燃油傳感器、組合儀表、燃油箱匹配特性的介紹

燃油傳感器、組合儀表、燃油箱匹配特性的介紹

研究總院電子電器中心12013年4月目錄燃油傳感器與燃油表、油箱匹配關(guān)注的特性燃油表匹配問題的分析燃油傳感器與油箱匹配歐馬可燃油表報警點(diǎn)的確認(rèn)及改動歐馬可儀表與燃油傳感器電路匹配分析儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案燃油表顯示的策略九.總結(jié)及建議一、匹配關(guān)注的特性

那么需要對以下技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范：1、燃油表與燃油傳感器顯示及匹配2、燃油傳感器的電阻和油箱內(nèi)燃油高度的標(biāo)定關(guān)系3、燃油傳感器的報警點(diǎn)的確定4、燃油表采集電路和燃油傳感器電阻的匹配分析5、燃油表顯示的策略燃油傳感器與燃油表、油箱匹配關(guān)注的特性二、燃油表匹配問題的分析燃油表顯示和油箱內(nèi)燃油之間的關(guān)系：按照《SAEJ398燃油表顯示和容積關(guān)系---乘用車、多功能車、輕卡》中對儀表顯示和容積關(guān)系圖如下：

二、燃油表匹配問題的分析燃油表顯示、油箱內(nèi)燃油、燃油傳感器之間的關(guān)系：

1、燃油箱標(biāo)定（在模擬裝車狀態(tài)下）：燃油傳感器的物理接口和尺寸的確定，燃油量和燃油高度關(guān)系的確定油箱加油跳槍時的加油量的確定2、根據(jù)傳感器特性確定：燃油傳感器阻值高度關(guān)系的確定3、燃油表與燃油傳感器的關(guān)系確定：燃油表指示和燃油傳感器阻值之間的關(guān)系燃油表E點(diǎn)確定：在發(fā)動機(jī)完全少有停止后，油箱內(nèi)燃油剩余量的測量；E點(diǎn)必須高于燃油剩余量液面，滿足至少20KM的行駛里程報警點(diǎn)的確定：標(biāo)定剩余油量的行駛里程在60-100KM以內(nèi)。紅區(qū)可高于報警點(diǎn)其他表示點(diǎn)按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行4、燃油表的采集電路和軟件策略采集電路和燃油傳感器的匹配燃油表軟件策略裝車后，燃油表、油箱標(biāo)定、燃油傳感器和報警點(diǎn)的最終驗證四、燃油表報警點(diǎn)的確認(rèn)及改動高度30557085103117233151167183198215230247260278阻值3.05.98.812.616.619.723.628.832.642.652.662.572.682.692.6110.7吸油管加濾網(wǎng)長度H=318mm；吸油管的實際長度（可吸入燃油的長度）=307mm報警點(diǎn)高度H=270mm報警點(diǎn)電阻:92.7Ω（第二個干簧管接通）報警點(diǎn)到可吸入燃油距離=307-270=37mm報警點(diǎn)到可吸入燃油的剩余油量=37/327*80L(120L)=9(13.5)L剩余燃油可行駛約75KM（112KM）（按照12L/100KM油耗計算）輕卡用1B20037600053匹配80、120L油箱的數(shù)據(jù)討論浮子高度為40mm四、燃油表報警點(diǎn)的確認(rèn)及改動高度30557085103117133151167183198215230247260278阻值3.05.98.812.616.619.723.628.832.642.652.662.572.682.692.6110.71B20037600053的數(shù)據(jù)討論1、燃油箱無標(biāo)定數(shù)據(jù)，無油箱加油跳槍時的加油量是多少，所以不清楚最大油量；2、信息管和吸油管一般一樣長，那么浮子高度為40mm,浮子在20mm即一半長度的油高就可以浮起，所以浮子長度在307-20=287時最低點(diǎn)E干簧管已經(jīng)吸合；第二個干簧管報警點(diǎn)吸合；所以可以得出在92.6Ω是軟件報警或硬件報警的報警點(diǎn)。3、報警點(diǎn)剩余油量需要標(biāo)定得出，才可推斷剩余油量的行駛里程是否滿足要求。4、燃油滿油位高度應(yīng)該在H=55~60;但在實際測量時為30-55；滿足要求5、要求270mm時報警，但測量得到在270mm即報警，滿足要求報警點(diǎn)270五、儀表與燃油傳感器電路匹配分析燃油表接口電路：1、組合儀表對燃油傳感器的采集電路，單片機(jī)CPU通過一路控制端使采集回路得電，由一路CPU的A/D采集電壓變化得出目前燃油傳感器的電阻值。并驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)到達(dá)燃油表指示的位置。