汽車感測器市場現狀及發展趨勢分析

前言

汽車感測器作為汽車電子控制系統電子控制系統的重要資訊源，對溫度、壓力、位置、轉速、加速度和振動等各種資訊進行即時、準確的測量和控制。衡量現代高級轎車控制系統水準的關鍵就在於其感測器的數量和水準。當前，一輛中國普通家用轎車上大約安裝了近百個感測器，而豪華轎車上的感測器數量多達200只。未來汽車感測器技術總的發展趨勢是微型化、多功能化和智慧化。
微型感測器利用微機械加工技術，將微米級的敏感元件、信號處理器、資料處理裝置封裝在一塊晶片上，由於具有體積小、價格便宜、便於集成等特點，可以明顯提高系統測試精度。當前，該技術逐步成熟，可以製作檢測力學量、磁學量、熱學量等各種微型感測器。多功能化是指一個感測器能檢測兩個或兩個以上的特徵參數或者化學參數，從而減少汽車感測器的數量，提高系統的可靠性。智慧化是將感測器與大型積體電路相結合，具有智慧作用。
由於汽車感測器在汽車電子控制系統中的重要作用和快速增長的市場需求，世界各國對其理論研究、新材料應用和新產品開發都非常重視。下面介紹一些這方面的新產品。

離子檢測系統

三菱（Mitsubishi電子公司）正在開發一種車用離子檢測系統。這個系統能夠通過檢測離子來監控發動機每個氣缸的燃燒情況。當可燃混合氣持續燃燒時，在燃燒峰面附近就會發生電離現象。把一個帶偏壓的測頭放入氣缸，就可以測出與電離狀況相關的離子流。
這個能反映發動機各種燃燒狀況的資訊控制系統由帶測頭的火花塞、裝有測試附件的點火線圈及一套處理離子流信號的電子模組構成，它可以判別每個缸的點火、燃燒及爆震情況。進一步的功能將是對發動機的混合氣狀況加以監控，即根據離子流所顯示的燃燒情況來控制每個缸的空燃比。
三、快速起動的氧感測器
冷車運轉時的發動機所排放的CO和HC是最多的，這就要求氧感測器儘快起動進入閉環控制狀態。NGK火花塞有限公司研製出一種新型氧感測器，它能在15s內達到閉環控制。通過縮小加熱區和降低阻抗，改進了感測器的加熱裝置。由於採用新材料和新的溫控系統，使加熱器的壽命與現有類型相近，改善了低溫特性。



四、側滑感測器

博世公司開發一種雙向感測器，它是由採用壓電晶體的線性加速度計組合而成。這樣的組合更有利於感測器的設置、信號處理和封裝。這種感測器有兩個經過顯微加工的信號發生器並各自對應著所測加速度方向的基準面，對應於某個基準面的獨立信號就能測出相應的作用力。而很高的品質因數Q值使感測器的封裝可以在常壓下進行。
五、壓電諧振式角速度感測器
三菱電子公司開發的這種感測器為玻璃一矽一玻璃結構，其諧振部分是一個用浸蝕法制成的矽梁。通過外置振盪器激發，其諧振頻率約為4KHz。梁的厚度與矽片相同，它的寬度和長度通過浸蝕加工來決定。矽梁和玻璃支架的連接採用了真空下的陽極焊接工藝，以確保其固有頻率變化很小。
角速度的變化可根據矽梁振動頻率變化引起的梁兩側玻璃支架上金屬電極間的電容變化值測出。感測器電路由電容電壓（C—V）轉換器和同步解調器構成。C—V轉換器是一個轉換電容的比較器（ASIC）。當測量範圍在±200°/s時，非線性為±1%。

六、高壓感測器

Denso公司開發一種浸入式高壓感測器。這些感測器可用來檢測機油、液壓系統、汽油以及空調製冷劑的壓力，如制動器的液壓控制系統、怠速下的空調機壓縮器和動力轉向泵、燃油控制系統、懸架控制系統以及自動變速器中的液壓換擋系統。這些系統的壓力變化在2～20MPa，而感測器可耐壓38MPa。
這種感測器使用一種樹脂膠而不是通常使用的金屬和玻璃來封裝，以形成足夠大的油分子通道，實現了外型和元件間封尺寸的優化設計。包括壓力感應元件和放大電路在內的所有元件都集中在一塊晶片上。

七、直熱式檢測感測器

GM研發中心正在試驗使用一種直熱式檢測系統來抑制後排末成年人座椅（RFIS）處的側量氣囊展開。將乘員席表面的溫度與駕駛員座椅表現溫度加以對比，若兩者不同且與預定值差異較大，則氣囊的展開就會受到抑制。乘員席的溫度由安置在座椅表面的熱敏電阻來測定，可採用直熱式或非直熱式熱敏電阻。


資料來源：

ICC國際元器件中心

http://www.teema.org.tw/industry-information-detail.aspx?infoid=9001

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