车辆油表不准因素解析及标定方法

【摘要】燃油箱中的油位传感器与油浮子配合工作，将液面高度情况转换成电信号反馈给仪表，从而给驾驶员正确的燃油剩余量提示及油量报警功能，通过系统逻辑关系，在仪表上也能辅助显示百公里油耗、瞬时油耗、续航里程等信息。车辆使用过程中若出现油表指示失准，将给客户带来使用不便甚至燃油耗尽无法行驶的后果。造成油表指示不准的因素较多，本文主要研究滑动电阻式油位传感器如何从设计匹配上规避此类问题。

【关键词】油位传感器；燃油表；阻值

一、油位传感器的工作原理

车辆通过燃油箱储存燃油，油位传感器一般通过油泵支架固定于油箱中。由于汽车行驶消耗燃料使油面下降，油位传感器上的浮子（原理同马桶里的浮块）由于自身的重力下压，跟浮子连接的铁杆摆动一个角度，铁杆的另外一侧连接滑动电阻，在不同的角度接触电阻值不同，因此仪表根据油位传感器不同的阻值转化成电压信号显示出当前的燃油量。

二、油表指示常见问题

在市场上常见的油表指示不准问题主要分为：1、油表指示偏高或偏低；2、加满油后油表显示不满；3、行驶中油表显示不稳，上下漂移。

造成以上问题的原因可能有：仪表内部失灵、线路搭铁不良、浮子杆或油箱变形、油位传感器的滑动电阻被异物卡滞、油位传感器与仪表阻值匹配不合适等等原因，前几类原因可通过简单的测试维修进行排除，油位传感器与仪表阻值的匹配较为复杂，一旦匹配设计不当，将会给维修带来困难。

三、油位传感器与仪表的设计匹配

1、油位传感器阻值范围的选择

油位传感器设计一般采用低油位阻值大、高油位阻值小的逆向顺序，即油浮子自底部上升时传感器欧姆值由大到小的顺序。

高油位时传感器的阻值设定值尽量越大越好，目前采用较多的为36-300Ω之间范围设定传感器阻值。在部分旧款车型上选用的阻值较小，很容易出现高油位时油表指示不准的问题，原因为：

（1）假设油位传感器的满油位点（F点）设定为7±2Ω，公差范围已经大于7Ω的50%，若选用40±2Ω的阻值，公差范围仅为40Ω的10%。可见阻值越小时制造公差对油表指针指示准确性的影响越大，反之阻值越大、阻值范围越大，越是提高了传感器滑动电阻上每个点的制造精度，降低了油表指针的指示误差；

（2）在高油位时油位传感器阻值很小，线路阻值、整车干扰会产生2～3Ω的波动变化。取F点7Ω、3/4点14.8Ω为例，从3/4升到F点对应的阻值范围只有7.8Ω，每产生1Ω的外界干扰，转化到油表指针的变化约1/8格，那么3欧姆对应的指针变化为3/8格，即将近小半格偏差。对于阻值大的油位传感器而言，油表指示的抗干扰能力较强。以F点40Ω、3/4点88Ω为例，从3/4升到F点对应的阻值范围为48Ω，即使受线路阻值、整车干扰的影响，1Ω的阻值变化转化到油表指针变化仅为1/48格，3欧姆对应的指针变化为1/16格，从驾驶员的主观视线上很难察觉得到，提高了外部信号干扰时的稳定性。

2、低油位、满油位时的匹配关系

车辆行驶中需要保证油位传感器的浮子不能处于油箱的底部和顶部，距离底部或顶部至少20mm左右，一方面防止浮子与油箱壳体接触而损坏，另一方面也防止油位过低而烧损汽油泵。不论浮子指示上部还是下部油位区域时，都要有一定余量（一般为5―8升）燃油消耗后，才能指示准确的刻度。一般油位传感器F点的指示油量为燃油箱额定容积的92%-95%。

3、燃油表阻尼策略

部分车主发现车辆行车前与行车后油表显示存在一定差距，原因是燃油表内部阻尼的设定采用了动态阻尼策略，即阻尼随着车速的增大而增大。在车辆打开钥匙后行车之前仪表动态阻尼处于最小状态，没有起到相应作用，起步过程燃油箱内燃油液面晃动较大，油位传感器阻值呈连续几点下降，燃油表随之上升。起步后，因仪表接收到车速信号后阻尼增大，指针无法立即恢复到实际油位。

解决此类问题的方法是将仪表阻尼策略由车速信号控制更改为转速信号控制，即发动机启动后立即进入高阻尼状态，避免车辆起步时因颠簸造成的油位指示失准问题。

四、油位匹配标定验证方法

1、手动模拟测试

a、将燃油表安装到试验车上，燃油泵放置在水平面上，并用导线将油位传感器与车辆上的仪表线路连接，使燃油表接收油位传感器阻值信号；b、以燃油泵浮子中心为基准点，将浮子杆依次抬到图纸中要求的不同高度后，钥匙打到ON档观察油表位置是否在相应的油位显示上。

2、静态加油测试

a、将装有燃油泵样件的空油箱更换到试验车上，车辆停放于水平面；b、根据标定的V-H-R数据表，即油量、油位高度、阻值三者的关系，得出关键油位显示点对应的加油量，然后用量杯逐渐往燃油箱内加入相应的汽油，测量出油位传感器的输出阻值，每次加油后将钥匙重新开启到ON档，观察油表指针是否指示在对应位置；c、记录加油口内液面溢出时的加油量，测量燃油泵的油位传感器输出阻值。

3、静态抽油测试

将加满油的车辆按照第2步中的加油量反向从油箱内抽出，测量燃油泵的油位传感器输出阻值，每次抽油后将钥匙重新开启到ON档，观察油表的指针位置是否与第2步中加油时的指示位置一致；

4、动态测试

将试验车辆分别加1/4、1/2、3/4和满箱油进行路试测试，测试方法：在试车道起步、匀速行驶、加速、减速、倒车等不同方式路试，观察油表的指示是否异常。通过上述测试，将测试结果与产品图纸进行核对，判定测试车辆是否符合设计要求，同时判定车辆不同的加油量是否与仪表显示的匹配性。