壓力傳感器在汽車(chē)中的常見(jiàn)應用

簡(jiǎn)介

隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)燃油經(jīng)濟性的要求日益提高以及排放標準越來(lái)越嚴格，越來(lái)越多的系統應用到汽車(chē)當中，例如進(jìn)氣/尾氣管理系統、燃油蒸汽管理系統、剎車(chē)助力系統、柴油顆粒濾清系統等。這些系統都需要借助壓力傳感器快速準確獲得的壓力信息來(lái)確定系統的狀態(tài)和下一步的動(dòng)作。
邁來(lái)芯公司在壓力傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)上積累了多年的經(jīng)驗，其集成的壓力傳感器系列能夠根據客戶(hù)應用的要求提供不同工作模式、不同量程范圍的芯片。邁來(lái)芯將MEMS工藝和CMOS工藝集成到同一個(gè)芯片上，實(shí)現了從壓力傳感到信號處理整個(gè)流程的單芯片解決方案。

應用

本文主體部分針對幾種典型的應用進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并推薦了適合該應用的邁來(lái)芯相應的壓力傳感器芯片。

1. 進(jìn)氣/尾氣管理系統

汽車(chē)引擎管理系統需要在適當的時(shí)間噴射適量的燃油到氣缸中，這樣可以使得燃油充分有效的燃燒，達到最佳的燃燒效率，減小污染。引擎管理器的ECU做決定是基于一系列的傳感器信號的，例如曲軸位置、凸輪軸位置、空氣流量、進(jìn)氣歧管溫度、進(jìn)氣歧管壓力等。其中進(jìn)氣歧管壓力傳感器是一個(gè)工作在絕壓模式的壓力傳感器，ECU根據該壓力信號計算需要噴射的燃油量，使得燃燒過(guò)程獲得最佳的空燃比。MLX90808-1和MLX90810適合于這樣的應用(滿(mǎn)量程范圍為100KPa左右)，可以提供準確的進(jìn)氣歧管壓力信息。有些車(chē)輛搭載了渦輪增壓系統，進(jìn)氣歧管在渦輪增壓器之后，這會(huì )使進(jìn)氣歧管中的壓強高達約400KPa。MLX90808-2可以用于帶有渦輪增壓系統的進(jìn)氣歧管壓力檢測。為了減少氮氧化物的排放，有些車(chē)輛搭載了EGR(Exhaust Gas Recirculation, 廢氣再循環(huán))系統。EGR系統將一小部分廢氣引入進(jìn)氣歧管，由于廢氣具有惰性會(huì )延緩燃燒過(guò)程，燃燒速度將會(huì )放慢，燃燒最高溫度降低，燃燒室中的壓力形成過(guò)程放慢，從而減少氮氧化物的產(chǎn)生。由于廢氣溫度高并且含有多種有腐蝕性的物質(zhì)，因此搭載了EGR系統的車(chē)輛對進(jìn)氣歧管壓力傳感器提出了更高的介質(zhì)兼容性要求。

圖1. 引擎管理系統示意圖

2. 燃油蒸汽管理系統

由于燃油的揮發(fā)是碳氫排放的主要原因之一，在美國一些州的法令中強制要求對汽車(chē)的燃油蒸汽進(jìn)行管理。在加油站給汽車(chē)加油時(shí)燃油蒸汽會(huì )直接排放到大氣中，這樣既不環(huán)保又浪費了燃油。搭載燃油蒸汽管理系統汽車(chē)的油箱蒸汽通過(guò)分離閥經(jīng)管道進(jìn)入活性炭罐，活性炭罐中的活性炭多孔且表面積很大，可吸附大量燃油蒸汽分子?；钚蕴抗夼c引擎的進(jìn)氣歧管相連，當引擎運轉在進(jìn)氣沖程時(shí)時(shí)，活塞運動(dòng)使進(jìn)氣歧管產(chǎn)生低壓，在進(jìn)氣歧管低壓吸力作用下，空氣從活性炭罐中經(jīng)過(guò)，將活性炭罐中吸附的燃油蒸汽分子送入引擎燃燒，使之得到充分應用，活性炭罐中活性炭的吸附能力得到恢復。燃油蒸汽管理系統中需要微壓傳感器(表壓模式)來(lái)檢測燃油蒸汽是否有泄露，邁來(lái)芯公司的MLX90807-0適合這種微壓強(例如滿(mǎn)量程5KPa)的應用。

圖2. 燃油蒸汽管理系統示意圖