专利名称：异常情况下燃油表信号处理方法
技术领域：
本发明涉及汽车仪表信号处理方法，特别涉及异常情况下燃油表 信号处理方法。
背景技术：
燃油表在汽车仪表中是最能处理好的表头之一，在油箱有一悬浮 的浮子会随油位的变化而变化，浮子的变化改变燃油传感器的阻值， 仪表根据传感器的阻值去指示.我们知道汽车开动起来在车子转弯时 和停在斜坡上时油箱中的油位都会发生倾斜，所以这时传感器的阻值 不是真实的油箱油量，所以传统没有经过信号处理的燃油表对油量的 指示就会产生短暂或长时间的非准确指示和小范围的指针抖动，从而 对汽车驾驶人员对油量的控制造成一定的影响。
发明内容
本发明的目的是提供异常情况下燃油表信号处理方法，从而克 服汽车在行驶过程中出现异常情况下对燃油表所造成各种干扰。为了实现上述目的，本发明的技术方案是异常情况下燃油表信 号处理方法，其特征在于它包括以下步骤A、采样燃油信号，并将 该信号转化为燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判 断燃油步进电机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动 速率。步骤A又包括以下步骤Al、对燃油信号进行AD信号采样；A2、对AD信号进行求滑动平均，得到燃油AD值；A3、求出电源 电压的AD采样值；A4、计算燃油输入值；A5、根据输入值分段线 形求出燃油输出值；A6、判断燃油输出值是否超出上限，若是，则 燃油输出值为上限值。步骤B又包括以下步骤Bl、燃油当前值初始化为0; B2、当 前值两次大于燃油表输出值时，滤波系数加l，当前值两次小于燃油 表输出值时，滤波系数减l，否则滤波系数为0; B3、计算燃油目标 值；B4、将燃油目标值与燃油当前值比较，若燃油目标值大于燃油当 前值，则燃油步进电机正转，若燃油目标值等于燃油当前值，则燃油 步进电机保持，若燃油目标值小于燃油当前值，则燃油步进电机反转。步骤C又包括以下步骤Cl、判断滤波系数是否小于等于5;C2、若滤波系数小于等于5，则步进电机速度为1.25秒走一步；C3、 若滤波系数大于5，则判断点火时间是否到5秒；C4、若点火时间小 于5秒，则步进电机速度为(滤波系数最大值一滤波系数)X2.5ms 走一步；C5、若点火时间大于5秒，则判断是否有速度；C6、如有 速度，则步进电机速度为832.5ms走一步；C7、若没有速度，则步进 电机速度为450ms走一步。本发明针对现有技术中汽车燃油表的不足之处，提供一种对燃油 表有效、便捷的信号处理方法。该信号处理方法是基于单片机燃油信 号的采集，转换成有效的数字信号进行处理，并根据行车中的实际情 况做出判断，从而能够指示出油箱正确的油量。
图1为本发明的流程2为本发明中步骤A的流程图 图3为本发明中步骤B的流程图 图4为本发明中步骤C的流程图 图5为本发明中AD采样电路
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述。 具体的处理方法是先对燃油输入信号进行分析， 一般最常见的燃 油输入信号有两种，分别是模拟输入电阻信号和P麵脉宽调制信号。 对于模拟电阻信号的处理采用单片机A/D输入口，先由单片机外围电 路把模拟的输入电阻信号转换成模拟的电压信号，而后单片机对电压 信号进行模数转换，从而变成容易可以处理的数字信号。对于P觀脉 宽调制信号的处理采用单片机内部中断计数器的处理方式，求出所需 要的占空比。对于这两种的输入信号，其实质都是是转化成数字信号， 所以在通过信号处理程序之前，先要对其进行滤波处理，把每次所得 到的AD转换值或者是P丽脉宽调制值都进行滑动平均滤波得出平均 值，然后在把信号加以放大，这样做法有效的避免了单片机硬件结构 和外围电路在转换过程中所造成的数据波动。其次要判断汽车是否是刚点火，在汽车刚点火后，要求汽车燃油 表马上指示到油箱的正确油量位置。所以这时要求指针燃油表及时响 应到正确位置上，所以在点火启动后的5-8秒内，燃油表快速响应到 正确位置。