CN108656951A

CN108656951A - 一种汽车燃油表的控制方法

Info

Publication number: CN108656951A
Application number: CN201710205188.7A
Authority: CN
Inventors: 朱长文; 李洪雷; 詹德凯
Original assignee: Brilliance Auto Group Holding Co Ltd
Current assignee: Brilliance Auto Group Holding Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-10-16

Abstract

本发明提出一种汽车燃油表的控制方法，通过判断燃油信号的大小并与初始基础值的大小、与死区范围的关系以及与上一次熄火时存储的燃油量进行对比，针对不同情况采用不同的对应方式。该方法可以弥补因燃油传感器的技术瓶颈如死区范围等、连续点火、信号突变或丢失以及车辆行驶在不平路面等复杂工况可能给燃油表显示带来的缺陷。使燃油表可以正确指示，并保证在整个行驶过程中平稳均匀变化，在使用过程中及时向用户传达相关车辆信息，保证了行驶安全。

Description

一种汽车燃油表的控制方法

技术领域

本发明属于汽车电子控制技术领域，具体涉及一种汽车燃油表的控制方法，是基于模拟信号采集、CAN总线技术、数据处理和存储的汽车燃油表的控制策略。

技术背景

汽车燃油表是用来显示和监控汽车燃油箱内的剩余燃油量及燃油的消耗量，使驾驶者在行驶过程中对燃油箱内的剩余燃油量一目了然并及时掌握加油的时机和加油油量，让车辆驾驶起来更方便更安全，是非常重要的车辆状态参数。

目前在很多车辆上都存在燃油表显示不准或不稳定的情况。诸如在某一区间行驶很长时间燃油表不变化或是在某一区间燃油表变化较快的现象。如果燃油表显示不准，往往会给客户带来误导，让客户无法准确地了解到车辆的实际燃油信息，可能导致车辆在无意间因燃油突然耗尽而熄火，造成抛锚的事情发生，增大了车辆发生碰撞事故的风险，给消费者带来不必要的损失。

燃油表工作原理：

燃油传感器通过线束直接为组合仪表提供电阻信号输入。组合仪表内部设计的采样电路将传感器输入的变化的电阻信号转化为变化的电压信号输入给组合仪表的微处理器MCU的A/D采样端口， MCU根据预先设置的参数将输入的阻值信号的变化施加阻尼滤波后控制燃油表显示以提示用户车辆燃油信息。

燃油表是接收燃油传感器输出的电阻信号，根据检测到阻值的大小来确定燃油箱内剩余燃油量。但是由于燃油箱所布的位置决定燃油箱的形状是不规则的，而且燃油传感器在油箱内的运行轨迹是弧线，这就导致燃油箱内燃油量的升数与阻值不是呈线性分布的，致使大多数燃油传感器的阻值输出都存在死区，即几升燃油量对应同一个输出电阻值，这就导致燃油表无法区分出此时燃油箱内具体的燃油量，导致燃油表指示不准。

此外，现有燃油表在使用过程中容易受到颠簸路面、反复点火、信号突变或丢失、急速启动等诸多因素影响导致燃油表显示异常，有可能影响驾驶安全。

发明内容

本发明的目的是：提供一种汽车燃油表的控制方法，提高燃油表的指示准确性和稳定性，解决车辆实际使用过程中由于颠簸路面、反复点火、信号突变或丢失、急速启动等诸多因素导致燃油表显示异常而影响安全驾驶的问题，从而保证驾驶安全。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种汽车燃油表的控制方法，采样电路将传感器输入的变化的电阻信号转化为变化的电压信号输入给组合仪表的微处理器MCU的A/D采样端口， MCU根据预先设置的参数将输入的阻值信号的变化施加阻尼滤波后控制燃油表显示以提示用户车辆燃油信息，其技术要点在于：包括如下步骤：

