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汽车传感器在车辆中的应用
【来源】:翌芯电子    【作者】:互联网    【发表日期】:2014-11-17

来源:元器件交易网

元器件交易网讯  随着电子技术的发展,汽车的电子化程度也越来越高。汽车底盘控制系统的装置与执行器之间的连接,也由简单的机械连接阶段进入了电信号联系阶段。良好的底盘电子控制系统能改善车轮和地面之间的附着状况,进而改善汽车的安全性、动力性和舒适性。电子控制系统在汽车底盘技术中的应用很好地改善了汽车的主动安全性。

常见的底盘控制系统有以下几种:牵引控制、制动控制、悬挂控制和转向控制。传感器是电子技术中的核心器件,是一种进行信号变换的装置,它的作用是把被测的非电量信号转变成为电量信号,是促进汽车技术全面发展的关键器件。在汽车底盘电子控制系统中,是离不开传感器的。用于底盘控制的传感器指的是分布在变速器控制系统、动力转向系统、悬架控制系统、制动系统等中的传感器,在不同系统中他们的作用不同,但工作原理是相同的。
 

 

  • 传感器在汽车底盘电子控制中的应用现状


1.传感器在动力转向系统中的应用

在动力转向系统中,传感器的控制对象是车轮转向角,通过对车轮转向角的电子控制,达到控制动力转向系统的目的。常见的动力转向系统有:主动前轮叠加转向系统AFS、主动前轮助力转向系统ESP和主动后轮转向系统RWS。所用的传感器主要有发动机转速传感器、车速传感器、转矩传感器等,通过这些传感器发挥作用,动力转向电控系统在实现转向操纵轻便、提高了响应特性的同时增大输出功率、减少发动机损耗,从而也节省了燃油。

2.传感器在悬架系统控制中的应用

悬架系统控制中的传感器的工作是过对汽车悬挂元件特性进行干预和调节,从而达到实现汽车动力学控制的目的。工作的时候,系统综合汽车的运动状况和这些传感器检测到的信息,通过计算得出每个车轮悬挂阻尼器的最优阻尼系数,然后作出自动调整车高、抑制车辆姿势的变化等工作指令,从而实现了对操纵稳定性、行车稳定性和车辆舒适性的控制。连续性阻尼控制系统ADC是由4个控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器、4个车身垂直加速度传感器和4个阻尼器比例阀组成的。

 

  • 传感器在驱动和制动的电子控制系统中的应用


1.传感器在牵引力控制系统TCS中应用

由于汽车驱动轮的驱动力矩过大,驱动轮就会相对地面作滑转运动。根据计算驱动轮的安全滑转率最好不要超过20%,因此我们需要对驱动轮滑转率进行控制,对驱动轮滑转率进行控制的系统就是牵引力控制系统TCS。它是在ABS的基础上发展起来的,在大部分汽车里,TCS和ABS是共用一个ECU的,传感器的工作就是对汽车的滑转进行感知,然后将得到的信息以电信号的形式输入系统,系统对传感器输入的信号进行分析,来识别和判断汽车的行驶状况,从而采取相应的措施。

2.传感器在汽车动力学电子稳定系统ESP中的应用

ESP系统是使汽车具有更舒适的操纵性和更好的方向的稳定性的主动安全系统,其基本工作原理是通过对传感器输入信号的分析,进行逻辑运算从而识别驾驶员对汽车的期望运动状态;通过对车轮纵向力大小和驾驶员对车的期望进行调节,得知汽车的实际运动状态。因此它需要比ABS和TCS配置更多的传感器来控制汽车的横摆运动。这一类识别驾驶员对汽车的期望的传感器,包括转向盘传感器、横向加速度传感器、汽车横摆角速度传感器和制动主缸的液压传感器。

3.传感器在汽车防抱死制动系统ABS中的应用

防抱死制动系统ABS是汽车电子装置中一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它的工作原理是:控制防止汽车制动时车轮的抱死,保证车轮与地面之间达到最佳滑动率(5%-20%)。这样汽车无论在何种路面上制动时,车轮与地面之间都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数,从而可以保证车辆制动时不会发生车轮抱死抱滑、失去转向能力等不安全的工况,减小制动距离,提高了汽车的操纵稳定性和安全性。

发挥作用的传感器是防抱制动传感器,它主要是通过利用车轮角速度传感器,检测车轮转速,在各车轮的滑移率为20%时对制动油压进行控制,改善其制动性能,达到确保车辆操纵性和稳定性的目的。其中,轮速传感器是ABS十分重要的器件。它的主要工作是向ECU及时地提供可靠精确的车轮转速,如果没有轮速传感器,该系统的工作是无法完成的,同时轮速传感器的精确程度将直接影响该系统的工作,轮速传感器主要有电磁式、霍尔式、磁阻式几种。
 

  • 发展趋势介绍


智能化传感器是一种带有微型计算机,兼有检测、判断、信息处理等多种功能的传感器。与传统传感器相比,它可以通过确定传感器的工作状态,对测量资料进行修正,这样就减少了环境因素,例如温度的影响。它的最大优点在于能够充分感知驾驶员和乘客的状况、交通设施以及周边环境的信息;能够判断驾驶员和乘客是否处于最佳状态、车辆和人是否会发生危险,并及时采取相应措施。它的不同之处就在于是利用软件来解决问题的,而这些问题又是普通的传感器中硬件难以解决的问题。例如完成资料的计算与处理工作等,而且这种智能式传感器不仅量程覆盖范围大、输出信号大,而且精度高、信噪比高、抗干扰性能好,很多还带有自检功能。将来如果这种传感器能应用于汽车底盘电子控制系统,将会给驾驶员带来很多方便。
 

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