隨(sui)著(zhe)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)
，汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)化(hua)程(cheng)度(du)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，通(tong)常(chang)的(de)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)難(nan)以(yi)解(jie)決(jue)某(mou)些(xie)與(yu)汽(qi)車(che)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu)有(you)關(guan)的(de)問(wen)題(ti)，而(er)被(bei)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)代(dai)替(ti)。 

 

 

 

傳感器作為汽車電控係統的關鍵部件
，它直接影響汽車的技術性能的發揮。現代汽車已將傳感器技術擴展到底盤、車身和燈光電氣係統上了。這些係統采用的傳感器有100多種。這些傳感器主要分布在發動機控製係統、底盤控製係統和車身控製係統中。

 

傳感器的作用就是根據規定的被測量的大小
，定量提供有用的電輸出信號的部件，亦即傳感器把光、時間
、電、溫度
、壓力及氣體等的物理、化學量轉換成信號的變換器。

 

 

汽車傳感器的種類這麼多，常見的有哪些呢？下麵來介紹分布在不同車輛控製係統中的一些常用的汽車傳感器。

 

 

發動機控製用傳感器有許多種，其中包括溫度傳感器、壓力傳感器
、轉速和角度傳感器、流量傳感器、位置傳感器
、氣體濃度傳感器、爆震傳感器等。這類傳感器是整 個發動機的核心，利用它們可提高發動機動力性、降低油耗、減少廢氣、反映故障等。

 

 

由於發動機用傳感器工作在發動機振動、汽油蒸氣、汙wu泥ni和he泥ni水shui等deng惡e劣lie環huan境jing中zhong

，因yin此ci它ta們men耐nai惡e劣lie環huan境jing技ji術shu指zhi標biao要yao高gao於yu一yi般ban的de傳chuan感gan器qi。對dui於yu它ta們men的de性xing能neng指zhi標biao要yao求qiu有you很hen多duo種zhong，其qi中zhong最zui關guan鍵jian的de是shi測ce量liang精jing度du與yu可ke靠kao性xing，否fou則ze由you傳chuan感gan器qi檢jian測ce帶dai來lai的de誤wu差cha最zui終zhong將jiang導dao致zhi發fa動dong機ji控kong製zhi係xi統tong失shi靈ling或huo故gu障zhang。

 

1.溫度傳感器

 

溫度傳感器主要用於檢測發動機溫度
、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式
、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區別。

 

線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差；

 

熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低；

 

熱偶電阻式溫度傳感器的精度高
，測量溫度範圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。

 

已實用化的產品有熱敏電阻式溫度傳感器(通用型-50℃～130℃
，精度1.5%
，響應時間10ms；高溫型600℃～1000℃，精度5%

，響應時間10ms)、鐵氧體式溫度傳感器(ON/OFF型，-40℃～120℃
，精度2.0%)、金屬或半導體膜空氣溫度傳感器(-40℃～150℃
，精度2.0%
、5%

，響應時間20ms)等。

 

2.壓力傳感器

 

壓力傳感器主要用於檢測氣缸負壓
、大氣壓

、渦輪發動機的升壓比、氣缸內壓、油壓等。吸氣負壓式傳感器主要用於吸氣壓、負壓
、油壓檢測。汽車用壓力傳感器應用較多的有電容式、壓阻式、差動變壓器式（LVDT）、表麵彈性波式（SAW）。

 

電容式壓力傳感器主要用於檢測負壓、液壓、氣壓，測量範圍20～100kPa，具有輸入能量高
，動態響應特性好、環境適應性好等特點；

 

壓阻式壓力傳感器受溫度影響較大，需要另設溫度補償電路
，但適應於大量生產
；

 

LVDT式壓力傳感器有較大的輸出，易於數字輸出
，但抗幹擾性差；

 

SAW式壓力傳感器具有體積小、質量輕、功耗低
、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、數字輸出等特點，用於汽車吸氣閥壓力檢測，能在高溫下穩定地工作，是一種較為理想的傳感器。

 

3.流量傳感器

 

流量傳感器主要用於發動機空氣流量和燃料流量的測量。空氣流量的測量用於發動機控製係統確定燃燒條件、控製空燃比
、起動、點火等。空氣流量傳感器有旋轉翼片式（葉片式）、卡門渦旋式、熱線式、熱膜式等四種類型。

 

旋轉翼片式（葉片式）空氣流量計結構簡單
，測量精度較低，測得的空氣流量需要進行溫度補償；

 

卡門渦旋式空氣流量計無可動部件，反映靈敏，精度較高，也需要進行溫度補償；

 