S1：检测燃油信号的大小并与初始基础值进行比较，若小于初始基础值，则燃油表显示满油位，并持续进行比较；否则，进行下一步骤；

S2：比较燃油信号是否等于初始基础值，若是，则显示满油位并开始根据公式

L = A – F * T计算并显示燃油箱内剩余燃油量；否则，进行下一步骤；

S3：检测燃油信号是否处于死区范围，若是，则将该段死区范围对应的中间燃油量作为当前燃油量，并持续进行比较；否则，我们就将该阻值对应的燃油量作为当前燃油量，将当前燃油量与上一次熄火时存储的燃油量进行对比，如果差值大于6L，将燃油表指示到代表当前燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；如果差值小于等于6L，将燃油表指示到代表上一次熄火时存储的燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；

式中：A：燃油表计算油箱剩余燃油量的基础值，

F：最近1s内20个信号周期内车辆累计的燃油消耗量，

T：本次燃油计算的基础值到现在的累计喷油时间（s），

L：燃油箱内实际剩余燃油量（L）；

S4：每次熄火时燃油表将计算得出的燃油箱内剩余燃油量存储进EEPROM中，做为下次启动的基础值。

进一步的：在S3中，当将当前燃油量与上一次熄火时存储的燃油量进行对比后，燃油表进入快速响应模式，所述快速响应模式指在2s内指针可以走完燃油表全程的模式。

本发明的有益效果是：可以弥补因燃油传感器的技术瓶颈如死区范围等、连续点火、信号突变或丢失以及车辆行驶在不平路面等复杂工况可能给燃油表显示带来的缺陷。使燃油表可以正确指示，并保证在整个行驶过程中平稳均匀变化，在使用过程中及时向用户传达相关车辆信息，保证了行驶安全。

附图说明

图1为本发明的整体流程图；

图2为某一车型的燃油V-H-R特征曲线。

具体实施方式

本发明公开了一种汽车燃油表的控制方法，采样电路将传感器输入的变化的电阻信号转化为变化的电压信号输入给组合仪表的微处理器MCU的A/D采样端口， MCU根据预先设置的参数将输入的阻值信号的变化施加阻尼滤波后控制燃油表显示以提示用户车辆燃油信息，如图1所示包括如下步骤：

S3：检测燃油信号是否处于死区范围，若是，则将该段死区范围对应的中间燃油量作为当前燃油量，并持续进行比较；否则，我们就将该阻值对应的燃油量作为当前燃油量，将当前燃油量与上一次熄火时存储的燃油量进行对比，如果差值大于6L，燃油表进入快速响应，在2s内将燃油表指示到代表当前燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；如果差值小于等于6L，燃油表进入快速响应，并在2s内将燃油表指示到代表上一次熄火时存储的燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；

