論汽車傳感器的發(fā)展及應(yīng)用

喬海燕

【摘要】經(jīng)濟(jì)水平在不斷提高，人們對(duì)汽車也有了更高的要求。汽車傳感器是汽車控制系統(tǒng)的重要組成部分，有著舉足輕重的作用。本文闡述了汽車傳感器的發(fā)展概況，并且列舉了傳感器的種類、性能及技術(shù)要求。我國汽車傳感器技術(shù)在應(yīng)用中依然存在不足，針對(duì)問題提出了相應(yīng)的解決方法，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】汽車傳感器；發(fā)展；應(yīng)用；解決方法

前言

汽車傳感器的應(yīng)用和發(fā)展與人們的生活密切相關(guān)。生活質(zhì)量的提高使人們提高了對(duì)汽車安全性、舒適性以及節(jié)能性的要求。為了適應(yīng)現(xiàn)代觀念的要求，汽車必須向智能化、科技化、高效化發(fā)展，而傳感器技術(shù)是推動(dòng)汽車自動(dòng)化、電子化、高端化的關(guān)鍵技術(shù)之一。先進(jìn)的傳感器技術(shù)可以提高汽車運(yùn)行質(zhì)量，可以增強(qiáng)汽車行駛可靠性。

1.汽車傳感器概述

1.1 汽車傳感器的種類

汽車傳感器的作用是把汽車行駛過程中的各項(xiàng)工況信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)發(fā)送給中央控制單元。汽車傳感器有以下幾類：

（1）按是否需要外給能量分為主動(dòng)型和被動(dòng)型；

（2）按信號(hào)的轉(zhuǎn)換關(guān)系分為非電量轉(zhuǎn)換成非電量以及非電量轉(zhuǎn)換成電量的傳感器；

（3）按不同的使用功能分為使操作人員了解汽車狀態(tài)以及控制汽車運(yùn)行狀態(tài)的傳感器。

1.2 汽車傳感器的性能

汽車傳感器的工作環(huán)境往往比較惡劣，比如汽車的低溫起動(dòng)、高溫行駛、濃度互異的油蒸汽及汽車尾氣、高速并高強(qiáng)度的沖擊、大幅度振動(dòng)等等。車用傳感器必須具有高穩(wěn)定性、高可靠性、強(qiáng)抗干擾性、良好的自適應(yīng)能力、自恢復(fù)能力等等。

2.汽車傳感器發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，汽車傳感器的技術(shù)與產(chǎn)品正在蓬勃發(fā)展中。從全球看，傳感器市場在汽車領(lǐng)域是發(fā)展最迅速的。微型傳感器已經(jīng)可以檢測(cè)力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量等。傳感器的精度得到提高，使用壽命延長，非接觸型傳感器得到研發(fā)。傳感器的控制對(duì)象不再局限于發(fā)動(dòng)機(jī)而是整個(gè)汽車，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速換擋及防滑制動(dòng)功能。世界各國都十分關(guān)注汽車傳感器的發(fā)展進(jìn)程，積極開發(fā)新技術(shù)。汽車傳感器總發(fā)展趨勢(shì)是智能化、自動(dòng)化、小型化、集成化、陣列化、多功能化、系統(tǒng)化。

3.汽車傳感器技術(shù)的應(yīng)用

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制

3.1.1 電控汽油噴射

電控汽油噴射系統(tǒng)是按照空氣流量計(jì)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器等信號(hào)分析并計(jì)算出準(zhǔn)確的噴油量。該系統(tǒng)可以保障任何工況的發(fā)動(dòng)機(jī)其空氣與燃油實(shí)現(xiàn)最優(yōu)匹配，保障高功率、低油耗、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

3.1.2 電控點(diǎn)火裝置

計(jì)算機(jī)通過分析電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空氣流量計(jì)傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器等信息，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳點(diǎn)火角狀態(tài)，能夠輸出最大功率，盡可能降低油耗，減少污染。

3.1.3 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過分析發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、溫度傳感器等信號(hào)，實(shí)時(shí)調(diào)整廢氣循環(huán)率，最終降低氮氧化合物廢氣的比重。它可以凈化尾氣，實(shí)現(xiàn)環(huán)保。

3.1.4 怠速控制

該系統(tǒng)通過分析電機(jī)水溫傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等信號(hào)，包括起動(dòng)、空調(diào)開關(guān)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)等各種信號(hào)，受ECU控制，保障發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)怠速控制。

3.2 底盤控制

3.2.1 電控自動(dòng)變速器

該系統(tǒng)通過分析節(jié)氣門位置傳感器及車速傳感器等信息確定換擋時(shí)間，控制換擋閥操作，確保汽車的最佳擋位工況，提高換擋效率，保障汽車運(yùn)行的可靠性與安全性。

