汽车传感器融合系统解决方案—Ameya360电子元器件平台

发布时间：2019-08-29 00:00
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来源：Ameya360
阅读量：1455

1、 前言

自动泊车、公路巡航控制和自动紧急制动等自动驾驶汽车功能在很大程度上是依靠传感器来实现的。重要的不仅仅是传感器的数量或种类，它们的使用方式也同样重要。目前，大多数路面上行驶车辆内的 ADAS 都是独立工作的，这意味着它们彼此之间几乎不交换信息。只有把多个传感器信息融合起来，才是实现自动驾驶的关键。现在路面上的很多汽车，甚至是展厅内的很多新车，内部都配备有基于摄像头、雷达、超声波或 LIDAR 等不同传感器的先进驾驶员辅助系统（ADAS）。

汽车传感器融合系统解决方案—Ameya360电子元器件平台

2、 方案概述

Ameya360 汽车传感器融合系统解决方案获得不同传感器和传感器种类的输入内容，并且使用组合在一起的信息来更加准确地感知周围的环境。相对于独立系统，这样可以做出更好、更安全的决策。雷达也许不具有光传感器所具有的分辨率，不过它在测距和穿透雨、雪和浓雾方面具有很大优势。这些天气条件或光照不足的恶劣情况不利于摄像头发挥作用，不过摄像头能够分辨颜色（可以想一想街道指示牌和路标），并且具有很高的分辨率。


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汽车传感器的分类及作用

　　汽车传感器作为汽车的“感觉器官”，在汽车电子控制中，传感器广泛应用在发动机、底盘和车身各个电控系统中。汽车传感器担负着信息的采集和传输，电控单元对信息进行处理后向执行器发出命令，实行电子控制。它能及时识别外界的变化和系统本身的变化，再根据变化的信息去控制系统本身的工作。　　1压力、速度相关传感器　　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。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。　　主要类型　　01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，进而测算发动机进气量。　　02增压压力传感器　　通常安在增压发动机上，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。　　03气缸燃烧压力传感器　　气缸燃烧压力传感器有两种：一种以燃油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。　　04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，能根据胎压、胎温、蓄电池电压的变化产生一系列电子信号，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摄氏度，精确率不低于1%。　　05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。轮速传感器通常安在车轮、减速器或变速箱上，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。　　06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。　　2发动机温度相关传感器　　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。　　主要类型　　01水温传感器　　安装在气缸上，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。　　02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提供发动机进气温度的信息。　　03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，用户向发动机电子控制单元提供燃油温度的信息，以便实现喷油量的精确控制。　　3位置及速度相关传感器　　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。　　主要类型　　01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车节气门的开度。　　02曲轴位置传感器　　用于向ECU提供提供发动机曲轴位置、转角位置信号、活塞行程位置信号以及发动机转速信号。有磁电式、光电式与霍尔式三种。前两种通常安装在分电器内和分电器一起转动，后一种安装在曲轴前端。由于磁电式传感器与霍尔式传感器抗干扰能力强、高速时识别能力好，故被广泛应用。　　03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。　　04加速踏板（油门踏板）位置传感器　　适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。　　4排气、净化类相关传感器　　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。　　主要类型　　01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、成本低的特点，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。　　02废气再循环位移传感器　　主要用于向ECU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。　　03差压传感器　　安装在微粒捕捉器的下游，用于向ECU提供微粒捕捉器差压信息，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。　　04NOx传感器　　用于向ECU提供废气后处理系统中NOx的浓度信息，以便于后处理SCR系统的工作情况进行相应的控制。　　05排气温度传感器　　通常安装在三元催化转化器附件，用于检测其工作温度，并将这些信息转化为电信号后提供给ECU。　　06EGR温度传感器　　通常安装在EGR阀的下游，用于检测EGR的温度，并将该信号转化为电信号后提供给ECU。　　5自动空调系统传感器　　主要类型　　01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ECU提供车厢内的温度信号。　　02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下侧。用于向空调ECU提供车厢外的温度信号。　　03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ECU。　　04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ECU。ECU根据该信息会自动开启或关闭开启交换器，以保持车厢内空气新鲜。　　05温度传感器　　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ECU。　　06阳光辐射传感器　　通常安装在汽车前挡风玻璃下方，是一种光敏二极管传感器。用于将阳光辐射的程度转换为电信号，提供给空调ECU。　　07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，并将该变化转换为电信号后，提供给空调ECU。　　08压缩机锁止传感器　　通常安装在压缩机内部，是一种磁电式传感器。用于检测压缩机的转速，并将该变化转换为电信号后，提供给空调ECU。
2023-03-28 13:40 阅读量：2593
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