Catalogue
Dans le contexte d’une demande croissante du marché pour les systèmes de contrôle électronique dans les véhicules (comme illustré), la technologie des capteurs automobiles continue de progresser. The overall trends for future automotive sensors include:
Intelligence: Sensors with on-board processing and decision-making capabilities.
Miniaturisation: Smaller form factors for easier integration and lower cost.
Intégration: Combining multiple sensing functions or electronics into a single package.
Multifonctionnalité: One device measuring several physical parameters.
Nouveaux matériaux & Processus: Novel sensor structures enabled by advanced materials and manufacturing techniques.
MEMS-based sensors have become the core components in modern automotive sensing.
Classification des capteurs automobiles
En fonction du contexte et de la fonction du système, les capteurs automobiles peuvent être regroupés en :
Système de contrôle du groupe motopropulseur MEMS
Système électronique corporel MEMS
Système électronique de sécurité MEMS
ADAS (Système avancé d'aide à la conduite) MEMS
1. MEMS du système de contrôle du groupe motopropulseur
Débitmètre massique d'air – contrôle d'admission
Capteur de cognement – gestion moteur
Capteur de hauteur de caisse – contrôle des suspensions
Capteur de batterie intelligent – gestion de la batterie
Capteur d'oxygène – surveillance et contrôle des émissions de gaz d’échappement
Capteur de position de pédale – fonctions start-stop / auto-hold
Angle & Capteurs de position – commande moteur / commande de direction
Capteurs de pression - commande du moteur, de la transmission, du turbocompresseur et de l'injection de carburant
2. Système électronique corporel MEMS
Capteur de lumière ambiante – commande automatique des phares
Capteur de vitesse de lève-vitre – protection anti-pincement pour vitres électriques
Capteur de pluie – essuie-glaces automatiques
Capteurs de pression – système de verrouillage centralisé
Capteur de qualité de l'air – Prise d’air CVC
Capteur de température – CVC
Capteur d'humidité – CVC
3. Système électronique de sécurité MEMS
Capteur haute pression – ESC (Contrôle électronique de stabilité)
Capteur d'angle du volant - ÉCHAP
Accéléromètre – airbags/ABS
Capteur d'occupation du siège – des airbags
Capteur gyroscopique (taux de lacet) – des airbags
Capteur de vitesse de roue -ABS
Capteur de pression – TPMS (système de surveillance de la pression des pneus)
Capteur de température – TPMS
4. ADAS MEMS
Capteur d'images CMOS – maintien de voie / vue panoramique à 360°
Radar à ondes millimétriques à longue portée – régulateur de vitesse adaptatif/avertissement de collision
LiDAR – alerte de collision / conduite autonome
Radar à ondes millimétriques à courte portée – assistance aux angles morts
Capteur à ultrasons – aide au stationnement
Capteur infrarouge – vision nocturne
Applications des MEMS automobiles
Le marché automobile constitue un domaine d’application majeur pour les capteurs. Les capteurs automobiles MEMS servent de sources d'informations critiques pour les systèmes de contrôle électronique des véhicules, fournissant des mesures précises et en temps réel de la température, de la pression, de la position, de la vitesse, de l'accélération, des vibrations, etc. Une berline familiale typique embarque désormais près de 100 capteurs ; les véhicules de luxe peuvent en avoir jusqu'à 200.
Au-delà des MEMS, le marché des capteurs automobiles comprend des capteurs actifs classiques tels que les capteurs d'odomètre, les capteurs de pression d'admission/d'huile, les capteurs de température du liquide de refroidissement, les débitmètres d'air, les capteurs TPMS, les capteurs chimiques, les capteurs inertiels, les capteurs magnétiques, les capteurs à ultrasons, les capteurs d'image, les radars et LiDAR.
Types et fonctions clés des capteurs
Capteur d'odomètre (kilométrage)
Principe: Détection à effet Hall ou photoélectrique.
Fonction: Calcule la vitesse et la distance du véhicule à l'aide de la vitesse de rotation de la roue/de l'essieu (ω) et du rayon connu du pneu (r) :
Distance = r × ω × t.
