汽车主要传感器位置及作用

汽车主要传感器位置及作用

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随着汽车智能化和电动化的快速发展，传感器在汽车中的应用越来越广泛。从传统的发动机控制到现代的自动驾驶系统，各种类型的传感器都在发挥着重要作用。本文将为大家详细介绍汽车上可能用到的各种类型传感器及其作用。

空气流量传感器

空气流量传感器的作用是把吸入发动机的空气量转换成电信号提供给电子控制单元（ECU），是确定基本喷油量的主要依据。

• 翼片式：翼片式空气流量传感器属于体积流量型，该传感器结构简单、成本低，但由于其运动件翼片占据进气道的大量面积，从而降低了进气系统的流动性，增大了进气阻力，故现在已经较少使用。
• 卡门漩涡式：卡门漩涡式空气流量传感器属于体积流量型，在丰田、三菱汽车上应用较多。该传感器具有体积小、重量轻、无磨损、进气道简单、进气阻力小、检测精度高、响应较快等特点，但成本较高，多用于高档轿车上。
• 热线式：热线式空气流量传感器属于质量流量型，可以直接检测进气空气的质量流量，不需要对进气温度与大气压力进行修正。由于该传感器没有运动件，进气阻力小、响应特性较好，可正确检测出急减速时空气的进气量，故应用较广泛。
• 热膜式：热膜式空气流量传感器属于质量流量型，由美国通用公司开发研制，在通用与日本五十铃公司生产的车辆上被广泛应用。该传感器的工作原理和热线式传感器基本相同，仅是把发热体的热线改成热膜（由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成）。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的阻力，从而使强度增加，也提高了工作时的可靠性。

发动机温度传感器

发动机温度传感器的作用是把气体或液体的温度变化情况转换成电信号提供给ECU。

• 水温传感器：安装在气缸体上，用于检测发动机冷却水的温度信息，并将该信息转换为电信号后提供给发动机电子控制单元（ECU）。
• 进气温度传感器：发动机进气温度传感器在L型EFI系统中安装在空气流量传感器上，而在D型EFI系统中则安装在空气滤清器的外壳内或稳压罐内，为发动机电子控制单元（ECU）提供发动机进气温度的信息。
• 燃油温度传感器：用于柴油发动机电子控制分配泵燃油喷射系统中，用于向发动机电子控制单元（ECU）提供燃油温度的信息，以便实现喷油量的精确控制。

位置及速度传感器

节气门位置传感器、曲轴位置传感器、车速传感器、加速踏板位置传感器用于为ECU提供各种位置信息。

• 节气门位置传感器：节气门位置传感器安装在节气门体上，可同时将节气门开度、怠速、大负荷等信息转换成电信号后提供给ECU。节气门位置传感器有线性输出型与开关量输出型两种。相比较而言，后者检测性能较差，但结构简单，价格便宜。有的EFI系统同时安装了上述两种类型的节气门位置传感器，用开关量输出型传感器检测发动机怠速与全负荷状态；而使用线性输出型传感器来检测全程节气门的开度。
• 车速传感器：安装在变速器输出轴或主减速器上，为电子控制单元（ECU）提供汽车速度信号，该传感器的结构、原理与曲轴位置传感器十分相似。
• 加速踏板（油门踏板）位置传感器：通常用于直喷式发动机上，为ECU提供负荷大小，负荷范围，加、减速的信息，ECU根据这些信息来决定发动机燃烧成层区（直喷式发动机的燃烧形式有成层燃烧和均匀燃烧两种）的喷油量。

排气净化类传感器

排气净化类传感器用于把排气中的有关信息转换成电信号提供给ECU。

• 氧传感器：氧传感器有氧化锆式与氧化钛式两大类，安装在排气管上，用于向ECU反馈实际空燃比信号，以此将实际空燃比收敛于理论值附近的狭窄范围内，形成闭环控制。相比而言，氧化钛式氧传感器具有结构简单、体积小、成本低等特点，但其阻值随温度的变化发生变化时的程度较大，故在高温下使用时，通常都采取一定的温度补偿措施。
• 废气再循环位移传感器：主要用于向电子控制系统提供废气再循环控制阀的开度信息，以便于对废气处理系统的工作情况进行相应的控制。
• 压差传感器：安装在微粒捕捉器的下游，用于向电子控制系统提供微粒捕捉器压差信息，以便于适时地将微粒捕捉器中的微粒高温烧除，防止排气背压升高。
• NOx传感器：用于向电子控制系统提供废气后处理系统中NOx的浓度信息，以便于对后处理SCR系统的工作情况进行相应的控制。
• 排气温度传感器：通常安装在三元催化转化器附近，用于检测其工作温度，并将该信号转换为电信号后提供给电子控制系统。
• EGR温度传感器：通常安装在EGR阀的下游，用于检测EGR的温度，并将该信号转换为电信号后提供给电子控制系统。

