高级汽车发动机中传感器技术介绍…………森萨塔电子技术(上海).ppt

Ellen Z. 11/2/2005 柴油机应用传感器 (电控共轨) Back UpSensata Technologies, Inc.简介 公认的供货能力及产品可靠性 1988年起从事汽车传感器业务已有超过16年的历史。 传感器产品全球出货量每年超过3000万，并保持持续增长。 公认的产品供应链和服务网络。 在世界范围内给超过300家顾客供货。 谢 谢！ * 2006汽车发动机高层研讨会 ——高级汽车发动机中传感器技术介绍 赵国峰 博士 森萨塔电子技术（上海）有限公司 1 前言 2 发动机运行环境 3 传感器技术应用 3.1 微电子机械系统（MEMS）技术 3.2 硅应变片技术 4 信号处理与封装 主要内容 1 前 言 当今世界各国对环境保护的日益重视，对汽车排放的要求越来越严格。国家环保总局公布了轻型汽车第III、IV号排放标准，并从2007年7月1日起实施国III标准。另一方面，随着汽车产业的进步，对汽车的运行、安全等综合性能提出了更高的要求。为此，各种先进技术不断地应用于发动机的各个环节中，如改进发动机结构、实施精确的电控燃油喷射及采用尾气后处理技术等等。 这些技术中，性能可靠的高精度传感器必须的前提保证。整个发动机系统中，各种各样的传感器达几十种之多，以柴油机共轨发动机系统为例： Pressure sense point EGR Valve Turbo Air Filter BAP EBP Diesel Part.Fil. Delta P Air Filter Delta P NOx NH3 4 Diesel Part.Fil. Gage/Abso Pres. Pressure Sensors Sensors - Others EGR dP O2 Catalyst Muffler Diesel Part. Filter NST SCR Urea Tank 1 2 5 6 Fuel Tank Low Pressure Fuel Pump Inj Pump Common Rail Pressure 9 8 Low Pres. Fuel Pump Pres.+T 7 SCR Urea Injection Pres. 10 CPS Knock Crankcase Pressure 12 Humidity MAF MAF+T MAP MAP+T Boost 3 11 EOP EOP+T EO Sw. 本文主要针对高级发动机系统中，随着高压喷射、EGR循环、尾气后处理等技术的应用而引入的高性能传感器，结合森萨塔传感器介绍了基于MEMS技术的进气歧管绝对压力传感器、空气质量流量传感器及压差传感器，以及基于硅应变片技术的高油压传感器。 上述共轨系统中，各种可能涉及的传感器包括： 1.大气压力传感器 2. 空气滤清器压差传感器 3. 歧管绝压/温度传感器, 空气流量传感器 4. EGR压差传感器，排气背压传感器 5,6. DPF压差传感器 7. SCR 尿素喷射压力传感器 8. 低压油泵压力传感器 9.共轨压力传感器 10. 缸内压力传感器 11.发动机机油压力及温度传感器12. 曲轴箱压力传感器。以及油门踏板位置传感器，转速传感器，曲轴位置传感器，加速踏板位置传感器，冷却液温度传感器，进气温度传感器，氧传感器，湿度传感器，NOx传感器，NH3传感器等等。 2 发动机运行环境 尽管经过了空气滤清器的净化，进气歧管中的环境依然非常复杂，从外界进入的空气中可能随气候的不同含有不同程度的水汽，经过长时间工作的滤清器进入的灰尘；中间环节有油箱蒸汽排放进入的油气；进气阀门开闭会产生反向气流，特别是采用EGR的系统中尤为如此；同时，从尾气通道经EGR系统进入的尾气颗粒也是必须考虑的。尾气后处理系统中，除了各种废气、微粒外，高温环境也对传感器提供严格的要求。 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 100 80 60 40 20 0 速度rpm 扭矩 % 汽油发动机，可变气门 1.6 l, 100 hp 自然进气柴油机 2.0 l, 72 hp 图2 EGR阀中的尾气颗粒 图1 发动机不同工况时的 反向气流 3 传感器技术应用 3.1 微电子机械系统技术MEMS (Micro Electro-mechanical System) 微电子机械系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术基础上对晶元进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。 由于其小尺寸、低功耗和低成本的优点，被广泛应用与汽