外溫傳感器一般為負系數熱敏電阻， 溫度越低電阻越大，傳感器部件的濾波策略需要硬件濾波、軟件平滑濾波及虛接時異常降溫濾波；車外溫度傳感器檢測范圍：（-40℃~86.5℃），采集精度：±1℃，車外溫度傳感器采集周期是10ms。

NTC負溫度系數熱敏電阻工作原理

NTC是Negative Temperature Coefficient 的縮寫，意思是負的溫度系數，泛指負溫度系數很大的半導體材料或元器件，所謂NTC熱敏電阻器就是負溫度系數熱敏電阻器。它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料， 采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和孔穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低。NTC熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在10Ω～1000000Ω，溫度系數-2%～-6.5%。NTC熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。。

電路原理圖

依據外溫傳感器在整車接線方式可分為兩種：外溫傳感器硬線接在空調控制器或空調面板和外溫傳感器接在FPBOX或其它設備，通過CAN網絡將信號傳遞至空調控制器或者空調面板。

空調控制器硬線連接外溫傳感器，空調控制器負責外溫傳感器的信號采集，濾波，診斷，將濾波后的值通過CAN網絡傳輸到其它部件。

外溫傳感器硬線輸入，經過一個 ESD 保護電容 C1，經過上拉電阻 R1 形成分壓電路， AMB 點得到的電壓值， 經過 RC 低通濾波電路(由 R2 和 C2 構成)，過濾掉 5mV 的電壓抖動后進入主芯片，由主芯片經過 AD 采樣得到電壓值，進而公式轉換得到外溫傳感器組織Ramb，經過特性表（R/T）轉化為溫度值T。

濾波策略

傳感器部件的濾波策略需要硬件濾波、軟件濾波（限幅濾波、中位值濾波、算數平均濾波、遞推平均濾波、中位值平均濾波、限幅平均濾波、一階滯后濾波、加權遞推平均濾波、消抖濾波、限幅消抖濾波）及虛接時異常降溫濾波。

算數平均濾波

1、方法：

• ? 連續取N個采樣值進行算術平均運算
• ? N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低
• ? N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高
• ? N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4

2、優點：

• ? 適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波
• ? 這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動

3、缺點：

• ? 對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用
• ? 比較浪費RAM

#define N 12
char filter()
{
    int sum = 0;
    for(count = 0; count < N; count++)
    {
        sum += get_ad();
    } 
    return (char)(sum/N);
}

遞推平均濾波

1、方法：

• ? 把連續取N個采樣值看成一個隊列
• ? 隊列的長度固定為N
• ? 每次采樣到一個新數據放入隊尾，并扔掉原來隊首的一次數據.(先進先出原則)
• ? 把隊列中的N個數據進行算術平均運算，就可獲得新的濾波結果
• ? N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液面，N=4 ~ 12；溫度，N=1 ~ 4

2、優點：

• ? 對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

3、缺點：

• ? 靈敏度低
• ? 對偶然出現的脈沖性干擾的抑制作用較差
• ? 不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
• ? 不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合
• ? 比較浪費RAM

/* A值根據實際調，Value有效值，new_Value當前采樣值，程序返回有效的實際值 */
#define A 10
char Value;
char filter()
{
    char new_Value;
    new_Value = get_ad(); // 獲取采樣值
    if( abs(new_Value - Value) > A)   
        return Value;     // abs()取絕對值函數
    return new_Value;
}

1、 硬件濾波 ：硬件濾波是通過硬件電路， 濾掉 5mV 的電壓抖動，使采樣電壓平滑。（R2和C2組成的RC電路實現）

2、 軟件平滑濾波：軟件采集到外溫信號后，為確保外溫值平滑，采用均值濾波策略，一般為 4 次（TBD）有效信號求平均的方式進行平滑濾波。

初始化賦值策略

空調控制器在首次上電、 熱插拔、 休眠之后喚醒、 Reset 時進行初始化賦值， 在賦值基礎上進行升溫或降溫邏輯策略。初始化賦值考慮因素：停車時間和室外溫度有效值。

a) 環境溫度值在下電時保存在EEPROM中(記憶值)

