CN109682443A - 一种汽车燃油表的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车燃油表的控制方法，对比燃油阻值输入信号所对应的电机微步数N；上次熄火时的油表指针位置对应的电机微步数L；和将满油位所对应的电机微步数F的大小以及其差值与X为加油模式判断微步数，Y为特殊加油模式判断微步数，Z为分区微步数之间的关系，确定最终燃油表指针的位置以显示油量。法可以有效弥补现在燃油表在特殊情况下加油或车辆重新启动时可能给燃油表显示带来的瑕疵，使燃油表可以准确显示，并及时的向客户传达车辆燃油相关信息，提升驾乘体验。解决了因车辆停在颠簸路面或行驶在颠簸路面后停车重新启动出现燃油表显示不一致的现象。

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。

技术背景

汽车燃油表可以记录和显示当前汽车油箱内的燃油量，可分为燃油消耗量和/或燃油剩余量，因为燃油表的处理非常繁琐，很多汽车都存在燃油表读数不准的现象，从而导致汽车因耗尽燃油而突然熄火。公开号为CN 104482992 A的发明专利提出了一种汽车燃油表的控制方法，解决了现有汽车燃油表在行驶中存在燃油量计算不准的技术问题，但汽车在启停过程中由于加油或停在坡路等情况也会出现所测量的测量电阻发生变化的情况，而众所周知，测量电阻与燃油表的显示相对应，因此会使燃油表的显示发生变化，从而影响了显示的准确性。

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，以解决现有技术中的问题。

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，包括接收燃油传感器发送来的阻值输入信号，并转换成所对应的电机微步数N；读取存储器中存储的熄火时的油表指针位置，并转换成所对应的电机微步数L；将满油位所对应的电机微步数设为F；其技术要点在于：还包括如下步骤：

步骤1：将L与分区微步数Z进行比较，若L〈 Z，则执行步骤2，否则执行步骤3；

步骤2：将N、L与常数X进行比较，若N － L〈 X，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行N微步带动指针指示到相应的位置；

步骤3：将N与F进行比较，若N≠F，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，执行步骤4；

步骤4：将N、L与常数Y进行比较，若N － L〈 Y，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行F微步带动指针指示到相应的位置；

所述的X为加油模式判断微步数，Y为特殊加油模式判断微步数，Z为分区微步数。

进一步的：所述的加油模式判断微步数X是燃油量为燃油箱可识别容积的1/6时所对应的步进电机微步数；所述的分区微步数Z是满油位对应的微步数减去X所得微步数；所述的特殊加油模式判断微步数Y是当上电检测到当前燃油量为机械满油位，并且上一次熄火时存储的燃油量对应的微步数大于分区微步数的特殊加油模式的判断微步数。

进一步的：所述Y大小为96微步－156微步。

进一步的：所述的驱动步进电机运行带动指针指示到相应的位置的时间为2秒。

本发明的优点是：本发明汽车燃油表的控制方法可以有效弥补现在燃油表在特殊情况下加油或车辆重新启动时可能给燃油表显示带来的瑕疵，使燃油表可以准确显示，并及时的向客户传达车辆燃油相关信息，提升驾乘体验。解决了因车辆停在颠簸路面或行驶在颠簸路面后停车重新启动出现燃油表显示不一致的现象了。

具体实施方式

一种汽车燃油表的控制方法，包括接收燃油传感器发送来的阻值输入信号，并转换成所对应的电机微步数N；读取存储器中存储的熄火时的油表指针位置，并转换成所对应的电机微步数L；将满油位所对应的电机微步数设为F；

还包括如下步骤：

步骤1：将L与分区微步数Z进行比较，若L〈 Z，则执行步骤2，否则执行步骤3；

步骤2：将N、L与常数X进行比较，若N － L〈 X，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行N微步带动指针指示到相应的位置；

步骤3：将N与F进行比较，若N≠F，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，执行步骤4；

步骤4：将N、L与常数Y进行比较，若N － L〈 Y，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行F微步带动指针指示到相应的位置；

所述的X为加油模式判断微步数，Y为特殊加油模式判断微步数，Z为分区微步数。

优选的：所述的加油模式判断微步数X是燃油量为燃油箱可识别容积的1/6时所对应的步进电机微步数；所述的分区微步数Z是满油位对应的微步数减去X所得微步数；所述的特殊加油模式判断微步数Y是当上电检测到当前燃油量为机械满油位，并且上一次熄火时存储的燃油量对应的微步数大于分区微步数的特殊加油模式的判断微步数。

