汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)

喬新麗

（許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 許昌 461000）

引言

在當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境下，傳統(tǒng)汽車技術(shù)得到了迭代更新，許多先進(jìn)的技術(shù)手段被利用于現(xiàn)代汽車中。智能傳感器技術(shù)在現(xiàn)代汽車被廣泛使用，帶來(lái)了很多深刻的影響。

1 智能傳感器概述與其種類

1.1 智能傳感器概述

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，傳感器朝著智能化的方向發(fā)展，進(jìn)一步地促進(jìn)了傳統(tǒng)的汽車行業(yè)向著智能化的高層次發(fā)展。通俗地講，智能傳感器是傳感器的集成化以及和微處理器相互融合得到的產(chǎn)物，可以實(shí)現(xiàn)汽車的自動(dòng)診斷、信息記憶以及數(shù)據(jù)收集分析處理等功能。特別地，在某些特殊的駕駛情況下，智能傳感器可以通過(guò)一系列的信息處理進(jìn)行相應(yīng)功能的調(diào)節(jié)，從而有效地保障了汽車的駕駛安全性和穩(wěn)定性能。智能傳感器的不斷發(fā)展，為后續(xù)人工智能技術(shù)以及相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

1.2 汽車智能傳感器種類

汽車電子系統(tǒng)主要由傳感器、控制執(zhí)行裝置和相應(yīng)的程序軟件組成。一般來(lái)說(shuō)，傳感器接收來(lái)自汽車外部或者汽車本身的情況，再向控制器傳輸相應(yīng)的信息，控制器進(jìn)一步將信息傳給相應(yīng)的程序軟件對(duì)信息進(jìn)行處理，最后得到相應(yīng)的指令傳送到執(zhí)行器。智能傳感器能針對(duì)汽車行駛時(shí)的路況、駕駛員反饋的信息等進(jìn)行收集，對(duì)車輛的內(nèi)外環(huán)境作出進(jìn)一步地調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境的變化，保障了汽車行駛的安全性和可靠性。按照傳感器的作用可以劃分為：距離傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、氣體濃度傳感器等，不同的傳感器兼顧不同功能或者幾種傳感器針對(duì)同一功能協(xié)調(diào)工作，每一個(gè)傳感器都有著自己的特殊位置，對(duì)汽車的使用性能都會(huì)造成影響，如果某一個(gè)傳感器失效，汽車可能就會(huì)喪失相應(yīng)的功能，由此可見(jiàn)，傳感器具有十分重要的作用。在過(guò)去的傳統(tǒng)汽車上，傳感器的作用范圍較為單一，大多應(yīng)用與發(fā)動(dòng)機(jī)，隨著智能傳感器技術(shù)的不斷提高，使得傳感器應(yīng)用于越來(lái)越多的范圍，包括車身，底盤等等[1]。

2 智能化汽車對(duì)傳感器工作需求

現(xiàn)階段，我國(guó)的汽車電子行業(yè)正朝著電子軟件的附加微處理器操作系統(tǒng)，電子儀器之間相互融合的智能化方向發(fā)展。汽車電子系統(tǒng)是由許多不同的控制單元協(xié)同作用而成的完整的電子控制系統(tǒng)，每一個(gè)不同的電子控制單元都可以進(jìn)行獨(dú)立的操作，又需要經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)配合共同完成相應(yīng)的功能，通過(guò)相互協(xié)調(diào)，可以有效保障整車的安全性和舒適性。目前，在我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，無(wú)論是普通傳感器還是智能傳感器，在使用過(guò)程中所用的時(shí)間都比較短，而且技術(shù)還沒(méi)有得到充分的改進(jìn)，因此這類傳感器的技術(shù)還需要進(jìn)一步的完善。

2.1 快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定的操作系統(tǒng)

