浅谈汽车侧向倾斜角度传感器的应用

作者：时间：2011-06-20来源：网络收藏

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/197413.htm

　　图2是侧向倾斜角度传感器的一种实用电路，主要由单电源运算放大器（如LM324）组成，其作用是将角度传感器中的电位器W1输出的线性变化的模拟电量进行处理、放大，能够按规定输出数字量和模拟量。令水平时电位器W1滑动点Ui的电位为（12）Ec（Ec为稳压电源电压，通常为9V或15V,下同），R1、R2、R3、R4为附加电阻，并使R1=R2,R3=R4,W2为调中电位器，阻值很小。调整W2,当W1处于水平状态时，使运放A1、A2输出端电位为（12）Ec。运放A1组成反相比例运算放大器，作为电路的前置级放大，输入电压为Ui,输出电压U1=-（R7R5）Ui,且应使R6=R5%R7;运放A2组成反相器，电阻R10=R8,且应使R9=R8%R10;输出电压U2=-U1=（R7R5）Ui。A1和A2的输出端分别由发光二极管LED1、LED2组成或门电路输出，使得汽车不论是左倾还是右倾，输出端Uo1均能输出与输入量Ui（随倾斜角度变化）成正比例线性关系的模拟信号，即Uo1=（R7R5）|Ui|,去控制后面的电路或机构。发光二极管还能指示倾斜方向，当水平状态时，模拟量输出端Uo1=（12）Ec：

图2 侧向倾斜角度传感器电路图

　　运放A3、A4和A5、A6分别组成窗口比较器，电阻R20、R23、R26、R29是阻值较大的正反馈电阻，以改善运放的开关状态工作性能，电阻R13~R17为分压电阻，且应R14=R15,R16=R17,电阻R13中点处的电位为（12）Ec,分压电阻的阻值应根据U2的变化所反应的倾翻力决定，使得运放A3和A5的反相输入端、运放A4和A6的同相输入端获得不同的开关转换基准电位，而且所反应的左右倾斜程度是一致的。水平时，U2=（12）Ec,运放A3~A6均输出低电平；倾斜时，U2的电位发生变化，运放A3~A6按规定要求输出高电平。例如，电位器W1左摆时，使U2电位升高，当高于A点电位时，运放A3输出高电平，二极管LED3显示倾斜方向，若汽车继续向左倾斜，使U2电位继续升高，当高于C点电位时，运放A5输出高电平，二极管LED5显示倾斜方向且程度加重；同理，若电位器W1右摆，运放A4和A6的工作亦如此。2个输出端Uo2和Uo3输出的数字信号所反映倾斜程度与倾斜方向无关，很明显，Uo3有高电平信号输出时，Uo2已经输出高电平，Uo3所反映的倾斜程度大于Uo2。

　　K为自动复中位型扭子开关，作为电路的检验开关，当上下搬动时，应分别使二极管LED2、LED3、LED5和LED1、LED4、LED6发亮。电容器C1为高频旁路电容器，C2为低频滤波电容器，并与电阻R12组成放电回路，形成延时环节，在系统中相当于传感器中的阻尼作用增加。

　　3 应用初探

　　根据前文对图2电路的叙述可知，汽车侧向倾斜角度传感器的应用有2种形式。一是由电路发出的数字信号Uo2,驱动声光信号装置，提醒驾驶员减速；二是由电路发出的数字信号Uo3或模拟信号Uo1控制执行机构，使汽车自动减速，采用数字信号组成定量减速系统，减速时略有些速度忽变，采用模拟信号组成比例减速系统，减速的效果比较平滑，实现减速的方法有2种，一是减小发动机油门开度，二是增加制动。下文分述。

　　3.1 减小油门开度的定量减速系统

　　由传感器电路发出的数字信号，控制执行元件（如电磁铁）组成减小发动机油门开度的定量减速系统，如图3所示。汽车正常行驶时，油门拉杆由油门踏板控制，电磁铁中的动铁心随油门拉杆同步移动；当汽车侧向倾斜（指速度、转弯半径及路面坡度的综合值，下同）超过设定值时，传感器电路输出端Uo3发出信号，经延时环节YS（如时间继电器，Uo3消失后，YS延时断开，若阻尼和电路的延时足够，可以不设），开关量放大环节KF（如继电器），使电磁铁DCT得电工作，动铁心迅速移动至终止位置，带动油门拉杆，使油门开度突然减小。