海拉汽车油位传感器技术简介
目前,海拉(Hella)油位传感器主要包括浮子开关式油位传感器和先进的可连续测量的热油位传感器。此外,超声波油位传感器,也就是超声波机油状态传感器也已得到成功应用。很快,集成油压测量的油位传感器将进一步完善海拉油位传感器产品系列。
浮子舌簧开关式油位传感器
海拉传统的浮子舌簧开关式油位传感器工作原理相对简单,这种传感器只能在所设计的固定开关节点位置接通或者断开,主要由管状轴和可沿管状轴上下移动的环状浮子组成。在管状轴内装有强磁性材料制成的触点,即舌簧开关,浮子内嵌有永磁铁。浮子位置随着油位变化上下移动时,舌簧触点相应地断开或者闭合:从而可以判定油位高于规定值还是低于规定值。
热油位传感器
海拉所研发的热油位传感器以先进的微电子技术为基础,采用模块化设计概念,使得各种不同的油位传感器功能完美集成而无需改变机电接口,测量范围进一步扩大到大约50mm,并且可以测量机油温度。和静态测量方法相比,该热油位传感器通过均衡算法使边缘影响得到补偿,从而有效提高油位测量准确性。补偿的边缘影响包括车辆倾斜、行车结束后机油回流、横向及纵向加速度,甚至包括油位传感器公差。该传感器所具有的高可靠性、高性能,以及最优化的成本使其在市场同类产品中极具竞争力。
这种传感器基于热学原理主要由热敏元件和集成电子电路组成。浸在机油里的热敏元件冷却时间和油位成线性关系,通过电路中敏感元件的冷却时间即可测算出发动机油位,并且该传感器在车辆驾驶过程中持续测算。油量不足时,传感器感测所需机油量并发送电信号给ECU,避免发动机在润滑不良的状况下继续工作。这种传感器的几何外形灵活,适用于不同的机油盘,允许汽车制造商将相同的传感器用于各种不同的车型和发动机。发动机特定的开关和警告阈值可通过软件进行设定。传感器内的集成微控制器可以输出PWM、LIN、CAN信号以匹配不同的客户需求。
车辆的养护时间一般取决于汽车行驶里程的多少、汽车在各种条件下的使用以及汽车的自身结构、性能、材料和所承受的负荷程度。然而,在实际使用过程中发动机机油会受到燃油、烟尘、水的污染等多种因素的影响,对于机油状况的检测将有助于确定适当的养护周期,及早发现问题以防发动机损坏。海拉采用模块化技术,将机油状态测量功能与油位测量功能集成于一体,在传感器测量油位的同时,还可以测量机油状态参数。从技术和经济的角度出发,海拉油位传感器对机油粘度、密度和介电常数进行测量,作为评价机油状态的三个重要参数。该机油状态传感器始终监控机油最重要的这三个性能参数,及时感测润滑不足并立即发送警告信号给驾车者,从而有效避免发动机损坏。
超声波油位传感器
2005年,海拉率先研发出第一款基于超声波原理的油位传感器,测量范围为15~150mm,甚至可以探测油位过高。这种超声波油位传感器内装备一个特殊的集成电路芯片,也就是所谓的“音叉”。“音叉”在特定频率范围内激励产生机械振动而发出超声波信号,随着油位或者油况的不同,超声波的传播特性也不同。“音叉”的这种机电特性通过电子电路等效表现出来,电路的不同变量通过具体算法赋值为具体的机油参数。该产品的核心研发工作在德国进行,产品所采用的赋值算法已由海拉项目合作伙伴在全球范围内获得专利,海拉独享此项技术在汽车上的应用。在产品研发的同时,海拉非常重视其在整个汽车系统中的应用。从系统开发阶段直至投产应用,海拉遍及全球的研发和销售团队与客户密切合作,对客户鼎立支持,是海拉油位传感器处于市场同类产品领先地位的重要保障。
海拉将进一步把上述油况测量功能和油压测量功能相结合,先进的集成传感器将取代今天的油压开关,具有更强大的感测功能。目前,传感器系统压力映射已经通过先进的压阻或电容技术成功实现。海拉将采用微处理器技术实现测量功能的组合,按照汽车制造商的系统技术需求设计电子接口,在充分满足客户技术需求的同时,努力使其设计成本降至最低。
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