汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一。现代汽车正由一个单纯交通工具朝着能满足人类需求和安全、舒适、方便及无污染的方向发展。 当前,汽车电子已成为汽车工业发展的核心技术,据预测,未来汽车电子产品的费用将占整车费用的30%,并认为汽车上70%的革新将来源于汽车电子。 近20年来,世界汽车电子产品的开发和应用已广泛用于汽车的各个独立的电子控制系统,并正向着可完成汽车各种功能的综合电子控制系统发展。同时,汽车电子产品也向完成单个汽车控制扩展到“汽车—人—公路—环境”的系统信息交流和控制的方向发展。 在汽车电子产品中,传感器已成为关键的基础配套产品。20世纪末期,为了实现可持续发展战略,发达国家对汽车工业提出的新要求,促进了传感器应用和技术的快速发展。传感器的研发和生产单位采用新材料和新的加工技术开发和生产新一代的传感器及系统,满足汽车工业的需求。
1 汽车传感器的种类及其在电子控制系统中的应用 20世纪80年代以来,汽车上应用的传感器越来越多,汽车传感器的种类和检测对象。 汽车传感器的种类和检测对象各类传感器主要应用在发动机电子控制系统,底盘电子控制系统和车身电子控制系统,。
2 汽车传感器的现状
2.1 温度传感器 温度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。线绕电阻式温度传感器的准确度高,但响应特性差;热敏电阻式温度传感器灵敏度高,响应特性好,但线性差,适应温度较低;热偶电阻式温度传感器的准确度高,测量温度范围宽,但需要配合放大器和冷端处理一起使用o
2.2 压力传感器 压力传感器检测的量程为10kPa真空(车载诊断OBD蒸发漏油检测)到18mpa(柴油通用轨道commonrail油压系统)。满量程压力测量变化的要求是18000:1。 压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。压力传感器应用较多的有电容式、压阻式、差动变压器式(LVDT)、表面弹性波式(SAW)。LADT式压力传感器有较大的输出,易于数字输出,但抗干扰性差;SAW式压力传感器具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、分辨率高、数字输出等特点,用于汽车吸气阀压力检测,能在高温下稳定地工作,是一种较为理想的传感器。
2.3 角度和线性位置传感器 位置传感器测量线性位移的量程是小于1/xm(典型的例子是在MEMS传感器内满量程敏感元件移动)到200mm(在主动悬挂系统支架震动和传输)满量程的位移量变化为2000000:1。传感器的主要类型有:(1)电位计式角度和线性位置传感器;(2)霍尔传感器;(3)各向异性磁阻式角度和线性位置传感器;(4)光学编码o
2.4 流量传感器 空气流量传感器的主要技术指标为:工作范围为0.11~103m3/min,工作温度为—40~120℃,准确度≤1%。 燃料流量传感器用于检测燃料流量,主要有水轮式和循环式,其动态范围为0—60kg/h,工作温度为—40~120℃,准确度±1%,响应时间小于10ms。
2.5 气体浓度传感器 气体浓度传感器主要用于检测车体内气体和废气排放。其中,最主要的是氧传感器,实用化的有氧化锆感器(使用温度—40~900℃,准确度1%)、氧化锆浓差电池型气体传感器(使用温度30~800℃)、固体电解质式氧化锆气体传感器(使用温度0~400℃,准确度0.5%),另外还有二氧化钛氧传感器。