汽車(chē)發(fā)動(dòng)機控制、底盤(pán)控制傳感器盤(pán)點(diǎn)

微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車(chē)傳感器的主流。

發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器

發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器是整個(gè)汽車(chē)傳感器的核心，種類(lèi)很多，包括溫度傳感器、壓力傳感器、位置和轉速傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和爆震傳感器等。這些傳感器向發(fā)動(dòng)機的電子控制單元(ECU)提供發(fā)動(dòng)機的工作狀況信息，供ECU對發(fā)動(dòng)機工作狀況進(jìn)行精確控制，以提高發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性、降低油耗、減少廢氣排放和進(jìn)行故障檢測。

由于發(fā)動(dòng)機工作在高溫(發(fā)動(dòng)機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃)、振動(dòng)(加速度30g)、沖擊(加速度50g)、潮濕(100%RH，-40℃-120℃)以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中，因此發(fā)動(dòng)機控制系統用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個(gè)數量級，其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來(lái)的測量誤差將最終導致發(fā)動(dòng)機控制系統難以正常工作或產(chǎn)生故障。

1.溫度傳感器

溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動(dòng)機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線(xiàn)繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類(lèi)型。三種類(lèi)型傳感器各有特點(diǎn)，其應用場(chǎng)合也略有區別。線(xiàn)繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差;熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線(xiàn)性差，適應溫度較低;熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。

已實(shí)用化的產(chǎn)品有熱敏電阻式溫度傳感器(通用型-50℃～130℃，精度1.5%，響應時(shí)間10ms;高溫型600℃～1000℃，精度5%，響應時(shí)間10ms)、鐵氧體式溫度傳感器(ON/OFF型，-40℃～120℃，精度2.0%)、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器(-40℃～150℃，精度2.0%、5%，響應時(shí)間20ms)等。

2.壓力傳感器

壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動(dòng)機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用于吸氣壓、負壓、油壓檢測。汽車(chē)用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動(dòng)變壓器式(LVDT)、表面彈性波式(SAW)。

電容式壓力傳感器主要用于檢測負壓、液壓、氣壓，測量范圍20～100kPa，具有輸入能量高，動(dòng)態(tài)響應特性好、環(huán)境適應性好等特點(diǎn);壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路，但適應于大量生產(chǎn);LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易于數字輸出，但抗干擾性差;SAW式壓力傳感器具有體積小、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，能在高溫下穩定地工作，是一種較為理想的傳感器。

3.流量傳感器

流量傳感器主要用于發(fā)動(dòng)機空氣流量和燃料流量的測量?？諝饬髁康臏y量用于發(fā)動(dòng)機控制系統確定燃燒條件、控制空燃比、起動(dòng)、點(diǎn)火等?？諝饬髁總鞲衅饔行D翼片式(葉片式)、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn)式、熱膜式等四種類(lèi)型。旋轉翼片式(葉片式)空氣流量計結構簡(jiǎn)單，測量精度較低，測得的空氣流量需要進(jìn)行溫度補償;卡門(mén)渦旋式空氣流量計無(wú)可動(dòng)部件，反映靈敏，精度較高，也需要進(jìn)行溫度補償;熱線(xiàn)式空氣流量計測量精度高，無(wú)需溫度補償，但易受氣體脈動(dòng)的影響，易斷絲;熱膜式空氣流量計和熱線(xiàn)式空氣流量計測量原理一樣，但體積少，適合大批量生產(chǎn)，成本低?？諝饬髁總鞲衅鞯闹饕夹g(shù)指標為：工作范圍0.11～103立方米/min，工作溫度-40℃～120℃，精度≤1%。

燃料流量傳感器用于檢測燃料流量，主要有水輪式和循環(huán)球式，其動(dòng)態(tài)范圍0～60kg/h，工作溫度-40℃～120℃，精度±1%，響應時(shí)間小于10ms。

4.位置和轉速傳感器

位置和轉速傳感器主要用于檢測曲軸轉角、發(fā)動(dòng)機轉速、節氣門(mén)的開(kāi)度、車(chē)速等。目前汽車(chē)使用的位置和轉速傳感器主要有交流發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開(kāi)關(guān)式、光學(xué)式、半導體磁性晶體管式等，其測量范圍0°～360°，精度±0.5°以下，測彎曲角達±0.1 。

車(chē)速傳感器種類(lèi)繁多，有敏感車(chē)輪旋轉的、也有敏感動(dòng)力傳動(dòng)軸轉動(dòng)的，還有敏感差速從動(dòng)軸轉動(dòng)的。當車(chē)速高于100km/h時(shí)，一般測量方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測速范圍0.5～250km/h，重復精度0.1%，距離測量誤差優(yōu)于0.3%。