Conception: Gear-drive style with two bearings on the driveshaft, reducing torque and friction. Le connecteur se trouve sur le boîtier de transmission.
Capteur de pression du collecteur d'admission
Fonction: Mesure la pression absolue dans le collecteur d'admission, transmet la tension à l'ECU pour déterminer la quantité d'injection de carburant de base.
Types courants: Capteurs piézorésistifs à semi-conducteurs.
Applications: Utilisé sur des véhicules tels que l'Audi 100 (moteur V6), le Santana 2000, le Jeep Cherokee 2,5 L, le Toyota Crown 3,0 L, etc.
Capteur de pression d'huile
Fonction: Surveille la pression de l'huile moteur, signale au conducteur lorsque la pression d'huile tombe en dessous des niveaux de sécurité.
Espèces: Capteurs MEMS piézorésistifs et capacitifs au silicium, intégrant un élément de détection, un conditionnement du signal et une électronique d'interface.
Capteur de température du liquide de refroidissement
Élément interne: Thermistance semi-conductrice : la résistance diminue à mesure que la température augmente.
Emplacement: Installé dans le bloc moteur ou dans la chemise d'eau de la culasse.
Rôle: Fournit à l'ECU des données sur la température du liquide de refroidissement pour les corrections de l'injection de carburant et du calage de l'allumage.
Capteur de débit d'air (MAF)
Fonction: Convertit la masse ou le débit volumique d'air d'admission en un signal électrique pour le calcul de l'injection de carburant de l'ECU.
Espèces:
Type à palettes (par exemple, Toyota Previa),
Déversement de vortex (par exemple, Lexus LS400),
Fil chaud (par exemple, Nissan Sunny VG30E),
Film chaud (modèles volumétriques et massiques).
Capteur de vitesse de roue ABS
Emplacement: Monté sur l'étrier de frein à proximité du rotor.
Principe: Inductive coil senses a toothed tone ring on the wheel hub; generates a quasi-sine AC signal proportional to wheel speed, sent to the ABS ECU.
Capteur de collision (impact) d'airbag
Espèces:
Capteurs de déclenchement: Detect rapid deceleration during collision and initiate airbag deployment.
Capteurs de sécurité: Prevent false deployment in non-collision events.
Technologies: Resonant-type and non-resonant accelerometers (piezoelectric or magnetostrictive).
Capteur d'oxygène des gaz d'échappement
But: Measures O₂ concentration in exhaust to control the air-fuel ratio.
Variantes:
Zirconia ceramic sensor (–40 °C to 900 °C, ±1% accuracy),
Zirconia concentration-cell sensor (300 °C to 800 °C),
Solid-electrolyte oxygen sensor (0 °C to 400 °C, ±0.5% accuracy),
Capteur semi-conducteur TiO₂ (robuste contre la contamination par le plomb).
Position & Capteurs de vitesse
Fonctions: Monitor crankshaft/camshaft angles, throttle position, vehicle speed, acceleration/deceleration.
Espèces: Capteurs de type alternateur, magnétorésistifs, à effet Hall, à interrupteur Reed, optiques et magnétiques à transistor.
Capteur de position du papillon: Détecte l'angle du papillon des gaz via une liaison mécanique : interrupteur, résistance variable ou conceptions intégrées.
Capteur de position du vilebrequin: Fournit des signaux de point mort haut, d’angle de vilebrequin et de vitesse. Les types incluent des variantes inductives, à effet Hall et optiques.
Capteur de cognement: Monté sur le bloc moteur pour détecter les cognements par vibration – magnétostrictive ou piézoélectrique.
Vitesse du véhicule & Capteurs de régime moteur (EV)
Capteur de régime moteur: Mesure inductive, optique ou à effet Hall, sans contact pour plus de sécurité et de précision.
Capteur de vitesse du véhicule: Electromagnétique, optique, à réluctance variable ou effet Hall pour mesurer la vitesse de conduite.
