喬新麗
(許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 許昌 461000)
在當(dāng)今的社會環(huán)境下,傳統(tǒng)汽車技術(shù)得到了迭代更新,許多先進(jìn)的技術(shù)手段被利用于現(xiàn)代汽車中。智能傳感器技術(shù)在現(xiàn)代汽車被廣泛使用,帶來了很多深刻的影響。
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,傳感器朝著智能化的方向發(fā)展,進(jìn)一步地促進(jìn)了傳統(tǒng)的汽車行業(yè)向著智能化的高層次發(fā)展。通俗地講,智能傳感器是傳感器的集成化以及和微處理器相互融合得到的產(chǎn)物,可以實(shí)現(xiàn)汽車的自動診斷、信息記憶以及數(shù)據(jù)收集分析處理等功能。特別地,在某些特殊的駕駛情況下,智能傳感器可以通過一系列的信息處理進(jìn)行相應(yīng)功能的調(diào)節(jié),從而有效地保障了汽車的駕駛安全性和穩(wěn)定性能。智能傳感器的不斷發(fā)展,為后續(xù)人工智能技術(shù)以及相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
汽車電子系統(tǒng)主要由傳感器、控制執(zhí)行裝置和相應(yīng)的程序軟件組成。一般來說,傳感器接收來自汽車外部或者汽車本身的情況,再向控制器傳輸相應(yīng)的信息,控制器進(jìn)一步將信息傳給相應(yīng)的程序軟件對信息進(jìn)行處理,最后得到相應(yīng)的指令傳送到執(zhí)行器。智能傳感器能針對汽車行駛時(shí)的路況、駕駛員反饋的信息等進(jìn)行收集,對車輛的內(nèi)外環(huán)境作出進(jìn)一步地調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境的變化,保障了汽車行駛的安全性和可靠性。按照傳感器的作用可以劃分為:距離傳感器、速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、氣體濃度傳感器等,不同的傳感器兼顧不同功能或者幾種傳感器針對同一功能協(xié)調(diào)工作,每一個(gè)傳感器都有著自己的特殊位置,對汽車的使用性能都會造成影響,如果某一個(gè)傳感器失效,汽車可能就會喪失相應(yīng)的功能,由此可見,傳感器具有十分重要的作用。在過去的傳統(tǒng)汽車上,傳感器的作用范圍較為單一,大多應(yīng)用與發(fā)動機(jī),隨著智能傳感器技術(shù)的不斷提高,使得傳感器應(yīng)用于越來越多的范圍,包括車身,底盤等等[1]。
現(xiàn)階段,我國的汽車電子行業(yè)正朝著電子軟件的附加微處理器操作系統(tǒng),電子儀器之間相互融合的智能化方向發(fā)展。汽車電子系統(tǒng)是由許多不同的控制單元協(xié)同作用而成的完整的電子控制系統(tǒng),每一個(gè)不同的電子控制單元都可以進(jìn)行獨(dú)立的操作,又需要經(jīng)過協(xié)調(diào)配合共同完成相應(yīng)的功能,通過相互協(xié)調(diào),可以有效保障整車的安全性和舒適性。目前,在我國汽車工業(yè)的發(fā)展過程中,無論是普通傳感器還是智能傳感器,在使用過程中所用的時(shí)間都比較短,而且技術(shù)還沒有得到充分的改進(jìn),因此這類傳感器的技術(shù)還需要進(jìn)一步的完善。
當(dāng)前,我國的汽車行業(yè)的發(fā)展得到了長足的進(jìn)步,發(fā)展的速度不斷加快,汽車的電子技術(shù)也在迅猛的發(fā)展,傳統(tǒng)的普通傳感器已經(jīng)無法適應(yīng)于先進(jìn)的汽車電子技術(shù),二者的矛盾越來越突出,為了可以滿足汽車行業(yè)的快速發(fā)展,智能傳感器技術(shù)亟待發(fā)展,通過智能傳感器的應(yīng)用,可以有效提高整車電路系統(tǒng)的集成化,從而可以有效的保證傳感器工作時(shí)具有快速精準(zhǔn)的特性,提高了整車的性能,保證了行車的安全及可靠[2]。
在現(xiàn)階段,汽車的系統(tǒng)構(gòu)成主要是通過電子儀器設(shè)備實(shí)施一體化的操控。通常來說,車內(nèi)的空間較為有限,汽車的各個(gè)電子零部件的工作又需要一定的空間環(huán)境,使得駕駛員及乘客的舒適性受到一定的影響,如何對這一問題進(jìn)行優(yōu)化,就需要提升汽車電子技術(shù),集成汽車的零部件以汽車的內(nèi)部電路系統(tǒng),最大程度上縮小電子系統(tǒng)所占的空間,可以有效提高乘車的舒適度。
目前,車內(nèi)安全氣囊等部分部件長時(shí)間處于待機(jī)工作狀態(tài),在一些外部特殊環(huán)境下將正式啟動。因此,為了保證汽車各部件的正常穩(wěn)定工作,汽車本身就需要有良好的智能檢測功能,同時(shí)要對各部件的工作狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)進(jìn)行有效檢查。
車內(nèi)各個(gè)區(qū)域的部件大部分功能特性明顯不同,車內(nèi)不同區(qū)域的系統(tǒng)運(yùn)行和工作環(huán)境也不同。因此,保證汽車系統(tǒng)零部件的安全性和具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力是保證整個(gè)汽車零部件正常工作的重要保證。
