汽车电子技术中传感器的应用探讨

朱文亮

摘 要：传感器作为汽车电子技术的核心，其为汽车电子技术的快速发展做出了重大的贡献。文章简要介绍了传感器在汽车电子技术中发挥的主要作用以及不断发展的汽车电子技术对传感器所提出的要求，分析了当前车用传感器的主要类型，并结合传感器在发动机控制系统、车身、底盘以及导航系统中的具体应用，总结出了车用传感器在今后的发展趋势。

关键词：汽车电子；传感器；智能化；自动化；应用探讨

引言

随着人们生活水平的不断提高，汽车的市场需求不断增加，但是由于生产厂家众多，汽车行业的竞争仍然十分残酷。特别是近些年来，随着汽车电子技术的不断发展，如今的汽车已成为集机械加工制造技术、电子技术和智能控制于一身的高科技的产物，提高汽车的智能化水平已成为各个汽车厂家的主要竞争内容。传感器是智能化系统中必不可少的部件，据统计如今的汽车所用的传感器已经达到了200个左右，由此可见传感器对于汽车的重要性。

1 传感器在汽车电子技术中发挥的作用

汽车控制系统的通常均为闭环控制系统，反馈信号是该闭环控制系统中必不可少的一部分。传感器的主要作用便是为汽车控制系统提供反馈信号，其可将温度、流量、速度、压力、流量、声音、光、湿度、电磁等非电信号转换成能被控制系统有效识别的电信号，控制系统在得到各种反馈信号之后便能采取相应的动作，从而使得汽车智能控制得以实现。传感器是汽车的基石，没有传感器技术的支撑，汽车电子技术将成为空谈。对于汽车来说传感器就是它的“鼻子”、“眼睛”、“耳朵”和“皮肤”，传感器将帮助其实现与用户的信息交流，为用户后续的操作提供强有力的信息支持。

2 汽车电子技术对传感器的要求

当前的汽车对安全性、舒适性和操作性能有着更高的要求，而其对传感器的要求主要体现在以下方面：（1）对传感器的精度要求不断提高。一般而言车用传感器的测量误差需要控制在1%以内，传感器的精度不达标会导致检测信息不准，影响驾驶员的判断，特别是在高速行驶的状态下，这看似微小的偏差却可能会带来车毁人亡的后果。（2）对环境的适用性强。汽车的活动范围广，在日常的使用过程中将会面对各种复杂的环境，因此便需要传感器在各种温度、湿度以及电磁干扰下均能够正常工作。（3）可靠性要求高。作为在汽车上大规模使用的一种元部件，传感器的可靠性必然会对汽车的整体性能产生较大的影响，从而影响到用户的正常使用。

3 车用传感器的主要类型

车用传感器的数目众多，现有的分类方法也有很多，在目前的运用中主要是从以下几个方面对传感器进行分类：（1）根据传感器的工作原理进行分类，可将车用传感器分为电阻式、电容式、光电式和压电式这几种主要类型。（2）根据被测量进行分类，这种分类方式可以直观的反应传感器所实现的功能，例如常用到的温度传感器、湿度传感器、压力传感器都是根据这种方式进行分类的。（3）根据传感器的输出信号进行分类，这种分类方式较为简单，在该种分类方式下目前所用的传感器只有模拟式传感器和数字式传感器这两种类型，其中模拟式传感器所占的比例要远远高于数字式传感器，在实际的运用中仍然是通过AD转换器将传感器输出的模拟信号转换成能够被控制系统有效识别的数字信号。

4 传感器在汽车电子系统中的具体应用

4.1 传感器在发动机控制系统中的应用

发动机是整个汽车系统的动力来源，因此保证发动机能够安全稳定的运行便是汽车电子系统的一项主要工作内容。汽车发动机控制系统主要需要用到温度传感器、流量传感器、压力传感器和转速传感器，各种功能的传感器可将检测到的温度、压力、转速以及流量等信息及时反馈给发动机控制系统，发动机控制系统在对反馈回来的信号进行相应的处理之后便能对发动机的运行状态有着更加准确的了解，从而能够更好的进行后续的操作。例如当驾驶员需要进行加速操作时，便需要不断的根据油表和转速表上所反馈的信息来对油门进行控制，以实现对车速的精准控制。

