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    汽车传感器发展综述
    2015-12-06 11:21
    汽车传感器是汽车电子技巧范畴研究的核心内容之一,本文简单介绍了国内汽车传感器的应用成长情况,重要介绍了汽车上几种重要的传感器,并对成长趋势进行了瞻望。

    一、汽车传感器市场范围大年夜

    市场研究数据显示,2002年全球汽车传感器的市场范围为70.1亿美元,估计2005年将达到85.2亿美元,年平均增长率为6.7%;全球2002年汽车传感器的市场需求量为10.38亿只,估计2005年将达到12.83亿只,年平均增长率为7.3%。我国的汽车工业成长加快。估计2010年将达600万辆的临盆才能,若每辆车用10只传感器,将需6000万套传感器及其配套变送器和仪表。


    我国现有汽车2000万辆,并且每年以5%以上的速度递增,然则今朝“电喷”汽车还只占10%阁下,国度规定停止“化油器”汽车的临盆,新出厂的汽车请求全部安装“电喷”体系。上海结合汽车电子如今年产120万套“电喷”体系传感器,约4000~6000元/套,个中,汽车传感器占60%以上的产值。国内电喷体系应用传感器占体系的70%以上,ABS传感器的成本为50元阁下,国内产量为100万套,产值为5000万元;安然气囊的传感器占体系成本的70%以上,安然气囊的传感器售价为2000元阁下,需求量为100万套/年,则传感器的产值可达20亿元。

    二、汽车传感器举足轻重

    汽车传感器作为汽车电子控制体系的信息源,是汽车电子控制体系的关键部件,也是汽车电子技巧范畴研究的核心内容之一。汽车传感器对温度、压力、地位、转速、加快度和振动等各类信息进行及时、精确的测量和控制。衡量现代高等轿车控制体系程度的关键就在于其传感器的数量和程度。当前,一辆国内通俗家用轿车上大年夜约安装了近百个传感器,而豪华轿车上的传感器数量多达200只。

    近年来大年夜半导体集成电路技巧成长而来的微电子机械体系(MEMS)技巧日渐成熟,应用这一技巧可以制造各类能敏感和检测力学量、村校量、热学量、化学量和生物量的微型传感器,这些传感器的体积和能耗小,可实现很多全新的功能,便于大年夜批量和高精度临盆,单件成本低,易构成大年夜范围和多功能阵列,异常合适在汽车上应用。

    微型传感器的大年夜范围应用将不仅限于发念头燃烧控制和安然气囊,在将来5~7年内,包含发念头运行治理、废气与空气质量控制、ABS、车辆动力的┞菲握、自适应导航、车辆行驶安 全体系在内的应用,将为MEMS技巧供给广阔的市场。

    三、国内汽车传感器临盆程度低

    自20世纪80年代以来,国内汽车仪表行业引进国外的先特技巧及与之相配套的传感器临盆技巧,根本知足了国内小批量、低程度车型的配套需求。因为起步较晚,还没有形成系列化、配套化,尚未形成自力的家当,仍然依附于汽车仪表企业。

    浩瀚轿车、轻型车及部分载货车中采取新的电子产品,须要大年夜批量、高程度的汽车传感器,但国内现有最高程度的汽车传感器产品比国外同类产品落后10多年,每年要进口50万套以上的高机能汽车传感器。

    伴跟着国内汽车产量的敏捷增长,往后几年国内汽车工业对传感器及其配套变速器和仪表的需求亦将大年夜大年夜增长,实现汽车传感器国产化势在必行。为适应这一形势,应重点开辟新型压力、温度、流量、位移等传感器,尽快为汽车工业解决电喷体系、空调排污体系和主动驾驶体系所需的传感器是十分急切的义务。汽车传感器半数车厂而言,是二级配套产品,必须以体系情势进入整车厂配套。一级体系配套商的实力关系到主机厂的品牌,所以必须建立体系平台,以体系带动传感器的成长。

    四、汽车上的重要传感器


    这里介绍汽车传感器的核心——发念头控制传感器和几种传感器新产品。

    多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上的特点参数或者化学参数,大年夜而削减汽车传感器的数量,进步体系的靠得住性。
    1 发念头控制传感器

    发念头治理体系(简称EMS)其采取各类传感器,是全部汽车传感器的核心,种类很多,包含温度传感器、压力传感器、地位和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些传感器将发念头吸入空气量、冷却水温度、发念头转速与加减速等状况转换成电旌旗灯号送入控制器,控制器将这些信息与储存信息比较、精确计算后输出控制旌旗灯号。EMS不仅可以精确控制燃油供给量,以代替传统的化油器,并且可以控制焚烧提前角和怠速空气流量等,极大年夜地进步了发念头的机能。

    经由过程喷油憾ベ烧的精确控制,可以降低污染物排放50%;如不雅采取氧传感器和三元催化转化器,在λ=1的一个狭小范围内可以降低排放达90%以上。在怠速调节范围内,因为采取了怠速调节器,怠速转速降低约l00r/min到150r/min,使油耗降低3%~4%。如不雅采取爆震控制,在满负荷范围内可进步发念头功率3%~5%,并可适应不合品德的燃油。

    2 胎压监测传感器

    胎压监测体系是在每一个轮框内安装微型压力传感器来测量轮胎的气压,并经由过程无线发射器将信息传到驾驶前方的监督器上。轮胎压力太低时,体系会主动发出戒备,提示驾驶员及时处理。如许不只可以确保汽车袈内行驶中的安然,还能保护胎面,延长轮胎应用寿命并达到省油的目标。

