汽車(chē)電子傳感器的特點(diǎn)及應用分析

一、引言

汽車(chē)電子技術(shù)是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一。汽車(chē)傳感器作為汽車(chē)電子控制系統的信息源，是汽車(chē)電子控制系統的關(guān)鍵部件，也是汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內容之一，汽車(chē)傳感器的使用數量和技術(shù)水平?jīng)Q定了汽車(chē)控制系統的性能。一般一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車(chē)的傳感器數量可達二百余只，主要分布于發(fā)動(dòng)機控制系統、底盤(pán)控制系統、車(chē)身控制系統和導航系統中。

二、汽車(chē)傳感器的特點(diǎn)

汽車(chē)傳感技術(shù)是隨著(zhù)汽車(chē)電子的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。汽車(chē)傳感器是汽車(chē)電子控制系統的輸入裝置，它把汽車(chē)運行過(guò)程中的各種工況信息如車(chē)速、發(fā)動(dòng)機運轉工況等轉化成電信號輸給中央控制單元，使發(fā)動(dòng)機處于最佳工作狀態(tài)。汽車(chē)傳感器可對溫度、壓力、位置、轉速、加速度、流量、濕度、電磁、光電、氣體、振動(dòng)等信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效而準確的測量和控制。由于汽車(chē)行駛環(huán)境中溫度和氣候條件差別極大，因此要求傳感器具有極強的適應能力，能在-40℃一100℃的環(huán)境中正常工作：同時(shí)，汽車(chē)傳感器還要經(jīng)受來(lái)自發(fā)動(dòng)機內部的各種干擾，以及行駛過(guò)程中的路況引起的振動(dòng)。因此，汽車(chē)工業(yè)對傳感器的要求極為苛刻，汽車(chē)傳感器必須具有穩定性和精度高、響應快、可靠性好、抗干擾和抗震能力強、使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)。

三、汽車(chē)傳感器的應用

l、發(fā)動(dòng)機控制系統傳感器

發(fā)動(dòng)機控制系統傳感器給發(fā)動(dòng)機的電子控制單元提供各種信息，電子控制單元處理這些信息并向發(fā)動(dòng)機發(fā)出精確的控制指令，對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機能在各種工況下正常地工作。利用這類(lèi)傳感器可提高汽車(chē)的動(dòng)力性能和舒適性、降低油耗、減少廢氣排放，正確反映行駛故障。

(1)溫度傳感器

主要檢測發(fā)動(dòng)機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、機油溫度、催化溫度等。實(shí)際應用的溫度傳感器主要有線(xiàn)繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。繞線(xiàn)電阻式溫度傳感器精度較高，但響應特性差;熱敏電阻式傳感器靈敏度高，響應特性好，但線(xiàn)性差，適用溫度較低;熱電偶式精度高，測量范圍寬，但須考慮放大器和冷端處理問(wèn)題。

(2)壓力傳感器

主要有檢測制動(dòng)液壓系統和潤滑油系統壓力的壓力傳感器，測量氣體介質(zhì)壓力的歧管壓力、風(fēng)壓、大氣壓力和輪胎壓力傳感器等。目前應用較多的車(chē)用壓力傳感器主要有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式(IVDT)和表面彈性波式(SAW)。

電容式傳感器具有輸入能量高、動(dòng)態(tài)響應好、環(huán)境適應性好等特點(diǎn);壓敏電阻式受溫度影響大，需另設溫度補償電路。但適用于大量生產(chǎn);LVDT式有較大輸出，易于數字輸出，但抗干擾性差：SAW式具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數字量輸出等特點(diǎn)。用于汽車(chē)吸氣閥壓力檢測.能在高溫下穩定的工作，是一種較為理想的傳感器。

(3)轉速、角度和車(chē)速傳感器

主要用于檢測曲軸轉角、發(fā)動(dòng)機轉速、車(chē)速等。主要有電磁式、磁阻式、霍爾效應式、光學(xué)式、振動(dòng)式等。

(4)氣體濃度傳感器

主要用于檢測車(chē)體內氣體和廢氣排放，其中最主要的是氧傳感器。氧傳感器安裝在攤氣管內，測量排氣管中的含氧量，確定發(fā)動(dòng)機的實(shí)際空燃比與理論值的偏差，控制系統根據反饋信號，調節可燃混和氣的濃度，使空燃比接近于理論值，從而提高經(jīng)濟性.降低排氣污染。實(shí)際應用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。

(5)爆震傳感器

用于檢測發(fā)動(dòng)機的振動(dòng)，通過(guò)調整電火提前角控制和避免發(fā)動(dòng)機發(fā)生爆震。能把爆震信號傳給控制系統，抑制爆震的發(fā)生。主要有磁致伸縮式和非共振型壓電式。

