由於汽車感測器
在汽車電子控制系統中的重要作用和快速增長的市場需求,世界各國對其理論研究、新材料應用和新產品開發都都非常重視。未來的汽車用感測器技術
,總的發展趨勢是微型化、多功能化、整合化和智慧型化。
微型感測器
基於從半導體積體電路技術發展而來的mems(微電子機械系統),微型感測器利用微機械加工技術將微公尺級的敏感元件、訊號處理器、資料處理裝置封裝在一快晶元上,由於具有體積小、**便宜、便於整合等特點,可以明顯提高系統測試精度。目前該技術日漸成熟,可以製作各種能敏感和檢測力學量、磁學量、熱學量、化學量和生物量的微型感測器。由於基於mems技術的微型感測器在降低汽車電子系統成本及提高其效能方面的優勢,它們已開始逐步取代基於傳統機電技術的感測器。
汽車感測器可將汽車執行過程中的各種工況資訊,如動力驅動、安全管理和車身舒適等系統引數,轉化成電訊號輸送給**控制單元(ecu),經由ecu的調整和反饋使汽車處於最佳執行狀態。其中,動力驅動系統用感測器數量最多,安全系統和舒適系統用感測器市場發展最快。
1.以mems感測器為發展重點
由於汽車電子控制系統的多樣化,所用感測器的種類和數量不斷增加,對感測器的微型化、智慧型化、多功能化和整合化提出迫切需求。mems因具有精度高、體積小、**低、工作壽命長、易整合、適合量產等特點而獲重點發展,並已佔據汽車感測器市場的主要份額,如mems感測器可通過微納加工工藝實現傳統感測器的微型化,已大範圍取代傳統的機械式、應變片式、滑動電位器等感測器;可在同一襯底上與其他多個mems感測器多功能整合;可通過與資訊處理和控制晶元的整合實現自診斷、多引數混合測量、誤差補償等智慧型化功能,可有效縮小整體體積、降低系統功耗、提高可靠性。
2.動力驅動系統用感測器注重節能減排
動力驅動系統主要包括發動機和底盤管理系統,使用的感測器主要有流量感測器
、壓力感測器
(進氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等)、溫度感測器(空氣、水、潤滑油等)、爆震感測器、曲軸感測器、氣體濃度感測器、節氣門位置感測器、怠速感測器、懸架系統感測器,以及在自動變速箱中的車輪速感測器、發動機轉速感測器和油門踏板位置感測器等。發動機的電子控制單元根據感測器提供的資訊對發動機的各項工況進行準確控制,從而提高發動機的動力性、可維護性,降低油耗和減輕排放。由於工作環境惡劣,動力驅動系統用感測器比一般工業用感測器的精度和可靠性均高出1~2個數量級。
3.安全管理系統用感測器轉向主動安全
隨著技術不斷發展,汽車安全管理系統的目標已從被動防禦轉向主動保護。目前在用的安全管理系統,如安全氣囊系統、胎壓監測系統、防抱死制動系統(abs)、電子制動力分配(ebd)系統、先進駕駛輔助系統(adas)、夜視系統等,都使用了大量的感測器,採集的資訊包括汽車各個方向的加速度、胎壓、制動踏板位置、碰撞壓力、接近警告等。這類感測器是近年汽車應用領域創新最活躍的部分。
4.舒適系統用感測器重在提公升駕乘體驗
隨著人們對駕乘舒適性和愉悅性要求的不斷提公升,除了傳統的空調溫濕度、車內煙霧檢測、車椅調節、底盤調節、車窗調節和承重感測器外,定速巡航、導航、環境感知、車輛防盜、汽車燈光檢測等各類新應用大量湧現,直接推動了車速感測器、陀螺儀、羅盤感測器、紅外報警感測器、光電池感測器等的發展。這類感測器隨著汽車人性化發展需求,具備最大發展潛力。
我國汽車感測器企業首先必須改變以往所採取的「規模」和「低價」發展策略,堅持以「自主創新」為方向,以提公升產品技術含量為目標;其次應從技術研發之初就樹立體系化發展思路,將感測器由硬體拓展為包括演算法和系統架構在內的感測器系統,從而盡快實現技術的全面提公升,滿足汽車產業發展需求。
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