传感器原理及工程应用设计（论文）
汽车车速传感器检测系统
设计
学生姓名：
学生学号：
指导教师：孟洁
专业：电气工程及其自动化2班
中国·大庆
2011 年12 月
目录
摘要 (3)
关键词 (3)
引言 (3)
1 工作原理 (4)
1.1 汽车车速传感器的工作原理 (4)
1.2 汽车车速传感器 (5)
1.2.1 霍尔式车速传感器 (5)
1.2.2 磁电式车速传感器 (6)
1.2.3 加速度传感器 (7)
1.3 控制装置的工作原理 (8)
1.3.1 ABS控制原理 (8)
1.3.2 ECU控制原理 (10)
2 车辆限速装置的设计 (10)
2.1 控制装置系统的设计 (10)
2.2 数据采集系统的设计 (12)
2.3 系统总体设计 (13)
3 车辆限速装置的性能测试 (15)
3.1 性能指标 (15)
体积:285n ln l×185 n ln l×75 n ln l； (15)
3.2 测试方法与结果 (16)
3.3 干扰问题 (17)
4 汽车车速传感器装置的应用 (17)
6结语 (19)
摘要
汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机，计算机通过变频器来控制电机速度，利用传感器检测的速度值与规定值进行比较，达到对传感器的检测目的。本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测，维修范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，检测实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。
关键词
数据采集；控制装置；传感器；速度检测
引言
随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。
近年来，汽车保有量迅速增加，车辆安全性已成为人们最关心的问题。为了保障人民生命财产安全，政府部门制定了相关的道路交通安全法规，为了满足安全法规和消费者对车辆安全性的要求，厂商采取了多方面措施来改善车辆的安全性能，其中电子技术起了很大的作用。随着现代电子技术的发展，车辆电子化的程度越来越高，车辆传感器成为汽车电子控制系统的重要组成部件，也是车辆电子技术领域研究的核心技术之一。车辆内传感器的工作环境十分恶劣，因此对传感器的要求也十分严格。这些传感器必须要经受40℃～150℃的温度变化，而且要求精度高、可靠性好、反应快、抗干扰和抗振动能力强，才能准确地实时检测车辆运行的有关状态，速度传感器是列车安全行驶的重要设备，它能否稳定工作，将直接影响到车辆的正常运行。
作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术,已成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。在现代汽车电子控制中，传感器广泛用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中，传感器的使用数量和技术水平决定了现代车辆控制系统的性能，为汽车性能的改善提供了有力保障。传感器是汽车电子控制系统的信息源，是促进汽车高档化、电子化、自动化的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多。传感器能及时识别外界和系统本身的变化，对温度、压力、位置、转速、体积流量等信息进行实时、准确的测量，并将信息传递给电脑进行处理，从而实现汽车各系统的电子控制。现代社会对车辆性能的要求越来越高，促使汽车传感器技术不断发展，今后汽车传感器的发展趋势是实现微型化、智能化和多功能化，开发新材料、新工艺和新型传感器。
1 工作原理
1.1 汽车车速传感器的工作原理
车辆自动强制限速装置，包括传感器、控制电路和操控机构。车辆限速器分为两种：一种是在车辆超速时发出语音警报，提醒驾驶者减速；另一种限速器是在车辆超过限定速度后，通过车载电脑发出指令，强制降低车辆行驶速度。
车辆遥控自动限速器由发射器和接收器组成，采用遥控专用编码集成块。通过对遥控限速进行编码，使每一组编码对应一种车速限制，并利用设置在路码表与之刻度同步上的光电传感器进而控制执行继电器切断和接续汽车起动、点火和熄火回路，从而达到控制车速的目的。限速器的发射器包括固定发射器和移动发射器，固定发射器安装在需限速道路路段的出入口处，移动发射器由执法人员掌握，接收器安装在各受控车辆的驾驶室内。
车辆智能限速器由汽车传感器、微电脑速度控制仪和智能机械手组成。其工作原理是：当车辆速度低于设定值时，控制仪不启动机械手，车辆行驶如常；当车辆速度临界设定值时，控制器立即启动机械手拉起油门，等同于司机放松油门，汽车只能滑行减速不能加速，从而使车速得到控制；当车辆速度低于设定值时，控制器立即反向放松油门，使油门恢复如初。由于它的科学控速原理，车辆限速时呈自然、平稳状态，不易被站立的乘客察觉。
电子限速的作用是限制车速过高，防止因车速过高造成事故。电子限速器可以实时监测车辆的速度，当车速达到一定值的时候，它就会控制供油系统和发动机的转速，这时即使踏下油门踏板，供油系统也不会供油。
1.2 汽车车速传感器
1.2.1 霍尔式车速传感器
霍尔效应是一种磁电效应，是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的。流垂直于外磁场方向通过导体时，在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应，该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成霍尔元件，它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。
霍尔效应在应用技术中特别重要，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(V)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。好比一条路, 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动。当有磁场时, 大家可能会被推到靠路的右边行走。故路(导体)的两侧, 就会产生电压差。这个就叫“霍尔效应”。其原理图如下图1所示。
+ + + + + + + + + + + + + +
d
F E
F L
B
e
V
L
I I
- - - - - - - - - - - - - -
W
U H
图1 霍尔效应原理图
霍尔传感器常用来检测车辆上车速和转速的信号。霍尔传感器由传感头和齿心组成，其传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。霍尔车速传感器的工作原理：在齿蹦转动的过程中，使得通过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一准正旋波电压，此信号由电子电路转换成表中的脉冲电压。由霍尔原理可知，霍尔传感器的输出电压与被测物体的运动速度无关，因此它的高、低、速特性都很好，若用其测量物体的转速，其下限速度可以接近于0，上限速度从理论上讲可以不受限制，即它可以满足工程中各种运行速度的测量。霍尔轮速传感器还有1000Km/h ，以下优点：一是输出信号电压幅值不受转速的影响；二是频率响应高，其幅频响应可高达,相当于车速为时所检测的信号频率；三是抗电磁波干扰能力强。正因为如此，车辆上的车速传感器大都采用霍尔式传感器。
霍尔元件产生的霍尔电压U 的大小为：d
ne IB U 0=
式中： I ：控制电流，A ；
0e ：带电粒子的电荷，0e =C 19106.1-?；
B ：磁感应强度，T ；
d ：半导体的厚度，mm ；
n ：电子浓度。
当齿圈转到两个齿轮都与霍尔元件对正时，永磁体转到霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱，输出的霍尔电压较小；当齿圈转到一个齿与霍尔元件对正时，永磁体转到霍尔元件的磁力线集中，磁场较强，输出的霍尔电压较大。齿轮转动过程中，使得通过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一准正弦波电压，此信号由电子电路转换成表中的脉冲电压。
