智能傳感器技術(shù)在汽車上的應(yīng)用探討

凌艷軍

關(guān)鍵詞：汽車 智能傳感器 技術(shù) 應(yīng)用

汽車相關(guān)行業(yè)發(fā)展極為迅速.為使其能夠更好地滿足人們需求，汽車需要不斷融入更多的新技術(shù)。以實(shí)現(xiàn)性能和質(zhì)量等各方面的提升。當(dāng)前電子技術(shù)是國(guó)內(nèi)外汽車相關(guān)行業(yè)中極為重要的一部分.是汽車質(zhì)量和性能優(yōu)劣的主要參考標(biāo)準(zhǔn)之一。

在汽車相關(guān)的電子系統(tǒng)中，電子傳感器是起關(guān)鍵性作用的組成部件之一，但是傳感器技術(shù)不斷地更新?lián)Q代，傳統(tǒng)形式上的傳感器已無法針對(duì)外部所能接收到的數(shù)據(jù)信息做到及時(shí)的獲取.也無法針對(duì)外界環(huán)境所能產(chǎn)生的干擾進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。在此背景下.智能傳感器技術(shù)將最終取代傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)，并將大大提升現(xiàn)代汽車的使用性能，包括穩(wěn)定性、安全性等。目前現(xiàn)代汽車的智能化特征也具有了較為明顯的表現(xiàn)形式。

因此，智能傳感器技術(shù)的研究十分必要。本文結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識(shí)，對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

1汽車智能傳感器概述

根據(jù)我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。傳感器是指能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件以及轉(zhuǎn)換電路三部分組成。

現(xiàn)代汽車上安裝的智能傳感器系統(tǒng)，是整個(gè)汽車在電子技術(shù)方面.所具備的核心內(nèi)容的組成部分。它能夠針對(duì)汽車所具備的相關(guān)規(guī)則以及對(duì)應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)，將非電量性質(zhì)的信號(hào)，合理轉(zhuǎn)化為電量性質(zhì)的信號(hào)。一般情況下，汽車當(dāng)中所具有的電子傳感器部分，包括轉(zhuǎn)換以及敏感元件，通過相對(duì)應(yīng)的一定數(shù)字計(jì)算方法，能夠做到將有效信號(hào)進(jìn)行條件轉(zhuǎn)換。汽車傳感器把汽車運(yùn)行中可能發(fā)生的各種狀況信息轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳輸給中央控制單元。

智能傳感器應(yīng)包括傳感器集成和微處理器技術(shù)，能夠自動(dòng)診斷和分析車輛的駕駛狀況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給用戶。在發(fā)生危險(xiǎn)和其他緊急情況時(shí)，還可以使用科學(xué)的處理方法傳輸數(shù)據(jù)，以確保安全駕駛。

目前我國(guó)汽車中使用的智能傳感器具有類型.較常見的是電子控制停止傳感器、自動(dòng)駕駛員座椅控制傳感器、控制裝置轉(zhuǎn)向傳感器等。智能傳感器可以支持自動(dòng)電子相關(guān)的控制系統(tǒng)在汽車內(nèi)的正常運(yùn)行，建立起基于科學(xué)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，并向用戶提供及時(shí)的有效信息。

一般情況下，一輛汽車會(huì)同時(shí)運(yùn)用多個(gè)類型的傳感器.相對(duì)高級(jí)的汽車甚至可能存在幾十個(gè)具有傳感器功能的系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。傳感器設(shè)備具有不同的功用.主要包括測(cè)量汽車內(nèi)部的干濕度、顯示汽車目前的行駛速度速度、測(cè)量汽油濃度以及顯示汽車各個(gè)表面的溫度等。由于各個(gè)傳感器的類型不同.傳感器所具有的功能也會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)的改變。當(dāng)汽車中的某個(gè)傳感器使用中出現(xiàn)操作錯(cuò)誤或故障，相關(guān)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)停止運(yùn)行的情況，那么針對(duì)這一類情況中的自動(dòng)控制就顯得尤為關(guān)鍵。