上述公式中：A：燃油表计算油箱剩余燃油量的基础值，

F：最近1s内车辆累计的燃油消耗量，

T：本次燃油计算的基础值到现在的累计喷油时间（s），

L：燃油箱内实际剩余燃油量（L）；

具体的，在实际应用中，对于新的车型，首先要测出不同油量状态下的传感器阻值，针对某一车型所对应数据如下表所示，并绘制如图2所示燃油V-H-R特征曲线。

表一燃油V-H-R特征曲线

燃油量	液位高度	传感器阻值	燃油量	液位高度	传感器阻值
						2.01 L	19.50 mm	330.3Ω	27.00 L	114.90 mm	181.1Ω
3.06 L	25.00 mm	315.5Ω	28.02 L	117.80 mm	171.1Ω
						4.03 L	29.70 mm	309.1Ω	29.01 L	120.60 mm	161.0Ω
5.01 L	34.00 mm	302.6Ω	30.01 L	123.40 mm	160.9Ω
						6.03 L	38.40 mm	295.9Ω	31.02 L	126.20 mm	160.8Ω
7.00 L	42.50 mm	288.6Ω	32.03 L	129.00 mm	150.8Ω
						8.04 L	46.80 mm	280.9Ω	33.04 L	131.80 mm	150.7Ω
9.06 L	51.00 mm	280.9Ω	34.06 L	134.60 mm	140.8Ω
						10.10 L	55.20 mm	273.5Ω	35.04 L	137.30 mm	130.7Ω
11.04 L	59.00 mm	266.0Ω	36.02 L	140.00 mm	130.8Ω
						12.04 L	63.00 mm	266.0Ω	37.04 L	142.80 mm	130.7Ω
13.05 L	67.00 mm	258.5Ω	38.06 L	145.60 mm	120.7Ω
						14.07 L	71.00 mm	251.0Ω	39.09 L	148.40 mm	110.8Ω
15.05 L	74.80 mm	250.9Ω	40.03 L	151.00 mm	100.8Ω
						16.01 L	78.50 mm	243.4Ω	41.04 L	153.80 mm	100.7Ω
17.00 L	82.30 mm	236.0Ω	42.05 L	156.60 mm	100.7Ω
						18.02 L	86.10 mm	228.4Ω	43.07 L	159.40 mm	92.2Ω
19.02 L	89.80 mm	220.9Ω	44.08 L	162.20 mm	83.9Ω
						20.08 L	93.50 mm	220.8Ω	45.06 L	165.00 mm	83.9Ω
21.06 L	96.80 mm	220.8Ω	46.00 L	167.80 mm	75.6Ω
						22.03 L	100.00 mm	210.8Ω	47.03 L	170.60 mm	75.6Ω
23.03 L	103.20 mm	200.9Ω	48.09 L	173.40 mm	75.6Ω
						24.08 L	106.40 mm	190.9Ω	49.06 L	176.10 mm	63.1Ω
25.03 L	109.20 mm	190.9Ω	50.00 L	178.90 mm	50.4Ω
						26.02 L	112.10 mm	191.0Ω	50.80 L	181.32 mm	50.4Ω

燃油传感器输出的阻值会随着燃油箱内燃油量的多少而变化，一般来说空油箱时燃油传感器输出的阻值最大，我们称这个位置叫做燃油传感器的机械空油位（机械空油位并不代表油箱内真的没有燃油，只是因为输出阻值固定没有变化，燃油表检测不到），随着燃油的增加燃油传感器输出的阻值会越来越小，当输出的阻值达到设计的最小值时，我们称这个位置叫做燃油传感器的机械满油位，但机械满油位并不代表燃油箱内真正的满油位，一般在机械满油位之上还可以添加部分燃油，但是当油箱内的燃油量超过机械满油位所代表的燃油量，燃油传感器输出的阻值维持不变，因此燃油表是无法检测出此时燃油箱内的真正燃油量，这也是为什么刚刚加满油后车辆行驶很长时间燃油表都不开始变化的主要原因。通常燃油传感器机械满油位之下的第一个阻值（例如上表中的63.1Ω，同时也是燃油表满油位的关键点——初始基础值，燃油传感器输出阻值小于该阻值燃油表都显示满油位）都是明确对应某一升数的燃油量，当组合仪表检测到燃油传感器输入的有效阻值（连续采集N个样本计算平均值，N为可配置，各主机厂可依据自身情况自己定义）为该阻值时，燃油表就可以准确识别出此时燃油箱内此时真正的燃油量。当车辆启动后，EMS（发动机管理系统）开始工作，EMS每隔50ms（该值为可配置，各主机厂可根据自身情况进行定义）都会向CAN总线上发送喷油量信息，且精度非常高。同时组合仪表所有指针都会进行归零动作（不管当前指针处在什么位置指针都会回到电子零位），在归零动作过程中，MCU开始检测燃油传感器的输入阻值信号，将该检测到的燃油信号与初始基础值进行对比，如该检测到的燃油信号小于初始基础值，不管上一次熄火时的燃油量是多少，燃油表均显示满油位，随着燃油的消耗，当燃油表检测到燃油传感器输出的阻值为初始基础值后就可以明确判断出此时燃油箱内真正的燃油量（例如表一中的初始基础值对应的燃油量为49.06L）；如果检测到燃油传感器的输出阻值小于63.1Ω，首先判断该输入阻值是否处于死区范围内，如果不在死区的范围内就可以直接将该阻值对应的燃油量作为当前燃油量，如果该阻值在死区的范围内就以该段死区对应的中间燃油量作为当前燃油量（一般死区的范围最大对应的燃油量为3L，所以以中间升数作为当前燃油箱内剩余燃油量的最大误差为1.5L，而燃油箱由于生产工艺等原因一般的形变量都会在2L左右，因此最大1.5L的燃油量误差在计算过程中是被允许的）。将当前燃油量与上一次熄火时存储在EEPROM（掉电可擦除只读存储器）中的燃油量（燃油计算的基础值）进行对比，如果差值小于一定升数，如6L（该值为可配置，各主机厂可根据自身情况进行定义），则燃油表进入快速响应模式，在大约2s的时间燃油表指示到代表上一次熄火时存储的燃油量（基础值）的位置（我们认为由于各种因素燃油箱内燃油液位的变化导致输入阻值的变化，而实际前后没有油量的变化），并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；如果差值大约等于6L，燃油表进入快速响应模式，在2s内的时间内将燃油表指示到代表当前燃油量位置（我们认为车辆已经加油或者存在漏油的情况并将当前检测的燃油量作为新的基础值以便后续计算），并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量。

