汽车传感器市场现状及发展趋势分析

2019-08-15 19:56:35 来源: 朝阳信息港

  一、前言

  汽车传感器作为控制系统电子控制系统的重要信息源,对温度、压力、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时、准确的测量和控制。衡量现代高级轿车控制系统水平的关键就在于其传感器的数量和水平。当前,一辆国内普通家用轿车上大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。未来汽车传感器技术总的发展趋势是微型化、多功能化和智能化。

  微型传感器利用微机械加工技术,将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在一块芯片上,由于具有体积小、价格便宜、便于集成等特点,可以明显提高系统测试精度。当前,该技术逐步成熟,可以制作检测力学量、磁学量、热学量等各种微型传感器。多功能化是指一个传感器能检测两个或两个以上的特征参数或者化学参数,从而减少汽车传感器的数量,提高系统的可靠性。智能化是将传感器与大规模相结合,具有智能作用。

  由于汽车传感器在汽车电子控制系统中的重要作用和快速增长的市场需求,世界各国对其理论研究、新材料应用和新产品开发都非常重视。下面介绍一些这方面的新产品。

  二、离子检测系统

  三菱(Mitsubishi电子公司)正在开发一种车用离子检测系统。这个系统能够通过检测离子来监控发动机每个气缸的燃烧情况。当可燃混合气持续燃烧时,在燃烧峰面附近就会发生电离现象。把一个带偏压的测头放入气缸,就可以测出与电离状况相关的离子流。

  这个能反映发动机各种燃烧状况的信息控制系统由带测头的火花塞、装有测试附件的点火线圈及一套处理离子流信号的电子模块构成,它可以判别每个缸的点火、燃烧及爆震情况。进一步的功能将是对发动机的混合气状况加以监控,即根据离子流所显示的燃烧情况来控制每个缸的空燃比。

  三、快速起动的氧传感器

  冷车运转时的发动机所排放的CO和HC是多的,这就要求氧传感器尽快起动进入闭环控制状态。NGK火花塞有限公司研制出一种新型氧传感器,它能在15s内达到闭环控制。通过缩小加热区和降低阻抗,改进了传感器的加热装置。由于采用新材料和新的温控系统,使加热器的寿命与现有类型相近,改善了低温特性。

  四、侧滑传感器

  博世公司开发一种双向传感器,它是由采用压电晶体的线性加速度计组合而成。这样的组合更有利于传感器的设置、信号处理和封装。这种传感器有两个经过显微加工的信号发生器并各自对应着所测加速度方向的基准面,对应于某个基准面的独立信号就能测出相应的作用力。而很高的品质因数Q值使传感器的封装可以在常压下进行。

  五、压电谐振式角速度传感器

  三菱电子公司开发的这种传感器为玻璃一硅一玻璃结构,其谐振部分是一个用浸蚀法制成的硅梁。通过外置振荡器激发,其谐振频率约为4KHz。梁的厚度与硅片相同,它的宽度和长度通过浸蚀加工来决定。硅梁和玻璃支架的连接采用了真空下的阳极焊接工艺,以确保其固有频率变化很小。

  角速度的变化可根据硅梁振动频率变化引起的梁两侧玻璃支架上金属电极间的电容变化值测出。传感器电路由电容电压(C V)转换器和同步解调器构成。C V转换器是一个转换电容的比较器(ASIC)。当测量范围在 200 /s时,非线性为 1%。

  六、高压传感器

  Denso公司开发一种浸入式高压传感器。这些传感器可用来检测机油、液压系统、汽油以及空调制冷剂的压力,如制动器的液压控制系统、怠速下的空调机压缩器和动力转向泵、燃油控制系统、悬架控制系统以及自动变速器中的液压换挡系统。这些系统的压力变化在2~20MPa,而传感器可耐压 8MPa。

  这种传感器使用一种树脂胶而不是通常使用的金属和玻璃来封装,以形成足够大的油分子通道,实现了外型和元件间封尺寸的优化设计。包括压力感应元件和放大电路在内的所有元件都集中在一块芯片上。

  七、直热式检测传感器

  GM研发中心正在试验使用一种直热式检测系统来抑制后排末成年人座椅(RFIS)处的侧量气囊展开。将乘员席表面的温度与驾驶员座椅表现温度加以对比,若两者不同且与预定值差异较大,则气囊的展开就会受到抑制。乘员席的温度由安置在座椅表面的热敏电阻来测定,可采用直热式或非直热式热敏电阻。

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