接触电阻对燃油表指示不准的影响与改进

黄 波，李晓明，王明达，罗张祥，肖垂元

（奇瑞汽车股份有限公司汽车工程技术研发总院，安徽 芜湖 241009）

随着人民生活水平的提高，汽车已经从原来的奢侈品变为生活的必需品，走进越来越多的家庭，因此汽车的品质就显得尤为重要。本文就燃油表指示展开分析与讨论，市场上个别车型在用户使用的过程中，出现燃油表指示不准的问题，会引起客户很强烈的抱怨。

通过市场调查，目前国内市场上研发、销售的乘用车车型，均发现有燃油表指示不准的问题。经过对售后故障件的分析，发现大部分的指示不准，是由于燃油泵液位传感器在长时间使用后，传感器腐蚀产生接触电阻造成的。在油泵的液位传感器组件运动过程中，如果无法冲刷掉已经腐蚀的部分，就会使得液位传感器的输出阻值包含这部分接触电阻，从而使得输出阻值增大，进而导致燃油表指示不准。

本文将对因接触电阻而产生的燃油表指示不准的问题进行分析，为燃油泵液位传感器的设计提供一些思路和方法。

1 燃油泵液位传感器工作原理

燃油泵液位传感器为燃油表输出燃油箱内液位信息的重要组成部件，其整体结构为一个浮子杆组件，如图1所示。

工作原理：当油箱内的液面变化时，油浮子的上下运动转化为浮子杆组件的角度变化，带动滑动变阻器滑动，进而输出阻值至仪表，仪表接收到阻值信号后，经过仪表内部转换电路，转化为仪表可识别的电压信号，再转化为百分比信号输出至仪表进行直观的显示。

图1 液位传感器组件示意图

2 2PIN液位传感器分析

图2为传统的2PIN液位传感器设计原理图，当液位传感器出现接触电阻时，其自身不能完全或有效地过滤掉接触电阻，具体分析如下。

图2 2PIN液位传感器原理图

其中：Vcc：电源电压；R3：分压电阻；FLS：液位传感器；R：接触电阻；Rx：油位传感器在某一特定位置对应的电阻，随油位变化在传感器的最小阻值和最大阻值间变动；V1：电压信号采样端口；I：回路电流。

注：图中V1，代表油位传感器对外的接口，1个引线从此引出。因与传感器接入点不同，2PIN液位传感器电路可以分解成图3a和图3b。

图3 2PIN液位传感器电路分解

其中：Vcc：电源电压；R3：分压电阻；R1、R2：油泵滑动变阻器2个部分；R：接触电阻。图3a计算公式 （1），图3b计算公式 （2）。

故理论上，V1得到的电压是R2（或R1）与接触电阻R的电压值之和，而不是我们想要的R1或R2的电压值。

由上分析可得，在实际使用过程，接触电阻参与了阻值输出，会导致指示不准的问题发生。

3 3PIN液位传感器分析

图4为3PIN液位传感器设计原理图，分析如下。

图4 3PIN液位传感器原理图

其中：Vcc：电源电压；R3：分压电阻；FLS：液位传感器；R：接触电阻；R4：故障诊断用电阻；Rx：油位传感器在某一特定位置对应的电阻，随油位变化在传感器的最小阻值和最大阻值间变动；V1、V2：电压信号采样端口；V3：搭铁；I：回路电流。

注：图中V1、V2、V3，代表油位传感器对外的接口，3个引线从此引出。

对3PIN液位传感器进行分解如图5所示。

图5 3PIN液位传感器分解

其中：R1、R2：油泵滑动变阻器2个部分；R：接触电阻；R3：分压电阻；R4：故障诊断用电阻。计算：

则，

此R1就是我们想要的输出阻值，与燃油的液位参数一一对应，同理也可以计算R2的输出阻值。

实际运用中是将R1或R2转化成电压与燃油液位参数一一对应。

4 采用3PIN液位传感器试验验证

图6所示为接触良好的情形下，理论数值与检测数值的对比，理论曲线基本和检测曲线重合，红线对应检测数据，绿线对应理论电压。

图6 接触良好下3PIN液位信号曲线

图7 所示为存在接触电阻的情形下理论数值与检测数值的对比。绿色线对应V1，黄色线对应V2，红色线对应V1与V2的差值，粉色线对应实际输出电阻数值。表明：实际输出电阻不受波动的影响。

图7 存在接触电阻下液位传感器信号曲线

5 结论

本文分析了因接触电阻造成的燃油表指示不准的产生机理，通过对2PIN和3PIN液位传感器的研究，可以得出以下结论。

1）2PIN结构的液位传感器设计，无法解决接触电阻参与阻值输出，影响燃油表指示精度。

2）3PIN结构的液位传感器设计，可以消除液位传感器接触电阻输出，有效解决以下因素对液位指示的影响：①腐蚀引起的接触电阻；②脏油引起的接触电阻。