汽车电子技术中的智能传感器技术分析

2021-04-04杨铖

电子测试 2021年2期

杨铖

（泰州机电高等职业技术学校，江苏泰州，225300）

0 前言

伴随着我国经济的发展，国民生活水平得到了显著的提升。无论是在衣食住行，还是在日常的生产当中，均发生了翻天覆地的变化。其中，汽车作为国民日常出行的重要交通工具，其在电子技术的支持下，已经逐步向智能化发展。而传感器作为汽车电子技术中的核心内容，其在我国电子信息技术不断发展的今日，也在持续性地改善与优化，以满足现代化社会对于汽车电子智能化的需求。

1 智能传感器的概念及其分类

1.1 智能传感器的定义

一般情况下，传感器作为具有关键作用的电子技术装置而受到了重视，且其主要是将非电量信号按规律转变为电量信息，实现了电子技术的有效应用[1]。敏感元件与转换元件共同组合成了传感器，并利用数学算法实现了信号间的转换，提高了传感器的效果。在电子技术发展的前提背景下，传感器技术也得到了完善，向稳定化与安全化进行了发展，这对于汽车运行的可靠性也提供了重要保障。与此同时，传感器在一定程度上还积极响应了我国“节能减排、低碳环保”的口号，使得我国汽车行业发展迈进了新的大门。智能传感器是基于传感器集成化与微处理器结合的背景下所制造出来的，因此其自动化效果较高，能够自主完成对故障的诊断、校准、通信等多重问题。同时，还可以在出现突发情况时及时选择合理的自主调整方法来保证汽车正常应用。

1.2 汽车智能传感器的分类

现代汽车电子系统中，其主要是由汽车传感器、控制器、执行器以及其他程序软件组合而成。其应用的原理具体为：汽车传感器将汽车内外部的环境情况发送至控制器，然后控制器根据所接收到的指令来实施程序软件处理，软件将处理的指令传至执行器中，执行这一系列操作，以保证汽车内外环境的安全性与适宜性，并为汽车运行的稳定性提供有力保障[2]。随着我国电子技术的大力发展，汽车电子系统中智能传感器的种类繁多，其可根据不同功能划分为不同的传感器，例如，根据温度、速率等可分为温度传感器、车速传感器等，为汽车运行的不同需求提供相应的服务。

2 汽车电子技术对智能传感器的要求

在传统的汽车电子技术当中，因其传感器稳定性差、敏感度低等多种问题的影响，导致其无法满足现代化社会对于汽车智能化的需求，因此，在电子技术发展的过程中，汽车智能传感器也发生了一些变化，而汽车行业发展也同样对汽车电子提出了新的要求，具体如下所示：

其一，电子操控系统的准确性与效率需要进一步提升，与此同时，还需保障汽车运行的稳定性，并且充分利用智能化技术来使得汽车电子系统中各单元运行更加的可靠，为汽车应用带来应有的便利性。

其二，实现汽车电子系统、元器件、电路的集成化。因所有汽车机械结构均由电子设备控制，基于汽车体积的限制，其集成化越高，越能够为汽车驾驶者提供一个较大的空间，且使得整个汽车智能化水平得以提升[3]。

其三，汽车电子控制单元智能化需进一步提升。这要求现代汽车电子控制单元需要具备自主检查与维护功能，在突发情况下能第一时间选择正确的方法来保障驾驶员及乘客的安全。

3 汽车智能化传感器的应用

在现代电子技术发展的推动下，汽车智能化传感器进行了创新性发展，但其并非立足于传统传感器角度下进行了微型化，而是将各类技术集成起来，并且在软件的应用下形成了新型的电子元器件，以满足现代化社会中，国民对于汽车智能化的要求。而智能传感器在汽车中的应用主要体现在如下几方面。

3.1 智能传感器在汽车发动机控制系统中的应用

在汽车电子系统当中，其发动机控制系统具有控制整个汽车运行的作用，相当于人类的大脑，属于汽车电子系统中的核心部分，并且为汽车其他组件中的运行提供指令与咨询功能[4]。除此之外，汽车发动机控制系统并利用电子控制单元来给其控制下的各组件发送指令，使其能够在不同的环境与情况下实施必要的反应，然后满足汽车运行安全稳定的需求，同时为汽车拥有者及乘客提供智能化服务。除此之外，控制系统还可在接收到反馈信息后利用正确的指令的发送实现汽车节能减排的运行目的。在控制系统中的智能传感器主要包括了压力传感器、转速器传感器、角度传感器、车速传感器、气体浓度传感器以及流量传感器等类别。其具体作用如下所示。

压力传感器：其主要应用于汽车制动液压系统的检测方面，例如，对汽车的气压、胎压等气体介质压力进行实时监测，在其与正常标准值存在差异时第一时间反馈给汽车驾驶者，以便其能够及时做出应对措施。现阶段，我国汽车智能压力传感器多为电容式传感器、压阻式传感器以及表面弹性波士传感器等多种形式，而不同类型的传感器功能性不同，在这种情况下则需要根据汽车的制造初衷来选择适宜的传感器[5]。

转速传感器、角度传感器以及车速传感器：这些传感器主要是对发动机的转速、角度以及车速实施了必要的控制，而其应用的形式多表现为电磁式传感器、振动式传感器等。

气体浓度传感器与流量传感器：这一类型的传感器的作用主要是对汽车内部气体、排气管内含氧量、空气燃烧比进行测量，并根据检测结果来利用自动调节的方式发动机内部的空气量，以此到达混合气体可燃的浓度的范围，满足汽车节能减排的需求，并有效降低尾气排放所导致的空气污染情况，积极响应我国环境保护的基本国策。

3.2 智能传感器在汽车底盘控制系统的应用

在汽车底盘控制系统主要是对汽车变速实施控制的系统，其包括了动力转向系统、防抱死制动系统等，并且在汽车运行的过程中，底盘控制系统传感器利用信号传输来实现对汽车运行稳定性的保障。其具体包括了：线性加速惯性传感器、角度传感器以及变速控制传感器等。各类传感器根据其应用的内容不同而具有不同的功能，具体如下所示：

线性加速惯性传感器：其主要是通过将压阻式传感器与电容式传感器进行结合，然后利用微机电系统技术实现集成后所得到的，多数情况下线性加速惯性传感器是应用于车辆底盘入口处。

车盘悬架和车辆稳定系统中的角度传感器：其功能是对不同类型汽车的转数进行检测，然后反馈给发动机控制系统，车盘悬架和车辆稳定系统中的角度传感器同样是立足于微机系统技术实施应用。

变速控制传感器：其功能是利用智能传感系统提高汽车的动力性能，在使其动能到达最大范围的同时，将能耗控制在最低水平。而变速控制传感器是借助测温传感器、发动机负荷传感器等多种信息来实施应用的。

除上述所提到的传感器之后，汽车底盘控制系统中还包括了动力转向传感器、防抱死制动系统传感器等，且利用各传感器间相互作用以及信息的传输来保障汽车运行过程中的稳定性，从而提高汽车的运行安全。