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车用传感器这块大蛋糕,中国已无望?

2019-08-23 11:04
来源: 与非网

根据公安部交管局公布的上半年全国机动车数据显示,截至2019年6月,我国机动车保有量为3.4亿辆,其中汽车保有量为2.5亿辆,私家车为1.98亿辆。

没有传感器技术就没有现代汽车,这意味着汽车电子化越发达、自动化程度越高,对传感器依赖性就越大,一辆普通的汽车上就需配备几十个传感器,高档车的传感器更不下百个,配置越强大,功能越丰富,传感器就越多,以最基础的配置为例,一台车需配备40个传感器,结合上述公安部交管局的统计数据,也就是在我们全国各地这些来来往往的汽车上就至少有2.5亿*40=100亿个传感器。

其实远远不止这些,据汽车零部件全球领先的技术与服务供应商博世所提供的数据显示,自1995年以来,博世已在车辆与消费类电子产品领域生产超过100亿个微机电传感器(MEMS),在中国市场,博世2018年仅为汽车应用就提供了4800万个传感器。

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有人不禁要问,汽车传感器是什么?

传感器其实是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,其功能实现主要由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分合力完成。

而汽车传感器正是将汽车运行中的各种工况信息,如车速、各种介质温度、发动机运转工况等转换成电信号传输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态的一类器件。

汽车传感器分类

单车用传感器的数量从几十到几百,将这些传感器进行归类,大致可以分为以下五类:MEMS传感器、磁传感器、ADAS传感器、排气管传感器以及动力总成传感器。

每一系列传感器下面有很多具体的传感器,下面先来介绍一下这五大系列传感器及应用领域。

MEMS传感器

MEMS传感器即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems)。

汽车领域应用范围:主动悬架、入口、安全气囊、自动变速器、气压、内置导航、客舱空气质量、客舱 HVAC、客舱温度、防雾、连续可变变速器、碰撞感应、柴油通用燃油轨、柴油微粒过滤器、双离合器变速箱、电子呼叫、事故传感器、电子驻车制动器、ESC、废气再循环、燃油压力(低 P 侧)、燃油箱蒸汽、汽油直接喷射、头上显示屏(售后)、头上显示(原装安装)、HVAC/挡风玻璃管理、缸内压力、多面体绝对压力、大流量、夜视、机油压力、乘客占用检测、行人保护、滚轮检测、轮胎压力监测器、真空制动助力器、车辆报警、免提接口、降噪阵列。

磁传感器

磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的器件。

汽车领域应用范围:ABS(车轮速度)、加速踏板、空气控制阀、气门活门电机、自动、AMT、DCT 变速箱、辅助水泵电机、蓄电池监控应用、引导(后备箱)锁、按线电机制动、制动液水平、制动灯开关、凸轮轴、底盘高度、离合器位置、指南针、冷却液液位、曲轴、柴油通用燃油轨电机、车门锁、双离合器和 AMT 电机、前窗电机、动力转向电机、后窗电机、车顶(开/关)、车顶电机、天窗电机、电动动力转向电机、节气门电机、节气门、发动机冷却风扇、EV、PEHV、HEV 发动机冷却泵电机/HVAC 压缩机电机/推进电机、排气控制阀、废气再循环阀电机、废气再循环阀位置、燃油箱液位、头枕电机、头枕位置、HEV/EV 电池监视器、HEV/EV DC-DC 子系统逆变器、HEV/EV 电机逆变器、HVAC 阀位置、空档位置(手动)、油位、安全带存在检测、座椅电机、座椅履带位置、选择器操纵杆位置、由线电机转向、方向盘角度、方向盘扭矩、涡轮增压器电机、涡轮增压器位置、真空制动助力器泵、可变提升控制执行器、各种开关应用、水回路执行器(热)、挡风玻璃雨刮器、雨刮器电机。

ADAS传感器

ADAS是先进驾驶辅助系统的英文缩写,是利用安装于车上的各式各样的传感器, 在第一时间收集车内外的环境数据, 进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理, 从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险, 以引起注意和提高安全性的主动安全技术,ADAS采用的传感器主要有摄像头、雷达、激光和超声波等。

汽车领域应用范围:探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量, 通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶杆内部或者挡风玻璃上。

排气传感器

排气传感器是指在排气管中安装的一类用以检测排气各类参数的器件。

汽车领域应用范围:空气燃油比(WB氧气)、氧传感器、废气温度、废气压力、氮氧化物传感器、颗粒物(烟尘)传感器。

动力总成传感器

动力总成传感器是指一类用以控制发动机的正常运转,同时也可以诊断发动机各个部位的状态的器件。

汽车领域应用范围:空气-燃油比(WB氧气)、气门温度、曲轴传感器、凸轮轴传感器、气缸压力、EGR 位置、EGR 压力、发动机冷却液温度、废气温度、废气压力、燃油油位、燃油喷射压力、爆震传感器、lambda 传感器、空气质量流量、歧管绝对压力、NOx 传感器、机油压力开关、PM(烟灰)传感器、SCR 油箱液位、SCR 油箱温度、节气门位置、涡轮转速传感器。

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来源:IHS

汽车传感器出问题了会怎样?

