传感器在可穿戴式设备和智能手机中扮演的重要角色给人们带来不少惊喜，同时，消费者已被自己汽车里的传感器包围——
这些传感器可检查行车效率和安全性，并将车辆的情况报告给消费者，以便他们将车辆系统调整到最大性能。 事实上，汽车是传感器最常用且应用最广泛的一个系统。
而这仅仅只是开始。 在不远的将来，汽车能够像私人司机一样，自动将您载到目的地，您甚至不需要踩油门或转动方向盘，因为它们在为您提供娱乐的同时，能够小心地避开障碍并选择最便捷的路线。 为了实现这样的目标，汽车将需要添加各种感应功能，以共同给出智能选择并采取智能行动。
今天的汽车传感器
今天，汽车的许多功能依赖于传感器。 最常使用传感器的应用有：安全气囊传感器、歧管绝对压力 (MAP) 传感器、角速度传感器和轮胎压力监测器。
自 1984 年，美国法律已要求安装安全气囊，以确保乘客的安全。今天，大多数安全气囊系统使用基于 MEMS 的加速计来检测迅速减速（碰撞），一些车辆使用了多达 12 个加速计来检测车辆前端、侧边和后部碰撞。 应急加速度计的主要制造商包括 Analog Devices、Denso、Freescale Semiconductor 和 Sensornor/Infineon。
美国环境保护署负责推出 MAP 传感器，以减少空气污染并最大程度地减少燃油的使用。 MAP 传感器可测量进气歧管中的压力。 然后，车载电脑使用这些测量值来确定最佳的空气-燃料混合气。 这些传感器的生产商有 Bosch、Delphi、Denso、Freescale、Kavlico 以及其他。
角速度传感器用于测量中心轴的旋转率，搭配全球定位系统 (GPS) 可确定车辆的位置，它们还可用于在车辆开始翻筋斗或不受控制打滑时确定车辆的方向。 Analog Devices、Bosch、Denso、Freescale 和 Murata 都推出了基于 MEMS 的解决方案，适合翻覆、导航和车辆动态控制应用。
由于轮胎在充气不足时会产生安全问题——产生轮胎过热和过度磨损，轮胎爆破可能性提高——并降低燃油效率，美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 指示并作出在 1995 年开始试行轮胎压力监测系统的安排。自 2007 年，对于在美国出售的新汽车，都强制要求配备这些检测系统。
今天，典型的 TPMS 传感器使用 MEMS 直接测量胎压。 它安装在每个轮胎的边缘，并无线发送读数到控制模块，以进行分析和解释。 Amphenol NovaSensor、Bosch、Freescale、Melexis、Murata (www.muratamems.fi)、Siemens 和 Sensata/Schrader 都供应这种产品。
最近，Freescale 推出了专为卡车和其他大型车辆而设计的 FXTH8715 TPMS（图 1）。 据说，该系列是业界最小 (7mm x 7mm x 2.2mm)、最精确 (± 17kPa)、完全整合的无线 TPMS。 在单个 QFN 封装中，传感器系统集成压力传感器和温度传感器、带 RF 发送器的单轴（X 轴）或双轴（X 轴和 Z 轴）加速计、125kHz 高频接收器、带 SIM、中断和调试/监测器功能的 8 位微控制器（S08 核）。 该系统能智能地收集和传输压力、温度及加速度的数据，经过复杂的分析，不仅能改善设备群维护，还能将 TPMS 转换为物联网上的一个增值终端节点。
适合替代燃料
大多数车辆制造商和他们的一线供应商正在为下一代车辆开发新型的基于传感器的应用。 主要感兴趣的是燃油替代车辆（如柴油、混合动力、电动、天然气和氢气），改进导航和性能监测，最后是自主操作。
越来越多严格的排放要求使得柴油机车辆制造商不得不采用要求专业传感器的多种新型系统，例如，测量缸内压力的传感器。 Sensata 联合 Beru 已开发出一种测量缸内压力的传感器，该传感器使用一个压阻式应变规技术，目前用于 VW 车辆的生产。 Optrand 正在开发一种使用光纤感应的强大传感器，其目标是使传感器能抵抗 350℃ 的高温，同时，可在 30000 psi bar 的压力下工作并达到 1% 的精度。
