汽車電子技術中的智能傳感器技術

張燕霞

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汽車電子技術中的智能傳感器技術

張燕霞

（甘肅交通職業技術學院，甘肅 蘭州 730070）

汽車傳感器的性能對于汽車自身的控制系統性能影響是非常突出的。面對現如今汽車工業的發展形勢，汽車傳感器出現了各種各樣的種類，對汽車傳感器的準確性、穩定性研究有著現實性意義。

汽車電子技術；智能傳感器；ECU

1 汽車傳感器概述

1.1 定義

所謂的傳感器指的是能夠被測量，將其以特殊規律轉化為輸出信號的裝置或器件。這種裝置的作用為利用生物效應、化學效應、物理效應將被測量對象的生物量、化學良、物理量轉化為電能。傳感器共有三種類型包括動力系統、安管系統與舒適性調節系統。目前動力系統有著最大的市場，是現代汽車的標志性代表[1]。

1.2 組成

傳感器包括測量電路、轉換元件、敏感元件三部分成分。其中敏感元件為可以直接響應的部分。轉換元件能夠將非電量以特殊的形式轉化為電參量[2]。

2 汽車傳感器分類

當代汽車最突出的特征就是大量部件都應用這電子技術控制，比如電控懸掛、轉向控制、自動調整駕駛座位、大燈的亮度控制、自動空調、剎車防抱死、廢氣排放、電控噴油。自動電子控制系統依靠傳感器的反饋信息工作[3]。一般來說普通轎車有數十個傳感器，高級汽車擁有上百個傳感器。

以傳感器作用劃分可以分出距離、干濕度、光亮度、速度、氣體濃度、位置、流量、壓力、測量溫度等類型傳感器。這些傳感器有著不同的功能，假設其中一個傳感器故障，其對應的裝置將無法正常工作，可以看出在汽車中傳感器有著很重要的作用。過去汽車傳感器只能應用在發動機，多年的發展使得傳感器已經可以被應用與燈光系統、車身、底盤。比較常見的傳感器包括：

2.1 發動機傳感器

發動機傳感器又可以分進氣壓力、空氣流量、節氣門位置、曲軸角度、氧、進氣溫度、水溫、爆燃等多種傳感器。

2.2 底盤控制傳感器

這類傳感器備安裝在ABS、懸架、方向器、變速器。其中變速器傳感器包括壓力、軸轉、溫度、車速等傳感器。方向器包括液壓、轉矩、有轉角等傳感器，懸架傳感器包括轉角、側傾角、車身高度、加速度、車速等傳感器。

3 智能傳感器

近些年科技的發展進一步的催生了很多新型傳感器的出現，智能傳感器憑借著大量先進科技的支持，已經成功的走進了人們的視野。當前國內對傳感器的名稱歸納比較籠統，很多報刊雜志甚至將其稱為半導體器件。

必須說明的是本文所說的智能汽車傳感器指的實際上是三種類型的器材。即將非電學輸入參量轉化為電磁學信號輸出傳感器、將電學信號轉化成非電學參量輸出執行器、能夠用于傳感器與執行器的設備[4]。目前最常見的就是第一種，智能傳感器、微傳感器能夠進一步被分類為微變送器、微執行器。其物理尺寸通常小于等于亞毫米量級。微型傳感器是一眾半導體工藝技術的升級器件。這種設備如今不論是技術還是市場都已經非常成熟了，被廣泛的應用于汽車壓力控制、壓力測試單元。比如液壓傳動、輪胎、燃油、廢氣排氣管、噴嘴集流腔。氣壓計。

4 汽車電子安全操控系統

信息技術為現代汽車的發展予以了技術層面的大力支持，這種技術是汽車行業之所以能夠迅速發展的關鍵性要素。信息技術實現了對汽車舒適性、安全性、操控性、動力能力的提高與改進，而這些性能的提升來自于信息技術、電子產品、機械結構、機械系統的完美融合。電子技術對于汽車產品概念的改變有著很重要的影響。需強調的是除了網絡系統、車載辦公、導航系統、車用通信、視頻裝備、車內音響以外，現代汽車的大部分框架實際上都已經實現了電子技術的滲透，比如微電路、執行器以及傳感器，這些設備帶給汽車性能本質上的提高。智能傳感器作為其中的核心器件，在汽車行業的發展中更是發揮著重大作用。

