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主动式传感器在汽车中的应用将越来越广

--主动式传感器在汽车中的应用将越来越广

供稿:工控网 2009/12/8 10:21:00

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  • 关键词: 主动式传感器 汽车 应用
  • 摘要:汽车性能的提升以及汽车市场的蓬勃发展,推动了汽车传感器的快速增长。被动式传感器在某些应用上已难以满足高精度要求,主动式传感器应用将越来越广。

     汽车性能的提升以及汽车市场的蓬勃发展,推动了汽车传感器的快速增长。被动式传感器在某些应用上已难以满足高精度要求,主动式传感器应用将越来越广。

    随着汽车性能的提升以及中国汽车市场的快速增长,汽车中所用的传感器越来越多,中国汽车传感器市场进入快速增长期。数据显示,2007年~2012年中国汽车传感器销售额复合增长率将达到22.37%。汽车性能的提升,对传感器的性能也提出了更高的要求,被动式传感器在某些应用上已难以满足高精度要求,主动式传感器应用将越来越广。此外,对于一些有共性或者信号来源可以共用的传感器,高度整合将成为趋势。

    需求拉动传感器大幅增长

    随着汽车性能的不断提升以及国家对汽车各项标准要求的不断提高,每辆汽车所需的传感器越来越多。此外,中国已经跃居世界第二大汽车市场,据中国汽车工业协会公布的数据显示,2007年我国汽车产销量双双超过880万辆,同比增长高达 22.02%,成为仅次于美国的第二大汽车消费国,预计2015年可达1500万辆。

    “汽车数量的增加以及每辆汽车上所采用的传感器增多,决定了中国汽车传感器市场容量必将不断增大,中国传感器市场正进入蓬勃发展期。”英飞凌汽车、工业和多元化电子市场事业部高级市场工程师沈顺伟非常看好汽车传感器的市场前景。

    iSuppli数据显示,2007年中国汽车传感器市场销售额达到1.2亿美元,同比增长11.85%,2007年~2012年汽车传感器销售额复合增长率将达到22.37%。NXP汽车电子大中华区高级市场经理张建臣也向《中国电子报》记者表示:“中国传感器市场未来几年将延续过去几年的高增长率,到2010年销售额可能会突破100亿元。”

    主动式传感器应用渐广

    绿色环保、安全是汽车未来的发展方向,为了让汽车更加环保安全,国家也出台了一系列的政策法规。根据环境保护部的要求,2008年7月1日起,全面停止仅达到国Ⅱ排放标准的轻型车的销售和注册登记,新车全部过渡到国Ⅲ标准。另外, 2008年3月1日,北京率先在全国执行机动车国IV排放标准。为了提高汽车行驶的安全性,ABS(防抱死刹车系统)已经成为汽车标配,另外,今年年底由全国汽车标准化技术委员会制定的TPMS(轮胎压力监测系统)标准有望出台。

    汽车排放、安全等要求的不断提高,被动式传感器在某些应用上已不能满足高精度的要求。例如随着汽车尾气排放的国Ⅲ和国IV标准的实施,针对曲轴和凸轮轴的被动式传感器已不能满足精确控制的要求,这就需要用新型的霍尔传感器或巨磁阻传感器来代替。“主动式传感器将逐步取代被动式传感器。”沈顺伟告诉《中国电子报》记者。据介绍,英飞凌今年重点推出数字化处理能力的霍尔传感器和巨磁阻 (GMR)传感器。相对于模拟输出的霍尔传感器,数字输出的传感器具有更高的精度和温度补偿能力,输出的信号也更容易处理。巨磁阻传感器具有灵敏度高,响应速度快,结构设计小巧简单等优点,可做到7mm的空气间隙。

    “主动式传感器更精确、更及时、更智能,因而主动式传感器应用会越来越广。例如,倒车雷达和TPMS里采用主动的超声波传感器和RFID(射频识别技术)传感器。”水清木华汽车电子分析师曾小丰也如此表示。

    传感器整合包含两个方面

    汽车传感器数量越来越多,这样对整车布置以及相应的成本提高带来很大的挑战。“对于一些有共性或者信号来源可以共用的传感器,高度整合将成为趋势。”TRW汽车研发有限公司电子工程部中国区总工程师邢勋告诉《中国电子报》记者。整合包含两个方面,其一是传感器之间的整合,使得输出信号用于不同的ECU(电子控制单元)进行处理;其二是传感器和ECU的整合。

    据悉,TRW正在研制一些高集成度的ECU来满足整车厂布置和成本的要求。英飞凌也表示今年将重点开发高集成度的传感器芯片,针对TPMS,英飞凌开发了高集成度芯片SP35,它集成了压力传感器、加速度传感器、温度传感器、电源电压传感器,还集成了单片机、存储单元、低频接收单元、射频发射单元和一些必需的外设,真正实现了轮胎模块的单芯片解决方案。