1.2.2 磁电式车速传感器
磁电式传感器与霍尔式传感器是车辆上常用来检测车速和转速的信号。磁电式传感器是利用电磁感应原理工作的，即：当闭合回路中的磁通量发生变化时，
回路中就产生感应电动势，其大小与磁通量的变化率有关，即dt
d N E φ-= ： E ：感应电动势；
Ｎ：导电回路中线圈的匝数；
dt d φ
：穿越线圈磁通量的变化率； 通过改变
dt d φ就可以改变感应电动势E 的变化，而在实际应用过程当中，改变dt
d φ的方式有3种，即移动线圈、移动磁铁或改变磁阻，与之对应的分别称为动圈式磁电传感器、动铁式磁电传感器及磁阻式磁电传感器。而在车辆上应用最广的是磁阻式磁电传感器。下面以磁阻式磁电传感器为例来讲磁电式传感器在车辆上的应用情况。磁阻式磁电传感器在车辆上的应用可以用来检测发动机转速和车轮转速，一般由传感头和齿圈组成，而传感头主要由永磁体、磁极和感应线圈组成。当齿圈的齿隙与传感器的极轴端部相对时，极轴端部与齿圈之间的空气间隙最大，磁阻也最大，通过感应线圈的磁通量最小。而当齿圈的齿顶与传感器的极轴端部相对应时，极轴端部与齿圈之间的空气间隙最小，磁阻也最小，通过感应线圈的磁通量最大。当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿隙就交替地与传感器极轴顶部相对，传感器感应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在感应线圈中就会感应出交变电动势，其频率与齿圈的齿数和转速成正比。
磁电式轮速传感器结构简单、成本低、工作稳定可靠,几乎不受温度、灰尘等环境因素的影响，缺点是：一是输出信号的幅值随转速的变化而变化。若车速过慢，其输出信号低于1V ，电控单元就无法检测；二是响应频率不高。当转速过高时，传感器的频率响应跟不上；三是抗电磁波干扰能力差。目前，国内外ABS 系统的控制速度范围一般为15km/h ～160km/h ，今后要求控制速度范围扩大到8km/h ～260km/h 以至更大，显然磁电式轮速传感器很难适应。
1.2.3 加速度传感器
加速度传感器是由加速度敏感头、高精度电桥放大器、温度补偿电路、输出饱和控制及输入输出接口构成。其原理框图如图2所示。
高精度电桥放大器
温度补偿电路输出饱和控制
压电式MEMS 加速度感应头（P1)
滤
波
器
输
入
输
出
接
口
电源图2 加速度传感器原理图
智能加速度传感器的工作原理是：敏感元件将测点的加速度信号转换为相应的电信号，进入前置放大电路，经过信号调理电路改善信号的信噪比，再进行模数转换得到数字信号，最后送人计算机，计算机再进行数据存储和显示。
本加速度传感器是采用MEMS (Micro—Electro Mechanical System)技术成果研制而成的高稳定、高精度、可靠性高、低漂温、环境适应性强的新型加速度传感器。其输出信号可直接送入记录仪器。
1.3 控制装置的工作原理
控制装置是变速器的中央控制单元，它的核心是ECU控制装置，所有传感器和信号都汇集于此，由它分析后，发出指令并实施监控。
控制理论在汽车电控中得到了广泛的应用，主要有PID控制、最优控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制、神经网络控制以及预测控制等。就其结构而言，电控系统主要由传感器、电子控制组件ECU、执行器三个部分组成。
1.3.1 ABS控制原理
汽车ABS(Antilock Braking System)是改善汽车主动安全性的重要装置，通过调节制动力，使汽车获得良好的制动效能并保持较高方向操纵稳定性。ABS 最重要的功能并不是为了缩短制动距离，而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。ABS起作用时，车轮与路面的摩擦属滚动摩擦，它会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动，从而提高制动加速度，缩短制动距离，但最重
要的还是保证汽车的方向稳定性。ABS 工作时就相当于以很高的频率进行点刹。于是，在紧急情况下如果将制动踏板踩到底，肯定会感到制动踏板在颤动，同时也会听到制动总泵发出的“哒哒”声，这便是ABS 在正常工作。制动总泵不断调整制动压力，从而对制动踏板产生连续的反馈力。
防抱死制动系统（简称ABS ）是一种防止制动过程车轮抱死的车辆主动安全装置。 ABS 是改善车辆主动安全性能的重要装置，其核心是通过调节制动车轮滑移率，使得在制动过程中，车轮滑移率尽量在附着系数相对应的滑移率区域，从而获得尽量大的制动效能，并保持较高的方向操纵性能[6]。为描述车轮制动过程中与道路接触的状态，引入滑移率：
ν
ωνννωR s -=-=1 （1） 式中：R 为车轮半径，ω为车轮制动时转速，轮速ωνωR =，ν为车速。通常，车辆要经过大量的道路试验，才能获得ABS 制动时车速变化规律和其相应的控制逻辑。基于轮缸压力函数的制动时参考车速计算方法，适合制动时有稳定压力源的液压制动系统。选择合适的加速度传感器可以检测车辆制动过程的车速。
dt dt d t ?
-=00ννν （2） 制动前00ωνR =
根据制动时传感器给出的轮速和加速度，用梯形公式计算出不同时刻的速度值。由加速度求车速的表达式为:
(3)
式中：t ?为采样周期，1-j a 、j a 为第1-j 、j 时刻测量的加速度值。
ABS 系统在制动过程中通过传感器感知车轮与路面的滑移，由ABS 电控单元做出判断，并通过电磁阀调整制动力的大小，使轮胎滑移率保持在一个理想的范围（10%～20%），来保证车辆制动时有较大的纵向制动和抗侧向外力的能力，防止可能发生的后轮侧滑，甩尾，提高车辆在制动过程中的方向稳定和转向操纵的
t a a i j j j i ?-+=∑=-1102νν
能力，并能提高附着系数利用率，缩短制动距离，减少轮胎磨损。电子控制防抱死系统是目前提高车辆行驶安全性的有效措施之一。
汽车驱动防滑系统ASR（Automobile dynamic-control system）是在汽车起步和加速时将滑移率控制在一定范围（5%～15%）内，防止驱动轮快速滑动，提高汽车的驱动力。ASR在控制中，通过轮速传感器反馈来的信号经控制单元处理后发出指令，调节发动机的输出转矩，从而调节驱动轮的驱动转矩。目前ASR 的装备大多是在ABS系统增设一部分部件的方法来实现，可看成是对ABS系统的完善和补充。
1.3.2 ECU控制原理
车辆电子控制器常称为ECU，也叫电子控制单元。它是发动机的一种综合电子控制装置。其核心部件是电脑(ECU或电子计算机)，简称微处理机或微机。电子控制器包括硬件和软件两部分控制装置是变速器的中央控制单元，该装置由一个电子控制单元和一个电动液压控制单元组成，它安装在变速器内并浸在DSG机油中。所有传感器和其他控制单元的信号都汇集到此，并由它分析后，向各个执行器发出指令并监控。
2 车辆限速装置的设计
2.1 控制装置系统的设计
电子控制器ECU硬件的作用是：根据电子控制器存储的程序和数据，对发动机(或汽车)传感器输入的各种信息(模拟／数字)进行运算、处理、判断。然后输出动作指令，控制各有关执行器进行工作，达到快速、准确、自动地控制发动机(或汽车)工作的目的[5]。若系统中采用硬件较多，则处理信息的速度加快，可改善控制系统的性能，但系统的结构复杂化；若系统中多采用软件替代一些硬件，则可减少电器元件数目，但系统的处理速度减慢，响应度也降低。因而电子控制器合理地选配硬件与软件两者的比例是至关重要的，应按控制系统的具体要求来确定电子控制器的硬件有专用控制微机、电路、输入与输出接口等。即主要是集成电路、电子元件与印刷电路板。汽车发动机电子控制器ECU的组成如图2所示。主要由输入电路、A/D转换器(中转换电路)、微型计算机(ECU)和输出回路等四部
分组成。输入电路的作用是将系统中各传感器检测到的信息(号)通过I/O (输入／输出接口电路)接口送入ECU，完成汽车发动机在运行过程中对其工况状态的实时检测任务。在检测过程中，需要检测与输入的信号有模拟信号和数字信号两种。从传感器送来的信号，首先进入输入回路。在输入回路中，对输入信号进行预处理。一般是去除杂波和将正弦波变为矩形方波后，再转换成输入电平，其大致过程如图3所示。
模拟信号数字信号
输
入
回
路
输
入
回
路
A/D
转
换
器
I/O
存储器
（ROM-RAM)
CPU
输
出
回
路
执
行
器图3 发动机电子控制的组成