Aperçu du marché
Le segment des capteurs automobiles est devenu un domaine d’application majeur pour les dispositifs MEMS. Les capteurs de pression, les accéléromètres, les gyroscopes et les capteurs de débit représentent ensemble 99 % des applications MEMS automobiles, avec des taux de croissance sur cinq ans de 3 à 12 %. Les capteurs de pression MEMS sont les plus largement utilisés, au prix d'environ 5 à 7 dollars chacun. En 2018, les revenus des capteurs de pression MEMS automobiles ont atteint 1,8 milliard de dollars, ce qui représente 74 % du chiffre d'affaires total de l'industrie des capteurs MEMS. Les principaux moteurs de croissance comprennent le TPMS, les capteurs de freinage ESC, les systèmes d'airbags latéraux, des contrôles plus stricts des émissions (pression EGR) et la surveillance de la pression ambiante.
Cinq principales applications MEMS automobiles par chiffre d'affaires
Contrôle électronique de stabilité (ESC)
Systèmes d'airbags
Pression absolue du collecteur (MAP)
Surveillance de la pression des pneus (TPMS)
Détection de retournement
Applications MEMS notables
Les MEMS à grand volume, de haute précision et à faible coût sont idéaux pour les calculateurs automobiles.
Les accéléromètres MEMS remplacent les anciens accéléromètres électromécaniques dans les systèmes d'airbags et d'ABS.
Les gyroscopes MEMS des véhicules haut de gamme prennent en charge la suspension active et la protection contre le retournement.
Les capteurs de pression MEMS intégrés au TPMS transmettent sans fil la pression des pneus, la température et la vitesse des roues.
Les capteurs MAP multipoints améliorent l’économie de carburant et les émissions dans les systèmes EFI.
Les capteurs de pression MEMS en silicium remplacent les capteurs capacitifs en céramique dans les systèmes EGR.
La Chine, en tant que premier producteur et consommateur mondial d’automobiles, est devenue le plus grand marché pour les applications de capteurs automobiles. Selon le groupe IMARC, le marché mondial des capteurs automobiles a atteint 29,2 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 72,1 milliards de dollars d'ici 2033 (TCAC de 10,04 % de 2025 à 2033). La technologie MEMS remplace progressivement les capteurs traditionnels en tant que courant dominant pour la détection automobile.
La Chine, en tant que premier producteur et consommateur mondial d’automobiles, est devenue le plus grand marché pour les applications de capteurs automobiles. Selon le groupe IMARC, le marché mondial des capteurs automobiles a atteint 29,2 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 72,1 milliards de dollars d'ici 2033 (TCAC de 10,04 % de 2025 à 2033). La technologie MEMS remplace progressivement les capteurs traditionnels en tant que courant dominant pour la détection automobile.
Conclusion
In summary, the rapid expansion of automotive electronic control systems has driven continuous advancement in sensor technologies. Les futurs capteurs automobiles se caractériseront par une intelligence accrue, une miniaturisation, une intégration, une multifonctionnalité et l'adoption de nouveaux matériaux et processus. MEMS-based sensors are now the backbone of vehicle sensing, spanning powertrain control, body electronics, safety systems, and ADAS. À mesure que les véhicules deviennent de plus en plus connectés, autonomes et électrifiés, la demande de capteurs MEMS hautes performances, fiables et rentables ne fera qu'augmenter. D’ici 2030, les marchés mondial et chinois des capteurs automobiles devraient connaître une croissance substantielle, consolidant ainsi la technologie MEMS comme choix prédominant pour les applications de détection automobile de nouvelle génération.
L’introduction ci-dessus ne fait qu’effleurer la surface des applications de la technologie des capteurs de pression. Nous continuerons à explorer les différents types d’éléments capteurs utilisés dans divers produits, leur fonctionnement ainsi que leurs avantages et inconvénients. Si tu’D Like plus de détails sur ce’Comme discuté ici, vous pouvez consulter le contenu associé plus loin dans ce guide. Si vous êtes pressé par le temps, vous pouvez également cliquer ici pour télécharger les détails de ce guide Données PDF du produit du capteur de pression d'air.
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