4.2 传感器在车身上的应用

车身是车内人员的主要防护层，当发生各种事故时其能够为车内人员提供有力保护，在车身上安装传感器的主要目的便是用于提高汽车的安全性和舒适度。车身用传感器主要有以下几种：（1）用于车内空调系统的温度传感器、湿度传感器、气压传感器和风速传感器；（2）用于检测车门状态的车门传感器，若检测到车门没有锁死便会将组织汽车发动，并发出报警信号，避免安全事故的发生。（3）用于启动安全气囊的加速度传感器，当汽车发生猛烈碰撞时，加速度会发生急剧变化，传感器将该信息反馈给控制系统之后，控制系统便会立即发出弹出安全气囊的指令，以保证车内人员的安全。

4.3 传感器在底盘上的应用

汽车底盘是安装各种零部件的主要场所，从而也不可避免的需要在汽车底盘上安装各种传感器。底盘上常用的传感器主要有以下几种：用于检测车轮转速的角速度传感器，方向盘控制系统中使用的动力转向传感器，防抱死系统中的防抱制动传感器等。特别是对于当前市场占有率极高的自动变速汽车来说，其底盘上需要安装更多的传感器以实现对车速、发动机转速和脚踏板位置的检测，从而实现自动变速的功能。由于底盘用传感器需要长期暴露在各种复杂的室外环境下，因此与其它部位使用的传感器相比，底盘用传感器对防水性，防尘性和抗干扰性有着更高的要求。

4.4 传感器在导航系统中的应用

智能导航系统是汽车智能化的一个重要体现，与其它系统一样导航系统同样也离不开传感器的支持。例如汽车在行驶时，导航系统传感器便将接受到的位置信息及时的反馈给车载控制系统，从而能够帮助驾驶员提前了解前方的道路信息，提前做好应对准备。在进行倒车入库时，也需要用到红外传感器和图像传感器对汽车后部的情况进行实时检测，从而消除驾驶员的视觉盲区，使得其能够及时规避各种障碍物和可能路过的行人。传感器为导航系统提供了各种准确的信息，从而使得导航系统快速做出准确的判断，更好的为驾驶员服务。

5 车用传感器的主要发展方向

5.1 智能化程度不断提高

智能化是当前车用传感器的一个主要发展方向。车用传感器的智能化发展主要体现在以下方面：（1）通过利用集成电路将传感器和微处理器进行结合，使得智能传感器不仅具有信息檢测的功能，还能够对检测到的信号进行滤波、放大等预处理，从而能够最大限度的减少外界因素所带来的干扰，使得传感器的精度和可靠性均能得到大幅度的提高。（2）传感器功能的多重化，随着集成化程度的不断提高，智能化传感器将能够实现对多个变量的检测，从而使得车用传感器的整体数目能够大幅削减，大大的减少维护保养的难度。

5.2 更加符合绿色环保的需求

节能环保是可持续发展大背景下，各种汽车制造厂商不容忽视的一大要点，车用传感器的数目众多，因此传感器自身的环保性能也不可轻视。车用传感器的节能环保化，需要从以下方面入手：（1）选用更加环保的新材料，进行新型检测技术的研发，从根本上减少传感器本身及其工作过程中可能给环境带来的各种污染；（2）实现批量化生产。批量化生产不仅会提高传感器的生产效率，降低单个传感器的生产成本，还能有效的减少生产过程中各种原材料的浪费，这也为节能环保做出了突出的贡献。

6 结束语

传感器是汽车电子技术的基础，只有有了各种高精度、高可靠性传感器的支持，汽车电子技术才能更加快速的发展，从而有效的提高汽车的安全性、舒适性和环保性，获得更多用户的青睐，为汽车行业的发展提供更有力的支持。

参考文献

[1]王爱传.汽车传感器使用要求与发展趋势[J].农业装备与车辆工程，2014（2）：14-16.

[2]王艳春.基于传感器矫正的汽车双重放到系统设计[J].计算机仿真，2013，30（6）：198-201.