改进方案:
1临时改进措施
通过对故障原因的分析和查找,寻找出解决该问题的改进措施,并通过临时改进措施来验证其改进效果。临时改进措施就是消除油泵电机上电时其大电流对仪表采集燃油信号的干扰,改进仪表燃油信号采集电路和油泵搭铁电路,把油泵电机直接搭铁,实时监测仪表所采集到的燃油信号数据,并通过加油试验实车验证其改进后的效果。
把燃油传感器搭铁线与油泵电机搭铁线分离,在燃油传感器搭铁线上连接一导线直接搭铁接油泵螺钉上,因该螺钉与油箱外壳相连,而油箱外壳又与车身相连,从而达到直接搭铁目的,如图6所示。临时改进后的仪表燃油信号采样电路及油泵电路图如图7所示。
2 临时改进措施验证
改进后,通过设备监测发现,在点火开关上电时,仪表数据采集端所采集到的燃油传感器阻值数据几乎没有变化,仪表燃油表指示到满油位,搭铁线更改后的燃油信号采集数据如图8所示。
上述临时改进措施是进行人为更改搭铁线:即通过一条较粗的导线Ra,用最短的方式将其搭铁。当电机工作时,虽然其工作电流较大,由于电机负极通过飞线搭铁,大部分电流直接流向车身,因此流经RW的电流很小,不会抬高ADC端的电压。燃油表采集到的油量稍微偏低,可以忽略不计。从图8可知,更改后效果良好,燃油表上电3s内所采集到的油量信号与实际油量一致,油箱加满油后燃油表指示到满格。
3 长期改进方案
通过把油泵电机搭铁线直接搭铁的临时更改措施的验证,其改进措施是有效的。彻底解决仪表燃油表加满油指示不满格问题的改进方案,就是把燃油传感器搭铁线和燃油泵搭铁线分别搭铁,让燃油传感器的搭铁线单独搭铁,从而解决仪表采样时燃油泵对仪表采集燃油信号的干扰。改进后,仪表能快速、准确地采集到油箱中的油量信号,进而燃油表能快速、准确地指示其油量。改进后的仪表燃油信号采集电路及油泵电路图如图9所示。
从图9看出,在点火开关由OFF档转换到ON档时,油泵电机B1会持续工作大概3s,其标称电流最大值为5A。当电机工作时,虽然其工作电流较大,由于油泵电机负极直接搭铁,其大部分电流直接流向车身,流经RW的电流很小,不会明显地抬高ADC端的电压,对仪表燃油信号采集影响很小,仪表所采集到的油量与实际油量偏差很小,可以忽略不计。
根据改进后的仪表燃油信号采集电路和燃油传感器电路图,油泵电机插件需做相应的更改,把原3PIN油泵插件改为4PIN插件,让油泵电机搭铁线和燃油传感器搭铁线分别搭铁。更改后的油泵插件如图10所示。
4 改进效果
彻底解决仪表燃油表加满油指示不满格问题的改进方案,是把燃油传感器和燃油泵电机分别搭铁,把油泵插件由3PIN插件改为4PIN插件,让燃油传感器单独搭铁,从而解决仪表采样时燃油泵对仪表采集燃油信号的干扰。长期改进方案实施后,仪表上电采集到的燃油信号数据如图11所示。
从图11可看出,从点火开关上电到油泵电机正常工作,仪表所采集到的燃油信号数据变化很小,可以忽略。说明该改进措施已经彻底解决了油泵电机上电时工作电流大对仪表采样的干扰问题。改进后,经过多车次、多路况、长时间的测试验证,其改进效果良好,该问题已得到解决。
故障再次出现:
在改进措施实施一个月后,柳州地区的试验工程师反馈,发现该车型仪表在路试中,一些车在行驶几万公里后,又出现油箱加满油但仪表燃油表指示不满格故障。
1 故障原因查找
通过对故障件和故障车深入检查,对故障原因一一进行核查和排除,最后确定故障原因。
1)通过对故障车进行加油试验,油箱加满油正常,油箱气压异常故障原因得到排除。
2)对故障仪表进行台架测试和更换到其它新车上测试,仪表燃油表显示正常,未出现加油不满现象。
3)对故障车燃油传感器测试,发现故障车燃油传感器电阻值达到5~7Ω(燃油传感器定义满油位电阻值为2~4Ω)。用酒精对燃油传感器进行擦拭,擦掉燃油传感器上的杂质,其电阻值又变回正常值。
2 故障原因确认
经了解,中国不同地方的汽油油品成分不一,有纯汽油、有乙醇汽油、还有其它一些添加了其它成分的生物汽油。这些含有不同成分的汽油多少都会含有杂质,在油箱中长期浸泡后,燃油传感器表面会吸附汽油中的杂质,造成燃油传感器满油位电阻值增大。通过检测故障车和故障燃油传感器,发现燃油传感器满油位电阻值达到5~7Ω,而仪表设计为燃油传感器电阻值小于4Ω显示满油,其参数超出设计范围,导致显示不满格问题。
二次改进:
因汽油的品质不可控,那燃油传感器电阻值变大也就无法得到彻底地解决,而燃油表满油位参数设置也不能提前很多,否则就会出现油箱没加满油而仪表却显示满格的问题。因此需找出在燃油传感器电阻值变大后,而其不会影响燃油表燃油信号采集和指示的改进措施。
1 改进方案分析
从原因分析可以得出,电阻值较小(阻值范围3~110Ω)的燃油传感器,因其满油位参数电阻值小,在其吸附杂质变大后,其参数的变化百分比就大,对燃油表采样的影响也就大。如果把燃油传感器的电阻值加大(加大至40~250Ω),在满油位时其电阻值增大变化量与电阻值较小的变化量一样情况下,其参数变化的百分比就小了,对仪表采样的影响也应该就小。
分别用小电阻值燃油传感器(3~110Ω)和大电阻值燃油传感器(40~250Ω)进行加油试验,得出其油量与电阻值对应曲线参数如图12所示。
从图12可以看出:①18L油量以下,2种燃油传感器因杂质吸附导致其电阻值变大后对燃油表指示的影响基本一样。②18L油量以上,大电阻值油泵因传感器电阻杂质吸附导致电阻值变大后对仪表指示的影响相对较小。③大电阻值燃油传感器相对于小电阻值燃油传感器,因吸附杂质造成的电阻值变化对燃油表满油位指示的影响相对较小,对解决燃油表满油位指示不满格问题有所帮助。