汽車傳感器技術(shù)論文(2)
汽車傳感器技術(shù)論文篇二
汽車傳感器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)研究
摘要：傳感器遍布汽車，分別存在于發(fā)動(dòng)機(jī)、車身控制和導(dǎo)航系統(tǒng)中。汽車的電子、智能化的發(fā)展也取決于傳感器性能的程度。本文從汽車傳感器出發(fā)，闡述了汽車傳感器的分類、其技術(shù)在汽車中的應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外技術(shù)情況及其應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)的研究。
關(guān)鍵詞：汽車傳感器;技術(shù)應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)
Abstract: the sensor in cars, respectively in the engine, car body in control and navigation systems. The car electronics, intelligent development also depends on the extent of the performance of the sensor. This paper, from the start of sensors, in this paper, the classification of sensors, the technology and the application in automobile technologies at home and abroad and its development trend of application.
Keywords: automobile sensors; Technology application; Development trend
中圖分類號(hào)：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1、汽車傳感器和其分類
傳感器遍布汽車之中，分別存在于發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身控制和導(dǎo)航系統(tǒng)中。通過(guò)汽車傳感器的運(yùn)作可以轉(zhuǎn)換各種工況信息，把它變成電信號(hào)并傳輸給中央控制單元，控制單元經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理發(fā)出控制信號(hào)給執(zhí)行單元完成汽車的自動(dòng)控制。這一系列運(yùn)作的水平反映了現(xiàn)代汽車電子化、智能化的程度。
汽車傳感器眾多，不同的角度去看就會(huì)有不同的類別：若按工作原理可分為電容式、電感式、光電式、光敏式、熱電式傳感器等;按是否外加能量來(lái)看，可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型2種;若按信號(hào)轉(zhuǎn)換劃分，分為不同非電量傳感器的轉(zhuǎn)換和非電量向電量傳感器的轉(zhuǎn)換;按功能分，有促進(jìn)駕駛?cè)藛T了解汽車狀態(tài)的，也有控制汽車運(yùn)行狀態(tài)的。按輸出信號(hào)，有模擬式的也有數(shù)字式的?？傊?，無(wú)論哪種分類，其實(shí)都是側(cè)重某個(gè)特征和關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行的。
2、汽車傳感器的技術(shù)應(yīng)用
從上文的論述可以看出，傳感器這種技術(shù)在汽車上的應(yīng)用是遍布全身的，但主要應(yīng)用在汽車的動(dòng)力系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)和車身舒適系統(tǒng)上。
動(dòng)力系統(tǒng)傳感器體現(xiàn)著汽車傳感器最先進(jìn)的技術(shù)，也是市場(chǎng)上所占比例最大的部件。動(dòng)力系統(tǒng)中涉及到的傳感器，種類比較多，比如：(1)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等的溫度傳感器;(2)檢測(cè)氣缸負(fù)壓、大氣壓、氣缸內(nèi)壓、油壓等的壓力傳感器;(3)測(cè)量進(jìn)氣流量和燃料流量的流量傳感器;(4)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度和車速等的位置和轉(zhuǎn)速傳感器。(5)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管廢氣濃度的氣體濃度傳感器;(6)爆感傳感器，根據(jù)所檢測(cè)的信號(hào)，通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角或減小缸壓來(lái)抑制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震。以上各種動(dòng)力系統(tǒng)中傳感器還有更加細(xì)致的分類方法和不同的專屬特性，比如線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式都是溫度傳感器不同的類別。
安全管理系統(tǒng)上傳感器應(yīng)用，如汽車側(cè)邊氣囊控制有加速度傳感器和壓力傳感器等。作為安全管理的重要環(huán)節(jié)，汽車會(huì)綜合使用輪速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和輪胎壓力傳感器等，這些傳感器從一定程度上也是集成了動(dòng)力系統(tǒng)的各種傳感器的功用而給出汽車安全可靠的管理應(yīng)用。除了借用動(dòng)力系統(tǒng)的傳感器外，在安全管理系統(tǒng)上最重要的傳感器主要用在導(dǎo)航系統(tǒng)上，使它和GPS相結(jié)合，為司機(jī)提供交通信息的同時(shí)，感知駕駛盲點(diǎn)，獲知汽車自身和其他車輛的位置。
車身控制用傳感器和車身用傳感器就是車身上使用的主要傳感器類別。通過(guò)這些傳感在車門、變速箱，被動(dòng)安全地讓汽車更智能。車身控制用傳感器主要包括：(1)用于自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)量傳感器、日照傳感器等;(2)用于安全氣囊系統(tǒng)中的加速度傳感器;(3)用于門鎖控制中的車速傳感器;(4)用于亮度自動(dòng)控制中的日照傳感器、閃光傳感器和微光傳感器;(5)用于消除駕駛員盲區(qū)的圖像傳感器等。車身用傳感器主要包括防撞加速度傳感器、超聲近距離目標(biāo)傳感器、紅外熱成像傳感器、毫米波雷達(dá)和環(huán)境氣體電化學(xué)傳感器等。
3、國(guó)內(nèi)外汽車傳感器技術(shù)現(xiàn)狀
