未來(lái)的汽車(chē)傳感器將以MEMS技術(shù)為主

由于汽車(chē)傳感器在汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中的重要作用和快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，世界各國(guó)對(duì)其理論研究、新材料應(yīng)用和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都都非常重視。未來(lái)的汽車(chē)用傳感器技術(shù)，總的發(fā)展趨勢(shì)是微型化、多功能化、集成化和智能化。

微型傳感器基于從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來(lái)的MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))，微型傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù)將微米級(jí)的敏感元件、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一快芯片上，由于具有體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以明顯提高系統(tǒng)測(cè)試精度。目前該技術(shù)日漸成熟，可以制作各種能敏感和檢測(cè)力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器。由于基于MEMS技術(shù)的微型傳感器在降低汽車(chē)電子系統(tǒng)成本及提高其性能方面的優(yōu)勢(shì)，它們已開(kāi)始逐步取代基于傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)的傳感器。

汽車(chē)傳感器可將汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的各種工況信息，如動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、安全管理和車(chē)身舒適等系統(tǒng)參數(shù)，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸送給中央控制單元(ECU)，經(jīng)由ECU的調(diào)整和反饋使汽車(chē)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。其中，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用傳感器數(shù)量最多,安全系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)用傳感器市場(chǎng)發(fā)展最快。

1.以MEMS傳感器為發(fā)展重點(diǎn)

由于汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的多樣化,所用傳感器的種類(lèi)和數(shù)量不斷增加,對(duì)傳感器的微型化、智能化、多功能化和集成化提出迫切需求。MEMS因具有精度高、體積小、價(jià)格低、工作壽命長(zhǎng)、易集成、適合量產(chǎn)等特點(diǎn)而獲重點(diǎn)發(fā)展，并已占據(jù)汽車(chē)傳感器市場(chǎng)的主要份額，如MEMS傳感器可通過(guò)微納加工工藝實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)傳感器的微型化，已大范圍取代傳統(tǒng)的機(jī)械式、應(yīng)變片式、滑動(dòng)電位器等傳感器;可在同一襯底上與其他多個(gè)MEMS傳感器多功能集成;可通過(guò)與信息處理和控制芯片的集成實(shí)現(xiàn)自診斷、多參數(shù)混合測(cè)量、誤差補(bǔ)償?shù)戎悄芑δ?，可有效縮小整體體積、降低系統(tǒng)功耗、提高可靠性。

2.動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用傳感器注重節(jié)能減排

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)管理系統(tǒng)，使用的傳感器主要有流量傳感器、壓力傳感器(進(jìn)氣壓力、氣缸壓力、大氣壓、油壓等)、溫度傳感器(空氣、水、潤(rùn)滑油等)、爆震傳感器、曲軸傳感器、氣體濃度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、怠速傳感器、懸架系統(tǒng)傳感器，以及在自動(dòng)變速箱中的車(chē)輪速傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門(mén)踏板位置傳感器等。發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元根據(jù)傳感器提供的信息對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)工況進(jìn)行準(zhǔn)確控制,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、可維護(hù)性,降低油耗和減輕排放。由于工作環(huán)境惡劣,動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用傳感器比一般工業(yè)用傳感器的精度和可靠性均高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

3.安全管理系統(tǒng)用傳感器轉(zhuǎn)向主動(dòng)安全

隨著技術(shù)不斷發(fā)展，汽車(chē)安全管理系統(tǒng)的目標(biāo)已從被動(dòng)防御轉(zhuǎn)向主動(dòng)保護(hù)。目前在用的安全管理系統(tǒng)，如安全氣囊系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電子制動(dòng)力分配(EBD)系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、夜視系統(tǒng)等，都使用了大量的傳感器，采集的信息包括汽車(chē)各個(gè)方向的加速度、胎壓、制動(dòng)踏板位置、碰撞壓力、接近警告等。這類(lèi)傳感器是近年汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新最活躍的部分。

4.舒適系統(tǒng)用傳感器重在提升駕乘體驗(yàn)

隨著人們對(duì)駕乘舒適性和愉悅性要求的不斷提升,除了傳統(tǒng)的空調(diào)溫濕度、車(chē)內(nèi)煙霧檢測(cè)、車(chē)椅調(diào)節(jié)、底盤(pán)調(diào)節(jié)、車(chē)窗調(diào)節(jié)和承重傳感器外，定速巡航、導(dǎo)航、環(huán)境感知、車(chē)輛防盜、汽車(chē)燈光檢測(cè)等各類(lèi)新應(yīng)用大量涌現(xiàn),直接推動(dòng)了車(chē)速傳感器、陀螺儀、羅盤(pán)傳感器、紅外報(bào)警傳感器、光電池傳感器等的發(fā)展。這類(lèi)傳感器隨著汽車(chē)人性化發(fā)展需求，具備最大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

我國(guó)汽車(chē)傳感器企業(yè)首先必須改變以往所采取的“規(guī)模”和“低價(jià)”發(fā)展策略，堅(jiān)持以“自主創(chuàng)新”為方向，以提升產(chǎn)品技術(shù)含量為目標(biāo);其次應(yīng)從技術(shù)研發(fā)之初就樹(shù)立體系化發(fā)展思路，將傳感器由硬件拓展為包括算法和系統(tǒng)架構(gòu)在內(nèi)的傳感器系統(tǒng)，從而盡快實(shí)現(xiàn)技術(shù)的全面提升，滿足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。