汽车电子技术中的智能传感器技术

张燕霞



汽车电子技术中的智能传感器技术

张燕霞

（甘肃交通职业技术学院，甘肃 兰州 730070）

汽车传感器的性能对于汽车自身的控制系统性能影响是非常突出的。面对现如今汽车工业的发展形势，汽车传感器出现了各种各样的种类，对汽车传感器的准确性、稳定性研究有着现实性意义。

汽车电子技术；智能传感器；ECU

1 汽车传感器概述

1.1 定义

所谓的传感器指的是能够被测量，将其以特殊规律转化为输出信号的装置或器件。这种装置的作用为利用生物效应、化学效应、物理效应将被测量对象的生物量、化学良、物理量转化为电能。传感器共有三种类型包括动力系统、安管系统与舒适性调节系统。目前动力系统有着最大的市场，是现代汽车的标志性代表[1]。

1.2 组成

传感器包括测量电路、转换元件、敏感元件三部分成分。其中敏感元件为可以直接响应的部分。转换元件能够将非电量以特殊的形式转化为电参量[2]。

2 汽车传感器分类

当代汽车最突出的特征就是大量部件都应用这电子技术控制，比如电控悬挂、转向控制、自动调整驾驶座位、大灯的亮度控制、自动空调、刹车防抱死、废气排放、电控喷油。自动电子控制系统依靠传感器的反馈信息工作[3]。一般来说普通轿车有数十个传感器，高级汽车拥有上百个传感器。

以传感器作用划分可以分出距离、干湿度、光亮度、速度、气体浓度、位置、流量、压力、测量温度等类型传感器。这些传感器有着不同的功能，假设其中一个传感器故障，其对应的装置将无法正常工作，可以看出在汽车中传感器有着很重要的作用。过去汽车传感器只能应用在发动机，多年的发展使得传感器已经可以被应用与灯光系统、车身、底盘。比较常见的传感器包括：

2.1 发动机传感器

发动机传感器又可以分进气压力、空气流量、节气门位置、曲轴角度、氧、进气温度、水温、爆燃等多种传感器。

2.2 底盘控制传感器

这类传感器备安装在ABS、悬架、方向器、变速器。其中变速器传感器包括压力、轴转、温度、车速等传感器。方向器包括液压、转矩、有转角等传感器，悬架传感器包括转角、侧倾角、车身高度、加速度、车速等传感器。

3 智能传感器

近些年科技的发展进一步的催生了很多新型传感器的出现，智能传感器凭借着大量先进科技的支持，已经成功的走进了人们的视野。当前国内对传感器的名称归纳比较笼统，很多报刊杂志甚至将其称为半导体器件。

必须说明的是本文所说的智能汽车传感器指的实际上是三种类型的器材。即将非电学输入参量转化为电磁学信号输出传感器、将电学信号转化成非电学参量输出执行器、能够用于传感器与执行器的设备[4]。目前最常见的就是第一种，智能传感器、微传感器能够进一步被分类为微变送器、微执行器。其物理尺寸通常小于等于亚毫米量级。微型传感器是一众半导体工艺技术的升级器件。这种设备如今不论是技术还是市场都已经非常成熟了，被广泛的应用于汽车压力控制、压力测试单元。比如液压传动、轮胎、燃油、废气排气管、喷嘴集流腔。气压计。

4 汽车电子安全操控系统

信息技术为现代汽车的发展予以了技术层面的大力支持，这种技术是汽车行业之所以能够迅速发展的关键性要素。信息技术实现了对汽车舒适性、安全性、操控性、动力能力的提高与改进，而这些性能的提升来自于信息技术、电子产品、机械结构、机械系统的完美融合。电子技术对于汽车产品概念的改变有着很重要的影响。需强调的是除了网络系统、车载办公、导航系统、车用通信、视频装备、车内音响以外，现代汽车的大部分框架实际上都已经实现了电子技术的渗透，比如微电路、执行器以及传感器，这些设备带给汽车性能本质上的提高。智能传感器作为其中的核心器件，在汽车行业的发展中更是发挥着重大作用。

