- 車(chē)用傳感器分類(lèi)
- 車(chē)用傳感器開(kāi)發(fā)趨勢
- 中國車(chē)用傳感器發(fā)展趨勢
“沒(méi)有傳感器技術(shù)就沒(méi)有現代汽車(chē)”已成為業(yè)內共識，這意味著(zhù)汽車(chē)電子化越發(fā)達，自動(dòng)化程度越高，對傳感器依賴(lài)性就越大。對此，業(yè)內專(zhuān)家認為，未來(lái)新型汽車(chē)應用系統將催生新的汽車(chē)傳感器與之配套。傳感器的最大特點(diǎn)是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能，未來(lái)汽車(chē)傳感器技術(shù)總發(fā)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。
世界車(chē)用傳感器開(kāi)發(fā)趨勢
資料顯示，一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十只傳感器，豪華轎車(chē)上的傳感器數量可多達200余只。據市場(chǎng)研究機構Strategy Analytics預計，到2012年汽車(chē)傳感器銷(xiāo)售額達158億美元。
車(chē)用傳感器大致分為3類(lèi)：動(dòng)力系統、安全管理系統和車(chē)身舒適系統傳感器。其中動(dòng)力系統傳感器市場(chǎng)所占比例最大，體現了汽車(chē)傳感器的最先進(jìn)技術(shù)。例如，油門(mén)踏板位置傳感器的角度誤差必須在0.4%以?xún)?；節氣門(mén)位置傳感器需要極高的可靠性，并要能夠在-50度到150度工作。
在動(dòng)力系統中，有源傳感器引領(lǐng)發(fā)展趨勢。凸輪和曲軸傳感器因為與汽車(chē)的“心臟”發(fā)動(dòng)機密切相關(guān)，成為動(dòng)力系統的關(guān)鍵。而有源的凸輪傳感器和曲軸傳感器能夠為動(dòng)力系統提供更多的保護，因此將引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展趨勢。預計在2009年，將有5820萬(wàn)個(gè)有源曲軸傳感器投入使用，而無(wú)源傳感器則將減少到2150萬(wàn)個(gè)。
在安全管理系統中，壓力傳感器實(shí)現側氣囊控制。汽車(chē)安全管理系統也是廣泛使用傳感器的領(lǐng)域。汽車(chē)側邊氣囊的控制有加速度傳感器和壓力傳感器兩種方案。權威數據表明，與加速度傳感器相比，壓力傳感器在檢測側邊撞擊的速度方面，比加速度傳感器快了將近3倍，而誤動(dòng)作的概率則更小。
在車(chē)身舒適系統中，車(chē)門(mén)、變速箱、被動(dòng)安全讓汽車(chē)更智能。車(chē)門(mén)模塊中，車(chē)門(mén)把手、車(chē)窗控制上使用了直流馬達位置傳感器，采用分布式門(mén)模塊架構，并通過(guò)LIN總線(xiàn)相連接。變速箱通過(guò)使用2軸或3軸角度/線(xiàn)性傳感器，能夠滿(mǎn)足不同的變速箱位置要求并節省成本，具體的傳感器選擇則要根據汽車(chē)變速箱的功能和設計需求來(lái)決定。被動(dòng)安全裝置包括座椅承重的檢測、安全帶打開(kāi)/扣住的監測、座椅位置調節的檢測(保證氣囊系統的有效保護)等等，這些控制的細節對汽車(chē)傳感器的需求也十分可觀(guān)。
加速度、振動(dòng)、速度傳感器是汽車(chē)運動(dòng)測量中的三種主要傳感器，一直保持穩定而強勁的增長(cháng)勢頭。目前，世界生產(chǎn)這三種傳感器的大型企業(yè)有30多家，其中前5名公司占據了31.3%的市場(chǎng)份額。例如Endevco占13.6%，Wilcoxa Research占9.1%，摩托羅拉占4.2%，IMI占3.0%，Analog Devices占1.4%。
西方發(fā)達國家排放法規對尾氣排放量日益嚴格的要求，推動(dòng)了汽車(chē)用氧傳感器的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。目前，已實(shí)用的汽車(chē)氧傳感器有氧化鍺氧傳感器、二氧化鈦氧傳感器等幾種。
值得一提的是，微型化傳感器利用微機械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號調理器、數據處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時(shí)測出壓力和溫度，便可通過(guò)芯片內運算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計、用于防撞的硅加速度計等。
在汽車(chē)輪胎內嵌入微型壓力傳感器可以保持適當充氣，避免充氣過(guò)量或不足，從而可節約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時(shí)檢測2個(gè)或2個(gè)以上的特性參數。
智能傳感器配有專(zhuān)用計算機，它的迅速發(fā)展將汽車(chē)的安全性能提高到一個(gè)前所未有的高度。隨著(zhù)微電子技術(shù)和微機械加工技術(shù)的發(fā)展，傳感器正朝著(zhù)微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。
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傳感器在汽車(chē)中的應用圖解
中國車(chē)用傳感器發(fā)展技術(shù)甚憂(yōu)
