MEMS组件于智能车辆领域发展概况
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一、前言
汽车为高度普及的运输工具，为我们带来了便利的生活，不过也衍生出不少交通问题。因此，如何善用科技来保护乘车人的安全，便成了各家车厂的首要课题。目前在各项保护装置中，mems感测组件扮演了相当重要的角色。举凡胎压感测、电子稳定控制系统、安全气囊中都可见到其踪迹。
目前MEMS组件在车用领域中使用最多的为惯性传感器与压力传感器。惯性传感器主要包含加速度计与陀螺仪，大多使用在安全气囊、电子稳定控制系统。而压力传感器则是广泛用于胎压感测、组件压力监测……等。
MEMS传感器的精确度高，在分秒必争的生死关头，对提高生还率有很大的帮助。发生异常时，传感器可以快速撷取各种必要的信息，回传至中央计算机，协助系统做出正确的判断。可以预见将来MEMS传感器的应用将越来越广，如引擎状况监控、液压系统监控、变速箱监控……等，都有可能使用MEMS组件取代现有传感器，预估将来每台车上至少会搭载有5～10个的MEMS传感器。
二、主要应用领域
由于早期MEMS组件的单价颇高，无法在讲究成本的消费性市场普及，因此起初是以高阶应用为主。由于在车用领域产品价格不是最重要的因素，安全性与可靠度才是第一考虑，因此汽车便成为第一个大量采用MEMS组件的市场。由于MEMS组件具有高准确性与高可靠度的优点，因此采用MEMs感测组件将有助于提升汽车的整体安全性。
在车用领域方面，MEMS组件有三项主要应用，分别为胎压感测系统(Tire Pressure MonitoringSystem；TPMS)、电子稳定控制系统(Electronic Stability ProgramESP)、安全气囊系统(AirbagSystem)。
(一)胎压感测系统
2000年美国通过的TREAD法案中，要求2007年起所有在美国本土销售的汽车都必须将胎压感测系统列为标准配备，由于此法案的通过，带动了胎压感测系统的大幅增长。以2008年来看，仅仅美国市场就需要7500万组的胎压感测系统，由此可见其市场的庞大，据市场调查公司Frost&Sullivan公司预测，车用压力传感器在2012年将达7亿美元的规模。
胎压感测系统主要分成两大部分，分别为轮胎感测模块与监视器模块。轮胎感测模块里包含了压力感测组件与温度感测组件，该模块能实时量测轮胎目前的温度与压力数值，并透过无线电波将量测到的资料传送至显示器，让驾驶人掌握目前轮胎的状态。并在胎压或温度超过安全值时，自动发出警示信号，提醒驾驶人采取适当的应变措施。
若是在高速行驶的状况下爆胎，很容易发生翻覆、撞上护栏或是遭后车追撞的情形，因此如何实时掌握目前的轮胎状况，便成为一个相当重要的课题。此时胎压感测系统便是一个可靠又便利的工具，它可以让驾驶人在最短的时间内掌握目前轮胎的状况，在发生事故前便将车子缓慢的滑到路边，防止轮胎在高速行驶的状况下失控，酿成不可挽回的悲剧。
(二)电子稳定控制系统
随着安全意识的提升，越来越多驾驶人将电子稳定控制系统列入购车考虑。电子稳定控制系统可以实时监控方向盘的转动角度与车身侧向加速度，判断车身是否有发生翻转或是横移的危险，并协助修正车辆重心。此系统不但可以控制驱动轮，还可以协助修正从动轮，改善转向过多或过少的情形，让驾驶人在紧急煞车或急闪躲时能够保有足够的操控性，降低失控或是翻覆的机率。
电子稳定控制系统的主要原理是利用加速度计与陀螺仪来判断车身目前的状态，并对其进行修正，避免发生打滑或是翻覆的状况。电子稳定控制系统主要由以下4个子系统所构成，分别为防死锁煞车系统(Anti-lock Brake System)、电子
车力分配系统(Electronic Brakeforce Distribution)、循迹控制系统(Traction Control System)、主动偏离角控制系统(Active YawControl)。
(三)安全气囊
安全气囊系统主要由加速度计、微处理器、气体发生器与主气囊所构成，当车辆发生碰撞时，加速度计会侦测到车辆的急速减速与剧烈的惯性变化，此时计算机会快速进行运算，判断碰撞的方位与力道，触发安全气囊在短时间内急速充气，保护驾驶人的安全。根据美国国家高速公路安全管理局(National HighwayTraffic Safety Administration：NHTSA)的调查，正确使用安全气囊，将可降低30％的冲击力道与11％的驾驶人死亡率。
除了安装在驾驶正面的主气囊外，现在还有许多车种提供保护身体侧面的侧向安全气囊，较豪华的车款甚至搭载超过10个安全气囊，在发生撞击时能提供大面积的保护。未来的安全气囊系统将会依照加速度计所得到的数值，迅速计算出碰撞的强度回馈至微处理器，安全气囊将会依据碰撞的强度，充出软硬适中的气囊，避免过硬的气囊对乘车人造成伤害，降低车上乘客受伤的机率。
(四)其他
除了上述3个系统以外，还有许多其他的地方都可以使用MEMS传感器，例如日渐普及的流量感测、油气的外泄侦测、引擎状态监控……等，未来都是MEMS传感器有可能切入的市场。
其中以引擎状态监控的难度最高，商机也最受看好。引擎是整台汽车的运转核心，所需要的传感器种类也最多，如温度、压力、运转的加速度都需要监测。不过引擎内部的环境属高温高压，对传感器的质量及稳定度是一大考验，因此目前成功切入此领域的厂商仍不多。