當(dāng)前，我國(guó)的汽車行業(yè)的發(fā)展得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，發(fā)展的速度不斷加快，汽車的電子技術(shù)也在迅猛的發(fā)展，傳統(tǒng)的普通傳感器已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)于先進(jìn)的汽車電子技術(shù)，二者的矛盾越來(lái)越突出，為了可以滿足汽車行業(yè)的快速發(fā)展，智能傳感器技術(shù)亟待發(fā)展，通過(guò)智能傳感器的應(yīng)用，可以有效提高整車電路系統(tǒng)的集成化，從而可以有效的保證傳感器工作時(shí)具有快速精準(zhǔn)的特性，提高了整車的性能，保證了行車的安全及可靠[2]。

2.2 集成汽車零部件以及內(nèi)部電路

在現(xiàn)階段，汽車的系統(tǒng)構(gòu)成主要是通過(guò)電子儀器設(shè)備實(shí)施一體化的操控。通常來(lái)說(shuō)，車內(nèi)的空間較為有限，汽車的各個(gè)電子零部件的工作又需要一定的空間環(huán)境，使得駕駛員及乘客的舒適性受到一定的影響，如何對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，就需要提升汽車電子技術(shù)，集成汽車的零部件以汽車的內(nèi)部電路系統(tǒng)，最大程度上縮小電子系統(tǒng)所占的空間，可以有效提高乘車的舒適度。

2.3 汽車電子的智能操控

目前，車內(nèi)安全氣囊等部分部件長(zhǎng)時(shí)間處于待機(jī)工作狀態(tài)，在一些外部特殊環(huán)境下將正式啟動(dòng)。因此，為了保證汽車各部件的正常穩(wěn)定工作，汽車本身就需要有良好的智能檢測(cè)功能，同時(shí)要對(duì)各部件的工作狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)進(jìn)行有效檢查。

2.4 元器件的穩(wěn)定性

車內(nèi)各個(gè)區(qū)域的部件大部分功能特性明顯不同，車內(nèi)不同區(qū)域的系統(tǒng)運(yùn)行和工作環(huán)境也不同。因此，保證汽車系統(tǒng)零部件的安全性和具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力是保證整個(gè)汽車零部件正常工作的重要保證。

3 智能傳感器的應(yīng)用價(jià)值

3.1 監(jiān)測(cè)汽車內(nèi)外環(huán)境，提供精準(zhǔn)的信息

傳感器是汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵信息采集和反饋裝置。根據(jù)一定的數(shù)學(xué)算法，智能傳感器在感知車輛運(yùn)行狀況時(shí)，能最大限度地減小溫度、濕度和風(fēng)速對(duì)傳感器的影響。它能真實(shí)準(zhǔn)確地采集司機(jī)、乘客和周圍環(huán)境的信息，把相應(yīng)的信號(hào)傳遞給控制器進(jìn)行處理，及時(shí)采取有效的措施，保障車輛安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2 提高汽車電子系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)效率

汽車電子技術(shù)的水平高低，在某種程度上取決于智能傳感器技術(shù)高低。傳統(tǒng)的普通傳感器遇到復(fù)雜的工作環(huán)境，其性能往往會(huì)受到制約，不能有效準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù)，容易產(chǎn)生誤差，對(duì)汽車電子系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生影響，甚至?xí)绊懶熊嚨陌踩?，?duì)駕駛員及乘客的安全產(chǎn)生危害。

智能傳感器能夠高效率、高精度地采集和反饋信息，提高智能傳感器的技術(shù)水平，進(jìn)一步提高汽車電子系統(tǒng)的性能以及系統(tǒng)的效率，對(duì)乘車舒適性以及行車安全性做出更好的保障。

3.3 汽車電子傳感器智能化發(fā)展的必然性

首先，傳統(tǒng)傳感器的缺點(diǎn)、存在的問(wèn)題和不適用性導(dǎo)致了新型智能傳感器的研究發(fā)展。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)傳感器的分析，發(fā)現(xiàn)其性能相對(duì)不穩(wěn)定，靈敏度也較低。同時(shí)，噪聲也不能得到明顯的優(yōu)化。智能傳感器可以有效地處理上述問(wèn)題，優(yōu)化系統(tǒng)。

