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世界车用传感器发展趋势

资料显示,一辆普通家用轿车上大约安装几十只传感器,豪华轿车上的传感器数量可多达200余只。据市场研究机构Strategy Analytics预计,到2012年汽车传感器销售额达158亿美元。

车用传感器大致分为3类:动力系统、安全管理系统和车身舒适系统传感器。其中动力系统传感器市场所占比例最大,体现了汽车传感器的最先进技术。例如,油门踏板位置传感器的角度误差必须在0.4%以内;节气门位置传感器需要极高的可靠性,并要能够在-50度到150度工作。

在动力系统中,有源传感器引领发展趋势。凸轮和曲轴传感器因为与汽车的“心脏”发动机密切相关,成为动力系统的关键。而有源的凸轮传感器和曲轴传感器能够为动力系统提供更多的保护,因此将引领未来发展趋势。预计在2009年,将有5820万个有源曲轴传感器投入使用,而无源传感器则将减少到2150万个。

在安全管理系统中,压力传感器实现侧气囊控制。汽车安全管理系统也是广泛使用传感器的领域。汽车侧边气囊的控制有加速度传感器和压力传感器两种方案。权威数据表明,与加速度传感器相比,压力传感器在检测侧边撞击的速度方面,比加速度传感器快了将近3倍,而误动作的概率则更小。

在车身舒适系统中,车门、变速箱、被动安全让汽车更智能。车门模块中,车门把手、车窗控制上使用了直流马达位置传感器,采用分布式门模块架构,并通过LIN总线相连接。变速箱通过使用2轴或3轴角度/线性传感器,能够满足不同的变速箱位置要求并节省成本,具体的传感器选择则要根据汽车变速箱的功能和设计需求来决定。被动安全装置包括座椅承重的检测、安全带打开/扣住的监测、座椅位置调节的检测(保证气囊系统的有效保护)等等,这些控制的细节对汽车传感器的需求也十分可观。

加速度、振动、速度传感器是汽车运动测量中的三种主要传感器,一直保持稳定而强劲的增长势头。目前,世界生产这三种传感器的大型企业有30多家,其中前5名公司占据了31.3%的市场份额。例如Endevco占13.6%,Wilcoxa Research占9.1%,摩托罗拉占4.2%,IMI占3.0%,Analog Devices占1.4%。

西方发达国家排放法规对尾气排放量日益严格的要求,推动了汽车用氧传感器的开发与生产。目前,已实用的汽车氧传感器有氧化锗氧传感器、二氧化钛氧传感器等几种。

值得一提的是,微型化传感器称重传感器利用微机械加工技术将微米级的敏感元件、信号调理器、数据处理装置集成封装在一块芯片上。由于其体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以提高系统测试精度,例如把微型压力传感器和微型温度传感器集成在一起,同时测出压力和温度,便可通过芯片内运算消去压力测量中的温度影响。目前已有不少微型传感器面世,如压力传感器、加速度计、用于防撞的硅加速度计等。

在汽车轮胎内嵌入微型压力传感器可以保持适当充气,避免充气过量或不足,从而可节约燃油10%。多功能化的特性使得传感器能够同时检测2个或2个以上的特性参数。

智能传感器配有专用计算机,它的迅速发展将汽车的安全性能提高到一个前所未有的高度。随着微电子技术和微机械加工技术的发展,传感器正朝着微型化、多功能化、智能化方向发展。

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