而在行车过程中由于对信号进行异常处理，燃油表不会做 快速的响应。点火后的快速响应在滑动平均滤波后也可能产生小范围 的抖动，所以这里要做一个对燃油指示目标值的逼近算法，确保指示 无误。而后要判断汽车在点火状态下是否有速度，在没有速度的情况下，然后判断新指示目标值与当前目标值的差值大于规定的某个固定 的常数且是连续变化的，则判断为点火加油，其响应速度从空到油箱 满在2分钟之内达到。当在点火后有速度时，则判断为行车，其响应 速度从空到油箱满在10分钟之内达到，响应速度是在单片机的时钟 中断里调节的，因为走的慢，所以就很好的避免了由于车子的不平稳， 造成的油箱汽油或柴油的晃动。在点火状态下，不论是有速无速都要遵循输出滤波算法，该算法 先根据输入的滤波值(滑动平均滤波值)分段比对得出燃油输出值， 如果超出输出线性表的值，则返回最大值，然后比较电机运动新计算 值方向与当前运动方向，如果指示方向增大(即油量值增加)，则f二f+l,燃油的目标值为当前值+ (新计算值-当前值)*f/fmaX，其中f为滤 波系数，滤波系数f会在0 fmax之间变动。如果指示方向减小(即 油量值减小)，则f=f-1，燃油的目标值为当前值+(新计算值-当前值) *f/fmax。这样滤波的目的是电机运动速度和滤波系数成正比，并且 在目标值和当前值相等时会减速，而且很好的控制了行车过程中由于 路矿、上坡、转弯等异常情况的处理。根据本发明的一个实施例，采用NEC公司的8BIT单片机78F0852 作为开发平台，该单片机包括40K的R0M、 1. 5K的RAM、 5通道的A/D 转换口、 3路的16位捕捉定时器和16路的P觀输出口。程序和信息 全部储存对于Flash中，从而不需要外接储存芯片。本系统采用TLE4275的电源驱动芯片，提供单片机5V电源，驱 动电流为400mA 。本系统采用步进电机，其最小步进角度为1/12度。本系统燃油输入为电阻信号输入，单片机AD口进行AD采样。采 样电压在0-5V之间。当输入燃油信号后，燃油电阻信号转换成电压信号，被单片机 AD 口捕获。由于AD转换的基准电压是点火电压，所以在转换时候不仅要对 输入AD值进行滑动滤波求平均，还要对电话电压进行求平均，公式 为AD电压输入值-100(^FUEL—AD/IGN—AD—AVERAGE，其中1000 是放大倍数，FUEI^AD为燃油AD平均，IGN一AD—AVERAGE为点火电压平均。得到AD采样值后，经过分段查表函数得到一个指示新值，查表 函数通过目标值为当前值+ (新计算值-当前值)*f/fmax的算法，求 得其滤波后的目标值。CPU通过对目标值和当前值的比对进行对步进电机的驱动。根 据次处理方法，仪表指示准确可靠。图5为本发明中AD采样电路。图中，FUELIN为燃油信号输入，5P IGN为点火电压，FUELAD去单片机的AD转换引脚。因此，如图1所示，本发明的异常情况下燃油表信号处理方法， 其特征在于它包括以下步骤A、采样燃油信号，并将该信号转化为 燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电 机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动速率。图2为步骤A的流程图对燃油信号进行AD采样，把采样进来 的AD值进行滑动平均滤波得出平均值，再对电源电压进行AD采样 后进行求平均，然后我们就能得到燃油的输入值为1000*然后AD值 比上电源AD值，其中1000是放大倍数，因为燃油指示为步进电机 所处的位置，所以我们把输出值对应成步进电机所处位置，因为输出 值与输入值成线性关系，所以根据客户要求的某几个燃油输出点进行 分段，把分段后的燃油输入值求出相对应的分段燃油输出值，如果超 出输出线性表的值，即超出燃油表步进电机最大指示值，则返回最大 值，这样我们就得到最终的燃油输出值。图3示出了步骤B的流程图首先我们对当前值进行初始化为0， 因为当前值是实际反映步进电机指针所处的位置，刚点火时，指针指 示在最低刻度，所以被初始化为0，而后我们判断当前值是否大于新 值，其中新值就是燃油表的输出值，如果当前值等于新值的话，燃油 的目标值就等于新值，得到目标值等于当前值，此时燃油表指针保持。 