在汽车电子控制系统（如图所示）的快速增长的市场需求下，汽车传感器技术不断发展。未来汽车传感器的发展总体趋势是智能化、微型化、集成化、多功能化以及新材料和新工艺制成的新型传感器。MEMS技术传感器成为汽车传感器的主要部件。

根据组成系统和功能的不同，车用传感器可分为：动力控制系统MEMS、车身电子系统MEMS、安全电子系统MEMS、ADAS高级辅助系统MEMS等。

• 动力控制系统MEMS包括：

· 空气质量流量计 – 进气控制

· 爆震传感器 – 发动机控制

· 离地高度传感器 – 悬挂控制

· 智能电池传感器 – 电池管理

· 氧传感器 – 尾气排放检测控制

· 踏板行程传感器 – Start-Stop/Auto hold

· 角度、位置传感器 – 发动机控制/转向控制

· 压力传感器–发动机控制/变速器控制/增压器控制/喷射控制

• 车身电子系统MEMS包括：

光敏传感器 – 自动大灯系统

车窗升速传感器 – 车窗防夹

雨量传感器 – 自动雨刷

压力传感器 – 中央闭锁控制

空气质量传感器 – 空调系统

温度传感器 – 空调系统

湿度传感器 – 空调系统

• 安全电子系统MEMS包括：

高压传感器 – ESC

转向轮角度传感器 – ESC

加速度传感器 – 安全气囊/ABS

座椅占用传感器 – 安全气囊

转动率传感器 – 安全气囊

转速传感器 – ABS

压力传感器 – TPMS

温度传感器 – TPMS

• ADAS 高级驾驶辅助系统MEMS包括：

CMOS图像传感器 – 车道保持/360°影像

长距离毫米波雷达 – ACC/碰撞预警

Lidar – 碰撞预警/自动驾驶

短距离毫米波雷达 – 并线辅助

超声波传感器 – 倒车雷达

红外传感器 – 夜视

汽车市场已经成为传感器的重要应用市场，MEMS汽车传感器作为汽车电子控制系统的重要信息源，对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。当前，一辆普通家用轿车上大约安装了近百个传感器，而豪华轿车上的传感器数量多达200个。

目前的汽车传感器市场主要包括MEMS和经典的有源传感器，如里程表传感器、进气/机油压力传感器、水温传感器、空气流量传感器、胎压监测系统（TPMS）传感器、化学传感器、惯性传感器、磁传感器、超声传感器、图像传感器、雷达以及激光雷达等。

• 里程表传感器

里程表传感器一般用霍尔、光电两个方式来检测信号，其目的利用里程表记数可有效的分析判断汽车的行驶速度和里程。因为半轴和车轮的角速度相等，已知轮胎的半径，直接通过里程参数来计算。

在传动轴上设计两个轴承，大大减轻了运行中的力矩，减少了摩擦力，增强了使用寿命；由原来的动态检测信号改为齿轮运转式检测信号；由原来直插式垂直变速箱改为倒角式接口变速箱。里程表传感器插头一般是在变速箱上，有的打开发动机盖可以看到，有的要在地沟操作。

• 进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入电控单元（ECU），作为决定喷油器基本喷油量的依据。

国产奥迪100型轿车（v6发动机）、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基（25l发动机）、丰田皇冠3．0轿车等均采用这种压力传感器。目前广泛采用的是半导体压敏电阻式进气压力传感器。

• 机油压力传感器

指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。常用的有硅压阻式和硅电容式，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器。

一般情况下，通过机油压力传感器来检测汽车的机油向内的机油还有多少，并将检测到的信号转换成可以理解的信号，提醒及时加注。

• 水温传感器

它的内部是一个半导体热敏电阻，温度愈低，电阻愈大；反之电阻愈小，安装在发动机缸体或缸盖的水套上，与冷却水直接接触。从而测得发动机冷却水的温度。

电控单元根据这一变化测得发动机冷却水的温度，作为燃油喷射和点火正时的修正号。就是我们可以通过发动机水温的温度了解汽车现在的运行的状态，停止或者运动，或者运动的时间有多长等。