汽車所使用的傳感器技術(shù)應(yīng)當(dāng)具有能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)性、可靠性以及良好的環(huán)境適應(yīng)性。在經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐研究發(fā)展中。未來的智能傳感器將充分?jǐn)U大自身所能應(yīng)用的范圍。并發(fā)展成熟。

2智能傳感器技術(shù)在汽車上的應(yīng)用

2.1在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

安全性能是汽車的核心性能要素之一。因此，傳感器首先應(yīng)當(dāng)做到能夠根本地保障車上人員的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。在進(jìn)行正常駕駛的過程中.當(dāng)發(fā)生事故或緊急情況時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，應(yīng)實(shí)現(xiàn)防抱死的對(duì)應(yīng)制動(dòng)系統(tǒng)的瞬時(shí)啟動(dòng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用可將車輛車輪與地面之間的滑動(dòng)速度保持在20%以下和5%以上，且車輛不會(huì)因超速而造成側(cè)翻事故的發(fā)生。在此過程中，傳感器執(zhí)行其主要運(yùn)行功能。它可以在駕駛車輛時(shí)確定車輪的速度。如果車輛在行駛過程中的打滑率超過20%.傳感器將開始自動(dòng)控制模式。以確保車輛運(yùn)行的穩(wěn)定程度。

制動(dòng)器的液壓制動(dòng)和結(jié)構(gòu)基本相同.分為盤式和鼓式，其發(fā)動(dòng)機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電制動(dòng)控制（ECU）接收來自停車和停車制動(dòng)控制的制動(dòng)信號(hào)。它還可以從車輪上的傳感器接收一些信號(hào)，確定車輪是否打滑和抱死，然后檢查車輪的制動(dòng)功率，以了解打滑和不堵塞情況。懸架系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)是集成的，電子控制單元還必須考慮檢查這些系統(tǒng)的及時(shí)和準(zhǔn)確性。皮帶為系統(tǒng)提供能量和電氣控制信號(hào)。能量供應(yīng)為整個(gè)電氣制動(dòng)系統(tǒng)提供能量，它與其他系統(tǒng)共享.它可以是不同的能源，包括可再生能源。緊急制動(dòng)所用到的傳感器有毫米波雷達(dá)等。

2.2在汽車底盤管控系統(tǒng)中的運(yùn)用

車輛底盤控制系統(tǒng)探測(cè)器主要由非阻塞制動(dòng)系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成.能夠通過信號(hào)確保駕駛安全。車輛底盤控制系統(tǒng).主要包括以下幾種結(jié)構(gòu)。

自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)根據(jù)油門踏板開度和車速信號(hào)計(jì)算更換時(shí)間，激活相應(yīng)的電磁閥使閥門工作，連接主油道和起動(dòng)缸并連接齒輪。電子控制系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航規(guī)律精確控制齒輪。以確保車輛具有良好的能量和經(jīng)濟(jì)性。

自動(dòng)換檔控制系統(tǒng)使用多個(gè)傳感器，如O/D永久離合器轉(zhuǎn)速傳感器，1號(hào)車速傳感器和2號(hào)車速傳感器，用于調(diào)整位移時(shí)間;液壓油溫度傳感器用于檢測(cè)液壓油溫度信號(hào).并用于控制位移、控制油壓、控制鎖定裝置等。電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可在低速時(shí)降低轉(zhuǎn)向控制裝置的功率。并在高速時(shí)增加轉(zhuǎn)向功率。以提高操縱穩(wěn)定性。它通過電子控制單元連續(xù)輸入車速信號(hào)和電子控制單元的液壓油量.以了解輔助作用。電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從車速傳感器和扭矩傳感器向電子控制單元發(fā)送信號(hào)。根據(jù)輸入信號(hào)，電子控制單元確定助力扭矩的大小和方向，并通過電磁耦合和減速機(jī)構(gòu)插入扭矩控制.以實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)向控制。

