壓力傳感器在汽車應(yīng)用方面的優(yōu)勢

　　近些年，利益于技術(shù)的創(chuàng)新，壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了更好的車輛行駛。

　　如果現(xiàn)代汽車中沒有使用壓力傳感器，那我們的駕駛體驗(yàn)將會差很多。

　　實(shí)際上，車輛中的大多數(shù)關(guān)鍵系統(tǒng)都依賴壓力傳感器來測量和監(jiān)視關(guān)鍵參數(shù)，以改善我們的駕駛體驗(yàn)，提高安全性并減少污染。

　　近些年，利益于技術(shù)的創(chuàng)新，壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了更好的車輛行駛。

　　1.檢測液壓制動(dòng)器的早期故障

　　你習(xí)慣的那種容易剎車的感覺，以及你腳下踏板的反應(yīng)能力，都是由復(fù)雜的部件組成的，包括壓力傳感器。車內(nèi)系統(tǒng)檢測你施加在踏板上的壓力，然后放大它，使你的努力更有效。

　　這些系統(tǒng)使用絕對壓力傳感器來監(jiān)測制動(dòng)伺服系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)獨(dú)立腔室中保持的真空。

　　在正常運(yùn)行條件下，踩下制動(dòng)踏板會使其大氣壓力流入其中一個(gè)腔室。這增加了隔膜上的壓力，進(jìn)而增加了施加到主缸上的力。松開制動(dòng)踏板后，可使用真空源恢復(fù)真空，該真空源可以通過專用泵或從歧管中抽出。

　　如果不能維持或恢復(fù)一個(gè)或兩個(gè)腔室中的真空，則會出現(xiàn)故障狀態(tài)。絕對壓力傳感器用于監(jiān)視腔室內(nèi)的壓力，并在腔室內(nèi)的壓力不足以有效時(shí)提醒駕駛員或發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。

　　如果沒有一種可以測量車廂內(nèi)壓力的方法，那么系統(tǒng)可能會在駕駛員不知情的情況下發(fā)生故障，并導(dǎo)致制動(dòng)功效突然喪失，而這正是最需要的時(shí)候。

　　制造商在這種應(yīng)用中使用歧管絕對壓力（MAP）傳感器，該傳感器可采用表貼封裝提供，并且能夠測量10至150kPa（千帕斯卡）范圍內(nèi)的壓力，整個(gè)范圍的精度為1％范圍。

　　2.優(yōu)化燃油混合物以適應(yīng)氣壓

　　使內(nèi)燃機(jī)的效率盡可能高，這與使燃料混合氣恰好適合當(dāng)前條件有很大關(guān)系。當(dāng)然，這包括實(shí)際轉(zhuǎn)速和期望轉(zhuǎn)速，但也包括對當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)和歧管溫度進(jìn)行調(diào)整。

　　不過，需要測量的不僅僅是空氣溫度；在調(diào)整燃油混合氣和點(diǎn)火正時(shí)時(shí)，空氣壓力也是一個(gè)重要因素。這里，絕對壓力傳感器用于向發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）提供所需的信息。

　　這些傳感器用于測量歧管內(nèi)部的壓力，并且由于空氣是從周圍區(qū)域吸入的，所以外部空氣壓力也會被用來測量。大氣壓力對燃油混合氣有很大的影響，因此通過測量氣壓并補(bǔ)償變化，EMS可以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)以獲得最佳效率，無論汽車是在海平面上還是在海拔20000英尺以上。

　　這里也使用MAP傳感器，但在這種情況下，它們需要能夠測量高達(dá)400千帕的壓力。

　　3.自動(dòng)清潔排氣過濾器

　　柴油是車輛（尤其是大型運(yùn)輸，建筑和農(nóng)用車輛）最常見的燃料形式之一，壓力傳感器對于使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能清潔至關(guān)重要。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的微粒過濾器用于捕獲廢氣中存在的煙灰和其他顆粒，然后才能排放到大氣中。然后需要清潔過濾器，方法是燃燒掉顆粒。

　　這可以通過使用將過濾器加熱到煙灰燃燒的溫度的主動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，也可以使用催化劑的被動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

