汽車(chē)傳感器技術(shù)

全球傳感器市場(chǎng)正呈現出快速增長(cháng)態(tài)勢。資訊公司INTECHNO CONSULTING的市場(chǎng)報告顯示，2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場(chǎng)可達600億美元以上。東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(cháng)最快的地區，而美國、德國、日本依然是傳感器市場(chǎng)分布最大的國家。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(cháng)最快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng)。

“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。

傳感器在汽車(chē)中的應用圖解