汽车悬挂高度传感器的结构和工作原理

　高度传感器
高度传感器的作用是检测车身高度及因路面不平引起的每个悬架的位移量，并将之转换成电子信号输入到悬架ECU。
高度传感器有两种形式：用于ucFl0车型的光电式和用于ucF20车型的线性式。两种形式的高度传感器安装位置都相同（均装在车身上），传感器通过传感器轴外端的导杆与控制杆相连。对于前悬架，控制杆的另一端与减振器下支承相连；对于后悬架，控制杆的另一端连接到悬架下摆臂，如图10-26（ucFl0）和图10-29（ucF20）。
（1）光电式高度传感器。
传感器内部有一个有缝信号盘和4对遮光器，信号盘固定在传感器轴上，由导杆带动而转动。遮光器由发光二极管和光敏晶体管组成，在发光二极管和光敏晶体管之间隔着信号盘。当车身高度发生变化，或因路面不平造成各悬架的位移量发生变化时，信号盘在导杆的带动下转动，使发光二极管的光被遮挡或通过，从而使接收光线的光敏晶体管切断或导通如图10-26所示。这些通断信号送到悬架ECU，悬架ECU就可以检测出车身高度的变化。

图10-26  高度传感器（ucFl0）
根据传感器内使用的遮光器数量，通过各遮光器通／断信号的组合，可把车身高度分为不同数量的区域，以便对车身高度进行精确的控制。凌志LS400 ucFl0型使用了4个遮光器，这4个遮光器通断信号的组合，可把车身高度从低至高分为16级，如表10-3所示。
表10-3    车辆高度和传感器输出的关系

车辆高度 高度分级 光敏晶体管

最低

低

标准

高

最高

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩













Tr1

断

断

断

断

断

断

通

通

通

通

通

通

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通

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Tr2

断

断

通

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通

通

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通

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断

断

断

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Tr3

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通

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通

通

断

断

断

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通

通

通

通

Tr4

断

通

通

断

断

通

通

断

断

通

通

断

断

通

通

断

每个高度传感器的车身高度信号即为按4个遮光器中的光敏晶体管Tr₁、Tr₂、Tr₃和Tr₄顺序排列的通断信号，4个高度传感器把已按顺序排列好的信号送到悬架ECU的SHFR、SHFL、SHRR和SHRL端子（如图10-27）。而悬架ECU从SHCLK和SHLOAD端子送出的信号是供4个高度传感器作正时用的基准信号。例如，当如图10-28所示的高度信号由左后高度传感器送到悬架ECU的SHRL端子时，悬架ECU就按照基准信号SHCLK和SHLOAD的正时时刻读出左后高度传感器的Tr_l、Tr₂、Tr₃和Tr₄分别为断、通、通和断，于是判断该处车身高度为第⑤级（见表10-3）。

图10-27  高度传感器电路

图10-28  基准信号
（2）线性式高度传感器。
线性式高度传感器的安装与光电式高度传感器相同，如图10-29所示。线性式高度传感器利用因悬架位移量的变化而造成电阻器阻值的变化，得到线性式的输出，这种传感器检测精度更高。

图10-29  线性式高度传感器
传感器由传感器轴、转板、电刷和印刷电路板组成，传感器轴、转板和电刷组合成一个整体，由导杆带动而转动；印刷电路板上有一电阻器，电刷可在电阻器上滑动（如图10-30所示）。

图10-30  线性式高度传感器结构和原理
当由于车身高度的变化使与转板和传感器轴一体的电刷在电阻器上滑动时，A和B之间的电阻值就发生变化，电阻值的变化与转板的转动角度成正比，也即与车身高度的变化成正比。当悬架ECU把一个恒定电压加到整个电阻器时，A和B之间产生的电压变化取决于转板的转动角度。这一电压信号送到悬架ECU，悬架ECU即可从电压的变化中检测出车身高度的变化，如图10-31。

图10-31  线性式高度传感器电路图（ucF20）