我國(guó)，汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，以2010年年產(chǎn)量600萬(wàn)輛的生產(chǎn)能力來(lái)說(shuō)，若每輛車用10只傳感器，將需6000萬(wàn)套傳感器及其配套變送器和儀表。市場(chǎng)需求年年遞增，尤其集中在電子信息產(chǎn)業(yè)中，ABS、安全氣囊的傳感器已經(jīng)逐漸成為增長(zhǎng)率最快的電子產(chǎn)品，但是我國(guó)傳感器技術(shù)水平偏低，質(zhì)量無(wú)法達(dá)到市場(chǎng)要求，每年高性能汽車傳感器的進(jìn)口量就在50萬(wàn)套以上。國(guó)內(nèi)汽車傳感器由于起步晚，還沒(méi)形成系列化、配套化，尚未形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，仍依附于汽車儀表行業(yè)，無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)水平較低。我國(guó)核心總成控制系統(tǒng)所需要的傳感器在應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)上還相差1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，還難以完成惡劣環(huán)境的檢測(cè)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有最高水平的汽車傳感器產(chǎn)品比國(guó)外同類產(chǎn)品竟落后l0多年。
外國(guó)，尤其美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車傳感器技術(shù)起步早，規(guī)模大、水平高，發(fā)展比較均衡。汽車傳感器技術(shù)已向微型化、多功能化、集成化和智能化方向發(fā)展。目前，世界在汽車上使用的傳感器大多采用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制造，其核心是納米級(jí)微機(jī)械結(jié)構(gòu)加工。MEMS傳感器是高級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)管理和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，對(duì)節(jié)能減排的效果顯著。MEMS技術(shù)還對(duì)提高汽車安全性作用顯著，如在美國(guó)強(qiáng)制安裝的、用于主動(dòng)安全系統(tǒng)的偏航率傳感器和低加速度加速計(jì)。
在新材料和新工藝領(lǐng)域，已經(jīng)開發(fā)出來(lái)了磁敏、氣敏、力敏、熱敏、光電、激光等多種新型傳感器。傳統(tǒng)的金屬材料也逐漸被半導(dǎo)體、陶瓷、光學(xué)纖維等取代，從而在傳感器的多功能化、集成化、智能化方面遙遙領(lǐng)先于中國(guó)。此外，國(guó)外車輛設(shè)計(jì)日益趨于個(gè)性化和人性化，其便利性和舒適性已逐步得到重視。而在這一領(lǐng)域沒(méi)有相應(yīng)法規(guī)，因此，相應(yīng)的傳感器技術(shù)將更多地取決于消費(fèi)者的意愿和購(gòu)買力。
4、汽車傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
目前，汽車電子及其軟件的價(jià)值已經(jīng)占到世界汽車生產(chǎn)成本的22%?，F(xiàn)代汽車技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越多地體現(xiàn)在汽車電子技術(shù)上。汽車傳感器技術(shù)發(fā)展整體呈現(xiàn)高精度、智能化、微型化、多功能化、集成化、數(shù)字化、聲表面波傳感器、微加工技術(shù)以及新工藝的應(yīng)用等特點(diǎn)。同時(shí)也朝著加速開發(fā)新型材料、高可靠性、高安全性、寬溫度范圍、微功耗及無(wú)源化的方向發(fā)展。多傳感器信息融合;MEMS技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展;敏感材料與智能材料系統(tǒng)的應(yīng)用;納米機(jī)械裝置和傳感器、化學(xué)傳感器等新傳感器的不斷涌現(xiàn)，未來(lái)傳感器產(chǎn)業(yè)將終將發(fā)成成為網(wǎng)絡(luò)化傳感器趨向。隨著全球燃油價(jià)格的提高，“改進(jìn)燃燒效率”將是汽車傳感器的新的應(yīng)用“亮點(diǎn)”領(lǐng)域。
而我國(guó)汽車傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸在于技術(shù)。解決此問(wèn)題的根本方法在于選擇核心關(guān)鍵技術(shù)，并集中各種資源加以突破。當(dāng)然加速培養(yǎng)此類行業(yè)的專業(yè)人才，努力搭建國(guó)際化高標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)也是當(dāng)務(wù)之急。同時(shí)，還要立足于國(guó)情，加強(qiáng)宏觀調(diào)控和政策性引導(dǎo)，正確處理好汽車傳感器中自主開發(fā)與技術(shù)引進(jìn)，近期發(fā)展和長(zhǎng)期發(fā)展等關(guān)系，鼓勵(lì)自主創(chuàng)新，完善創(chuàng)新及激勵(lì)機(jī)制，調(diào)整人才培養(yǎng)模式，建立有利于汽車傳感器技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的政策、研發(fā)、市場(chǎng)和管理制度。
5、結(jié)束語(yǔ)
汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展以及汽車電子控制系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，使汽車傳感器在汽車電子中所占的比重逐漸增大，與此同時(shí)，也促進(jìn)了汽車傳感器市場(chǎng)需求的高速增長(zhǎng)，極大地推動(dòng)了汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展。智能化、微型化、集成化、多功能化以及新材料和新工藝制成的新型汽車傳感器必將逐步取代傳統(tǒng)的汽車傳感器，成為汽車傳感器發(fā)展的主流，使汽車的安全性、可靠性、舒適性和環(huán)保性能得到進(jìn)一步改善。業(yè)內(nèi)專家由此看好汽車傳感器在中國(guó)的發(fā)展前景。認(rèn)為，汽車數(shù)量的增加以及每輛汽車上所采用傳感器的增多，決定了中國(guó)汽車傳感器市場(chǎng)容量必將不斷增大，中國(guó)傳感器市場(chǎng)正進(jìn)入蓬勃發(fā)展的上升期。
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