熱線式空氣流量計測量精度高，無需溫度補償，但易受氣體脈動的影響
，易斷絲
；

 

熱膜式空氣流量計和熱線式空氣流量計測量原理一樣，但體積少，適合大批量生產，成本低。

 

空氣流量傳感器的主要技術指標為：工作範圍0.11～103立方米/min
，工作溫度-40℃～120℃
，精度≤1%。

 

燃料流量傳感器用於檢測燃料流量
，主要有水輪式和循環球式，其動態範圍0～60kg/h
，工作溫度-40℃～120℃，精度±1%，響應時間小於10ms。

 

4.位置和轉速傳感器

 

位置和轉速傳感器主要用於檢測曲軸轉角、發動機轉速、節氣門的開度、車速等。目前汽車使用的位置和轉速傳感器主要有交流發電機式、磁阻式、霍爾效應式、簧片開關式、光學式
、半導體磁性晶體管式等
，其測量範圍0°～360°，精度±0.5°以下，測彎曲角達±0.1 。

 

車速傳感器種類繁多
，有敏感車輪旋轉的、也有敏感動力傳動軸轉動的，還有敏感差速從動軸轉動的。當車速高於100km/h時，一般測量方法誤差較大，需采用非接觸式光電速度傳感器，測速範圍0.5～250km/h，重複精度0.1%，距離測量誤差優於0.3%。

 

5.氣體濃度傳感器

 

氣體濃度傳感器主要用於檢測車體內氣體和廢氣排放。其中
，最主要的是氧傳感器，實用化的有氧化鋯傳感器(使用溫度-40℃～900℃，精度1%)

、氧化鋯濃差電池型氣體傳感器(使用溫度300℃～800℃)、固體電解質式氧化鋯氣體傳感器(使用溫度0℃～400℃，精度0.5%)。

 

另外還有二氧化鈦氧傳感器。和氧化鋯傳感器相比，二氧化鈦氧傳感器具有結構簡單
、輕巧、便宜，且抗鉛汙染能力強的特點。

 

6.爆震傳感器

 

爆震傳感器用於檢測發動機的振動，通過調整點火提前角控製和避免發動機發生爆震。可以通過檢測氣缸壓力
、發動機機體振動和燃燒噪聲等三種方法來檢測爆震。

 

爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式。磁致伸縮式爆震傳感器的使用溫度為-40℃～125℃，頻率範圍為5～10kHz
；壓電式爆震傳感器在中心頻率5.417kHz處
，其靈敏度可達200mV/g，在振幅為0.1g～10g範圍內具有良好線性度。

 

底盤控製用傳感器是指分布在變速器控製係統、懸架控製係統、動力轉向係統、防抱製動係統中的傳感器，在不同係統中作用不同，但工作原理與發動機中傳感器是相同的
，主要有以下幾種形式傳感器：

 

1.變速器控製傳感器

 

多用於電控自動變速器的控製。它是根據車速傳感器、加速度傳感器、發動機負荷傳感器、發動機轉速傳感器、水溫傳感器、油溫傳感器檢測所獲得的信息經處理使電控裝置控製換檔點和液力變矩器鎖止，實現最大動力和最大燃油經濟性。

 

2.懸架係統控製傳感器

 

主要有車速傳感器
、節氣門開度傳感器、加速度傳感器
、車身高度傳感器
、轉向盤轉角傳感器等。根據檢測到的信息自動調整車高，抑製車輛姿勢的變化等，實現對車輛舒適性
、操縱穩定性和行車穩定性的控製。

 

3.動力轉向係統傳感器

 

它是根據車速傳感器、發動機轉速傳感器、轉矩傳感器等使動力轉向電控係統實現轉向操縱輕便，提高響應特性，減少發動機損耗，增大輸出功率
，節省燃油等。

 

4.防抱製動傳感器

 

它是根據車輪角速度傳感器，檢測車輪轉速
，在各車輪的滑移率為20%時，控製製動油壓、改善製動性能

，確保車輛的操縱性和穩定性。

 

 

采用這類傳感器的主要目的是提高汽車安全性
、可靠性、舒適性等。

 

應用於自動空調係統中的多種溫度傳感器、風量傳感器

、日照傳感器等
；

 

安全氣囊係統中加速度傳感器；亮度自控中光傳感器；

 

用於門鎖控製中的車速傳感器；

 

用於亮度自動控製中的光傳感器；

 

用於倒車控製中的超聲波傳感器或激光傳感器


；

 

用於保持車距的距離感器
；

 

用於消除駕駛員盲區的圖象傳感器等。

 