在车辆行驶过程中燃油表将依据EMS的喷油量信息进行燃油消耗量的累加计算（单次喷油量的升数*喷油次数，也可以根据燃油表的刷新频率来计算，例如燃油表显示每秒更新一下，我们可以用最近1s内车辆累积的燃油消耗量*本次燃油计算的基础值到现在的累积喷油时间），并与初始基础值或基础值做差即可得出当前燃油箱内的剩余燃油量。

每次熄火时MCU将当前燃油箱内剩余燃油量存储进EEPROM中作为基础值以备车辆下次启动后显示计算。

燃油表计算公式：

L = A – F * T

A：燃油表计算油箱剩余燃油量的基础值；

F：最近1s内20个信号周期内车辆累计的燃油消耗量；

T：本次燃油计算的基础值到现在的累计喷油时间（s）；

L：燃油箱内实际剩余燃油量（L）。

通过采用以上燃油表新控制策略和处理方式，可以弥补因燃油传感器的技术瓶颈（死区）、连续点火、信号突变或丢失以及车辆行驶在不平路面等复杂工况可能给燃油表显示带来的缺陷。使燃油表可以正确指示，并保证在整个行驶过程中平稳均匀变化，在使用过程中及时向用户传达相关车辆信息，提升驾乘体验。

Claims

1.一种汽车燃油表的控制方法，采样电路将传感器输入的变化的电阻信号转化为变化的电压信号输入给组合仪表的微处理器MCU的A/D采样端口， MCU根据预先设置的参数将输入的阻值信号的变化施加阻尼滤波后控制燃油表显示以提示用户车辆燃油信息，其特征在于：包括如下步骤：

S3：检测燃油信号是否处于死区范围，若是，则将该段死区范围对应的中间燃油量作为当前燃油量，并持续进行比较；否则，我们就将该阻值对应的燃油量作为当前燃油量，并将当前燃油量与上一次熄火时存储的燃油量进行对比，如果差值大于6L，燃油表指示到代表当前燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；如果差值小于等于6L，燃油表指示到代表上一次熄火时存储的燃油量的位置，并根据L= A – F * T计算燃油箱内剩余燃油量；

上述公式中：A：燃油表计算油箱剩余燃油量的基础值，

F：最近1s内车辆累计的燃油消耗量，

T：本次燃油计算的基础值到现在的累计喷油时间（s），

L：燃油箱内实际剩余燃油量（L）；

S4：每次熄火时燃油表将计算得出的燃油箱内剩余燃油量存储进EEPROM中，做为下次启动的基础值；

其中，所述的初始基础值是指机械满油位下的第一个明确对应某一升数的阻值；所述机械满油位指燃油传感器所能输出的最小阻值；

所述死区范围指若干升燃油量对应同一个输出阻值的范围，把这一范围叫做燃油传感器的死区范围；

当前燃油量指当前采样值所代表的燃油量的升数。

2.根据权利要求1所述的汽车燃油表的控制方法，其特征在于：在S3中，当将当前燃油量与上一次熄火时存储的燃油量进行对比后，燃油表进入快速响应模式，所述快速响应模式指在2s内指针可以走完燃油表全程的模式。