自動檢測技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、科學(xué)研究和人們的日常生活中，并起到越來越重要的作用，成為國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的一項必不可少的重要基礎(chǔ)技術(shù)。本文闡述了汽車用傳感器的檢測對象和檢測原理，并詳細介紹了汽車防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)中相關(guān)傳感器的具體應(yīng)用。
1 自動檢測技術(shù)在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1 汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)
隨著新交法實施，交通安全越來越受到各方的重視，同時國家也開始頒布一系列強制實行的法規(guī)與國家標準對汽車安全性能進行嚴格的限制。汽車安全裝備最基本的主動安全裝置——ABS防止車輪抱死機械裝置，已經(jīng)開始強制安裝在規(guī)定的汽車上。世界上第一臺防抱死制動系統(tǒng)ABS(the Anti-lock Brake System)于1950年問世，首先被應(yīng)用在航空領(lǐng)域的飛機上。從1968年才開始研究在汽車上應(yīng)用，這是自20世紀80年代后期以來汽車技術(shù)的最大成就之一。
ABS是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)，既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車領(lǐng)域最先進、制動效果最佳的制動裝置。
ABS由傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器和電子控制器三大部分組成。電子控制器又叫電控單元(ElectronicControl Unit，ECU)。測試車輪轉(zhuǎn)數(shù)的傳感器以及調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)的控制儀是實現(xiàn)控制目標必不可少的元件，這是車用ABS系統(tǒng)研制的重要理論依據(jù)。汽車防抱死制動系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。
500)this.style.width=500;" border="0" />
傳感器主要是安裝在車輪上的轉(zhuǎn)速傳感器，其作用是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲取車輪轉(zhuǎn)速(速度)信號，發(fā)出車輪將被抱死的信號；ECU的主要作用是接受車輪轉(zhuǎn)速傳感器送來的脈沖信號，計算出輪速、參考車速、車輪減速度、滑移率等，并進行判斷、輸出控制指令送給執(zhí)行器；制動壓力調(diào)節(jié)器是執(zhí)行器，在接受了電控單元ECU的指令后，驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的電磁閥動作，調(diào)節(jié)制動器的壓力，使之增大、保持或減小，實現(xiàn)制動壓力的控制功能，使各車輪的制動力滿足少量滑動但接近抱死的制動狀態(tài)，以使車輛在緊急剎車時不致失去方向性和穩(wěn)定性。通過控制指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)(可達5～10次／s)，始終使車輪處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。
1.2 安全氣囊系統(tǒng)
安全氣囊由美國人約翰?赫特里特(John Hotrich)發(fā)明。1952年，在遭遇一次事故后，他萌發(fā)了設(shè)計撞車安全裝置的想法。安全氣囊主要由碰撞傳感器、安全氣囊控制組件(SRS ECU)、安全氣囊組件、安全氣囊系統(tǒng)指示燈等主要部件組成。
碰撞傳感器 安全氣囊的關(guān)鍵部分是碰撞傳感器，傳感器的作用是檢測出車輛發(fā)生碰撞時的沖擊或減速度值，再把信號傳遞給電子控制系統(tǒng)，判斷是否需要打開安全氣囊。
ECU 其作用是接收碰撞傳感器及其他各傳感器輸入的信號，判斷是否點火引爆氣囊，并對系統(tǒng)故障進行自診斷。
安全氣囊組件 主要由氣囊、螺旋彈簧、氣體發(fā)生器、點火器等組成。氣體發(fā)生器根據(jù)信號指示產(chǎn)生點火動作，點燃固態(tài)燃料并產(chǎn)生氣體向氣囊充氣，使氣囊迅速膨脹。
SRS指示燈 用于指示安全氣囊的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生異常時，指示燈自動發(fā)亮、報警。
安全氣囊的基本原理是當(dāng)碰撞發(fā)生時，控制器根據(jù)碰撞沖擊速度(減速度)信號，識別和判斷碰撞的強度，當(dāng)碰撞強度達到設(shè)定條件時，引爆氣囊的傳感器迅速觸動點火器引爆氮氣固態(tài)粒子，形成迅速膨脹的氣袋，以緩沖駕駛員所遭受的沖擊力度。
汽車安全氣囊有機械式和電子式兩大類型。全機械式安全氣囊系統(tǒng)的氣囊、充氣泵、傳感器等部件集中裝在轉(zhuǎn)向盤內(nèi)，安全氣囊的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在電子式安全氣囊系統(tǒng)中，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時，根據(jù)傳感器感應(yīng)碰撞的程度，并將感應(yīng)信號送至電控單元ECU，由ECU對碰撞信號進行識別。若是輕度碰撞，氣囊不動作；若屬于中度至嚴重程度的碰撞時，ECU則會發(fā)出點火器點火的信號，使氣囊在極短時間內(nèi)充氣，以保護駕乘人員。電子式安全氣囊系統(tǒng)具體工作過程如圖3所示。
500)this.style.width=500;" border="0" />
在電子式安全氣囊系統(tǒng)中，采用雙動作雙氣囊和雙安全帶預(yù)緊器的控制程序框圖如圖4所示。
500)this.style.width=500;" border="0" />
其工作過程的步驟是：首先汽車點火起動，氣囊開始工作，CPU等電子電路復(fù)位，做好工作準備，然后自檢。在碰撞發(fā)生后，經(jīng)CPU判斷碰撞速度的大小，并發(fā)出不同的控制指令。當(dāng)碰撞發(fā)生時，控制器根據(jù)傳感器發(fā)出的加速度信號，識別和判斷碰撞的強度，當(dāng)碰撞強度達到設(shè)計條件的要求時，引爆氣囊的傳感器迅速觸動點火器引爆氮氣固態(tài)粒子，形成迅速膨脹的氣袋，以緩沖前排乘客所遭受的沖擊力度，主要保護其頭部不受傷害。當(dāng)然不必緊張，傳感器會自動計算所受到碰撞的強烈程度，不會因駕駛員操作不當(dāng)或汽車遇到小的障礙及較輕的碰撞而導(dǎo)致氣囊錯誤起爆。
2 結(jié) 語
隨著轎車的迅速發(fā)展，汽車防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，有更多的廠家研制和生產(chǎn)汽車防抱死制動系統(tǒng)和安全氣囊系統(tǒng)，其技術(shù)越來越先進。需要指出的是，ABS只是制動的輔助系統(tǒng)，可以在制動時幫助駕駛者控制車輛狀態(tài)，防止車輛在制動中失去轉(zhuǎn)向能力，其中主要操控仍是駕駛者，所以超速駕駛?cè)詴l(fā)事故，而且需要強調(diào)的是，系好安全帶是安全氣囊發(fā)揮保護作用的一個重要條件。
下載文檔
