汽車電子技術(shù)中傳感器的應(yīng)用探討

朱文亮

摘 要：傳感器作為汽車電子技術(shù)的核心，其為汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)。文章簡要介紹了傳感器在汽車電子技術(shù)中發(fā)揮的主要作用以及不斷發(fā)展的汽車電子技術(shù)對傳感器所提出的要求，分析了當(dāng)前車用傳感器的主要類型，并結(jié)合傳感器在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、車身、底盤以及導(dǎo)航系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，總結(jié)出了車用傳感器在今后的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：汽車電子；傳感器；智能化；自動化；應(yīng)用探討

引言

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車的市場需求不斷增加，但是由于生產(chǎn)廠家眾多，汽車行業(yè)的競爭仍然十分殘酷。特別是近些年來，隨著汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，如今的汽車已成為集機(jī)械加工制造技術(shù)、電子技術(shù)和智能控制于一身的高科技的產(chǎn)物，提高汽車的智能化水平已成為各個汽車廠家的主要競爭內(nèi)容。傳感器是智能化系統(tǒng)中必不可少的部件，據(jù)統(tǒng)計如今的汽車所用的傳感器已經(jīng)達(dá)到了200個左右，由此可見傳感器對于汽車的重要性。

1 傳感器在汽車電子技術(shù)中發(fā)揮的作用

汽車控制系統(tǒng)的通常均為閉環(huán)控制系統(tǒng)，反饋信號是該閉環(huán)控制系統(tǒng)中必不可少的一部分。傳感器的主要作用便是為汽車控制系統(tǒng)提供反饋信號，其可將溫度、流量、速度、壓力、流量、聲音、光、濕度、電磁等非電信號轉(zhuǎn)換成能被控制系統(tǒng)有效識別的電信號，控制系統(tǒng)在得到各種反饋信號之后便能采取相應(yīng)的動作，從而使得汽車智能控制得以實(shí)現(xiàn)。傳感器是汽車的基石，沒有傳感器技術(shù)的支撐，汽車電子技術(shù)將成為空談。對于汽車來說傳感器就是它的“鼻子”、“眼睛”、“耳朵”和“皮膚”，傳感器將幫助其實(shí)現(xiàn)與用戶的信息交流，為用戶后續(xù)的操作提供強(qiáng)有力的信息支持。

2 汽車電子技術(shù)對傳感器的要求

當(dāng)前的汽車對安全性、舒適性和操作性能有著更高的要求，而其對傳感器的要求主要體現(xiàn)在以下方面：（1）對傳感器的精度要求不斷提高。一般而言車用傳感器的測量誤差需要控制在1%以內(nèi)，傳感器的精度不達(dá)標(biāo)會導(dǎo)致檢測信息不準(zhǔn)，影響駕駛員的判斷，特別是在高速行駛的狀態(tài)下，這看似微小的偏差卻可能會帶來車毀人亡的后果。（2）對環(huán)境的適用性強(qiáng)。汽車的活動范圍廣，在日常的使用過程中將會面對各種復(fù)雜的環(huán)境，因此便需要傳感器在各種溫度、濕度以及電磁干擾下均能夠正常工作。（3）可靠性要求高。作為在汽車上大規(guī)模使用的一種元部件，傳感器的可靠性必然會對汽車的整體性能產(chǎn)生較大的影響，從而影響到用戶的正常使用。

3 車用傳感器的主要類型

車用傳感器的數(shù)目眾多，現(xiàn)有的分類方法也有很多，在目前的運(yùn)用中主要是從以下幾個方面對傳感器進(jìn)行分類：（1）根據(jù)傳感器的工作原理進(jìn)行分類，可將車用傳感器分為電阻式、電容式、光電式和壓電式這幾種主要類型。（2）根據(jù)被測量進(jìn)行分類，這種分類方式可以直觀的反應(yīng)傳感器所實(shí)現(xiàn)的功能，例如常用到的溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器都是根據(jù)這種方式進(jìn)行分類的。（3）根據(jù)傳感器的輸出信號進(jìn)行分類，這種分類方式較為簡單，在該種分類方式下目前所用的傳感器只有模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器這兩種類型，其中模擬式傳感器所占的比例要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)字式傳感器，在實(shí)際的運(yùn)用中仍然是通過AD轉(zhuǎn)換器將傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成能夠被控制系統(tǒng)有效識別的數(shù)字信號。

4 傳感器在汽車電子系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

4.1 傳感器在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)動機(jī)是整個汽車系統(tǒng)的動力來源，因此保證發(fā)動機(jī)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行便是汽車電子系統(tǒng)的一項主要工作內(nèi)容。汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)主要需要用到溫度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，各種功能的傳感器可將檢測到的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速以及流量等信息及時反饋給發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)在對反饋回來的信號進(jìn)行相應(yīng)的處理之后便能對發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有著更加準(zhǔn)確的了解，從而能夠更好的進(jìn)行后續(xù)的操作。例如當(dāng)駕駛員需要進(jìn)行加速操作時，便需要不斷的根據(jù)油表和轉(zhuǎn)速表上所反饋的信息來對油門進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對車速的精準(zhǔn)控制。

