智能传感器技术在汽车电子技术的运用研究

苏志和

(广州市交通技师学院，广东 广州 510540)

0 引言

汽车行业发展迅速，为了更好为人们服务，汽车设计以及制造不断融入新的技术，提升汽车的性能以及质量。汽车在行驶中可能会因为人为、天气以及汽车自身性能等多种因素出故障，进而产生严重的安全事故。智能传感器的使用提升了危险的感知能力，有效降低了安全事故造成的影响。智能传感器技术的应用提升了我国汽车行业的发展水平，笔者结合自己的经验以及专业知识，就智能传感器在汽车系统中的应用进行研究。

1 汽车传感器的介绍

1.1 传感器的简介

传感器指的是一种能够感应被测量信息，并将这种信息转化成一种表现为特殊规律的电信号。使用者可以及时发现设备问题，并且采取措施解决问题。当前传感器主要有三种，动力系统、安全系统、舒适调节系统，在汽车制造中大量使用的系统为动力系统。传感器主要由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，其具有高灵敏性、强稳定性等特点。

1.2 传感器分类

本文注重研究的是汽车传感器，因此传感器介绍也是围绕汽车展开。传感器广泛存在汽车中，普通汽车有几十个传感器，汽车的档次越高传感器的数量越多，甚至达到了上百个，不同的传感器有不同的性能。根据使用途径可以分为距离、速度、压力、温度等传感器，传感器在汽车内部各司其职，假使传感器出现故障都可能会影响汽车性能，因此需要定期对汽车进行维护、检修，以免发生故障，影响整体的性能。汽车中的传感器有压力传感器、质量流量传感器、角速度传感、转速传感器等等。

2 智能传感器的优点

2.1 精确性高

汽车技术随着科技的发展出现了很大的变化，传统的传感器已经不能匹配汽车系统，因此需要提升传感器的性能。智能化传感性器的精确性是传统传感器不能比拟的，通过特定的软件可以自动修正系统出现的错误。智能传感器可以实现自身性能的监控，不需要使用者随时监控汽车的状况，自动进行误差补偿，提升了传感器的准确性。

2.2 智能操控

智能传感器顾名思义，智能化程度高，当前汽车都有行车电脑，行车电脑的作用就是记录汽车行驶中的数据，通过数据可以实时检测汽车的健康状况。行车电脑通过数据协调智能传感器的工作，控制整个汽车系统的运行。例如汽车的安全囊，一般情况下不会弹出，但是当传感器检测到车辆的减速度达到某一特定值感应到危险时，智能传感器就会使气囊弹出，这就是传感器的智能操控，智能操控使得汽车各个部位都能处于良好状态。

2.3 汽车电路集成化

汽车的电路集成化性能高也是智能传感器发挥高性能的重要原因之一，现在的汽车多为电子设备操控汽车，汽车制造需要很多的构件，但是汽车的体积是固定的，要想在固定体积内容纳大量的构件就需要实现汽车器件和电路的集成化，以此控制汽车的电子系统，保证汽车始终处于高性能状态。

2.4 元件可靠性高

汽车的生产制造需要使用大量的电子元件，不同的电子元件有不同的性能，缺一不可。但是元件在应用的过程中对周围的环境有较高的要求，如果元件不能适应环境的要求就会产生损耗，进而影响整个系统。智能化传感器的出现能够实现对元器件使用环境的实时监测，环境发生变化以及元器件出现故障时能够发出预警，使得元器件时刻保持良好的性能。

2.5 成本控制

现阶段，我国汽车行业中大多使用的还是传统电子传感器，智能化传感器因为出现的时间较晚，发展历程短，技术不够完善，造价成本较高，导致其还没有得到大范围的应用，例如当前无人驾驶汽车作为汽车研究的重点，没有得到大规模发展的原因之一就是传感器发展不完善。但是智能传感器一旦技术成熟，实现批量化生产就能降低生产成本，控制成本获得较高的经济效益。因此需要技术人员加强对智能传感器的研发，早日实现量化生产，提升汽车行业的整体智能化水平。

3 智能传感器技术在汽车电子技术的运用

3.1 汽车制动

制动系统作为汽车系统中最重要的组成部分，直接影响汽车行驶的稳定性以及安全性，因此在设计生产的过程中要格外重视汽车的制动系统。常见的汽车主动保护系统有ABS、ASR、EBD等，ABS的作用为紧急刹车中能够快速停下，还会降低后轮锁死引发的甩尾事故。ASR的作用是驱动防滑，保持车辆启动以及行驶的稳定性。EBD为电子制动力分配系统，其为ABS系统提供了更多的安全防护，能够在ABS系统发挥作用前进行制动力分配，以免ABS系统失效导致车轮抱死。系统中智能传感器可以调节汽车各车轮制动力距，减少事故的发生。