b) 若車外環境溫度傳感器讀數比記憶值低，車外環境溫度初始值更新為讀數值；

c) 若車外環境溫度傳感器讀數比記憶值高，如下電時間＜1min，車外環境溫度初始值保持為記憶值，如下電時間≥1min，車外環境溫度初始值更新為讀數值；

外溫傳感器賦值完成后， 先將外溫信號存儲在軟件內部， 在網絡管理滿足后周期性外發。針對AUTOSAR 網絡管理在 Normal Operation State 或 Ready Sleep State 狀態下；針對 OSEK 網絡管理在 normal 狀態下；針對間接網絡管理在 KL15 有效狀態下：a、 外溫賦值完成后，將響應的外溫值及外溫狀態發出；b、外溫賦值未完成，將外溫值信號發 FE 及外溫狀態發出 normal。其他網絡管理狀態外溫信號周期性發送時， 外溫信號發送 FE， 外溫狀態信號發 normal。

外溫值更新策略（僅供參考）：

若車外環境溫度傳感器本次讀數比舊值下降，則降溫校準速度為0.5℃/1S ；若本次環境溫度讀數大于5℃時，則升溫校準速度為0.3℃/1000s，當車速＞15km/h，且持續5s以上時，升溫加速，速度為1℃/15s；車外環境溫度本次讀數小于5℃時，升溫校準速度為0.5℃/1S。

升溫策略：

低速更新策略當空調控制器檢測到外溫值升高時， 如果此時車速小于 15km/h（TBD），則外溫值不會更新；

中速更新策略當車速大于 15km/h（TBD），空調控制器內部啟動中速外溫升溫計時器，計時器到達一定時間（TBD）后以定速率（TBD）執行升溫策略，當車速低于 15km/h（TBD），時計數器清零；

高速更新策略當車速大于 40km/h（TBD），空調控制器內部啟動高速外溫升溫計算器，計時器到達一定時間（TBD）后以定速率（TBD）執行升溫策略，當車速低于 40km/h（TBD），時計數器清零；

降溫策略不需關聯車速， 當空調控制器檢測到外溫值降低時，若檢測到的值比當前值低，但在 5℃范圍內， 執行降溫策略， 若檢測到是值比當前值低，且超多 5℃時， 執行異常降溫濾波策略。【若 0＜當前值 （假定 16℃） -檢測值（假定 14℃）＜5 時，執行降溫策略，若當前值（假定 16℃） -檢測值（假定10℃）≥5℃時執行異常降溫濾波策略。】 在向 CAN 網絡發送有效的外溫信號狀態下， 可以恒速或變速進行降溫更新， 但不能檢測到溫度低后進行突變更新。在向 CAN 網絡發送無效外溫信號的狀態下，外溫濾波后的值不應更新。

異常降溫濾波策略 ：采集到的當前值與之前的值比較， 如果當前值比之前的值小， 且差值大于 5℃，啟動異常降溫計時器。當持續時間大于 2 秒時， 確認此溫度降低值有效，當持續時間小于 2 秒時，認為此值無效。計時器啟用過程中， 異常值不能參與外溫平滑濾波的計算。當差值小于 5℃或判定外溫值有效后計時器停止，有效信號參與平滑濾波策略中。

除了選擇合適的濾波算法外，還可以采取多種措施來提高空調外溫傳感器的測量準確性和穩定性，包括以下幾點：

1. 1. 定期校準傳感器：定期校準傳感器可以減少測量誤差，提高測量的準確性。
2. 2. 優化傳感器的布置位置：傳感器的布置位置應避免直接受到太陽光照射或其他外界干擾的影響，可以通過合理的位置布置來減少測量誤差。
3. 3. 采用多個傳感器進行測量：通過在空調系統中布置多個外溫傳感器，可以有效減少單個傳感器的誤差影響，提高測量的穩定性和準確性。
4. 4. 采用溫度補償算法：在空調系統中，除外溫傳感器外，還有室內溫度傳感器等其它溫度傳感器。利用多個溫度傳感器的測量數據進行溫度補償算法，可以進一步提高傳感器的測量準確性。

總之，選用合適的濾波算法和采取多種措施來提高傳感器的測量準確性和穩定性，可以在空調系統中進一步優化溫度控制，從而提升系統的性能和能效。

補充說明：

（1）無反饋值限幅濾波的方法

（2）有反饋值的限幅濾波算法

（上次值+下降幅度）<本次值<(上次值-上升限幅) ，則本次值有效，否則輸出（上次值+下降幅度）或(上次值-上升限幅)

（3）一階濾波

濾波結果=a本次采樣值+（1-a）上次濾波結果，其中，a為0~1之間的數