CN105181086A

CN105181086A - 一种汽车油量检测方法和装置

Info

Publication number: CN105181086A
Application number: CN201510546794.6A
Authority: CN
Inventors: 盛亮; 严春晓; 徐冬升; 龙吉文
Original assignee: Huizhou Foryou General Electronics Co Ltd
Current assignee: Huizhou Foryou General Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: CN105181086B

Abstract

本发明公开了一种汽车油量检测方法。所述方法包括：通过安装在油箱顶部的超声波油面计获取油面与所述油箱顶部的距离，所述油箱的结构预设已知，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴；通过倾角传感器获取所述油箱底面相对于水平面的倾角；通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度；根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度；根据所述油箱的预设结构以及油量的所述修正深度，得到油量的体积。本发明还相应公开了一种汽车油量检测装置。本发明能够综合考虑到汽车复杂的行车环境，给出精确的油量指示。

Description

一种汽车油量检测方法和装置

技术领域

本发明涉及车载设备技术领域，特别是涉及一种汽车油量检测方法和装置。

背景技术

驾驶员在驾车过程中，通常比较关心油量的多少。在传统技术中，汽车已经集成有自动检测油量的设备，原理图如图1，R为滑动变阻器，油量表实际上为一电流表，从流量表所指示的刻度，就可以知道邮箱内油量的多少。

发明人在研究中发现，传统技术的问题在于，油量表的指示值(电流)与变阻器的电阻值有关，而变阻器的电阻与浮标的深度有关，在实际应用场景中，汽车行车的环境通常包含各种复杂的因素，例如汽车上坡、下坡、加速、减速等各种情况都会影响浮标在油箱中的深度，也就是说传统技术中的油量检测并没有考虑到复杂的行车环境，只能大致指示油量剩余的情况，并不能精确指示，并且油量与浮标深度是一个反转曲线的函数关系，并非线性关系，因此油量表的刻度对驾驶员来说并不清楚指示了具体多少油量。

发明内容

基于此，有必要提供一种汽车油量检测方法和装置，能够综合考虑到汽车复杂的行车环境，给出精确的油量指示。

一种汽车油量检测方法，包括：

通过安装在油箱顶部的超声波油面计获取油面与所述油箱顶部的距离，所述油箱的结构预设已知，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴；

通过倾角传感器获取所述油箱底面相对于水平面的倾角；

通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度；

根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度；

根据所述油箱的预设结构以及油量的所述修正深度，得到油量的体积。

具体地，在所述通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度的步骤中，所述方法包括：

若获取到的汽车横向加速度|a_x|或汽车纵向加速度|a_y|超过预设阀值，则对该时刻的数据进行滤除处理。

具体地，所述根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度的步骤，包括：

以下列公式计算油量的修正深度，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

其中，a_x为汽车横向加速度，记a_x＞0为汽车横向向前加速；g为重力加速度；β为倾角传感器获得的倾角，记0＜β＜π/2为汽车上坡状态的倾角，π/2＜β＜π为汽车下坡状态的倾角；θ为综合考虑汽车爬坡和加速情况的油面的等效倾角；l_mes为超声波油面计获得的油面距离油箱顶部的距离；m为超声波油面计距离对称轴的距离，记m＜0为超声波油面计处于对称轴的前方，m＞0为超声波油面计处于对称轴的后方；H为油箱的内部预设高度。

具体地，所述根据所述油箱的预设结构以及油量的所述修正深度，得到油量的体积的步骤包括：

以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

其中，Δh为预设步进高度，S_k为距离油箱底面k个预设步进高度处的油箱横截面积，k＝1,26[h/Δh]，V为油量体积。

进一步地，所述方法还包括：对油量或者油量变化率进行监控，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。

一种汽车油量检测装置，包括：

安装在油箱顶部的超声波油面计，用于获取油面距离所述油箱顶部的距离，所述油箱的结构预设，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴；

倾角传感器，用于获取所述油箱底面相对于水平面的倾角；

加速度传感器，用于获取车辆行驶过程中的加速度；

修正计算单元，用于根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度；

体积计算单元，用于根据所述油箱的预设结构以及油量的所述修正深度，得到油量的体积。

进一步地，所述装置还包括：滤波单元，若获取到的汽车横向加速度|a_x|或汽车纵向加速度|a_y|超过预设阀值，则对该时刻的数据进行滤除处理。

具体地，所述修正计算单元，以下列公式计算油量的修正深度，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

具体地，所述体积计算单元，以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

进一步地，所述装置还包括：监控单元，对油量或者油量变化率进行监控；以及报警单元，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。

上述汽车油量检测方法和装置，考虑到了汽车行驶过程中油箱地面相对于水平面的倾角，以及汽车的加速度情况，得到的油量修正深度会相比于传统技术中的深度更加精确，因此，所最终得到的油量更加精确。

附图说明

图1为传统技术中汽车油量检测的原理示意图；

图2为一个实施例中的汽车油量检测方法的流程示意图；

图3为一个实施例中汽车油量检测方法的应用场景示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图2和图3，在一个实施例中提供了一种汽车油量检测方法，包括：

步骤201，通过安装在油箱顶部的超声波油面计获取油面与油箱顶部的距离。

具体的，参见图3中油箱的结构预设已知，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴。超声波油面计安装在油箱顶部，其采用超声波测距原理，获取油面距离油面顶面的距离l_mes，设超声波在介质中传播的速度为v，超声波探测到回波的时间为t，则l_mes＝vt/2。