无论什么设备都会有出问题的时候,更何况一辆由1万多,甚至2万多个不可拆解的独立零部件组装而成的汽车来说,出问题的概率就更大了,可是对于一个行外人来说,无论是什么问题现象,原因在哪里,我们只知道两个字:“坏了”。

而对于大部分女司机而言,场景往往是这样的:

老婆:喂,老公,我车子坏了!

老公:老婆,不着急,你车子哪里坏啦?

老婆:在路上坏了!

老公:~@#¥%&……*,你等着,我来叫救援。

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资深修车师傅告诉我们,当车子“坏了”,很大可能是传感器出现了故障,但是不应该只考虑传感器本身,以为换一个传感器就OK了,而应考虑出现故障的整个电路,因此在查找故障的时候除了检查传感器之外,还要检查线束、接插件以及传感器与ECU之间的有关电路。

车子传感器太多了,一般会采用模块化检测,先定位问题所在部位,然后分析模块电路,可能产生问题的原因,再一一排除确定问题。

传感器出问题往往与使用环境和使用频次有关,比如环境潮湿、温度过高、温度过低、进水、使用年限久远导致老化、强震动、系统短路、系统断路等隐私有关。

下面我们来讲一下容易出现的几类汽车传感器问题与表现形式:

1)氧传感器

氧传感器位置在排气管上,氧传感器故障,使ECU无法得知所喷射的汽油量是否正确,而造成混合器浓度不是过浓就是过稀,燃烧不充分,降低发动机功率,增加排放污染,发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

2)轮速传感器

一般安装在每个车轮的轮毂上,一旦发生故障,ABS则会失效。

3)空气流量计

一般安装在空气滤清器与节气门体,一旦发生故障发动机转速升不起来。

4)水温传感器

一般安在节温器旁边,一旦发生故障,发动机则会在冷起动时启动困难、怠速运转不稳定,且加速时动力不足。

5)曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器

一般分别安装在曲轴皮带轮的后方或者是大飞轮附近和凸轮轴的前方或者是后方,二者相辅相成,同时工作才能为发动机正常运转提供良好保证。一方故障,发动机则会无法起动。

6)油门踏板位置传感器

一般和油门踏板一体,一旦发生故障,发动机则只能处于怠速状态运转。

7)里程表传感器

一般装在变速箱上,一旦发生故障,里程表就不走字了。

8)机油压力传感器

一般安装在发动机的侧面缸体上,一旦发生故障,机油压力不够的时候仪表盘上的机油灯也不会亮。没有了机油报警,如果真的车辆机油缺少了,我们也很难知晓而不会去加机油,极可能会造成发动机损坏。

9)ABS传感器

一般安装在每一个车轮子上面的轴承旁,一旦发生故障,紧急情况ABS不会起作用,紧急制动时车轮会抱死,如果遇到湿滑路面,容易发生甩尾,影响行车安全。

10)安全气囊传感器

一般安装在在车内前方(正副驾驶位),侧方(车内前排和后排)和车顶三个方向,一但损坏,不用说,遇到紧急情况安全气囊不会弹出来。一般传感器故障,相关故障灯都会亮起,查找原因,传感器故障时,一定要引起重视,这和行车安全息息相关,毕竟安全第一。

11)进气压力传感器

一般安装在节气门旁边,一旦发生故障会引起点火困难、怠速不稳、加速无力 等一系列问题。

12)节气门位置传感器

一般安装在节气门体上,一旦发生故障会导致发动机怠速运转不正常、发动机抖动及加速反应迟滞。

13)进气温度传感器

一般安装在节气门后方,一旦发生故障发动机混合气过浓或过稀,直接导致冷启动困难,且启动后怠速不稳。

14)爆震传感器

一般安装在发动机气缸壁上,一旦发生故障,发动机故障灯会亮,发动机会出现"自我保护现象",影响正常驾驶。

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