海拉汽車油位傳感器技術簡介
目前,海拉(Hella)油位傳感器主要包括浮子開關式油位傳感器和先進的可連續測量的熱油位傳感器。此外,超聲波油位傳感器,也就是超聲波機油狀態傳感器也已得到成功應用。很快,集成油壓測量的油位傳感器將進一步完善海拉油位傳感器產品系列。
浮子舌簧開關式油位傳感器
海拉傳統的浮子舌簧開關式油位傳感器工作原理相對簡單,這種傳感器只能在所設計的固定開關節點位置接通或者斷開,主要由管狀軸和可沿管狀軸上下移動的環狀浮子組成。在管狀軸內裝有強磁性材料制成的觸點,即舌簧開關,浮子內嵌有永磁鐵。浮子位置隨著油位變化上下移動時,舌簧觸點相應地斷開或者閉合:從而可以判定油位高于規定值還是低于規定值。
熱油位傳感器
海拉所研發的熱油位傳感器以先進的微電子技術為基礎,采用模塊化設計概念,使得各種不同的油位傳感器功能完美集成而無需改變機電接口,測量范圍進一步擴大到大約50mm,并且可以測量機油溫度。和靜態測量方法相比,該熱油位傳感器通過均衡算法使邊緣影響得到補償,從而有效提高油位測量準確性。補償的邊緣影響包括車輛傾斜、行車結束后機油回流、橫向及縱向加速度,甚至包括油位傳感器公差。該傳感器所具有的高可靠性、高性能,以及最優化的成本使其在市場同類產品中極具競爭力。
這種傳感器基于熱學原理主要由熱敏元件和集成電子電路組成。浸在機油里的熱敏元件冷卻時間和油位成線性關系,通過電路中敏感元件的冷卻時間即可測算出發動機油位,并且該傳感器在車輛駕駛過程中持續測算。油量不足時,傳感器感測所需機油量并發送電信號給ECU,避免發動機在潤滑不良的狀況下繼續工作。這種傳感器的幾何外形靈活,適用于不同的機油盤,允許汽車制造商將相同的傳感器用于各種不同的車型和發動機。發動機特定的開關和警告閾值可通過軟件進行設定。傳感器內的集成微控制器可以輸出PWM、LIN、CAN信號以匹配不同的客戶需求。
車輛的養護時間一般取決于汽車行駛里程的多少、汽車在各種條件下的使用以及汽車的自身結構、性能、材料和所承受的負荷程度。然而,在實際使用過程中發動機機油會受到燃油、煙塵、水的污染等多種因素的影響,對于機油狀況的檢測將有助于確定適當的養護周期,及早發現問題以防發動機損壞。海拉采用模塊化技術,將機油狀態測量功能與油位測量功能集成于一體,在傳感器測量油位的同時,還可以測量機油狀態參數。從技術和經濟的角度出發,海拉油位傳感器對機油粘度、密度和介電常數進行測量,作為評價機油狀態的三個重要參數。該機油狀態傳感器始終監控機油最重要的這三個性能參數,及時感測潤滑不足并立即發送警告信號給駕車者,從而有效避免發動機損壞。
超聲波油位傳感器
2005年,海拉率先研發出第一款基于超聲波原理的油位傳感器,測量范圍為15~150mm,甚至可以探測油位過高。這種超聲波油位傳感器內裝備一個特殊的集成電路芯片,也就是所謂的“音叉”。“音叉”在特定頻率范圍內激勵產生機械振動而發出超聲波信號,隨著油位或者油況的不同,超聲波的傳播特性也不同。“音叉”的這種機電特性通過電子電路等效表現出來,電路的不同變量通過具體算法賦值為具體的機油參數。該產品的核心研發工作在德國進行,產品所采用的賦值算法已由海拉項目合作伙伴在全球范圍內獲得專利,海拉獨享此項技術在汽車上的應用。在產品研發的同時,海拉非常重視其在整個汽車系統中的應用。從系統開發階段直至投產應用,海拉遍及全球的研發和銷售團隊與客戶密切合作,對客戶鼎立支持,是海拉油位傳感器處于市場同類產品領先地位的重要保障。
海拉將進一步把上述油況測量功能和油壓測量功能相結合,先進的集成傳感器將取代今天的油壓開關,具有更強大的感測功能。目前,傳感器系統壓力映射已經通過先進的壓阻或電容技術成功實現。海拉將采用微處理器技術實現測量功能的組合,按照汽車制造商的系統技術需求設計電子接口,在充分滿足客戶技術需求的同時,努力使其設計成本降至最低。
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