2、以上采集電路為分時控制采集電路3、傳感器的地必須回到組合儀表數(shù)字地4、采樣上拉電阻一定要求高的1%精度5、組合儀表可采用軟件報警的方案，使報警燈一直點(diǎn)亮而不閃爍，消除硬線引起的報警不穩(wěn)定。6、燃油表的顯示方案可以通過標(biāo)定得到準(zhǔn)確的指示。六、儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題1、燃油指示不準(zhǔn)及失效問題較多，市場抱怨大。研究總院電子電器、輕型車中心經(jīng)過分析與測試確認(rèn)有如下五個主要原因：配的油箱的圖號第一次跳槍點(diǎn)容量（L)：額定容積容積比差（第一次跳槍容積/額定容積）滿足設(shè)計要求（15%）備注1103911100054（）51.4556.55%合格1106911100019（）73.9807.62%合格1105111100001（）78.68801.65%合格塑料1108911100006（）72.6809.25%合格1106911100008（）104.7512012.71%勉強(qiáng)合格1106111100002（）113.571205.36%合格塑料0006（）12115019.33%不合格奧鈴已經(jīng)不用這個油箱了，其他事業(yè)部也已經(jīng)通知他們別再使用這個油箱1108911100003（）1862007.00%合格一些油箱額定容量與實際跳槍容積不符油箱油量高度、跳槍容積測試結(jié)果：評審結(jié)論：是否可以更改額定容積，適應(yīng)測試跳槍容積；比如1106911100019的額定容積為80L改為75L;對于150L的油箱，輕卡(歐馬可、奧鈴、時代)均已不采用；但多功能車在使用，需要通知到，讓其知曉此事。六、儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題序號傳感器圖號油箱的圖號傳感器設(shè)計H（mm）油箱內(nèi)總高（mm）傳感器/油箱高度差（mm）第一次跳槍點(diǎn)（L)：第一次跳槍電阻（Ω）油箱的數(shù)據(jù)整理出的問題結(jié)論備注11B200376000231103911100054（）268273551.47.41、跳槍后，燃油傳感器不到滿油位的阻值傳感器不滿足要求。21106911100019（）2682821473.97.41、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。31105111100001（）2683104278.6812.31、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。41B200376000531108911100006（）3183371972.66.41、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。51106911100008（）31834022104.756.31、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。61106111100002（）31835941113.576.31、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。71B200376000250006（）400418181216.21、跳槍后，燃油傳感器到不了滿油位的阻值

2、燃油箱容積與額定容積相差太大傳感器、油箱不滿足要求；不出圖81108911100003（）400417171863.21、傳感器的端部離油箱底部太遠(yuǎn)傳感器不滿足要求。2、油箱、燃油傳感器、儀表顯示的不匹配在對油箱進(jìn)行油量高度關(guān)系的加水測量，同時將通常匹配的燃油傳感器進(jìn)行了高度阻值關(guān)系的測試，測試了三款燃油傳感器匹配以上測試的8款油箱后，結(jié)論如下：六、儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題3、燃油表低油位報警設(shè)計不合理燃油表低油位報警采用硬線開關(guān)報警設(shè)計，由于油位在車輛行駛過程中的的晃動，燃油缺油報警燈將不時閃爍。由于塑料油箱80L（長*寬*高：995×405×315)、120L（長*寬*高：1020×443×362)中無隔板，車輛行駛過程中油量的晃動大，燃油缺油報警抱怨最多。下圖為實車測試圖：六、儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題