从传感器送出的信号有模拟信号和数字信号两种，其中的模拟信号ECU不能直接识别与处理，需经过相应的A/D中转换电路将模拟信号转换成数字信号后才能输入ECU(微机)。从传感器送出的信号有模拟信号和数字信号两种，其中的模拟信号ECU不能直接识别与处理，需经过相应的A/D中转换电路将模拟信号转换成数字信号后才能输入ECU(微机)。输入的模拟信号有吸入空气流量、空气温度、发动机冷却水温度、发动机负荷(转速)、电源电压等多个信号。这几个信号分别经过相应的处理电路后，再经过模／数(A/D)转换器转换之后，才以数字量的形式送入到中央处理器CPU，控制系统采集的数字信号主要是来自转速传感器的转速信号与活塞上止点参考信息，它们都是脉冲信号。这两个信号经过处理电路之后，通过I/O (输入／输出接口电路)接口就可直接送入ECU。其过程如图4所示。
A/D
模
拟
量
输
入
1
1
D1
D2
D3
D4
数
字
量
输
入
5
V
计
算
机
CPU
图4 A/D
转换工作过程示意图
2.2 数据采集系统的设计
车辆行驶记录仪大多采用轮速传感器记录制动过程中的车速曲线。国内研制的车辆行驶记仪大多采用轮速传感器记录制动过程中的车速曲线(如图5所示)。实际上，目前国内车辆大多没有配置防抱死制动系统(ABS)，在紧急制动时，如果路面的附着系数较低，车辆车轮有时会发生抱死，车辆滑行速度远大于车轮转动的速度(如图5中的车身速度、车轮速度)，此时轮速不能反映汽车真实的行驶状况，有必要测量记录实时车速。传统上测量车速主要有五轮仪、非接触式五轮仪，仅适用于测量系统，不适用于控制系统，且价格也较高。
图5 车辆制动过程的轮速与车速
因此，这里提出一种利用加速度传感器测量加速度，然后进行积分求出速度的汽车行驶记录系统。同时利用微处理器的存储功能记录汽车在最近360h 内的行驶状态数据，并且具有数据锁死功能。
在AD 处理电路中，由于压力传感器送到采集板的压力信号是电流信号，因此在输入端利用精密电阻将其转换成电压信号，并经放大电路对其进行放大。对于轮速信号，数据采集系统使用了霍尔式传感器处理电路，集和处理轮速信号。其电路图如图6所。开关量输入处理电路主要指人踩下制动踏板所发出的信号。这里用MAX6816对其进行防抖整形处理。然后输入到MCU 的中断口。
图6 霍尔传感器速度采集转换电路
2.3 系统总体设计
汽车车速传感器是车辆安全行驶的重要设备，它能否稳定工作，将直接影响到车辆的正常运行：车辆的运行离不开速度信号。而速度信号的可靠性主要取决于以下几个方面：其一，速度传感器本身的内在质量好坏；其二，速度传感器与车辆轮对是否可靠连接；其三，车辆正常行驶状态下，车辆轮对是否出现空转的现象。针对以上情况，本文设计了一种实现方法。
车辆速度处理装置的主要原理是：综合检测车辆轮对上安装的多个(多路)速度传感器，经过有效性检测、分析、运算，得到速度的平均值和有效值，并根
2R 1
3R
7U TLP521
1 4R WHEE 9U PT
74LS
Vcc
据设定输出相应的速度信号。
车辆的速度是通过机械传动方式传到仪表头内的，经过齿轮变换，达到'U 转行程/Km 车速的测量就是将这一模拟信号经A/D 得到数字信号，最后成为对方波信号的测量。由于中国公路条件复杂，规定不同等级的公路允许的最高速度不同。所以取中等平均速度，当取中等平均速度为h U s ,采样信号为方波，而采样后进行8倍频时，采样后方波的频率为
h U U f S 倍率?+=' (4)
式(1)中： 为汽车中速行驶时的平均速度；s U 汽车每行驶1公里到达表头内的转速；倍率为设计值，此值取值越大，采样精度就越高；如果取=S U 90km/h ；='U 4000转；倍率=8，则取样方波的频率为()36008400090?+=f ≈100Hz 。
由分析可知，当把信号周期作为一次测量的周期时，对车速的测量大约要8～10ms 。这样，在1s 内最多可测量100次，为了保证数据的有效性和准确性，又有足够的时间来显示报警，对车速的测量周期为10次/s 。整个工作过程是：经光电转换取得的代表车速的脉冲信号，经过分频整形后，再由多路电子开关电路，送至CPU ，方脉冲的下沿触发中断。此时控制器对2次中断之间的(周期)时间进行测量。再将周期转换为频率。
CPU 的0T 作为计数脉冲的输人端，1T 作为控制定时器使用。只要车辆停止行驶时，CPU 亦停止测量。当选择CPU 的定时时间为10ms ，晶振频率为12MHz 时，CPU 的初值按下式计算得：
()
osc F T 112216??X =，
()()16100855536H F D X ==， 整个车辆速度控制报警系统主要由速度测量判断识别、行车安全报警决策模块、译码显示、随机刷新存储、语音报警提示、高压延时控制等几部份组成。统的结构方框图如图7所示。
车辆采样检测触发整形速度识别CPU 译码/显示
存储
行车安全
报警决策
模块
语音报警高压控制
供油控制
延时
图7 系统结构图
车辆限速的控制过程：通过机械传动方式传到仪表头内的，经过齿轮变换，达到行程的转速，车速的测量就是将这一模拟信号经A／D变换得到数字信号，最后成为对方波信号的测量。然后对数据进行有效的分析，采用实时报警、延时控制等方法实现车辆的安全行驶，并将行驶速度进行随机的存储，提高了系统对复杂路况处理能力。最后系统对车辆行驶的速度及其它车况参数进行采样、测量、计算。并将测量结果显示出来，进行语音报警，从而达到限速控制。
3 车辆限速装置的性能测试
3.1 性能指标
本装置选用了国产CS3020霍尔开关元件，主要参数如下：
cc
V 4.5～24V
最大灌电流≥100kHz；
工作效率≥100kHz；
供电电源：DC110(1-30%)—110(1±25%)V；
检测控制器的总功耗≤1W；
环境温度：-25—70℃
绝缘电压：AC1500V，1rain；
体积:285n ln l×185 n ln l×75 n ln l；
本加速度传感器是高稳定、高精度、可靠性高、低漂温、环境适应性强的新型加速度传感器。其输出信号可直接送入记录仪器。其主要指标：
①量程：-2g～+2g；
②输出信号范围：0～5V；
③输出信号(DC)：2.5000±0.40V；
④频率响应：0～100Hz；
⑤电源电压(DC)：±12±5%；
⑥输入电流：≤0.1A；
(4.5～5.5)V控制装置技术参数如下：
①电源输入：(110±10)V；
②信号输入：(110±10)V；
③单片机工作电压：(4.5～5.5)V；
④压力开关动作值：560kPa；
⑤电空阀工作电压：(110±10)V；
3.2 测试方法与结果
方法一：为了测试该速度传感器的精度和误差范围，特在实验条件下对其进行了测试。所得到的实验数据如表1所列。可以看出，实验所测得的数据漂移较小，低速情况下相对误差范围在1r/min以内，高速情况下在3r/rain以内，能够满足车辆速度传感器检测的要求。该校验仪的低速特性非常好、转速平稳，而且车辆的正常行驶速度在其所能检测的范围之内。本文介绍的车辆速度传感器在线校验仪已通过试用。使用过程中，车辆轮径900～1200mm可调，速度范围2～200Km/h，精度0.3 Km/h，稳定性±2r/min。该装置体积小、使用简单、运行稳定、可靠性好，可准确地检测车辆速度传感器的精度和性能。
表1 实验数据
转速（r/min）13 50 100 200 400 600 800 1000 1200 1400
漂移（r）±1±1±1-1 -1 -1 -1
±1
+1 -2 +2 +1 +2 +2 -2 +1
时间（min） 4 4 3 3 2 2 2 3 3 3
方法二：
利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速方程构造降维线性Luenberger观
测器来获得电动机的转速，观测器简单易行，通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度。采用直接反馈线性控制策略来设计系统控制器，使系统具有良好的速度跟踪和转矩响应。通过Mat lab的仿真，验证了系统设计的有效性和可行性。
方法三：OES－Ⅲ二维速度传感器能够以非接触方式测量传感器与被测物体表面的相对位移和速度，它的研制成功，解决了我国汽车制动侧滑量的难题，实用且可靠性强，对于提高我国汽车安全性能检测有着重要意义。
3.3 干扰问题