3.2 底盘控制系统

底盘控制系统在中应用智能传感器能够加强对信号的控制，保持汽车运行的稳定性。底盘控制中使用的传感器主要有以下几种，线性加速传感器、角速度传感器、悬架系统控制传感器。智能传感器能够及时将汽车运行的数据传输到行车电脑中，通过系统中设定的参数分析数据是否出现异常，以此实现自我调节，保证使用人员的安全。

3.3 酒精检测系统

道路交通安全是我们出行时最为关注的问题，经过调查显示中国每年有10万多人死于交通事故，占全球交通事故死亡人数的1/5，这对社会的发展产生了不利影响。部分驾驶员在行驶中不注意自己的行为，醉酒驾驶是导致交通事故多发并且产生严重不良影响的原因之一，醉酒驾驶会使得驾驶人员神志不清，不能正确辨别路况。智能传感器的使用可以辨别驾驶员的饮酒量，阻止醉酒人员的违规驾驶，保障出行安全。

3.4 导航系统

导航系统中也会大量应用到智能传感器，随着道路交通的完善出现了很多新的道路，而且人们的活动范围不再局限于所在城市，众多的道路为私家车出现造成了困扰，但是GPS等技术的使用，使得驾驶员不必费心记忆交通路线。导航控制智能传感器可以实现对自身以及其他车辆的感知能力，有效减少车辆之间的碰撞发生。

3.5 安全气囊

汽车在行驶的过程中会遇见很多的不确定性因素，为了减少不安全因素造成的严重后果，汽车设计工程师采取了较高的安全设置，例如上文提到的安全气囊，气囊平时并不会主动弹出，只有在碰撞时才会迅速弹出以及驾驶员保护，减少碰撞对头部产生的巨大力量。通过对电压以及智能加速传感器之间的协调形成传感网络，监控汽车周围的环境，当发生危险时及时触发气囊。

3.6 轮胎检测系统

轮胎的质量以及性能也会对驾驶安全造成很大的影响，因为轮胎原因造成的安全事故也不在少数，一般轮胎的寿命为3年左右，汽车在行驶的过程中轮胎与地面产生摩擦，会降低轮胎的强度，花纹磨损严重还会出现爆胎，严重影响驾驶员的安全。智能传感器的使用能够对轮胎进行监测，及时发现轮胎漏气以及胎压不正常等问题，并作出预警，更好保护驾驶员的安全。

4 智能传感器的发展展望

4.1 多功能化

智能传感器是今后传感器发展的主流趋势，传感器的工作原理是基于物理、生物等效应以及定律进行的，社会进步还会催生很多的新技术、设备，新技术以及新设备如何在有限的汽车中应用，可能会需要传感器等元件降低数量以及体积，因此今后传感器会实现功能的集合，一个传感器可能会承担着很多不同的任务，具有更多的功能。技术人员还应当加强对智能传感器的研究，不仅要实现技术的集合，而且要赋予传感器更多的新性能。

4.2 新材料的开发

新材料的开发也是智能传感器获得发展的重要条件，传统传感器的制作材料以半导体、陶瓷为主，传统材料都或多或少地存在一些问题，因此材料研发人员又探索出了新的材料，例如光导纤维、纳米材料、超导材料等，进一步提高了传感器的感知能力。人工智能技术的发展需要更多新材料的支持，获得更先进的发展。

4.3 智能化程度提升

智能传感器技术应用的主要意义就是智能，而且在今后的研发过程中其智能化程度将会进一步提高。人工智能技术的出现为智能技术提供了更大的发展空间，传感器也要加强人工智能技术的应用，处理传统的感知能力，还应当有较高的认知能力，能够自动学习新技术，完善自身的能力。

4.4 不同技术融合

社会处于不断发展中，更多的新技术将会被发现而且利用。传感器技术也不能满足于现状，要善于利用新技术，将不同的技术融合到传感器中，赋予传感器更多新的性能。智能传感器的使用涉及到不同的学科，例如微传感器与微机械、通信、自动控制、人工智能等，在今后的发展中还需与这些学科进行更好地融合。

5 结束语

汽车制造需要很多的部件及系统，尤其是随着技术的发展以及人们需求的提高，汽车的设计制造将会更加繁琐。而且为了顺应可持续发展理念，对汽车的环保性能要求不断提升，因此需要汽车技术获得更高的发展。智能化作为社会发展的新趋势，汽车智能化水平的提高将会提升汽车驾驶的安全性，但是当前智能传感器在汽车领域中还未实现全面普及，需要技术人员加强研究以及推广。本文对智能传感器技术在汽车电子技术的运用研究还存在很大的不足，日后还会继续进行研究、分析。