汽車傳感器的類型和作用分析

李正網(wǎng)

摘 要：汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。認(rèn)識(shí)汽車上的傳感器以及常用傳感器的作用，對(duì)于傳感器的選擇和檢測(cè)尤為重要。本文以汽車運(yùn)用區(qū)域劃分，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣及導(dǎo)航等系統(tǒng)中相關(guān)的傳感器進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：汽車傳感器 傳感器類型 傳感器作用

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（b）-0037-02

現(xiàn)階段一輛中小型汽車上大約安裝有幾十只車用傳感器，而高配置汽車上的傳感器數(shù)量多達(dá)200余只。而在汽車傳感器的類型分類上比較片面，并沒有做全面的表達(dá)，在車主碰到有關(guān)傳感器的問題時(shí)難以全面認(rèn)識(shí)與應(yīng)對(duì)。這就需要對(duì)汽車傳感器進(jìn)行更好的分類總結(jié)，便于對(duì)傳感器選擇、檢測(cè)維修以及各個(gè)方面的應(yīng)用。

1 汽車上傳感器的作用

汽車傳感器是控制系統(tǒng)中的輸入裝置，在汽車運(yùn)行過程中搜集信息，如節(jié)氣門位置、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或其他所需形式的信號(hào)，以滿足信息的傳輸、處理、顯示、存儲(chǔ)、記錄和控制等要求，最終達(dá)到人們所需要的行車安全、舒適和高性能。汽車傳感器可對(duì)壓力、溫度、位置、轉(zhuǎn)速、流量、加速度、濕度、電磁、光電、振動(dòng)、氣體等各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和控制[1]。

2 汽車上傳感器的傳統(tǒng)分類方法

汽車中的傳感器分類方法眾多，如表1所示，類型多樣而復(fù)雜難記[2]。本文以四大應(yīng)用區(qū)域來對(duì)汽車傳感器進(jìn)行分類，即汽車四大部分，底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、車身、電氣及導(dǎo)航系統(tǒng)，從多個(gè)角度去介紹傳感器，適用又靈活多變。

3 發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳感器

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源，控制信號(hào)來源包括壓力傳感器、溫度傳感器、曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、空氣流量傳感器、爆震傳感器等，通過這些傳感器實(shí)施對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳性能狀態(tài)[3-4]。

3.1 壓力傳感器

進(jìn)氣管壓力傳感器主要是測(cè)量節(jié)氣門后進(jìn)氣管內(nèi)的絕對(duì)壓力，該壓力值是電控單元計(jì)算噴油量的主要參數(shù)。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，節(jié)氣門若開大，進(jìn)氣量則增多，進(jìn)氣管壓力且相應(yīng)增加。反之，則愈小。

大氣壓力傳感器通常被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制電腦ECM/PCM內(nèi)，主要在遇到周圍海拔變化時(shí)起作用，并將這些變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入到電腦內(nèi)。

3.2 溫度傳感器

汽車用溫度傳感器主要用于檢測(cè)冷卻液溫度、吸入氣體溫度、燃油溫度以及催化溫度等。

進(jìn)氣溫度傳感器信號(hào)是提供修正噴油量的依據(jù)之一。通常安裝于空氣流量計(jì)上，測(cè)量進(jìn)氣溫度。

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器通過冷卻液溫度表征發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，它的內(nèi)部是半導(dǎo)體熱敏電阻。冷卻液溫度越高，電阻就越小，反之，亦然。安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體或者缸蓋上，檢測(cè)冷卻液溫度，搜集的數(shù)據(jù)供給電控單元作為變化噴油量的依據(jù)。

3.3 節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上，將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，以便計(jì)算機(jī)控制噴油量，節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)量輸出和線性輸出兩種類型。

開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器實(shí)質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)，又稱為節(jié)氣門開關(guān)，這種節(jié)氣門位置傳感器包括動(dòng)觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)、全負(fù)荷觸點(diǎn)。利用怠速觸點(diǎn)和全負(fù)荷觸點(diǎn)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速狀態(tài)及全負(fù)荷狀態(tài)。線性節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門上，可以連續(xù)檢測(cè)節(jié)氣門的開度。