硬件系统和软件系统中都存在着很多干扰因素。在测控系统中，主要存在空间辐射干扰、信号通道干扰、电源干扰和数字电路引起的干扰。本设计中有较多经传感器转换和放大器放大的电信号，由于测试环境的电磁干扰、传感器和放大器自身的影响，往往会含有多种频率成分的噪音信号。严重时,这种噪音信号会淹没待提取的输入信号，造成测试系统无法获取被测信号。这时就要对其采取抗干扰措施。
硬件抗干扰是应用系统最基本和最主要的抗干扰手段，一般从防和抗两方面入手来抑制干扰。其总原则是：抑制或消除干扰源；切断干扰对系统的耦合通道；降低系统对干扰信号的敏感性对于本系统，硬件抗干扰设计的具体措施有：光耦隔离、接地、屏蔽、滤波去耦等方法。
软件抗干扰措施有：数字滤波技术（有算术平均法、中值法、抑制脉冲算术平均法、一阶惯性滤波法、程序判断滤波法和递推平均滤波法等）、软件冗余、设备软件陷阱等方法。
4 汽车车速传感器装置的应用
汽车车速传感器电子限速的作用是限制车速过高，防止因车速过高造成事故。电子限速器可以实时监测车辆的速度，当车速达到一定值的时候，它就会控制供油系统和发动机的转速，这时即使踏下油门踏板，供油系统也不会供油。
电子限速器的临界值在车辆出厂时已经设置好，一般是无法改变的。在国外，汽车的最高时速一般被限制在250km，而在国内，因为大部分国产车辆的最高时速只是200km多一点，很多都达不到200km，所以一般都没有电子限速器。电子限速器的应用，可以在很大程度上降低交通事故的发生率，减少人员伤亡及财产损
失。车辆的微机控制时代已经来临，并且随着微机、电子技术的日臻完善蓬勃发展，再加上控制理论的不断成熟完善，发动机电控技术有望取得更大的突破。现代车辆电控技术的理论基础就是现代控制理论。从早期的经典控制到目前的智能控制，控制理论在车辆电控中得到了广泛的应用。主要有PID控制、最优控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制、神经网络控制以及预测控制等。现代控制理论的发展使得电控系统更能适应复杂的多变量系统、时变系统和非线性系统，甚至对于数学模型不甚精确的系统也能实施精确有效的控制。
近二十年里，自动化技术已在工业、科学应用和军事方面得到迅猛的发展。可是，由于缺少精确可靠的测量仪器，自动控制技术的应用受到严得的阻碍。一种具有良好线性度的热偶流速度传感器已在英国TROLEXLTD服了许多传感器因为非线性失真（精度±5%F.S）而不能在工业上应用的问题。
国外目前的智能制动控制，已经由ABS发展到TCS(Tractive force control system牵引力控制系统)，又进一步发展到VDC（Automobile dynamic control system汽车动态控制系统）。VDC系统能够把汽车的制动、驱动、悬架、转向、发动机等各主要总成的控制系统，在功能、结构上有机的综合在一起。在系统安装中，增加车辆转向行驶时横向摆动的角速度传感器，通过控制内外、前后车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的稳定状态。VDC的开发，使车辆的主动安全系统能够在大部分的工作状态下，都能对驾驶员提供主动的行驶安全保证。今后在车辆制动技术方面的研究，通过CAN总线，把车辆在行驶过程中产生的信息共享，进行整个传动系统的控制。
5汽车车速传感器装置的应用及发展趋势
由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求，世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。未来的汽车用传感器技术，总的发展趋势是微型化、多功能化、集成化和智能化。
微型传感器基于半导体集成电路技术发展而来的MEMS (微电子机械系统)，微型传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一快芯片上，由于具有体积小、价格便宜、便于集成等特点，可以明显提高系统测试精度。目前该技术日渐成熟，可以制作各种能敏感和检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。由于基于MEMS技术的
微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势，它们已开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。
多功能化是指一个传感器能检测2个或者两个以上的特性参数或者化学参数，从而减少汽车传感器数量，提高系统可靠性。
集成化是指利用IC制造技术和精细加工技术制作IC式传感器。
智能化是指传感器与大规模集成电路相结合，带有CPU，具有智能作用，以减少ECU的复杂程度，减少其体积，并降低成本。
总之，随着电子技术的发展和汽车电子控制系统应用的日益广泛，汽车传感器市场需求将保持高速增长，微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将逐步取代传统的传感器，成为汽车传感器的主流。
6结语
本文设计的车辆速度控制系统能针对不同汽车行驶速度，得出车辆的行驶的安全程度，并采取有效的措施针对性的防护。该装置工作可靠，操作简单，对确保车辆安全有极其重要的作用。系统装置在经过实验和测试后效果良好，试验表明，其性能非常可靠。
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制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
汽车传感器的种类和作用 汽车传感器把汽车运行中各种工况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电讯号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。 车用传感器很多,判断传感器出现的故障时,不应只考虑传感器本身,而应考虑出现故障的整个电路。因此,在查找故障时,除了检查传感器之外,还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。 空气流量传感器 空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元(ecu,作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同,可以分为旋转翼片式空气流量传感器(丰田previa旅行车、卡门涡游式空气流量传感器(丰田凌志ls400轿车、热线式空气流量传感器(日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型,后两者为质量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。 进气压力传感器 进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力,并转换成电信号和转速信号一起送入计算机,作为决定喷油器基本喷油量的依据。国产奥迪100型轿车(v6发动机、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基(25l发动机、丰田皇冠3.0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。 节气门位置传感器 节气门位置传感器安装在节气门上,用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动,进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元(ecu,从而控制不同的喷油量。它有三种型式:开关触点式节气门位