当前值如果大于新值或者小于新值的话，我们就判断是否连续2次大 于或者小于新值，如果不是的话滤波系数f等于O，如果是的话，滤 波系数f加1直到加到滤波系数最大值fmax=16，我们根据得到的滤 波系数f，得到燃油目标值为燃油目标值为当前值+ (新计算值一当前 值)*f/fmax，这样我们就可以把目标值与当前值做比较，得到最终燃 油表步进电机的位置。其中滤波系数f的初始值为O，滤波系数不小 于0，在本发明的一个实施例中，fmax设定为16。图4为步骤C的流程图判断滤波系数是否小于等于5，是的话 我们就调整步进速率，为1.25秒走一步，如果为否，判断点火时间 是否到5秒，因为在刚点火时，要求燃油表快速响应到指示位置，所 以响应速度加快， 一步的时间小于2.5毫秒，如果点火超过5秒后， 判断汽车是否有速度，如果有速度的话，走步时间加长，无速度的话， 走歩时间加快。
权利要求
1、异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤A、采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B、根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C、根据滤波系数，控制步进电机运动速率。
2、 如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特 征在于步骤A又包括以下步骤Al、对燃油信号进行AD信号采 样；A2、对AD信号进行求滑动平均，得到燃油AD值；A3、求出 电源电压的AD采样值；A4、计算燃油输入值；A5、根据输入值分 段线形求出燃油输出值；A6、判断燃油输出值是否超出上限，若是， 则燃油输出值为上限值。
3、 如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特 征在于步骤B又包括以下步骤Bl、燃油当前值初始化为0; B2、当前值两次大于燃油表输出值时，滤波系数加l，当前值两次小于燃油表输出值时，滤波系数减l，否则滤波系数为0; B3、计算燃油目 标值；B4、将燃油目标值与燃油当前值比较，若燃油目标值大于燃油 当前值，则燃油步进电机正转，若燃油目标值等于燃油当前值，则燃 油步进电机保持，若燃油目标值小于燃油当前值，则燃油步进电机反 转。
4、 如权利要求1所述的异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于步骤C又包括以下步骤Cl、判断滤波系数是否小于等于5;C2、若滤波系数小于等于5，则步进电机速度为1.25秒走一步；C3、 若滤波系数大于5，则判断点火时间是否到5秒；C4、若点火时间小 于5秒，则步进电机速度为(滤波系数最大值一滤波系数)X2.5ms 走一步；C5、若点火时间大于5秒，则判断是否有速度；C6、如有 速度，则步进电机速度为832.5ms走一步；C7、若没有速度，则步进 电机速度为450ms走一步。
全文摘要
本发明公开了异常情况下燃油表信号处理方法，其特征在于它包括以下步骤A.采样燃油信号，并将该信号转化为燃油输出值；B.根据燃油输出值计算滤波系数，并判断燃油步进电机的转动方向；C.根据滤波系数，控制步进电机运动速率。本发明针对现有技术中汽车燃油表的不足之处，提供一种对燃油表有效、便捷的信号处理方法。该信号处理方法是基于单片机燃油信号的采集，转换成有效的数字信号进行处理，并根据行车中的实际情况做出判断，从而能够指示出油箱正确的油量。
文档编号G01F9/00GK101290241SQ200710039680
公开日2008年10月22日 申请日期2007年4月19日 优先权日2007年4月19日
发明者徐朱翔, 毅 杨, 汪丁旺, 王明明, 王滨滨 申请人:上海德科电子仪表有限公司