传感器技术在汽车智能中的应用

商丘科技职业学院毕业论文（设计）

题目传感器技术在汽车智能中的应用

系别机电工程系

专业汽车检测与维修

学生姓名

成绩

指导教师

2011年4月

目录

1汽车传感器的发展情况 (4)

1.1汽车传感器的发展历程 (4)

1.2国际发展现状 (4)

1.3国内发展现状 (5)

1.4汽车传感器的发展趋势 (6)

2汽车传感器的应用现状 (7)

2.1汽车传感器的特点 (7)

2.1.1适应性强、耐恶劣环境 (7)

2.1.2抗干扰能力强 (8)

2.1.3稳定性和可靠性高 (8)

2.1.4价格低廉 (8)

2.2汽车发动机控制系统用传感器 (8)

2.2.1温度传感器 (9)

2.2.2压力传感器 (9)

2.2.3流量传感器 (10)

2.2.4位置和转速传感器 (10)

2.2.5气体浓度传感器 (10)

2.2.6爆震传感器 (11)

2.3底盘控制用传感器 (11)

2.3.1变速器控制用传感器 (12)

2.3.2悬架系统控制用传感器: (12)

2.3.3动力转向系统用传感器 (12)

2.3.4防抱制动传感器 (12)

2.4车身控制用传感器 (12)

2.5导航系统用传感器 (13)

2.6车用雷达控制用传感器 (13)

2.7车载计算机系统中的职能监控用传感器 (13)

摘要

随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，传统的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子控制系统代替。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两百余只。预计2012年全球汽车传感器市场将从2007年的80亿美元上升到135亿美元，复合年增长率为10.8％。

汽车传感器在汽车上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。它的应用大大提高了汽车电子化程度，增加了汽车驾驶的安全系数。

关键词: 传感器；汽车；发展；应用

1汽车传感器的发展情况

1.1 汽车传感器的发展历程

传感器在汽车上的应用与电子产品在汽车上的应用基本是同步的，最先在汽车上得到应用的电子系统是发动机管理系统"，在20世纪60年代电子点火装置被广泛采用"随后就是电子喷射。这一过程把温度、流量、氧传感器等引入了汽车。到20 世纪80年代安全气囊、ABS 的广泛应用则推动了轮速、加速度等传感器在汽车上的应用。1995 年，随着ESP(电子稳定程序)的批量生产,角速度传感器的应用也有了长足的发展。表1列举了汽车传感器发展的几个重要里程碑。

表1 汽车传感器发展的重要历程

1.2 国际发展现状

车用传感器和传感器技术正迅速发展、日趋成熟。08年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本仍是传感器市场分布最大的地区。就世界范围，传感器市场增长最快的依旧是汽车市场。现可制作检测力学量、磁学量、热学量等各种微型传感器。敏感器件的种类越来越

多，捕捉信息的范围也越来越宽。精度小断提高，寿命也逐渐增加;非接触传感器也有较快发展，如汽车速度传感器已被非接触式的雷达和光电传感器所林代;还有美国生产的曲轴扭矩非接触式传感器也已定型生产。对汽车已山控制发动机扩大到控制全车，实现了自动变速换挡，防滑制动。

世界各国对汽车传感器的理论研究、新材料应用和新产品开发都相当重视，技术进步非常迅速。一些发达国家不断研发新型传感器并且提高其精度，使汽车性能大大提高。2010年前后，国外敏感元件与传感器发展的总趋势是小型化、集成化、阵列化、智能化、系统化和网络化。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国竞争将加速新一代传感器的开发和产业化。

1.3 国内发展现状

中国市场是车用传感器发展的沃土，最新调查数据显示，2006年中国汽车传感器的市场销售额达到3.9亿美元，同比增长率为42.8%，2007年-2010年期间中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。预计2007年市场销售额将达到5.4亿美元，其同比增长率为36.3%;预计2009年市场销售额将接近10.5亿美元，其同比增长率为40.5%;预计2010年市场销售额将超过13.2亿美元，其同比增长率为35.2%。

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。汽车传感器在汽车上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。

我国的汽车传感器由于起步较晚，还没有形成系列化、配套化。只有零散的产品为化油器配套使用，如曲轴位置、车速传感器采用的是电磁式或霍尔式，存在着准确度、分解能力、信号精度、匹配性、抗干扰性、低速检测、耐环境能力差等问题，而国外同类产品采用的是光电式，不存在上述问题。

总体上讲，国内汽车传感器行业现阶段存在品种少、不配套、性能较落后、抗干扰性差等问题。许多传感器厂为了增强产品的竞争力，采用与国外同行业进

行合资经营的方式，消化吸收国外先进的传感器技术，使产品升级换代，从而逐步发展壮大。但绝大多数企业还只是配套生产其它车用传感器，处于利润少、产品单一、产品质量和技术水平低下的状况。

中国汽车传感器随着汽车大力发展而呈现强劲的增长势头，国内汽车传感器迅速增长起来。但中国汽车传感器大多被世界跨国公司瓜分，加快汽车电子国产化是汽车电子行业的首要任务。为了帮助中国汽车传感器行业早日实现多功能化、集成化和智能化，盖世汽车网将于2010年10月举办“2010国际汽车电子应用技术研讨会”，邀请来自国内外的行业专家分享汽车传感器的最新应用技术，预测汽车电子的技术发展动向。随着电子技术的发展和汽车电子控制系统应用的日益广泛，通过新的结构设计和新的原理，微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将逐步取代传统的传感器，成为汽车传感器的主流。

1.4 汽车传感器的发展趋势

由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求，世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。未来的汽车用传感器技术，功能化、模块化、智能化、微型化将是车用传感器发展新途径。

物性型传感器（即固态传感器）包括半导体、电介质、强磁体三种类型。在固态传感器中，半导体传感器的发展最引人注目。这是因为半导体传感器不仅灵敏度高、响应速度快、体积小、质量轻而且便于实现集成化和多功能化。例如，目前最先进的固态传感器在一块芯片上可以同时集成差压、静压、温度3个传感器，是差压传感器同时具有温度和压力补偿功能。汽车上采用的压阻等效应式压力传感器也同时集成有静压、温度两传感器，使压力传感器具有温度补偿功能。

随着传感器应用领域的不断扩大，并借助半导体的蒸镀技术、扩散技术和光刻技术，传感器开始从单个元件、单一功能向集成化和多功能化发展。所谓集成化就是利用半导体加工技术。将敏感元件、信息处理或转换元件以及电源电路等元件制作在同一块芯片上。如集成压力传感器、集成温度传感器、集成磁敏传感器等。多功能化是指一个传感器具有多种参数检测功能。如半导体温湿敏传感器，以及多功能气体传感器等。汽车发动机控制系统采用的热膜式空气流量