安全气囊系统传感器的结构原理 1碰撞传感器 碰撞传感器是安全气囊系统和座椅安全带收紧系统必不可少的传感器，其工作状态取决于汽车碰撞时的减速度大小。因此碰撞传感器实际上是一种减速度传感器，其公用是收紧电控单元（ECU），以便ECU确定是否引爆气囊点火器和安全带收紧点火器。 1.1碰撞传感器的分类 碰撞传感器种类繁多、形式各异，常用的碰撞传感器可按用途与结构进行分类。 ⑴按碰撞传感器的用途分类 按传感器用途不同，碰撞传感器可分为碰撞信号传感器和碰撞防护传感器两种类型。 碰撞信号传感器又称为碰撞烈度（激烈程度）传感器，安装在汽车左前与右前翼子板内侧，两侧前照灯支架下面，发动机散热器支架左、右两侧，左右仪表台下面等。 碰撞防护传感器又称为安全传感器或保险传感器，简称防护传感器，一般都安装在SRS ECU内部。防护传感器和碰撞信号传感器的结构原理完全相同。换句话说，一只碰撞传感器即可用作碰撞信号传感器，也可用作碰撞防护传感器，但是必须重新设定其减速度阈值。设定减速度阈值的原则是碰撞防护传感器的减速度阈值比碰撞信号传感器的减速度阈值稍小。当汽车以40km/h左右的速度撞到一辆静止或同样大小的汽车上或以20km/h左右的速度迎面撞到一个不可变形的障碍物上时，减速度就会达到碰撞信号传感器设定的阈值，传感器就会动作。 ⑵按碰撞传感器的结构类型分 按传感器结构不同，碰撞传感器可分为机电结合式、水银开关式和电子式三种类型。 机电结合式是一种利用机械机构运动（滚动或转动）来控制电器触电运动，再由触电断开与闭合来控制气囊点火器电路接通与切断的传感元件。目前常用的有滚球式碰撞传感器、滚轴式碰撞传感器和偏心锤式碰撞传感器。 水银开关式碰撞传感器是利用水银导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通与切断，一般用作防护传感器。 电子式碰撞传感器没有电器触点，常用的有压阻效应式和压电效应式两种，一般用 一
汽车传感器类型及其工作原理 汽车技术的发展，使得越来越多的元器件用到整个汽车系统的控制上面。 最常用的就是使用传感器来检测各种需要检测或者对汽车行驶、控制需要参考 的重要参数，并将这些信号转化成电信号等待再次处理。下面，小编来和大家 分享一些汽车传感器类型，并针对这些不同性能的传感器它的工作原理，来告 诉大家它在汽车中是用在什么地方，具体是怎么操作的，并且它在整个系统中 有什么样的作用。常用的汽车传感器类型、工作原理和使用方式(1) 里程表传感器在差速器或者半轴上面的传感器，来感觉转动的圈数，一般 用霍尔，光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断 汽车的行驶速度和里程，因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直 接通过历程参数来计算。在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力距，减少了摩擦力，增强了使用寿命;由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号;由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。 (2) 机油压力传感器是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电 容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。一般情况上，我们通过机 油压力传感器来检测汽车的机油向内的汽油还有多少，并将检测到的信号转换 成我们可以理解的信号，提醒我们还有多少汽油，或者还可以走多远，甚至是 提醒汽车需要加汽油了。(3) 水温传感器它的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而侧得发动机冷却水的温度。电控单元根据这一变化测 得发动机冷却水的温度，温度愈低，电阻愈大;反之电阻愈小。电控单元根据这
毕业设计（论文）设计题目：汽车车速传感器检测系统设计 系别：汽车工程学院 学生姓名： 学号： 2014005937 专业班级：14专汽车制造与装配技术(1)班 指导老师： 时间：年月日
【目录】 摘要与关键词 (3) 绪论 (3) 1 工作原理 (2) 1.1 汽车车速传感器的工作原理 (2) 1.2 车速传感器 (2) 1.2.1 霍尔式车速传感器 (2) 1.2.2 磁电式车速传感器 (4) 1.2.3 加速度传感器 (5) 1.3 控制装置的工作原理 (6) 1.3.1 ABS控制原理 (6) 1.3.2 ECU控制原理 (7) 2 车辆限速装置的设计 (7) 2.1 控制装置系统的设计 (7) 2.2 数据采集系统的设计 (9) 2.3 系统总体设计 (10) 3 车辆限速装置的性能测试 (12) 3.1 性能指标 (12) 3.2 测试方法与结果 (14) 3.3 干扰问题 (15) 4 车辆限速装置的应用 (15) 5汽车车速传感器的发展趋势 (16) 6结语 (17)
汽车车速传感器检测系统设计 【摘要】 汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机，计算机通过变频器来控制电机速度，利用传感器检测的速度值与规定值进行比较，达到对传感器的检测目的。本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测，维修范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，检测实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。 【关键词】数据采集；控制装置；传感器；速度检测 Auto speed sensor detection system design Abstract Auto speed sensor detection system design is a kind of sensor detection device. Use the detection speed sensor to the speed signal into a voltage signal transmission to the computer, the computer through the inverter to control motor speed, using sensor test speed value and comparison, achieve e. of sensor detection purpose. This paper introduces the working speed sensor detection system, the system are described in detail the principle component, the principle and test methods. Hardware and software system adopts the measuring process and measurement results for processing. Compared with the traditional test technology, this kind of sensor detection device has simple structure, the characteristics of novelty, easy to realize. Practice has proved in the test, repair within achieved good effect, the system has good dynamic response performance steady precision and practicability, detection, high accuracy, has the broad application prospect.. Keywords Data acquisition; Control device; Sensors; Speed detection
线性输出型节气门位置传感器信号波形分析 波形检测方法 1.连接好波形测试设备，探针接传感器信号输出端子，鳄鱼夹搭铁。 2.打开点火开关，发动机不运转，慢慢地让节气门从关闭位置到全开位置，并重新返回至节气门关闭位置。慢慢地反复这个过程几次。这时波形应如图所示铺开在显示屏上。 线性输出型节气门位置传感器信号波形分析如图所示。 1、查阅车型规范手册，以得到精确的电压范围，通常传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V。 2、波形上不应有任何断裂、对地尖峰或大跌落。 3、应特别注意在前1/4节气门开度中的波形，这是在驾驶中最常用到传感器碳膜的部分。传感器的前1/8至1/3的碳膜通常首先磨损。 4、有些车辆有两个节气门位置传感器。一个用于发动机控制，另一个用于变速器控制。 5、发动机节气门位置传感器传来的信号与变速器节气门位置传感器操作相对应。 6、变速器节气门位置传感器在怠速运转时产生低于5V电压，在节气门全开时变到低于1V。 7、特别应注意达到2.8V处的波形，这是传感器的碳膜容易损坏或断裂的部分。 8、在传感器中磨损或断裂的碳膜不能向发动机ECU提供正确的节气门位置信息，所以发动机ECU不能为发动机计算正确的混合气命令，从而引起汽车驾驶性能问题。 9、如果波形异常，则更换线性输出型节气门位置传感器。 开关量输出型节气门位置传感器信号波形分析
