隨著汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越多人關(guān)注，使用，燃油經(jīng)濟(jì)性的要求以及排放標(biāo)準(zhǔn)的要求也開(kāi)始嚴(yán)格起來(lái)，越來(lái)越多的系統(tǒng)應(yīng)用到汽車(chē)當(dāng)中，例如進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)、燃油蒸汽管理系統(tǒng)、剎車(chē)助力系統(tǒng)、柴油顆粒濾清系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都需要借助壓力傳感器快速準(zhǔn)確獲得的壓力信息來(lái)確定系統(tǒng)的狀態(tài)和下一步的動(dòng)作。
根據(jù)不同的稱重傳感器系統(tǒng)，推薦了適合該應(yīng)用的邁來(lái)芯相應(yīng)的壓力傳感器芯片。
1. 進(jìn)氣/尾氣管理系統(tǒng)
汽車(chē)引擎管理系統(tǒng)需要在適當(dāng)?shù)臅r(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(dá)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(hào)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(jù)該壓力信號(hào)計(jì)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(yīng)用(滿量程范圍為100KPa左右)，可以提供準(zhǔn)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(tǒng)，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(qiáng)高達(dá)約400KPa。MLX90808-2可以用于帶有渦輪增壓系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管壓力檢測(cè)。為了減少氮氧化物的排放，有些車(chē)輛搭載EGR(Exhaust Gas Recirculation, 廢氣再循環(huán))系統(tǒng)。EGR系統(tǒng)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(tǒng)的車(chē)輛對(duì)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(tǒng)示意圖
2. 燃油蒸汽管理系統(tǒng)
由于燃油的揮發(fā)是碳?xì)渑欧诺闹饕蛑唬诿绹?guó)一些州的法令中強(qiáng)制要求對(duì)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(fèi)了燃油。搭載燃油蒸汽管理系統(tǒng)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。活性炭罐與引擎的進(jìn)氣歧管相連，當(dāng)引擎運(yùn)轉(zhuǎn)在進(jìn)氣沖程時(shí)時(shí)，活塞運(yùn)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(yīng)用，活性炭罐中活性炭的吸附能力得到恢復(fù)。燃油蒸汽管理系統(tǒng)中需要微壓傳感器(表壓模式)來(lái)檢測(cè)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(qiáng)(例如滿量程5KPa)的應(yīng)用。
圖2. 燃油蒸汽管理系統(tǒng)示意圖
3. 剎車(chē)助力系統(tǒng)
真空剎車(chē)助力器是真空助力伺服制動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，利用引擎進(jìn)氣歧管的真空和大氣壓的壓差進(jìn)行剎車(chē)助力。如圖所示是一個(gè)真空助力器的示意圖，在剎車(chē)未踩下時(shí)，氣室膜片隔板將真空助力器分為的兩個(gè)腔是連通的，通過(guò)真空單向閥接到引擎的進(jìn)氣歧管，兩個(gè)氣室均為真空。踩下剎車(chē)制動(dòng)踏板時(shí)，氣室膜片隔板移動(dòng)，空氣閥打開(kāi)，真空閥關(guān)閉，氣室的前腔為真空，氣室的后腔與大氣相連。兩個(gè)腔之間的壓力差作用在氣室膜片隔板上，相當(dāng)于增加了剎車(chē)制動(dòng)力，制動(dòng)力通過(guò)制動(dòng)主缸推桿傳到制動(dòng)主缸，實(shí)現(xiàn)剎車(chē)功能。
