專利名稱：汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計(jì)汽車全數(shù)字化儀表信號(hào)處理方法，特別涉及一種汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法。
背景技術(shù)：
汽車儀表全數(shù)字化后對(duì)各信號(hào)的采集與處理實(shí)時(shí)性大為提高，但由于汽車燃油表的采集主要通過(guò)汽車用燃油傳感器實(shí)現(xiàn)，其主要作用是動(dòng)態(tài)測(cè)量燃油余量。目前多采用擺桿式浮子結(jié)構(gòu)]隨燃油液位的變化，而在厚膜電阻器上切換不同的阻值輸出實(shí)現(xiàn)剩余燃油的采樣測(cè)量。由于這種結(jié)構(gòu)的傳感器器其輸出信號(hào)主要是通過(guò)滑動(dòng)接觸片的位移切換不同位置對(duì)應(yīng)的電阻值，這樣就形成了輸出電阻的階躍性變化。由于汽車各種行駛狀態(tài)的變化會(huì)導(dǎo)致油位液面處于不斷的波動(dòng)中，實(shí)時(shí)采樣信號(hào)如果不加以處理就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的波動(dòng)，從而引起汽車燃油表的指針不斷上下波動(dòng)，進(jìn)而造
成對(duì)駕乘人員的視覺(jué)疲勞。為了及時(shí)提醒駕駛?cè)藛T動(dòng)態(tài)了解燃油低液位的情況，全數(shù)字式汽車電子組合儀表對(duì)燃油表增加了低燃油液位報(bào)警的功能，實(shí)現(xiàn)低液位燃油報(bào)警的主要方式是通過(guò)燃油報(bào)警燈實(shí)現(xiàn)的，其作用是在燃油箱內(nèi)的燃油量少于某一定值時(shí)立即發(fā)亮報(bào)警，以引起駕駛員的注意。燃油報(bào)警點(diǎn)一般設(shè)在油箱最大容積的1/8附近，由于油箱底部雜質(zhì)和水分較多，所以剩余燃油低于1/8點(diǎn)時(shí)，對(duì)于車輛的燃油泵、電噴器等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油輸送系統(tǒng)都有不同程度的損害，所以駕駛員發(fā)現(xiàn)燃油報(bào)警燈報(bào)警后，應(yīng)及時(shí)加油。另外，燃油報(bào)警在很多條件下都會(huì)發(fā)生誤報(bào)的現(xiàn)象，尤其當(dāng)燃油在報(bào)警點(diǎn)附近時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)燃油報(bào)警燈循環(huán)報(bào)警解報(bào)現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于軟件處理的全數(shù)字汽車組合儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理的方法，首先利用不同的濾波方案減少燃油傳感器受汽車行駛不同狀態(tài)帶來(lái)的信號(hào)輸出波動(dòng)影響，之后通過(guò)對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)的防波動(dòng)控制，準(zhǔn)確控制對(duì)汽車燃油低液位報(bào)警的準(zhǔn)確測(cè)量和判定。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
首先，對(duì)燃油余量進(jìn)行多次采樣測(cè)量，并根據(jù)多次采樣測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行濾波計(jì)算，給出計(jì)算值；其中濾波計(jì)算采用的算法為限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、中位值平均濾波法、限幅平均濾波法、一階滯后濾波法、加權(quán)平均濾波法、消抖濾波法和限幅消抖濾波法中的一種或幾種的結(jié)合。之后，根據(jù)濾波計(jì)算得到的計(jì)算值和汽車行駛狀態(tài)，對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施防波動(dòng)控制策略，由于影響燃油報(bào)警，發(fā)生誤報(bào)現(xiàn)象的原因主要有以下三個(gè)方面
(O小型汽車在設(shè)計(jì)時(shí)存在天生的空間缺陷，這導(dǎo)致小型汽車的燃油油箱都有個(gè)共同特點(diǎn)，那就是扁、長(zhǎng)、寬。而燃油傳感器是一個(gè)由浮子高度控制的可變電阻，組合儀表對(duì)此電阻進(jìn)行采樣，驅(qū)動(dòng)指針指向?qū)?yīng)的刻度。這種扁平的油箱配合浮子傳感器在行車時(shí)由于油位的上下晃動(dòng)，會(huì)造成儀表采取的阻值波動(dòng)十分嚴(yán)重，導(dǎo)致過(guò)去儀表的指針來(lái)回緩慢漂移，燃油報(bào)警燈循環(huán)報(bào)警解報(bào)。(2)汽車停車時(shí)，停車位置處在斜坡上。這樣在汽車熄火后，再?gòu)男曼c(diǎn)火燃油表會(huì)進(jìn)入快速響應(yīng)模式。在2S鐘內(nèi)響應(yīng)到當(dāng)前燃油液位所對(duì)應(yīng)的刻度位置。由于當(dāng)前停車位置是在斜坡上，故燃油傳感器的阻值會(huì)出現(xiàn)不同程度的偏高或偏低。這樣就導(dǎo)致了燃油表指針指示位置同汽車上一次熄火前所指示的位置不一樣，燃油報(bào)警燈的兩滅狀態(tài)也很可能不一樣。(3)另外汽車長(zhǎng)時(shí)間行駛在上坡或者下坡上、急加速、急轉(zhuǎn)彎等不同狀態(tài)也會(huì)引起燃油液位漂移，以及報(bào)警點(diǎn)出現(xiàn)誤報(bào)。因此，可以采用以下燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)的防波動(dòng)控制策略
