某型輕卡燃油表不準(zhǔn)故障分析

郭朝暉，胡勝云

（江鈴汽車(chē)股份有限公司，江西 南昌 330001）

儀表作為人機(jī)交互顯示終端，原始功能是準(zhǔn)確顯示車(chē)速、轉(zhuǎn)速、燃油余量、水溫等。隨著客戶要求提高，顯示的信息也越來(lái)越多。續(xù)航里程、油耗、超速報(bào)警、倒車(chē)?yán)走_(dá)等也逐漸成為儀表的標(biāo)配顯示。信息顯示越多，需要接收和處理的信號(hào)就越多、儀表相關(guān)計(jì)算、策略就越復(fù)雜。要求設(shè)計(jì)者考慮客戶使用的各種工況，稍有不慎，將導(dǎo)致儀表顯示信息混亂，給客戶帶來(lái)困擾。輕卡車(chē)使用車(chē)況就更復(fù)雜，特別是改裝市場(chǎng)，如需要高怠速的環(huán)衛(wèi)車(chē)、需要長(zhǎng)時(shí)間使用蓄電池的高空作業(yè)車(chē)等。下面對(duì)某輕卡燃油策略考慮不周導(dǎo)致改裝車(chē)出現(xiàn)的燃油表不準(zhǔn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，用CANOE分析儀讀取內(nèi)部數(shù)據(jù)，確認(rèn)故障原因，提出簡(jiǎn)便的新設(shè)計(jì)，有效地解決了此類故障。

1 故障描述與分析

1.1 故障描述

故障車(chē)加滿油，燃油表顯示正常。工作6h后油表指示降到一半 （圖1），與實(shí)際差值較大；下電后重新上電，油表指示在3／4位置 （圖2），指示恢復(fù)正常。

1.2 故障分析

圖1 油表指示在1／2

圖2 油表指示在3／4

1）此故障車(chē)是有量產(chǎn)的輕卡車(chē)改裝的環(huán)衛(wèi)車(chē)，駕駛室加裝了垃圾上裝控制器、電源開(kāi)關(guān)、怠速調(diào)節(jié)旋鈕等；車(chē)架部分加裝了轉(zhuǎn)向燈、前照燈、位置燈、垃圾裝卸設(shè)備。圖3是燃油傳感器和儀表的連接方式，儀表直接采集燃油傳感器電阻，換算成電壓值，最終轉(zhuǎn)換成正弦信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)燃油表步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量燃油傳感器信號(hào)線、搭鐵線無(wú)改動(dòng)，排除改裝導(dǎo)致。

2）環(huán)衛(wèi)車(chē)一天工作6h，其中高怠速工況下累計(jì)4.5h。這批故障車(chē)工作怠速都調(diào)到了1800～2100r／min。其中工作怠速越高，燃油表指示比實(shí)際油量偏低越多，因此判斷為在高怠速工況下，儀表燃油表工作異常。

1.3 原因分析

圖3 燃油傳感器和儀表連接方式

燃油表顯示策略如下：行駛過(guò)程中，儀表根據(jù)燃油傳感器的實(shí)際阻值來(lái)指示燃油位置；怠速無(wú)車(chē)速時(shí)，儀表根據(jù)讀取ECU噴油信號(hào)來(lái)作為燃油消耗量，并根據(jù)此消耗量作為儀表指針下移量；有轉(zhuǎn)速時(shí)，燃油表指針不往上走。圖4是這款車(chē)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中儀表讀取ECU提供的噴油數(shù)據(jù)報(bào)文。

連接上CANOE，隨車(chē)工作一天，分析怠速時(shí)ECU提供的噴油累計(jì)數(shù)據(jù)，圖5是截取其中一段數(shù)據(jù)。

圖4 ECU噴油量報(bào)文

圖5 怠速時(shí)噴油量累加和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)

圖6 是車(chē)輛在啟動(dòng)到怠速工作完一段檢測(cè)的數(shù)據(jù)，其中第1行是凌晨5點(diǎn)34分，車(chē)輛剛啟動(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù)，此時(shí)，數(shù)據(jù)顯示燃油有58.35L，儀表指針指示在正常位置。第2行是整車(chē)裝卸垃圾工作2.5h后，儀表顯示油量只有21.18L，儀表指示在20L左右，此時(shí)儀表指示的位置不正確偏低了大概2格。原因?yàn)樵诘∷俟ぷ髌陂g，約2h，ECU軟件計(jì)算的噴油累計(jì)量為32.53L，所以，儀表根據(jù)這個(gè)量，軟件控制指針下移到2格的位置，就比實(shí)際低很多。車(chē)輛正常行駛后，儀表讀取燃油傳感器阻值發(fā)現(xiàn)油量指示偏低，但由于有轉(zhuǎn)速，不會(huì)控制指針往上走。除非熄火下電，儀表才能指示正常。第4行是整車(chē)重新上電之后的燃油顯示，顯示油量還有54L，這個(gè)數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。

圖7是這款輕卡車(chē)裝配的80L油箱對(duì)應(yīng)的燃油傳感器阻值、燃油表刻度盤(pán)參數(shù)，從上圖數(shù)據(jù)看，工作2.5h后，燃油傳感器阻值從110Ω增大到120Ω，燃油消耗量在4L左右，對(duì)比圖6的燃油顯示數(shù)據(jù)，可說(shuō)明儀表采樣到的燃油表阻值穩(wěn)定。

圖6 啟動(dòng)到工作完的數(shù)據(jù)

ECU標(biāo)定的噴油量在整車(chē)怠速800r／min左右是準(zhǔn)確的，但對(duì)于高怠速工況其數(shù)據(jù)偏高，不能用來(lái)作為儀表顯示油量的依據(jù)。怠速越高，工作時(shí)間越長(zhǎng)，ECU提供的噴油消耗越大，和實(shí)際燃油量差值就越大，燃油表就比實(shí)際低。此策略沒(méi)有考慮某些改裝車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間高怠速工況下的運(yùn)行，直接采集ECU噴油數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致燃油表不準(zhǔn)的情況。

圖7 燃油傳感器組合和燃油表刻度對(duì)應(yīng)關(guān)系

2 解決方案

在儀表的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為解決上下坡停車(chē)后，啟動(dòng)怠速時(shí)燃油表晃動(dòng)的問(wèn)題，采用了此策略，沒(méi)有考慮某些改裝輕卡車(chē)型需要在高怠速工作的工況下，這條策略會(huì)導(dǎo)致燃油表不準(zhǔn)。怠速不應(yīng)該采集ECU提供的噴油數(shù)據(jù)，而應(yīng)直接采集燃油傳感器阻值，作為燃油表指示的依據(jù)。更改后，此故障解決。

3 總結(jié)

在本案例中，面對(duì)燃油表指示不準(zhǔn)的故障，通過(guò)CANOE工具分析記錄的整車(chē)工作報(bào)文，得知儀表在怠速時(shí)ECU提供的燃油消耗量偏大，導(dǎo)致燃油表指示偏低，確認(rèn)燃油策略不適用此類改裝車(chē)。最后通過(guò)屏蔽某些數(shù)據(jù)，優(yōu)化軟件，非常便捷地完成了優(yōu)化設(shè)計(jì)，成功解決了儀表因此原因而指示不準(zhǔn)的問(wèn)題。