傳感器在現(xiàn)代汽車中應(yīng)用

1、傳感器在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用隨著電子技術(shù)的睜開，汽車電子化程度不斷的提升，傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關(guān)的問題，所以將逐漸被電子控制系統(tǒng)代替。汽車 傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的要點部件，也是 汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。目前，一輛一般家用轎車上大體有安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)兩百余只。預(yù)計2021年全 球汽車傳感器市場將從2007年的80億美元上升到135億美元，復(fù)合年增加率到 達(dá)。汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。它的應(yīng)用大大提升了汽車電子化程度，增加了汽車駕駛的安全系

2、 數(shù)。一、汽車傳感器的睜開情況汽車傳感器的睜開歷程傳感器在汽車上的應(yīng)用與電子產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用根本是同步的，最先在汽車上獲取應(yīng)用的電子系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)在20世紀(jì)60年代電子點火裝置 被寬泛采用隨后就是電子發(fā)射。這一過程把溫度、流量、氧傳感器等引入了汽車。 到20世紀(jì)80年代安全氣囊、ABS的寬泛應(yīng)用那么推動了輪速、加速度等傳感器 在汽車上的應(yīng)用。1995年，隨著ESP（電子牢固程序的批量生產(chǎn)角速度傳感器 的應(yīng)用也有了長足的睜開。表1列舉了汽車傳感器睜開的幾個重要里程碑。表一 50年代U.60年代一汽午傳感器耳.70年代睜干的重要歷程80年代1一 90年代一2000 年11 XI用于空氣分

3、析的氧傳感 器w 117電機(jī)式壓力傳感器1 V11 N硅基壓力傳感器3 V11 N集成壓力傳感器7117各樣微加工 的加速度安全氣囊）、偏航 速度ESP、 空氣質(zhì)量傳 感器丿丿d/PpT用于翻滾的角速度傳感器2 國際睜開現(xiàn)狀車用傳感器和傳感器技術(shù)正迅速睜開、日益成熟。 08 年全球傳感器市場容量 為 506 億美元，預(yù)計 2021 年全球傳感器市場可達(dá) 600 億美元以上。東歐、亞太區(qū) 和加拿大成為傳感器市場增加最快的地區(qū)， 而美國、德國、日本仍是傳感器市場分 布最大的地區(qū)。 就世界范圍， 傳感器市場增加最快的仍舊是汽車市場。 現(xiàn)可 制作檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量等各樣微型傳感器。敏感器件的種

4、類越來越多， 捕捉信息的范圍也越來越寬。精度小斷提升，壽命也逐漸增加 ;非接觸傳感器也 有較快睜開，如汽車速度傳感器已被非接觸式的雷達(dá)和光電傳感器所林代 ;還有美國 生產(chǎn)的曲軸扭矩非接觸式傳感器也已定型生產(chǎn)。 對汽車已山控制發(fā)動機(jī)擴(kuò)大到控制 全車，實現(xiàn)了自動變速換擋，防滑制動。世界各國對汽車傳感器的理論研究、新資料應(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都相當(dāng)重視，技術(shù)進(jìn)步特別迅速。 一些興隆國家不斷研發(fā)新式傳感器而且提升其精度， 使汽車 性能大大提升。 2021 年前后，外國敏感元件與傳感器睜開的總趨勢是小型化、集成 化、陣列化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予 以延伸和提升，各國競爭將

5、加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。3 國內(nèi)睜開現(xiàn)狀中國市場是車用傳感器睜開的沃壤，最新檢查數(shù)據(jù)顯示， 2006 年中國汽車傳 感器的市場銷售額到達(dá) 3.9億美元，同比增加率為 42.8% ，2007 年-2021 年期 間中國汽車傳感器市場銷售額的年度復(fù)合增加率將高出 35% 。預(yù)計 2007 年市場銷 售額將到達(dá) 5.4億美元，其同比增加率為 36.3%;預(yù)計 2021 年市場銷售額將接 近 10.5億美元，其同比增加率為 40.5%;預(yù)計 2021 年市場銷售額將高出 13.2億美 元，其同比增加率為 35.2% 。汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的要點部件 也是汽