傳感器是汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵信息采集和反饋裝置。根據(jù)一定的數(shù)學(xué)算法,智能傳感器在感知車輛運(yùn)行狀況時(shí),能最大限度地減小溫度、濕度和風(fēng)速對傳感器的影響。它能真實(shí)準(zhǔn)確地采集司機(jī)、乘客和周圍環(huán)境的信息,把相應(yīng)的信號傳遞給控制器進(jìn)行處理,及時(shí)采取有效的措施,保障車輛安全平穩(wěn)運(yùn)行。
汽車電子技術(shù)的水平高低,在某種程度上取決于智能傳感器技術(shù)高低。傳統(tǒng)的普通傳感器遇到復(fù)雜的工作環(huán)境,其性能往往會受到制約,不能有效準(zhǔn)確地采集數(shù)據(jù),容易產(chǎn)生誤差,對汽車電子系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生影響,甚至?xí)绊懶熊嚨陌踩?,對駕駛員及乘客的安全產(chǎn)生危害。
智能傳感器能夠高效率、高精度地采集和反饋信息,提高智能傳感器的技術(shù)水平,進(jìn)一步提高汽車電子系統(tǒng)的性能以及系統(tǒng)的效率,對乘車舒適性以及行車安全性做出更好的保障。
首先,傳統(tǒng)傳感器的缺點(diǎn)、存在的問題和不適用性導(dǎo)致了新型智能傳感器的研究發(fā)展。通過對傳統(tǒng)傳感器的分析,發(fā)現(xiàn)其性能相對不穩(wěn)定,靈敏度也較低。同時(shí),噪聲也不能得到明顯的優(yōu)化。智能傳感器可以有效地處理上述問題,優(yōu)化系統(tǒng)。
其次,對不同智能傳感器的功能和使用進(jìn)行分析研究,有利于針對性地對相應(yīng)的智能傳感器進(jìn)行功能升級。同時(shí),在智能傳感器滿足其系統(tǒng)的要求后,需要進(jìn)一步根據(jù)外部環(huán)境因素變化做出相應(yīng)的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)自校正、自補(bǔ)償?shù)墓δ?。智能傳感器在提升汽車安全性能的方面也具有十分顯著的影響,有效地推動了汽車安全性能的提升。
發(fā)動機(jī)是將燃油中的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置,作為整車的心臟,其控制系統(tǒng)的重要性不言而喻,是汽車最重要中樞核心。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各相應(yīng)部件的配合,使得發(fā)揮相應(yīng)的功能,通過對電子信息控制元件包括相應(yīng)的組件發(fā)出指令,進(jìn)行功能的控制,能夠保障發(fā)動機(jī)在不同的工作環(huán)境下正常有序的工作。經(jīng)過研究分析,可以發(fā)現(xiàn)在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中,傳感器的功能應(yīng)用對于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)無比重要。比如說車速傳感器在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。車速傳感器主要應(yīng)用于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制,對轉(zhuǎn)速的需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,進(jìn)而能影響車速。
汽車底盤控制系統(tǒng)對于車輛的穩(wěn)定行駛具有十分重要的作用,車輛的通過性,平順性,操作穩(wěn)定性等,都受到了汽車底盤因素的影響。比如說受到汽車底盤控制系統(tǒng)制約的防抱死控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可以維持汽車的滑移率控制在百分之十五到二十左右,使得汽車的附著系數(shù)維持在最大范圍內(nèi),有效地防止車輛在制動時(shí)的穩(wěn)定性能,保障行車的安全。該系統(tǒng)收到來自智能傳感器的信號,進(jìn)行相應(yīng)的感應(yīng)調(diào)節(jié)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),汽車的智能傳感器技術(shù)在底盤控制系統(tǒng)的運(yùn)用主要有以下幾個(gè)方面:第一,線性特點(diǎn)的加速度慣性傳感器,主要運(yùn)用的是智能系統(tǒng)技術(shù),分為壓阻式和電容式兩種。第二,汽車懸架結(jié)構(gòu)包括車身穩(wěn)定系統(tǒng)中所用到的傳感器,主要通過智能化的檢測相應(yīng)的外部環(huán)境,進(jìn)行及時(shí)的信息處理。第三,防抱死傳感器,通過相應(yīng)的智能化體系的構(gòu)建,結(jié)合傳感器自身的功能應(yīng)用,保障汽車的制動穩(wěn)定性等相關(guān)的性能。第四,變速控制傳感器,該傳感器主要是針對變速器的作用,實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的有效控制,采取相應(yīng)的智能系統(tǒng),進(jìn)行分析處理,以經(jīng)濟(jì)性的方向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn),在保障動力性能的前提下,盡可能地降低燃油的消耗。
