关于智能传感器技术在汽车上有哪些应用?

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何为智能传感器技术?智能传感器指的是可以感受規定的被测量并根据一定规律转换成可用信号的元件或装置。传感器设备可以测量汽车内部的干湿度、显示车辆目前的行驶速度速度、测量汽油浓度以及显示车辆各个表面的温度等。在经过了长期的实践及发展,未来的智能传感器技术将充分扩大自身所能应用的范围,并发展成熟。本文将介绍智能传感器技术在汽车上有哪些实际应用。

1、在汽车制动系统中的应用

安全性能是汽车的核心性能要素之一。因此,传感器首先应当做到能够根本地保障车上人员的生命以及财产安全。在进行正常驾驶的过程中,当发生事故或紧急情况时,驾驶员踩下制动踏板,应实现防抱死的对应制动系统的瞬时启动。该系统的应用可将车辆车轮与地面之间的滑动速度保持在20%以下和5%以上,且车辆不会因超速而造成侧翻事故的发生。在此过程中,传感器执行其主要运行功能,它可以在驾驶车辆时确定车轮的速度。如果车辆在行驶过程中的打滑率超过20%,传感器将开始自动控制模式,以确保车辆运行的稳定程度。制动器的液压制动和结构基本相同,分为盘式和鼓式,其发动机为执行机构。电制动控制(ECU)接收来自停车和停车制动控制的制动信号。它还可以从车轮上的传感器接收一些信号,确定车轮是否打滑和抱死,然后检査车轮的制动功率,以了解打滑和不堵塞情况。悬架系统和导航系统是集成的,电子控制单元还必须考虑检查这些系统的及时和准确性。皮带为系统提供能量和电气控制信号。能量供应为整个电气制动系统提供能量,它与其他系统共享,它可以是不同的能源,包括可再生能源。紧急制动所用到的传感器有毫米波雷达等。

智能传感器

图1 ABS(防抱死制动系统)制动示意图

2、在汽车底盘管控系统中的运用

车辆底盘控制系统探测器主要由非阻塞制动系统以及对应的转向系统组成,能够通过信号确保驾驶安全。车辆底盘控制系统,主要包括以下几种结构。自动变速器的控制系统根据油门踏板开度和车速信号计算更换时间,激活相应的电磁阀使阀门工作,连接主油道和起动缸并连接齿轮。电子控制系统根据导航规律精确控制齿轮,以确保车辆具有良好的能量和经济性。自动换档控制系统使用多个传感器,如0/D永久离合器转速传感器,1号车速传感器和2号车速传感器,用于调整位移时间;液压油温度传感器用于检测液压油温度信号,并用于控制位移、控制油压、控制锁定装置等。电子控制转向系统可在低速时降低转向控制装置的功率,并在高速时增加转向功率,以提高操纵稳定性。它通过电子控制单元连续输入车速信号和电子控制单元的液压油量,以了解辅助作用。电子控制转向系统从车速传感器和扭矩传感器向电子控制单元发送信号。根据输入信号,电子控制单元确定助力扭矩的大小和方向,并通过电磁耦合和减速机构插入扭矩控制,以实现电子转向控制。

智能传感器

  图2  油味油温传感器

3、酒精检测系统中的应用

在确保交通安全性方面,针对酒精进行检测的系统发挥着重要作用,它能够将驾驶员在操作车辆时的饮酒情况进行实时监测,同时针对车内空气中所含酒精,监测其是否出现超标情况。在自动检测技术的情况下,应使用智能传感器检测酒精,数据结果应返回并保持受控。智能探测器的功能是收集酒精和金属氧化物半导体气体反应产物,然后使用传感器的敏感元件,测量出驾驶员的酒精值。酒精检测系统通常将酒精传感器、转换系统、报警电路和其他部件集成到汽车驾驶室的方向盘中。一般可以看到方向盘表面有一些用于收集的细微孔,可以收集驾驶员的呼吸气体并分析酒精含量,根据智能传感器元件在电阻值方面的变化,来判断其中的酒精浓度是否超标。针对所检测出的酒精所含不同浓度,设置出对应的安全警示提醒功能,从而避免驾驶员在饮酒状态下驾驶机动车的情况,降低由于饮酒所造成的交通事故带来的风险。

智能传感器

图3  酒精传感器原理图

4、在发动机控制系统中的应用

进气传感器的功能是将进气管的气压调整为电信号,并将其发送至电子控制单元,然后电子控制装置控制啧油器打开的时间。在油门后面、加速器的前部是大气连接的,进气为大气压力,背压为负压,节气门在其前后部均有进气管与附加空气阀相通。应使用车辆的空气流量传感器(或空气流量计)直接或间接检测进入发动机气缸的空气量,并将检测器转换为电信号,并将其插入电子控制单元(ECU)。在不同操作条件下实现混合物的最佳浓度,并应始终准确测量发动机进气量。ECU是计算(调整)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或流量电路不工作,电子控制单元无法接收到正确的进气量信号,喷油量无法正常控制,混合气过浓或过稀,导致发动机工作异常。汽油喷射系统中有几种类型的电子控制空气流量传感器。目前,常见的空气流量传感器可分为机翼(叶片)型卡尔曼涡流式和热膜式等。空气流量传感器的功能是检测发动机进气,将进气信息转换为电信号输出,并通过电子控制单元(ECU)传输。该驾驶要求点火装置点火以获得向前脉冲,因此当车辆点火时,电子控制单元的充气是计算燃油喷射时间、燃油喷射量和点火装置点火时间的基础。

智能传感器

图4 进气歧管压力传感器原理图

小结

本文通过对现代汽车中所应用的智能传感器在汽车制动系统、底盘控制系统、酒精检测和汽车导航系统的应用,表达的是智能传感器技术在提高现代汽车的质量方面的突出表现。体现出了现代汽车在智能传感器后得到最有效的提高,加速了汽车在电子化方向的发展。

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