淺析汽車傳感器的應(yīng)用與發(fā)展

劉宏南

摘 要：汽車電子控制系統(tǒng)基本由傳感器、電腦、執(zhí)行器等部分組成，傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)信息采集的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。通過介紹汽車電子控制系統(tǒng)中各種傳感器的應(yīng)用，分析其使用性能，預(yù)測了傳感器在汽車電子控制技術(shù)上的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：汽車；傳感器；電子控制系統(tǒng)

一、傳感器在汽車電子控制技術(shù)上的現(xiàn)狀

隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，各種高新技術(shù)的應(yīng)用，許多機(jī)械裝置已被電子系統(tǒng)取代。據(jù)分析，汽車上的技術(shù)創(chuàng)新，有75%以上與汽車電子技術(shù)有關(guān)[ 6 ]。所謂傳感器，類似于人類的感覺器官，其將各部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果轉(zhuǎn)變成電量信號，如人體的皮膚可以感覺溫度，而汽車上采用很多的熱敏元件來檢測各部分的工作溫度[ 1 ]。60年代，在汽車上的傳感器只有溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器等，它們的作用只是將儀表和指示燈或儀表相連，顯示各系統(tǒng)的大體情況[ 3 ]。70年代，又新增加了很多傳感器來幫助汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)油和減少尾氣污染。80年代后，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子控制系統(tǒng)也不斷變化，逐漸形成了今天性能完善的電子集中控制系統(tǒng)，傳感器在汽車上得到了非常廣泛的應(yīng)用[ 2 ]。

從早期的汽車上只有幾只傳感器，發(fā)展到現(xiàn)在汽車普遍都裝有二十只左右的傳感器，高級的汽車上則有更多各式各樣的傳感器，這些傳感器分布在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身等各種電子控制系統(tǒng)中，如圖1所示[ 6 ]。

汽車傳感器根據(jù)汽車電子控制系統(tǒng)的特殊需求而設(shè)計(jì)，不同于其他常見傳感器。而目前汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對于新型的電子系統(tǒng)就需要更多的新傳感器，為了滿足市場，就需要大力的研發(fā)新型傳感器。此外，各種傳感器將不斷被更先進(jìn)的傳感器所替代[ 2 ]。因此，汽車傳感器的研發(fā)中，必須符合汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，滿足更多更新的要求。

二、傳感器在汽車電子控制技術(shù)上的應(yīng)用

（一）傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用

傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)上主要起到利用檢測的信息通過控制，降低排放、減少污染的作用，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同溫度、工況、條件等，適時(shí)適量的增加或減少噴油量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)[ 3 ]。在燃油噴射控制上，主要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況下需要的不同燃油量，適時(shí)適量的噴射。在點(diǎn)火控制上，主要控制最佳的點(diǎn)火時(shí)間，并防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最大的輸出功率。在尾氣排放控制上，可利用廢棄再循環(huán)、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制等使發(fā)動(dòng)機(jī)充分燃燒，降低尾氣排放污染。

此外，很多傳感器還直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器（又名曲軸位置傳感器），該傳感器向發(fā)動(dòng)機(jī)電腦提供發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，如果該傳感器出現(xiàn)異常，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦無法接受到此信號，那么電腦就會(huì)認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)沒有工作，所以我們在起動(dòng)的過程中，即便起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但是由于電腦沒有接收到傳感器的信號，也不會(huì)控制噴油和點(diǎn)火，所以此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)正常工作[ 4 ]。

（二）傳感器在底盤上的應(yīng)用

此部分傳感器主要分布在變速器、懸架、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等電子控制系統(tǒng)中。在變速器上主要用于電控自動(dòng)變速器的控制，根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、加速傳感器、溫度傳感器等檢測信息利用執(zhí)行器控制檔位，實(shí)現(xiàn)最大動(dòng)力輸出。在懸架上通過對操縱、行車等穩(wěn)定性的控制，從而提高車輛舒適性。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)提高響應(yīng)特性，使轉(zhuǎn)向操縱輕便。而在制動(dòng)系統(tǒng)中可根據(jù)車速控制制動(dòng)力，從而保證車輛的安全性。

（三）傳感器在車身上的應(yīng)用

此部分傳感器主要是提高車輛的安全性和舒適性，如SRS和自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。SRS可在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，根據(jù)車速可碰撞力度彈出氣囊，保證駕駛員及乘客的安全[ 5 ]。而自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)車內(nèi)、外溫度適度的控制車內(nèi)溫度，提高乘客的舒適性。

三、汽車傳感器的未來發(fā)展

汽車行業(yè)追求的目標(biāo)即為汽車的動(dòng)力性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和排放性，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的前提就是汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展，而該系統(tǒng)的發(fā)展就需要更多的數(shù)據(jù)采集，這就需要更多各式各樣的傳感器[ 3 ]。目前很多傳感器純在著體積大、精度低等問題，限制了汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展，所以未來汽車傳感器的發(fā)展將向多功能化、集體化、智能化的方向發(fā)展，并具有更高的精度。

四、結(jié)語

總之，雖然汽車電子控制技術(shù)發(fā)展迅速，但人類對于汽車的環(huán)保性、舒適性、安全性以及動(dòng)力性的要求越來越高，這使得當(dāng)前的電子控制技術(shù)還無法滿足更多的需求，并且汽車電子控制技術(shù)目前屬于瓶頸工業(yè)，國內(nèi)對于該領(lǐng)域還比較落后，因此研發(fā)新型的溫度、速度、壓力及流量等各種傳感器迫在眉睫，加速發(fā)展國內(nèi)汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展，使我國的汽車電子行業(yè)在國際上占有一席之地。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳丙辰.汽車傳感器使用與檢修[M].北京：金盾出版社，2002.

[2] 曹家喆.汽車電子控制基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3] 凌永成.汽車電子控制技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[4] 尹力.汽車電子控制技術(shù)[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2014：38-44.

[5] 韓天龍.現(xiàn)代汽車傳感器的智能化研究與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2007（8）.

[6] 盛勇.傳感器在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（15）.