研究课题:传感器在汽车制造中的应用与
发展
指导老师:孙晓林
专业:机械设计制造及其自动化
班级:08级2班
姓名:邵国良
学号:210893295
传感器在汽车制造中的应用与发展
摘要:介绍了目前传感器在汽车发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中的应用及其发展。
关键词:汽车传感器应用发展
汽车用传感器技术是促进汽车电子化发展的关键技术之一。车用传感器技术已广泛用于发动机、底盘和车身等各个系统中。在汽车的各个系统中传感器担负着信息的采集和传输，并由电子控制单元(ECU)对信息进行处理后向执行器发出指令，离合器锁定、油压控制及空调等自动控制提供依据川。传感器技术决定了汽车是否能实现真正的安全、舒适和智能化，据有关资料报道，一辆汽车一般要装用40一50只各种传感器，其价值约占整个汽车费用的10%左右。一些新型的传感器也逐渐在汽车中得到了应用，促进了汽车技术的不断发展。因此、汽车用传感器，已成为世界电子设备市场中增长最快的领域之一。
汽车传感器是汽车电子控制系统的信息源和关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。
图1
汽车传感器的分布图。
1传感器在发动机控制系统的应用
发动机用传感器作为电控发动机系统的关键部件，是发动机控制系统的信息源。为了使发动机处于最佳工作状态，发动机传感器对发动机各种状态的信号采集尤为重要。发动机控制系统必须包括:最佳点火提前角控制、最佳空燃比控制、怠速控制、废气再循环控制、可变进气控制、二次空气控制、涡轮增压控制、发动机排量控制、自我诊断等等通过发动机用传感器精确采集反映发动机各种状态的信号，并输入到发动机EUC中进行计算，最终由控制器综合控制。
发动机控制系统用传感器种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和
转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。
1.1温度传感器
温度传感器是车用传感器用得最多的一种传感器(常见一辆汽车要装用十几只温度传感器)。它主要用来检测发动机的温度、吸入气体的温度、冷却液的温度、燃油的温度、大气及排气的温度。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。
1.2压力传感器
压力传感器主要用来检测进气压力、气缸压力、大气压力、发动机液压和制动器液压等。应用较多的车用压力传感嚣有电容式、压阻式、差动变压器式(LVDT)和表面弹性波式（SAW）。这些传感器，由于采用与集成电路相同的制造工艺，适于大批量生产，成本低、价格便宜，同时还可在同一基位卜制作温度补偿电路，因此，它具有可靠性高，耐环境性能好等特点，并完全可以满足汽车在各种恶劣环境下使用的要求。
1.3位置和转速传感器
位置和转速传感器主要用于检测曲轴位置、转角，发动机转速，节气门开度和车速等。自多采用非接触式，以磁性测量方式为主。流量传感器主要用于发动机控制系统，如确定燃烧条件、控制空燃比和起动点火等。汽车用位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应盘、簧片开关式、光学式和半导体磁性晶体管式等。
1.4气体浓度侍感器
气体浓度侍感器主要用于检测发动机排气营废气浓度。其中最主要的是氧传感器，应用较多的有氧化锆传感器、氧化锆浓差电池型气体传感器、固体电解质式氧化锆气体传感器；还有二氧化钛式氧传感器。和氧化锆传感器相比，二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜，且抗铅污染能力强的特点。
1.5爆震传感器
爆震传感器用于检测发动机发生的爆震。根据所检测的信号．通过调整点火提前角或减小缸压来抑制发动机发生爆震。当发动机出现爆震时，系统便使点火提前角适当减小，实现无爆震工作，一并充分发挥发动机的动力性能。检测爆震的方法有气缸压力检测法、发动机机体振动检测法和燃烧噪声检测法。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。
这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息，供ECU对发动机工作状况进行精确控制，以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。由于发动机工作在高温、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1—2个数量级，其中最关键的是测量精度和可靠性。
2传感器在地盘控制系统的应用