2.3酒精檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在確保交通安全性方面.針對(duì)酒精進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用.它能夠?qū)Ⅰ{駛員在操作車輛時(shí)的飲酒情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)針對(duì)車內(nèi)空氣中所含酒精，監(jiān)測(cè)其是否出現(xiàn)超標(biāo)情況。在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的情況下，應(yīng)使用智能傳感器檢測(cè)酒精，數(shù)據(jù)結(jié)果應(yīng)返回并保持受控。

智能探測(cè)器的功能是收集酒精和金屬氧化物半導(dǎo)體氣體反應(yīng)產(chǎn)物，然后使用傳感器的敏感元件，測(cè)量出駕駛員的酒精值。酒精檢測(cè)系統(tǒng)通常將酒精傳感器、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、報(bào)警電路和其他部件集成到汽車駕駛室的方向盤中。

一般可以看到方向盤表面有一些用于收集的細(xì)微孔，可以收集駕駛員的呼吸氣體并分析酒精含量，根據(jù)智能傳感器元件在電阻值方面的變化，來判斷其中的酒精濃度是否超標(biāo)。針對(duì)所檢測(cè)出的酒精所含不同濃度.設(shè)置出對(duì)應(yīng)的安全警示提醒功能.從而避免駕駛員在飲酒狀態(tài)下駕駛機(jī)動(dòng)車的情況.降低由于飲酒所造成的交通事故帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

進(jìn)氣傳感器的功能是將進(jìn)氣管的氣壓調(diào)整為電信號(hào).并將其發(fā)送至電子控制單元.然后電子控制裝置控制噴油器打開的時(shí)間。在油門后面、加速器的前部是大氣連接的，進(jìn)氣為大氣壓力，背壓為負(fù)壓，節(jié)氣門在其前后部均有進(jìn)氣管與附加空氣閥相通。

應(yīng)使用車輛的空氣流量傳感器（或空氣流量計(jì)）直接或間接檢測(cè)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣量，并將檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。并將其插入電子控制單元（ECU）。在不同操作條件下實(shí)現(xiàn)混合物的最佳濃度，并應(yīng)始終準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量。

ECU是計(jì)算（調(diào)整）噴油量的主要依據(jù)。如果空氣流量傳感器或流量電路不工作，電子控制單元無法接收到正確的進(jìn)氣量信號(hào)，噴油量無法正?？刂?，混合氣過濃或過稀，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作異常。

汽油噴射系統(tǒng)中有幾種類型的電子控制空氣流量傳感器。目前，常見的空氣流量傳感器可分為機(jī)翼（葉片）型卡爾曼渦流式和熱膜式等?？諝饬髁總鞲衅鞯墓δ苁菣z測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣，將進(jìn)氣信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，并通過電子控制單元（ECU）傳輸。該駕駛要求點(diǎn)火裝置點(diǎn)火以獲得向前脈沖，因此當(dāng)車輛點(diǎn)火時(shí)，電子控制單元的充氣是計(jì)算燃油噴射時(shí)間、燃油噴射量和點(diǎn)火裝置點(diǎn)火時(shí)間的基礎(chǔ)。

3結(jié)語(yǔ)

智能傳感器技術(shù)是經(jīng)歷了長(zhǎng)期的研究實(shí)踐得以發(fā)展。由于汽車需要較多的部件和系統(tǒng)參與。同時(shí)隨著汽車技術(shù)的迅速發(fā)展和人們需求的不斷提升，汽車設(shè)計(jì)將越來越繁瑣。由于智能傳感器實(shí)現(xiàn)了汽車諸多范圍領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，因此，在未來的汽車發(fā)展過程中，智能傳感器相關(guān)技術(shù)的使用范圍將會(huì)在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地深化與擴(kuò)大.并將在汽車領(lǐng)域做出其獨(dú)特的貢獻(xiàn)。