3.4 氧傳感器

在使用三元催化轉(zhuǎn)換裝置的汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中，一般在排氣管中安排氧傳感器，檢測(cè)排氣中氧含量，從而間接地判定進(jìn)入氣缸內(nèi)混合氣的濃度，以便對(duì)實(shí)際空燃比進(jìn)行閉環(huán)控制。若排氣中氧的含量過高，表明混合氣過稀，氧傳感器即輸出電信號(hào)給ECU，指令噴油器增加噴油量。

3.5 空氣流量傳感器

也被叫做空氣流量計(jì)，功用是測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量，同時(shí)將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入電子控制單元，作為決定噴油的基本信號(hào)之一，供ECU計(jì)算噴油量和點(diǎn)火正時(shí)。

3.6 爆震傳感器

檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)有無發(fā)生爆震，并輸送信號(hào)進(jìn)行計(jì)算控制。通過檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)情況、燃燒噪聲、氣缸壓力來判斷是否發(fā)生爆震。

3.7 曲軸位置傳感器

曲軸位置傳感器，是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中最主要的傳感器，可用于點(diǎn)火正時(shí)控制，即控制點(diǎn)火時(shí)刻，確定點(diǎn)火提前角；還可檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算噴油量。

4 底盤上的傳感器

底盤上的傳感器主要用于包括變速器、懸架、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等。通過這些傳感器，使汽車平穩(wěn)行駛，提高安全性能[3-4]。

4.1 變速器控制系統(tǒng)中的傳感器

主要運(yùn)用在電控自動(dòng)變速器上，通過搜集及處理各個(gè)能利用到的傳感器信號(hào)源來讓電控裝置控制換檔點(diǎn)與液力變矩器鎖止，從而使動(dòng)力及燃油經(jīng)濟(jì)性得以最大化，該類型的傳感器包括負(fù)荷傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器等。

4.2 懸架控制系統(tǒng)中的傳感器

根據(jù)行駛路面的不同情況，車輛安全舒適性能時(shí)刻在發(fā)生變化，這就需要懸架系統(tǒng)傳感器檢測(cè)分析不同數(shù)據(jù)，做出對(duì)車高及車輛姿勢(shì)的不同調(diào)節(jié)的選擇，其中包括的傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、車身高度傳感器、側(cè)傾角傳感器、車速傳感器等。

4.3 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳感器

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的好壞直接決定安全性能的好壞，其中的傳感器就是安全的保障，主要運(yùn)用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，依靠油壓傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等提高的綜合信號(hào)，以獲取轉(zhuǎn)向反應(yīng)迅速，操作輕松靈便，提高燃油經(jīng)濟(jì)性和安全性。

4.4 電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)中的傳感器

電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)（ESP）綜合了ABS、BAS和ASR3個(gè)系統(tǒng)。在這3個(gè)系統(tǒng)共同的作用下，最大限度地避免汽車出現(xiàn)跑偏、甩尾和側(cè)翻等問題，提高了安全性能，大致包含有車輪傳感器、橫向加速度傳感器、側(cè)滑傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器等。

5 車身上的傳感器

車身上的傳感器主要用于提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等，車身上包括了種類較多的傳感器，如表2所示。

6 電氣及導(dǎo)航系統(tǒng)上的傳感器

近些年來，導(dǎo)航系統(tǒng)給人們帶來了很多方便之處，特別是在行車過程中能讓車主及時(shí)了解道路的情況，其中主要包括的傳感器有車速傳感器、陀螺儀、羅盤傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。

7 結(jié)語

汽車傳感器作為汽車電子控制的信號(hào)源，把汽車運(yùn)行中的各種工況信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸送給中央控制單元，使汽車處于最佳工作狀態(tài)。本文主要介紹了汽車上傳感器的類型和作用原理，以汽車四大應(yīng)用區(qū)域?yàn)閭鞲衅鬟M(jìn)行分類，并且分析各種傳感器的作用。如此分類清晰明了，作用介紹分析可詳可略，可以系統(tǒng)了解認(rèn)識(shí)到車用傳感器。

參考文獻(xiàn)

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