底盘控制用传感器是指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。底盘用传感器主要有旋转位移和压力传感器。悬架控制系统应用的传感器有速度传感器、节气门位置传感器、加速度传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器等；动力转向系统应用的传感器主要有车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器、油压传感器等；制动防抱死系统应用的
ASR(AccclcrationSlipRegulation,驱动防滑转系统)，是汽车上的一种新型安全装置，依靠轮速传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时(打滑的特征)，就会发出一个信号，调节点火时间、减小气门开度减小油门.降档或制动车轮，从而使车轮不再打滑。特别一提的是自动变速器系统用传感器，自动变速器能自动、准确地换档是基于精确地检测出的车速、发动机转速、动力负荷等因素。自动变速器系统用传感器主要有车速传感器、加速踏板位置传感器、加速度传感器、节气门位置传感器、发动机转速传醴器、水温传感器、油温传感器等。
目前底盘应用的新型传感器有侧路面角速率传感器、车轮角位置传感器和悬架位移位置传感器。现代汽车正由正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、便捷及无污染的方向发展。
3传感器在车身控制系统的应用
目前，人们为了提高汽车的安全性、可靠性和舒适性的追求下。分为车身控制用传感器和车身用传感器。车身控制用传感器主要包括：(1)用于自动空调系统的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器等;(2)用于安全气囊系统中的加速度传感器；(3)用于倒车控制的超声波传感器、红外传感器和激光传感器；(4)用于亮度自动控制中的日照传感器、闪光传感器和微光传感器;(5)用于消除驾驶员盲区的图像传感器等;(6)用于门锁控制中的车速传感器；(7)用于保持车距的距离传感器。车身用传感器主要包括防撞加速度传感器、超声近距离屋标传感器、红外热成像传感器、毫米波雷达和环境气电化学传感器等。
4导航系统用传感器
随着基于GPS/GIP(全球定位系统和地理信息系统)的导航系统在汽车上的应用，导航用传器这几年得到迅速发展。导航系统用传感器主要有：确定汽车行驶方向的罗盘传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。
5车用传感器发展趋势
未来汽车电子传感器的发展方向，主要是新结构、新材料和新工艺的应用，总的发展趋势是多功能化、集成化、智能化、轻便化，其目标是高性能、高可靠性、低成本。多功能化是指一个传感器能检测2个或者2个以上的特性参数或者化学参数。集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。智能化是指传感器与大规模集成电路相结合，带有MPU，具有智能作用。新近研发的汽车用传感器具有如下特点:数字化信号输出、线性化微处理器补偿、传感器信号共用和加工、传感器间接测量、复合传感器信号处理、IC化和精细加工等。
开发新材料是发展汽车传感器技术的一个重要方向。鉴于汽车特有的恶劣环境(高温、低温振动、加速、潮湿、噪声、废气)，车用传感器需要具有小型轻量，重复使用性好等特点。近年来随着制造技术的进步而研发生产的特种陶瓷，不仅可以实现较好的耐热、耐蚀，并且具有优良的电磁、光学机能以及抗冲击能力、抗环境污染能力。目前陶瓷爆燃、压力、氧传感器等已经问世，陶瓷作为传感器的一种新型材料会更加广泛的应用到汽车中光导纤维用于传感器是传感器功能
材料的又一个重大发现;有机材料作为功能材料，正引起国内外汽车电化专家的极大关注。
为提高汽车安全性和舒适性，生物体测量等方面的传感器也在研究中。例如，驾驶员视野盲区障碍物测量、保持车前后车距、碰撞自动保护等装置中用传感器。
结束语
汽车仍能足世界工业的支柱，受到世界人们的喜爱。汽车电子市场随着汽车大力发展而呈现强劲的增长势头，车用传感器随着汽车电子市场的大力发展也在突飞猛进。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，汽车传感器市场需求将保持高速增长，网络化、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，成为车用传感器的主流。总之，先进的车用电子传感器的不断研制开发，将会大大加快汽车电子化的进程。汽车用传感器技术的发展，不仅仅是传感器自身的开发，而且更注重于对传感器的互换性、耐久性、可靠性的开发.它将有若十分广阔的发展前景。
参考文献
[1]王爱传汽车传感器使用要求与发展趋势[J]农业装备与车辆工程2010(2)：14—16