• 空气流量传感器

空气流量传感器的作用是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ECU），作为决定喷油的基本信号之一，检测发动机进气量的大小，并将进气量信息转换成电信号输出，并传送到ECU。

我们知道汽车的行驶是需要点火装置点火得到向前的冲量，因此，充气量的大小是ECU计算汽车在点火时点火装置需要喷油时间、喷油量和点火时间的依据。它的作用是可以让我们更好地让汽车进行加减速行驶。

根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志LS400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用VG30E发动机和国产天津三峰客车TJ6481AQ4装用的沃尔沃B230F发动机）和热膜式空气流量传感器四种形式。前两者为体积流量型，后两者为质量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

• ABS传感器

在制动活塞旁边（卡制动碟的卡钳，里面是制动活塞），ABS工作就是保证制动活塞和制动碟不卡死，保证它们处于滑动摩擦和静摩擦的边缘。大多由电感传感器来监控车速，ABS传感器通过与随车轮同步转动的齿圈作用， 输出一组准正弦交流电信号，其频率和振幅与轮速有关.该输出信号传往ABS电控单元（ECU），实现对轮速的实时监控。

• 安全气囊传感器

安全气囊传感器也称碰撞传感器，按照用途的不同，分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞式用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号；防护碰撞式它与触发碰撞式串联，用于防止气囊误爆。

• 气体浓度传感器

主要用于检测车体内气体和废气排放。其中，最主要的是氧传感器，实用化的有氧化锆传感器(使用温度-40℃~900℃，精度1％)、氧化锆浓差电池型气体传感器(使用温度300℃~800℃)、固体电解质式氧化锆气体传感器(使用温度0℃~400℃，精度0.5％)，另外还有二氧化钛氧传感器。

这些传感器用于检测汽车尾气中的氧含量，根据排气中的氧浓度测定空燃比，向微机控制装置发出反馈信号，以控制空燃比收敛于理论值。当空燃比变高，废气中的氧浓度增加时，氧传感器的输出电压减小；当空燃比变低，废气中的氧浓度降低时，输出电压增大。

电子控制单元识别这一突变信号，对喷油量进行修正，从而相应地调节空燃比，使其在理想空燃比附近变动。其中，二氧化钛氧传感器具有结构简单、轻巧、便宜，且抗铅污染能力强的特点。

• 位置和转速传感器

主要用于检测发动机曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速检测，汽车加速度检测、汽车减速检测等，为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号，同时，提供发动机转速信号。

目前，汽车使用的位置和转速传感器主要有交流发电机式、磁阻式、霍尔效应式、簧片开关式、光学式、半导体磁性晶体管式。

• 节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。

它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不同工况检测后输入电控单元（ECU），从而控制不同的喷油量。

它有三种型式：开关触点式节气门位置传感器、线性可变电阻式节气门位置传感器、综合型节气门位置传感器。

• 曲轴位置传感器

也称曲轴转角传感器，是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指令。

曲轴位置传感器有三种形式：电磁脉冲式曲轴位置传感器、霍尔效应式曲轴位置传感器、光电效应式曲轴位置传感器。

曲轴位置传感器型式不同，其控制方式和控制精度也不同。曲轴位置传感器一般安装于曲轴皮带轮或链轮侧面，有的安装于凸轮轴前端，也有的安装于分电器。

• 爆震传感器

爆震传感器安装在发动机的缸体上，随时监测发动机的爆震情况。目前采用的有共振型和非共振型两大类。

爆震传感器用于检测发动机的振动，通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。可以通过检测气缸压力、发动机机体振动和燃烧噪声等三种方法来检测爆震。

爆震传感器有磁致伸缩式和压电式。磁致伸缩式爆震传感器的使用温度为-40℃~125℃，频率范围为5~10khz；压电式爆震传感器在中心频率5.417KHZ处，其灵敏度可达200Mv/g，在振幅为0.1g~10g范围内具有良好线性度。