4、燃油傳感器地線引起電位差目前燃油傳感器的地線尋求最短距離，與底盤線束的接地線一起和車架連接，由于地線裝配時要求必須除去油漆并涂上黃油，但在多能廠停車場發(fā)現(xiàn)地線處沒有除油漆的現(xiàn)象，造成燃油傳感器的地線搭鐵不好，產(chǎn)生電壓差，儀表指示不準(zhǔn)。如下圖：六、儀表與燃油傳感器系統(tǒng)常見問題編號產(chǎn)品型號零部件生產(chǎn)批次市場返回件現(xiàn)場檢測確認(rèn)結(jié)果驗證結(jié)論原因分析1IB20037600053C-01-11報警燈常亮短路干簧管管腳過長導(dǎo)致塑料管破損，與信息管壁接觸，形成短路2L0C-11-28無報警斷路將線路板裝入信息管中膠溢出后，未進(jìn)行補(bǔ)膠，導(dǎo)致線路板端部未封裝，故線路板端部腐蝕，形成斷路3L0C-10-19無信號虛焊因1/2W電阻外徑較大，分板時，線路板行程偏移，導(dǎo)致電阻引腳變形受損，形成虛焊5、

燃油傳感器的質(zhì)量可靠性和一致性差對3只典型失效燃油傳感器進(jìn)行了無損檢測、解剖分析，分析傳感器失效型式對應(yīng)原因如下表：

七、燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案序號配的油箱的圖號額定容積油箱外形尺寸

長×寬×高(mm)材料11103911100054551040×232×277鋁合金板21103911100051551040×232×277鋁合金板31103911100049551040×232×277鋁合金板4110691110001980990×342×277鋁合金板5110891110000680700×408×327鋁合金板6110591110000480700×408×327鋁合金板711089111000071201000×408×327鋁合金板811069111000081201000×408×327鋁合金板91105111100001塑料80995×405×315塑料油箱101106111100002塑料1201020×443×362塑料油箱1111089111000032001140×491.6×411.6鋁合金板

1、油箱、油管平臺化整合和標(biāo)定對油箱、油管進(jìn)行整合可以減少油箱產(chǎn)品種類，相應(yīng)的減少燃油傳感器的種類；有利于產(chǎn)品管理和市場競爭。燃油箱總成整合原則：容積相同。包括部分容積相同、但外形尺寸不同的燃油箱總成；材料相同；沒有被整車調(diào)用或S狀態(tài)的未被調(diào)用可以取消該資源；油箱安裝在車架上前后位置可以調(diào)整，加油口位置、角度、長度沒有特殊要求。有特殊需求的不能進(jìn)行整合。通過分析油箱整合后，將使用的鋁合金板和塑料油箱從14種減少為11種；確定了燃油箱資源選配表，要求整車新產(chǎn)品開發(fā)中相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)先按該表進(jìn)行選取,（帶顏色標(biāo)志的已經(jīng)做了油箱標(biāo)定的測試）七、燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案

傳感器設(shè)計要求油箱原始數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)序號傳感器圖號進(jìn)油管長度（mm）回油管形式油箱的圖號額定容積油箱外形尺寸

材料油箱內(nèi)總高第一次跳槍容積11B20037600023

（換原圖）φ12×1.5×268彎回油管1103911100054（）551040×232×277鋁合金板27351.421103911100051551040×232×277鋁合金板未測試31103911100049551040×232×277鋁合金板41106911100019（）80990×342×277鋁合金板28273.951B20037600053

（換原圖）φ12×1.5×325彎回油管1108911100006（）80700×408×327鋁合金板33772.66110591110000480700×408×327鋁合金板未測試711089111000071201000×408×327鋁合金板81106911100008（）1201000×408×327鋁合金板340104.759L0