[2]张成祥．传感器在现代汽车发动机中的应用[J]．公路与汽运，2004，(1)：4—7
[3]袁慧彬．传感器在汽车上的应用及发展趋势[J]．四川职业技术学院学报，2005，15(I)：l一3
研究课题:传感器在汽车制造中的应用与
发展
指导老师:孙晓林
专业:机械设计制造及其自动化
班级:08级2班
姓名:邵国良
学号:210893295
传感器在汽车制造中的应用与发展
摘要:介绍了目前传感器在汽车发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中的应用及其发展。
关键词:汽车传感器应用发展
汽车用传感器技术是促进汽车电子化发展的关键技术之一。车用传感器技术已广泛用于发动机、底盘和车身等各个系统中。在汽车的各个系统中传感器担负着信息的采集和传输，并由电子控制单元(ECU)对信息进行处理后向执行器发出指令，离合器锁定、油压控制及空调等自动控制提供依据川。传感器技术决定了汽车是否能实现真正的安全、舒适和智能化，据有关资料报道，一辆汽车一般要装用40一50只各种传感器，其价值约占整个汽车费用的10%左右。一些新型的传感器也逐渐在汽车中得到了应用，促进了汽车技术的不断发展。因此、汽车用传感器，已成为世界电子设备市场中增长最快的领域之一。
汽车传感器是汽车电子控制系统的信息源和关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。
图1
汽车传感器的分布图。
1传感器在发动机控制系统的应用
发动机用传感器作为电控发动机系统的关键部件，是发动机控制系统的信息源。为了使发动机处于最佳工作状态，发动机传感器对发动机各种状态的信号采集尤为重要。发动机控制系统必须包括:最佳点火提前角控制、最佳空燃比控制、怠速控制、废气再循环控制、可变进气控制、二次空气控制、涡轮增压控制、发动机排量控制、自我诊断等等通过发动机用传感器精确采集反映发动机各种状态的信号，并输入到发动机EUC中进行计算，最终由控制器综合控制。
发动机控制系统用传感器种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和
转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。
1.1温度传感器
温度传感器是车用传感器用得最多的一种传感器(常见一辆汽车要装用十几只温度传感器)。它主要用来检测发动机的温度、吸入气体的温度、冷却液的温度、燃油的温度、大气及排气的温度。温度用传感器有线绕电阻式、热敏电阻式和热偶电阻式三种主要类型。
1.2压力传感器
压力传感器主要用来检测进气压力、气缸压力、大气压力、发动机液压和制动器液压等。应用较多的车用压力传感嚣有电容式、压阻式、差动变压器式(LVDT)和表面弹性波式（SAW）。这些传感器，由于采用与集成电路相同的制造工艺，适于大批量生产，成本低、价格便宜，同时还可在同一基位卜制作温度补偿电路，因此，它具有可靠性高，耐环境性能好等特点，并完全可以满足汽车在各种恶劣环境下使用的要求。
1.3位置和转速传感器
位置和转速传感器主要用于检测曲轴位置、转角，发动机转速，节气门开度和车速等。自多采用非接触式，以磁性测量方式为主。流量传感器主要用于发动机控制系统，如确定燃烧条件、控制空燃比和起动点火等。汽车用位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应盘、簧片开关式、光学式和半导体磁性晶体管式等。
1.4气体浓度侍感器
气体浓度侍感器主要用于检测发动机排气营废气浓度。其中最主要的是氧传感器，应用较多的有氧化锆传感器、氧化锆浓差电池型气体传感器、固体电解质式氧化锆气体传感器；还有二氧化钛式氧传感器。和氧化锆传感器相比，二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜，且抗铅污染能力强的特点。
1.5爆震传感器
爆震传感器用于检测发动机发生的爆震。根据所检测的信号．通过调整点火提前角或减小缸压来抑制发动机发生爆震。当发动机出现爆震时，系统便使点火提前角适当减小，实现无爆震工作，一并充分发挥发动机的动力性能。检测爆震的方法有气缸压力检测法、发动机机体振动检测法和燃烧噪声检测法。爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。
这些传感器向发动机的电子控制单元(ECU)提供发动机的工作状况信息，供ECU对发动机工作状况进行精确控制，以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。由于发动机工作在高温、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1—2个数量级，其中最关键的是测量精度和可靠性。
2传感器在地盘控制系统的应用