    “传感器将越来越多地集合成为一个完整的系统,Park-4-U就是一个例子。”法雷奥汽车内部控制(深圳)有限公司相关负责人也如此表示。据悉,Park-4-U可以自动操控汽车使其在十几秒钟的时间内停入车位,驾驶员可以完全让手离开方向盘,这样可把注意力集中到路况,并掌控刹车和油门。

    精彩观点

    英飞凌汽车、工业和多元化电子市场事业部高级市场工程师沈顺伟:关注动力系统和安全应用传感器。

    车用传感器都应该有实时性、高可靠性和可重复性的特点,并且能耐高、低温及能在复杂的环境中应用。当然,由于人们对不同系统的要求侧重于不同方面,所以对传感器的要求也不同。

    对于动力系统来说,最重要的指标是在增加输出功率的同时减少排放,所以要求发动机能改善油气混合比例及更加精确的控制点火时间,为此传感器必须要有高精确度的特点。安全系统的特点决定了传感器要能对瞬时变化有反应,并且要求传感器具有很高的准确性,即传感器能准确地反映出车辆所处的环境。

    底盘系统的传感器往往要连很长的线,所以要求传感器的引脚数尽量少。相对来说,车身系统对传感器的要求要低些,但因为某些应用要求处理很复杂的信息(如夜视系统),所以除了要有较高的精确度外,还要有很强的数据处理能力。

    英飞凌可为各类客户提供先进的传感器,包括各类霍尔传感器、具有高精度和高灵敏度的巨磁阻传感器、压力传感器和雷达芯片等。针对中国市场,我们比较注重的是动力系统和安全应用这两个市场。

    在过去的几年中,英飞凌的传感器产品销售额和市场份额都实现了持续增长,其中销售额平均每年增长幅度约为40%。随着国内主动式传感器市场的快速发展,今后几年中英飞凌的传感器产品将取得更好的成绩。

    随着应用领域的不断增多,传感器产品也将更加多样化,并采用更多新的技术。对传感器本身来说,最主要的趋势是传感器的精度将不断提高,供电电压和功耗将降低。另外,由于对可靠性要求的不断提高,传感器将集成自检测功能并增加备用传感器以随时监测传感器的工作状况,并在主传感器工作异常时用备用传感器进行替代。此外,由于传感器感应信息量的增多和精度的提高,传感器所需传递的信息量将增多,所以需要开发新的传输协议来满足这种要求。

    作为芯片生产企业,英飞凌主要关注与下游企业的合作。在技术方面,英飞凌上海的工程师队伍将给客户提供一系列的支持,包括全面的产品和技术培训,在开发前期协助客户设计方案,在开发过程中及时解决客户遇到的问题,协助客户升级旧的产品方案等。此外,在商业方面我们将通过协助客户优化产品和生产方案等手段来帮助客户控制成本,英飞凌将运用自身的资源(如全国性的专题研讨会,整车厂的客户日等)协助客户推广他们的产品。我们还可以为一些大客户专门设计和生产他们的专有芯片以帮助他们取得竞争优势。

    TRW汽车研发有限公司电子工程部中国区总工程师邢勋:携手整车 围绕安全推出传感器

    随着汽车电子需求不断增加以及安全性要求的提高,车身电子成为将整车各个系统连接成一个整体的关键系统。其中,传感器作为车身电子系统各类信号的输入源,为车内各类ECU(电子控制单元)提供了整车的工作情况以及车身周边环境的信息。

    中国汽车传感器市场是一个逐渐成熟和增长的市场。在未来的几年内,整车传感器的应用和技术要求会因为以下的几个原因而不断提高:第一,电子行业新技术的出现衍生到汽车电子产品进行应用;第二,整车各系统之间的明显界限逐步模糊,通过整车网络和电子控制使得整合程度提高;第三,最终客户以及市场逐步走向成熟,对安全等功能的需求不断提高;第四,整车厂技术和质量水平逐步提升,他们努力摆脱纯低成本制造的模式;第五,政府相关安全法规不断完善和出台。

    TRW是一家生产主动安全和被动安全产品的汽车零部件供应商。所有的传感器都是围绕着安全的理念,为了提高驾乘人员安全性而开发研究。为了能更好地适应未来的趋势,给整车厂和最终客户提供服务,TRW在2007年将原来分散于制动系统、转向系统和乘员安全系统三条产品线内的电子研发人员独立出来,在全球架构范围内成立了电子产品研发部门,其中传感器研<

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