車輛油表不準因素解析及標定方法

【摘要】燃油箱中的油位傳感器與油浮子配合工作，將液面高度情況轉換成電信號反饋給儀表，從而給駕駛員正確的燃油剩余量提示及油量報警功能，通過系統(tǒng)邏輯關系，在儀表上也能輔助顯示百公里油耗、瞬時油耗、續(xù)航里程等信息。車輛使用過程中若出現(xiàn)油表指示失準，將給客戶帶來使用不便甚至燃油耗盡無法行駛的后果。造成油表指示不準的因素較多，本文主要研究滑動電阻式油位傳感器如何從設計匹配上規(guī)避此類問題。

【關鍵詞】油位傳感器；燃油表；阻值

一、油位傳感器的工作原理

車輛通過燃油箱儲存燃油，油位傳感器一般通過油泵支架固定于油箱中。由于汽車行駛消耗燃料使油面下降，油位傳感器上的浮子（原理同馬桶里的浮塊）由于自身的重力下壓，跟浮子連接的鐵桿擺動一個角度，鐵桿的另外一側連接滑動電阻，在不同的角度接觸電阻值不同，因此儀表根據(jù)油位傳感器不同的阻值轉化成電壓信號顯示出當前的燃油量。

二、油表指示常見問題

在市場上常見的油表指示不準問題主要分為：1、油表指示偏高或偏低；2、加滿油后油表顯示不滿；3、行駛中油表顯示不穩(wěn)，上下漂移。

造成以上問題的原因可能有：儀表內部失靈、線路搭鐵不良、浮子桿或油箱變形、油位傳感器的滑動電阻被異物卡滯、油位傳感器與儀表阻值匹配不合適等等原因，前幾類原因可通過簡單的測試維修進行排除，油位傳感器與儀表阻值的匹配較為復雜，一旦匹配設計不當，將會給維修帶來困難。

三、油位傳感器與儀表的設計匹配

1、油位傳感器阻值范圍的選擇

油位傳感器設計一般采用低油位阻值大、高油位阻值小的逆向順序，即油浮子自底部上升時傳感器歐姆值由大到小的順序。

高油位時傳感器的阻值設定值盡量越大越好，目前采用較多的為36-300Ω之間范圍設定傳感器阻值。在部分舊款車型上選用的阻值較小，很容易出現(xiàn)高油位時油表指示不準的問題，原因為：

（1）假設油位傳感器的滿油位點（F點）設定為7±2Ω，公差范圍已經(jīng)大于7Ω的50%，若選用40±2Ω的阻值，公差范圍僅為40Ω的10%。可見阻值越小時制造公差對油表指針指示準確性的影響越大，反之阻值越大、阻值范圍越大，越是提高了傳感器滑動電阻上每個點的制造精度，降低了油表指針的指示誤差；

（2）在高油位時油位傳感器阻值很小，線路阻值、整車干擾會產(chǎn)生2～3Ω的波動變化。取F點7Ω、3/4點14.8Ω為例，從3/4升到F點對應的阻值范圍只有7.8Ω，每產(chǎn)生1Ω的外界干擾，轉化到油表指針的變化約1/8格，那么3歐姆對應的指針變化為3/8格，即將近小半格偏差。對于阻值大的油位傳感器而言，油表指示的抗干擾能力較強。以F點40Ω、3/4點88Ω為例，從3/4升到F點對應的阻值范圍為48Ω，即使受線路阻值、整車干擾的影響，1Ω的阻值變化轉化到油表指針變化僅為1/48格，3歐姆對應的指針變化為1/16格，從駕駛員的主觀視線上很難察覺得到，提高了外部信號干擾時的穩(wěn)定性。

2、低油位、滿油位時的匹配關系

車輛行駛中需要保證油位傳感器的浮子不能處于油箱的底部和頂部，距離底部或頂部至少20mm左右，一方面防止浮子與油箱殼體接觸而損壞，另一方面也防止油位過低而燒損汽油泵。不論浮子指示上部還是下部油位區(qū)域時，都要有一定余量（一般為5—8升）燃油消耗后，才能指示準確的刻度。一般油位傳感器F點的指示油量為燃油箱額定容積的92%-95%。

3、燃油表阻尼策略

部分車主發(fā)現(xiàn)車輛行車前與行車后油表顯示存在一定差距，原因是燃油表內部阻尼的設定采用了動態(tài)阻尼策略，即阻尼隨著車速的增大而增大。在車輛打開鑰匙后行車之前儀表動態(tài)阻尼處于最小狀態(tài)，沒有起到相應作用，起步過程燃油箱內燃油液面晃動較大，油位傳感器阻值呈連續(xù)幾點下降，燃油表隨之上升。起步后，因儀表接收到車速信號后阻尼增大，指針無法立即恢復到實際油位。

解決此類問題的方法是將儀表阻尼策略由車速信號控制更改為轉速信號控制，即發(fā)動機啟動后立即進入高阻尼狀態(tài)，避免車輛起步時因顛簸造成的油位指示失準問題。

四、油位匹配標定驗證方法

1、手動模擬測試

a、將燃油表安裝到試驗車上，燃油泵放置在水平面上，并用導線將油位傳感器與車輛上的儀表線路連接，使燃油表接收油位傳感器阻值信號；b、以燃油泵浮子中心為基準點，將浮子桿依次抬到圖紙中要求的不同高度后，鑰匙打到ON檔觀察油表位置是否在相應的油位顯示上。

2、靜態(tài)加油測試

a、將裝有燃油泵樣件的空油箱更換到試驗車上，車輛停放于水平面；b、根據(jù)標定的V-H-R數(shù)據(jù)表，即油量、油位高度、阻值三者的關系，得出關鍵油位顯示點對應的加油量，然后用量杯逐漸往燃油箱內加入相應的汽油，測量出油位傳感器的輸出阻值，每次加油后將鑰匙重新開啟到ON檔，觀察油表指針是否指示在對應位置；c、記錄加油口內液面溢出時的加油量，測量燃油泵的油位傳感器輸出阻值。

3、靜態(tài)抽油測試

將加滿油的車輛按照第2步中的加油量反向從油箱內抽出，測量燃油泵的油位傳感器輸出阻值，每次抽油后將鑰匙重新開啟到ON檔，觀察油表的指針位置是否與第2步中加油時的指示位置一致；

4、動態(tài)測試

將試驗車輛分別加1/4、1/2、3/4和滿箱油進行路試測試，測試方法：在試車道起步、勻速行駛、加速、減速、倒車等不同方式路試，觀察油表的指示是否異常。通過上述測試，將測試結果與產(chǎn)品圖紙進行核對，判定測試車輛是否符合設計要求，同時判定車輛不同的加油量是否與儀表顯示的匹配性。