浅析汽车传感器的应用与发展

刘宏南

摘 要：汽车电子控制系统基本由传感器、电脑、执行器等部分组成，传感器作为汽车电子控制系统信息采集的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件。通过介绍汽车电子控制系统中各种传感器的应用，分析其使用性能，预测了传感器在汽车电子控制技术上的发展前景。

关键词：汽车；传感器；电子控制系统

一、传感器在汽车电子控制技术上的现状

随着汽车电子技术的发展，各种高新技术的应用，许多机械装置已被电子系统取代。据分析，汽车上的技术创新，有75%以上与汽车电子技术有关[ 6 ]。所谓传感器，类似于人类的感觉器官，其将各部件的运动状态进行测量，并将测量结果转变成电量信号，如人体的皮肤可以感觉温度，而汽车上采用很多的热敏元件来检测各部分的工作温度[ 1 ]。60年代，在汽车上的传感器只有温度传感器、压力传感器、液位传感器等，它们的作用只是将仪表和指示灯或仪表相连，显示各系统的大体情况[ 3 ]。70年代，又新增加了很多传感器来帮助汽车发动机进行节油和减少尾气污染。80年代后，随着电子技术的飞速发展，电子控制系统也不断变化，逐渐形成了今天性能完善的电子集中控制系统，传感器在汽车上得到了非常广泛的应用[ 2 ]。

从早期的汽车上只有几只传感器，发展到现在汽车普遍都装有二十只左右的传感器，高级的汽车上则有更多各式各样的传感器，这些传感器分布在汽车发动机、底盘、车身等各种电子控制系统中，如图1所示[ 6 ]。

汽车传感器根据汽车电子控制系统的特殊需求而设计，不同于其他常见传感器。而目前汽车电子技术的不断发展，对于新型的电子系统就需要更多的新传感器，为了满足市场，就需要大力的研发新型传感器。此外，各种传感器将不断被更先进的传感器所替代[ 2 ]。因此，汽车传感器的研发中，必须符合汽车电子控制系统的发展趋势，满足更多更新的要求。

二、传感器在汽车电子控制技术上的应用

（一）传感器在发动机上的应用

传感器在发动机上主要起到利用检测的信息通过控制，降低排放、减少污染的作用，根据发动机不同温度、工况、条件等，适时适量的增加或减少喷油量，从而使发动机动力性、经济性以及排放性达到最佳标准[ 3 ]。在燃油喷射控制上，主要根据发动机的不同工况下需要的不同燃油量，适时适量的喷射。在点火控制上，主要控制最佳的点火时间，并防止发动机爆燃，使发动机达到最大的输出功率。在尾气排放控制上，可利用废弃再循环、发动机闭环控制等使发动机充分燃烧，降低尾气排放污染。

此外，很多传感器还直接影响发动机的正常工作，如发动机转速传感器（又名曲轴位置传感器），该传感器向发动机电脑提供发动机的转速信号，如果该传感器出现异常，发动机电脑无法接受到此信号，那么电脑就会认为发动机没有工作，所以我们在起动的过程中，即便起动机带动发动机运转，但是由于电脑没有接收到传感器的信号，也不会控制喷油和点火，所以此时的发动机不会正常工作[ 4 ]。

（二）传感器在底盘上的应用

此部分传感器主要分布在变速器、悬架、转向、制动等电子控制系统中。在变速器上主要用于电控自动变速器的控制，根据转速传感器、车速传感器、加速传感器、温度传感器等检测信息利用执行器控制档位，实现最大动力输出。在悬架上通过对操纵、行车等稳定性的控制，从而提高车辆舒适性。在转向系统中可实现提高响应特性，使转向操纵轻便。而在制动系统中可根据车速控制制动力，从而保证车辆的安全性。

（三）传感器在车身上的应用

此部分传感器主要是提高车辆的安全性和舒适性，如SRS和自动空调系统。SRS可在汽车发生碰撞时，根据车速可碰撞力度弹出气囊，保证驾驶员及乘客的安全[ 5 ]。而自动空调系统可根据车内、外温度适度的控制车内温度，提高乘客的舒适性。

三、汽车传感器的未来发展

汽车行业追求的目标即为汽车的动力性、安全性、经济性和排放性，实现这个目标的前提就是汽车电子控制技术的发展，而该系统的发展就需要更多的数据采集，这就需要更多各式各样的传感器[ 3 ]。目前很多传感器纯在着体积大、精度低等问题，限制了汽车电子控制系统的发展，所以未来汽车传感器的发展将向多功能化、集体化、智能化的方向发展，并具有更高的精度。

四、结语

总之，虽然汽车电子控制技术发展迅速，但人类对于汽车的环保性、舒适性、安全性以及动力性的要求越来越高，这使得当前的电子控制技术还无法满足更多的需求，并且汽车电子控制技术目前属于瓶颈工业，国内对于该领域还比较落后，因此研发新型的温度、速度、压力及流量等各种传感器迫在眉睫，加速发展国内汽车电子控制系统的发展，使我国的汽车电子行业在国际上占有一席之地。

参考文献：

[1] 陈丙辰.汽车传感器使用与检修[M].北京：金盾出版社，2002.

[2] 曹家喆.汽车电子控制基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

[3] 凌永成.汽车电子控制技术[M].北京：北京大学出版社，2006.

[4] 尹力.汽车电子控制技术[M].天津：天津科学技术出版社，2014：38-44.

[5] 韩天龙.现代汽车传感器的智能化研究与发展[J].农业装备与车辆工程，2007（8）.

[6] 盛勇.传感器在汽车发动机中的应用与发展[J].中国高新技术企业，2010（15）.