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传感器在汽车工业的应用情况分析
2017-10-31 来源: 文字:[    ]

    现代的“汽车”观念正发生着巨大的变化,正向着能满足人类需求的安全、舒适、方便、无污染的方向发展。 汽车由人驾驶并在道路上行驶。这样,人-车-道路三位一体,便构成了一个有机的、完整的汽车交通系统。为了适应现代观念的要求,就必须使汽车及其使用环境智能化、高科技化。而高科技对该系统的支持技术之一就是传感器技术。 汽车所需求的信息都是依靠传感器来获取的。那么,汽车对信息的需求目前都有哪些呢? 车辆本身所需的信息包括检测车辆运动状态的信息、检测驾驶操纵状态所需的信息、车辆控制所需的信息、运动环境检测所需的信息、异常状态监控所需的信息等。

    1. 车辆运动状态的信息: 这类信息包括车速、加速度、回转角速度等参数。它们不仅是各种车辆控制基础,且对驾驶员的心理状态和驾驶操纵等都有影响,同时也是驾驶支持系统和各种情报提供系统的重要组成部分。

    2. 驾驶操纵状态的信息: 这类信息包括转向、加速、制动等参数。它是检测驾驶员操纵意志以及操纵状态的重要数据。

    3. 车辆控制的信息: 其中包括发动机的控制、变速器的控制、驱动力矩控制、悬架控制、转向控制等各种参数。

    4. 运动环境检测的信息: 这里包括行驶环境识别、空调器功效等参数。

    5. 异常状态监控的信息: 包括单侧车轮制动状态、燃油残留量、轮胎气压等参数。 外界传感器检测车辆周围的其它车辆、步行者、障碍物、路面形状和路面湿润状况、气象、外来光等各种各样的信息,通常利用超声波、电波、光波等进行检测。其中,检测车辆周围和障碍物的光学参数占有极重要位置,它是图形处理技术的基础。 驾驶员处于过度疲劳、瞌睡、饮酒、急病等状态时,危险时刻会随时发生。其中瞌睡直接导致的交通事故比率很高,所以即时检测出驾驶员的异常状况是非常重要的。通常可通过检测驾驶员的脑电波、眼球运动、皮肤电位、心跳及呼出气体等方法来确定驾驶员的生理状态。也可通过驾驶操纵动作来判别。 位置测量是向车辆提供交通情报服务以及实现自动驾驶的基础。它包括利用车载传感器测量绝对位置和利用激光、超声波、红外线等传感器进行近距离的相对位置测量,如车间距、与障碍物间距等。

    车用传感器是汽车的重要构成。汽车传感器把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电讯号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。各类传感器主要应用在发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统。

图表 汽车传感器示意图

 

    发动机控制系统用传感器主要有温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息,以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。底盘控制用传感器是指用于变速器控制系统的车速传感器、加速踏板位置传感器、加速度传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、水温传感器、油温传感器等;悬架控制系统应用的传感器有车速传感器、节气门位置传感器、加速度传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器等;动力转向系统应用的传感器主要有车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器、油压传感器等。

    车上电子传感器主要包括里程表传感器、机油压力传感器、水温传感器、空气流量传感器、ABS 传感器、安全气囊传感器、气体浓度传感器、位置和转速传感器等。

图表 汽车主要传感器类型

    目前,传感器在汽车上的应用及燃料剽余量等有关参数的测量。已不只局限于对行驶速度、行驶距离、发动机旋转速度以由于汽车交通事故的不断增多和汽车对环境的危害,传感器在一些新的设施,如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”等都得到了实际应用。可以预测,随着汽车电于技术和汽车安全技术的发展,传感器在汽车领域的应用将会更为广泛。

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