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高度传感器在电控悬架系统中,用于检测车身与车轮之间的相对高度,为悬架控制系统提供车身高度信息,以便自动调节车身高度,保持车辆的平稳性。
空气悬架高度传感器靠不靠谱,就是看高度传感器输出信号准不准?
一、高度传感器啥样子的?
先看一下高度传感器的结构。
空气悬架一般会配备四个高度传感器,分别为左前、右前、左右、右后高度传感器。

高度传感器本体一端通过支架固定在车身或车架上,另一端通过与摆杆连接的连杆固定在悬架臂上,如图所示。

高度传感器爆炸图:

高度传感器为旋转型,配有摆杆,并输出与摆杆相对于参考位置的角度成比例的输出信号。
二、高度传感器原理?
高度传感器本质是角度传感器,空气悬架高度传感器根据车身高度的变化输出与高度对应的特征信号。
目前量产车上大多数都采用非接触式电感/霍尔原理的高度传感器,在传感器内部,有一个直径方向磁化的磁钢。该磁钢产生一个随连杆旋转的磁场,该旋转磁场由传感器的电子部分测量。
旋转磁场矢量的处理由传感器芯片完成。集成在传感芯片中的 3D 霍尔元件测量相互正交的磁通密度矢量。相对于旋转角度而言,矢量的大小本质上是正弦的,但相位差为 90 °。这些磁矢量由输出电路测量、处理、滤波并转换为特定信号。

输出信号对应于连接臂的位置,霍尔效应示意图及其公式如下图所示。

空气悬架高度传感器的核心任务,是把“车身与悬架之间的距离变化”转换成电信号,供 ECU 判断是否需要充气或放气。目前车辆上最常用的是摆杆式结构,其工作过程可分为3步:
1、 机械采样
传感器壳体固定在车身(车架),摆杆通过连杆与车桥相连;当车高变化时,摆杆随连杆产生角位移。
车高变化→摆臂旋转→内部衔铁(霍尔为磁铁)产生角位移。

2、信号转换
当车身高度变化时,摆臂带动磁钢旋转,霍尔芯片感受到的磁场方向与强度随之改变,芯片输出与转角成线性关系的电压或 PWM 信号。
霍尔式:磁铁旋转→霍尔芯片感知磁场角度→输出线性电压或PWM占空比。
3、信号输出
ECU 内部的振荡/检测电路实时读取这一电感变化,经 转换后得到数字式高度值,ECU对原始信号进行周期采样→滑动平均滤波→异常值剔除→换算成标准高度(mm),分辨率通常 ≤0.5 mm。
空气悬架通过四个高度传感器测量悬架的摆臂与车身之间的距离来判断车身的高度状况。当车身高度发生变化时,高度传感器则将会将高度变化转换成角度变化,角度信号则通过一定的转换,以 特定信号的形式传给 ECU 进行计算处理。
四、小结
高度传感器相当于空气悬架的“眼睛”,通过电感/霍尔原理把悬架位移变成电信号。高度变化→摆杆转角→电感变化→ECU 电压/频率信号→控制充放气,了解了高度传感器的结构、原理和工作过程,是不是觉得空气悬架的高度传感器还是比较靠谱的?