(6)流量傳感器

測定進(jìn)氣量和燃油流量以控制空燃比，主要有空氣流量傳感器和燃料流量傳感器?？諝饬髁總鞲衅鳈z測進(jìn)入發(fā)動(dòng)機的空氣量從而控制噴油器的噴油量。以得到較準確的空燃比。實(shí)際應用的有卡門(mén)旋渦式、葉片式、熱線(xiàn)式?？ㄩT(mén)式無(wú)可動(dòng)部件、反映靈敏、精度較高;熱線(xiàn)式易受吸入氣體脈動(dòng)影響，且易斷絲;燃料流量傳感器用于判定燃油消耗量，主要有水車(chē)式和球循環(huán)式。

2、底盤(pán)控制系統傳感器

底盤(pán)控制系統傳感器是指分布在變速器控制系統、懸架控制系統、動(dòng)力轉向系統、防抱死制動(dòng)系統(ABS)中的傳感器。要求盤(pán)底控制系統傳感器能提供精確的信號，同時(shí)還能適應惡劣的環(huán)境，司機才能安全舒適地駕駛汽車(chē)。

(1)線(xiàn)性加速度慣性傳感器

線(xiàn)性加速度慣性傳感器設置在底盤(pán)的入口，在自適應懸掛系統，車(chē)輛穩定性系統和防抱死制動(dòng)系統(ABs)中均有應用。目前采用MEMS技術(shù)制作的線(xiàn)性加速度慣性傳感器有壓阻式MENS加速度傳感器、電容式MEMS加速度傳感器和諧振粱MEMS傳感器。

(2)角速率傳感器

角速率傳感器用于底盤(pán)懸架系統和車(chē)輛穩定性系統中，角速率傳感器也應用了MEMS技術(shù)，其工作原理是檢測施加在不同類(lèi)型結構，如環(huán)形、薄型、盤(pán)式和片式的Coriolis力的效應。

(3)變速器控制傳感器

變速器控制傳感器主要是電控自動(dòng)變速器的控制。它通過(guò)處理由車(chē)速傳感器、加速度傳感器、發(fā)動(dòng)機負荷傳感器、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器檢測獲得的信息，使電控裝置控制換檔點(diǎn)和液力變矩器鎖止，實(shí)現最大動(dòng)力和最大燃油經(jīng)濟性。

(4)懸架系統控制傳感器

懸架系統控制傳感器可以根據檢測到的信息自動(dòng)調整車(chē)高，控制車(chē)輛姿勢的變化，從麗實(shí)現對車(chē)輛舒適性、操縱穩定性和行車(chē)穩定性的控制，主要有車(chē)速傳感器、節氣門(mén)開(kāi)度傳感器。加速的傳感器、車(chē)身高度傳感器、側傾角傳感器、轉向盤(pán)轉角傳感器等。

(5)動(dòng)力轉向系統傳感器

動(dòng)力轉向系統傳感器主要用于電動(dòng)助力轉向系統中。根據車(chē)速傳感器、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器、轉矩傳感器、油壓傳感器提供的信號，使汽車(chē)轉向時(shí)反應迅速，操作靈活輕松，降低燃油損耗，提高駕駛的安全性。

(6)防拖死制動(dòng)系統(ABS)傳感器

防抱死制動(dòng)系統(ABS)傳感器是通過(guò)輪速傳感器檢測車(chē)輪轉速，使汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)，使車(chē)輪能獲得最大制動(dòng)效率，同時(shí)保證車(chē)輪不被抱死、側滑。使汽車(chē)在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中保持良好的行駛穩定性和方向可操作性.

3、車(chē)身控制系統傳感器

主要用于提高汽車(chē)的安全性、可靠性和舒適性。車(chē)身控制系統傳感器主要有用于自動(dòng)空調系統的溫度傳感器、濕度傳感器、日照傳感器等：用于雨滴檢測的雨量傳感器;用于安全氣囊系統中的加速度傳感器;用于門(mén)鎖控制的車(chē)速傳感器;用于亮度自動(dòng)控制的日照傳感器;用于倒車(chē)用的超聲波傳感器和激光傳感器;用于保持車(chē)距的微波傳感器、紅外傳感器：用于消除駕駛員盲區的圖像傳感器。

4、導航控制傳感器

主要有車(chē)速傳感器、陀螺傳感器(監測車(chē)輛行駛方向的傳感器)，與全球定位系統GPS相結合，給汽車(chē)提供全面、及時(shí)的交通信息，使汽車(chē)能敏銳感知自身和其他車(chē)輛的位置，同時(shí)還可以感知駕駛者的盲點(diǎn)。