燃油传感器、组合仪表、燃油箱匹配特性的介绍

燃油传感器、组合仪表、燃油箱匹配特性的介绍

研究总院电子电器中心12013年4月目录燃油传感器与燃油表、油箱匹配关注的特性燃油表匹配问题的分析燃油传感器与油箱匹配欧马可燃油表报警点的确认及改动欧马可仪表与燃油传感器电路匹配分析仪表与燃油传感器系统常见问题燃油传感器系统常见的解决方案燃油表显示的策略九.总结及建议一、匹配关注的特性

那么需要对以下技术内容进行规范：1、燃油表与燃油传感器显示及匹配2、燃油传感器的电阻和油箱内燃油高度的标定关系3、燃油传感器的报警点的确定4、燃油表采集电路和燃油传感器电阻的匹配分析5、燃油表显示的策略燃油传感器与燃油表、油箱匹配关注的特性二、燃油表匹配问题的分析燃油表显示和油箱内燃油之间的关系：按照《SAEJ398燃油表显示和容积关系---乘用车、多功能车、轻卡》中对仪表显示和容积关系图如下：

二、燃油表匹配问题的分析燃油表显示、油箱内燃油、燃油传感器之间的关系：

1、燃油箱标定（在模拟装车状态下）：燃油传感器的物理接口和尺寸的确定，燃油量和燃油高度关系的确定油箱加油跳枪时的加油量的确定2、根据传感器特性确定：燃油传感器阻值高度关系的确定3、燃油表与燃油传感器的关系确定：燃油表指示和燃油传感器阻值之间的关系燃油表E点确定：在发动机完全少有停止后，油箱内燃油剩余量的测量；E点必须高于燃油剩余量液面，满足至少20KM的行驶里程报警点的确定：标定剩余油量的行驶里程在60-100KM以内。红区可高于报警点其他表示点按照标准执行4、燃油表的采集电路和软件策略采集电路和燃油传感器的匹配燃油表软件策略装车后，燃油表、油箱标定、燃油传感器和报警点的最终验证四、燃油表报警点的确认及改动高度30557085103117233151167183198215230247260278阻值3.05.98.812.616.619.723.628.832.642.652.662.572.682.692.6110.7吸油管加滤网长度H=318mm；吸油管的实际长度（可吸入燃油的长度）=307mm报警点高度H=270mm报警点电阻:92.7Ω（第二个干簧管接通）报警点到可吸入燃油距离=307-270=37mm报警点到可吸入燃油的剩余油量=37/327*80L(120L)=9(13.5)L剩余燃油可行驶约75KM（112KM）（按照12L/100KM油耗计算）轻卡用1B20037600053匹配80、120L油箱的数据讨论浮子高度为40mm四、燃油表报警点的确认及改动高度30557085103117133151167183198215230247260278阻值3.05.98.812.616.619.723.628.832.642.652.662.572.682.692.6110.71B20037600053的数据讨论1、燃油箱无标定数据，无油箱加油跳枪时的加油量是多少，所以不清楚最大油量；2、信息管和吸油管一般一样长，那么浮子高度为40mm,浮子在20mm即一半长度的油高就可以浮起，所以浮子长度在307-20=287时最低点E干簧管已经吸合；第二个干簧管报警点吸合；所以可以得出在92.6Ω是软件报警或硬件报警的报警点。3、报警点剩余油量需要标定得出，才可推断剩余油量的行驶里程是否满足要求。4、燃油满油位高度应该在H=55~60;但在实际测量时为30-55；满足要求5、要求270mm时报警，但测量得到在270mm即报警，满足要求报警点270五、仪表与燃油传感器电路匹配分析燃油表接口电路：1、组合仪表对燃油传感器的采集电路，单片机CPU通过一路控制端使采集回路得电，由一路CPU的A/D采集电压变化得出目前燃油传感器的电阻值。并驱动步进电机到达燃油表指示的位置。2、以上采集电路为分时控制采集电路3、传感器的地必须回到组合仪表数字地4、采样上拉电阻一定要求高的1%精度5、组合仪表可采用软件报警的方案，使报警灯一直点亮而不闪烁，消除硬线引起的报警不稳定。6、燃油表的显示方案可以通过标定得到准确的指示。六、仪表与燃油传感器系统常见问题1、燃油指示不准及失效问题较多，市场抱怨大。研究总院电子电器、轻型车中心经过分析与测试确认有如下五个主要原因：配的油箱的图号第一次跳枪点容量（L)：额定容积容积比差（第一次跳枪容积/额定容积）满足设计要求（15%）备注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%勉强合格1106111100002（）113.571205.36%合格塑料0006（）12115019.33%不合格奥铃已经不用这个油箱了，其他事业部也已经通知他们别再使用这个油箱1108911100003（）1862007.00%合格一些油箱额定容量与实际跳枪容积不符油箱油量高度、跳枪容积测试结果：评审结论：是否可以更改额定容积，适应测试跳枪容积；比如1106911100019的额定容积为80L改为75L;对于150L的油箱，轻卡(欧马可、奥铃、时代)均已不采用；但多功能车在使用，需要通知到，让其知晓此事。六、仪表与燃油传感器系统常见问题序号传感器图号油箱的图号传感器设计H（mm）油箱内总高（mm）传感器/油箱高度差（mm）第一次跳枪点（L)：第一次跳枪电阻（Ω）油箱的数据整理出的问题结论备注11B200376000231103911100054（）268273551.47.41、跳枪后，燃油传感器不到满油位的阻值传感器不满足要求。21106911100019（）2682821473.97.41、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。31105111100001（）2683104278.6812.31、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。41B200376000531108911100006（）3183371972.66.41、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。51106911100008（）31834022104.756.31、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。61106111100002（）31835941113.576.31、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。71B200376000250006（）400418181216.21、跳枪后，燃油传感器到不了满油位的阻值