其次，對(duì)不同智能傳感器的功能和使用進(jìn)行分析研究，有利于針對(duì)性地對(duì)相應(yīng)的智能傳感器進(jìn)行功能升級(jí)。同時(shí)，在智能傳感器滿足其系統(tǒng)的要求后，需要進(jìn)一步根據(jù)外部環(huán)境因素變化做出相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)自校正、自補(bǔ)償?shù)墓δ?。智能傳感器在提升汽車安全性能的方面也具有十分顯著的影響，有效地推動(dòng)了汽車安全性能的提升。

4 汽車智能化傳感器的有效應(yīng)用

4.1 智能化傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

發(fā)動(dòng)機(jī)是將燃油中的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，作為整車的心臟，其控制系統(tǒng)的重要性不言而喻，是汽車最重要中樞核心。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各相應(yīng)部件的配合，使得發(fā)揮相應(yīng)的功能，通過(guò)對(duì)電子信息控制元件包括相應(yīng)的組件發(fā)出指令，進(jìn)行功能的控制，能夠保障發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工作環(huán)境下正常有序的工作。經(jīng)過(guò)研究分析，可以發(fā)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，傳感器的功能應(yīng)用對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)比重要。比如說(shuō)車速傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。車速傳感器主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，對(duì)轉(zhuǎn)速的需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)而能影響車速。

4.2 智能化傳感器汽車底盤控制系統(tǒng)應(yīng)用分析

汽車底盤控制系統(tǒng)對(duì)于車輛的穩(wěn)定行駛具有十分重要的作用，車輛的通過(guò)性，平順性，操作穩(wěn)定性等，都受到了汽車底盤因素的影響。比如說(shuō)受到汽車底盤控制系統(tǒng)制約的防抱死控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以維持汽車的滑移率控制在百分之十五到二十左右，使得汽車的附著系數(shù)維持在最大范圍內(nèi)，有效地防止車輛在制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性能，保障行車的安全。該系統(tǒng)收到來(lái)自智能傳感器的信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的感應(yīng)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，汽車的智能傳感器技術(shù)在底盤控制系統(tǒng)的運(yùn)用主要有以下幾個(gè)方面：第一，線性特點(diǎn)的加速度慣性傳感器，主要運(yùn)用的是智能系統(tǒng)技術(shù)，分為壓阻式和電容式兩種。第二，汽車懸架結(jié)構(gòu)包括車身穩(wěn)定系統(tǒng)中所用到的傳感器，主要通過(guò)智能化的檢測(cè)相應(yīng)的外部環(huán)境，進(jìn)行及時(shí)的信息處理。第三，防抱死傳感器，通過(guò)相應(yīng)的智能化體系的構(gòu)建，結(jié)合傳感器自身的功能應(yīng)用，保障汽車的制動(dòng)穩(wěn)定性等相關(guān)的性能。第四，變速控制傳感器，該傳感器主要是針對(duì)變速器的作用，實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的有效控制，采取相應(yīng)的智能系統(tǒng)，進(jìn)行分析處理，以經(jīng)濟(jì)性的方向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)，在保障動(dòng)力性能的前提下，盡可能地降低燃油的消耗。

4.3 壓力傳感器

壓力傳感器顧名思義，就是通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的壓力，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與傳遞。主要是通過(guò)檢測(cè)氣體壓力或者相應(yīng)裝置的液體壓力，對(duì)汽車的輪胎氣壓，大氣壓力等相關(guān)的壓力作出準(zhǔn)確的檢測(cè)及數(shù)據(jù)采集。在此之中，對(duì)制動(dòng)液壓系統(tǒng)中的壓力檢測(cè)的最為頻繁。液壓傳感器主要分為以下幾種：電容式傳感器、壓阻式傳感器和差壓傳感器。電容式的傳感器，具有較好的環(huán)境適應(yīng)能力，針對(duì)外界工作環(huán)境的變化能做出適應(yīng)，保證性能的穩(wěn)定；壓阻式的傳感器受到外界輸入的能量較高，會(huì)受到外界環(huán)境溫度的影響；差動(dòng)式變壓傳感器抗干擾能力較弱，但是對(duì)信息的采集性能上較好，準(zhǔn)確度高。

