汽车传感器的技术分析

李良寿

（中国机械工业集团公司，北京!"""#$）

摘要：介绍了汽车传感器的种类、性能和技术要求，分析了国内外汽车传感器技术发展趋势，提出当前应当采用先进工艺技术，大力发展新型传感器。

关键词：汽车；传感器；技术分析

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!汽车传感器的种类

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。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。

汽车传感器把汽车运行中各种工况信息转化成电讯号输给中央控制单元，使发动机处于最佳工作状态。主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。

发动机控制系统用传感器是汽车传感器的核心，种类很多，包括温度、压力、位置和转速、流量、气体浓度和爆震等传感器。这些传感器向发动机的电子控制单元提供发动机的工况信息，对发动机工况进行精确控制，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。

底盘控制用传感器用于变速器控制系统、悬架控制系统、动力转向系统、制动防抱死系统等底盘控制系统中。自动变速器系统用传感器主要有：车速、加速度、节气门位置、发动机转速、水和油温传感器等。制动防抱死系统用传感器主要有：轮速和车速传感器；动力转向系统用传感器主要有：车速、发动机转速、转矩、油压等传感器。

车身控制用传感器主要用于提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等。由于其工作条件不像发动机和底盘那么恶劣，一般工业用传感器稍加改进就可以应用。主要有空调系统的温度、湿度、风量、日照传感器等；用于安全气囊系统中的加速度传感器；用于倒车控制中的超声波传感器或激光传感器；用于保持车距的距离传感器等。

%汽车传感器的性能与要求

由于整车工况复杂，特别是发动机工作在高温、振动、冲击、潮湿以及蒸汽、盐雾、腐蚀和油泥污染的恶劣环境中，因此发动机控制系统用传感器耐恶劣环境的技术指标要比一般工业用传感器高%-!个数量级，其中最关键的是精确度和可靠性。否则，由传感器带来的测量误差将最终导致发动机控制系统难以正常工作或产生故障。因此汽车传感器质量检验和可靠性试验工作至关重要。

%.!汽车传感器的检测范围与精度要求

空气流量：%"-%""/012，精度：3!/012；进气压力：,-,"" /(4，精度3!/(4；温度：$#"-%#"5，精度3!6#5；曲轴转角：%"7-&,"7，精度：3"6#7；燃油流量："-%%"812，精度：3%812；响应恢复性："6"%-%9；使用寿命：%"年或%"万公里以上；可靠性：!"""21"6::;以上。

%.%汽车传感器的环境试验要求

汽车的使用环境相当恶劣和复杂，汽车传感器必须满足相当严格的环境试验要求。发动机用传感器的典型环境试验要求如下：

序号测试项目条件持续时间

%高温、偏压%""5、#<%"""2

!温度冲击$+"-%!#5%"""次

&高温高湿*#-%!#5%"""2

压力、功率和

温度循环

!"-%""/(4

#<，$+"-%!#5

&"""2 #高低温储存$+"5，%!#5%"""2

,压力循环!"-%""/(4!""万次

;压力过载!""/(4

*振动#-%"=扫描&"2

:冲击#"0、%"">9&个面，每个%""次%"介质兼容性烟雾、油及污浊液侵渍各种应用

&技术发展现状及趋势分析

&.!国外技术发展现状

国外汽车传感器发展的总趋势是高质量和低价位，汽车传感器属高科技产品，其特点是要求可靠性高、价格低，即所谓“军品的质量，民品的价格”。因此，汽车传感器必须采用自动化生产设备进行规模化生产，才能保证产品质量，降低制造成本。另外由于汽车市场的激烈竞争，巨大的价格压力使所有汽车零部件包括汽车传感器价格的整体处于低价位，也促使汽车产品的制造设备和相关测试技术不断进步，提高自动化程度和生产测试效率。

世界上汽车传感器的主要制造厂家有美国凯乐尔、特种测量、??@、菲尔科、德州仪器、德国博世、日本电装等公司，年产在%""万只以上。部分企业已经研制出力敏芯片和信号处理电路集成化的汽车ABA?压力传感器，今后的价格会降到#-;美元。德国博世采用表面ABA?工艺，研制出微型质量流量传感器。

&.%国内技术发展现状

我国汽车传感器产品和技术水平总体上与国外相比存在很大的差距，主要体现在产品的品种规格少、质量差、生产规模小、制造成本高；高新技术应用较少，工艺相对落后，整体水平较低；传感器研究、开发和生产与汽车部件制造厂和整车制造厂结合不够紧密。

&.&技术发展趋势

（%）从接触式向非接触式发展，从无源式向有源式（带信号处理电路）方向发展；

（!）实现多功能化、集成化和智能化。多功能化是指一个

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仪表技术与传感器

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