汽車的“神經”、電控的“耳朵”——傳感器

汽車在高科技發展時代，很多高科技產品首先應用在汽車上。現代汽車各個總成零部件中，都應用了小巧精密、技術含量高的傳感器。

現代化的傳感器人們稱之為汽車的“神經”、電子控制系統的“耳朵”。它采用半導體集成電路技術，敏感性的電阻和特殊的金屬材料，可以制作出各種微型傳感器。應用在汽車上，可以使汽車發動機增加動力性，降低油耗，降低污染排放，駕駛汽車更安全、舒適，是發展現代汽車智能化的根本途徑。

一、發動機應用傳感器概況

1.爆震傳感器：安裝在發動機缸體上，隨時監測發動機爆震情況。為了最大限度的發揮發動機功率，以實現點火提前角控制在爆燃產生的臨界點。即當發動機將要產生爆燃時，爆燃傳感器會推遲點火提前角，從而消除爆震。

2.曲軸位置傳感器：是計算機控制點火系統中最重要的傳感器。其作用是檢測上止點信號、曲軸轉角信號和發動機轉速信號，輸入計算機，從而使計算機能按汽缸的點火順序發出最佳點火時刻指令。曲軸位置傳感器有磁電型、磁阻型、霍爾效應型和光電型，型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲軸位置傳感器一般安裝于曲軸皮帶輪或鏈輪側面，有的安裝于凸輪軸前端，也有的安裝于分電器上（如桑塔納2000型轎車）。

3.水溫傳感器：一般安裝在水出口處。它的作用：發動機在暖機過程中需要一定的附加加濃，其加濃量主要取決于發動機的溫度、負荷和轉速，為此采用水溫傳感器以向ECU輸送水溫信號。水溫傳感器損壞會引起啟動困難、怠速不良、加速不良等故障。

4.進氣溫度傳感器：通常安裝在空氣流量計或空氣濾清器內出口處。它的功能：隨時反映發動機的進氣溫度參數。ECU根據進氣溫度的高低對噴油量進行修正，達到最佳燃燒狀況。

5.壓力傳感器：主要用于檢測汽缸負壓、大氣壓、渦輪發動機的升壓比、汽缸內壓、油壓等，并轉換成電信號送入計算機作為決定噴油器基本噴油量的依據。目前廣泛采用的是半導體壓敏電阻式壓力傳感器，奧迪100型轎車、桑塔納2000型轎車均采用。

6.節氣門位置傳感器：安裝于節氣門，用來檢測節氣門的開度，反映發動機不同工況。此傳感器可把發動機不同工況檢測后輸入電控元件（ECU），從而控制不同的噴油量。節氣位置傳感器有三種型式：開關觸點式、繞性可變電阻式和綜合型。分別用于桑塔納2000型轎車、北京切諾基和奧迪車型上。

7.氧傳感器：是電子控制發動機的重要部件，對發動機正常運轉和尾氣排放有效控制起著重要的作用。氧傳感器一般安裝在排氣歧管或前排氣管內。目前氧傳感器有兩種結構型式：一種是以氧化鋯為測試敏感元件的氧化鋯式傳感器；另一種是利用二氧化鈦敏感元件材料的氧化鈦式傳感器。氧傳感器可對廢氣中的氧含量進行監測，從而得知可燃混合氣中的空氣與汽油濃度的比例變化。

8.空氣流量傳感器：其作用是將吸入發動機的空氣流量轉換或電信號送到電控元件（ECU），控制空燃比（通常最佳值是14.7:1左右）。空氣流量傳感器有旋轉翼片式、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式。前兩者為體積流量型，后兩者為質量流量型。目前主要采用熱線式空氣流量傳感器和熱膜式空氣流量傳感器。

9.燃料流量傳感器：用于檢測燃料流量，主要有水輪式和循環式。

10.真空度傳感器：又叫口傳感器，它的作用是測量進氣歧管中的壓力變化，從而換算出空氣流量，目前廣泛應用于自燃進氣發動機上。

11.稀混合氣傳感器：其作用是保證空燃比在一個預定范圍內，從而節約燃油，改善行駛性能。當空燃比在18-20時，排放污染最低，同時節油。當混合氣過稀、過濃時都得不到上述結果。為此在稀燃發動機上要加裝稀混合氣傳感器，通過它將實際空燃比信號不斷送至ECU，再通過ECU控制噴射持續時間來控制空燃比為18-20。采用稀混合氣傳感器的發動機不再采用氧傳感器，也不能采用常規的三元催化轉化器。