如果剎車(chē)助力系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，會(huì)造成在剎車(chē)時(shí)氣室前后腔的壓差很小甚至消失，剎車(chē)助力系統(tǒng)失效，造成制動(dòng)距離增加，制動(dòng)困難等。另外燃油直噴系統(tǒng)和起停系統(tǒng)的搭載使得汽車(chē)進(jìn)氣歧管的真空度降低，就需要安裝真空泵提供真空來(lái)源以滿足剎車(chē)助力系統(tǒng)的要求。在上述兩種情況下都有必要增加一個(gè)壓力傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)氣室前后腔之間的壓力差是否合適，如有漏氣則應(yīng)啟動(dòng)相應(yīng)的警告系統(tǒng)，如果真空度不夠則應(yīng)通知ECU啟動(dòng)真空泵提供額外的真空。MLX90809是一款專門(mén)針對(duì)該應(yīng)用設(shè)計(jì)的壓力傳感器，可工作在100KPa滿量程的差壓/表壓模式，適合剎車(chē)助力系統(tǒng)的應(yīng)用。
圖3. 剎車(chē)助力器示意圖
圖4. MLX90809芯片
4. 柴油尾氣濾清系統(tǒng)
由于柴油引擎的物理特性，其排放的廢氣中除了一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸镆酝膺�有一些微小的顆粒物，這些顆粒物是造成黑煙的主要原因。為了滿足排放要求，減少環(huán)境污染，越來(lái)越多的柴油引擎都搭載了柴油顆粒濾清系統(tǒng)(DPF, Diesel Particulate Filter)。柴油引擎燃燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過(guò)柴油顆粒濾清器時(shí)，濾清器的多孔系統(tǒng)會(huì)捕捉其中的顆粒，當(dāng)柴油尾氣顆粒不斷在濾清器中累積就會(huì)造成濾清器飽和甚至堵塞，因此需要對(duì)濾清器進(jìn)行再生。通過(guò)一個(gè)差壓傳感器檢測(cè)濾清器進(jìn)氣口和出氣口之間的壓差，當(dāng)壓差高于設(shè)定的閾值時(shí)認(rèn)為濾清器達(dá)到飽和，ECU控制提高引擎溫度，引擎排放出高溫尾氣以燃燒存儲(chǔ)在濾清器中的顆粒，完成濾清器的再生。MLX90807-1可以測(cè)量40KPa到200KPa的差壓，適合該應(yīng)用。由于尾氣溫度高，并且含有多種有腐蝕性的氣體和顆粒，需要考慮介質(zhì)兼容性的問(wèn)題。
圖5. 柴油顆粒濾清系統(tǒng)示意圖
5. 以天然氣/液化石油氣為燃料的系統(tǒng)
由于天然氣/液化石油氣價(jià)格相對(duì)便宜，排氣污染小，安全可靠，車(chē)輛改裝簡(jiǎn)單，一些產(chǎn)天然氣/液化石油氣的國(guó)家和地區(qū)越來(lái)越多的使用天然氣/液化石油氣作為燃料。在保留原車(chē)供油系統(tǒng)的情況下，增加一套專用的天然氣/液化石油氣裝置，形成“雙燃料汽車(chē)”。壓縮天然氣/液化石油氣被儲(chǔ)存在鋼瓶中，通過(guò)減壓閥和壓力調(diào)節(jié)器將鋼瓶中的高壓燃?xì)馑偷饺紵遗c空氣充分混合后燃燒為汽車(chē)提供動(dòng)力。通過(guò)兩個(gè)壓力傳感器分別監(jiān)測(cè)燃?xì)夂瓦M(jìn)氣歧管中空氣的壓力可以更好的控制空燃比，達(dá)到最佳的燃燒狀態(tài)，提高燃料的經(jīng)濟(jì)性，減少污染。MLX90808-2芯片可以工作于絕壓模式，測(cè)量400KPa滿量程的絕壓，適合于監(jiān)測(cè)燃?xì)夂瓦M(jìn)氣歧管的壓力。
邁來(lái)芯除了提供集成式的壓力傳感器以外還提供汽車(chē)等級(jí)的信號(hào)處理芯片，例如德國(guó)HBM,日本NMB,美國(guó)FUTEK,美國(guó)Dytran,瑞士Priamus,德國(guó)BD sensor壓力傳感器在一些高壓、惡劣介質(zhì)的壓力環(huán)境可以考慮采用信號(hào)處理芯片跟陶瓷/金屬傳感頭配合使用的解決方案，例如空調(diào)冷媒壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、變速箱壓力傳感器、剎車(chē)油壓傳感器、高壓共軌壓力傳感器等應(yīng)用。
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