• 速度传感器

速度传感器是电动汽车较为重要的传感器，也是应用较多的传感器。就其定义而言，速度传感器主要是用来测量速度的传感器，分为转速传感器、车速传感器、车轮转速传感器等。

转速传感器主要用于电动汽车电动机旋转速度的检测。常用的转速传感器有三种，分别为电磁感应式转速传感器、光电感应式转速传感器、霍尔效应式转速传感器，均采用非接触式测量原理，以增强检测的安全性、提高检测精度。车速传感器用来测量电动汽车行驶速度。

车速传感器主要有电磁感应式、光电式、可变磁阻式和霍尔式集中。电动汽车上普遍采用电磁感应式和霍尔式速度传感器。

综上所述，车用MEMS传感器的应用方向和市场需求包括车辆的防抱死系统（ABS）、电子车身稳定程序（ESP）、电控悬挂（ECS）、电动手刹（EPB）、斜坡起动辅助（HAS）、胎压监控（EPMS）、引擎防抖、车辆倾角计量和车内心跳检测等等。

随着高端汽车与智能汽车的普及，以及无人驾驶技术的推进，超声波传感器、图像传感器、激光雷达传感器、微波传感器、红外传感器等也都被采用。汽车传感器已经成为MEMS传感器的一个主要的应用市场。

目前，压力传感器、加速计、陀螺仪与流量传感器四类器件合计占汽车MEMS系统的99%。其五年增长率均在3-12%。MEMS压力传感器是汽车中应用最多的传感器，汽车用MEMS压力传感器的价格大概在5~7美元。在汽车领域，MEMS压力传感器营业收入2018年预计达到18亿美元，占当年总体产业营业收入的74%。至少18个汽车应用领域将促进压力传感器的增长，包括：轮胎压力，电子稳定控制系统中的刹车传感器，侧面气囊，与日益严格的排放标准相关的引擎控制，大气压力与废气再循环压力。

按销售额计算，最大的五种汽车MEMS应用按降序排名是：ESC，安全气囊，进气歧管绝对压力（MAP），TPMS与翻滚探测。

具体应用体现：

• MEMS传感器的大批量高精度生产和高可靠性及单价廉价，特别适宜在汽车电控系统中应用；

• 安全气囊中的汽车安全气囊感应器；

• MEMS汽车微加速度计正替代以往的机电式加速度传感器；

• MEMS陀螺仪在高端汽车中的应用包括：悬架控制、翻滚；

• 汽车MEMS压力传感器和轮胎气压自动监测系统，MEMS压力传感器适合于任何类型的轮胎，在轮胎胎壁埋设一小块感压力敏芯片，自动测量轮胎气压、温度、转速和其他一些数据，并用特定的代码发送出来；

• 发动机管理系统中的MEMS应用；

• 微机械陀螺是一种振动式角速率传感器，在汽车领域的应用开发备受关注，主要用于汽车导航的GPS信号补偿和汽车底盘控制系统；

• 汽车电控燃油喷射系统EFI要使用多重压力MAP传感器，监测发动机进气端绝对压力，提高其动力性能，降低油耗，减少废气排放；

• 微型硅压阻式MEMS压力传感器可用于发动机废气循环系统，替代陶瓷电容式压力传感器。

汽车大国自然成了汽车传感器应用大国。经过多年发展，中国汽车市场已成为全球增速最快的汽车市场之一。随着中国汽车销量的增加，传感器应用也随之快速增长。据IMARC Group数据，2024 年全球汽车传感器市场规模达到292亿美元，预计到 2033 年将达到 721 亿美元，2025 - 2033 年期间的复合年增长率为 10.04%。并且MEMS技术汽车传感器逐步取代传统的传感器，成为汽车传感器的主流。

目前中国是最大的汽车生产和消费国家，所以中国自然是汽车传感器应用大国。2024年我国汽车传感器市场规模达到830亿元，到2030年有望突破1500亿至2000亿元人民币。