自动空调系统传感器

自动空调系统使用的传感器除了温度传感器外，还有其他一些传感器。

• 车内温度传感器：通常安装在仪表板下侧，是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器，用于向空调电子控制单元（ECU）提供车厢内的温度信号。
• 车外环境温度传感器：车外环境温度传感器也是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器，通常安装在车辆前保险杠的下侧，用于向空调电子控制单元（ECU）提供车厢外部的温度信号。
• 蒸发器温度传感器：通常安装在蒸发器壳体上，用于检测制冷装置内部温度的变化情况，并把检测到的信号提供给空调电子控制单元（ECU）。
• 阳光辐射传感器：阳光辐射传感器是一种光敏二极管传感器，通常安装在汽车前挡风玻璃下方，用于将阳光辐射的程度转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。
• 冷却剂流量传感器：冷却剂流量传感器通常安装在储液干燥器和膨胀阀之间，用于检测制冷剂的流量，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。
• 压缩机锁止传感器：压缩机锁止传感器是一种磁电式传感器，通常安装在压缩机内部，用于检测压缩机的转速，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。
• 烟雾浓度传感器：用于检测车厢内的烟雾程度，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU），ECU根据该信息会自动开启或关闭空气交换器，以保持车厢内空气的新鲜。
• 湿度传感器：用于对汽车风窗玻璃的防雾和车厢内的湿度进行检测，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。

液位传感器

液位传感器的结构形式主要有浮子式、舌簧开关式、热敏开关式、可变电阻式、电极式（测量蓄电池）等多种。

• 燃油液位传感器：用于检测燃油存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或燃油表，由有关系统来显示燃油量是否低于设定值。
• 冷却液位传感器：用于检测冷却液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或水位显示系统，由有关系统来显示冷却液的量是否低于设定值。
• 制动液位传感器：用于检测制动液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或制动液位显示系统，由有关系统来显示制动液的量是否低于设定值。
• 蓄电池液位传感器：用于检测蓄电池内电解液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路，由有关系统来显示电解液的量是否低于设定值。

油液压力传感器

油液压力传感器的作用是把油液的压力变化情况转换成电信号提供给ECU。

• 油轨燃油压力传感器：通常安装在柴油发动机共轨式电控燃油喷射系统的油轨上，用于检测油轨内燃油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给电子控制单元（ECU）。
• 储油箱压力传感器：通常安装在燃油箱内部，用于检测燃油箱内部燃油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。
• 机油压力传感器：通常安装在发动机主油道内，用于检测机油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。
• 变速器油压传感器：通常安装在自动变速器输油泵内（或输出油道内），用于检测变速器油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。

电控悬架、电控转向系统用传感器

电控悬架用于改善车辆的平稳性，电控转向用于改善转向强度。

• 前后悬架高度传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测前后悬架的变形量，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU）。
• 车身加速度传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测车身的振动情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU），以此间接地提供汽车行驶时的路面情况。
• 车身位移传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测车身相对于车桥的位移情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU），以此反映车身的平顺性和车身高度的变化情况。
• 转向盘转角传感器：主要安装在车辆电控转向系统中，用于检测转向盘的转角，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），用于计算车身倾斜程度。
• 转矩传感器：主要安装在车辆电控转向系统中，用于检测转向盘的转向负载转矩信号，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU）。
• 偏航率传感器：用于检测、记录汽车绕垂直轴线运动情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），以此来判断汽车是否在打滑。
• 横向角速度传感器：用于检测汽车转弯时产生的离心率，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），以此来判断汽车通过弯道时是否打滑。

安全气囊、防撞系统用传感器

安全气囊、防撞系统均属于车辆的安全保护系统，前者用于对人体的保护，后者用于对车辆和行人的保护。

• 碰撞传感器：常见的碰撞传感器主要有机械式碰撞传感器、磁力式碰撞传感器、压电式碰撞传感器、应变片式碰撞传感器、压阻片式碰撞传感器和水银开关式碰撞传感器。碰撞传感器用于检测汽车碰撞时的信号，并将该信号提供给安全气囊ECU。
• 安全传感器：用于检测汽车（碰）撞击的轻重程度，并将该信号提供给安全气囊ECU，起保险作用，防止气囊误张开。
• 超声波测距传感器：通常安装在汽车后保险杠上，用于向车辆后方发射超声波，并把反射回来的超声波接收后转换为电信号提供给防撞控制ECU。
• 角声呐（角雷达）传感器：通常安装在保险杠上，用于弥补超声波传感器存在的检测盲区的不足，并将检测到的信号转换为电信号后提供给防撞控制ECU。
• 爆震传感器：爆震传感器主要有磁致伸缩式、共振型压电式、非共振型压电式等几种类型。该类传感器通常安装在发动机体上，用于将发动机振动的信号转换为电信号后，提供给发动机电子控制单元（ECU），以便检测爆震的发生时刻和幅度的大小。