3.2.2 電控防抱死系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過雙回路控制，在車輪上設(shè)置多個(gè)輪速傳感器。當(dāng)車輪出現(xiàn)抱死情況時(shí)，計(jì)算機(jī)可以通過接收輪速傳感器的信號(hào)，及時(shí)做出反應(yīng)并防止車輪抱死。提高了汽車的安全性及可靠性。

3.2.3 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向

該系統(tǒng)主要目的是控制轉(zhuǎn)向力，通過分析轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器的信號(hào)，輔以計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)助力控制，確保汽車低速行駛時(shí)能夠靈活快速的轉(zhuǎn)向。

3.2.4 電控懸掛

該系統(tǒng)通過分析路面狀況及車身狀態(tài)傳感器的信息，最終控制合理的車輛高度，調(diào)整懸掛的阻尼特性及彈性剛度，提高汽車的穩(wěn)定性、可操控性、舒適性。

3.2.5 巡航控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)又稱恒速系統(tǒng)。通過分析速度傳感器的信息，合理調(diào)整增、減節(jié)氣門開度，最終實(shí)現(xiàn)車速控制。

3.3 行駛安全系統(tǒng)

3.3.1 安全氣囊

當(dāng)兩輛汽車相撞時(shí)，碰撞傳感器和安全傳感器可以檢測(cè)出汽車瞬時(shí)減速的信號(hào)，計(jì)算機(jī)接收此信號(hào)并分析，引爆點(diǎn)火粉，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)獬錆M氣囊，形成一個(gè)緩沖軟墊，保護(hù)駕駛員。

3.3.2 雷達(dá)防撞系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，多卜勒雷達(dá)，接收兩車間距、各自車速、相對(duì)車速等信息，計(jì)算機(jī)通過分析并比對(duì)，當(dāng)結(jié)論是實(shí)測(cè)距離不在安全距離范圍內(nèi)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

3.3.3 驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是基于制動(dòng)防抱死系統(tǒng)研究并開發(fā)的，兩個(gè)系統(tǒng)之間有很多共通點(diǎn)。防抱死系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)輪將發(fā)生打滑狀況時(shí)，立即控制發(fā)動(dòng)機(jī)降低轉(zhuǎn)速，從而抑制打滑。該系統(tǒng)是保障雪地或濕滑路面上汽車運(yùn)行的可靠性及平穩(wěn)性，減少打滑現(xiàn)象。

3.4 信息系統(tǒng)

電子化的飛速發(fā)展引發(fā)了信息量越來越龐大的汽車信息系統(tǒng)，不再僅局限于車速、水溫、里程、油量等獨(dú)立要素，而是綜合反饋整個(gè)車輛的運(yùn)行工況及動(dòng)態(tài)等。

3.4.1 信息顯示與報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)將微處理之后的發(fā)動(dòng)機(jī)工況與各傳感器的有效信息，對(duì)駕駛員進(jìn)行反饋輸出，并通過數(shù)字、聲光等進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警系統(tǒng)包括機(jī)油壓力傳感器、液量傳感器、油溫傳感器等等，在必要時(shí)傳感器對(duì)控制中心發(fā)送信號(hào)，報(bào)警電路就可以啟動(dòng)。

3.4.2 語言信息系統(tǒng)

如果語音報(bào)警監(jiān)測(cè)到開關(guān)型傳感器的信息有異常，及時(shí)閉合開關(guān)，啟動(dòng)控制器和語言電路，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。語音控制利用駕駛員的聲音控制汽車動(dòng)作。

3.4.3 車用導(dǎo)航系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過分析相對(duì)傳感器、絕對(duì)傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、測(cè)距傳感器、地磁傳感器、陀螺盤等設(shè)備，對(duì)汽車進(jìn)行準(zhǔn)確定位，并確定最佳行駛路線。

4.總結(jié)

人們經(jīng)濟(jì)水平的提高導(dǎo)致汽車行業(yè)的競爭愈演愈烈。汽車電子在競爭中發(fā)揮著重大作用。傳感器技術(shù)是汽車電子技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，有著舉足輕重的地位。微電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及電子控制系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，引發(fā)汽車傳感器市場不斷擴(kuò)張，并向微型化、智能化、自動(dòng)化、集成化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李良?jí)?汽車傳感器的技術(shù)分析[J].儀表技術(shù)與傳感器，2009（4）：61-62.

[2]胡興軍，子萌.汽車傳感器發(fā)展綜述[J].重型汽車，2009 （2）：27-28.

[3]宋福昌.汽車傳感器識(shí)別與檢測(cè)圖解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010（7）：11-13.

[4]單成祥，牛彥文，張春.傳感器原理及其應(yīng)用（第一版）[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.