步骤202，通过倾角传感器获取油箱底面相对于水平面的倾角。

具体的，倾角传感器获取油箱地面相对于水平面的倾角β，与现有技术相同，记0＜β＜π/2为汽车上坡状态的倾角，π/2＜β＜π为汽车下坡状态的倾角。

步骤203，通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度。

具体的，通过加速度传感器获取汽车的加速度也是公知技术。在本实施例中，将加速度沿着车辆横向(平行于路面，包括斜坡的情形)和车辆纵向(垂直于路面)进行分解，对油面倾斜起主要作用的是车辆横向加速度a_x。在某些特殊情况下，例如汽车紧急刹车，或者汽车在纵向剧烈颠簸，油面也会剧烈晃动，此时所测的油量体积会有较大误差，应该对此时刻进行滤波处理，即若获取到的汽车横向加速度|a_x|或汽车纵向加速度|a_y|超过预设阀值，则对该时刻的数据进行滤除处理。

步骤204，根据油箱的内部预设高度、距离、倾角、加速度以及超声波油面计距离对称轴的距离，计算得到油量的修正深度。

具体参见图3，以下列公式计算油量的修正深度h，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

步骤205，根据油箱的预设结构以及油量的修正深度，得到油量的体积。

具体以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

在其它可选的实施例中，所述方法还包括：对油量或者油量变化率进行监控，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。

本发明实施例还相应提供了一种汽车油量检测装置，包括：

安装在油箱顶部的超声波油面计，用于获取油面与所述油箱顶部的距离，所述油箱的结构预设已知，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴。

倾角传感器，用于获取所述油箱底面相对于水平面的倾角。

加速度传感器，用于获取车辆行驶过程中的加速度。

修正计算单元，用于根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度。

在一个实施例中，所述装置还包括：滤波单元，若获取到的汽车横向加速度|a_x|或汽车纵向加速度|a_y|超过预设阀值，则对该时刻的数据进行滤除处理。

在一个实施例中，所述修正计算单元，以下列公式计算油量的修正深度，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

其中，a_x为汽车横向加速度，记a_x＞0为汽车横向向前加速；g为重力加速度；β为倾角传感器获得的倾角，记0＜β＜π/2为汽车上坡状态的倾角，π/2＜β＜π为汽车下坡状态的倾角；θ为综合考虑汽车爬坡和加速情况的油面的等效倾角；l_mes为超声波油面计获得的油面距离油箱顶部的距离；m为超声波油面计距离对称轴的距离，记m＜0为超声波油面计处于对称轴的前方，m＞0为超声波油面计处于对称轴的后方；H为油箱的内部预设高度。在一个实施例中，所述体积计算单元，以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

在一个实施例中，所述装置还包括：监控单元，对油量或者油量变化率进行监控；以及报警单元，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。

上述实施例中的汽车油量检测方法和装置，考虑到了汽车行驶过程中油箱地面相对于水平面的倾角，以及汽车的加速度情况，得到的油量修正深度会相比于传统技术中的深度更加精确，因此，所最终得到的油量更加精确。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种汽车油量检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过倾角传感器获取所述油箱底面相对于水平面的倾角；

通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过加速度传感器获取车辆行驶过程中的加速度的步骤中，所述方法包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述油箱的内部预设高度、所述距离、所述倾角、所述加速度以及所述超声波油面计距离所述对称轴的距离，计算得到油量的修正深度的步骤，包括：

以下列公式计算油量的修正深度，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述油箱的预设结构以及油量的所述修正深度，得到油量的体积的步骤包括：

以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

其中，Δh为预设步进高度，S_k为距离油箱底面k个预设步进高度处的油箱横截面积，k＝1，26[h/Δh]，V为油量体积。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对油量或者油量变化率进行监控，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。

6.一种汽车油量检测装置，其特征在于，所述装置包括：

安装在油箱顶部的超声波油面计，用于获取油面与所述油箱顶部的距离，所述油箱的结构预设已知，且具有一垂直于顶部和底面的对称轴；

倾角传感器，用于获取所述油箱底面相对于水平面的倾角；

加速度传感器，用于获取车辆行驶过程中的加速度；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：滤波单元，若获取到的汽车横向加速度|a_x|或汽车纵向加速度|a_y|超过预设阀值，则对该时刻的数据进行滤除处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述修正计算单元，以下列公式计算油量的修正深度，

θ = \{\begin{matrix} β - \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} \leq 0, 0 \leq β < π \\ β + \arg t a n (a_{x} / g), a_{x} > 0, 0 \leq β < π \end{matrix},

l_{r e a l} = \{\begin{matrix} l_{m e s} - m t a n θ, m < 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} + m \tan θ, m < 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s} + m \tan θ, m > 0, 0 \leq θ < π / 2 \\ l_{m e s} - m \tan θ, m > 0, π / 2 < θ < π \\ l_{m e s}, m = 0 \end{matrix},

h＝H-l_real，

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述体积计算单元，以下列公式计算油量的体积：

V = Σ_{k = 1}^{[h / Δ h]} S_{k} \cdot Δ h,

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：监控单元，对油量或者油量变化率进行监控；以及报警单元，若油量或油量变化率超出监控阀值，则进行报警。