4.2 傳感器在車身上的應(yīng)用

車身是車內(nèi)人員的主要防護(hù)層，當(dāng)發(fā)生各種事故時其能夠?yàn)檐噧?nèi)人員提供有力保護(hù)，在車身上安裝傳感器的主要目的便是用于提高汽車的安全性和舒適度。車身用傳感器主要有以下幾種：（1）用于車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和風(fēng)速傳感器；（2）用于檢測車門狀態(tài)的車門傳感器，若檢測到車門沒有鎖死便會將組織汽車發(fā)動，并發(fā)出報警信號，避免安全事故的發(fā)生。（3）用于啟動安全氣囊的加速度傳感器，當(dāng)汽車發(fā)生猛烈碰撞時，加速度會發(fā)生急劇變化，傳感器將該信息反饋給控制系統(tǒng)之后，控制系統(tǒng)便會立即發(fā)出彈出安全氣囊的指令，以保證車內(nèi)人員的安全。

4.3 傳感器在底盤上的應(yīng)用

汽車底盤是安裝各種零部件的主要場所，從而也不可避免的需要在汽車底盤上安裝各種傳感器。底盤上常用的傳感器主要有以下幾種：用于檢測車輪轉(zhuǎn)速的角速度傳感器，方向盤控制系統(tǒng)中使用的動力轉(zhuǎn)向傳感器，防抱死系統(tǒng)中的防抱制動傳感器等。特別是對于當(dāng)前市場占有率極高的自動變速汽車來說，其底盤上需要安裝更多的傳感器以實(shí)現(xiàn)對車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和腳踏板位置的檢測，從而實(shí)現(xiàn)自動變速的功能。由于底盤用傳感器需要長期暴露在各種復(fù)雜的室外環(huán)境下，因此與其它部位使用的傳感器相比，底盤用傳感器對防水性，防塵性和抗干擾性有著更高的要求。

4.4 傳感器在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能導(dǎo)航系統(tǒng)是汽車智能化的一個重要體現(xiàn)，與其它系統(tǒng)一樣導(dǎo)航系統(tǒng)同樣也離不開傳感器的支持。例如汽車在行駛時，導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器便將接受到的位置信息及時的反饋給車載控制系統(tǒng)，從而能夠幫助駕駛員提前了解前方的道路信息，提前做好應(yīng)對準(zhǔn)備。在進(jìn)行倒車入庫時，也需要用到紅外傳感器和圖像傳感器對汽車后部的情況進(jìn)行實(shí)時檢測，從而消除駕駛員的視覺盲區(qū)，使得其能夠及時規(guī)避各種障礙物和可能路過的行人。傳感器為導(dǎo)航系統(tǒng)提供了各種準(zhǔn)確的信息，從而使得導(dǎo)航系統(tǒng)快速做出準(zhǔn)確的判斷，更好的為駕駛員服務(wù)。

5 車用傳感器的主要發(fā)展方向

5.1 智能化程度不斷提高

智能化是當(dāng)前車用傳感器的一個主要發(fā)展方向。車用傳感器的智能化發(fā)展主要體現(xiàn)在以下方面：（1）通過利用集成電路將傳感器和微處理器進(jìn)行結(jié)合，使得智能傳感器不僅具有信息檢測的功能，還能夠?qū)z測到的信號進(jìn)行濾波、放大等預(yù)處理，從而能夠最大限度的減少外界因素所帶來的干擾，使得傳感器的精度和可靠性均能得到大幅度的提高。（2）傳感器功能的多重化，隨著集成化程度的不斷提高，智能化傳感器將能夠?qū)崿F(xiàn)對多個變量的檢測，從而使得車用傳感器的整體數(shù)目能夠大幅削減，大大的減少維護(hù)保養(yǎng)的難度。

5.2 更加符合綠色環(huán)保的需求

節(jié)能環(huán)保是可持續(xù)發(fā)展大背景下，各種汽車制造廠商不容忽視的一大要點(diǎn)，車用傳感器的數(shù)目眾多，因此傳感器自身的環(huán)保性能也不可輕視。車用傳感器的節(jié)能環(huán)?；枰獜囊韵路矫嫒胧郑海?）選用更加環(huán)保的新材料，進(jìn)行新型檢測技術(shù)的研發(fā)，從根本上減少傳感器本身及其工作過程中可能給環(huán)境帶來的各種污染；（2）實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。批量化生產(chǎn)不僅會提高傳感器的生產(chǎn)效率，降低單個傳感器的生產(chǎn)成本，還能有效的減少生產(chǎn)過程中各種原材料的浪費(fèi)，這也為節(jié)能環(huán)保做出了突出的貢獻(xiàn)。

6 結(jié)束語

傳感器是汽車電子技術(shù)的基礎(chǔ)，只有有了各種高精度、高可靠性傳感器的支持，汽車電子技術(shù)才能更加快速的發(fā)展，從而有效的提高汽車的安全性、舒適性和環(huán)保性，獲得更多用戶的青睞，為汽車行業(yè)的發(fā)展提供更有力的支持。

參考文獻(xiàn)

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