的示意图；
图3为本发明实施例提供的液位传感器在坡道上的示意图；
图4为本发明实施例提供的另外一种燃油量显示方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的一种燃油量显示系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另外一种燃油量显示系统的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的第三种燃油量显示系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种燃油量显示方法的流程图，该燃油量显示方法可以包括以下步骤：
步骤101：液位传感器采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据油位高度信号输出修正前电阻值。
具体地，液位传感器可以采用滑动变阻器，根据油位高度的不同输出不同的电阻值。当油位深度较小时，滑动变阻器可以位于最右端，输出最大电阻值；随着油位深度增加，滑动变阻器可以向左移动，输出的电阻值逐步减小。其中，根据路面情况况是否水平，可以将路面分为平路和坡路；坡路既包括上坡，又包括下坡。
步骤102：采集任意路面的俯仰角，并根据俯仰角和液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数。
俯仰角指的是车辆所行驶的路面与水平面之间的夹角，可以采用α表示。当α＝0时，表示路面为平路；当α<0时，表示路面为下坡；当α>0时，表示路面为上坡。
由于路面的俯仰角会对油位高度的显示数值产生影响，在俯仰角不为零时，将导致液位传感器输出的电阻值不是真实油位所对应的电阻值，从而出现显示误差，因此，需要对液位传感器输出的电阻值进行修正。
当采用扇形滑动变阻器作为液位传感器时，可以根据扇形滑动变阻器的标定参数，例如，最大滑动角度和最大电阻值，以及俯仰角计算电阻值修正系数。当液位传感器的最大滑动角度为θmax，最大电阻值为Rmax，则滑动角度为θ时，所对应的电阻值R为：
如图2所示，本发明实施例提供的液位传感器在水平路面上的示意图
图中的液位传感器为扇形的滑动变阻器，θ为液位传感器当前的滑动角度，具体可以为铅垂线与滑动变阻器电刷之间的夹角。
液位传感器的最大滑动角度为θmax，最大电阻值为Rmax，则滑动角度为θ时，所对应的电阻值为：
如图3所示，为本发明实施例提供的液位传感器在坡道上的示意图。
液位传感器的最大滑动角度为θmax，最大电阻值为Rmax，滑动角度为θ时，在俯仰角为α的坡道上时，铅垂线与滑动变阻器电刷之间的夹角为2α+θ，此时，液位传感器输出的电阻值为：
从而可以计算得出电阻值修正系数为
步骤103：根据修正前电阻值和电阻值修正系数，计算修正后电阻值。
其中，可以将修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
步骤104：计算修正后电阻值所对应的燃油量，并进行显示。
根据修正后的电阻值计算出油位高度，并将油位高度换算为燃油量信息，进行显示。具体的显示方式，可以采用指针指示燃油量或者采用数字进行显示，本发明实施例不对具体的显示方式进行限定。
为了防止车辆在行驶过程中，因为车辆自身振动或者路面凸凹不平等情况，导致车辆短时出现俯仰角，按照上述方法对燃油量进行修正，将可能导致出现错误信息，进而导致燃油量信息显示不准确。
为了保证车辆行驶在坡道上时，才进行燃油量修正，从而保证燃油量显示的精确性，如图4所示，上述方法还可以包括以下步骤：
步骤201：根据任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率。
步骤202：将俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较。
步骤203：判断俯仰角速度变化率是否小于预设阈值。
如果是，则执行步骤204：显示修正后电阻值所对应的燃油量；
否则，则执行步骤205：显示修正前电阻值所对应的燃油量。
具体地，可以根据两轴陀螺仪所采集的任意路面的俯仰角速度信号，求俯仰角速度信号的微分，计算得到俯仰角速度变化率；预设阈值可以根据经验或者计算，事先进行设定，当俯仰角速度变化率小于预设阈值时，可以认为车辆在坡道上行驶，需要对电阻值进行修正，并显示修正后的电阻值所对应的燃油量。否则，当俯仰角速度变化率大于或等于预设阈值时，可以认为车辆出现抖动或者路面短时不平整，不需要对电阻值进行修正，可以直接将修正前电阻值所对应的燃油量进行显示。
本发明实施例提供的燃油量显示方法，通过液位传感器采集任意路面上的油位高度信号输出对应的修正前电阻值，并采集该路面的俯仰角，计算电阻值修正系数，通过电阻值修正系数对液位传感器输出的修正前电阻值进行修正，将修正后电阻值所对应的燃油量进行显示。通过电阻值修正系数对电阻值进行修正，能够冲抵车辆在坡道上行驶时，因坡道俯仰角所产生的显示误差，从而能够对燃油量进行精确显示。
相应地，本发明实施例还提供了一种燃油量显示系统的结构示意图，如图5至图7所示，该燃油量显示系统可以包括：
液位传感器301，用于采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据油位高度信号输出修正前电阻值；
俯仰角采集模块302，用于采集任意路面的俯仰角，并根据俯仰角和液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；
计算模块303，用于根据修正前电阻值和电阻值修正系数，计算修正后电阻值；
计算模块303，还用于计算修正后电阻值所对应的燃油量；
显示模块304，用于对燃油量进行显示。
其中，上述俯仰角采集模块302可以包括：
两轴陀螺仪401，用于采集任意路面的俯仰角速度信号，并输出模拟电压信号；
仪表控制器402，用于根据设定的采样频率和采样周期对模拟电压信号进行采样得到离散电压信号，并对离散电压信号进行积分和滤波，得到任意路面的俯仰角。
其中，上述仪表控制器402优选采用16位的单片机，具有强大的运算能力，在采集得到离散的数字电压信号后，优选采用卡尔曼滤波，从而得到稳定的俯仰角信号。
上述根据俯仰角和液位传感器301的标定参数计算电阻值修正系数包括：
当俯仰角为α，液位传感器采用扇形滑动变阻器，且扇形滑动变阻器的最大滑动角度为θmax，扇形滑动变阻器的最大电阻值为Rmax，则电阻值修正系数为：
