CN106556454A - 汽车仪表用的油量显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车仪表用的油量精确显示方法，包括：检测油箱中的油量，并获取油量值；检测车辆行驶状态,在车辆转弯或加速或减速时，对油量值进行校正；在车辆仪表上显示校正后的油量值。本发明提供一种汽车仪表。本发明提供的汽车仪表用的油量精确显示方法能够提高油量显示的精确度。

Description

汽车仪表用的油量显示方法

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体而言，涉及一种汽车仪表用的油量显示方法。

背景技术

随着汽车的进一步智能化，汽车的使用者对人车交互的信息的准确性要求也越来越高。油量显示作为人车交互的一个重要的信息提示，汽车使用者对其的准确性要求也越来越高。

现有的仪表显示油量经常会产生不准确的情况，尤其当车辆在高速行驶时，油表显示的不准确容易造成车辆的抛锚，对交通产生严重影响。

有鉴于此，针对现有的汽车用油量显示技术所存在的不准确问题，需要设计新的检测及处理方法，以提高汽车仪表显示油量的准确度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种汽车仪表用的油量显示方法，通过对特定行驶状态的判断及提供与该行驶状态适合的校正机制，获取更为精确的油量数据，从而能够提高汽车仪表显示油量的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了一种汽车仪表用的油量显示方法，包括：检测油箱中的油量，并获取油量值；检测车辆行驶状态,在车辆转弯或加速或减速时，对油量值进行校正；在车辆仪表上显示校正后的油量值。

进一步地，所述实时判断车辆行驶状态，包括：根据方向盘的转角信号判断车辆此时是否在进行转弯；根据油门是否被踩压判断车辆此时是否在进行加速；根据刹车是否被踩压判断车辆此时是否在进行减速。

进一步地，所述根据状态判断结果校正油量值，包括：通过标定实验，预先建立车辆行驶状态、车辆匀速行驶时所用的正常滤波因子、用于正常滤波因子的修正因子之间的标定值表；根据状态判断结果选择与该行驶状态相对应的修正因子；通过正常滤波时所用的滤波因子与修正因子共同对油量值进行滤波。

进一步地，所述对油量值进行校正，包括：根据方向盘的转角信号确定车辆的转弯幅度，转弯幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

进一步地，所述对油量值进行校正，包括：获取油门踏板被踩压的深度以确定车辆加速幅度，车辆加速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

进一步地，所述对油量值进行校正，包括：获取刹车踏板被踩压的深度以确定车辆减速幅度，车辆减速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

进一步地，所述对油量值进行校正，包括：获取车辆行车时所处地形，在车辆上下坡时，倾斜角度越大，对油量值的校正幅度越大。

发明提供的汽车仪表用的油量显示方法，通过对特定行驶状态的判断及提供与该行驶状态适合的校正机制，获取更为精确的油量数据，从而能够提高汽车仪表显示油量的准确度，尤其是通过对加速、减速或转弯的显示油量进行校正，能够克服在加速、减速或转弯时，因油箱中油浮波动产生的显示值偏差问题。

进一步地，本发明提供的汽车仪表用的油量显示方法能够根据不同行驶状态，实时调整滤波时的滤波因子，以精确校正油量检测数据，从而更加平稳、准确地显示油量，以提高汽车仪表显示油量的准确度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例的汽车用油量仪表显示系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例的汽车用油量仪表显示方法的流程示意图；

图3是本发明一实施例的选用修正因子的处理流程示意图；

图4是应用本发明方法的汽车在转弯时的未经处理的油量值、采用现有技术处理的油量值和采用本发明处理的油量值的滤波结果对比图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1是本发明一实施例的汽车用油量仪表显示系统的结构示意图。如图1所示，汽车用油量仪表显示系统包括：油箱1和汽车仪表2。油箱内置液位传感器3，液位传感器3通过连杆4连接悬浮在液体燃料5(例如，汽油)上面的测量部件6(例如，油浮)。汽车仪表2包括微控制器(MCU)及与其相连的显示器。当液体因行车逐渐减少时，测量部件6随液体燃料5的高度降低而降低，并带动连杆4作滑动运动。连杆4的滑动位移影响液位传感器3中的滑动变阻器的阻值变化。液位越低，滑动变阻器的阻值越高，使得液位传感器3的电压值越高。这样，液位传感器3通过自身电压的变化向油量检测模块输出电流模拟值(当然，也可以是电压模拟值)。

然而，现有的仪表显示油量经常会产生不准确的情况，尤其当车辆在高速行驶时，油表显示的不准确容易造成车辆的抛锚。本发明通过大量实验发现，油量的仪表显示结果会受到不同行驶状态的影响，也就是说，车辆在不同的行驶状态下，油量显示的偏差是存在的且不相同的。如果采用完全一样的处理方式，无法彻底解决车辆仪表显示油量的不准确问题。

例如，在车辆拐弯的时候，在向心力的作用下，油浮6波动会比较大，这样就会导致仪表接收到液位传感器3输出的电流模拟值抖动比较严重，从而影响油量显示的准确性。又例如，在车辆加速或者减速的时候，由于惯性，油浮6波动会比较大，这样就会导致仪表接收到电流模拟值抖动会比较严重，从而影响油量显示的准确性。但是，转弯、加速和减速三种行驶状态产生的油量显示的不准确值是各不相同的。

因此，根据本发明，有必要对车辆的行驶状态进行判断，并根据判断结果对油量显示值进行校正，也就是说，针对不同的行驶状态，本发明基于不同的行驶状态提供不同的油量偏差补偿方案。如图1所示，MCU包括：油量检测模块、状态判断模块和校正模块。油量检测模块用于从液位传感器3接收油量值，并发送给校正模块。状态判断模块用于从车内总线(例如，CAN总线)上获取状态信息数值，并发送给校正模块。校正模块用于根据状态信息数值调整油量值，并将更新油量值发送给显示器进行显示。

在本发明中，油量检测模块可以包括：A/D转换单元，用于将电压信号转换成数字信号传送给微控制器MCU中的校正模块。

在本发明中，状态判断模块可以用于：根据方向盘的转角信号，判断车辆此时是否在转弯，如果判断结果为是，则获取转弯信息数值；根据油门被踩压的深度信号，判断车辆此时是否在加速，如果判断结果为是，则获取加速信息数值；根据刹车被踩压的深度信号，判断车辆此时是否在减速，如果判断结果为是，则获取减速信息数值；随后，将判断出的状态信息数值传送给微控制器MCU中的校正模块。

在本发明中，校正模块可以用于：根据状态信息数值，对预先标定的校正值(例如，下文提到的“滤波因子”)进行实时调整；根据调整后的校正值，对油量值进行校正(例如，下文提到的“滤波”方法)；用校正结果更新油量值；随后，将更新油量值发送给显示器进行显示。校正模块存储有预置处理程序，对油量值经A/D转换后的数字信号进行模糊处理和数字滤波。

显示器的后台从校正模块接收油量值，并在前台的车辆仪表上显示当前油量。

图2是本发明一实施例的汽车用油量仪表显示方法的流程示意图。基于上述图1的系统，如图2所示，本发明提供一种汽车仪表用的油量显示方法，可以包括：检测油箱中的油量，并获取油量值；检测车辆行驶状态,在车辆转弯或加速或减速时，对油量值进行校正；在车辆仪表上显示校正后的油量值。例如，可以通过图1所示油箱1中的液位传感器3测量油箱中油量值。例如，可以通过图1所示MCU中的状态判断模块获取，并通过校正模块对油量的偏差值进行补偿。

常见的车辆行驶状态包括：转弯、加速或减速。作为一种实施例，可以根据方向盘的转角信号判断车辆此时是否在进行转弯，如果判断结果为是，则获取转弯信息数值。作为一种实施例，可以根据油门是否被踩压判断车辆此时是否在进行加速，如果判断结果为是，则获取加速信息数值。作为一种实施例，可以根据刹车是否被踩压判断车辆此时是否在进行减速，如果判断结果为是，则获取减速信息数值。

进一步地，可以根据方向盘的转角信号确定车辆的转弯幅度，转弯幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

急转弯时，油箱处于倾斜状态，转弯角度越大，油箱的倾斜角度越大，例如，在转弯角为30°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为45升，偏差值为5升；在转弯角为50°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为50升，偏差值为10升；此时就需要增大对油量值的校正幅度。

进一步地，可以获取油门踏板被踩压的深度以确定车辆加速幅度，车辆加速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

进一步地，可以获取刹车踏板被踩压的深度以确定车辆减速幅度，车辆减速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

加减速时，油箱处于抖动状态，抖动角度越大，油箱的倾斜角度越大，例如，在抖动角为5°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为42，偏差值为2升；在抖动角为10°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为45升，偏差值为5升；此时就需要增大对油量值的校正幅度。

进一步地，可以获取车辆行车时所处地形，在车辆上下坡时，倾斜角度越大，对油量值的校正幅度越大。

例如，上坡时，油箱处于倾斜状态，油浮3悬浮在倾斜的燃料5液面上导致液位传感器3中的滑动变阻器的阻值与实际燃料量对应的阻值之间存在偏差，且偏差值大于实际值，因此需要增大对油量值的校正幅度。同理，例如，下坡时，油箱同样发生倾斜问题，导致需要增大对油量值的校正幅度。坡度越大，油箱的倾斜角度越大，例如，在倾斜角为30°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为45升，偏差值为5升；在倾斜角为50°时，油箱实际油量为40升，但仪表上显示值为50升，偏差值为10升；此时就需要增大对油量值的校正幅度。

可以理解的是，在上下坡时，车辆同样会存在加速、减速或转弯的行驶状态，因此在上下坡时，同样可以采取本发明所提供的校正方法对三种行驶状态的油量值进行校正，同时由于上下坡本身也存在导致偏差的问题，需要加大校正的幅度。

对于车辆上下坡的状态识别可以采用例如陀螺仪的装置进行检测实现，也可以采用例如加速度传感器结合相应上下坡识别算法进行实现。

图3是本发明一实施例的选用修正因子的处理流程示意图。如图3所示，当判断出车辆此时处于某一预定状态时，在通过实验预先标定的校正值表中查询与该状态相对应的校正值(例如，滤波中的修正因子)；当判断出汽车处于某种行驶状态时，选用相应的修正因子对滤波所需要的正常滤波因子进行校正；根据调整后的滤波因子对油量值进行滤波。结合图1，当校正模块接收到模拟油量值经A/D转换后的数字油量值信号时，可以通过校正模块预先配置的油量值表(称为“表A”)查询对应的油量值。当校正模块接收到状态信息数值时，可以通过校正模块预先配置的滤波因子表(称为“表B”)查询对应的滤波因子。滤波模块根据滤波因子对油量值进行滤波，并将更新油量值发送给显示器进行显示。例如，MCU通过PC/PPI电缆传送到显示器，由显示器显示出油箱中的实际油量。

由于不同的车型配置不同的油箱，且检测油量的液位传感器也会不一定采用相同规格，因此本发明需要预先标定滤波因子。例如，可以将滤波因子建立一个滤波因子表(表B)。又例如，还可以将滤波因子存在表A中。

可以理解的是，当加大滤波时的滤波因子时，产生的结果就是显示油量会更加平稳。本发明提供的汽车仪表用的油量显示方法能够通过实时调整滤波时的滤波因子更加平稳、准确地显示油量，从而提高汽车仪表显示油量的准确度。

车辆正常行驶时，可以按照如下公式对油量值进行滤波：

本次滤波结果＝(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果(公式1)

其中，滤波因子a取0到1之间的任意值，即a＝0～1。

例如，在车辆平稳、匀速行驶时，获取仪表显示的显示值(即，第一数值)；同时，对油箱中的实际油量进行测量，获取实际值(即，第二数值)；判断第一数值与第二数值之间的差值是否处于预定的偏差值范围(例如，显示油量抖动在0.1L～1.0L)之内；当差值超出偏差值范围，就采用上述滤波方法进行第一次滤波实验，并记录第一次滤波结果。

然而，在车辆处于非匀速状态时，例如，转弯、加速或减速行驶状态下，上述的显示值(第一数值)与实际值(第二数值)之间的偏差会增大，此时采用上述方法中的正常滤波因子进行滤波后，无法避免误差或偏差的扩大。因此，需要对正常滤波时所用的滤波因子进行校正，并通过正常滤波时所用的滤波因子与修正因子共同对油量值进行滤波。当车辆处于非匀速状态时，在设定显示油量抖动范围的基础上，通过假定的修正因子进行第二次滤波实验；当滤波后的曲线1B在预置偏差范围内具有预期的平滑度效果后，记录第二次滤波结果；通过相应算法比较第一次滤波结果与第二次滤波结果(车辆处于预定的状态时)的偏差值，获取修正因子△b；随后，建立车辆行驶状态(例如，转弯、加速或减速)、车辆匀速行驶滤波时所用的正常滤波因子a、用于正常滤波因子的修正因子△b之间的标定值表。当然，可以理解的是，上述一阶滞后滤波法仅作为本发明方法的一种滤波方法，本发明方法中采用的滤波方法并不以此为限；当采用一阶滞后滤波法时，a+△b的取值范围仍然在0至1之间。

通过上述步骤可以获取预先标定的校正值表。例如，如表一所示，当判断出汽车处于匀速行驶时，采用正常滤波因子a进行滤波，无需修正因子△b；当判断出汽车处于转弯行驶时，采用正常滤波因子a及其修正因子△b1进行滤波；当判断出汽车处于加速行驶时，采用正常滤波因子a及其修正因子△b2进行滤波；当判断出汽车处于减速行驶时，采用正常滤波因子a及其修正因子△b3进行滤波。例如，根据调整后的滤波因子(a+△b)对油量值进行滤波。或者，根据调整后的滤波因子(a*△b)对油量值进行滤波。正常滤波因子a与修正因子△b之间的数学关系将根据本发明采用的不同滤波方式进行调整，并非限于固定的数学运算关系。

表一

行驶状态	正常滤波因子	修正因子
			匀速	a	null
转弯	a	△b1
			加速	a	△b2
减速	a	△b3
			其他状态	a	△bn

可以理解的是，文中提到的表一由图1中的表A和表B共同构成。表A是表一中的正常滤波因子一栏，而表B是表一中的行驶状态和修正因子两栏。表A的输入来自油量检测模块，而表B的输入来自状态判断模块。校正模块中的滤波单元将根据某个状态通过查表方法，获取表A中的正常滤波因子与表B中的修正因子，并将滤波因子和修正因子按预定算法结合后进行油量原始数据的滤波处理，并将滤波结果发送给图1中的显示器进行显示。

例如，上述公式一可以变形为：

本次滤波结果＝(1-a+△b)*本次采样值+a*上次滤波结果(公式2)

其中，滤波因子a+△b取0到1之间的任意值，即a+△b＝0～1。

又例如，上述公式一可以变形为：

本次滤波结果＝(1-a*△b)*本次采样值+a*上次滤波结果(公式3)

其中，滤波因子a*△b取0到1之间的任意值，即a*△b＝0～1。

当车辆行驶时，通过检测油箱中的油量，并获取油量值；同时，通过检测车辆行驶状态,并获取状态信息数值；接着，根据状态信息数值，对预先标定的滤波因子进行实时转换。例如，在获取油量检测信息后，判断车辆是否行驶。当车辆行驶时，进一步判断车辆是否处于加速、减速或转弯状态。当车辆处于加速、减速或转弯的任一状态时，进行上文所述的校正滤波处理，即运用表一所示正常滤波因子和校正滤波因子。其他情况可以采用正常滤波处理，即仅使用正常滤波因子进行滤波。例如，当判断出车辆此时在进行转弯时，采用转弯滤波因子△b1进行滤波，而后又判断出车辆调整为进行加速时，从转弯滤波因子△b1转换为加速滤波因子△b2，而后又判断出车辆调整为进行减速时，从加速滤波因子△b2转换为减速滤波因子△b3；接着，根据选择的滤波因子，对油量值进行滤波处理；接着，用滤波结果更新油量值，并在车辆仪表上显示当前油量。

图4是应用本发明方法的汽车在转弯时的未经处理的油量值、采用现有技术处理的油量值和采用本发明处理的油量值的滤波结果对比图。如图4所示，显示的是三条曲线，曲线2A是油箱传感器油量的原始数据，曲线2B是现有技术滤波后的油量显示值，曲线2C是校正滤波后的显示值。通过观察这三条曲线，可以看出，本发明提供的显示方法具有更为平滑的油量值曲线，显示的油量值将更为精确。因此，可以通过图4所示的滤波曲线来进一步判断基于行驶状态(例如，加速、减速或转弯)调整后的滤波效果是否满足要求。

本发明创新之一在于本发明提供的汽车仪表用的油量精确显示方法能够通过实时调整滤波时的滤波因子更加平稳、准确地显示油量，从而提高汽车仪表显示油量的准确度。进一步地，由于本发明能够提高油表指示的准确性，因而能够提高与之相关联的可续航里程预测的准确性。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车仪表用的油量显示方法，其特征在于，包括：

检测油箱中的油量，并获取油量值；

检测车辆行驶状态,在车辆转弯或加速或减速时，对油量值进行校正；

在车辆仪表上显示校正后的油量值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车辆的转弯或加速或减速通过下述方式判断：

根据方向盘的转角信号判断车辆此时是否在进行转弯；

根据油门是否被踩压判断车辆此时是否在进行加速；

根据刹车是否被踩压判断车辆此时是否在进行减速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对油量值进行校正，包括：根据方向盘的转角信号确定车辆的转弯幅度，转弯幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对油量值进行校正，包括：

获取油门踏板被踩压的深度以确定车辆加速幅度，车辆加速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对油量值进行校正，包括：

获取刹车踏板被踩压的深度以确定车辆减速幅度，车辆减速幅度越大，对油量值的校正幅度越大。

6.根据权利要求2-5任一所述的方法，其特征在于，所述对油量值进行校正，包括：

获取车辆行车时所处地形，在车辆上下坡时，倾斜角度越大，对油量值的校正幅度越大。