汽车感知传感器智能物品的触觉眼睛
导语:汽车传感器可分为车辆感知、环境感知两大类。动力、底盘、车身及电子电气系统中的传感器属于车辆感知范畴,ADAS以及无人驾驶系统中引入的车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达等属于环境感知范畴。
汽车电子控制系统普遍遵循感知→控制→执行的工作流程。传感器作为感知单元获取系统的工作状态,控制单元处理传感器信号并计算输出控制指令,由执行单元完成相应动作。
以电动助力转向系统(EPS)为例,车辆运行过程中,方向盘扭矩转角传先监测方向盘转角及扭矩信息,轮速传先监测车轮转速,(ECU)通过CAN总线实时获取传先信号,并根据特定逻辑实时处理信号,计算得到一个理想的助力力矩,通过MOSFET控制电机,实现助力效果。
汽车动力、底盘、车身、电气四大系统中,无处不在半导体器件,从而包括了在手机上广泛应用到的MEMS(微型机械和电子设备)技术,这些技术被用于各种各样的应用,如加速度计、高精度陀螺仪和压力的检测。在MEMS领域,有几种主要类型:MEMS压阻效应式和变容效应式检测压力的变化;MEMS加速度计利用惯性原理来测量加速度;而MEMS陀螺仪则是基于Coriolis力的概念来估算旋转运动。
除了MEMS,还有其他几种类型如磁场敏度计,它们使用的是霍尔效应或AMR(磁阻效应),这使得它们能够检测到小至纳米级别的磁场变化。此外,还有GMR(巨大磁阻效应)和TMR(隧道磁阻效应)的高性能版本,它们具有更高灵敏度,更低功耗且成本更低。
化学探测器也是一项关键技术,其中氧气探测器用于燃油喷射过程中的空燃比调整,而氮氧化物探测器则用于柴油发动机后处理SCR(选择性催化还原)系统,以减少尾气排放中的污染物。温度探测通常依赖热敏电阻,但对于极端条件下操作,如发动机排气歧管或三元催化converter内部超高温区域,可采用铂基材料制成之温度探针进行温度监控。