第一節　汽車傳感器概述

汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息源，把汽車運行中各種工況信息轉化成電信號輸送給中央控制單元，再經過分析和處理傳輸給執行單元，使汽車發揮最佳性能。

一、汽車傳感器的特點

汽車傳感器具有以下特點。

①適應性強，耐惡劣環境。汽車行駛環境復雜，有低于-40℃的極寒地區，有超過40℃的酷熱地區，也有海拔5000m以上的高原地區，因此，要求汽車傳感器具有極強的環境適應性，要能在這些特殊環境下正常工作。另外，汽車傳感器還應具有很好的密封性、耐潮濕、抗腐蝕性等。

②抗干擾能力強。汽車傳感器除了能夠適應外界惡劣環境之外，也要能夠抵抗來自汽車內部的各種干擾。例如發動機工作時的高溫、汽車行駛時的振動、汽車電源產生的高壓電脈沖等，都會對傳感器信號產生干擾，汽車傳感器必須能夠抵抗汽車產生的各種干擾。

③穩定性和可靠性高。汽車傳感器特性對汽車電子控制系統有非常大的影響，必須具有高穩定性和高可靠性。

④性價比高，適應大批量生產。隨著汽車越來越電子化、智能化、網絡化、無人化，汽車所用傳感器越來越多，達到數百個，這就要求汽車傳感器必須性價比高，否則難以大批量推廣使用。

二、汽車傳感器的分類

汽車傳感器有很多種分類方法，例如有按測量對象劃分的，有按工作原理劃分的，有按功能劃分的，有按使用區域劃分的，但目前還沒有統一的分類方法。

1.按測量對象劃分

汽車傳感器按測量對象可以分為溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器、位置傳感器、轉速傳感器、加速度傳感器、距離傳感器等。

（1）溫度傳感器　溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度、環境溫度等。

（2）壓力傳感器　壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發動機升壓比、氣缸內壓、油壓等。

（3）流量傳感器　流量傳感器主要用于檢測發動機空氣流量和燃料流量等。

（4）氣體濃度傳感器　氣體濃度傳感器主要用于檢測車輛內氣體和廢氣排放等。

（5）位置傳感器　位置傳感器主要用于檢測曲軸轉角、節氣門開度、制動踏板位置、車輛位置等。

（6）轉速傳感器　轉速傳感器主要用于檢測發動機轉速、車輪轉速和行駛車速等。

（7）加速度傳感器　加速度傳感器主要用于測量縱向加速度、橫向加速度和垂直加速度等。

（8）距離傳感器　距離傳感器主要用于測量汽車行駛的距離以及汽車至障礙物之間的距離等。

2.按工作原理劃分

汽車傳感器按工作原理可以分為電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器、電化學式傳感器等。

（1）電阻式傳感器　電阻式傳感器是將被測量變化轉換成電阻變化的傳感器，如空氣流量傳感器、壓力傳感器、節氣門位置傳感器等。

（2）電容式傳感器　電容式傳感器是將被測量變化轉換成電容量變化的傳感器，如機油傳感器、碰撞傳感器、燃油液位傳感器等。

（3）電感式傳感器　電感式傳感器是將被測量變化轉換成電感量變化的傳感器，如位置傳感器、爆震傳感器、加速度傳感器等。

（4）壓電式傳感器　壓電式傳感器是將被測量變化轉換成由于材料受機械力產生靜電電荷或電壓變化的傳感器，如進氣壓力傳感器、減振器傳感器等。

（5）電磁式傳感器　電磁式傳感器是指利用磁通量的變化，將被測量在導體中轉換成電信號變化的傳感器，它利用導體和磁場發生的相對運動而在導體兩端輸出感應電勢，如發動機轉速傳感器、車輪轉速傳感器、轉向盤轉角傳感器等。