（換原圖）φ12×1.5×302彎回油管1105111100001（）塑料80995×405×315塑料油箱31078.6810L0

（換原圖）φ12×1.5×352彎回油管1106111100002（）塑料1201020×443×362塑料油箱359113.57111B20037600025

（換原圖）φ12×1.5×406彎回油管1108911100003（）2001140×491.6×411.6鋁合金板4171862、

油箱、燃油傳感器、儀表顯示的匹配根據(jù)測試標(biāo)定結(jié)果，按照SAEJ398所規(guī)定的規(guī)則，規(guī)劃中的油箱所配的重新設(shè)計的燃油傳感器：七、燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案3、燃油表低油位報警設(shè)計

儀表將硬線報警改為軟件報警，線束不做改動，傳感器報警設(shè)計需要統(tǒng)一報警電阻值在92Ω。軟件策略：

84Ω必須解報↑，88Ω必須報警↓，92Ω傳感器報警參數(shù)。

評審結(jié)論：

1、對儀表軟件進(jìn)行軟件改進(jìn)，對老儀表、新儀表和老傳感器、新傳感器的匹配進(jìn)行校核，對儀表（包括研究院、二級研發(fā)管理）進(jìn)行一次性改進(jìn)完成。七、燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案

4、燃油傳感器地線的設(shè)計

通過更改接地線位置，取消傳感器地接車架地線端，采用傳感器地接儀表插接件地線端；消除接地引起的點(diǎn)位差。

線束圖紙更改單：AH201305015、AH201305016、AH201305017、AH201305019、AH201305022、AH201305023、AH201305024、AH201305026；

評審結(jié)論：對二級研發(fā)的地線的改進(jìn)進(jìn)行通知，并自查是否都改進(jìn)到位；回復(fù)結(jié)果：二級燃油傳感器地線更改已經(jīng)通知了，研究院的已經(jīng)更改到位。(邢秋娟)2013-06-03七、燃油傳感器系統(tǒng)常見的解決方案編號市場返回件現(xiàn)場檢測確認(rèn)結(jié)果驗證結(jié)論原因分析糾正措施1報警燈常亮短路干簧管管腳過長導(dǎo)致塑料管破損，與信息管壁接觸，形成短路將手動剪腳改為自動切角機(jī)，該設(shè)備可調(diào)整引腳剪切高度，防止出現(xiàn)引腳長度不一致2無報警斷路將線路板裝入信息管中膠溢出后，未進(jìn)行補(bǔ)膠，導(dǎo)致線路板端部未封裝，故線路板端部腐蝕，形成斷路對生產(chǎn)裝配過程中因不同因素導(dǎo)致的膠未注滿的產(chǎn)品，在作業(yè)指導(dǎo)書中進(jìn)行明確的規(guī)定，采用二次補(bǔ)膠，防止信息管膠未注滿現(xiàn)象發(fā)生3無信號虛焊因1/2W電阻外徑較大，分板時，線路板行程偏移，導(dǎo)致電阻引腳變形受損，形成虛焊改變線路板拼版方式，更換分板設(shè)備（目前單面板已改為雙面板，拼版方式改為郵票孔，增大拼板之間的間隙，同時更換分板設(shè)備，整改于13年1月已完成）5、燃油傳感器的質(zhì)量提升措施針對燃油傳感器的質(zhì)量問題提出糾正措施：八、燃油表顯示的策略剛上電和剛斷電時，燃油表3秒內(nèi)快速到位；車速小于3km/h時，表針指針響應(yīng)時間及移動速度為從empty到full需要3分鐘；當(dāng)燃油表傳感器浮于從0空位（E）急劇地移到1滿位（F）時，燃油表指示器指針應(yīng)在3min內(nèi)指示到標(biāo)度尺滿位值的90％以上車速大于3km/h時，表針的移動速度為從empty到full需要50分鐘；當(dāng)出現(xiàn)傳感器阻值過大時，超過1800歐認(rèn)為開路，留出充分余量，表針移動規(guī)則同上，不做特殊處理，表針移動到最大后開始報開路。當(dāng)出現(xiàn)傳感器阻值過小時，不做特殊處理，表針移動規(guī)則同上，當(dāng)表針移動到10歐電阻應(yīng)該對應(yīng)的位置時，報警指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)電阻為0歐并且表針指示回到零位時報短路。儀表顯示燃油表策略：九、結(jié)論1、燃油箱標(biāo)定的油量、高度，實現(xiàn)對油箱的全面了解2、對傳感器阻值高度關(guān)系進(jìn)行必要的計算（剩余油量的里程）3、對燃油表的軟件報警，對燃油表油量、阻值關(guān)系和顯示策略進(jìn)行整車驗證謝謝21附件1、燃油傳感器與油箱匹配U201燃油傳感器和油箱匹配：