底盘控制用传感器是指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。底盘用传感器主要有旋转位移和压力传感器。悬架控制系统应用的传感器有速度传感器、节气门位置传感器、加速度传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器等；动力转向系统应用的传感器主要有车速传感器、发动机转速传感器、转矩传感器、油压传感器等；制动防抱死系统应用的
ASR(AccclcrationSlipRegulation,驱动防滑转系统)，是汽车上的一种新型安全装置，依靠轮速传感器探测到从动轮速度低于驱动轮时(打滑的特征)，就会发出一个信号，调节点火时间、减小气门开度减小油门.降档或制动车轮，从而使车轮不再打滑。特别一提的是自动变速器系统用传感器，自动变速器能自动、准确地换档是基于精确地检测出的车速、发动机转速、动力负荷等因素。自动变速器系统用传感器主要有车速传感器、加速踏板位置传感器、加速度传感器、节气门位置传感器、发动机转速传醴器、水温传感器、油温传感器等。
目前底盘应用的新型传感器有侧路面角速率传感器、车轮角位置传感器和悬架位移位置传感器。现代汽车正由正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、便捷及无污染的方向发展。
3传感器在车身控制系统的应用
目前，人们为了提高汽车的安全性、可靠性和舒适性的追求下。分为车身控制用传感器和车身用传感器。车身控制用传感器主要包括：(1)用于自动空调系统的温度传感器、湿度传感器、风量传感器、日照传感器等;(2)用于安全气囊系统中的加速度传感器；(3)用于倒车控制的超声波传感器、红外传感器和激光传感器；(4)用于亮度自动控制中的日照传感器、闪光传感器和微光传感器;(5)用于消除驾驶员盲区的图像传感器等;(6)用于门锁控制中的车速传感器；(7)用于保持车距的距离传感器。车身用传感器主要包括防撞加速度传感器、超声近距离屋标传感器、红外热成像传感器、毫米波雷达和环境气电化学传感器等。
4导航系统用传感器
随着基于GPS/GIP(全球定位系统和地理信息系统)的导航系统在汽车上的应用，导航用传器这几年得到迅速发展。导航系统用传感器主要有：确定汽车行驶方向的罗盘传感器、陀螺仪和车速传感器、方向盘转角传感器等。
5车用传感器发展趋势
未来汽车电子传感器的发展方向，主要是新结构、新材料和新工艺的应用，总的发展趋势是多功能化、集成化、智能化、轻便化，其目标是高性能、高可靠性、低成本。多功能化是指一个传感器能检测2个或者2个以上的特性参数或者化学参数。集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。智能化是指传感器与大规模集成电路相结合，带有MPU，具有智能作用。新近研发的汽车用传感器具有如下特点:数字化信号输出、线性化微处理器补偿、传感器信号共用和加工、传感器间接测量、复合传感器信号处理、IC化和精细加工等。
开发新材料是发展汽车传感器技术的一个重要方向。鉴于汽车特有的恶劣环境(高温、低温振动、加速、潮湿、噪声、废气)，车用传感器需要具有小型轻量，重复使用性好等特点。近年来随着制造技术的进步而研发生产的特种陶瓷，不仅可以实现较好的耐热、耐蚀，并且具有优良的电磁、光学机能以及抗冲击能力、抗环境污染能力。目前陶瓷爆燃、压力、氧传感器等已经问世，陶瓷作为传感器的一种新型材料会更加广泛的应用到汽车中光导纤维用于传感器是传感器功能
材料的又一个重大发现;有机材料作为功能材料，正引起国内外汽车电化专家的极大关注。
为提高汽车安全性和舒适性，生物体测量等方面的传感器也在研究中。例如，驾驶员视野盲区障碍物测量、保持车前后车距、碰撞自动保护等装置中用传感器。
结束语
汽车仍能足世界工业的支柱，受到世界人们的喜爱。汽车电子市场随着汽车大力发展而呈现强劲的增长势头，车用传感器随着汽车电子市场的大力发展也在突飞猛进。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，汽车传感器市场需求将保持高速增长，网络化、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，成为车用传感器的主流。总之，先进的车用电子传感器的不断研制开发，将会大大加快汽车电子化的进程。汽车用传感器技术的发展，不仅仅是传感器自身的开发，而且更注重于对传感器的互换性、耐久性、可靠性的开发.它将有若十分广阔的发展前景。
参考文献
[1]王爱传汽车传感器使用要求与发展趋势[J]农业装备与车辆工程2010(2)：14—16
[2]张成祥．传感器在现代汽车发动机中的应用[J]．公路与汽运，2004，(1)：4—7
[3]袁慧彬．传感器在汽车上的应用及发展趋势[J]．四川职业技术学院学报，2005，15(I)：l一3