（6）熱電式傳感器　熱電式傳感器是將被測量變化轉換成熱生電動勢變化的傳感器，如水溫傳感器、空氣流量傳感器、進氣溫度傳感器等。

（7）光電式傳感器　光電式傳感器是將光通量轉換成電量的傳感器，如曲軸位置傳感器、紅外傳感器等。

（8）電化學式傳感器　電化學式傳感器是利用被測量的電化學反應，將其變化轉換成電位或者電導率變化的傳感器，如氧傳感器、濕度傳感器等。

3.按功能劃分

汽車傳感器按功能可以分為汽車控制用傳感器和汽車性能檢測用傳感器。

（1）汽車控制用傳感器　汽車控制用傳感器又可以分為發動機控制系統用傳感器，如流量傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器、溫度傳感器、爆燃傳感器等；底盤控制系統用傳感器，如懸架控制用傳感器、制動防抱死系統（ABS）傳感器、驅動防滑系統（ASR）傳感器、穩定性控制系統（ESP）傳感器、自適應巡航控制系統傳感器、車道偏離報警系統傳感器、車道保持輔助系統傳感器、汽車并線輔助系統傳感器、汽車自動剎車輔助系統傳感器、自動泊車輔助系統傳感器等；車身控制傳感器，如汽車姿態控制傳感器、智能空調傳感器、安全氣囊傳感器、汽車自適應前照明系統傳感器、汽車夜視輔助系統傳感器、汽車平視顯示系統傳感器等；導航控制用傳感器，如微機械陀螺儀、電子羅盤等。汽車控制用傳感器，經常一個傳感器用于多個控制系統。

（2）汽車性能檢測用傳感器　汽車性能檢測用傳感器主要包括汽車動力性能檢測傳感器、汽車燃料經濟性檢測傳感器、汽車制動性能檢測傳感器、汽車操縱穩定性檢測傳感器、汽車行駛平順性檢測傳感器、汽車燈光檢測傳感器、輪胎壓力檢測傳感器等。

4.按使用區域劃分

汽車傳感器按使用區域可以分為發動機傳感器、底盤傳感器、車身傳感器、電器傳感器、導航傳感器等。

三、汽車傳感器的發展趨勢

未來汽車傳感器技術研究領域將主要涉及力學傳感器技術、影像傳感器技術、安全防衛傳感器技術、電化學或磁方法傳感器技術等。

汽車傳感器技術的發展趨勢是微型化、多功能化、集成化、智能化、網絡化。

（1）微型化　微型傳感器具有體積小、成本低、可靠性高等優點，而且它還可以通過微機械加工技術和微米/納米技術，將微傳感器、微執行器以及信號和數據處理裝置集成在一個微系統中，以提高系統測試精度，使測量更加精準。

（2）多功能化　多功能化是指一個傳感器能檢測2個或2個以上的特性參數或者化學參數，從而減少汽車傳感器數量，提高系統可靠性。

（3）集成化　集成化是指利用集成電路制造技術和精細加工技術制作成集成式傳感器。

（4）智能化　智能化是指傳感器與大規模集成電路相結合，帶有CPU，具有智能作用，以減少ECU的復雜程度，減少其體積，并降低成本。

（5）網絡化　隨著汽車智能化和網絡化的發展，各種控制系統間的數據通信變得更加頻繁，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載傳感器網絡是十分必要的，大量數據的快速交換、高可靠性、抗電磁干擾及低成本是車載傳感器網絡系統的要求。

另外，功能材料對傳感器的發展也起著不可替代的作用。隨著材料科學的不斷進步，在進行各種材料的制造過程中，可以有效地控制其成分，設計出多種應用于傳感器的功能材料，有效地降低生產成本。傳感器的敏感元件除了由功能材料決定外，加工工藝也對其影響巨大。隨著技術的發展，半導體、陶瓷等新型材料廣泛應用于傳感器的敏感元件，很多現代的制造技術被廣泛地引入汽車傳感器領域。例如微細加工技術、薄膜技術、離子注入技術等，能制造出可靠性高、體積小、質量輕的微型化敏感元件。汽車傳感器必定會朝著安全可靠、微功耗及無源化的方向發展。

智能網聯汽車與一般汽車相比，車載傳感器數量更多，而且需要更先進的傳感器，這些先進傳感器主要用于實時性、可靠性非常高的先進駕駛輔助系統。下面主要介紹與智能網聯汽車先進駕駛輔助系統密切相關的車輪轉速傳感器、加速度傳感器、微機械陀螺儀、轉向盤轉角傳感器、超聲波傳感器、激光雷達、毫米波激光雷達、視覺傳感器、電子羅盤以及車載傳感器網絡等。