死角報警係統中超聲波傳感器；圖像傳感器等。

 

 

隨著基於GPS/GIS（全球定位係統和地理信息係統）的導航係統在汽車上的應用，導航用傳感器這幾年得到迅速發展。導航係統用傳感器主要有：確定汽車行駛方向的羅盤傳感器、陀螺儀和車速傳感器
、方向盤轉角傳感器等。

 

 

無wu人ren駕jia駛shi技ji術shu現xian如ru今jin其qi實shi非fei常chang成cheng熟shu了le，汽qi車che如ru何he能neng對dui現xian實shi中zhong複fu雜za的de交jiao通tong狀zhuang況kuang了le如ru指zhi掌zhang，如ru何he可ke以yi像xiang人ren的de眼yan睛jing和he大da腦nao一yi樣yang靈ling活huo應ying變bian。關guan鍵jian就jiu在zai需xu要yao各ge種zhong各ge樣yang的de傳chuan感gan器qi合he作zuo來lai解jie決jue，它ta們men最zui終zhong將jiang監jian測ce到dao的de數shu據ju傳chuan給gei高gao精jing密mi的de處chu理li器qi，識shi別bie道dao路lu

、標示和行人，做出加速、轉向、製動等決策。

 

 

zaizhinengganzhishibiedebufen，chezaiguangxuexitonghechezaileidaxitongshibaozhengxingcheanquanzuiweizhongyaodexitong
，muqian

，zhuliudeyongyuzhouweihuanjinggancedechuanganqiyoujiguangleida（LiDAR）、毫米波雷達（millimeter wave）
、視覺傳感器三種。

 

 

通過掃描從一個物體上反射回來的激光來確定物體的距離，可以形成精度高達厘米級的3D環境地圖，因此它在ADAS（先進駕駛輔助係統）及(ji)無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)起(qi)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。從(cong)當(dang)前(qian)車(che)載(zai)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)來(lai)看(kan)
，機(ji)械(xie)式(shi)的(de)多(duo)線(xian)束(shu)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)是(shi)主(zhu)流(liu)方(fang)案(an)，但(dan)受(shou)製(zhi)於(yu)價(jia)格(ge)高(gao)昂(ang)的(de)因(yin)素(su)尚(shang)未(wei)普(pu)及(ji)開(kai)來(lai)。

 

在百度無人駕駛汽車車身上，除了部署了毫米波雷達、視頻等感應器
，其車頂就安置了一個體積較大、價值70萬餘人民幣的64位激光雷達，穀歌同樣也是采用的相同高端配置激光雷達。車載激光雷達係統的優劣主要取決於2D激(ji)光(guang)掃(sao)描(miao)儀(yi)的(de)性(xing)能(neng)。激(ji)光(guang)發(fa)射(she)器(qi)線(xian)束(shu)的(de)越(yue)多(duo)，每(mei)秒(miao)采(cai)集(ji)的(de)雲(yun)點(dian)就(jiu)越(yue)多(duo)。然(ran)而(er)線(xian)束(shu)越(yue)多(duo)也(ye)就(jiu)代(dai)表(biao)著(zhe)激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)的(de)造(zao)價(jia)就(jiu)更(geng)加(jia)昂(ang)貴(gui)。激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)除(chu)了(le)成(cheng)本(ben)高(gao)昂(ang)

，遇(yu)到(dao)煙(yan)霧(wu)介(jie)質(zhi)以(yi)及(ji)雨(yu)雪(xue)天(tian)氣(qi)中(zhong)表(biao)現(xian)一(yi)般(ban)，將(jiang)掣(che)肘(zhou)它(ta)的(de)發(fa)揮(hui)。

 

與雷達原理相似，激光雷達使用的技術是飛行時間（TOF
，Time of Flight）。 具ju體ti而er言yan，就jiu是shi根gen據ju激ji光guang遇yu到dao障zhang礙ai物wu後hou的de折zhe返fan時shi間jian
，計ji算suan目mu標biao與yu自zi己ji的de相xiang對dui距ju離li。激ji光guang光guang束shu可ke以yi準zhun確que測ce量liang視shi場chang中zhong物wu體ti輪lun廓kuo邊bian沿yan與yu設she備bei間jian的de相xiang對dui距ju離li
，這zhe些xie輪lun廓kuo信xin息xi組zu成cheng所suo謂wei的de點dian雲yun並bing繪hui製zhi出chu3D環境地圖
，精度可達到厘米級別，從而提高測量精度。

 

 

