一、引言
汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一,汽车传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的性能。一般一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车的传感器数量可达二百余只,主要分布于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。
二、汽车传感器的特点
汽车传感技术是随着汽车电子的发展而发展起来的一种技术。汽车传感器是汽车电子控制系统的输入装置,它把汽车运行过程中的各种工况信息如车速、发动机运转工况等转化成电信号输给中央控制单元,使发动机处于最佳工作状态。汽车传感器可对温度、压力、位置、转速、加速度、流量、湿度、电磁、光电、气体、振动等信息,进行实时、有效而准确的测量和控制。由于汽车行驶环境中温度和气候条件差别极大,因此要求传感器具有极强的适应能力,能在-40℃一100℃的环境中正常工作:同时,汽车传感器还要经受来自发动机内部的各种干扰,以及行驶过程中的路况引起的振动。因此,汽车工业对传感器的要求极为苛刻,汽车传感器必须具有稳定性和精度高、响应快、可靠性好、抗干扰和抗震能力强、使用寿命长等特点。
三、汽车传感器的应用
l、发动机控制系统传感器
发动机控制系统传感器给发动机的电子控制单元提供各种信息,电子控制单元处理这些信息并向发动机发出精确的控制指令,对发动机进行控制,使发动机能在各种工况下正常地工作。利用这类传感器可提高汽
车的动力性能和舒适性、降低油耗、减少废气排放,正确反映行驶故障。
(1)温度传感器
主要检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、机油温度、催化温度等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。绕线电阻式温度传感器精度较高,但响应特性差;热敏电阻式传感器灵敏度高,响应特性好,但线性差,适用温度较低;热电偶式精度高,测量范围宽,但须考虑放大器和冷端处理问题。
(2)压力传感器
主要有检测制动液压系统和润滑油系统压力的压力传感器,测量气体介质压力的歧管压力、风压、大气压力和轮胎压力传感器等。目前应用较多的车用压力传感器主要有电容式、压阻式、差动变压器式(IVDT)和表面弹性波式(SAW)。
电容式传感器具有输入能量高、动态响应好、环境适应性好等特点;压敏电阻式受温度影响大,需另设温度补偿电路。但适用于大量生产;LVDT式有较大输出,易于数字输出,但抗干扰性差:SAW式具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字量输出等特点。用于汽车吸气阀压力检测.能在高温下稳定的工作,是一种较为理想的传感器。
(3)转速、角度和车速传感器
主要用于检测曲轴转角、发动机转速、车速等。主要有电磁式、磁阻式、霍尔效应式、光学式、振动式等。
(4)气体浓度传感器
主要用于检测车体内气体和废气排放,其中最主要的是氧传感器。氧传感器安装在摊气管内,测量排气管中的含氧量,确定发动机的实际空燃比与理论值的偏差,控制系统根据反馈信号,调节可燃混和气的浓度,使空燃比接近于理论值,从而提高经济性.降低排气污染。实际应用的是氧化锆和氧化钛传感器。
(5)爆震传感器
用于检测发动机的振动,通过调整电火提前角控制和避免发动机发生爆震。能把爆震信号传给控制系统,抑制爆震的发生。主要有磁致伸缩式和非共振型压电式。
(6)流量传感器
测定进气量和燃油流量以控制空燃比,主要有空气流量传感器和燃料流量传感器。空气流量传感器检测进入发动机的空气量从而控制喷油器的喷油量。以得到较准确的空燃比。实际应用的有卡门旋涡式、叶片式、热线式。卡门式无可动部件、反映灵敏、精度较高;热线式易受吸入气体脉动影响,且易断丝;燃料流量传感器用于判定燃油消耗量,主要有水车式和球循环式。