車用傳感器的開發(fā)趨勢及預(yù)測
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“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(dá)，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(rèn)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。傳感器發(fā)展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。
世界車用傳感器的開發(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(dá)200余只。預(yù)計，到2012年汽車傳感器銷售額達(dá)158億美元。
車用傳感器大致分為三類：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(jìn)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。
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(dá)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。變速箱通過使用二軸或三軸角度/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(xì)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(dá)國家排放法規(guī)對尾氣排放量日益嚴(yán)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。
中國車載傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
汽車傳感器是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一，本文簡單介紹了國內(nèi)汽車傳感器的應(yīng)用發(fā)展情況，以及汽車上幾種主要的傳感器，并對發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
● 汽車傳感器市場規(guī)模大
市場研究數(shù)據(jù)顯示，2002年全球汽車傳感器的市場規(guī)模為70.1億美元，全球2002年汽車傳感器的市場需求量為10.38億只，我國的汽車工業(yè)發(fā)展加快，估計2010年將達(dá)1500萬輛的生產(chǎn)能力，若每輛車用10只傳感器，將需15000萬套傳感器及其配套變送器和儀表。
我國現(xiàn)有汽車2000萬輛，并且每年以5%以上的速度遞增，但是目前“電噴”汽車還只占10%左右，國家規(guī)定停止“化油器”汽車的生產(chǎn)，新出廠的汽車要求全部安裝“電噴”系統(tǒng)。上海聯(lián)合汽車電子現(xiàn)在年產(chǎn)120萬套“電噴”系統(tǒng)傳感器，約4000～6000元/套，其中，汽車傳感器占60%以上的產(chǎn)值。國內(nèi)電噴系統(tǒng)應(yīng)用傳感器占系統(tǒng)的70%以上，ABS傳感器的成本為50元左右，國內(nèi)產(chǎn)量為100萬套，產(chǎn)值為5000萬元；安全氣囊的傳感器占系統(tǒng)成本的70%以上，安全氣囊的傳感器售價為2000元左右，需求量為100萬套/年，則傳感器的產(chǎn)值可達(dá)20億元。
● 汽車傳感器舉足輕重
汽車傳感器作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。汽車傳感器對溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度和振動等各種信息進(jìn)行實時、準(zhǔn)確的測量和控制。衡量現(xiàn)代高級轎車控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于其傳感器的數(shù)量和水平。當(dāng)前，一輛國內(nèi)普通家用轎車上大約安裝了近百個傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量多達(dá)200只。
近年來從半導(dǎo)體集成電路技術(shù)發(fā)展而來的微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)日漸成熟，利用這一技術(shù)可以制作各種能敏感和檢測力學(xué)量、磁學(xué)量、熱學(xué)量、化學(xué)量和生物量的微型傳感器，這些傳感器的體積和能耗小，可實現(xiàn)許多全新的功能，便于大批量和高精度生產(chǎn)，單件成本低，易構(gòu)成大規(guī)模和多功能陣列，非常適合在汽車上應(yīng)用。
微型傳感器的大規(guī)模應(yīng)用將不僅限于發(fā)動機燃燒控制和安全氣囊，在未來5～7年內(nèi)，包括發(fā)動機運行管理、廢氣與空氣質(zhì)量控制、ABS、車輛動力的控制、自適應(yīng)導(dǎo)航、車輛行駛安全系統(tǒng)在內(nèi)的應(yīng)用，將為MEMS技術(shù)提供廣闊的市場。
● 國內(nèi)汽車傳感器生產(chǎn)水平低
自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)汽車儀表行業(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)，基本滿足了國內(nèi)小批量、低水平車型的配套需求。由于起步較晚，還沒有形成系列化、配套化，尚未形成獨立的產(chǎn)業(yè)，仍然依附于汽車儀表企業(yè)。
眾多轎車、輕型車及部分載貨車中采用新的電子產(chǎn)品，需要大批量、高水平的汽車傳感器，但國內(nèi)現(xiàn)有最高水平的汽車傳感器產(chǎn)品比國外同類產(chǎn)品落后10多年，每年要進(jìn)口50萬套以上的高性能汽車傳感器。
許多傳感器廠家為了增強產(chǎn)品的競爭力，采用與國外同行業(yè)進(jìn)行合資經(jīng)營的方式，消化吸收國外先進(jìn)的傳感器技術(shù)，使產(chǎn)品升級換代，從而逐步發(fā)展壯大，有的已成為幾大“電噴”系統(tǒng)廠家的下游供應(yīng)商。但絕大多數(shù)企業(yè)還只是配套生產(chǎn)其它車用傳感器，處于利潤少、產(chǎn)品單一、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平低下的狀況。
伴隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)量的迅速增長，今后幾年國內(nèi)汽車工業(yè)對傳感器及其配套變速器和儀表的需求亦將大大增加，實現(xiàn)汽車傳感器國產(chǎn)化勢在必行。為適應(yīng)這一形勢，應(yīng)重點開發(fā)新型壓力、溫度、流量、位移等傳感器，盡快為汽車工業(yè)解決電噴系統(tǒng)、空調(diào)排污系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)所需的傳感器是十分迫切的任務(wù)。汽車傳感器對整車廠而言，是二級配套產(chǎn)品，必須以系統(tǒng)形式進(jìn)入整車廠配套。一級系統(tǒng)配套商的實力關(guān)系到主機廠的品牌，所以必須建立系統(tǒng)平臺，以系統(tǒng)帶動傳感器的發(fā)展。
中國車載傳感器的發(fā)展趨勢
未來的汽車傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢是微型化、多功能化、集成化和智能化。汽車傳感器和電子系統(tǒng)向著采用MEMS傳感器的方向發(fā)展。
20世紀(jì)末期，設(shè)計技術(shù)、材料技術(shù)， 特別是MEMS 技術(shù) 加速度計相關(guān)文章:加速度計原理
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