5.氣體濃度傳感器

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，實(shí)用化的有氧化鋯傳感器(使用溫度-40℃～900℃，精度1%)、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器(使用溫度300℃～800℃)、固體電解質(zhì)式氧化鋯氣體傳感器(使用溫度0℃～400℃，精度0.5%)，另外還有二氧化鈦氧傳感器。和氧化鋯傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結構簡(jiǎn)單、輕巧、便宜，且抗鉛污染能力強的特點(diǎn)。

6.爆震傳感器

爆震傳感器用于檢測發(fā)動(dòng)機的振動(dòng)，通過(guò)調整點(diǎn)火提前角控制和避免發(fā)動(dòng)機發(fā)生爆震?？梢酝ㄟ^(guò)檢測氣缸壓力、發(fā)動(dòng)機機體振動(dòng)和燃燒噪聲等三種方法來(lái)檢測爆震。爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃～125℃，頻率范圍為5～10kHz;壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處，其靈敏度可達200mV/g，在振幅為0.1g～10g范圍內具有良好線(xiàn)性度。

底盤(pán)控制用傳感器

底盤(pán)控制用傳感器是指用于變速器控制系統、懸架控制系統、動(dòng)力轉向系統、制動(dòng)防抱死系統等底盤(pán)控制系統中的傳感器。這些傳感器盡管分布在不同的系統中，但工作原理與發(fā)動(dòng)機中相應的傳感器是相同的。而且，隨著(zhù)汽車(chē)電子控制系統集成化程度的提高和CAN-BUS技術(shù)的廣泛應用，同一傳感器不僅可以給發(fā)動(dòng)機控制系統提供信號，也可為底盤(pán)控制系統提供信號。

自動(dòng)變速器系統用傳感器主要有：車(chē)速傳感器、加速踏板位置傳感器、加速度傳感器、節氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器等。制動(dòng)防抱死系統用傳感器主要有：輪速傳感器、車(chē)速傳感器;懸架系統用傳感器主要有：車(chē)速傳感器、節氣門(mén)位置傳感器、加速度傳感器、車(chē)身高度傳感器、方向盤(pán)轉角傳感器等;動(dòng)力轉向系統用傳感器主要有：車(chē)速傳感器、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器、轉矩傳感器、油壓傳感器等。

車(chē)身控制用傳感器

車(chē)身控制用傳感器主要用于提高汽車(chē)的安全性、可靠性和舒適性等。由于其工作條件不象發(fā)動(dòng)機和底盤(pán)那么惡劣，一般工業(yè)用傳感器稍加改進(jìn)就可以應用。主要有用于自動(dòng)空調系統的溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等;用于安全氣囊系統中的加速度傳感器;用于門(mén)鎖控制中的車(chē)速傳感器;用于亮度自動(dòng)控制中的光傳感器;用于倒車(chē)控制中的超聲波傳感器或激光傳感器;用于保持車(chē)距的距離感器;用于消除駕駛員盲區的圖象傳感器等。

導航系統用傳感器

隨著(zhù)基于GPS/GIS(全球定位系統和地理信息系統)的導航系統在汽車(chē)上的應用，導航用傳感器這幾年得到迅速發(fā)展。導航系統用傳感器主要有：確定汽車(chē)行駛方向的羅盤(pán)傳感器、陀螺儀和車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉角傳感器等。

汽車(chē)傳感器發(fā)展趨勢

由于汽車(chē)傳感器在汽車(chē)電子控制系統中的重要作用和快速增長(cháng)的市場(chǎng)需求，世界各國對其理論研究、新材料應用和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都都非常重視。未來(lái)的汽車(chē)用傳感器技術(shù)，總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。

微型傳感器基于從半導體集成電路技術(shù)發(fā)展而來(lái)的MEMS (微電子機械系統)，微型傳感器利用微機械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一快芯片上，由于具有體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以明顯提高系統測試精度。目前該技術(shù)日漸成熟，可以制作各種能敏感和檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS技術(shù)的微型傳感器在降低汽車(chē)電子系統成本及提高其性能方面的優(yōu)勢，它們已開(kāi)始逐步取代基于傳統機電技術(shù)的傳感器。

多功能化是指一個(gè)傳感器能檢測2個(gè)或者兩個(gè)以上的特性參數或者化學(xué)參數，從而減少汽車(chē)傳感器數量，提高系統可靠性。

集成化是指利用IC制造技術(shù)和精細加工技術(shù)制作IC式傳感器。

智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU的復雜程度，減少其體積，并降低成本。

總之，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展和汽車(chē)電子控制系統應用的日益廣泛，汽車(chē)傳感器市場(chǎng)需求將保持高速增長(cháng)，微型化、多功能化、集成化和智能化的傳感器將逐步取代傳統的傳感器，成為汽車(chē)傳感器的主流。