传感器在现代汽车中的应用

传感器在现代汽车中的应用

随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断的提高，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有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，复合年增长率达到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。

一、汽车传感器的发展情况

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

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然是汽车市场。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。

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。

二、传感器在汽车上的应用

1.开车舒适、方便是驾驶者最大的驾车乐趣

许多高级及豪华车款的配备及设备都趋于人性化，不但彰显其身份地位象征，另一方面也提高驾驶者驾驶安全性、舒适性及方便性。比如说：搭配驾驶者驾驶习性、身高与体重，运用位移传感器与微阀控制，可以将座椅、后视镜调整到驾驶者最舒适的状态并加以记录，还能顾及到驾驶的最佳行车视野。另外，还可运用影像、距离、超声波或者激光传感器，再经由显示、警示等设备告知路面车行信息，以利驾驶者降低盲区及视野死角，保持最佳车距及便于路边停车控制及倒车动作。在乘坐舒适性方面，也可以应用温度、湿度、风量及日照等传感器，可以自动控制空调系统，在车内维持舒适恒温系统，及运用光度传感器可使车灯亮度自动控制，还能运用雨滴及除雾传感器可以自动控制前、后挡风玻璃雨刷自动运行。

2.自动检测、自我维护，时时确保安全气囊可靠性

安全气囊运用微加速或者微惯性传感器来监测及量测，它在关键时刻必须

要能实时、正确地瞬间打开，以维护乘客安全，但在极大多数时间内气囊是处在待命状态，因此，安全气囊的ECU必须具有自动检测、自我维护能力，不断确认气囊系统的可正常运行的可靠性，确保气囊在瞬间动作是能达到保护驾驶员的效果。

3.车载计算机系统中的智能监测应用

新的车载计算机系统能够对汽车实施监测，就像是飞机上记录器一样。在实际安装后，系统内配备的加速感应器和回转感应器，可以监测汽车的速度、安全带的使用状况及由于汽车急转弯、紧急刹车、行驶不稳定、异常减速和不安全倒车等原因造成的超重力行驶，只要汽车在不安全状态下行驶，例如：出现超速驾驶、超重力行驶、没扣安全带等状态，记录器便会向驾驶者发出警示，如果驾驶者对警示置之不理，则警报便会一直重复下去，直到进入安全行驶状态，可以为驾驶者提供指导和预警等功能。

4.促进燃料系统答道省油、低污染及高效能

一般来说，车用电子系统是由各个电子控制单元所组成，不但具有自我操控能力，同事又有协调整合功能使车上各个子系统答道最佳工作效率。以燃料系统为例，为使发动机处于最佳工作状态，从运用流量传感器量测吸入汽缸的空气流量、压力传感器量测进气压力开始。再根据水温、空气温度等工作环境参数（运用温度传感器）计算出基本喷油量，同时再通过节气门位置传感器检测节气门的开度，确定发动机的工作状态，进而控制，调整最佳喷油量，最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速，另运用爆震感测监测发动机的振动和燃料噪音等讯号，最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以结婚气体溶度传感器来检测系统废气排放，并于起动系统等组合，构成可以使汽车发动机马力和扭力最佳化，而同时燃油消耗和废弃排放最低化的智能型系统。

5.自动监测、调整及回馈信息的车用感测产品

车上各式各样功能组件都有其操控性、运动特性，对车用电子产品而言，绝大时期都处于复杂的行车环境中，而且各不相同。诸如工作状态时的高温，静止待命时的低温，高浓度的油蒸汽和活性（毒性）气体，及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此，车上的电子组件及电缆必须兼具稳定性，抗环