汽車燃油表均勻性虛擬測試技術(shù)開發(fā)

【摘" 要】文章旨在探討一種新型的汽車燃油表均勻性虛擬測試技術(shù)，即通過使用直流電阻箱模擬燃油電阻來實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車燃油表的均勻性測試。傳統(tǒng)的燃油表測試方法通常耗時(shí)且成本較高，新方案通過直流電阻箱提供精確的電阻模擬，實(shí)現(xiàn)燃油量的虛擬注入，能夠有效簡化測試過程，提高測試效率。該方案在試驗(yàn)中設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)流程，記錄和分析測試數(shù)據(jù)，驗(yàn)證該方法在實(shí)際應(yīng)用中的有效性與可靠性。研究結(jié)果表明，使用直流電阻箱模擬燃油電阻的方法具有設(shè)備簡單、成本低、可重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，為汽車燃油表的測試提供一種新的虛擬測試方案。

【關(guān)鍵詞】燃油表；均勻性測試；汽車電子

中圖分類號(hào)：U463.73" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（2025）03-0091-03

Development of Virtual Test Technology for Tuel Gauge Uniformity of Auto-mobile

【Abstract】This article aims to explore a new virtual testing technology for automotive fuel gauge uniformity，which simulates fuel resistance using a DC resistance box to achieve uniformity testing of automotive fuel gauges. The traditional fuel gauge testing method is usually time-consuming and costly，the new solution in this article provides accurate resistance simulation through a DC resistance box，realizing virtual injection of fuel quantity，which can effectively simplify the testing process and improve testing efficiency. This solution have designed corresponding experimental procedures，recorded and analyzed test data，and verified the effectiveness and reliability of this method in practical applications. The research results indicate that using a DC resistance box to simulate fuel resistance has the advantages of simple equipment，low cost，and good repeatability，providing a new virtual testing scheme for automotive fuel gauge testing.

【Key words】fuel gauge；metricity test；automotive electronics

0" 引言

汽車燃油表作為車輛的重要組成部分，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示油箱內(nèi)的燃油量，其準(zhǔn)確性直接影響到駕駛安全與行車成本。隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代燃油表通常采用電阻型傳感器進(jìn)行油量的測量。然而，燃油表的讀數(shù)受多種因素影響，其均勻性問題無法忽視，因此必須進(jìn)行測試與校準(zhǔn)[1]。

傳統(tǒng)燃油表測試方法多依賴于實(shí)際油量的測量，不僅耗時(shí)耗力，還需要專門的測試設(shè)備。此外，由于市場上存在多種類型的燃油表，測試過程的復(fù)雜性進(jìn)一步增加。因此，發(fā)展一種高效、便捷且精準(zhǔn)的測試方法顯得尤為重要。本文提出利用直流電阻箱模擬燃油電阻，構(gòu)建虛擬測試系統(tǒng)，以提高汽車燃油表均勻性測試的效率與準(zhǔn)確性。

1" 測試系統(tǒng)原理

1.1" 燃油表工作原理

汽車燃油表作為車輛儀表系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組件，其工作原理基于精密的液位傳感器與電子顯示技術(shù)的結(jié)合。燃油表內(nèi)部集成了一個(gè)或多個(gè)液位傳感器，這些燃油電阻傳感器通常被安裝在油箱內(nèi)部，能夠隨著燃油液面的變化而感知其高度位置[2]。當(dāng)油箱內(nèi)的燃油量發(fā)生變化時(shí)，燃油電阻傳感器會(huì)捕捉到這一變化，不斷輸出對(duì)應(yīng)電阻值至車輛儀表控制器，經(jīng)過計(jì)算顯示在燃油表中，如圖1所示。

車輛儀表作為駕駛員獲取汽車狀態(tài)的重要窗口，其中的汽車燃油表負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示油箱的剩余燃油量。在汽車行駛過程中，燃油表的顯示若不準(zhǔn)確或頻繁變化，都可能引發(fā)用戶的不滿，故一個(gè)合理的顯示策略顯得尤為重要。

1.2" 燃油表均勻性測試系統(tǒng)

通常使用燃油表均勻性來表征油量變化是否準(zhǔn)確，燃油表的均勻性主要指燃油表在顯示剩余油量時(shí)，其刻度變化是否均勻、穩(wěn)定，即能否準(zhǔn)確反映油箱內(nèi)油量的實(shí)際變化[3]。但傳統(tǒng)燃油表均勻性測試方法需先在車輛油箱內(nèi)逐步加入已知量的燃油，再逐步抽出已知量的燃油，分別記錄抽油與放油過程中油箱內(nèi)部燃油量與燃油表格數(shù)，經(jīng)計(jì)算判定燃油表的均勻性，此方法耗時(shí)且成本高。因此開發(fā)燃油表虛擬測試系統(tǒng)[4]，實(shí)現(xiàn)燃油表均勻性的快速測試。

以某車為例，燃油電阻傳感器根據(jù)液位高度將燃油電阻值輸出至ICM（儀表板控制模塊），根據(jù)車輛車身電氣維修手冊(cè)組合儀表控制器端子定義，將ICM燃油電阻接入引腳，接入程控電阻箱，輸入模擬電阻值，通過電阻掃描識(shí)別燃油表各格對(duì)應(yīng)的燃油電阻值，得出每格數(shù)對(duì)應(yīng)的油量，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油表均勻性的評(píng)價(jià)。