4.4 車身操控和導(dǎo)航傳感器

車身操控和導(dǎo)航傳感器，主要包括了車距傳感器、車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)控制傳感器、倒車超聲波傳感器、加速度傳感器等。汽車在行駛過(guò)程中會(huì)使用到導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)航操控傳感器結(jié)合了GPS定位系統(tǒng)，對(duì)車輛進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，對(duì)車輛車速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)車輛周圍的路況及與周邊車輛的距離進(jìn)行有效的反饋，保障了汽車行駛中的安全性與便捷性。導(dǎo)航控制傳感器又可分為速度傳感器以及陀螺儀傳感器兩種[4]。現(xiàn)如今的大部分轎車，都配備了多媒體視聽(tīng)系統(tǒng)，增加了汽車的功能，在駕駛員通過(guò)多媒體視聽(tīng)系統(tǒng)播放音頻時(shí)，會(huì)用到音頻信號(hào)傳感器，使得音頻系統(tǒng)的控制更加的智能化，駕駛員可以根據(jù)自己的需要，對(duì)各種音響進(jìn)行語(yǔ)音控制操作，來(lái)保證行車過(guò)程中的安全。

5 智能傳感器技術(shù)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用強(qiáng)化對(duì)策

5.1 加強(qiáng)傳感器智能化生產(chǎn)研發(fā)

從智能傳感器的生產(chǎn)研發(fā)水平出發(fā)，根據(jù)對(duì)今后汽車市 場(chǎng)對(duì)智能傳感器技術(shù)的需求，加強(qiáng)相關(guān)的質(zhì)量控制和制造工作[5]。政府和市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)要發(fā)揮主導(dǎo)作用，加強(qiáng)相關(guān)的智能傳感器技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)的監(jiān)管，進(jìn)行相應(yīng)的整頓，保障智能傳感器技術(shù)能夠得到更好的發(fā)展環(huán)境。根據(jù)全面實(shí)施智能傳感器技術(shù)的應(yīng)用要求，開(kāi)展質(zhì)量監(jiān)督和信息化管理。在此過(guò)程中，要全面分析存在的問(wèn)題，解讀傳感器智能化研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)投入。設(shè)計(jì)規(guī)劃和產(chǎn)品型號(hào)要與國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相比較，不能肆意或盲目地進(jìn)行。

5.2 加強(qiáng)智能化人才專業(yè)化培養(yǎng)

促進(jìn)學(xué)校和企業(yè)的合作，企業(yè)聯(lián)合學(xué)校，對(duì)相關(guān)的專業(yè)人才進(jìn)行全面的培養(yǎng)。專業(yè)人才要做到對(duì)現(xiàn)今傳感器技術(shù)進(jìn)行熟悉掌握，結(jié)合已有的理論知識(shí)儲(chǔ)備及傳感器智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)一步提升傳感器技術(shù)的智能化、信息化。

內(nèi)部人才培養(yǎng)，從樹(shù)立“全面網(wǎng)絡(luò)化理念”為基本核心，提高設(shè)備管理人員的準(zhǔn)確意識(shí)。定期、定期開(kāi)展相關(guān)培訓(xùn)活動(dòng)。加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使傳感器智能技術(shù)人員能在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到專業(yè)水平。

6 結(jié)論

對(duì)汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)進(jìn)行分析和研究，從多方面，不同角度論述了智能傳感器的實(shí)質(zhì)。通過(guò)分析汽車現(xiàn)今發(fā)展階段和發(fā)展需要，結(jié)合智能傳感器一些實(shí)際的應(yīng)用，包括在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，車身和導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車底盤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等，對(duì)智能傳感器技術(shù)的發(fā)展提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案，加強(qiáng)智能傳感器技術(shù)的提升，智能傳感器的研發(fā)，加強(qiáng)相應(yīng)的人才培養(yǎng)等，為汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展及下一步工作的開(kāi)展打下基礎(chǔ)。