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    汽車油表指示不滿現(xiàn)象的研究

    2018-07-31 01:06:14王新超李睿哲高玉龍賈艷伍
    汽車電器 2018年7期
    關(guān)鍵詞:鐵線燃油泵油位

    王新超,李睿哲,高玉龍,賈艷伍

    (北京汽車研究總院有限公司,北京 101300)

    汽車油位傳感器用于將燃油箱內(nèi)油位高度轉(zhuǎn)換為電阻信號輸入給油表,油表根據(jù)電阻信號顯示剩余油量。油位傳感器設(shè)計時一般選取一定數(shù)量的油位高度作為關(guān)鍵點,各關(guān)鍵點油位高度和阻值一一對應(yīng)。當(dāng)油表采集的阻值與油位高度不匹配時,油表即會顯示不準(zhǔn),這是油位傳感器常見故障之一。

    1 故障現(xiàn)象

    某車型用油位傳感器在開發(fā)過程中出現(xiàn)一種故障現(xiàn)象:油箱加滿油后油表顯示滿油,如圖1所示,但車輛啟動后油表指針立刻降低一小格,油表顯示不滿油,如圖2所示。

    圖1 油表顯示滿油示意圖

    圖2 油表顯示不滿油示意圖

    2 故障檢查與分析

    2.1 測試油表及油位傳感器

    該故障只在車輛啟動后出現(xiàn)。為排查故障原因,在油箱加滿油狀態(tài)下,對油表及油位傳感器進行了如下測試。

    1)車鑰匙從OFF擋打到ON擋,油表指針擺動正常,且能指到滿油位,排除油表步進電機故障。

    2)斷開油位傳感器與油表連接的線束,將滑動變阻器與油表線束連接,用滑動變阻器模擬油位傳感器,油表指針擺動正常且能指到滿油位,排除油表校表不準(zhǔn)問題。

    3)斷開油位傳感器與油表連接的線束,用萬用表測量油位傳感器阻值為5.6 Ω(設(shè)計值6.2 Ω±2 Ω),靜態(tài)測試油位傳感器滿足設(shè)計要求。

    4)通過CAN總線讀取油表采集的阻值,發(fā)現(xiàn)存在以下問題:①ON擋(車輛上電不啟動)時,油表采集的傳感器阻值為5.6 Ω;②START擋(車輛上電啟動)時,油表采集的傳感器阻值為13.2 Ω。

    通過測試4)可知,油表采集的阻值在ON擋和START擋時并不相同,START擋時油表采集的阻值13.2 Ω,大于油表顯示滿油時的阻值6.2 Ω±2 Ω,所以車輛啟動后油表顯示不滿;而車輛不啟動時,油表采集的阻值在設(shè)計的滿油位阻值區(qū)間內(nèi),所以油表顯示滿油。

    車輛啟動后,發(fā)電機工作會使蓄電池電壓有所升高,工作電壓變化可能會導(dǎo)致油表在ON擋和START擋時采樣不同,為此在油表測試臺進行如下測試:使用滑動變阻器模擬油位傳感器給油表輸入阻值,油表工作電壓分別調(diào)節(jié)至12 V和14.5 V,但兩種條件下通過CAN總線讀取的油表采集阻值相同,說明工作電壓對油表采樣沒有影響。

    2.2 測試共搭鐵線

    該油位傳感器集成在燃油泵總成上,且傳感器與泵芯共搭鐵線,油位傳感器在車輛ON擋和START擋的區(qū)別在于泵芯是否工作,泵芯工作電流達(dá)到8 A左右,為排除共搭鐵線對油表采樣的影響,在整車上進行了如下測試。

    1)共搭鐵線與車身線束搭鐵線斷開,延長共搭鐵線,將共搭鐵線分別搭接蓄電池搭鐵線和油表搭鐵線針腳。

    2)共搭鐵線與車身線束搭鐵線接通,共搭鐵線引出旁路線,旁路線分別搭接蓄電池搭鐵線、車身A柱處儀表總成搭鐵點、油表搭鐵線針腳。

    以上測試結(jié)果見表1。注:原車傳感器與泵芯的共搭鐵線接車身線束搭鐵線,車身線束搭鐵線在尾門處與車身搭鐵,油表具有未使用的搭鐵線針腳,油表通過儀表總成的搭鐵線在車身A柱處搭鐵。

    表1 測試方案及結(jié)果

    方案1中START擋時,測試a和測試b的阻值分別為16.8 Ω和15 Ω,比測試f的13.2 Ω更大,所以油表仍然顯示不滿油,阻值更大的原因是共搭鐵線延長線的阻值比車身阻值大。

    方案2中START擋時,測試c、測試d和測試e的阻值分別為10.5 Ω、10 Ω和8.9 Ω,比測試f的阻值減小,這是因為旁路線與車身電阻并聯(lián),降低了總阻值,但由于阻值仍大于6.2 Ω±2 Ω,油表依然顯示不滿油。

    兩種測試結(jié)果顯示共搭鐵線的阻值對油表采集阻值有影響,共搭鐵線阻值越小,車輛啟動后油表采集的動態(tài)阻值越接近靜態(tài)阻值。圖3是油表采樣電路原理圖。泵芯與傳感器共搭鐵線,然后接車身線束搭鐵線,車身線束搭鐵線在車尾門處與車身搭鐵,油儀表總成在車身A柱處搭鐵,兩處搭鐵點之間存在電阻。泵芯工作電流達(dá)到8 A左右,雖然車身電阻很小,但8 A電流在車身電阻上產(chǎn)生的電壓不容忽視,此電壓拉高了油表電路采樣點電壓,經(jīng)過換算后的阻值變大,油表即會顯示不滿[1]。

    圖3 油表采樣電路原理圖

    3 故障排除

    通過以上分析可知,解決油表顯示不滿現(xiàn)象需要分離傳感器和泵芯搭鐵線,燃油泵總成需要由3根線變?yōu)?根線。利用油表測試臺對4線燃油泵總成的油位傳感器進行了阻值測試,測試中通過調(diào)節(jié)油浮子位置來調(diào)節(jié)油位,測試結(jié)果見表2。相同油位時,4線燃油泵總成的油位傳感器在ON擋和START擋時阻值差小于1 Ω,而同樣條件下,3線燃油泵總成的阻值差則較大。

    表2 4線油泵與3線油泵阻值測試結(jié)果

    臺架測試之后又將4線油泵總成裝在實車上進行了加油測試,選取了3個油位點,分別讀取車輛啟動前后油表采集的阻值,結(jié)果見表3,實車測試結(jié)果和臺架測試結(jié)果一致。

    表3 實車加油測試阻值采集結(jié)果

    4 總結(jié)

    燃油泵總成泵芯與油位傳感器共搭鐵線,泵芯工作電流干擾油表采樣,使油位傳感器動態(tài)阻值變大,造成油表在油箱滿油狀態(tài)下車輛啟動后顯示不滿。油位傳感器和泵芯的搭鐵線分離后,泵芯的搭鐵線工作電流不再干擾油表采樣,油表采集的油位傳感器動態(tài)阻值和靜態(tài)阻值一致,油表就不再出現(xiàn)車輛啟動前后顯示不一致現(xiàn)象。

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