車(chē)身高度傳感器（英文Chassis Height Sensor，又叫軸高傳感器，車(chē)姿傳感器，懸架高度傳感器等），是汽車(chē)上用于測(cè)量車(chē)身前后懸架姿態(tài)變化必不可少的零部件。目前汽車(chē)的懸架控制系統(tǒng)（如主動(dòng)懸架系統(tǒng)、懸架阻尼控制系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)等），前大燈自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)均需要通過(guò)該傳感器測(cè)量汽車(chē)行駛姿態(tài)的變化。

　　近些年來(lái)，高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）在汽車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越流行。相比傳統(tǒng)的鹵素車(chē)燈，采用HID技術(shù)的汽車(chē)大燈具有亮度高、壽命長(zhǎng)、耗電少的一系列優(yōu)點(diǎn)。但是由于HID的亮度過(guò)高，在不采取其他輔助措施的情況下，會(huì)造成會(huì)車(chē)時(shí)對(duì)面駕駛員的炫目，從而存在嚴(yán)重安全隱患。因此，國(guó)內(nèi)外一些國(guó)家和地區(qū)針對(duì)HID等高亮度車(chē)燈都制定或修訂了相關(guān)的法規(guī)，避免由于采用HID大燈所帶來(lái)的負(fù)面影響。其中，歐盟針對(duì)HID燈具修訂了ECE R48法規(guī)。中國(guó)也對(duì)原法規(guī)進(jìn)行了修訂，并頒布了《GB4785-2007 汽車(chē)及掛車(chē)外部照明和光信號(hào)裝置的安裝規(guī)定》。《GB4785-2007》中規(guī)定：“如果近光燈使用光通量超過(guò)2000lm的光源，必須配備前照燈清洗裝置，并且4.3.2.6.2定義的手動(dòng)前照燈調(diào)光機(jī)構(gòu)不適用”［1］。因此，如果使用2000lm以上的氣體放電燈，必須至少配備大燈水平自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。同時(shí)，針對(duì)LED光源前大燈，強(qiáng)制安裝大燈水平自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的法規(guī)也在制定中，預(yù)計(jì)在下一版的燈光法規(guī)修訂版中發(fā)布實(shí)施。

　　圖1 GB4785-2007中對(duì)近光燈照射角度的強(qiáng)制要求

　　大燈水平自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置由控制ECU、大燈調(diào)節(jié)執(zhí)行器、傳感器幾個(gè)部分組成，目前主流的技術(shù)方案如下圖所示：

　　圖2 汽車(chē)大燈自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)方案

　　從上圖中可以看出，車(chē)身高度傳感器為大燈水平自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置中必不可少的一個(gè)零部件，并且每輛車(chē)會(huì)用到1到2個(gè)傳感器?？梢?jiàn)，隨著HID大燈以及LED大燈普及度的不斷提高，該車(chē)身高度傳感器的市場(chǎng)需求將非常巨大。

　　目前測(cè)量車(chē)身高度的方法主要采用如下圖所示機(jī)構(gòu)測(cè)量，其中汽車(chē)的下擺臂通過(guò)四連桿結(jié)構(gòu)與一個(gè)角度傳感器的旋轉(zhuǎn)臂連接，當(dāng)車(chē)身高度發(fā)生變化時(shí)，下控制臂會(huì)以旋轉(zhuǎn)軸為圓心發(fā)生旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，角度傳感器的擺臂被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，角度傳感器的輸出信號(hào)發(fā)生變化，間接反映了車(chē)身高度的變化。所以，采用旋轉(zhuǎn)角度傳感器以及四連桿機(jī)構(gòu)就可以測(cè)量出車(chē)身高度的變化。也就是說(shuō)這種車(chē)身高度傳感器的核心就是一個(gè)角度傳感器。

　　圖3 四連桿式車(chē)身高度傳感器

　　當(dāng)然，近年還出現(xiàn)過(guò)另外一種測(cè)量方法，不同于以上的四連桿結(jié)構(gòu)，其采用了電渦流測(cè)距的原理，可以完全非接觸式的測(cè)量車(chē)身高度的變化。其在實(shí)車(chē)上的安裝圖如下圖所示，這種測(cè)量方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了傳感器同被測(cè)體的完全非接觸測(cè)量，傳感器壽命更長(zhǎng)，可靠性更高。

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　　電渦流測(cè)距原理示意圖

　　圖4 電渦流式車(chē)身高度傳感器

　　但是由于電渦流測(cè)量技術(shù)比較復(fù)雜，開(kāi)發(fā)難度較大，同時(shí)傳感器成本也較高，目前在車(chē)上的普及度遠(yuǎn)不如四連桿式測(cè)量方案。

　　測(cè)量車(chē)身高度所用的傳感器已經(jīng)發(fā)展了好幾代，從最初的采用的接觸式電阻膜式角度傳感器到各種非接觸式角度傳感器。其中接觸式角度傳感器由于存在壽命短、精度低、抗干擾能力差等缺點(diǎn)已經(jīng)被淘汰。目前主流的非接觸式傳感器又分為線(xiàn)性霍爾型、磁阻型、電磁感應(yīng)型、差分霍爾型等幾種。

　　線(xiàn)性霍爾型是最早應(yīng)用在車(chē)身高度測(cè)量上的非接觸式傳感器，其利用了霍爾元件輸出與磁場(chǎng)成正比的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的磁路，確保在一定角度范圍內(nèi)，通過(guò)霍爾元件的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)軸角度呈正比關(guān)系。同時(shí)專(zhuān)用Hall ASIC的出現(xiàn)也使在一定角度范圍內(nèi)能夠?qū)敵鲞M(jìn)行編程及線(xiàn)性補(bǔ)償，提高了測(cè)量的精度。但是，由于線(xiàn)性霍爾只能直接測(cè)量一個(gè)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度的原因，磁場(chǎng)強(qiáng)度的細(xì)微變化都會(huì)引起輸出的變化，這就需要在制造傳感器時(shí)確保很高的定位精度，已確保磁場(chǎng)與角度的線(xiàn)性度，同時(shí)還需要選用在汽車(chē)級(jí)工作溫度內(nèi)溫度系數(shù)很小的釤鈷磁鋼。這些都不利于傳感器精度的提高以及成本的控制。

　　磁阻型、電磁感應(yīng)型、以及差分霍爾型是近幾年新興起的技術(shù)，由于均采用了類(lèi)似對(duì)原始測(cè)量信號(hào)的差分處理方式，因此在確保了很高的測(cè)量精度的同時(shí)，對(duì)傳感器的制造工藝以及磁鐵材料等卻沒(méi)有很高的要求，并且隨著IC技術(shù)的不斷發(fā)展，成本與線(xiàn)性霍爾元件已經(jīng)基本相當(dāng)，具有很廣闊的應(yīng)用前景。

　　圖5幾代車(chē)身高度傳感器技術(shù)對(duì)比