Table des matières
● Introduction
● Aperçu du marché
● Différents types de capteurs automatiques
●Conclusion
Introduction
La technologie automobile moderne repose largement sur des capteurs automobiles pour améliorer la sécurité et l'efficacité tout en améliorant le confort des conducteurs et des passagers. Ces appareils avancés surveillent et réagissent à diverses situations pour garantir que les véhicules fonctionnent de manière optimale et restent bien protégés. Grâce aux progrès de la technologie des capteurs, les voitures sont désormais équipées de fonctionnalités qui aident à la navigation, préviennent les collisions et gèrent efficacement les émissions. L'expansion du marché des capteurs automobiles reflète la demande croissante de véhicules plus sûrs et plus économes en carburant. À mesure que l'industrie automobile progresse, l'intégration de capteurs de pointe ouvrira la voie à des innovations dans la technologie des véhicules.
Aperçu du marché
Échelle et croissance du marché
Le marché mondial des capteurs devrait connaître une croissance substantielle dans les années à venir. Il passera de 30.68 milliards de dollars en 2023 à 62.2 milliards de dollars en 2028 avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 15 %. Cette augmentation est principalement attribuée à la demande croissante de systèmes d'assistance à la conduite (ADAS) et à la production accrue de véhicules électriques (VE) et de véhicules hybrides (HV). Selon un rapport de MarketsandMarkets, les réglementations gouvernementales strictes visant à améliorer la sécurité des véhicules et les normes d'émissions sont également à l'origine de l'expansion du marché.
Part de marché
Le marché est divisé en fonction des types de capteurs tels que les capteurs de température, d'oxygène, de position et de pression. Les types de véhicules, notamment les voitures particulières et les véhicules utilitaires, tels que les véhicules légers et lourds, le segmentent également. Dans différentes régions, l'Asie-Pacifique devrait afficher la plus forte croissance.
Tendances clés
Le besoin croissant d’ADAS et de voitures autonomes est alimenté par les technologies de capteurs telles que le LiDAR et le radar qui y sont utilisés. L’intégration de l’IoT et de l’IA dans les applications améliore les capacités et les fonctionnalités des capteurs. La transition vers les véhicules électriques et hybrides influence également l’adoption de la technologie des capteurs, car les capteurs sont désormais nécessaires pour suivre des facteurs importants tels que l’état de la batterie et l’état de charge. Ces changements découlent des progrès de la technologie des capteurs et des attentes croissantes des consommateurs en matière de sécurité et d’efficacité, qui façonnent le paysage des tendances du marché des capteurs automobiles.
Différents types de capteurs automatiques
Capteurs d'oxygène
Les capteurs d'oxygène jouent un rôle dans la configuration du contrôle des émissions d'un véhicule et sont connus sous le nom de capteurs d'oxygène parmi les passionnés de voitures et les mécaniciens ! Généralement situés dans la région du collecteur du compartiment moteur du véhicule, ces capteurs surveillent les niveaux d'oxygène présents dans les gaz d'échappement, aidant l'unité de commande du moteur (ECU) à affiner le mélange air-carburant pour des performances optimales ! Les capteurs d'oxygène comportent un composant fabriqué à partir de matériaux en zircone ou en titane qui créent un différentiel de tension en comparant la concentration d'oxygène dans les émissions d'échappement à celle de l'atmosphère environnante.
Lorsque le mélange d'air et de carburant contient plus de carburant et moins d'oxygène, le capteur génère une tension plus faible ; lorsqu'il est pauvre (plus d'oxygène et moins de carburant), la tension augmente au lieu de diminuer par rapport à ce qu'elle était auparavant lorsqu'il était plus riche. Cette rétroaction continue permet à l'unité de commande du moteur (ECU) d'ajuster l'injection de carburant et le calage de l'allumage pour obtenir une combustion tout en réduisant les émissions et en améliorant le rendement énergétique. Dans les véhicules d'aujourd'hui, vous trouverez plusieurs capteurs d'oxygène positionnés avant et après le convertisseur catalytique pour évaluer l'efficacité du convertisseur catalytique pour réduire les émissions nocives.