以安全驾驶为例，出于对安全驾驶、平稳驾驶的要求，将传感器安装在车子的轮胎上，使用带有压力传感器的刹车防抱死装置可以最大限度的确保在雨雪天气时车辆的行驶稳定性。当前国外很多汽车均配备了EBA也就是紧急刹车辅助系统。这种系统会在出现紧急情况的时候自动检测汽车驾驶员踩踏板的力度与速度，根据情况确认是否需要增加制动力。该系统能够在极短时间内提高汽车制动力。据数据显示EBA能够让200km/h汽车制动滑行距离缩短到20米左右。此外车轮通常还会装配可以用于检测车速的传感器，进而平衡的为所有车轮分配动力，这样汽车即便是在恶劣路面仍旧会有出众的抓地能力。

以这一例子可以看出，汽车电子与汽车发展是相生相伴的，汽车电子的发展对于汽车发展有良好的帮助效果，汽车发展对电气技术提出了各种各样的要求。

第一点是电子系统必须有着可靠、正确、快速地动作。微处理器+传感器显然已经无法满足当代汽车对智能技术的要求。此时还需要通过简化电路、数据直接交换、硬件集成的方式保障单元动作适时性、可靠性、正确性。

第二点如今很多汽车机械结构与部件都已经加装了电子装置，在电子装置的操控下保障汽车安全性。不过汽车本身并没有更多的空间，汽车构建系统非常有限。也就是说理想情况下，受控部件与电子控制单元需要整合为这一个整体。今后电路与器件的集成化、微型化是最终无法回避的方向。

第三点电子控制单元需要体现智能化的特征。比如安全气囊需要在关键时刻正确、及时瞬间打开。不过大部分条件下安全气囊都是停留在待命情况。所以安全气囊需要拥有不断确认、自维护、自检能力。确保系统能够正常工作，拥有足够的可靠性实现每一次都能够做到万无一失。

5 智能汽车传感器发展趋势

传感器今后的发展趋势为智能化、准确性、稳定性，其对汽车系统的发展来说意义重大。

5.1 克服传统传感器缺陷

过去的汽车传感器不论是在生产方面还是技术方面缺陷都比较突出，其缺少性价比的优势影响了传感器行业的发展。此外很多传感器的性能、噪音问题也限制了其在汽车行业的推广与应用。新型传感器除了能够有效控制上述问题以外，同时还可以实现生产成本的有效控制。新型传感器敏感度高、不会受到外界环境出现性能的变化，充分满足了汽车系统对传感器的实际应用要求。各种各样的智能传感器在这样的背景下逐步涌入汽车市场，为汽车行业的发展提供了大量支持。

5.2 传感器功能与特点

智能传感器能够根据外部环境采集相关信息，使用系统自带的专家系统灵活的制定相应对策。智能传感器有自动补偿、自我校正供能。相较于传统传感器，智能传感器在稳定性、准确性上表现出众。自动调节能力决定了其在市场中的地位。智能传感器有效降低了汽车事故发生几率，智能传感器在成本控制以及噪音污染的降低方面所表现出来的成绩迎合了市场需求。

6 结语

在科技的进一步发展过程中，汽车领域必然会引入越来越多的智能技术。此外在汽车市场的需求下传感器技术也将得到进一步的提升。集约化、多功能、智能化传感器将为今后的汽车行业注入新的活力与动力。未来对汽车传感器的研究需要着重考虑传感器实用性角度，不断提升汽车各方面性能，为人们的环保性、舒适性、可靠性、安全性提供保障。

[1] 张海龙.智能传感器在汽车电子中的应用[J].农家参谋,2019(05): 210.

[2] 时素玲.智能传感器的应用与发展趋势[J].电子技术与软件工程, 2019(03):88.

[3] 魏琴,谷谢天,陈平易.智能汽车技术及环境感知传感器初探[J].内燃机与配件,2019(02):174-175.

Intelligent Sensor Technology in Automotive Electronic Technology

Zhang Yanxia

( Gansu Communications Vocational and Technical College, Gansu Lanzhou 730070 )

The performance of automobile sensor has a very prominent influence on the performance of automobile control system. Facing the development situation of automotive industry nowadays, various kinds of automotive sensors have appeared, which has realistic significance for the research of accuracy and stability of automotive sensors.

automotive electronic technology; intelligent sensor; ECU

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张燕霞（1976.3-），女，本科，讲师，就职于甘肃交通职业技术学院，研究方向：汽车运用技术。

本文系2017年甘肃省高等学校科研项目“现代学徒制下汽车制造与装配技术专业人才培养方案优化研究”（项目编号：2017A-180）的研究成果之一。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.067