优选的：所述Y大小为96微步－156微步。

优选的：所述的驱动步进电机运行带动指针指示到相应的位置的时间为2秒。

众所周知，燃油表工作原理为：燃油表通过采集燃油传感器输入的电阻信号来判断当前燃油箱内的剩余燃油量。燃油传感器以电阻导带（其本质为滑动电阻器）为基本检测元件，当燃油传感器安装到燃油箱中后，燃油传感器的浮子会随着燃油箱内燃油液面的高度而变化，浮子高度的变化会带动簧片组件中的触点在电阻导带上运动，从而改变输出给燃油表的电阻阻值。当浮子到达它机械的最高点时，即使继续向燃油箱内添加燃油，燃油传感器输出的阻值也不会发生变化，我们管这个位置叫做机械满油位，此时燃油表指示到F点（满油箱的位置）。但是机械满油位并不意味着真正的满油箱(跳枪点)，该位置距离真正的满油位大约还有nL的左右（n为可配置参数，主要取决于燃油箱的大小、形状以及燃油传感器的行程，一般n取值在3L~8L之间）。因为油箱底部比较大且形状不规范，同时燃油传感器的浮子也是有一定厚度的，当浮子触碰到燃油箱底部到达它机械的最低点时，即使继续消耗燃油燃油传感器输出的阻值也不会发生变化，我们管这个点叫做机械空油位，此时燃油表指示到E点（空油箱的位置）。相同的机械空油位也不是真正的空油箱，实际燃油剩余量大约在mL左右（m为可配置参数，主要取决于燃油箱的大小和形状，一般m取值在3L~8L之间）。表一为某车型的燃油传感器参数对照表，可见该车型中m和n的取值为5L。在机械满油位和机械空油位之间不同的燃油升数燃油传感器会输出不同的阻值，燃油表内的MCU将输入的不同的电阻阻值转化为驱动步进电机的微步数（步进电机输出轴的步距角最小可达到1/12°，为了使电机运转更平滑，降低电机工作的噪音，大多采用正弦微步信号来驱动电机，微步模式下可获得1/12°的精密步距，我们管1/12°就叫做一个微步，即1°等于12个微步。）从而带动指针进行相应指示。

表一、燃油传感器V-R对照表

燃油量L	传感器阻值Ω	燃油量L	传感器阻值Ω
				1	270	27	156
2	270	28	151
				3	270	29	150
4	270	30	143
				5	270	31	139
6	263	32	131
				7	259	33	123
8	253	34	117
				9	247	35	112
10	242	36	105
				11	238	37	100
12	234	38	96
				13	230	39	93
14	225	40	88
				15	218	41	85
16	211	42	80
				17	205	43	72
18	201	44	66
				19	195	45	64
20	188	46	55
				21	183	47	46
22	179	48	40
				23	174	49	40
24	169	50	40
				25	165	51	40
26	160	52	40

经常听到车主反馈车辆在停放一段时间后重新上电会发现燃油表指示与停车前不一致，有的停车之前燃油表还剩余1/4，车辆重新上电后发现燃油表显示不足1/8，甚至燃油低报警信号灯都亮了；有的车辆正好相反，重启后燃油表的显示所对应的燃油量比熄火前稍有增加，有车主还开玩笑的说停了一段时间竟然自动加油了，燃油量越来越多了，这其中的原因就是车辆燃油表在设计时没有考虑到加油模式，每次上电时都是采集当前的燃油传感器参数并将其转化为驱动步进电机的微步数从而带动指针指示。为了解决该问题，在燃油表的设计开发过程中增加如上加油模式控制，这样就可以彻底解决以上的异常现象了。

燃油表的表现形式有很多种，大多数燃油表采用步进电机驱动指针显示燃油信息，还有一部分采用液晶屏或是LED（发光二极管）来显示。虽然燃油表的显示形式不同但其控制原理基本相同，下面以步进电机控制指针显示为例进行说明。每次关闭发动机（熄火）时，燃油表中的微处理器MCU都会将当前燃油表指示所对应步进电机的微步数存储到EEPROM（带电可擦除可编程只读存储器）中。车辆重新上电时，燃油表中微处理器MCU会立即将当前燃油传感器输入的电阻信号转化为驱动步进电机工作的具体微步数，同时将上次熄火时存储在EEPROM中代表燃油表信息的微步数读取出来并与燃油传感器当前采样值所对应的微步数进行对比，若两者差值≥X微步[X为可配置参数，在这里不做限定，燃油箱容积的大小和燃油传感器参数的设计决定X的数值，各整车厂也可根据实际情况进行设计，在这里建议大家取燃油箱可识别容积（例如额定容积52L的燃油箱可识别的燃油量约为42L）的1/6（7L）作为X的判定值，因为正常斜坡或颠簸路面燃油量的波动不会超过燃油箱可识别容积的1/6。在这里我们假定燃油表的有效显示范围为90°，那么1/6就是15°，换算成微步数就是180微步，即X=180微步]，燃油表即进入加油模式，燃油表在2s内驱动步进电机带动指针指示到最新燃油表采样值所代表的燃油位置；若差值＜X微步，燃油表在2s内驱动步进电机带动指针指示到上次熄火时燃油表的位置。这样就不会出现因车辆停在颠簸路面或行驶在颠簸路面后停车重新启动出现燃油表显示不一致的现象了。