Capteurs de débit d'air massique (MAF)
Les capteurs de débit d'air massique (MAF) jouent un rôle dans le calcul de l'admission d'air dans le moteur. Un élément essentiel pour décider de la bonne injection de carburant pour des processus de combustion efficaces. Ce capteur est généralement placé entre le filtre à air et le collecteur d'admission. Souvent, il utilise un fil ou un film chauffé pour mesurer le débit d'air. Lorsque l'air se déplace sur cet élément, il se refroidit, ce qui entraîne un changement des niveaux de résistance électrique. L'unité de commande électronique (ECU) garde une trace de l'électricité nécessaire pour contrôler la chaleur du fil. Déterminez la quantité d'air qui circule dans le moteur à l'aide de ces informations. La mesure précise de la masse d'air est essentielle pour que l'ECU ajuste finement le rapport air-carburant pour des performances optimales du moteur, ce qui contribue à réduire les émissions et évite le calage ou le ralenti irrégulier. Les capteurs MAF avancés prennent également en compte les changements de température et de pression pour offrir des détails encore plus précis à l'ECU.
Capteurs de pression et de vide
Les capteurs de pression sont des pièces présentes dans les véhicules et utilisées dans différents systèmes, tels que les systèmes de moteur et de transmission, les systèmes de freinage et de chauffage et de climatisation (chauffage et climatisation). Ces capteurs utilisent généralement des éléments piézoélectriques qui modifient leur résistance lorsque des changements de pression se produisent pour créer un signal électrique en conséquence. Un exemple est le capteur de pression absolue du collecteur (MAP), qui surveille la pression d'air à l'intérieur du collecteur pour aider à calculer la charge du moteur et contrôler l'alimentation en carburant et les réglages du calage de l'allumage. Ce dispositif améliore les performances du moteur et le rendement énergétique dans diverses situations. Les capteurs de vide sont généralement utilisés dans les configurations de contrôle des émissions pour surveiller les niveaux de vide dans le collecteur d'admission ou d'autres pièces du moteur. Ils contribuent à garantir le fonctionnement optimal de systèmes tels que l'EGR et les servofreins qui dépendent de niveaux de vide précis pour un fonctionnement efficace.
Capteurs de proximité
Les automobiles d'aujourd'hui ne peuvent pas fonctionner efficacement sans capteurs de proximité, qui sont importants pour la sécurité et le confort. Certaines sont équipées d'aides au stationnement et de systèmes qui identifient les endroits et évitent les collisions. Ces capteurs peuvent identifier les objets à proximité du véhicule à l'aide de différentes technologies impliquant des signaux ultrasoniques et des installations radar ou lidar. Les capteurs à ultrasons transmettent des ondes sonores de fréquence qui se réfléchissent sur l'objet à proximité. Ils déterminent ensuite les distances de ces objets en calculant le temps nécessaire au retour des échos.
Ces capteurs sont couramment utilisés dans les systèmes d'aide au stationnement pour aider les conducteurs à percevoir les obstacles tout en roulant à grande vitesse. Plutôt que de compter sur la lumière pour capturer des images d'objets et mesurer leur vitesse et leur distance par rapport à la voiture, les capteurs radar capturent les objets à l'aide d'ondes radio. L'intérêt de cette technologie réside dans des fonctionnalités telles que le régulateur de vitesse et le freinage d'urgence automatique si un obstacle est détecté sur le rail. Cela signifie que le système doit détecter les objets en mouvement avec une grande précision et fournir les réactions nécessaires. Les capteurs Lidar restent limités dans leur utilisation dans les véhicules en raison de facteurs de coût. Cependant, ils offrent la meilleure solution pour créer une carte tridimensionnelle de l'environnement. Cela les rend idéaux pour les niveaux sophistiqués de fonctionnalités de conduite autonome.
Capteurs visuels
Les capteurs de vision sont utilisés dans les systèmes ADAS modernes, qui équipent des véhicules sophistiqués. Ces capteurs utilisent la technologie CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ou CCD (Charge Coupled Device) pour capturer des images de l'environnement du véhicule. Des calculs plus complexes sont ensuite effectués sur ces images pour reconnaître diverses autres caractéristiques, telles que les marquages au sol, les panneaux de signalisation, les piétons et les autres véhicules. La combinaison de plusieurs capteurs dans un seul capteur de vision rend les fonctions de sécurité telles que les avertissements de franchissement de ligne et le freinage d'urgence automatique des voitures plus sûres. Ils intègrent également des fonctions telles que le régulateur de vitesse et la reconnaissance des panneaux de signalisation.