6、車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。 目前，一輛一般家用轎車上大體安裝 幾十到近百只傳感器， 而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。 汽車傳感器在 汽車上主要用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、 底盤控制系統(tǒng)、 車身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中。我國的汽車傳感器由于起步較晚，還沒有形成系列化、配套化。只有 零散的產(chǎn)品為化油器配套使用， 如曲軸地址、車速傳感器采用的是電磁式或霍爾式，存在著正確度、分解能力、信號精度、般配性、抗攪亂性、低速檢測、耐 環(huán)境能力差等問題，而外國同類產(chǎn)品采用的是光電式，不存在上述問題。整體上講，國內(nèi)汽車傳感器行業(yè)現(xiàn)階段存在品種少、 不配套、性能較落后、抗 攪亂性差等問題。 好多傳感器廠為了增強(qiáng)

7、產(chǎn)品的競爭力， 采用與外國同行業(yè)進(jìn)行合 資經(jīng)營的方式， 消化吸取外國先進(jìn)的傳感器技術(shù)， 使產(chǎn)品升級換代， 進(jìn)而逐 步睜開壯大。 但絕大多數(shù)企業(yè)還可是配套生產(chǎn)其他車用傳感器， 處于利潤少、 產(chǎn) 品單一、產(chǎn)質(zhì)量量和技術(shù)水平低下的情況。中國汽車傳感器隨著汽車大力睜開而表現(xiàn)激烈的增加勢頭， 國內(nèi)汽車傳感 器迅速增加起來。 但中國汽車傳感器大多被世界跨國企業(yè)切割， 加速汽車電子國 產(chǎn)化是汽車電子行業(yè)的首要任務(wù)。 為了幫助中國汽車傳感器行業(yè)早日實現(xiàn)多功能 化、集成化和智能化，蓋世汽車網(wǎng)將于 2021 年 10月舉辦“ 2021 國際汽車電子 應(yīng)用技術(shù)商議會，邀請來自國內(nèi)外的行業(yè)專家分享汽車傳感器的最新應(yīng)用

8、技 術(shù)，展望汽車電子的技術(shù)睜開動向。 隨著電子技術(shù)的睜開和汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng) 用的日益寬泛，經(jīng)過新的結(jié)構(gòu)設(shè)計和新的原理，微型化、多功能化、集成化和智 能化的傳感器將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傳感器，成為汽車傳感器的主流。二、傳感器在汽車上的應(yīng)用1.開車酣暢、方即是駕駛者最大的駕車樂趣好多高級及豪華車款的裝備及設(shè)備都趨于人性化，不僅彰顯其身份地位象征， 另一方面也提升駕駛者駕駛安全性、酣暢性及方便性。比方說：搭配駕駛者駕駛習(xí) 慣、身高與體重，運(yùn)用位移傳感器與微閥控制，能夠?qū)⒆巍⒑笠曠R調(diào)整 到駕駛者最酣暢的狀態(tài)并加以記錄， 還能夠顧及到駕駛的最正確行車視野。 別的， 還可運(yùn)用影像、距離、超聲波也許激光傳感器

9、，再經(jīng)由顯示、警示等設(shè)備見告路面 車行信息，以利駕駛者降低盲區(qū)及視野死角， 保持最正確車距及便于路邊停車控制 及倒車動作。在乘坐酣暢性方面， 也能夠應(yīng)用溫度、 濕度、風(fēng)量及日照等傳感器， 能夠自動控制空調(diào)系統(tǒng)， 在車內(nèi)保持酣暢恒溫系統(tǒng)， 及運(yùn)用光度傳感器可使車燈 亮度自動控制， 還能夠運(yùn)用雨滴及除霧傳感器能夠自動控制前、 后擋風(fēng)玻璃雨刷 自動運(yùn)行。自動檢測、自我保護(hù)，時時保證安全氣囊可靠性安全氣囊運(yùn)用微加速也許微慣性傳感器來監(jiān)測及量測，它在要點時辰必定 要能實時、正確地剎時翻開， 以保護(hù)乘客安全， 但在極大多數(shù)時間內(nèi)氣囊是處在 待命狀態(tài)，所以，安全氣囊的 ECU 必定擁有自動檢測、自我保護(hù)能力