制动、巡航、导航系统用传感器

制动属于车辆的安全保护系统，巡航、导航属于车辆的舒适系统。

• 制动压力开关传感器：用于检测制动管路中制动液的压力，并将检测到的信号转换为电信号后提供给电子控制系统或报警控制电路。
• 制动灯开关传感器：用于检测制动灯电路的通断情况，并将检测到的信号转换为电信号后提供给电子控制系统或有关控制电路。
• 距离传感器：用于检测汽车前后方障碍物以及与其他车辆之间的距离，并将检测到的信号转换为电信号后提供给防撞电子控制系统或有关控制电路。
• 罗盘传感器：用于对地磁场的情况进行检测，并将检测到的信号转换为电信号后提供给导航电子控制系统或有关控制电路，供判断行车方向。
• 陀螺仪传感器：用于检测汽车行驶的方向，并将检测到的信号转换为电信号后提供给导航电子控制系统或有关控制电路，以便自动记录数据。

压力、速度用传感器

压力传感器主要有半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式和表面弹性波式等。前两种应用较为广泛，它们具有尺寸小、精度高、成本低、响应性能好、通用性强及检测范围广等特点。

• 进气歧管绝对压力传感器：用在D型EFI系统中。与空气流量传感器不同的是，进气歧管绝对压力传感器采用的是间接测量方式，也就是依据发动机负荷变化测出进气歧管内绝对压力的相对值，进而测算发动机的进气量。
• 增压压力传感器：通常安装在增压发动机上，用于检测涡轮增压器的工作情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给电子控制单元（ECU），供ECU对喷油脉冲以及增压器压力的大小进行控制。
• 气缸燃烧压力传感器：气缸燃烧压力传感器有两种：一种以燃烧室侧面为受压面的直接型传感器，英文缩写为PDS；另一种是紧固在火花塞上的垫圈形压力传感器，英文缩写为PGS。前者可实现燃烧室压力的线性检测，后者装配性好，适用于更高精度的爆震控制、断火检测等。气缸燃烧压力传感器用于向ECU提供气缸燃烧压力信号。控制系统从燃烧压力传感器可以获得大量信息，从而对发动机进行适时控制，如判断最佳点火时间与气门正时等。
• 胎压检测传感器：胎压检测传感器采用温差补偿校正的方法，能够根据胎压、胎温、蓄电池电压的变化产生一系列的电子信号，并将其提供给ECU，适时测出胎压的高低。其工作压力最高可达1380kPa，工作温度为-40~125℃，精确率不低于1%。
• 轮速传感器：用于检测车轮速度并将该信号提供给ABS的ECU，经处理后获得车速信号参数。轮速传感器通常安装在车轮、减速器或变速器上，一般利用电磁感应或光电感应原理获得信号。安装数量取决于系统布局与控制方式。
• 减速度传感器：常用的减速度传感器主要有差动电压式减速度传感器与开关式减速度传感器两种。前者用车辆减速时滑动部件的运动检测出减速度信号，后者用车辆减速时惯性部件的移动位置感知减速度的大小。减速度传感器又称G传感器，用于检测车轮加速度或制动减速度，作为辅助信号用于阈值控制，并检测、控制低附着系数路面的制动过程。

其他传感器

• 机油品质传感器：机油品质传感器采用陶瓷电容来检测机油介质的稳定性，以便提醒及时更换机油，减少发动机的磨损，延长其使用寿命。
• 电动座椅传感器：通常安装在座椅下部四周，用于把座椅前后、高低信号提供给座椅电子控制系统，来对座椅的位置进行自动调整，并具有记忆功能。一般是由4个传感器构成，包括滑动位置传感器、前垂直位置传感器、后垂直位置传感器与倾斜位置传感器。
• 前照灯远近光控制传感器：用于夜间汽车会车时，感受对面来车的光照强度，并将该变化量转换为电信号后，提供给前照灯电子控制系统，以便适时地对灯光进行变换，防止眩目。
• 指纹传感器：主要应用在汽车的安全防盗系统中，用于鉴别合法的驾驶者，检测的出错率低于0.01%。