Certains systèmes sophistiqués offrent une vue à 360 degrés, notamment pour le stationnement et les opérations à faible vitesse. À mesure que les réseaux technologiques progressent, des capteurs de vision ont été intégrés à l'apprentissage automatique et à l'intelligence artificielle pour augmenter la précision et la fiabilité dans diverses conditions de conduite. Cette intégration ouvrira la voie à l'apparition prochaine de véhicules autonomes.
Capteurs de liquide de refroidissement et de température
Les capteurs de liquide de refroidissement et de température sont essentiels pour gérer la température du moteur à l'aide de thermistances qui modifient la résistance en fonction des changements de température. Ces capteurs sont placés stratégiquement dans des zones telles que le bloc moteur et le radiateur pour surveiller la température du liquide de refroidissement. L'ECU utilise les informations de ces capteurs pour contrôler le système de refroidissement du moteur en ajustant les ventilateurs de refroidissement et les thermostats et en modifiant les paramètres de fonctionnement du moteur pour éviter la surchauffe. Lorsque la température du liquide de refroidissement dépasse les niveaux du système moteur d'une voiture, l'unité de commande électronique (ECU) peut allumer des voyants d'avertissement sur le tableau de bord, allumer les ventilateurs de refroidissement ou réduire la puissance du moteur pour éviter tout dommage. Dans les voitures, les capteurs de température surveillent également les températures d'autres systèmes vitaux comme la transmission, la batterie et les gaz d'échappement. Cela garantit que la voiture fonctionne à des niveaux de température idéaux pour l'efficacité et la durabilité.
Capteurs de cliquetis
Les capteurs de cliquetis jouent un rôle dans l'identification des cliquetis du moteur. Une situation dans laquelle le mélange de carburant s'enflamme trop tôt dans la chambre de combustion et provoque des vibrations nocives. Lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques, les capteurs produisent une tension électrique à partir des vibrations. Ils sont placés stratégiquement dans le bloc moteur ou la culasse pour capter ces vibrations. Lorsque les capteurs d'un véhicule détectent des cliquetis provenant du moteur pendant le fonctionnement, l'unité de commande du moteur (ECU) ajuste automatiquement le calage de l'allumage. Parfois, le mélange air-carburant est ajusté pour éviter tout autre cliquetis. Cela permet de protéger le moteur des dommages causés par un cliquetis excessif. Il est essentiel de disposer de capteurs de cliquetis fonctionnant correctement pour garantir que le moteur fonctionne efficacement et dure plus longtemps tout en améliorant les performances en lui permettant de fonctionner à son maximum avec un calage d'allumage avancé sans aucun problème de cliquetis.
Capteurs de vitesse et de tension
La surveillance et le contrôle des systèmes électriques d'un véhicule reposent en grande partie sur des capteurs de vitesse et de tension. Par exemple, les capteurs de vitesse du système de freinage antiblocage (ABS) utilisent la technologie de réluctance magnétique ou à effet Hall pour mesurer la vitesse de rotation des roues. Ces informations sont ensuite transmises à l'ECU (Electronic Control Unit), qui module la pression de freinage pour éviter le blocage des roues en cas de freinage brusque, améliorant ainsi la sécurité et la tenue de route du véhicule. Les capteurs de vitesse jouent un rôle dans la transmission en surveillant la position du rapport et la vitesse du véhicule pour assurer des changements de vitesse fluides et des performances de transmission optimales. Au contraire, les capteurs de tension surveillent les niveaux de tension dans le système pour garantir le bon fonctionnement des composants clés tels que l'alternateur, la batterie et les accessoires électriques. Ces capteurs contribuent à maintenir la santé du système électrique du véhicule en identifiant les problèmes potentiels, comme la surcharge, la sous-charge ou les pièces défectueuses, et en permettant une maintenance rapide pour éviter les dysfonctionnements électriques.
Pour aller plus loin
Les capteurs automobiles jouent un rôle important dans le fonctionnement des véhicules modernes et améliorent les opérations quotidiennes en augmentant la sécurité et l'efficacité tout en augmentant les niveaux de performance globale. Ils fournissent des informations vitales qui aident les voitures à s'adapter à différentes situations pour garantir un fonctionnement optimal et protéger à la fois le véhicule et ses occupants. À mesure que la technologie progresse, l'amélioration de capteurs encore plus avancés, en particulier ceux conçus pour les ADAS et les voitures autonomes, continuera de faire avancer de nouvelles idées dans l'industrie automobile, comme la fusion de l'IA. L'IoT élargira également les capacités des capteurs, ouvrant la voie à des véhicules intelligents et interconnectés.