上述根据修正前电阻值和电阻值修正系数，计算修正后电阻值包括：将修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
进一步地，上述系统还可以包括：
计算模块303，还用于根据任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率；
比较模块501，用于将俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较；
判断模块502，用于判断俯仰角速度变化率是否小于预设阈值；
显示模块304，还用于在判断模块502判断俯仰角速度变化率小于预设阈值后，显示修正后电阻值所对应的燃油量；否则，显示修正前电阻值所对应的燃油量。
本发明实施例提供的燃油量显示系统，通过液位传感器采集任意路面上的油位高度信号输出对应的修正前电阻值，并采集该路面的俯仰角，计算电阻值修正系数，通过电阻值修正系数对液位传感器输出的修正前电阻值进行修正，将修正后电阻值所对应的燃油量进行显示。通过电阻值修正系数对电阻值进行修正，能够冲抵车辆在坡道上行驶时，因坡道俯仰角所产生的显示误差，从而能够对燃油量进行精确显示。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。各个模块，既可以是单独存在的，也可以将多个模块集成在一个模块中。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述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 (6)
1.一种燃油量显示方法，其特征在于，包括：
液位传感器采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据所述油位高度信号输出修正前电阻值；
采集所述任意路面的俯仰角，并根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；
根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值；
计算所述修正后电阻值所对应的燃油量；根据所述任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率；
将所述俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较，并判断所述俯仰角速度变化率是否小于预设阈值；如果是，则显示所述修正后电阻值所对应的燃油量；否则，显示所述修正前电阻值所对应的燃油量；
其中，所述根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数包括：
所述俯仰角为α，所述液位传感器为扇形滑动变阻器，所述扇形滑动变阻器的最大滑动角度为θmax，所述扇形滑动变阻器的最大电阻值为Rmax，则所述电阻值修正系数为：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述任意路面的俯仰角包括：
两轴陀螺仪采集所述任意路面的俯仰角速度信号，并输出模拟电压信号；
仪表控制器根据设定的采样频率和采样周期对所述模拟电压信号进行采样得到离散电压信号，并对所述离散电压信号进行积分和滤波，得到所述任意路面的俯仰角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值包括：将所述修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
4.一种燃油量显示系统，其特征在于，包括：
液位传感器，用于采集车辆在任意路面上的油位高度信号，并根据所述油位高度信号输出修正前电阻值；
俯仰角采集模块，用于采集所述任意路面的俯仰角，并根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数；
计算模块，用于根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值；
所述计算模块，还用于计算所述修正后电阻值所对应的燃油量；
所述计算模块，还用于根据所述任意路面的俯仰角速度信号，计算俯仰角速度变化率；
比较模块，用于将所述俯仰角速度变化率与预设阈值进行比较；
判断模块，用于判断所述俯仰角速度变化率是否小于预设阈值；
显示模块，用于对所述燃油量进行显示；
所述显示模块，还用于在所述判断模块判断所述俯仰角速度变化率小于预设阈值后，显示所述修正后电阻值所对应的燃油量；否则，显示所述修正前电阻值所对应的燃油量；
其中，所述根据所述俯仰角和所述液位传感器的标定参数计算电阻值修正系数包括：
所述俯仰角为α，所述液位传感器为扇形滑动变阻器，所述扇形滑动变阻器的最大滑动角度为θmax，所述扇形滑动变阻器的最大电阻值为Rmax，则所述电阻值修正系数为：
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述俯仰角采集模块包括：
两轴陀螺仪，用于采集所述任意路面的俯仰角速度信号，并输出模拟电压信号；
仪表控制器，用于根据设定的采样频率和采样周期对所述模拟电压信号进行采样得到离散电压信号，并对所述离散电压信号进行积分和滤波，得到所述任意路面的俯仰角。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据所述修正前电阻值和所述电阻值修正系数，计算修正后电阻值包括：将所述修正前电阻值减去电阻值修正系数即可得到修正后电阻值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 230601 Anhui Province, Hefei City Industrial Park, the Peach Blossom Road No. 669 Applicant after: Anhui Jianghuai Automobile Group Limited by Share Ltd Address before: 230601 Anhui Province, Hefei City Industrial Park, the Peach Blossom Road No. 669 Applicant before: Anhui Jianghuai Automotive Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |