传感器在现代汽车中的应用与发展

1、    传感器在现代汽车中的应用与发展    申小勋摘 要：为了实现汽车控制系统的自动检测和自动控制，提高汽车的经济性、舒适性、通过性、操控性等性能指标，传感器在现代汽车发展中被大量使用。传感器是一种检测装置，如同人体感受温度、压力、湿度等一样，传感器能够检测压力、流量、转速、角度、开度等，然后把检测到的信号经过加工处理，再转换成电信号或其他形式的信号，输送给ecu，从而达到电控系统的自动控制。关键词：传感器 控制系统 汽车发展：tp212.9 ：a ：1672-3791（2018）02（b）-0106-02电控系统是以电控单元ecu为控制核心，以传感器

2、为控制基础，以执行器为控制对象，保证各系统能在最佳的工作状态工作。不言而喻，传感器作为控制的基础、数据的来源，在电控制系统中起着至关重要的作用。如果传感器出现问题，ecu就会发出错误的指令，执行器将会产生偏差，电控系统就不可能在理想的工作状态运行，从而影响各方面的性能，甚至会危害到行车安全。1 传感器定义、组成及类型传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器通常由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。传感器按照转换原理不同主要有压电式、压阻式、霍尔式、电磁式

3、、光电式、电容式等，绝大多数传感器原理都是基于这6种类型。例如防抱死系统中的车轮转速传感器是电磁式或霍尔式，进气压力传感器是压阻式，曲轴位置传感器有磁脉冲式、光电式和霍尔式3种等。2 传感器的要求（1）要有环境适应性。传感器的工作环境相对复杂，有的直接处于油液中，有的传感器甚至直接暴露在车体外部，所有要求传感器要有抗热、热振动、抗酸碱等能力，避免传感器由于外部环境而过早损坏。（2）灵敏度要高。传感器是执行机构的信息来源，如果传感器灵敏度不够，必将会使执行机构动作延迟或滞后，所以传感器要有高度的灵敏度，才能使汽车的电控系统保持高度的灵活性。（3）无污染。汽车传感器应是无污染的，符合汽车相关排放法

4、规。（4）要有批量生产能力。在保障性能的前提下，传感器成本应尽可能低，对传感器的更换要简单，并有足够的批量生产能力。（5）可靠性要高。传感性直接影响汽车的性能，影响人的生命财产，因此必须要具有足够的可靠性及稳定性。3 传感器在汽车上的应用3.1 传感器在发动机电控系统的应用发动机是汽车动力的核心部分，应用在发动机上的传感器主要有空气流量传感器、进气压力传感、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器等，这些传感收集发动机在运行中的各种物理量、化学量等，实时监控发动机的运行状态，控制发动机以最佳的状态运行。3.2 传感器在底盘控制系

5、统的应用3.2.1 电控自动变速器电控自动变速器中，主要的传感器有车速传感器、节气门位置传感器、输入轴转速传感器、冷却液温度传感器、液压油温度传感器等。在工作过程中，各传感器和开关将运行状态信息不断发送给ecu，结合来自驾驶员的指令，ecu通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换档时刻和挡位变换，实现自动换挡。3.2.2 传感器在abs上的应用在汽车abs中安装的主要传感器有车轮转速传感器和减速度传感器。在制动过程中，abs电控单元接收车轮转速传感器检测的车轮转速和减速度的信号，经过运算处理，计算汽车参考车速、各车轮转速和减速度，确定各车轮的滑

6、移率。通过将各个车轮滑移率与设定值比较，abs电控单元控制压力调节器，增大或减小制动压力，使各个车轮的滑移率始终保持在理想状态，防止车轮完全抱死。3.2.3 传感器在转向系统上的应用电动助力具有结构紧凑、质量轻、易于维护保养、能显著降低油耗等优点，近几年，电动助力转向系统已逐步取代传统的液压助力转向系统。在电动助力转向系统中（简称eps），主要有扭矩传感器、转角传感器和车速传感器。在驾驶员操纵方向盘时，扭矩转角传感器根据输入扭矩和转向角的大小产生相应的电压信号，车速传感器检测车速信号，ecu根检测的信号，控制电动机运转，产生所需要的转向助力。在不转向时，电动机不运转，不产生转向助力。除了以上传

7、感器，还有加速踏板位置传感器、离合器位置传感器、制动踏板位置传感器等。3.3 传感器在车身控制系统的应用在安全气囊系统中，主要传感器有触发碰撞传感器和防护碰撞传感器；巡航控制系统中，主要传感器有车速传感器、节气门位置传感器、指令开关；在全自动空调系统中，主要传感器有车外温度传感器、车内温度传感器、蒸发器温度传感器、出风口温度传感器、空调压力传感器等；自动雨刮中的湿度传感器，自动大灯的日照强度传感器等。3.4 传感器在导航控制系统的应用导航系统用传感器主要有：确定汽车行驶方向的罗盘传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。4 传感器的发展趋势随着电子技术的快速发展，汽车电子技术在汽车上的应用越来越广泛，数量也越来越多。现在普通汽车的传感器数量达到几十种，高档轿车上甚至达到上百种。由于传感器能够实时监控汽车的运行状态，便于实现自动控制，提高汽车各方面的性能，传感器已成为汽车发展中必不可缺的因素。根据市场需要，传感器必将朝着智能化、多功能化、微型化等方向发展。传感器必将取代传统的汽车技术，而且随着电动汽车和无人驾驶汽车的应用发展，传感器在汽上的地位不可替代，变得越来越重要。同时，汽车电子控制系统也会变得越来越复杂，故障检测也变得更加隱蔽。参考文献1 尹靖康，孟庆达，周颖.现代汽车电子系统中智能传感器的应用j.时代汽车