基于智能傳感器在汽車上的綜合應用

薛浩洋 賈元威 韓正辰

【摘要】在科技日益發(fā)展的今天，汽車智能電子傳感器已經成為汽車制造中的重要設備，汽車智能傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是電子控制系統(tǒng)的關鍵部分。電子科技技術的核心智能傳感器大量應用于現代汽車的電子系統(tǒng)統(tǒng)上。智能傳感器在汽車電子中得到深化和改進，通過智能傳感器的信息收集作用、能夠與汽車的電子系統(tǒng)配合配合使用，提高汽車的準確性和安全性。

【關鍵詞】傳感器;應用;控制系統(tǒng)

引言：對于汽車行業(yè)來說，傳感器是汽車電子技術領域的核心內容，現代化的汽車已經是由單純的機電產業(yè)發(fā)展成高機電一體化的產品了。汽車電子領域高度重視智能傳感器的技術研發(fā)與升級，為保證智能傳感器在汽車電子系統(tǒng)領域得到更好的發(fā)展，不斷的對傳感器技術進行優(yōu)化升級，本文就智能傳感器在汽車上的綜合應用做一些研討。

1 汽車傳感器概述

1.1定義

傳感器的定義為能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件和裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器是一種可以將非電量轉換為電量的一種的裝置，從當前的傳感技術來看，主要分為光感傳感器技術、多傳感技術和生物傳感技術等類別。傳感器市場上，傳統(tǒng)的傳感器逐步被淘汰，現狀時興的是一種智能化、多功能化、微型化、集成化的傳感器，并且這種傳感器漸漸地將變成汽車傳感器必不可少的一部分。

1.2汽車傳感器的分類

汽車傳感器是汽車計算機系統(tǒng)的輸入裝置，它把汽車運行中各種工況信息，如車速、各種介質的溫度、發(fā)動機運轉工況等，轉化成電信號輸送給計算機，以便使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)。汽車傳感器根據不同的應用采取不同的分類方式按照用途可分為壓力敏、力敏、速度、熱敏和濕敏傳感器等;按輸出信號可分為模擬傳感器、數字傳感器和開關傳感器等;按制造工藝分為集成傳感器和單體傳感器等。無論何種類型的傳感器，其工作原理均是將待測定的物理或化學量轉變?yōu)殡娦盘?，如利用壓電效應，磁致伸縮，離化、磁電等效應將物理或化學量轉換成電信號。

2 智能傳感器在汽車上的有效應用

2.1智能傳感器在汽車上的應用體現

2.1.1車身控制傳感器

車身控制傳感器主要是為了保持汽車在行駛過程中方向的控制，采用這類傳感器一方面是為了行車的安全性，一方面是為了提高汽車在行駛時候的舒適度。主要應用于自動空調系統(tǒng)中，如測溫傳感器、日照傳感器、風量傳感器;用于亮度自控的光傳感器;圖像傳感器等。車身傳感器的應用使汽車控制系統(tǒng)更人性化。

2.1.2汽車壓力傳感器

應用在汽車上的壓力傳感器種類繁多，有的裝配在發(fā)動機上，例如進氣壓力傳感器、進氣溫度壓力傳感器、機油壓力傳感器、高壓油軌傳感器、氣缸壓力傳感器等;有的裝配在整車上，如空調壓力傳感器、油箱壓力傳感器、尿素壓力傳感器等。這些壓力傳感器都有一個共同的特點，其準確度與穩(wěn)定性都很高，非?？煽?，不容易受到環(huán)境（如高溫、振動等）的影響，且能大規(guī)模制造。汽車用壓力傳感器的三種主流技術分別為：基于微機電MEMS技術的壓力傳感器，基于陶瓷電容技術的壓力傳感器和基于硅應變片技術MSG的壓力傳感器。氣壓傳感器在時時檢測各部件氣壓的同時也是為了提高汽車在行駛中的安全性。這種壓力傳感器可以很高效地對汽車內部的氣壓進行控制與監(jiān)測。