按照測試數(shù)據(jù)U201車型的傳感器阻值和加油量之間的關(guān)系表中，油箱額定為75升，在加油跳槍點(diǎn)為77升（符合要求）；在傳感器最高點(diǎn)的阻值小于加油滿油位（符合要求）；燃油表顯示為E時，發(fā)動機(jī)依然能夠吸油大約有20KM的行程；燃油表報警點(diǎn)可以滿足至少80KM的行程（油耗9L/100km）；其它顯示點(diǎn)基本上為均勻分布（41=（77-5）/2+5）。U201燃油傳感器的加油測試數(shù)據(jù)油量L阻值Ω油量L阻值Ω油量L阻值Ω油量L阻值Ω0284.121119.64277.36352.21284.122113.64374.36452.22246.523113.64474.36550.13227.924107.34571.36650.1422825107.34671.36748.15209.626101.24768.46846.16190.227101.24868.46944.27190.22895.44965.47042.18177.42995.45065.47142.19177.43095.45162.57240.1101643189.65262.57337.911151.33289.65362.37437.912151.33389.55462.3

13137.83489.55560.3

14137.83586.45660.3跳槍點(diǎn)加到3.44L跳槍15137.73686.45758.3加到4.17L二次跳槍161323783.45858.3

171323883.45956.3

18125.53980.46056.3

19125.54080.46154.2

20119.64177.36254.2

浮子高度和電阻關(guān)系表浮子高度（mm）電阻值（Ω）浮子高度（mm）電阻值（Ω）0~7284.199~10380.29~12265.4104~10777.213~15246.5108~11174.216~18226.6112~11571.219~21208.8116~12168.222~29190.3122~12565.230~32177.7126~13462.333~35164.2135~13860.236~40150.8139~14358.241~48137.6144~14756.149~53131.3148~15154.154~57125.2152~15552.158~61119.5156~16050.162~65113.3161~1654866~70107.6166~1694671~75101.7170~1724476~8095.5173~17641.981~8989.4178~18139.990~9386.3182~19837.894~9883.2

儀表指示刻度E報警點(diǎn)四分之一二分之一燃油剩余量（L）5102342傳感器阻值（Ω）>209±6151.3±4113.6±477.3±3油浮子高度（mm）1936~4062~65104~107四分之三IndicatedF跳槍60727756.3±2.5<40.1±1.537.9144~147178~181198附件2、燃油傳感器與油箱匹配H4燃油傳感器和油箱匹配：

420L燃油箱測試數(shù)據(jù)燃油傳感器H4381030102相對應(yīng)的數(shù)據(jù)加油量L液面離安裝口L傳感器H總高H關(guān)鍵點(diǎn)要求的關(guān)鍵阻值要求的高度1067569015

無法吸油，浮子高度50MM

2065969031

3064369047E3±2（第一個干簧管動作阻值）504062269068報警點(diǎn)10±2（第二個干簧管動作阻值）705061069080

6059469096

70572690118

80563690127