壓力傳感器顧名思義,就是通過檢測相應(yīng)的壓力,進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與傳遞。主要是通過檢測氣體壓力或者相應(yīng)裝置的液體壓力,對汽車的輪胎氣壓,大氣壓力等相關(guān)的壓力作出準(zhǔn)確的檢測及數(shù)據(jù)采集。在此之中,對制動液壓系統(tǒng)中的壓力檢測的最為頻繁。液壓傳感器主要分為以下幾種:電容式傳感器、壓阻式傳感器和差壓傳感器。電容式的傳感器,具有較好的環(huán)境適應(yīng)能力,針對外界工作環(huán)境的變化能做出適應(yīng),保證性能的穩(wěn)定;壓阻式的傳感器受到外界輸入的能量較高,會受到外界環(huán)境溫度的影響;差動式變壓傳感器抗干擾能力較弱,但是對信息的采集性能上較好,準(zhǔn)確度高。
車身操控和導(dǎo)航傳感器,主要包括了車距傳感器、車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)控制傳感器、倒車超聲波傳感器、加速度傳感器等。汽車在行駛過程中會使用到導(dǎo)航系統(tǒng),導(dǎo)航操控傳感器結(jié)合了GPS定位系統(tǒng),對車輛進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,對車輛車速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,對車輛周圍的路況及與周邊車輛的距離進(jìn)行有效的反饋,保障了汽車行駛中的安全性與便捷性。導(dǎo)航控制傳感器又可分為速度傳感器以及陀螺儀傳感器兩種[4]?,F(xiàn)如今的大部分轎車,都配備了多媒體視聽系統(tǒng),增加了汽車的功能,在駕駛員通過多媒體視聽系統(tǒng)播放音頻時(shí),會用到音頻信號傳感器,使得音頻系統(tǒng)的控制更加的智能化,駕駛員可以根據(jù)自己的需要,對各種音響進(jìn)行語音控制操作,來保證行車過程中的安全。
從智能傳感器的生產(chǎn)研發(fā)水平出發(fā),根據(jù)對今后汽車市 場對智能傳感器技術(shù)的需求,加強(qiáng)相關(guān)的質(zhì)量控制和制造工作[5]。政府和市場監(jiān)管機(jī)構(gòu)要發(fā)揮主導(dǎo)作用,加強(qiáng)相關(guān)的智能傳感器技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)機(jī)構(gòu)的監(jiān)管,進(jìn)行相應(yīng)的整頓,保障智能傳感器技術(shù)能夠得到更好的發(fā)展環(huán)境。根據(jù)全面實(shí)施智能傳感器技術(shù)的應(yīng)用要求,開展質(zhì)量監(jiān)督和信息化管理。在此過程中,要全面分析存在的問題,解讀傳感器智能化研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)投入。設(shè)計(jì)規(guī)劃和產(chǎn)品型號要與國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相比較,不能肆意或盲目地進(jìn)行。
促進(jìn)學(xué)校和企業(yè)的合作,企業(yè)聯(lián)合學(xué)校,對相關(guān)的專業(yè)人才進(jìn)行全面的培養(yǎng)。專業(yè)人才要做到對現(xiàn)今傳感器技術(shù)進(jìn)行熟悉掌握,結(jié)合已有的理論知識儲備及傳感器智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,對傳感器技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新,進(jìn)一步提升傳感器技術(shù)的智能化、信息化。
內(nèi)部人才培養(yǎng),從樹立“全面網(wǎng)絡(luò)化理念”為基本核心,提高設(shè)備管理人員的準(zhǔn)確意識。定期、定期開展相關(guān)培訓(xùn)活動。加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合,使傳感器智能技術(shù)人員能在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到專業(yè)水平。
對汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)進(jìn)行分析和研究,從多方面,不同角度論述了智能傳感器的實(shí)質(zhì)。通過分析汽車現(xiàn)今發(fā)展階段和發(fā)展需要,結(jié)合智能傳感器一些實(shí)際的應(yīng)用,包括在汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,車身和導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用,汽車底盤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等,對智能傳感器技術(shù)的發(fā)展提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案,加強(qiáng)智能傳感器技術(shù)的提升,智能傳感器的研發(fā),加強(qiáng)相應(yīng)的人才培養(yǎng)等,為汽車電子技術(shù)中的智能傳感器技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展及下一步工作的開展打下基礎(chǔ)。