2.1.3汽車轉速傳感器

轉速傳感器主要檢測變速箱、發(fā)動機的運轉速度，通過電腦信號來控制發(fā)動機怠速，自動變速器的變扭器鎖止，自動變速器換檔及發(fā)動機冷卻風扇的開閉和巡航定速等其它功能。轉速傳感器的輸出信號可以是磁電式交流信號，也可以是霍爾式數字信號或者是光電式數字信號。在汽車上磁電式傳感器及霍爾式傳感器是應用最多的兩種轉速傳感器，可以對于汽車在運行狀態(tài)時的車輪的進行及時的檢查。如果車輪的旋轉存在一定的問題，就會使傳感器及時的接送信號傳遞給電控單元，減少車輪的動力增長，避免車輪抱死現象等。

2.2智能傳感器在當前汽車電子中的應用分析

2.2.1在汽車制動系統(tǒng)的應用

就針對汽車的制動系統(tǒng)而言，ABS系統(tǒng)是控制汽車在制動時車輪發(fā)生抱死的安全保護系統(tǒng)，這樣就能有效的保證汽車輪胎與地面之間的滑動率。因此，無論汽車在任何路面進行制動裝置，其都會自動調節(jié)汽車車輪上的制動力矩，這樣就可在一定程度上保障車輛在制動時不會發(fā)生輪胎抱死的情況，從而就會提高汽車運行的穩(wěn)定性與安全性。而防抱死智能傳感器主要就是一種控制車輪角速度的智能傳感器，其可以實現對車輪轉速的有效監(jiān)測，進而就能有效的對制動油壓進行合理控制，以此就能保障汽車行駛的安全性。

2.2.2在車身操控系統(tǒng)的應用

車身是車內人員的主要防護層，當發(fā)生各種事故時其能夠為車內人員提供有力保護，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）用于車內空調系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和風速傳感器;（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，以保證車內人員的安全。

2.2.3在底盤操控系統(tǒng)的應用

底盤控制系統(tǒng)包括傳動系控制系統(tǒng)、行駛系控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、轉向控制系統(tǒng)、制動控制系統(tǒng)各種不同系統(tǒng)中傳感器的使用。以防撞及懸架電子控制為例：為防止在行車時發(fā)生碰撞事故，車輛前后會安裝測距裝置，利用雷達或超聲波，這些裝置中都大量使用了傳感器。懸架是汽車必不可少的配置之一，好的懸架可以大幅減少車身的震動，提高整車穩(wěn)定性能。懸架系統(tǒng)傳感器的作用對象涉及速度與加速度、車身高度、方向盤角度等，計算機會在處理這些信號后再調控車輛的行駛。

2.2.4在輔助駕駛控制系統(tǒng)的應用

輔助駕駛系統(tǒng)中使用到多種傳感器，如：在自適應巡航系統(tǒng)、碰撞預警以及盲點監(jiān)測系統(tǒng)中主要使用毫米波雷達;在行人識別、交通標志識別中，主要使用攝像頭。不論是傳統(tǒng)車型所裝配的ADAS系統(tǒng)，還是新興的無人汽車都需要多種智能傳感器的融合協(xié)同。這些系統(tǒng)大多都是通過將MEMS慣性傳感器及攝影機、雷達或光學雷達等感知系統(tǒng)的智能結合來實現的。

3 結語

綜上所述，智能傳感器作為汽車重要的電子控制核心，發(fā)揮著巨大的作用，它改變了傳統(tǒng)汽車駕駛的方式。通過人機交互等手段成功的將汽車電子與智能傳感器進行了整合，從根本上優(yōu)化了汽車駕駛和相關動力系統(tǒng)的輔助功能。本文通過對智能傳感器在汽車上綜合應用的介紹，希望能對讀者有一些幫助。