    上海世申信息技巧有限义务公司推出的“灵泰”轮胎智能监测体系的特点在于每个轮胎上均装有车压传感器及无线发射体系,它们可以或许精确地测量轮胎的气压和温度并将这些信息经由过程无线旌旗灯号传输到安装在车内的接收器上。该体系让您领略轮胎智能监测的卓越品德。本体系的微机电胎压压力传感器采取压电道理,并在传感器的┞菲握上采取加密技巧,大年夜而也可进步汽车的安然附加值。

    根据美国汽车工程师学会统计,美国每年约有26万起交通变乱是因为轮胎气压偏低或漏气造成的;而每年75%的轮胎故障是因为轮胎漏气或充气不足所引起的。因为上述的原因,美国立律例定新车必须安装轮胎压力监测体系。

    3 一氧化碳传感器

    车内空气污染对有车族的健康构成了新的威逼,这种威逼重要来自一氧化碳。跟着有车族数量的快速增长,车内的空气质量开端受到存眷。为此,深圳戴维莱传感技巧有限公司开辟出Prr-2一氧化碳传感器,专门用于包管车内空气质量安然。该传感器具有灵敏度高、抗干扰性强、功耗低(5mW)等特点,同时应用简单、应用寿命长,可以及时地监测车内空气质量。Pr-2一氧化碳传感器分为车内空调表里轮回的主动切换体系和轿车用、客车用一氧化碳报警器。

    4 NOx净化的传感器

    今朝全球对于氮氧化物(NOx)、粒子状物质(PM)等柴油车尾气的限制越来越严格。在日本国内,继2003年的新短期尾气排放限制标准之后,预定于2005年推出新经久尾气排放限制标准。要想应对这种限制,只改进柴油引擎的燃烧方法显然不敷,是以后处理技巧越来越受看重。选择还原催化剂(SCR)法是NOx净化技巧之一,可以选择性地将尾气中的NOx吸附于催化剂,经由过程向催化剂喷射尿素,以还原反竽暌功将NOx分化成氮和水并排放。三井金属矿业开辟的就是尿素SCR中须要的传感器,可检测SCR所需的尿素水的剂量是否合适。这种传感器对于还原剂应用尿素水的氮氧化物(NOx)净化妆置必弗成少。

    5 车辆防盗倾斜传感器
    富士通公司在2003年于日本横滨举办的“人与车科技展2003”上展出了车辆防盗用倾斜传感器。该传感器采取2轴加快度传感器,可及时发明偷盗时车辆被托起而导致的车辆倾斜,并发出戒备。此加快度传感器由该公擅自立开辟,为静电容量式。英国保险协会2003年4月决定向安装防盗倾斜传感器的车辆供给优惠保险。类似的促销晃荡往后也将在车辆被盗案剧增的日本展开,估计倾斜传感器的市场需求将日趋旺盛。

    6 汽车油压传感器沃森传感器

    新型厚膜压阻式无触点汽车油压传感器,采取厚膜力敏技巧(TFST)和外面微组装技巧(SMT)制造,监测发念头润滑油压力,可实现机油低压力报警。已经由过程台架实验、型式实验和60000次经久性实验,可直接替代现有双金属片滑线式YG2221G油压传感器。同现有滑线式油压传感器比拟,具有精度高、无机械部件触点、靠得住性高、寿命长、耐腐化、能同数字化仪表匹配、成本低,机能价格比高等特点。已获专利,拥有自立常识产权。

    五、汽车传感器的成长趋势


    微型传感器应用微机械加工技巧,将微米级的敏感元件、旌旗灯号处理器、数据处理装配封装在一块芯片上,因为具有体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以明显进步体系测试精度。当前,该技巧慢慢成熟,可以制造检测力学量、村校量、热学量等各类微型传感器。

    很多传感器厂家为了加强产品的竞争力,采取与国外同业业进行合伙经营的方法,消化接收国外先辈的传感器技巧,使产品进级换代,大年夜而慢慢成长强大年夜,有的已成为几大年夜“电喷”体系厂家的下流供给商。但绝大年夜多半企业还只是配套临盆其它车用传感器,处于利润少、产品单一、产品德量和技巧程度低下的状况。

    跟着电子技巧的成长和汽车电子控制体系应用的日益广泛,汽车传感器市场需求将保持高速增长,微型化、多功能化、集成化和智能化的传感器将慢慢代替传统的传感器,成为汽车传感器的主流。
    智能传感器是一种带微型计算机兼有检测、断定、信息处理等功能的传感器。与传统传感器比拟,他具有很独特点。例如,他可以肯定传感器工作状况,对测量材料进行修改,以便削减情况身分如温度引起的误差;用软件解决硬件难以解决的问题;完成材料计算与处理工作等等。世界列都城在车用传感器硬件的基本上,尽力用软件来解决汽车电气干扰大年夜、情况差(温度高、温度梯度大年夜、污染厉害等)等问题造成的对汽车参数测量的影响。并且智能式传感器精度高、量程覆盖范围大年夜、输出旌旗灯号大年夜、信噪比高、抗干扰机能好,有的还带有自检功能。不少汽车大年夜公司在该方面进行研制与开辟,并取得了成就并加以应用。

    其技巧的成长偏向是开展基本研究,发明新现象,采取新道理,开辟新材料,采取新工艺;扩大年夜传感器的功能与应用范围。开辟新材料是成长汽车传感器技巧的一个重要偏向。因为材料科学的进步,在制造各类材料时,人们可以随便率性控制其成分,大年夜而可以设计与制造出各类用于传感器的功能材料,例如控制半导体氧化物的成分,可以制造出各类气体传感器;光导纤维用于传感器是传感器功能材料的一个重大年夜发明;有机材料作为功能材料,正引起国表里汽车电子化专家的极大年夜存眷。
    (end)
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