为了解决燃油表初始显示不准的问题，本方案将加油模式进行完善优化，将燃油表的加油模式采用分段处理策略。在设计产品时将机械满油位对应的微步数（1080）减去加油模式所对应的微步数（180微步）所得微步数叫做分区步数（900微步）。当上次熄火存储到燃油表EEPROM中的微步数小于分段步数，加油模式的判断条件不变；当上次熄火存储到燃油表EEPROM中的微步数大于分段步数，则上电先检测当前燃油量，如当前检测的燃油量所对应的不是机械满油位，则认为燃油表检测到的阻值差异是因为车辆停在斜坡或车辆晃动等原因造成的，燃油表指示上次熄火时存储的微步数所代表的燃油表位置；如上电检测到的当前燃油量所对应的微步数为机械满油位，则将其与上次熄火时存储在燃油表EEPROM中的微步数进行比较，如差值≥Y微步，Y为可配置参数，由燃油箱的容积和机械满油位到燃油箱额定容积的体积差决定Y值得大小，可根据实际情况进行设定，一般取值96－56微步（对应燃油表指针偏转角度为8°－13°）。

加油模式的设计解决了燃油表显示的很多问题，但是随之在机械满油位[机械满油位意味着燃油传感器的浮子已经到达了它的机械最高点，但是并不意味着真正的满油箱(跳枪点)，该位置距离真正的满油位大约还有nL的左右（主要取决于燃油箱的大小、形状以及燃油传感器的行程，一般n取值在3L~8L之间）。不过机械满油位之上燃油传感器输出的阻值一样，因此燃油表无法判断出此时燃油箱内的实际燃油量。]附近出现了一些新的问题。例如燃油箱中的燃油消耗至燃油表指示7/8位置时（此时驱动步进电机的微步数与满油位时步进电机的微步数差值为90/8*12=135微步），立即对车辆进行加油至跳枪（理论计算42/8约等于5.25L，机械满油位之上还可加5L燃油，因此加油至跳枪累计加油量为5.4L+5L=10.25L），客户会发现燃油表并没有立即指示到满油箱的位置而是行驶一段时间后燃油表才慢慢指示到满油位的位置。虽然这种情况在实际过程中极少会出现，但是假定有个人每次加油都是加50元（按燃油6元/L计算）在非机械满油位区间加完油燃油表都会立即更新到最新的燃油位置（大于7L），但是在机械满油位附近燃油表不会立即更新到最新的燃油表位置，而是在行驶一段时间后慢慢指示到最新的燃油表位置。究其原因就是因为加油前后能检测到的燃油量的差值不满足加油模式(135＜180)。

本发明汽车燃油表的控制方法可以有效弥补现在燃油表在特殊情况下加油或车辆重新启动时可能给燃油表显示带来的瑕疵，使燃油表可以准确显示，并及时的向客户传达车辆燃油相关信息，提升驾乘体验。解决了因车辆停在颠簸路面或行驶在颠簸路面后停车重新启动出现燃油表显示不一致的现象。

Claims (4)

1.一种汽车燃油表的控制方法，包括接收燃油传感器发送来的阻值输入信号，并转换成所对应的电机微步数N；读取存储器中存储的熄火时的油表指针位置，并转换成所对应的电机微步数L；将满油位所对应的电机微步数设为F；

其特征在于：还包括如下步骤：

步骤1：将L与分区微步数Z进行比较，若L〈 Z，则执行步骤2，否则执行步骤3；

步骤2：将N、L与常数X进行比较，若N － L〈 X，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行N微步带动指针指示到相应的位置；

步骤3：将N与F进行比较，若N≠F，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，执行步骤4；

步骤4：将N、L与常数Y进行比较，若N － L〈 Y，则驱动步进电机运行L微步带动指针指示到相应的位置；否则，驱动步进电机运行F微步带动指针指示到相应的位置；

所述的X为加油模式判断微步数，Y为特殊加油模式判断微步数，Z为分区微步数。

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：所述的加油模式判断微步数X是燃油量为燃油箱可识别容积的1/6时所对应的步进电机微步数；所述的分区微步数Z是满油位对应的微步数减去X所得微步数；所述的特殊加油模式判断微步数Y是当上电检测到当前燃油量为机械满油位，并且上一次熄火时存储的燃油量对应的微步数大于分区微步数的特殊加油模式的判断微步数。

3.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：所述Y大小为96微步－156微步。

4.根据权利要求1－3所述的汽车燃油表的控制方法，其特征在于：所述的驱动步进电机运行带动指针指示到相应的位置的时间为2秒。