激光雷達作為“機械之眼”，也大量應用在無人機、機器人等等方向上 。相比於攝像頭，激光雷達的最大優勢在於使用環境限製較小，即不管在白天或是夜晚都能正常使用。

 

毫米波是指30～300GHz頻域（波長為1～10mm）的de電dian磁ci波bo，毫hao米mi波bo的de波bo長chang介jie於yu厘li米mi波bo和he光guang波bo之zhi間jian
，因yin此ci毫hao米mi波bo兼jian有you微wei波bo製zhi導dao和he光guang電dian製zhi導dao的de優you點dian。同tong厘li米mi波bo導dao引yin頭tou相xiang比bi，毫hao米mi波bo導dao引yin頭tou具ju有you體ti積ji小xiao、質量輕和空間分辨率高的特點。

 

與紅外、激光、電磁等光學導引頭相比
，毫米波導引頭穿透霧、煙
、灰塵的能力強
，具有全天候（大雨天除外）全天時的特點，這能與激光雷達的作用產生互補。另外，毫米波導引頭的抗幹擾


、反隱身能力也優於其他微波導引頭 。

 

缺que點dian是shi毫hao米mi波bo雷lei達da由you於yu波bo長chang原yuan因yin，探tan測ce距ju離li非fei常chang有you限xian
，也ye無wu法fa感gan知zhi行xing人ren，而er激ji光guang雷lei達da可ke以yi對dui周zhou邊bian所suo有you障zhang礙ai物wu進jin行xing精jing準zhun的de建jian模mo。為wei了le克ke服fu不bu同tong缺que點dian
，因yin此ci勢shi必bi要yao將jiang這zhe些xie傳chuan感gan器qi組zu合he在zai一yi起qi。

 

目前看毫米波雷達也是智能汽車ADAS 係統的標配傳感器，按照目前主流分類，毫米波雷達可分為24GHz雷達和77GHz雷達。參照其特性，通常車輛周圍的車輛檢測使用24Ghz
，前方車輛檢測使用77GHz。

 

以中國的實際國情以及芯片研發進度等行業特點來看

，未來三年內24GHz毫米波雷達在國內仍有市場空間。望眼全球
，我國77GHz毫米波雷達的大規模應用將稍微推後。

 

 

ADAS應(ying)用(yong)攝(she)像(xiang)頭(tou)作(zuo)為(wei)主(zhu)要(yao)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)因(yin)為(wei)攝(she)像(xiang)頭(tou)分(fen)辨(bian)率(lv)高(gao)於(yu)其(qi)他(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)，可(ke)以(yi)獲(huo)取(qu)足(zu)夠(gou)多(duo)的(de)環(huan)境(jing)細(xi)節(jie)，幫(bang)助(zhu)車(che)輛(liang)進(jin)行(xing)環(huan)境(jing)認(ren)知(zhi)，車(che)載(zai)攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)以(yi)描(miao)繪(hui)物(wu)體(ti)的(de)外(wai)觀(guan)和(he)形(xing)狀(zhuang)、讀取標誌等

，這些功能其他傳感器無法做到。  

 

但是攝像頭受環境因素以及外部因素影響較大，比如隧道中光線不足
，天氣因素導致的視線縮小等。

 

目前攝像頭的應用主要有：單目攝像頭
、後視攝像頭、立體攝像頭或稱雙目攝像頭、環視攝像頭。 

 

當然為了提高環境感知的準確度

，通常需要多種傳感器的組合，最終提供一個穩定耐用的解決方案。

 

當下比較典型的就是毫米波雷達、激(ji)光(guang)雷(lei)達(da)和(he)車(che)載(zai)攝(she)像(xiang)頭(tou)，其(qi)他(ta)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)技(ji)術(shu)和(he)紅(hong)外(wai)線(xian)技(ji)術(shu)以(yi)及(ji)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)的(de)算(suan)法(fa)融(rong)合(he)都(dou)將(jiang)讓(rang)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)業(ye)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)市(shi)場(chang)。不(bu)過(guo)毋(wu)庸(yong)置(zhi)疑(yi)，在(zai)汽(qi)車(che)實(shi)現(xian)完(wan)全(quan)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)這(zhe)幾(ji)年(nian)中(zhong)，傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)業(ye)鏈(lian)應(ying)該(gai)是(shi)最(zui)先(xian)獲(huo)得(de)收(shou)益(yi)的(de)。

 

未來的汽車傳感器技術的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。 Mems汽車傳感器已開始逐步取代基於傳統機電技術的傳感器，將成為世界汽車電子的重要構成部分。

推薦閱讀：
靈感來源於電鰻的柔性電池:未來或許能為起搏器供電