12.燃油溫度傳感器：通常用于檢測發動機燃油管道中的汽油溫度，對預防夏天油管氣阻和冬季油管結凍有一定意義。

二、底盤應用傳感器概況

1.速度傳感器：又稱車輪角速度傳感器，可監測車輪的轉速，是ABS防抱死系統最重要的一個傳感器。該傳感器將車輪轉速信息傳送到ECU（電子控制裝置）上，ECU利用傳感器的轉速信號確定什么時候需要進行抱死控制。

2.車速傳感器（SPD）：用來測量汽車正在行駛的速度，以輸出信號形式控制ISC系統，并且在加速、減速等過程中來控制空燃比。車速傳感器類型有片簧開關型、電磁感應型、磁阻元件型、光電耦合型。

3.3D（三維）力傳感器、摩擦片磨損傳感器、耦合力傳感器，應用于電控制動系統（EBS）。制動時，裝在車輪內的3D力傳感器和摩擦片磨損傳感器把載荷、地面附著力和制動氣壓等信號傳遞給ECU，由ECS控制器自動調節壓力，形成對制動壓力的閉環控制。這樣可以集中控制ASR，實現各種不同要求的復雜控制功能，以電子系統取代機械制動。

4.側滑傳感器：用以監測車體繞垂直軸轉動的狀態，把監測所得數據信息發送到ECU（電子控制裝置）。在各車輪的滑移率為20%時控制制動油壓，改善制動性能，確保車輛操縱性和穩定性。

5.扭矩傳感器：在一些行星齒輪式的電力動力轉向裝置中采用扭轉式轉向扭矩傳感器。其作用是測定轉向盤與轉向器之間的相對扭矩。

6.電位式轉向扭矩傳感器：與蝸輪桿式電動電力轉向裝置配合使用。該傳感器可以隨著控制臂的上下擺動在電阻上滑動，在電位計檢測端就會有與控制臂擺動角度成比例的電壓輸出。

7.橫向加速傳感器：用以監測汽車轉彎時的離心力，然后把監測所得的數據信息發送到ECU，使ECU控制換擋點和變矩器鎖止。

8.慣性力傳感器：又稱加速計，用來測量某一確定方向的加速力。在日產無限轎車的全主動懸架系統中，采用了垂直方向、側方向和前方向的慣性力傳感器。

9.聲納傳感器：通過發射和接收電波，探測路面的不規則性，在汽車通過這些路面之前，通過調節懸架，以適合這些不規則路面的行駛。

10.油溫傳感器：應用于自動變速器，用來監測自動變速器的油溫，防止油溫低于50℃時自動變速器換入超車擋；油溫高于70℃時變矩器鎖止、離合器接合。該傳感器有兩種形式：間接式和直接式。直接測量油溫的傳感器，通常安裝在自動變速器的油底殼或液壓控制閥閥體的下端，使測試的端頭浸泡在自動變速器油中。

三、車身控制用傳感器

車身控制用傳感器主要用于提高汽車的安全性、可靠性、舒適性等。

1.車輪傳感器：用來記錄車輪的速度，產生的脈沖信號用于定時計算行駛距離和方向變化。

2.地磁傳感器：測量沿途地磁場水平分量大小與起始點磁場進行比較，為車載電腦提供補償數據，從而使無地域駕駛成為一種可能。

3.高度傳感器：裝在汽車的四個角上，對車輛高度進行控制。

4.氣體濃度傳感器：用于檢測車體內氣體和廢氣的排放量。它有四種類型，實用化的氧化鋯傳感器，使用溫度-40℃至-900℃，精度1%；氧化鋯濃差電池型傳感器，使用溫度300℃-800℃；固體電解質式氧化鋯氣體傳感器，使用溫度0-400℃，精度0.5%；二氧化鈦氧傳感器，具有結構簡單、輕巧、便宜且抗鉛污染的特點。

5.安全氣囊用機械式、機電式、電子式傳感器：作用是當汽車發生碰撞時，其碰撞強度通過傳感器傳給控制器，控制器進行判斷后發出點火信號，觸發氣體發生器點火，迅速產生大量氣體展開氣囊，達到保護乘員、駕駛員生命安全的目的。

6.超聲波傳感器和激光傳感器：用于倒車控制。

7.圖像傳感器：用于消除駕駛員盲區。

8.羅盤傳感器和陀螺傳感器：用于導航系統。