(I)增加燃油記憶模式，即每次汽車熄火，汽車儀表記住上次熄火前的油量值，汽車重新點(diǎn)火后，比較當(dāng)前值與記憶值，若兩者之間的差值小于設(shè)定的閥值，則指針快速響應(yīng)到記憶位置；若大于此閥值，則指針快速響應(yīng)到當(dāng)前值，所述閥值為滿油箱的1/10。(2)加大燃油表阻尼，增加阻尼時(shí)間為2S，即增加燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)每走一步所需要的時(shí)間為2S。(3)在燃油報(bào)警點(diǎn)同解報(bào)點(diǎn)之間設(shè)置狀態(tài)保持區(qū)域，狀態(tài)保持區(qū)域?yàn)槿砍痰?/16。通過(guò)多次進(jìn)行燃油采樣測(cè)量，并通過(guò)濾波計(jì)算，能夠最大限度的較少汽車行駛過(guò)程中由于車身晃動(dòng)而引起的燃油測(cè)量不準(zhǔn)確問(wèn)題。再通過(guò)對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)的防波動(dòng)控制，能夠有效消除燃油表指針波動(dòng)、循環(huán)報(bào)警解報(bào)等問(wèn)題。增加燃油記憶模式，并設(shè)定閥值，可以有效區(qū)分汽車加油前后的狀態(tài)，同時(shí)也能消除汽車由于?？繝顟B(tài)而造成的燃油測(cè)量值波動(dòng)問(wèn)題。加大燃油表阻尼能夠有效解決燃油表指針晃動(dòng)問(wèn)題。加大燃油報(bào)警點(diǎn)同解報(bào)點(diǎn)之間的狀態(tài)保持區(qū)域可以有效解決燃油表報(bào)警燈循環(huán)報(bào)警解報(bào)問(wèn)題。以上方法綜合運(yùn)用能夠最大程度上解決由于燃油液位漂移導(dǎo)致燃油傳感器信號(hào)波動(dòng)，燃油報(bào)警燈出現(xiàn)誤報(bào)的現(xiàn)象。


圖I為本方法實(shí)施流程具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本方法進(jìn)行更詳盡的說(shuō)明。在對(duì)燃油余量進(jìn)行采樣測(cè)量和濾波計(jì)算過(guò)程中，濾波計(jì)算采用的算法為限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、中位值平均濾波法、限幅平均濾波法、一階滯后濾波法、加權(quán)平均濾波法、消抖濾波法和限幅消抖濾波法中的一種或幾種的結(jié)合。這些濾波計(jì)算的具體算法以及其優(yōu)點(diǎn)如下
(I)限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值(設(shè)為A)，每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷如果本次值與上次值之差<=A，則本次值有效，如果本次值與上次值之差〉A(chǔ)，則本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次值。 優(yōu)點(diǎn)能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾。(2)中位值濾波法
連續(xù)采樣N次(N取奇數(shù))，把N次采樣值按大小排列，取中間值為本次有效值。優(yōu)點(diǎn)能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾；對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果。( 3 )算術(shù)平均濾波法
連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，N值較大時(shí)信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低，N值較小時(shí)信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高，N值的選取一般流量，N=12 ;壓力N=4。優(yōu)點(diǎn)適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波，這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)。(4)遞推平均濾波法(又稱滑動(dòng)平均濾波法)
把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N，每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)，把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果。N值的選取流量，N=12 ;壓力N=4 ;液面，Ν=Π2 ;溫度，N=I 4。優(yōu)點(diǎn)對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高，適用于高頻振蕩的系統(tǒng)。(5)中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)
相當(dāng)于“中位值濾波法”+ “算術(shù)平均濾波法”，連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，然后計(jì)算Ν-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。N值的選取3 14。
優(yōu)點(diǎn)融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。(6)限幅平均濾波法
相當(dāng)于“限幅濾波法”+ “遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理。優(yōu)點(diǎn)融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。(7) —階滯后濾波法
取a=(Tl，本次濾波結(jié)果=(I-a) *本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果 優(yōu)點(diǎn)對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合
(8)加權(quán)遞推平均濾波法
是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)，通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低。優(yōu)點(diǎn)適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象，和采樣周期較短的系統(tǒng)。(9)消抖濾波法
