家用轿车传感器的应用分析综述.doc

《工程测试技术B》论文 （普通高等教育） 论文题目：家用轿车中传感器的应用分析 学 院 专业名称 班 级 学 号 姓 名 指导教师 家用轿车中传感器的应用分析 XXX （北京林业大学 机械XXXXXXXXX） 摘要：基于当今家用轿车传感器技术的飞速发展以及《工程测试技术》课程的要求，本文以汽车的结构组成——发动机、底盘、车身以及车载雷达、智能控制和导航系统为分割，阐述了各类传感器在这些结构中的应用现状和发展趋势。其中重点介绍了用于发动机控制的传感器。 关键字：家用轿车、传感器、应用现状、发展趋势 0、前言 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、舒适及无污染的方向发展（韩伟，2005）[1]。而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（严伯昌，2007）[2]。据了解，目前普通家用轿车上安装的传感器已达上百只，豪华轿车更甚。 汽车传感器以行车计算机系统作为输入装置,它将汽车运行中各种工作状况信息,包括:车速、车况及各种介质的温度、发动机运转工作状况及路面信息等，转化成电讯号输给计算机，以便实现发动机处于最佳工作状态、排放废气污染为最小，及车身稳定控制使行车最安全（曾文武等，2009）[3]。其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的程度，增加了汽车驾驶的安全系数。 1、发动机控制用传感器 汽车发动机用传感器作为发动机控制系统的信息源，是电控发动机系统的关键部件。随着电子技术的迅猛发展，电子控制发动机系统也不断发展完善，逐步形成了当今性能卓越的电子集中控制系统，传感器在汽车发动机上得到广泛的应用．电子集中控制系统主要包括：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．电子集中控制系统的建立，必须有正确反映发动机各种工作状态的传感器，控制器进行综合控制．目前，一般普通汽车发动机大约装有几十只传感器，高级汽车发动机则达一百多只（陈钊，2004）[4]。发动机总成传感器主要包括:爆震传感器、曲轴位置和转速传感器、压力传感器、空气流量传感器、氧传感器、节气门位置传感器、气体浓度传感器、温度传感器等（张成祥，2004）[5]。 1.1曲轴位置与转速传感器 曲轴位置与转速传感器的功能是为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号,同时提供发动机转速信号。曲轴位置与转速传感器的种类有磁电型、磁阻型、霍尔效应型和光电型等。该传感器该传感器一般安装在曲轴端部的飞轮上或分电器内。其一般构造如图1，其基本工作原理：齿轮上等间距凸起部分的圆盘在旋转过程中引起感应线圈产生与转角位置和转速相关的脉冲电压信号,该信号经整形后变为时序脉冲信号,通过ECU（电子控制单元）处理后确定曲轴转角位置及其转速（张成祥，2004）[5]。 石延平，周庆贵（2010）设计了一种基于非晶态合金的新型电感式转角及转速传感器其工作原理和磁电型原理相同，其在发动机转子外围采用了一种较高导磁率的非晶态合金作为包裹材料提高了传感器的灵敏度降低了线性误差[6]。 1.2压力传感器 通过压力传感器检测气缸负压即可了解汽车发动机的负荷状态,发动机根据压力传感器获取的信发动机压力传感器的主要功能：①检测气缸负压,从而控制点火和燃油喷射；②检测大气压,从而控制爬坡时的空燃比；③检测气缸内压;④检测废气再循环(EGR)流量；⑤检测发动机油压。发动机压力传感器主要有压阻式和静电电容式两种（张建民，1997）[7]。 以压阻应变式进气压力传感器为例，该传感器安装在发动机进气管内,感知进气流量所形成的真空压力,并转换成电信号输入ECU, ECU计算后发出指令控制喷油量和喷油时刻。 申飞、李民强、孙怡、吴仲城（2004）提出了一种电子式汽车机油压力传感器的设计方案，该传感器的结构图如图2所示，信号处理电路如图3所示。其利用印刷烧结在陶瓷弹性体上的厚膜电阻的压阻效应研制而成。在陶瓷弹性膜片上直接印刷、烧结4个厚膜电阻,并通过导带连接成惠斯顿电桥。当受压力不同时，其两个电阻受拉伸量和另两个电阻受拉伸的程度不同，进而而使输出的电压信号不同，经放大