汽車傳感器技術(shù)

全球傳感器市場正呈現(xiàn)出快速增長態(tài)勢。資訊公司INTECHNO CONSULTING的市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)，而美國、德國、日本依然是傳感器市場分布最大的國家。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場。

“沒有傳感器技術(shù)就沒有現(xiàn)代汽車”已成為業(yè)內(nèi)共識，這意味著汽車電子化越發(fā)達，自動化程度越高，對傳感器依賴性就越大。對此，業(yè)內(nèi)專家認為，未來新型汽車應(yīng)用系統(tǒng)將催生新的汽車傳感器與之配套。傳感器的最大特點是不斷引入新技術(shù)發(fā)展新功能，未來汽車傳感器技術(shù)總發(fā)展趨勢是微型化、多功能化和智能化。

世界車用傳感器開發(fā)趨勢

資料顯示，一輛普通家用轎車上大約安裝幾十只傳感器，豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達200余只。據(jù)市場研究機構(gòu)Strategy Analytics預(yù)計，到2012年汽車傳感器銷售額達158億美元。

車用傳感器大致分為3類：動力系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)和車身舒適系統(tǒng)傳感器。其中動力系統(tǒng)傳感器市場所占比例最大，體現(xiàn)了汽車傳感器的最先進技術(shù)。例如，油門踏板位置傳感器的角度誤差必須在0.4%以內(nèi);節(jié)氣門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。

在動力系統(tǒng)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的“心臟”發(fā)動機密切相關(guān)，成為動力系統(tǒng)的關(guān)鍵。而有源的凸輪傳感器和曲軸傳感器能夠為動力系統(tǒng)提供更多的保護，因此將引領(lǐng)未來發(fā)展趨勢。預(yù)計在2009年，將有5820萬個有源曲軸傳感器投入使用，而無源傳感器則將減少到2150萬個。

在安全管理系統(tǒng)中，壓力傳感器實現(xiàn)側(cè)氣囊控制。汽車安全管理系統(tǒng)也是廣泛使用傳感器的領(lǐng)域。汽車側(cè)邊氣囊的控制有加速度傳感器和壓力傳感器兩種方案。權(quán)威數(shù)據(jù)表明，與加速度傳感器相比，壓力傳感器在檢測側(cè)邊撞擊的速度方面，比加速度傳感器快了將近3倍，而誤動作的概率則更小。

在車身舒適系統(tǒng)中，車門、變速箱、被動安全讓汽車更智能。車門模塊中，車門把手、車窗控制上使用了直流馬達位置傳感器，采用分布式門模塊架構(gòu)，并通過LIN總線相連接。變速箱通過使用2軸或3軸角度/線性傳感器，能夠滿足不同的變速箱位置要求并節(jié)省成本，具體的傳感器選擇則要根據(jù)汽車變速箱的功能和設(shè)計需求來決定。被動安全裝置包括座椅承重的檢測、安全帶打開/扣住的監(jiān)測、座椅位置調(diào)節(jié)的檢測(保證氣囊系統(tǒng)的有效保護)等等，這些控制的細節(jié)對汽車傳感器的需求也十分可觀。

加速度、振動、速度傳感器是汽車運動測量中的三種主要傳感器，一直保持穩(wěn)定而強勁的增長勢頭。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(jù)了31.3%的市場份額。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(guī)對尾氣排放量日益嚴格的要求，推動了汽車用氧傳感器的開發(fā)與生產(chǎn)。目前，已實用的汽車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(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價格便宜、便于集成等特點，可以提高系統(tǒng)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，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)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。

在汽車輪胎內(nèi)嵌入微型壓力傳感器可以保持適當(dāng)充氣，避免充氣過量或不足，從而可節(jié)約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數(shù)。

智能傳感器配有專用計算機，它的迅速發(fā)展將汽車的安全性能提高到一個前所未有的高度。隨著微電子技術(shù)和微機械加工技術(shù)的發(fā)展，傳感器正朝著微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。

傳感器在汽車中的應(yīng)用圖解