設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器，將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較如果采樣值=當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零；如果采樣值〈> 當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1，并判斷計(jì)數(shù)器是否 >=上限N(溢出)；如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器。優(yōu)點(diǎn)對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)。(10)限幅消抖濾波法
相當(dāng)于“限幅濾波法”+ “消抖濾波法”，先限幅，后消抖。優(yōu)點(diǎn)繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)。之后，根據(jù)濾波計(jì)算得到的計(jì)算值和汽車行駛狀態(tài)，對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施防波
動(dòng)控制策略
(I)加大燃油表阻尼的方法來(lái)解決燃油晃動(dòng)的問(wèn)題。增加阻尼時(shí)間為2S。(阻尼時(shí)間就是馬達(dá)沒(méi)走I步所需要的時(shí)間。例如I款儀表的燃油表最大刻度開角為90度，那么指針從F點(diǎn)行駛到E點(diǎn)需要行走90*12=1080步。也就是說(shuō)指針從F點(diǎn)行駛到E點(diǎn)最快用時(shí)也要 2160S)。(2)增加燃油記憶模式，即每次汽車熄火，儀表會(huì)記住當(dāng)前指針?biāo)甘镜奈恢?。在汽車重新點(diǎn)火后，對(duì)當(dāng)前采樣油位同記憶油位進(jìn)行比較。若兩者之間的差值小于某設(shè)定的閾值，則指針快速響應(yīng)到記憶位置。若大于此閾值，則認(rèn)為是汽車已加油。指針快速響應(yīng)到當(dāng)前采樣位置。(閾值一般設(shè)定為滿油箱的1/10左右)。(3)加大燃油報(bào)警點(diǎn)同解報(bào)點(diǎn)之間的狀態(tài)保持區(qū)域。本設(shè)計(jì)當(dāng)前采用狀態(tài)保持區(qū)域?yàn)槿砍痰?/16。即若報(bào)警點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的報(bào)警步數(shù)為150步。全量程步數(shù)為1080步，則解報(bào)點(diǎn)為150+ (1080/16) =218步。如下表所示
權(quán)利要求
1.汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I，對(duì)燃油余量進(jìn)行多次采樣測(cè)量； 步驟2，根據(jù)多次采樣測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行濾波計(jì)算，給出計(jì)算值； 步驟3，結(jié)合步驟2得到的計(jì)算值和汽車行駛狀態(tài)，對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施防波動(dòng)控制策略； 步驟4，根據(jù)步驟3得到控制策略驅(qū)動(dòng)燃油表電機(jī)給出當(dāng)前燃油量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述步驟2中濾波計(jì)算采用的算法為限幅濾波法、中位值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法、中位值平均濾波法、限幅平均濾波法、一階滯后濾波法、加權(quán)平均濾波法、消抖濾波法和限幅消抖濾波法中的一種或幾種的結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述步驟3中包括以下方法汽車儀表記住上次熄火前的油量值，汽車重新點(diǎn)火后，比較當(dāng)前值與記憶值，若兩者之間的差值小于設(shè)定的閥值，則指針快速響應(yīng)到記憶位置；若大于此閥值，則指針快速響應(yīng)到當(dāng)前值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述閥值為滿油箱的1/10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述步驟3中包括以下方法增加燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)每走一步所需要的時(shí)間為2S。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述步驟3中包括以下方法在燃油報(bào)警點(diǎn)同解報(bào)點(diǎn)之間設(shè)置狀態(tài)保持區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理方法，其特征在于所述狀態(tài)保持區(qū)域?yàn)槿砍痰?/16。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于軟件處理的全數(shù)字汽車組合儀表燃油報(bào)警波動(dòng)處理的方法，首先利用不同的濾波方案減少燃油傳感器受汽車行駛不同狀態(tài)帶來(lái)的信號(hào)輸出波動(dòng)影響，之后通過(guò)對(duì)燃油表驅(qū)動(dòng)電機(jī)的防波動(dòng)控制，準(zhǔn)確控制對(duì)汽車燃油低液位報(bào)警的準(zhǔn)確測(cè)量和判定；本方法能夠有效的解決燃油表指針波動(dòng)，燃油報(bào)警燈循環(huán)報(bào)警解報(bào)，出現(xiàn)誤報(bào)的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G01F23/00GK102879051SQ201210273329
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者宋連彬, 李國(guó)奎, 于慶偉, 陳曉春 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春?jiǎn)⒗娮涌萍加邢薰?br>