1、开关量输出型节气门位置传感器的信号波形检测同线性输出型节气门位置传感器。 2、它是由两个开关触点构成的一个旋转开关，一个常闭触点构成怠速开关，节气门处在怠速位置时，它位于闭合状态，将发动机ECU的怠速输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入怠速控制，或者控制发动机“倒拖”状态时停止喷射燃油，另一个常开触点（构成全功率触点），节气门开度达到全负荷状态时，将发动机ECU的全负荷输入信号端接地搭铁，发动机ECU接到这个信号后，即可使发动机进入全负荷加浓控制状态。 开关量输出型节气门位置传感器的信号波形及其分析如图所示。如果波形异常，则应更换开关量输出型节气门位置传感器。
《汽车传感器技术》课程教学标准 课程编码：课程类别：专业素质课 适用专业：汽车电子技术课程管理单位：汽车工程系 学时：60 学分：3 制定日期：2010-11-12 第一次修订日期：2011-03-26 第二次修订日期： ... 1、课程概述 1. 1课程性质 《汽车传感器技术》属于人才培养方案中四个课程模块中的专业基础课，是汽车电子技术专业的专业必修课，是技能考证课程，《汽车传感器技术》是一门实践性很强的技术应用型课程，它是来自企业的特色课程。 1.2课程的定位 《汽车传感器技术》课程，是汽车电子技术专业课程开发与教学资源建设中的一门课程，是汽车电子技术专业一门重要的职业必修课程。 该课程的学习需要以前修课程《汽车电工技术》、《汽车电子技术》、《汽车机械制图》为前导课程；该课程在后续课程《汽车电器与电子设备》、《汽车车身电控系统故障诊断与维修》、《发动机电控系统检修》、《汽车底盘电控系统检修》、《汽车总成拆装实训》、《整车电路实训》、《汽车性能检测与故障诊断》的学习以及企业顶岗实习、毕业实践等环节中，起着重要的支撑作用。该课程与前后续课程共同形成了完整的职业能力培养体系，是实现汽车电器与电子检测与维修专业人才培养目标的重要环节。该课程属于能力培养第二阶段，是一门重要的专业基础课程。 1.3修读条件 具有高等数学和简单的工程数学的分析和应用能力，具有基本的物理和化学基础；具有基本的读图和识图能力，英语水平较好。前期必须已经合格修读完电工技术和电子技术等专业基础课程。 2、课程目标 2.1知识目标： ①能正确描述传感器的作用、组成和常用术语。 ②能正确描述汽车电控系统中各传感器的类型和工作原理。 ③掌握汽车电控系统中各传感器的故障现象、故障检测与故障排除的流程方法。 2.2技能目标： ①能辨别和说出汽车电器设备各部位传感器的名称和功用。 ②能将传感器实物转化成简图并分析工作过程。 ③通过简图能在实物中找出相应的零部件并分析它的工作过程和工作原理。 ④能正确拆装汽车电器的各个传感器，并有维修和排除故障的能力。
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。 作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有
汽车传感器的波形分析 一、热线式空气流量传感器波形分析 空气流量计是用来计量单位时间内进入进气总管中的空气量，发动机ECU根据所测得的进气量及其他一些辅助信号确定喷油量。空气流量传感器是非常重要的传感器，发动机ECU 可以根据此信号测算出发动机负荷、点火正时、怠速控制等参数，不良的空气流量计会造成喘震和怠速不稳的现象。 常见的空气流量计一般有卡门涡旋式、翼板式以及热线式，热线式空气流量计是一种模拟输出电压信号传感器，随着进气流量的增大输出电压随之增大。 启动发动机并预热至正常工作温度，运用汽车专用示波器读取各种工况下的空气流量计波形，将发动机节气门从全关闭状态逐渐打开直至全开并持续2S，再关闭节气门使发动机怠速运转2S，接着再急加速至节气门全开，最终再回到怠速状态并读取波形。 空气流量计波形如图一所示，怠速的时候空气流量计输出信号电压为0.2V左右，随着节气门开度的增大输出电压也随之增大，当节气门全开的时候，输出电压为4V左右，当急减速的时候空气流量计输出电压会比怠速时的电压稍低。如果实测波形与标准波形存在明显差异则表明空气流量计存在故障。 二、节气门位置传感器波形分析 节气门位置传感器是用来检测发动机节气门开度大小的传感器，它一般安装在节气门转轴上，分为模拟式节气门位置传感器和开关式节气门位置传感器。节气门位置传感器是一个非常重要的传感器，发动机ECU根据它检测到的信号可推算得出发动机的负荷、点火正时以及怠速控制等参数，如果节气门位置传感器损坏会引起发动机故障，比如说加速滞后。 节气门位置传感器有三根线，其中一根是ECU提供给它的电源线，另一根为传感器的接地
线。模拟式节气门位置传感器实为一个可变电位计，它由一个与节气门转轴相连的滑动触针构成，所以第三根线是连接到这个可变电位计的可动触点上，输出信号电压是和节气门的开度成正比的。 模拟式节气门位置传感器波形的读取方法如下:打开点火点开，ECU的传感器电源给传感器供电，缓慢地转动节气门转轴使得节气门从全闭到全开再从全开到全闭，反复几次即可读取信号波形，在整个读取过程中发动机是不需要启动运转的。节气门位置传感器信号输出波形如图二所示。当节气门关闭发动机怠速的时候其输出信号电压不足1V，随着节气门开度的增大其输出电压也随之增大，当节气门全开时输出信号电压不足5V整个波形应该是连续的，不应有断裂出现，同时也不应该出现对地尖峰或大的跌落。 节气门位置传感器波形中经常会出现一种异样波形，当节气门开度到达不足一半的时候波形出现了对地大跌落，当节气门从全开后逐渐关闭到同样位置的时候又出现了对地大跌落，由此可以判断触点在该位置的时候出现了故障，经检查发现传感器该位置处的碳膜损坏断裂了，,在日常驾驶过程中节气门开度一般都不超过50% ，所以前段碳膜会更容易磨损,这样就不能向ECU提供正确的节气门位置信息，从而影响发动机的正常运行。 三、进气压力传感器波形分析 进气压力传感器是用来检测进气管真空度的，分为模拟式和数字式进气压力传感器。模拟式进气压力传感器也有三条线，其中一条是ECU提供的5V参考电压线，另一条是搭铁，第三条是输出信号线。在信号读取过程中，应该关闭其他附属电气设备，启动发动机待怠速稳定后方可读取输出信号波形。 具体操作步骤如下:发动机怠速运转逐步缓慢增大节气门开度至全开，并保持全开2秒，然后再逐渐关闭节气门,保持怠速运转2秒，接看急加速至节气门全开，最后再关闭节气门，此刻即可读取进气压力传感器的输出信号波形。不同的进气压力对应不同的输出电压，可以
基于MAT LAB 的汽车制动系统 3 设计与分析软件开发 孙益民(上汽汽车工程研究院 【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件。 该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间, 提高设计效率。并以上汽赛宝车为例, 对该软件的可行性进行了验证。 【主题词】制动系汽车设计 统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把 1引言 制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。 本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。 握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。 其具体实施过程如图1所示。 3软件开发
