傳感器在汽車中應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2013-08-14 10:47 來源:電子信息網(wǎng) 作者:蒲公英

隨著電子技術的發(fā)展,汽車電子化程度不斷提高,傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)已經(jīng)難以解決某些與汽車功能要求有關的問題,因而將逐步被電子控制系統(tǒng)代替。傳感器作為汽車電控系統(tǒng)的關鍵部件,其優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的性能。目前,普通汽車上大約裝有幾十到近百只傳感器,豪華轎車上則更多,這些傳感器主要分布在發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身控制系統(tǒng)中。

1 發(fā)動機控制用傳感器

發(fā)動機用傳感器有很多種,其中包括溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉(zhuǎn)傳感器、流量傳感器、位置傳感器、濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整個車用傳感器的核心,利用它們可提高發(fā)動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等,由于其工作在發(fā)動機振動、汽油蒸汽、污泥、水花等惡劣環(huán)境中,因此它們的耐惡劣環(huán)境技術指標要高于一般的傳感器。它們的性能指標要求有很多種,其中最關鍵的是測量精度與可靠性,否則由傳感器檢測帶來的誤差最終將導致發(fā)動機控制系統(tǒng)失靈或產(chǎn)生故障。

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爆震傳感器

爆震傳感器檢測發(fā)動機各種工況下的爆震或燃燒噪聲以避免發(fā)動機工作失常。

(1) 溫度傳感器:主要檢測發(fā)動機溫度,吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、催化溫度等,將它們轉(zhuǎn)變成電信號,從而控制噴油嘴針閥開啟時刻和持續(xù)時間,以保證供給發(fā)動機最佳混合氣并達到排氣凈化效果等。實際應用的溫度傳感器主要有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱電偶式。線繞電阻式溫度傳感器的精度較高,但響應特性差;熱敏式傳感器靈敏度高,響應特性較好,但線性差,適用溫度較低;熱電偶式傳感器的精度高,測溫范圍寬,但需考慮放大器和冷端處理問題。

(2) 壓力傳感器:主要檢測氣缸負壓,從而控制點火和燃料噴射;檢測大氣壓,從而控制爬坡時空燃比;檢測氣缸內(nèi)壓,從而控制點火提前角;檢測廢氣再循環(huán)流量、發(fā)動機油壓、制動器油壓、輪胎空氣壓力等等,并對相關量作出反應。車用壓力傳感器目前已有若干種,應用較多的有電容器式、壓阻式、差動變壓器式(LVDT )、表面彈性波式(SAW )。電容器式傳感器具有輸入能量高,動態(tài)響應好、環(huán)境適應性好等特點;壓阻式受溫度影響大,需另設溫度補償電路,但適用于大量生產(chǎn);LVDT 式有較大輸出,易于數(shù)字輸出,但抗振性較差;SAW 式具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、可靠性強、靈敏度高、分辨率高、數(shù)字量輸出等特點,是一種較為理想的傳感器。

(3) 旋轉(zhuǎn)傳感器:主要用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角、發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、風門開度、車速等,從而控制點火提前角、燃油配量和噴射時間等,產(chǎn)品主要有發(fā)電機式、磁阻式、霍爾效應式、光學式、振動式等。

(4) 氧傳感器:檢測排氣中空燃比,向供油系統(tǒng)發(fā)出負反饋信號,以修正噴油脈沖,使空燃比調(diào)整到理論值,以達到理想的排氣凈化效果,常用的是氧化鋯和氧化鈦傳感器。

(5) 流量傳感器:測定進氣量和燃油流量以控制空燃比。主要有空氣流量傳感器和燃料流量傳感器。空氣流量傳感器檢測進入的空氣量從而控制電子噴油器噴油量,以得到較準確的空燃比,實際應用的產(chǎn)品主要有卡爾曼旋渦式、葉片式、熱線式??柭綗o可動部件,反應靈敏,精度較高;熱線式易受吸入氣體脈動影響,且易斷絲;燃料流量傳感器用于檢測燃料流速,以計算汽車燃油消耗量,產(chǎn)品主要有水車式、球循環(huán)式。

(6) 爆震傳感器:檢測發(fā)動機的振動,并根據(jù)檢測到的爆震信號適當調(diào)整點火時刻,主要產(chǎn)品有磁致伸縮式和壓電式。

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