此外，选择性催化还原 (SCR) 系统也用于尾气后处理应用。 一个典型的 SCR 系统具有 14 个传感器，包括 10 个温度传感器、3 个压力传感器和 1 个尿素质量传感器。 尿素质量传感器用于检查必要的尿素浓度以及是否存在其他液体。
TT Electronics 的 AdBlue 尿素传感器使用光学（图 2）来进行测量，它在 -40℃~60℃ 范围内的精度为 ±3.0% 和 0%~50%（水中的尿素）。 Measurement Specialties 和 SUN-A 公司也提供这种类型的设备。
图 2：TT Electronics 的 AdBlue 传感器使用一种光学技术，通过这种技术液体中的排放物装入一个棱镜，测量棱镜反射的 LED 光的角度取决于棱镜液体的化学含量。 （来源：Electronic Products）
氢燃料电池车辆的关键元件是储罐压力监测仪。 美国 Sensor Technology 提供一种测量极端环境压力的传感器，它使用压阻式应变规技术，为氢燃料储罐系统低侧提供 300 psi，高侧提供 3000 psi。 这些传感器能抵抗氢媒介的腐蚀作用，工作温度高达 145℃，并且具有 ±1.0% 的精度。 目前，这些传感器安装在大型运输车辆上，且正在接受欧洲梅赛德斯-奔驰 (Mercedes Benz) 租用车队进行的 β 测试。
对于电动车辆和传统车辆，Freescale Semiconductor 推出了一款智能电池监测传感器 MM912_637，它兼容 12V 铅蓄电池和 14V 锂离子电池。 它通过测量电池电流、电压和温度并将数据传输到带有嵌入式电池性能演算法的微控制器，以确定电池的充电状态、健康状况和功能状态。 它还在电池异常放电和磨损的情况下发出预先警报（图 3）。
图 3：电池线缆连接器的内部显示，Freescale MM912_637 电池监测传感器测量电池电流、电压和温度，以在电池异常放电和磨损的情况下发出预先警报。 （来源：www.electronicproducts.com）
朝着自主车辆发展
在去年 1 月份举行的消费类电子产品展销会中，Daimler 展示了 Mercedes-Benz F015 概念车，Audi 展示了一款装有称之为“自动驾驶”装置的 Q7。 为了实现自主车辆，将需要广泛的新型传感器。 例如，自适应巡航和紧急刹车控制将需要各种类型的测距和图像传感器，以便于转换车道/盲点传感器和辅助停车。 目前，正在考虑将许多技术用于所谓的汽车驾驶员辅助，以提高今天的车辆安全性。
Leddar 就是这样的测距系统。 Leddar 最初由位于魁北克城的国家光学研究所 (INO) 发现，并由 LeddarTech 进行开发并推行商业化，它基于 LED 产生的光信号的渡越时间和独特的演算法，以检测、定位和测量视野内的物体。 如此，它发送非常短的光脉冲（大约每秒 100000 次），以主动地照亮关注的区域。 对于物体穿过 Leddar 监测区域（固定或活动的）反向散射的光，可使用 P-I-N 或雪崩光电二极管探测器（或其他）来捕捉并使用获得专利的信号处理集成电路技术 (LeddarCore) 进行分析，后者提供高效的演算法，以精确地映射物体的位置和其他属性（图 4）。 Leddar 的一个独特优势在于，它提供短距离测距和长距离测距功能，还可用于许多驾驶员辅助应用。
图 4：基于 LeddarCore 信号处理硬件/软件技术，LeddarTech Leddar 系统使用渡越时间来测量光脉冲，进而确定物体的距离和其他属性。 （来源：www.azosensors.com）
Texas Instruments 目前提供 TIDA-00151 参考设计，以开发超声波驻车辅助、自动驻车和盲点监测等应用。 该模块使用 TI PGA450-Q1（一种系统级芯片传感器接口集成电路），以作为汽车超声波传感器。 SoC 为转换器回声信号提供所有的信号调节和处理，以计算转换器和物体之间的距离。 SoC 的 MCU 和程序存储器为具体的终端应用提供完整的可配置性。
对于自主车辆，导航系统也需要更精确，更可靠。 相比其他 MEMS 陀螺仪，Qualtré 的体声波 (BAW) MEMS 陀螺仪为下述应用提供多种强大的性能优势：精度、抗击抗振、高频率操作、无真空封装的高 Q、耐静摩擦的高可靠性。 制造过程 (HARPSS) 使 BAW 设备在体积方面具有可靠的可制造性。