以安全駕駛為例，出于對安全駕駛、平穩駕駛的要求，將傳感器安裝在車子的輪胎上，使用帶有壓力傳感器的剎車防抱死裝置可以最大限度的確保在雨雪天氣時車輛的行駛穩定性。當前國外很多汽車均配備了EBA也就是緊急剎車輔助系統。這種系統會在出現緊急情況的時候自動檢測汽車駕駛員踩踏板的力度與速度，根據情況確認是否需要增加制動力。該系統能夠在極短時間內提高汽車制動力。據數據顯示EBA能夠讓200km/h汽車制動滑行距離縮短到20米左右。此外車輪通常還會裝配可以用于檢測車速的傳感器，進而平衡的為所有車輪分配動力，這樣汽車即便是在惡劣路面仍舊會有出眾的抓地能力。

以這一例子可以看出，汽車電子與汽車發展是相生相伴的，汽車電子的發展對于汽車發展有良好的幫助效果，汽車發展對電氣技術提出了各種各樣的要求。

第一點是電子系統必須有著可靠、正確、快速地動作。微處理器+傳感器顯然已經無法滿足當代汽車對智能技術的要求。此時還需要通過簡化電路、數據直接交換、硬件集成的方式保障單元動作適時性、可靠性、正確性。

第二點如今很多汽車機械結構與部件都已經加裝了電子裝置，在電子裝置的操控下保障汽車安全性。不過汽車本身并沒有更多的空間，汽車構建系統非常有限。也就是說理想情況下，受控部件與電子控制單元需要整合為這一個整體。今后電路與器件的集成化、微型化是最終無法回避的方向。

第三點電子控制單元需要體現智能化的特征。比如安全氣囊需要在關鍵時刻正確、及時瞬間打開。不過大部分條件下安全氣囊都是停留在待命情況。所以安全氣囊需要擁有不斷確認、自維護、自檢能力。確保系統能夠正常工作，擁有足夠的可靠性實現每一次都能夠做到萬無一失。

5 智能汽車傳感器發展趨勢

傳感器今后的發展趨勢為智能化、準確性、穩定性，其對汽車系統的發展來說意義重大。

5.1 克服傳統傳感器缺陷

過去的汽車傳感器不論是在生產方面還是技術方面缺陷都比較突出，其缺少性價比的優勢影響了傳感器行業的發展。此外很多傳感器的性能、噪音問題也限制了其在汽車行業的推廣與應用。新型傳感器除了能夠有效控制上述問題以外，同時還可以實現生產成本的有效控制。新型傳感器敏感度高、不會受到外界環境出現性能的變化，充分滿足了汽車系統對傳感器的實際應用要求。各種各樣的智能傳感器在這樣的背景下逐步涌入汽車市場，為汽車行業的發展提供了大量支持。

5.2 傳感器功能與特點

智能傳感器能夠根據外部環境采集相關信息，使用系統自帶的專家系統靈活的制定相應對策。智能傳感器有自動補償、自我校正供能。相較于傳統傳感器，智能傳感器在穩定性、準確性上表現出眾。自動調節能力決定了其在市場中的地位。智能傳感器有效降低了汽車事故發生幾率，智能傳感器在成本控制以及噪音污染的降低方面所表現出來的成績迎合了市場需求。

6 結語

在科技的進一步發展過程中，汽車領域必然會引入越來越多的智能技術。此外在汽車市場的需求下傳感器技術也將得到進一步的提升。集約化、多功能、智能化傳感器將為今后的汽車行業注入新的活力與動力。未來對汽車傳感器的研究需要著重考慮傳感器實用性角度，不斷提升汽車各方面性能，為人們的環保性、舒適性、可靠性、安全性提供保障。

[1] 張海龍.智能傳感器在汽車電子中的應用[J].農家參謀,2019(05): 210.

[2] 時素玲.智能傳感器的應用與發展趨勢[J].電子技術與軟件工程, 2019(03):88.

[3] 魏琴,谷謝天,陳平易.智能汽車技術及環境感知傳感器初探[J].內燃機與配件,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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1671-7988(2019)09-205-02

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張燕霞（1976.3-），女，本科，講師，就職于甘肅交通職業技術學院，研究方向：汽車運用技術。

本文系2017年甘肅省高等學校科研項目“現代學徒制下汽車制造與裝配技術專業人才培養方案優化研究”（項目編號：2017A-180）的研究成果之一。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.067