与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。3. 1车辆参数输入 根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。 3. 2预演及主要参数确定 在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了 2汽车制动系统方案设计流程的优化 从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。 本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系 收稿日期:2004-12-27 3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。
一、无人驾驶汽车传感器的研究背景和意义 无人驾驶汽车是人工智能的一个非常重要的验证平台，近些年成为国内外研究热点．无人驾驶汽车作为一种陆地轮式机器人，既与普通机器人有着很大的相似性，又存在着很大的不同．首先它作为汽车需保证乘员乘坐的舒适性和安全性，这就要求对其行驶方向和速度的控制更加严格；另外，它的体积较大，特别是在复杂拥挤的交通环境下，要想能够顺利行驶，对周围障碍物的动态信息获取就有着很高的要求。无人驾驶的研究目标是完全或部分取代驾驶员，是人工智能的一个非常重要的实现平台，同时也是如今前沿科技的重要发展方向。当前，无人驾驶技术具有重大的应用价值，生活和工程中，能够在一定程度上减轻驾驶行为的压力；在军事领域内，无人驾驶技术可以代替军人执行侦查、排雷、以及战场上危险环境中的任务；在科学研究的领域，无人驾驶技术可以实现外星球等极端环境下的勘探活动。无人驾驶车辆技术，又称智能车辆，即利用将无人驾驶的技术应用于车辆的控制中。 国外的无人驾驶车辆技术大多通过分析激光传感器数据进行动态障碍物的检测。代表有斯坦福大学的智能车“Junior”，利用激光传感器对跟踪目标的运动几何特征建模，然后用贝叶斯滤波器分别更新每个目标的状态；卡耐基?梅隆大学的“BOSS”智能车从激光传感器数据中提取障碍物特征，通过关联不同时刻的激光传感器数据对动态障碍物进行检测跟踪。牛津大学研制的无人车辆“WildCat”，不使用GPS，使用激光雷达和相机监控路面状况。我国相关技术开展较晚，国防科学技术大学研制的自主车“开路雄狮”，采用三维激光雷达Velodyne作为主要传感器，将Velodyne获取的相邻两激光数据作差，并在获得的差分图像上进行聚类操作，对聚类结果建立方盒模型。 无人驾驶车辆是一项融合了认知科学、人工智能、机器人技术与车辆工程等多学科的技术，涉及到电子电路，计算机视觉，自动控制，信号处理等多学科技术。无人驾驶汽车的出现从根本上改变了传统的“人——车——路”闭环控制方式，将无法用规则严格约束的驾驶员从该闭环系统中请出去，从而大大提高了交通系统的效率和安全性，是汽车工业发展的革命性产物。 二、无人驾驶汽车的传感器系统整体设计 无人驾驶汽车的实现需要大量的科学技术支持，而其中最重要的就是大量的传感器定位。核心技术是包括高精度地图、定位、感知、智能决策与控制等各个模块。其中有几个关键的技术模块，包含精确GPS定位及导航、动态传感避障系统、机械视觉三个大部分，其他的如只能行为规划等不属于传感器范畴，
第1章绪论 1.1制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定汽车制动器的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。 1.2制动系统研究现状 车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至零，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价： （1）制动效能:即制动距离与制动减速度； 1
（2）制动效能的恒定性：即抗热衰退性； （3）制动时汽车的方向稳定性； 目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1.3制动系统设计内容 （1）研究、确定制动系统的构成 （2）汽车必需制动力及其前后分配的确定 前提条件一经确定，与前项的系统的研究、确定的同时，研究汽车必需的制动力并把它们适当地分配到前后轴上，确定每个车轮制动器必需的制动力。 （3）确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数 制动器必需制动力求出后，考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间，选定制动器的型式、构造和参数，绘制布置图，进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。 （4）制动器零件设计 零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定，进行工作图设计。 1.4制动系统设计要求 制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图 2
汽车车速传感器检测系统设计 目前，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对于生活质量的要求也日益增加，尤其是对生活质量舒适度的要求。汽车在中国普遍作为代步工具。而在国外，汽车却是一项十分受欢迎的交通方式。因此爱好汽车人十分学要一款能测速的装置，以知道自己的运行情况。并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳的运行效果。因此需要寻找一种装置与方法进行对训练中各种参数的测定记录。 本文讲详细的具体的讨论这些方法在汽车上的应用。 汽车要实现测速必须满足以下这些要求： ⒈对汽车进行实时速度的测量。显示出速度值。 ⒉能针对不同的车型进行选择。从而采用不同的模块进行测量。 ⒊能测量出当前的环境，以供使用者决定是否适宜出行。 ⒋显示当前日期时间，可以任意设定当前工作时间。 ⒌显示行车里程，运动时间。 ⒍可以自行设定采样频率 ⒎记录一段时间内的定时采样速度，存入制定单元。通过与PC机进行通讯，将数据传送到PC机中用如见进行处理，分析。得出运动或训练的情况。 8. 可以进入系统休眠方式以节省电能，并随时激活唤醒系统重新进行工作。可以调节液晶对比度，可以打开背景灯显示。
系统框图 通过传感器对外部物理量进行测量，再将物理信号转换为电信号，输入单 片机，单片机对所输入的电信号进行处理，最后输出显示，并可以通过与上位机通讯将数据采集到电脑中。 其中传感器元件用霍尔传感器，霍尔传感器外形图和与磁场的作用关系如右图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 提醒：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 被测量对象 传感器 单片机系统 数据处理并显示 PC 机通信处理
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
上海工程技术大学 毕业设计（论文） 开题报告 题目SY1046载货汽车制动系统设计 汽车工程学院（系）车辆工程专业班 学生姓名 学号 指导教师 开题日期：2016 年3 月14 日