測試系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，程控電阻箱MEATEST M632作為信號(hào)傳感單元輸出電阻，NI CompactRIO 9033作為數(shù)據(jù)采集器，通過RS232串口信號(hào)對(duì)程控電阻箱進(jìn)行控制，最后通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)并進(jìn)行記錄。主要數(shù)采設(shè)備性能參數(shù)見表1。

2" 試驗(yàn)驗(yàn)證

以某品牌燃油車作為試驗(yàn)車輛，根據(jù)油箱廠家提供的數(shù)據(jù)，燃油表共8格，當(dāng)油箱內(nèi)油量0時(shí)油表0格，燃油電阻最大330Ω，當(dāng)油箱內(nèi)油量65L時(shí)油表8格，燃油電阻最小50Ω。燃油電阻阻值與油箱內(nèi)油量體積對(duì)應(yīng)關(guān)系同樣由廠家提供。將燃油表均勻性測試系統(tǒng)接入車輛儀表開展試驗(yàn)，試驗(yàn)分為放油過程與加油過程，通過電阻掃描識(shí)別燃油表各格對(duì)應(yīng)燃油電阻值，最后根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)燃油表均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

放油過程試驗(yàn)開展具體步驟如下。

1）確保程控電阻箱與燃油表連接正確，并檢查電源供應(yīng)的安全性。

2）將數(shù)據(jù)采集器與程控電阻箱相連，設(shè)定初始電阻值為40Ω，間隔0.5Ω逐步增加，相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)電阻變化間隔10s，增加至340Ω時(shí)停止。

3）數(shù)據(jù)采集器記錄設(shè)置的電阻值及燃油表格數(shù)。

4）傳輸至計(jì)算機(jī)，導(dǎo)出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

加油過程試驗(yàn)，將數(shù)據(jù)采集器與程控電阻箱相連，設(shè)定初始電阻值為340Ω，間隔0.5Ω逐步減少，相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)電阻變化間隔10s，減少至40Ω時(shí)停止。其余步驟同上述放油過程。

3" 數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)

3.1" 測試結(jié)果

該試驗(yàn)車輛在放油過程與加油過程中隨電阻箱輸出值變化對(duì)應(yīng)的油表格數(shù)與燃油量見表2，加油過程中電阻箱電阻設(shè)為313Ω時(shí)燃油開始增加格數(shù)，降低至93Ω時(shí)油表升至滿格。加油過程燃油電阻與燃油表格數(shù)和燃油量的關(guān)系曲線如圖3所示。放油過程中電阻箱電阻增加至95.5Ω時(shí)燃油表開始變化，電阻增加至314Ω時(shí)燃油表格數(shù)降為0。放油過程燃油電阻與燃油表格數(shù)和燃油量的關(guān)系曲線如圖4所示。

3.2" 燃油表均勻性分析

當(dāng)電阻值設(shè)為330Ω時(shí)，燃油表格數(shù)為0，當(dāng)電阻值設(shè)為50Ω時(shí)，燃油表格數(shù)為8，并且其他阻值時(shí)燃油表格數(shù)也符合理論預(yù)期，驗(yàn)證了燃油表的基本功能。

此試驗(yàn)車輛燃油表均勻性判定依據(jù)由廠家提供，計(jì)算方法如下：

式中：[?]——燃油表均勻性系數(shù)；[Vimax]——放油過程最大單格燃油消耗量；[Vimin]——放油過程最小單格燃油消耗量。

根據(jù)放油過程數(shù)據(jù)計(jì)算單格燃油量，結(jié)果見表3，燃油表均勻性合格。

4" 結(jié)論

通過本研究，完成了對(duì)試驗(yàn)車輛的燃油表均勻性測試，驗(yàn)證了使用程控電阻箱進(jìn)行燃油表均勻性測試的有效性與優(yōu)勢。相較于傳統(tǒng)油量測試，程控電阻箱能夠高效且快速地模擬各種油量狀態(tài)，并且程控電阻箱提供的電阻值極為準(zhǔn)確，能夠有效反映燃油量。此外通過數(shù)字化的程序來設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)，降低出現(xiàn)試驗(yàn)錯(cuò)誤的概率，提升了測試的便利性和可靠性。

通過使用程控電阻箱模擬燃油電阻來實(shí)現(xiàn)汽車燃油表均勻性測試，其試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性與準(zhǔn)確性，顯示出良好的重復(fù)性與可靠性。這一研究為汽車電子設(shè)備的品質(zhì)控制與測試提供了一種新的技術(shù)手段，未來可進(jìn)一步優(yōu)化并應(yīng)用于更廣泛的測試場景。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀趙霞.車型A汽車燃油表控制策略和失效模式分析[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2022，47（17）：105-108.

[2] 何雅萍.淺析汽車燃油表工作原理及設(shè)計(jì)策略[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（4）：69-70.

[3] 陶其銘.汽車燃油表指示準(zhǔn)確性驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)[J].汽車電器，2022（6）：93-94，98.

[4] 吳禮軍.汽車整車設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021.