　　在主動(dòng)系統(tǒng)中（請參見下圖），壓力傳感器用于測量廢氣壓力。當(dāng)柴油機(jī)微粒過濾器（DPF）上的壓力達(dá)到閾值時(shí)，將觸發(fā)清潔過程。這可以通過使用兩個(gè)絕對壓力傳感器或壓差傳感器進(jìn)行測量。

　　4.確保催化轉(zhuǎn)化器密封

　　在被動(dòng)系統(tǒng)中，廢氣中的顆粒物使用催化轉(zhuǎn)化器被破壞。在這種情況下，將使用壓力傳感器來確保系統(tǒng)即使在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下也可以有效地工作。

　　催化轉(zhuǎn)化器需要快速升溫以有效工作。通常，它需要達(dá)到300°C以上，但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷時(shí)，催化轉(zhuǎn)化器也是如此。將空氣供入排氣歧管會觸發(fā)放熱過程，這有助于提高催化轉(zhuǎn)化器的溫度。

　　達(dá)到溫度后，將關(guān)閉輔助空氣閥的泵，并用閥將系統(tǒng)密封。使用位于泵和閥門之間的絕對壓力傳感器可以確保閥門正確關(guān)閉，并且保護(hù)系統(tǒng)的其余部分免受有害廢氣的影響。

　　5.監(jiān)測廢氣再循環(huán)

　　汽車制造商面臨著降低發(fā)動(dòng)機(jī)整體排放的壓力，其中一個(gè)可行的方法就是讓部分廢氣再循環(huán)。

　　這項(xiàng)技術(shù)在汽油機(jī)和柴油機(jī)上都有效，它降低了燃燒室內(nèi)的溫度，從而減少了氮氧化物的生成和排放量。

　　控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣體再循環(huán)（EGR）過程涉及使用絕對壓力傳感器來監(jiān)測閥處的壓力。如果沒有這種控制，系統(tǒng)可能變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致氣體再循環(huán)過多或過少。

　　傳感器制造商一直在努力改進(jìn)他們的生產(chǎn)工藝，以提供能夠更好地承受此類應(yīng)用中存在的惡劣環(huán)境的壓力傳感器。

　　6.檢查關(guān)鍵流體的壓力

　　電子壓力傳感器最常見的用途可能是測量車輛的關(guān)鍵流體的壓力，例如發(fā)動(dòng)機(jī)油，變速箱和變速箱油，以及制動(dòng)系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)中的液壓油。

　　電子壓力傳感器的部分結(jié)構(gòu)會暴露在被測流體中，因此它們必須堅(jiān)固耐用且具有彈性。通常，它將使用壓阻效應(yīng)，該效應(yīng)檢測由流體施加的壓力引起的撓度導(dǎo)致的材料電阻變化。

　　針對該應(yīng)用領(lǐng)域的壓力傳感器通常將能夠承受極端環(huán)境，并被密封至IP6k9k（防塵，高壓蒸汽/噴射清潔），并且能夠測量從0bar到最高600bar的壓力。工作溫度范圍為-40至+125°C.

　　7.防止門夾到手指

　　汽車上的電動(dòng)車門關(guān)閉是一項(xiàng)偉大的創(chuàng)新，但如果你（或其他體型較小的人）在錯(cuò)誤的時(shí)間進(jìn)入車門和門框之間，可能會出現(xiàn)故障，但壓力傳感器會提供幫助。

　　使用與密封軟管連接并安裝在門框邊緣周圍的相對壓力傳感器，可以快速可靠地檢測到任何障礙物。

　　軟管的任何壓縮都會導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高，壓力傳感器會立即接收到壓力，并將壓力傳遞給車輛的安全系統(tǒng)。如果門被電激活，它將停止關(guān)閉；同樣的技術(shù)也適用于窗戶。

　　為這一新興應(yīng)用而設(shè)計(jì)的傳感器通常符合PSI5（外圍傳感器接口5）協(xié)議，該協(xié)議最初是作為安全氣囊傳感器和ECU之間的可靠接口而開發(fā)的，并使用雙絞線傳輸電源和數(shù)據(jù)。為這種安全關(guān)鍵應(yīng)用而設(shè)計(jì)的壓力傳感器的工作范圍約為50至110千帕。

