[发明专利]车用油位传感器及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机动车燃油箱的油位检测装置及其检测方法。

背景技术

车用油位传感器为驾驶员提供机动车燃油箱中的油量信息，便于驾驶员在燃油耗尽前适时加注燃油。

请参阅图1，现有的车用油位传感器包括油箱10、滑动变阻器20、电阻一22、ECU(电子控制单元)30和仪表40。其中油箱10的高度(其中盛放燃油的容置空间的高度)为H，其中燃油的高度为H_m。油箱10中具有一浮子11漂浮在燃油表面。滑动变阻器20的一端接地，另一端通过串联的电阻一22接电压V。滑动变阻器20的总电阻为R，由滑片21得到的可变电阻为R_m，滑片21在滑动变阻器20上的位置受到浮子11的控制。电阻一的电阻为R_c。通常，滑动变阻器20的总长度等于油箱10的高度，这样便使得浮子11位置与滑片21位置一一对应。滑片21向ECU30输出可变的电压V_m。ECU经过运算得到油箱10中的油量信息，并反映在仪表40上。

请参阅图2，现有的车用油位传感器中的ECU30包括依次相连的模数转换器31、运算单元32和滤波器33。其中，模数转换器31将可变电压V_m进行模数转换。运算单元32根据V_m计算油箱10中的燃油油量Vol。在车辆加速、路面颠簸等情况下油箱10中的油位会产生波动，滤波器33根据当前车速和加速度对计算出的燃油容积进行时间滤波，可消除瞬时油位跳变的影响。

所述运算单元32根据V_m计算Vol分为两步：首先是根据V_m计算R_m，然后是根据R_m查表得到Vol。

在理想情况下，通过V_m计算R_m的公式为：该公式的来源是流经电阻一22的电流应与流经滑动变阻器20的电流相等，即由于V_m通路连接到ECU30的高阻抗模数转换器中，因此认为V_m通路上没有电流经过。

虽然图1中油箱10显示为截面积相等，但实际应用中油箱10可能为不规则形状，因此每个油位传感器都有一个Vol与R_m之间的表格可供查询，即知道R_m即可换算出Vol。ECU30得到R_m之后，根据内置的R_m与Vol之间的换算表格，即可查询得到Vol。

实际应用中，滑动变阻器是由一个滑点在电阻带上滑动，从而实现电阻可变的效果。由于燃油中的杂质和腐蚀的影响，滑动变阻器的滑点和电阻带之间会产生有一定阻抗的杂质，称为接触电阻R_e。考虑接触电阻R_e之后，通过V_m计算R_m的公式为：R_e是难以测量的，因此实际计算的滑动变阻器的有效电阻中包含了接触电阻，这会导致计算出的油量Vol低于真实油量。极端情况下，在车辆刚启动时仪表上就显示空油箱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车用油位传感器，可以尽可能避免滑动变阻器的接触电阻对油位测量产生不利影响。为此，本发明还要提供所述车用油位传感器的实现方法。

为解决上述技术问题，本发明车用油位传感器包括油箱、滑动变阻器、电阻一、电阻二、ECU和仪表；

所述油箱中具有浮子漂浮在燃油表面，所述浮子控制滑动变阻器上的滑片位置；

所述滑动变阻器的一端通过串联的电阻一接电压V，滑动变阻器上的滑片通过并联的电阻二接地；

滑动变阻器与电阻一串联的一端连接到ECU并输出电压V₁，滑动变阻器的另一端连接到ECU并输出电压V₂；

所述ECU又包括两个模数转换器、V₁和V₂采样模块、V₁和V₂备份模块、V₁和V₂诊断模块、二个运算单元、R_m备份模块、R_m默认模块、R_m诊断模块、滤波器；

所述两个模数转换器分别对输入的电压V₁、V₂进行模数转换并输出给V₁和V₂采样模块；