2、燃油箱容积与额定容积相差太大传感器、油箱不满足要求；不出图81108911100003（）400417171863.21、传感器的端部离油箱底部太远传感器不满足要求。2、油箱、燃油传感器、仪表显示的不匹配在对油箱进行油量高度关系的加水测量，同时将通常匹配的燃油传感器进行了高度阻值关系的测试，测试了三款燃油传感器匹配以上测试的8款油箱后，结论如下：六、仪表与燃油传感器系统常见问题3、燃油表低油位报警设计不合理燃油表低油位报警采用硬线开关报警设计，由于油位在车辆行驶过程中的的晃动，燃油缺油报警灯将不时闪烁。由于塑料油箱80L（长*宽*高：995×405×315)、120L（长*宽*高：1020×443×362)中无隔板，车辆行驶过程中油量的晃动大，燃油缺油报警抱怨最多。下图为实车测试图：六、仪表与燃油传感器系统常见问题

4、燃油传感器地线引起电位差目前燃油传感器的地线寻求最短距离，与底盘线束的接地线一起和车架连接，由于地线装配时要求必须除去油漆并涂上黄油，但在多能厂停车场发现地线处没有除油漆的现象，造成燃油传感器的地线搭铁不好，产生电压差，仪表指示不准。如下图：六、仪表与燃油传感器系统常见问题编号产品型号零部件生产批次市场返回件现场检测确认结果验证结论原因分析1IB20037600053C-01-11报警灯常亮短路干簧管管脚过长导致塑料管破损，与信息管壁接触，形成短路2L0C-11-28无报警断路将线路板装入信息管中胶溢出后，未进行补胶，导致线路板端部未封装，故线路板端部腐蚀，形成断路3L0C-10-19无信号虚焊因1/2W电阻外径较大，分板时，线路板行程偏移，导致电阻引脚变形受损，形成虚焊5、

燃油传感器的质量可靠性和一致性差对3只典型失效燃油传感器进行了无损检测、解剖分析，分析传感器失效型式对应原因如下表：

七、燃油传感器系统常见的解决方案序号配的油箱的图号额定容积油箱外形尺寸

长×宽×高(mm)材料11103911100054551040×232×277铝合金板21103911100051551040×232×277铝合金板31103911100049551040×232×277铝合金板4110691110001980990×342×277铝合金板5110891110000680700×408×327铝合金板6110591110000480700×408×327铝合金板711089111000071201000×408×327铝合金板811069111000081201000×408×327铝合金板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铝合金板

1、油箱、油管平台化整合和标定对油箱、油管进行整合可以减少油箱产品种类，相应的减少燃油传感器的种类；有利于产品管理和市场竞争。燃油箱总成整合原则：容积相同。包括部分容积相同、但外形尺寸不同的燃油箱总成；材料相同；没有被整车调用或S状态的未被调用可以取消该资源；油箱安装在车架上前后位置可以调整，加油口位置、角度、长度没有特殊要求。有特殊需求的不能进行整合。通过分析油箱整合后，将使用的铝合金板和塑料油箱从14种减少为11种；确定了燃油箱资源选配表，要求整车新产品开发中相关系统优先按该表进行选取,（带颜色标志的已经做了油箱标定的测试）七、燃油传感器系统常见的解决方案

传感器设计要求油箱原始数据实验数据序号传感器图号进油管长度（mm）回油管形式油箱的图号额定容积油箱外形尺寸

材料油箱内总高第一次跳枪容积11B20037600023

（换原图）φ12×1.5×268弯回油管1103911100054（）551040×232×277铝合金板27351.421103911100051551040×232×277铝合金板未测试31103911100049551040×232×277铝合金板41106911100019（）80990×342×277铝合金板28273.951B20037600053

（换原图）φ12×1.5×325弯回油管1108911100006（）80700×408×327铝合金板33772.66110591110000480700×408×327铝合金板未测试711089111000071201000×408×327铝合金板81106911100008（）1201000×408×327铝合金板340104.759L0

