第五节 车身高度传感器一、车身高度传感器的结构

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第五节 车身高度传感器

一、车身高度传感器的结构

车身高度传感器的作用是把车身高度(汽车悬架装置的位置量)转换为电信号送给悬架ECU。车身高度传感器的数量与车上装备的电控空气悬架系统的类型有关。车身高度传感器的一端与车架连接,另一端装在悬架系统上。

车身高度传感器(图5-21)主要由定子和转子构成。定子由1个多层电路板构成,其上有励磁线圈和3个接收线圈以及控制/电子解析单元。

图5-21 车身高度传感器结构(一)

这3个接收线圈布置成多角星形,相位是彼此错开的。励磁线圈位于电路板(定子)的背面。

转子连接着执行杆并随其运转。转子由一个封闭的线匝构成,线匝上连着传感器臂(匝与传感器臂一同转动)。闭合导线圈位于转子上。线匝的形状与接收线圈的形状是一样的。

车身高度传感器被设计成一种双腔室系统。在传感器一边(腔室1),装备了转子,而在另一边(腔室2),则装备了带有定子的电路板。转子和定子为分别安装的,因此它们可独立密封。转子包含了1根黏合了稀土磁铁的无磁性的不锈钢轴。稀土磁铁用于强磁场且要求磁铁尺寸极小的场合。

如图5-22所示,转子通过操纵杆连接到连接杆上,它也是通过操纵杆来驱动的。转子安装在操纵杆内的径向轴密封环里面,这样能有效地保护机件不受其他零件的干扰。定子由1个霍尔传感器组成,并被安装在电路板上。电路板由PU块(聚氨酯)塑成,这样能保护其不受外部的干扰。

图5-22 车身高度传感器结构(二)

二、车身高度传感器原理

车辆高度传感器安装在减震器附近,并通过连接杆连接到稳定杆上。通过稳定杆,相对于连接杆在前桥和后桥的运动量,转化成旋转角度来测定车轮的弹跳行程。转动角度传感器适用于在静态磁场中工作,并遵循霍尔法则。

车身高度传感器就是所谓的车轮角度传感器。车身高度的变化量被记录下来,并且通过运动连接杆转换成角度变化量。所用车轮角度传感器按照电感原理进行工作。这种传感器既可用于空气悬架,也可用于大灯照程调节。其中一个输出信号提供一个与角度成比例的电压(用于大灯照程调节),另一个输出信号提供一个与角度成比例的PWM-信号(用于空气悬架)。对于每一侧和每个车桥,本身是完全一样的,只是安装方式、连接杆及动力学特性会根据安装位置及车桥而各不相同。左右两侧的传感器曲柄偏转相反,因此其输出信号也相反。例如,在悬架压缩时一侧的输出信号上升,另一侧的信号就下降。前桥高度传感器和后桥高度传感器分别见图5-23、图5-24。

图5-23 前桥高度传感器

图5-24 后桥高度传感器

三、车身高度传感器的功能

如图5-25所示,交变电流流经励磁线圈(定子)后产生一个励磁线圈的交变电磁场(初级磁场),该交变磁场穿过转子的导线圈。转子导线圈中感应出来的电流反过来也会产生一个转子导线圈交变磁场(次级磁场)。励磁线圈与转子的交变磁场作用在3个接收线圈上,并在其上感应出与位置相关的AC电压。转子中的感应与转子的角度位置无关,接收线圈的感应取决于它们到转子的距离,也就是它们与转子的相对角度位置。

图5-25 交变电磁场

由于角度位置不同,转子与接收线圈的重合度就不同,因而对应于角度位置的感应电压幅值也就不同。电子分析装置会对接收线圈的交变电压进行整流并放大,并使得3个接收线圈的输出电压成比例(相对比例测量)。分析完电压后,分析结果转化成水平传感器的输出信号,送至控制单元做进一步处理。电压幅值见图5-26。

图5-26 电压幅值