車輛安全問題一直是一個待改進的問題,整個車輛需要向著更安全、更清潔和更經(jīng)濟的方向發(fā)展,這個是在電控車身系統(tǒng)、動力總成系統(tǒng)、輔助駕駛系統(tǒng)以及車載信息系統(tǒng)等系統(tǒng)的支撐下,而所有這些系統(tǒng)都高度依賴于各種傳感器提供的輸入。其中,大多數(shù)傳感器的制造都采用了MEMS技術(shù)。在MEMS領(lǐng)域的技術(shù)進步使人們能夠極大地縮小這些傳感器的尺寸,讓傳感器微型化。因此,除了性價比更高之外,基于MEMS傳感器的模塊還可以集成越來越多的功能,如自測以及精確的檢驗程序等方面的功能改進。
哪些汽車安全系統(tǒng)要使用MEMS傳感器?
目前,根據(jù)NEXUS的市場研究,典型中級車包含50多個傳感器,而豪華車裝備100個以上的傳感器,其中,大約1/3的傳感器采用的是MEMS傳感器。
MEMS傳感器在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用包括下列主要的系統(tǒng):
智能氣囊系統(tǒng)
當車輛發(fā)生碰撞時,乘員的安全維系于氣囊的及時展開,它必須在恰到好處的時間點張開,并朝著乘員的方向提供合適的作用力。
盡管對于乘員及其運動的監(jiān)測可以由位于座椅上的MEMS加速計系統(tǒng)來監(jiān)測,但是,在車輛中的安全氣囊系統(tǒng)可以被安裝在不同的地方,因此,要判斷多個信息,如:識別碰撞的類型、方向、重力影響等等,這樣才能保證氣囊系統(tǒng)做出明確和專注的反應(yīng)。
利用MEMS加速計的高集成能力以及精度,可以定義更為復(fù)雜的氣囊系統(tǒng)架構(gòu),從而替代多個機電碰撞傳感器系統(tǒng),為汽車提供先進的乘員安全條件。
防盜系統(tǒng)
在汽車防盜系統(tǒng)中,也可以采用MEMS加速計。在這種情形下,加速計被用做傾斜計,感測汽車或摩托車相對于地面的傾斜度。當盜賊用拖車盜竊車輛時,加速計將檢測到傾斜度的變化,從而讓聲音報警系統(tǒng)工作。
一般來說,3軸加速計的安裝很方便,因此,防盜系統(tǒng)的MEMS傳感器可以被安裝在車輛中的任何位置。
頭燈光線定向系統(tǒng)
在黑暗的條件下行車,汽車行駛的安全性依賴于汽車頭燈光線的定向。
頭燈光線要對準我們行駛的路面可能依賴于許多不同的外部條件,這些條件由路況以及車況兩方面構(gòu)成,路況信息包括是否瀝青路面、轉(zhuǎn)彎、上下坡、駕駛技能和經(jīng)驗等,而車況信息包括胎壓、懸架、乘員數(shù)量、重量以及車輛平衡度等等。
駕駛員不必針對上述情況持續(xù)地調(diào)節(jié)頭等光線的方向,這均是頭等光線定向系統(tǒng)要完成的功能。
利用MEMS傳感器,如加速計和陀螺儀,頭等光線定向系統(tǒng)得以實現(xiàn),從而開啟汽車安全的新時代,它可以增強對路面和障礙物的照射,確保更為安全的駕駛狀況。
乘員檢測系統(tǒng)
在出現(xiàn)車輛與障礙物碰撞時,為了安全地拯救乘員的生命,要在座椅周圍分布完整的氣囊傳感器。
因為瞬間碰撞可能是無法預(yù)知的,汽車電子系統(tǒng)應(yīng)該確定誰以及是什么坐在乘員座位上。根據(jù)車內(nèi)每一個乘員及其位置,乘員檢測系統(tǒng)不僅僅要確定張開哪只氣囊,而且更為重要的是確定氣囊展開的力度,MEMS加速計增強了這種功能,它能夠快速檢測因碰撞力導(dǎo)致乘員被從座位上彈起來的情況。
主動安全系統(tǒng)
MEMS加速計以及陀螺儀是兩種完全能夠滿足汽車主動安全系統(tǒng)要求的傳感器。
一般來說,涉及車身控制的汽車主動安全系統(tǒng)包括:汽車翻滾控制、汽車防滑穩(wěn)定性控制、防抱死系統(tǒng)、停車制動、胎壓監(jiān)測、懸架對車輛以及路況的自適應(yīng)調(diào)節(jié)等系統(tǒng)。
MEMS傳感器具有高精密度和準確性,占位空間非常小,能夠與其它系統(tǒng)高度集成為一體,從而可以瞬間檢測到那些功能系統(tǒng)發(fā)出的任何信息。
汽車安全系統(tǒng)所采用的傳感器正呈現(xiàn)由孤立的傳感器朝著一體化模塊的方向發(fā)展。相比之下,在半導(dǎo)體行業(yè)為摩爾定律是否仍然有效而爭論不休之時,MEMS技術(shù)卻推動著超越摩爾定律的變革,實現(xiàn)了更高水平的系統(tǒng)集成。
(審核編輯: Doris)
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