王新超，李睿哲，高玉龍，賈艷伍

（北京汽車(chē)研究總院有限公司，北京 101300）

汽車(chē)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(hào)輸入給油表，油表根據(jù)電阻信號(hào)顯示剩余油量。油位傳感器設(shè)計(jì)時(shí)一般選取一定數(shù)量的油位高度作為關(guān)鍵點(diǎn)，各關(guān)鍵點(diǎn)油位高度和阻值一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)油表采集的阻值與油位高度不匹配時(shí)，油表即會(huì)顯示不準(zhǔn)，這是油位傳感器常見(jiàn)故障之一。

1 故障現(xiàn)象

某車(chē)型用油位傳感器在開(kāi)發(fā)過(guò)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(chē)輛啟動(dòng)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(cè)試油表及油位傳感器

該故障只在車(chē)輛啟動(dòng)后出現(xiàn)。為排查故障原因，在油箱加滿油狀態(tài)下，對(duì)油表及油位傳感器進(jìn)行了如下測(cè)試。

1）車(chē)鑰匙從OFF擋打到ON擋，油表指針擺動(dòng)正常，且能指到滿油位，排除油表步進(jìn)電機(jī)故障。

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

3）斷開(kāi)油位傳感器與油表連接的線束，用萬(wàn)用表測(cè)量油位傳感器阻值為5.6 Ω（設(shè)計(jì)值6.2 Ω±2 Ω），靜態(tài)測(cè)試油位傳感器滿足設(shè)計(jì)要求。

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

通過(guò)測(cè)試4）可知，油表采集的阻值在ON擋和START擋時(shí)并不相同，START擋時(shí)油表采集的阻值13.2 Ω，大于油表顯示滿油時(shí)的阻值6.2 Ω±2 Ω，所以車(chē)輛啟動(dòng)后油表顯示不滿；而車(chē)輛不啟動(dòng)時(shí)，油表采集的阻值在設(shè)計(jì)的滿油位阻值區(qū)間內(nèi)，所以油表顯示滿油。

車(chē)輛啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)工作會(huì)使蓄電池電壓有所升高，工作電壓變化可能會(huì)導(dǎo)致油表在ON擋和START擋時(shí)采樣不同，為此在油表測(cè)試臺(tái)進(jìn)行如下測(cè)試：使用滑動(dòng)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(guò)CAN總線讀取的油表采集阻值相同，說(shuō)明工作電壓對(duì)油表采樣沒(méi)有影響。

2.2 測(cè)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(chē)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(duì)油表采樣的影響，在整車(chē)上進(jìn)行了如下測(cè)試。

1）共搭鐵線與車(chē)身線束搭鐵線斷開(kāi)，延長(zhǎng)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(chē)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(chē)身A柱處儀表總成搭鐵點(diǎn)、油表搭鐵線針腳。

以上測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。注：原車(chē)傳感器與泵芯的共搭鐵線接車(chē)身線束搭鐵線，車(chē)身線束搭鐵線在尾門(mén)處與車(chē)身搭鐵，油表具有未使用的搭鐵線針腳，油表通過(guò)儀表總成的搭鐵線在車(chē)身A柱處搭鐵。

表1 測(cè)試方案及結(jié)果

方案1中START擋時(shí)，測(cè)試a和測(cè)試b的阻值分別為16.8 Ω和15 Ω，比測(cè)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(zhǎng)線的阻值比車(chē)身阻值大。

方案2中START擋時(shí)，測(cè)試c、測(cè)試d和測(cè)試e的阻值分別為10.5 Ω、10 Ω和8.9 Ω，比測(cè)試f的阻值減小，這是因?yàn)榕月肪€與車(chē)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(cè)試結(jié)果顯示共搭鐵線的阻值對(duì)油表采集阻值有影響，共搭鐵線阻值越小，車(chē)輛啟動(dòng)后油表采集的動(dòng)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(chē)身線束搭鐵線，車(chē)身線束搭鐵線在車(chē)尾門(mén)處與車(chē)身搭鐵，油儀表總成在車(chē)身A柱處搭鐵，兩處搭鐵點(diǎn)之間存在電阻。泵芯工作電流達(dá)到8 A左右，雖然車(chē)身電阻很小，但8 A電流在車(chē)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(diǎn)電壓，經(jīng)過(guò)換算后的阻值變大，油表即會(huì)顯示不滿［1］。

圖3 油表采樣電路原理圖

3 故障排除

通過(guò)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(cè)試臺(tái)對(duì)4線燃油泵總成的油位傳感器進(jìn)行了阻值測(cè)試，測(cè)試中通過(guò)調(diào)節(jié)油浮子位置來(lái)調(diào)節(jié)油位，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。相同油位時(shí)，4線燃油泵總成的油位傳感器在ON擋和START擋時(shí)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(cè)試結(jié)果

臺(tái)架測(cè)試之后又將4線油泵總成裝在實(shí)車(chē)上進(jìn)行了加油測(cè)試，選取了3個(gè)油位點(diǎn)，分別讀取車(chē)輛啟動(dòng)前后油表采集的阻值，結(jié)果見(jiàn)表3，實(shí)車(chē)測(cè)試結(jié)果和臺(tái)架測(cè)試結(jié)果一致。

表3 實(shí)車(chē)加油測(cè)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(dòng)態(tài)阻值變大，造成油表在油箱滿油狀態(tài)下車(chē)輛啟動(dòng)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(dòng)態(tài)阻值和靜態(tài)阻值一致，油表就不再出現(xiàn)車(chē)輛啟動(dòng)前后顯示不一致現(xiàn)象。