汽车传感器技术的应用研究

摘 要：“没有传感器技术就没有现代汽车”，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。本文简要介绍了汽车传感器的种类，论述了汽车传感器的应用领域与重要性。并就我国发展汽车传感器产业的途径做出了探讨。

关键词：汽车；传感器；应用；发展

中图分类号： U461 文献标识码：A

“没有传感器技术就没有现代汽车”，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。汽车传感器对车用各种信息进行实时、准确的测量。当前，一辆国内普通家用轿车上大约安装了数十个传感器，而豪华轿车上的传感器数量多达200余只。这显示出传感器的数量和水平日益成为衡量现代高级轿车控制系统水平的重要参照。

一、汽车传感器的种类

汽车传感器的分类方法有很多，一般业内按照功能将传感器分为3类：驱动系统传感器、安全管理系统传感器和车身舒适系统传感器。其中，驱动系统传感器目前数量最多，但安全系统和舒适系统传感器市场发展最快。下面分别做一简介：

1驱动系统传感器

主要有进气压力传感器、空气温度传感器、缸压传感器、爆震传感器、曲轴传感器、水温传感器、滑油温度传感器、氧气浓度传感器、节气门位置传感器、怠速传感器；此外，在当今广泛发展的自动变速箱技术中，车轮速传感器、发动机转速传感器和油门踏板位置传感器是必不可少的。

驱动系统传感器向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息，ECU则根据这些信息对发动机各项工况进行准确控制，从而提高发动机的动力性、可维护性，降低油耗和减轻排放。由于工作环境恶劣，因此驱动系统的传感器比一般工业用传感器在精度上和可靠性上都要求高出1-2个数量级。

2安全管理系统传感器

现代汽车的安全系统发展趋势是采用主动安全控制技术。在这一类技术当中，当前比较成熟、并被广泛采用的有ABS防抱死制动系统、EBD防侧滑系统、安全气囊系统、安全预警系统等。所采集的信息有汽车的各向加速度、胎压、制动踏板位置、碰撞压力、接近警告等。这一类传感器是近年来汽车应用领域中创新最为活跃的部分。

3舒适系统传感器

比较常见的是空调温度、车内烟雾和承重传感器，随着人们对舒适的要求不断提高，像车椅调节与加温，底盘调节、安全带检测等功能传感器日益普及。此外，为提高舒适度、减轻驾驶员疲劳而设计的定速巡航、侧倾调节、导航、辅助驾驶、环境感知、车窗调节等各类应用层出不穷，直接推动了这类传感器的应用与发展。

二、车用传感器技术的发展趋势

目前，汽车技术正向着智能、绿色、安全的方向发展，国内外车企都将车用传感器技术列为重点发展的高技术。其技术发展趋势为：微型化、智能化、非接触测量和微电子机械系统传感技术，并将逐步取代传统的机械式、应变片式、滑动电位器等测量技术。

1快速发展的微型传感器

新型传感器离不开新工艺的采用，特别是近年来随着集成电路工艺发展起来的离子束、电子束、分子束、激光和化学刻蚀等加工技术，越来越多地应用于传感器领域，例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气相沉积、外延、扩散、激光束加工等手段，都已大大普及，有力推动了传感器产业的升级。

MEMT（微机械加工技术）的出现，直接推动了片上系统（Soc）技术的发展，使得在一片芯片上能够实现信号采集、分析和处理的系统功能，大大推动了传感器技术的进步。更加微型化、智能化和多功能的传感器不断涌现。像某传感器能够同时测量进气压力和温度，并通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响，实现更准确、更快速处理相关信息。

2新技术原理和新材料的应用

随着微电子、光电子、生物化学、信息处理等各学科的互相渗透和综合利用，未来可望研制出新技术原理传感器。如：新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面阵列红外探测器、生物传感器、诊断传感器、智能传感器、基因传感器以及模糊传感器等。它们对于推动汽车向自动驾驶、节能环保、安全可靠等方面发展将发挥至关重要的作用。

3生产成本不断降低

传感器产业的自动化程度将不断提高，利用现代成熟的微电子/微机械加工、测试和封装技术，可以大大提高生产的自动化、专业化和规模化水平。可以预见到，未来一大批廉价传感器将广泛应用于汽车产业，并使汽车上的传感器应用数量大为提高，汽车技术水平更上一层楼。

三、汽车传感器在我国的应用与发展

我国是世界汽车工业增长最快、市场规模最大的国家，2010年国内市场共销售1806万辆汽车。但是与之对应的是，我国汽车用传感器产业在低水平艰难前进。据有关资料显示，2010年我国车用传感器进口额超过25亿美元，是世界第一大汽车传感器进口国。传感器技术往往是汽车技术进步的关键推动因素，因此我国在车用传感器领域急需自主创新动力。但另一方面，汽车传感器产业又有赖于汽车系统技术的牵引，因此自主品牌汽车产业应当加强在自动驾驶、绿色能源与新材料领域的研究力度，并与上游传感器产业形成互相促进的良性循环，从而抓住当前汽车产业新能源和自动驾驶革命的机遇，形成我国汽车用传感器生产的突破，并进而带动我国汽车产业的升级。

四、加快发展传感器产业的途径

传感器产业是我国制造业中一个较小的行业类别，而其对于工业生产的重要性日益提高。因此，必须重视传感器行业的发展。

1提供系统解决方案。汽车传感器对整车厂而言是配套产品，必须以系统形式进入整车厂配套。系统配套商的实力关系到主机厂的品牌，所以必须建立系统平台，以系统带动传感器的发展。当前，汽车传感器产业趋势是以系统解决方案的形式进入整车（机）生产线，因此产业的发展必须围绕整车厂的需求展开，并形成自有供应链，例如日本汽车产业就是如此。

2大力加强前沿研究。当前汽车行业正在经历深刻产业技术变革。自动驾驶和新能源技术发展迅猛，成熟度在迅速提高。在传统汽车传感器领域由于产业集中度较高，技术标准准入门槛较高等因素，我国汽车传感器厂家将面临越来越不利的局面。因此，我国应当大力开展前沿技术预先研究，并以此为契机带动传感器行业的跨越式发展。

3努力调整政策，扶持汽车传感器行业的发展。传感器行业作为汽车零部件领域的重要一环，有其自身发展的客观规律。建议国家有关方面，在制定产业政策时参考日本和韩国的经验，采用横向分类法，将整个MC（材料及零部件）行业作为整体予以扶持，以最大限度发挥产业的扩散效应。如果仅仅将汽车传感器行业划分到汽车产业中，往往会使传感器行业与汽车整车产业在资源上产生竞争，不利于传感器行业的发展。

汽车传感器是工业用传感器领域的一部分，作为现代工业产品的“神经”，我国应通过科研与产业政策的调整，加大扶持包括汽车传感器在内的整个零部件行业，为实现经济转型和工业进步夯实基础。

参考文献

[1] 韩伟.汽车传感器的发展[J].自动化与仪器仪表，2005.

[2] 盛勇.传感器在汽车发动机中的应用与发展[J].中国高新技术企业，2010.