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차량제어용 반도체식 가속도와 각속도 일체형 센서

전문가 제언: ○ 자동차의 전자화는 전장시스템의 종류와 기능을 다양화 시켜 주었으며, 센서의 신호를 처리하는데 보다 빠르게 처리하고 기억장치를 필요로 하게 되었다. 이러한 요구사항을 만족시켜 주기에는 기계식 센서에서는 도저히 불가능한 것이며 결국은 이를 만족시켜주기 위해서 전기식-전자식-반도체식-마이크로프로세서-스마트 센서화의 과정을 거쳐 오고 있는 것이다.

○ Yaw Rate 센서의 본격적인 연구는 가속도 센서보다 늦은 1995년에 가서야 시작되었다. 자동차에 각속도가 필요한 이유 중에 하나는 자동차가 굽어진 도로를 선회주행 할 때 도로면이나 가속 상황에 따라서 스핀을 받게 된다. 자동차의 자전속도는 공전속도에 비해서 조금 빠르게 된다. 이를 센서가 감지하여 자동차의 차륜에 능동적인 제동을 가해 스핀을 미연에 방지한다. 자동적으로 제동이 걸리도록 하는 것이므로 센서로서는 매우 높은 신뢰성이 있지 않으면 안 된다.

○ Yaw Rate 센서의 주 용도는 차량안전성 시스템 외에 차량 항법시스템(Navigation system), 에어백 등에 사용된다. 종래에는 피에조 압전 방식이 많았지만 1998년에는 수정 진동자를 사용한 진동형 각속도 센서를 수정 진동식 Yaw Rate 센서가 자동차에 적용되기 시작하였으며, 2003년에는 SOI형 Yaw Rate 센서를 Toyota 자동차 차량기술 본부에서 개발하여 2003년 12월부터 Crown 차종에 적용하기 시작하였다.

○ 최근 반도체 기술의 발전으로 하나의 칩 상에 여러 가지 기능을 집적화시킨 반도체 집적 센서가 등장하게 되었으며, 소형화, 경량화, 다기능화, 고성능화와 함께 가격의 저렴화를 동시에 이룰 수 있다는 점에서 크게 주목받고 있다. 이것이 바로 MEMS 기술에 의해 만들어 지고 있는 차량제어용 반도체 센서들이다. 그러나 국내 기술은 아직 낙후되어 있고 선진국의 기술이전 기피로 인해 현격한 기술의 격차를 보여주고 있는 것이 현실이다.

저자: Hidemi Senda, Eiichi Nakatani, Masaru Nagao, Kouji Shirai
자료유형: 학술정보