（换原图）φ12×1.5×302弯回油管1105111100001（）塑料80995×405×315塑料油箱31078.6810L0

（换原图）φ12×1.5×352弯回油管1106111100002（）塑料1201020×443×362塑料油箱359113.57111B20037600025

（换原图）φ12×1.5×406弯回油管1108911100003（）2001140×491.6×411.6铝合金板4171862、

油箱、燃油传感器、仪表显示的匹配根据测试标定结果，按照SAEJ398所规定的规则，规划中的油箱所配的重新设计的燃油传感器：七、燃油传感器系统常见的解决方案3、燃油表低油位报警设计

仪表将硬线报警改为软件报警，线束不做改动，传感器报警设计需要统一报警电阻值在92Ω。软件策略：

84Ω必须解报↑，88Ω必须报警↓，92Ω传感器报警参数。

评审结论：

1、对仪表软件进行软件改进，对老仪表、新仪表和老传感器、新传感器的匹配进行校核，对仪表（包括研究院、二级研发管理）进行一次性改进完成。七、燃油传感器系统常见的解决方案

4、燃油传感器地线的设计

通过更改接地线位置，取消传感器地接车架地线端，采用传感器地接仪表插接件地线端；消除接地引起的点位差。

线束图纸更改单：AH201305015、AH201305016、AH201305017、AH201305019、AH201305022、AH201305023、AH201305024、AH201305026；

评审结论：对二级研发的地线的改进进行通知，并自查是否都改进到位；回复结果：二级燃油传感器地线更改已经通知了，研究院的已经更改到位。(邢秋娟)2013-06-03七、燃油传感器系统常见的解决方案编号市场返回件现场检测确认结果验证结论原因分析纠正措施1报警灯常亮短路干簧管管脚过长导致塑料管破损，与信息管壁接触，形成短路将手动剪脚改为自动切角机，该设备可调整引脚剪切高度，防止出现引脚长度不一致2无报警断路将线路板装入信息管中胶溢出后，未进行补胶，导致线路板端部未封装，故线路板端部腐蚀，形成断路对生产装配过程中因不同因素导致的胶未注满的产品，在作业指导书中进行明确的规定，采用二次补胶，防止信息管胶未注满现象发生3无信号虚焊因1/2W电阻外径较大，分板时，线路板行程偏移，导致电阻引脚变形受损，形成虚焊改变线路板拼版方式，更换分板设备（目前单面板已改为双面板，拼版方式改为邮票孔，增大拼板之间的间隙，同时更换分板设备，整改于13年1月已完成）5、燃油传感器的质量提升措施针对燃油传感器的质量问题提出纠正措施：八、燃油表显示的策略刚上电和刚断电时，燃油表3秒内快速到位；车速小于3km/h时，表针指针响应时间及移动速度为从empty到full需要3分钟；当燃油表传感器浮于从0空位（E）急剧地移到1满位（F）时，燃油表指示器指针应在3min内指示到标度尺满位值的90％以上车速大于3km/h时，表针的移动速度为从empty到full需要50分钟；当出现传感器阻值过大时，超过1800欧认为开路，留出充分余量，表针移动规则同上，不做特殊处理，表针移动到最大后开始报开路。当出现传感器阻值过小时，不做特殊处理，表针移动规则同上，当表针移动到10欧电阻应该对应的位置时，报警指示灯点亮。当电阻为0欧并且表针指示回到零位时报短路。仪表显示燃油表策略：九、结论1、燃油箱标定的油量、高度，实现对油箱的全面了解2、对传感器阻值高度关系进行必要的计算（剩余油量的里程）3、对燃油表的软件报警，对燃油表油量、阻值关系和显示策略进行整车验证谢谢21附件1、燃油传感器与油箱匹配U201燃油传感器和油箱匹配：

按照测试数据U201车型的传感器阻值和加油量之间的关系表中，油箱额定为75升，在加油跳枪点为77升（符合要求）；在传感器最高点的阻值小于加油满油位（符合要求）；燃油表显示为E时，发动机依然能够吸油大约有20KM的行程；燃油表报警点可以满足至少80KM的行程（油耗9L/100km）；其它显示点基本上为均匀分布（41=（77-5）/2+5）。U201燃油传感器的加油测试数据油量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跳枪点加到3.44L跳枪15137.73686.45758.3加到4.17L二次跳枪161323783.45858.3

171323883.45956.3

18125.53980.46056.3

19125.54080.46154.2

20119.64177.36254.2

浮子高度和电阻关系表浮子高度（mm）电阻值（Ω）浮子高度（mm）电阻值（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

仪表指示刻度E报警点四分之一二分之一燃油剩余量（L）5102342传感器阻值（Ω）>209±6151.3±4113.6±477.3±3油浮子高度（mm）1936~4062~65104~107四分之三IndicatedF跳枪60727756.3±2.5<40.1±1.537.9144~147178~181198附件2、燃油传感器与油箱匹配H4燃油传感器和油箱匹配：

420L燃油箱测试数据燃油传感器H4381030102相对应的数据加油量L液面离安装口L传感器H总高H关键点要求的关键阻值要求的高度1067569015

无法吸油，浮子高度50MM

2065969031

3064369047E3±2（第一个干簧管动作阻值）504062269068报警点10±2（第二个干簧管动作阻值）705061069080

6059469096

70572690118

80563690127