10、，不斷確認(rèn) 氣囊系統(tǒng)的可正常運(yùn)行的可靠性， 保證氣囊在剎時動作是能到達(dá)保護(hù)駕駛員的收 效。車載計算機(jī)系統(tǒng)中的智能監(jiān)測應(yīng)用 新的車載計算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)ζ囃菩斜O(jiān)測，就像是飛機(jī)上記錄器相同。在實際安裝后，系統(tǒng)內(nèi)裝備的加速感覺器和輾轉(zhuǎn)感覺器， 能夠監(jiān)測汽車的速度、 安全帶 的使用情況及由于汽車急轉(zhuǎn)彎、 緊急剎車、行駛不牢固、 異常減速和不安全倒車等 原因造成的超重力行駛， 只要汽車在不安全狀態(tài)下行駛， 比方：出現(xiàn)超速駕駛、超 重力行駛、沒扣安全帶等狀態(tài)，記錄器便會向駕駛者發(fā)出警示，若是駕駛 者對警示充耳不聞， 那么警報便會素來重復(fù)下去， 直到進(jìn)入安全行駛狀態(tài)， 能夠 為駕駛者供應(yīng)指導(dǎo)和預(yù)警等功能。促進(jìn)

11、燃料系統(tǒng)答道省油、低污染及高效能 一般來說，車用電子系統(tǒng)是由各個電子控制單元所組成，不僅擁有自我控制 能力，同事又有協(xié)調(diào)整合功能使車上各個子系統(tǒng)答道最正確工作效率。 以燃料系統(tǒng) 為例，為使發(fā)動機(jī)處于最正確工作狀態(tài)， 從運(yùn)用流量傳感胸懷測吸入汽缸的空氣流 量、壓力傳感胸懷測進(jìn)氣壓力開始。再依照水溫、空氣溫度等工作環(huán)境參數(shù)運(yùn) 用溫度傳感器 計算出根本噴油量， 同時再經(jīng)過節(jié)氣門地址傳感器檢測節(jié)氣門的 開度，確定發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)，進(jìn)而控制，調(diào)整最正確噴油量，最后還需要經(jīng)過曲 軸的角速度傳感器監(jiān)測曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速， 另運(yùn)用爆震感測監(jiān)測發(fā)動機(jī)的振 動和燃料噪音等訊號， 最后計算出并發(fā)出最正確點火機(jī)會的

12、指令。 這個發(fā)動機(jī)燃油 發(fā)射系統(tǒng)和點火綜合控制系統(tǒng)還能夠夠結(jié)婚氣體溶度傳感器來檢測系統(tǒng)廢氣排放， 并于起動系統(tǒng)等組合， 組成能夠使汽車發(fā)動機(jī)馬力和扭力最正確化， 而同時燃油消 耗和荒棄排放最低化的智能型系統(tǒng)。自動監(jiān)測、調(diào)整及回饋信息的車用感測產(chǎn)品車上各式各樣功能組件都有其控制性、 運(yùn)動特點，對車用電子產(chǎn)品而言， 絕大時期都處于復(fù)雜的行車環(huán)境中， 而且各不一樣樣。諸如工作狀態(tài)時的高溫， 靜止待命時的低溫，高濃度的油蒸汽和活性毒性氣體，及高速運(yùn)動和高強(qiáng)度 的沖擊和振動等。所以，車上的電子組件及電纜必定兼具牢固性，抗環(huán)境和自動調(diào)整、監(jiān)測及回饋故障碼的能力。剎車系統(tǒng)車輛剎車系統(tǒng)式汽車平穩(wěn)、安全駕駛的保

