汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的重要信息源,對溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動等各種信息進(jìn)行實(shí)時、準(zhǔn)確的測量和控制。衡量現(xiàn)代高級轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。當(dāng)前,一輛國內(nèi)普通家用轎車上大約安裝了近百個傳感器,而豪華轎車上的傳感器數(shù)量多達(dá)200只。未來汽車傳感器技術(shù)總的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。
微型傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù),將微米級的敏感元件、信號處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一塊芯片上,由于具有體積小、價格便宜、便于集成等特點(diǎn),可以明顯提高系統(tǒng)測試精度。當(dāng)前,該技術(shù)逐步成熟,可以制作檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量等各種微型傳感器。多功能化是指一個傳感器能檢測兩個或兩個以上的特征參數(shù)或者化學(xué)參數(shù),從而減少汽車傳感器的數(shù)量,提高系統(tǒng)的可靠性。智能化是將傳感器與大規(guī)模集成電路相結(jié)合,具有智能作用。
由于汽車傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)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(yīng)用和新產(chǎn)品開發(fā)都非常重視。下面介紹一些這方面的新產(chǎn)品。
三菱(Mitsubishi電子公司)正在開發(fā)一種車用離子檢測系統(tǒng)。這個系統(tǒng)能夠通過檢測離子來監(jiān)控發(fā)動機(jī)每個氣缸的燃燒情況。當(dāng)可燃混合氣持續(xù)燃燒時,在燃燒峰面附近就會發(fā)生電離現(xiàn)象。把一個帶偏壓的測頭放入氣缸,就可以測出與電離狀況相關(guān)的離子流。
這個能反映發(fā)動機(jī)各種燃燒狀況的信息控制系統(tǒng)由帶測頭的火花塞、裝有測試附件的點(diǎn)火線圈及一套處理離子流信號的電子模塊構(gòu)成,它可以判別每個缸的點(diǎn)火、燃燒及爆震情況。進(jìn)一步的功能將是對發(fā)動機(jī)的混合氣狀況加以監(jiān)控,即根據(jù)離子流所顯示的燃燒情況來控制每個缸的空燃比。
冷車運(yùn)轉(zhuǎn)時的發(fā)動機(jī)所排放的CO和HC是最多的,這就要求氧傳感器盡快起動進(jìn)入閉環(huán)控制狀態(tài)。NGK火花塞有限公司研制出一種新型氧傳感器,它能在15s內(nèi)達(dá)到閉環(huán)控制。通過縮小加熱區(qū)和降低阻抗,改進(jìn)了傳感器的加熱裝置。由于采用新材料和新的溫控系統(tǒng),使加熱器的壽命與現(xiàn)有類型相近,改善了低溫特性。
博世公司開發(fā)一種雙向傳感器,它是由采用壓電晶體的線性加速度計(jì)組合而成。這樣的組合更有利于傳感器的設(shè)置、信號處理和封裝。這種傳感器有兩個經(jīng)過顯微加工的信號發(fā)生器并各自對應(yīng)著所測加速度方向的基準(zhǔn)面,對應(yīng)于某個基準(zhǔn)面的獨(dú)立信號就能測出相應(yīng)的作用力。而很高的品質(zhì)因數(shù)Q值使傳感器的封裝可以在常壓下進(jìn)行。