现代汽车传感器的应用与发展毕业论文

1、目录摘要IAbstractII1.绪论11.1汽车传感器的作用21.2 现代汽车传感器的发展状况21.3 国内汽车传感器发展状况31.4 现代车用传感器的应用41.4.1 发动机控制传感器41.4.2 底盘和主轴上的传感器61.4.3 车身用传感器71.4.4 胎压监测传感器81.5 汽车传感器的发展趋势92. 发动机传感器102.1空气流量传感器102.1.1卡门旋涡式空气流量计112.1.2热线式空气流量计122.1.3热膜式空气流量计132.2压力传感器142.2.1电容式压力传感器142.2.2差动变压器进气压力传感器152.2.3半导体应变式进气压力传感器152.3 气门位置传感器162.3.1开关式节气门位置传感器162.3.2线性节气门位置传感器172.4氧传感器172.5温度传感器182.6爆震传感器192.7曲轴位置传感器202.8 转速传感器213 ABS防抱死制动系统的传感器23II3.1 转速传感器233.2 横向加速度传感器243.3 减速度传感器244 车身系统常用传感器254.1 碰撞传感器254.2 雨水传感器254.3 湿度传感器264.4 红外线传感

2、器264.5 电动座椅用传感器265.结论与展望27谢辞28参考文献29摘要车用传感器是汽车电子技术领域研究的核心内容之一，本文介绍了车用传感器在汽车发动机控制系统、底盘控制系统和车控制系统中的种类及应用状况。详细讨论了发动机传感器和车身常用传感器中所包含的各种主要传感器的工作原理。汽车上常用的传感器类型包括轮速传感器、曲轴位置凸轮轴位置传感器、温度传感器、压力传感器、爆震传感器等。阐述了国内外汽车传感器的发展状况及趋势，即汽车传感器向着微型化、智能化、多功能化和集成化发展，并分布予以介绍。同时，分析了我国汽车传感器技术水平。关键词：汽车；传感器；发展趋势；应用状况；AbstractThe vehicle senior are automotive electronic technology in the field of the core .content of the motor introduction senior in the automotive engine control systems ,chassis control system and vehicle contr

3、ol system of the type and application .discussed the work principle of the senior which mainly contained by engine senior and body senior. the automobile sensor mainly divides into types and so on driving-type/passive form, temperature, pressure. elaborated the domestic and foreign vehicle senors development condition and tendency ,namely the vehicle senior will turn toward the microminiaturization、 the intellectualized 、multi-purpose and the integration development ，at the same time ，it has ana

4、lyzed our country automobile vehicle senior technical level . Keyword ：automotive ；motor senior ；development trends；1.绪论20世纪60年代，汽车上仅有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器，它们与仪表或指示灯连接。进入70年代后，为了治理排放，又增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为同期出现的催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比以控制排放。80年代，防抱死制动装置和气囊提高了汽车安全性1。今天，传感器已是无处不在。在动力系统中，有用来测定各种流体温度和压力(如进气温度、气道压力、冷却水温和燃油喷射压力等)的传感器；有用来确定各部分速度和位置的传感器(如车速、节气门开度、凸轮轴、曲轴、变速器的角度和速度、排气再循环阀(EGR)的位置等)；还有用于测量发动机负荷、爆震、断火及废气中含氧量的传感器；确定座椅位置的传感器；在防抱死制动系统和悬架控制装置中测定车轮转速、路面高差和轮胎气压的传感器；保护前排乘员的气囊，不仅需要较多的碰撞传感器和

5、加速度传感器，还需要乘员位置、体重等传感器来保证其及时和准确的工作。面对制造商提供的侧量、顶置式气囊以及更精巧的侧置头部气囊，还要增加传感器。随着研究人员用防撞传感器(测距雷达或其她测距传感器)来判断和控制汽车的侧向加速度、每个车轮的瞬时速度及所需的转矩，使制动系统成为汽车稳定性控制系统的一个组成部。 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。汽车电子化和自动化程度越高对传感器的依赖越大。目前一辆普通轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量多达两百余只。近年来, 世界各国对车用传感器的研究及开发都非常重视, 车用传感器发展的总趋势是多功能化、集成化和智能化。多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上参数; 集成化是指直接利用半导体特性制成单片集成电路传感器, 或将分立的小型传感器制作在硅片上, 例如集成化温度、压力传感器及霍尔电路等; 智能化是指传感器与大规模集成电路结合, 成为带有专用微型计算机的传感器。1.1 汽车传感器的作用 传感器是能感受规定的被测量、并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或