13、證。針對剎車系統(tǒng)，在汽車四個輪子 的控制上，除了運(yùn)用大量地址、 位移和壓力傳感器并寬泛安裝了防爆沖死鎖剎車系 統(tǒng)外，包括國產(chǎn)車在內(nèi)， 多數(shù)已增設(shè)電子剎車自動分配系統(tǒng)， 能夠大幅度提升陰 雨天氣、 雪等天氣路況不好駕駛的牢固性。 目前，高檔車款進(jìn)一步加裝了緊急剎 車輔助系統(tǒng)， 該系統(tǒng)在發(fā)生緊急情況時， 自動檢測駕駛者踩剎車時的速度和力度， 并判斷緊急剎車的力度可否足夠， 一旦需要就會自動增加剎車力度及增強(qiáng)性能。三、車用傳感器的未來睜開趨勢現(xiàn)在幾乎所有車體上的額機(jī)械結(jié)構(gòu)及組件都已經(jīng)收到電子設(shè)備掌控， 但是由于 車內(nèi)可應(yīng)用空間過于狹窄， 構(gòu)件系統(tǒng)空間更是碰到限制。 所以，在一般的理想情 況下，電子控

14、制單元應(yīng)該會與碰到控制組件親密組合，而逐漸形成一個整體。 所以，電路及組件的智能化、集成化是必然趨勢，從工程的角度來看，將傳感器 組件網(wǎng)絡(luò)化有其優(yōu)點。 現(xiàn)代汽車上微電子技術(shù)睜開的車用傳感器睜開趨勢應(yīng)該 朝智能化、集成化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)方向睜開。智能化將是未來汽車的睜開方向，為實現(xiàn)這一目的，作為汽車“神經(jīng)的傳 感器，其微型化、多能化、集成化和智能化的趨勢已經(jīng)日漸明顯。微型傳感器基 于從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)睜開而來的 MEMS 微電子機(jī)械系統(tǒng)，利用微機(jī)械加 工技術(shù)將微米級的敏感元件、 信號辦理器、 數(shù)據(jù)辦理裝置封裝在一塊芯片上， 由 于擁有體積小、價格廉價、便于集成等特點，能夠明顯提升系統(tǒng)測試

15、精度。目前 該技術(shù)日漸成熟，能夠制作各樣能敏感和檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量 和生物量的微型傳感器， 不但要能供應(yīng)用于模擬和辦理的信號， 而且還能夠?qū)π?號作放大和辦理。 同時，它抵抗外面電磁攪亂的能力， 保證傳感器信號的質(zhì)量不 受影響，即使在特別嚴(yán)酷的使用條件下還能夠保持較高的精度。它還擁有結(jié)構(gòu)緊湊、 安裝方便的特點，進(jìn)而免受機(jī)械特點的影響。多功能化是指一個傳感器能檢測 2 個也許 2 個以上的特點參數(shù)也許化學(xué)參數(shù)， 進(jìn)而減少汽車傳感器數(shù)量，提升系統(tǒng)可靠性。集成化是指利用 IC 制造技術(shù)和精巧加工技術(shù)制作 IC 式傳感器。智能化是指 傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合，帶有 CPU ，擁有智能作用，以減少 ECU 的復(fù)雜 程度，減少其體積，并降低本錢。網(wǎng)絡(luò)化是指在高級轎車上平時裝有幾十個微控制器和上百個傳感器， 以較低的 本錢把這些傳感器有效地聯(lián)為一體， 為各控制單元供應(yīng)更全面、 正確的各樣數(shù)據(jù) 傳感器的網(wǎng)絡(luò)化不但能夠提升汽車的性能， 還能夠夠帶來其他的利處， 如降低燃 油耗資。若是將發(fā)動機(jī)、 變速器和空調(diào)中的床安全互聯(lián)起來， 檔發(fā)動機(jī)和變速器 的傳感器檢測到汽車在急加速時， 控制單元就可以暫時關(guān)閉空調(diào)， 進(jìn)而能夠使汽 車制造商在不犧牲汽車加速性能的情況下使用更小的發(fā)動機(jī)， 以到達(dá)降低燃油