开题报告 一、毕业设计题目的来源、理论、实际意义和发展趋势 1、题目：SY1046载货汽车制动系统设计 2、题目来源：生产实践 3、意义： 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气-液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构形式和功能形式发生相应的改变，例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。[1]制动系统在汽车中是非常重要的，当一辆车在高速上行驶的时候，制动系统突然出现问题导致汽车无法制动，这个是非常危险的，国内很多报道都报道过，某某车辆由于制动系统失灵出现了严重的事故，制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 2013年7月14日至2014年3月1日期间生产的2013款翼虎汽车，共计191368辆。被福特召回，原因是由于制动真空助力器密封圈缺少润滑油脂，导致密封圈过早磨损，极端情况下密封圈会与隔板分离，导致制动踏板变硬，车主会感觉到真空助力不足从而需要更用力地踩刹车，存在安全隐患。长安福特汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费检查并更换有潜在风险的制动真空助力器，以消除安全隐患。 可想而知，汽车拥有传动系统、制动系统、行走系统、转向系统，而可以看出，制动系统是汽车四大系统之一。 本课题研究的是SY1046载货汽车制动系统的设计，这个制动系统对整车来言是重要部件之一，设计的要求双管路前、后鼓式制动系统，进行动力分配，同时进行相关关键部件的校核运算。本设计能充分体现大学期间的知识掌握程度和创新思想，具有重要意义。 4、国内外研究现状与趋势 (1)国外研究现状与趋势：已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术,随着人们对制动性能要求的提高,防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中,需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能,这就使得制动系统结构复杂化,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度,制动系统要求结
雨滴传感器的设计 雨滴传感器主要是用来检测是否下雨及雨量的大小。主要用于汽车智能灯光（AFS 统、汽车自动雨刷系统、智能车窗系统。 当汽车在雨雪天等恶劣天气下行车时，由雨滴传感器向自动灯光系统（AFS）系统微电脑提供信号，微电自动调整前照灯的宽度、远近度，明暗度；同时天窗系统也会自动关闭车窗。为确保驾驶员在雨天具有良好的视线，汽车挡风玻璃上装有自动雨刷，随雨雪量的变化自动调整雨刷开闭时间和频率，确保行车安全。 1.传感器原理 现在的雨滴检测刮雨器，将雨滴传感器检测出的雨量变成电信号，根据电信号的大小，自动设定刮雨器的工作时间间隔，控制刮雨器的动作。在这个系统中雨滴传感器的作用最重要。 2.传感器的组成 雨滴传感器由振动板、压电元件、放大电路、壳体及阻尼橡胶构成，如图2-1所示。 振动板的功用是接收雨滴冲击的能量， 按自身固有振动频率进行弯曲振动， 并将振动传 递给内侧压电元件上， 压电元件把从振动板传递来的变形转换成电压。 雨滴检测用传感器上 、引言 现在,汽车中已经安装了越来越多的传感器以增加主动和被动安全性，一种具有极高的市场渗透性的传感器是雨水传感器，以增加舒适性和安全性[1]。据统计,全世界雨天行车有7%的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的，采用雨水感应式自动雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦，有效地提高了雨天行车的安全性。 国内外许多汽车厂商研制以雨水传感器为基础的汽车自动雨刷控制系统，来代替传统的机械结构的雨刮器。如果开发出行使中检测到雨滴后, 雨刮器就自动工作的高性能的传感器,至少可以将现在的雨刮器减少3个开关。现在开发的雨滴检测雨刮器，将雨滴传感器检出的雨水强度实时测量值变成电信号，根据电信号 的大小，自动设定雨刮器工作的时间间隔，控制雨刮器动作。 目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器。第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面，雨滴直接滴在传感器上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧，通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传
序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车制动性计算 班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师：
目录 1.题目要求 (3) 2.计算步骤 (4) 3.结论 (8) 4.改进措施 (9) 5.心得体会 (9) 6.参考资料 (9)
1. 题目要求 汽车制动性计算 数据： 1 ） 根据所提供的数据，绘制：I 曲线，β线，f 、r 线组； 2） 绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动5） 对制动性进行评价。 6） 此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求如果不满足需要采取什么附加措施(要充分说明理由，包括公式和图) 注： 1、 符号中下标a 标示满载，如m a 、h ga 分别表示满载质量和满载质心高度 2、 符号中下标0标示空载，如m 0、h g0分别表示空载质量和空载质心高度
2. 计算步骤 1）由前后轮同时抱死时前后制动器制动力的关系公式： 绘出理想的前后轮制动器制动力分配曲线，即I曲线 由β曲线公式 绘出β曲线，由于空载时和满载时β相同，则β曲线相同。 f线组：当前轮抱死时， 得： r线组：当后轮抱死时， 得： 空载时，将G=3980*，h=，L=3.950m，a=2.200m,b=1.750m,φ=,,,,,,带入公式放在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线： 图1 空载时r，f，I线组 满载时，将G=9000*，h=1.170m，L=3.950m，a=2.95m,b=1m,φ=,,,,,,带入公式放 在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线：
图2 满载时r，f，I线组2）前轴利用附着系数 后轴利用附着系数 将数据带入可绘出利用附着系数与制动强度关系曲线：
汽车车速检测系统 一、摘要 测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。汽车车速传感器检测系统设计是一种传感器检测装置。利用车速传感器把检测到的转速信号转变成的电压信号输送给计算机，计算机通过变频器来控制电机速度，利用传感器检测的速度值与规定值进行比较，达到对传感器的检测目的。本文介绍了车速传感器检测系统的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。实践证明在检测，维修范围内都取得了良好的效果，系统具有良好的稳态精度及动态响应性能，检测实用性强、准确度高,具有广阔的应用前景。 二、引言 随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的电输出信号的部件，亦即传感器把光、时间、电、温度、压力及气体等的物理、化学量转换成信号的变换器。传感器作为汽车电控系统的关键部件，它直接影响汽车的技术性能的发挥。
作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术,已成为21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点。在现代汽车电子控制中，传感器广泛用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中，传感器的使用数量和技术水平决定了现代车辆控制系统的性能，为汽车性能的改善提供了有力保障。传感器是汽车电子控制系统的信息源，是促进汽车高档化、电子化、自动化的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。普通汽车上大约装有10-20只传感器，高级豪华轿车则更多。传感器能及时识别外界和系统本身的变化，对温度、压力、位置、转速、体积流量等信息进行实时、准确的测量，并将信息传递给电脑进行处理，从而实现汽车各系统的电子控制。现代社会对车辆性能的要求越来越高，促使汽车传感器技术不断发展，今后汽车传感器的发展趋势是实现微型化、智能化和多功能化，开发新材料、新工艺和新型传感器。 三、主要内容 设计主要内容由以下三大部分组成： 1、信号的采集。这部分主要是用光电传感器采集奔跑物体的信号，并将采集的信号传给单片机。 2、单片机数据处理。这部分主要是使用51系列单片机采用适当的算法来编程快速准确地对采集的数据进行相关运算并得出结果。此部分是本设计的重点和难点。 3、LED数字显示。这部分主要是对测得的结果通过4位LED数