6、装置, 通常由敏感元件和转换元件组成。它是一种检测装信号的器件或装置, 通常由敏感元件和转换元件组成。它是一种检测装置, 是实现自动检测和自动控制的首要环节。汽车传感器是安装于汽车上, 用来感测行车过程中外在变化的传感器。汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置, 它把汽车运行中各种工况的信息, 如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等, 转化成电信号输给计算机, 使汽车处于最佳工作状态。汽车传感器可对温度、压力、位置、转速、加速度、流量、湿度、电磁、光电、气体、振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。汽车传感器须能经受住- 40 +150 的温度变化, 而且要求精度高, 响应快, 可靠性好, 抗干扰和抗震能力强2。1.2 现代汽车传感器的发展状况 随着汽车行业的快速发展，传感器在汽车上的应用也随之不断扩大，它们在汽车电子稳定性控制系统(包括轮速传感器、陀螺仪以及刹车处理器)、车道偏离警告系统和盲点探测系统(包括雷达、红外线或者光学传感器)各个方面都得到了使用。由于人们对于安全性、环保性、舒适性、通讯和娱乐的需求日益增长，预计2012年全球汽车传感器市场将从2007年的80亿美元上升到1

7、35亿美元，复合年增长率为10.8%。中国市场是车用传感器发展的沃土，最新调查数据显示，2006年中国汽车传感器的市场销售额达到3.9亿美元，同比增长率为42.8%，2007年-2010年期间中国汽车传感器市场销售额的年度复合增长率将超过35%。预计2007年市场销售额将达到5.4亿美元，其同比增长率为36.3%;预计2009年市场销售额将接近10.5亿美元，其同比增长率为40.5%;预计2010年市场销售额将超过13.2亿美元，其同比增长率为35.2%3。表 1 汽车传感器的主要增长领域传感器的类型用途偏航速率传感器车辆动态控制、翻车报警、GPS 系统压力传感器传动、刹车、冷却、轮胎、燃油等方面加速度传感器车辆动力学控制、安全气囊测距传感器近距离障碍物检测、避撞位置传感器轮速以及凸轮轴、机轴、踏板位置检测日光、雨水和湿度传感器日光强度、雨水量、湿度大小检测1.3 国内汽车传感器发展状况 我国的汽车传感器由于起步较晚，还没有形成系列化、配套化。只有零散的产品为化油器配套使用，如曲轴位置、车速传感器采用的是电磁式或霍尔式，存在着准确度、分解能力、信号精度、匹配性、抗干扰性、低速检测、耐环

8、境能力差等问题，而国外同类产品采用的是光电式，不存在上述问题。总体上讲，国内汽车传感器行业现阶段存在品种少、不配套、性能较落后、抗干扰性差等问题。许多传感器厂为了增强产品的竞争力，采用与国外同行业进行合资经营的方式，消化吸收国外先进的传感器技术，使产品升级换代，从而逐步发展壮大。但绝大多数企业还只是配套生产其它车用传感器，处于利润少、产品单一、产品质量和技术水平低下的状况。中国汽车传感器随着汽车大力发展而呈现强劲的增长势头，国内汽车传感器迅速增长起来。但中国汽车传感器大多被世界跨国公司瓜分，加快汽车电子国产化是汽车电子行业的首要任务。为了帮助中国汽车传感器行业早日实现多功能化、集成化和智能化，盖世汽车网将于2010年10月举办“2010国际汽车电子应用技术研讨会”，邀请来自国内外的行业专家分享汽车传感器的最新应用技术，预测汽车电子的技术发展动向。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，通过新的结构设计和新的原理，微型化、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，成为汽车传感器的主流。1.4 现代车用传感器的应用在汽车工业高度发达的今天，传感器已经在汽车的各个部

9、件中都得到了广泛应用，见图l。图 1 某豪华车型中一些传感器的功能和位置1.4.1 发动机控制传感器图2 发动机管理系统图 3 桑塔纳2000轿车发动机汽油喷射系统发动机管理系统（简称EMS）其采用各种传感器，是整个汽车传感器的核心，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。这些传感器将发动机吸入空气量、冷却水温度、发动机转速与加减速等状况转换成电信号送入控制器，控制器将这些信息与储存信息比较、精确计算后输出控制信号。EMS不仅可以精确控制燃油供给量，以取代传统的化油器，而且可以控制点火提前角和带速空气流量等，极大地提高了发动机的性能。见图21.4.2 底盘和主轴上的传感器底盘、悬架和主轴上的传感器主要包括：转向传感器、车轮角速度传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器。这里及往后将重点介绍ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统的传感器。见图4。ABS的主要作用是改善整车的制动性能，提高行车安全性，防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，并防止后轴侧滑。其工作原理为：紧急制动时，依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即控制压

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