　　8.檢測泄漏的蒸氣

　　汽車制造商的部分責(zé)任是保護(hù)環(huán)境免受內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的潛在有害蒸汽的影響。

　　新的汽油車現(xiàn)在包括一個(gè)防止這些蒸汽從密封的燃油系統(tǒng)中逸出的系統(tǒng)，通常是通過將蒸汽輸送到含有活性炭的蒸發(fā)系統(tǒng)?？諝馀c蒸汽混合，這樣它們就可以被發(fā)動(dòng)機(jī)安全地燃燒掉。被稱為蒸發(fā)排放控制（EVAP）系統(tǒng)，它們經(jīng)過嚴(yán)格的測試。

　　絕對壓力傳感器隨時(shí)監(jiān)控密封系統(tǒng)的完整性，在發(fā)生泄漏時(shí)向汽車（和駕駛員）發(fā)出警報(bào)。如果沒有壓力傳感器監(jiān)控系統(tǒng)，一旦發(fā)生泄漏，蒸汽可能會逸出，不僅會將有害蒸汽釋放到大氣中，還會使制造商面臨因不遵守地區(qū)法規(guī)而被起訴的風(fēng)險(xiǎn)。

　　氣壓傳感器可能位于燃油箱內(nèi)，可以提供模擬或數(shù)字輸出，測量的壓力范圍約為40至115千帕，精度為1.5千帕或更高。

　　9更快地啟動(dòng)安全氣囊

　　汽車制造商正在不斷創(chuàng)新，以提高乘客的安全性?，F(xiàn)代汽車不僅僅在儀表板上安裝了安全氣囊，它們的內(nèi)部都有安全氣囊，包括車門上的安全氣囊，以在發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)保護(hù)乘客。

　　使用相對壓力傳感器可以檢測側(cè)面碰撞期間車門空腔中發(fā)生的突然壓力變化，這通常比使用其他技術(shù)快得多。在這個(gè)應(yīng)用程序中使用正確的傳感器可以讓汽車的安全系統(tǒng)在百分之幾秒內(nèi)展開安全氣囊，通常比前安全氣囊系統(tǒng)的工作速度快得多。這是必要的，因?yàn)榕c儀表板安全氣囊系統(tǒng)相比，車門靠近乘客可大大縮短可用的反應(yīng)時(shí)間。在這種情況下，毫秒計(jì)數(shù)。

　　10.釋放行人安全氣囊

　　在汽車撞到行人的不幸事件中，最近的一項(xiàng)創(chuàng)新是利用壓力傳感器來部署一種安全機(jī)制（一種主動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)罩系統(tǒng)），其設(shè)計(jì)目的是在行人落在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上時(shí)減少對行人的沖擊。

　　通過在汽車前保險(xiǎn)杠上安裝相對壓力傳感器，可以立即檢測到保險(xiǎn)杠的任何變形。如果發(fā)生這種情況，汽車的安全系統(tǒng)可以激活發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的壓縮空氣儲備，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)蓋向上推，并朝向汽車前部。

　　升高的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋在行人和發(fā)動(dòng)機(jī)較硬部件之間形成了一道屏障，從而降低了潛在的沖擊嚴(yán)重性。

　　一些汽車還從發(fā)動(dòng)機(jī)艙展開一個(gè)安全氣囊，覆蓋擋風(fēng)玻璃，以進(jìn)一步保護(hù)行人。

　　壓力傳感器在所有這些創(chuàng)新中都起著至關(guān)重要的作用，從而使行駛過程更清潔，更平穩(wěn)，更安全。

　　目前，汽車市場是壓力傳感器的最大市場之一，并且由于使用方法的多樣性，該市場可能還會保持下去。

　　從一系列安全功能到減少污染和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)效率，壓力傳感器是現(xiàn)代駕駛體驗(yàn)的核心，對于現(xiàn)代駕駛體驗(yàn)至關(guān)重要。