Strategy Analytics預測，從2004年到2009年，全球車(chē)用傳感器將呈現9%左右的成長(cháng)率。
中國市場(chǎng)更是車(chē)用傳感器發(fā)展的沃土。近幾年來(lái)，中國傳感器的市場(chǎng)一直持續增長(cháng)。計世資訊(CCW Research)最新調查數據顯示，2007年～2010年期間中國汽車(chē)傳感器市場(chǎng)銷(xiāo)售額的年度復合增長(cháng)率將超過(guò)35%。預計2009年中國市場(chǎng)銷(xiāo)售額將接近10.5億美元，其同比增長(cháng)率為40.5%；預計中國2010年市場(chǎng)銷(xiāo)售額將超過(guò)13.2億美元，其同比增長(cháng)率為35.2%。
中國已經(jīng)躍居世界第二大汽車(chē)市場(chǎng)，據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )公布的數據顯示，早在2007年，中國汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量已經(jīng)雙雙超過(guò)880萬(wàn)輛，同比增長(cháng)高達22.02%，成為僅次于美國的第二大汽車(chē)消費國。
2008年，中國汽車(chē)傳感器市場(chǎng)規模達57億美元，預計2010年中國汽車(chē)傳感器市場(chǎng)將達百億元，2015年可達1500萬(wàn)輛。汽車(chē)電子的趨勢是ECU越來(lái)越集中，傳感器越來(lái)越多。中國電噴系統應用傳感器占系統的70%以上，ABS（防死鎖剎車(chē)系統）傳感器的成本為50元左右，國內產(chǎn)量為100萬(wàn)套，產(chǎn)值為5000萬(wàn)元；安全氣囊的傳感器占系統成本的70%以上，安全氣囊的傳感器售價(jià)為2000元左右，需求量為100萬(wàn)套/年，則傳感器的產(chǎn)值可達20億元。
業(yè)內專(zhuān)家由此看好汽車(chē)傳感器在中國的發(fā)展前景。他們認為，汽車(chē)數量的增加以及每輛汽車(chē)上所采用傳感器的增多，決定了中國汽車(chē)傳感器市場(chǎng)容量必將不斷增大，中國傳感器市場(chǎng)正進(jìn)入蓬勃發(fā)展期。
然而，和國外傳感器產(chǎn)業(yè)相比，中國汽車(chē)傳感器尚未形成獨立的產(chǎn)業(yè)。自20世紀80年代以來(lái)，中國汽車(chē)行業(yè)引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)及與之相配套的傳感器生產(chǎn)技術(shù)，基本滿(mǎn)足了國內小批量、低水平車(chē)型的配套需求。中國汽車(chē)行業(yè)自行配套的傳感器只是一些低檔的產(chǎn)品。車(chē)傳感器對整車(chē)廠(chǎng)而言，是二級配套產(chǎn)品，必須以系統形式進(jìn)入整車(chē)廠(chǎng)配套。當中國發(fā)動(dòng)機電子控制系統由國外進(jìn)口時(shí)，其相應配套的傳感器也同時(shí)進(jìn)口到中國。
可見(jiàn)，中國汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)整體水平較低，多種傳感器尤其是高水平汽車(chē)傳感器仍舊依賴(lài)進(jìn)口。傳感器市場(chǎng)被西門(mén)子、博世、霍尼韋爾等國際零部件巨頭占據大半江山，而國內汽車(chē)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。
業(yè)內人士認為，中國傳感器企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)規模目前并未達到汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高新技術(shù)的要求，每年要進(jìn)口50萬(wàn)套以上的高性能汽車(chē)傳感器。中國的汽車(chē)傳感器產(chǎn)品與國外同類(lèi)產(chǎn)品相比，水平相差10多年。比如，中國企業(yè)生產(chǎn)的曲軸位置、車(chē)速傳感器有不少采用電磁式或霍爾式傳感方式，存在著(zhù)準確度低、分解能力差、信號精度不高、抗干擾性弱等問(wèn)題，而國外同類(lèi)產(chǎn)品早已采用光電式，有效避免了上述弊端。
另外，汽車(chē)傳感器微型化、多功能化、集成化和智能化的發(fā)展趨勢對采用新工藝和開(kāi)發(fā)新材料提出了更高要求。磁敏、氣敏、力敏、熱敏、光電、激光等多種傳感器應運而生，傳感器的材料也從金屬發(fā)展成為半導體、陶瓷、光學(xué)纖維等材料。在這些方面，中國企業(yè)與外資企業(yè)的差距巨大。
目前，汽車(chē)技術(shù)升級換代，國內外企業(yè)都將車(chē)用傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的高技術(shù)。微型化、智能化、非接觸測量和MEAS傳感技術(shù)，將逐步取代傳統的機械式、應變片式、滑動(dòng)電位器等傳感技術(shù)，汽車(chē)傳感器在安全、節能、環(huán)保以及智能化方面將取得重大突破。而各大傳感器廠(chǎng)商在性能上的比拼，將提升汽車(chē)傳感器的技術(shù)含量，降低生產(chǎn)成本，并推動(dòng)新的技術(shù)革命，促進(jìn)汽車(chē)傳感器工業(yè)的發(fā)展。
