目次
●はじめに
●市場概要
● さまざまなタイプの自動車センサー
●結論
概要
現代の自動車技術は、安全性と効率性を向上させ、ドライバーと乗客の快適性を高めるために、自動車センサーに大きく依存しています。これらの高度なデバイスは、さまざまな状況を監視して対応し、車両が最適に機能し、十分に保護されていることを確認します。センサー技術の発達により、現在、自動車にはナビゲーションを支援し、衝突を防止し、排出ガスを効果的に管理する機能が搭載されています。拡大する自動車センサー市場は、より安全で燃費の良い自動車に対する需要の高まりを反映しています。自動車産業が進歩するにつれて、最先端のセンサーを組み込むことで、自動車技術の革新への道が開かれます。
市場概況
市場規模と成長
世界のセンサー市場は今後数年間で大幅に成長すると予想されています。30.68年の2023億62.2万ドルから2028年には15億ドルに拡大し、年平均成長率（CAGR）はXNUMX％です。この急増は主に、運転支援システム（ADAS）の需要増加と、電気自動車（EV）およびハイブリッド車（HV）の生産増加によるものです。MarketsandMarketsのレポートによると、車両の安全性と排出基準を強化することを目的とした厳格な政府規制も市場拡大の原動力となっています。
市場占有率
市場は、温度、酸素、位置、圧力センサーなどのセンサーの種類に基づいて分割されています。乗用車や商用車、軽自動車や大型車などの車両の種類によっても市場は区分されています。さまざまな地域の中で、アジア太平洋地域が最も大きな成長を示すことが予想されています。
主なトレンド
ADAS や自動運転車のニーズの高まりは、それらに使用されている LiDAR やレーダーなどのセンサー技術によって促進されています。IoT と AI をアプリケーションに統合することで、センサーの能力と機能が向上します。自動車 (EV) やハイブリッド車 (HV) への移行もセンサー技術の採用に影響を与えており、バッテリーの状態や充電状態などの重要な要素を追跡するためにセンサーが必要になっています。これらの変化は、センサー技術の進歩と安全性と有効性に対する消費者の期待の高まりから生じており、自動車センサー市場の動向を形成しています。
さまざまな種類の自動車センサー
酸素センサー
車の O2 センサーは、車両の排出ガス制御設定で役割を果たし、自動車愛好家や整備士の間では酸素センサーとして知られています。通常、車両のエンジン ベイ領域のマニホールド領域にあるこれらのセンサーは、排気ガス中の酸素レベルを監視し、エンジン制御ユニット (ECU) が空気と燃料の混合物を微調整して最適なパフォーマンスを実現できるようにします。酸素センサーは、ジルコニアまたはチタニア材料で作られたコンポーネントを備えており、排気ガス中の酸素濃度を周囲の大気中の酸素濃度と比較することで電圧差を生み出します。
空気と燃料の混合比が燃料が多く酸素が少ない場合、センサーは低い電圧を生成します。一方、燃料が薄い場合 (酸素が多く燃料が少ない場合) は、以前の濃い場合と比べて電圧は低下せず、上昇します。この継続的なフィードバックにより、エンジン コントロール ユニット (ECU) は燃料噴射と点火タイミングを調整して燃焼を実現し、排出量を削減して燃費を向上させることができます。今日の車両では、触媒コンバーターが有害な排出量を削減するためにどれだけ効率的に機能するかを評価するために、触媒コンバーターの前後に複数の酸素センサーが配置されています。
質量空気流量（MAF）センサー
質量空気流量 (MAF) センサーは、エンジンへの空気吸入量を計算する役割を果たします。効率的な燃焼プロセスのための適切な燃料噴射を決定する上で重要な要素です。このセンサーは通常、エアフィルターと吸気マニホールドの間に配置されます。多くの場合、加熱されたワイヤまたはフィルムを使用して空気流量を測定します。空気がこの要素の上を移動すると冷却され、電気抵抗レベルが変化します。電子制御ユニット (ECU) は、ワイヤの温度を制御するために必要な電力を追跡します。この情報を使用して、エンジンに流入する空気の量を計算します。空気質量を正確に測定することは、ECU が空燃比を微調整してエンジン性能を最適化するために不可欠です。これにより、排出量が削減され、エンストやアイドリングの不均一が回避されます。高度な MAF センサーは、温度と圧力の変化も考慮して、ECU にさらに正確な詳細を提供します。
圧力および真空センサー
圧力センサーは、エンジンやトランスミッション システム、ブレーキや HVAC システム (暖房と空調) など、さまざまなシステムで多くの用途を持つ車両部品です。これらのセンサーは通常、圧力の変化が発生すると抵抗が変化し、それに応じて電気信号を生成する圧電素子を使用します。1 つの例はマニホールド絶対圧力 (MAP) で、マニホールド内の空気圧を監視してエンジン負荷を計算し、燃料供給と点火時期の調整を制御します。このデバイスは、さまざまな状況でエンジンのパフォーマンスと燃費を向上させます。真空センサーは通常、排出ガス制御セットアップで使用され、吸気マニホールドまたはその他のエンジン部品内の真空レベルを監視します。これらは、効率的な機能のために正確な真空レベルに依存する EGR やブレーキ ブースターなどのシステムの最適な動作を保証するのに役立ちます。
近接センサー
今日の自動車は、安全性と快適性にとって重要な近接センサーがなければ、効果的に作動できません。一部の自動車には、駐車補助装置や、駐車スペースを識別して衝突を回避するシステムが搭載されています。これらのセンサーは、超音波信号やレーダーまたはライダー装置を含むさまざまな技術の助けを借りて、車両の近くにある物体を識別できます。超音波センサーは、近くの物体から反射する周波数音波を送信します。次に、エコーが戻ってくるまでの時間を計算して、これらの物体までの距離を決定します。
これらのセンサーは、運転者が速度を落とさずに障害物を認識できるようにするために、駐車支援システムによく使用されています。物体の画像をキャプチャして速度と車までの距離を測定するために光に頼るのではなく、レーダーセンサーは電波を使用して物体をキャプチャします。この技術は、レール上で障害物が検出された場合にクルーズコントロールや自動緊急ブレーキなどの機能に関連しています。つまり、システムは移動する物体を高精度で検出し、必要な反応を提供する必要があります。ライダーセンサーは、コスト要因により車両内での使用が制限されています。ただし、環境の3次元マップを作成するための最適なソリューションを提供します。そのため、高度なレベルの自動運転機能に最適です。
ビジョンセンサー
ビジョン センサーは、最新の先進運転支援システム (ADAS) に高度な車両の一部として使用されています。これらのセンサーは、CMOS (相補型金属酸化膜半導体) または CCD (電荷結合素子) 技術を使用して、車の周囲の画像をキャプチャします。その後、これらの画像に対してより複雑な計算が行われ、車線マーク、交通標識、歩行者、他の車など、さまざまな他の特徴が認識されます。複数のセンサーを 1 つのビジョン センサーに組み合わせることで、車線逸脱警告や自動緊急ブレーキなどの安全機能がより安全になります。また、クルーズ コントロールや交通標識認識などの機能も組み込まれています。
高度なシステムの中には、特に駐車や低速運転時に 360 度の視界を提供するものもあります。技術ネットワークが進歩するにつれて、視覚センサーは機械学習や人工知能と統合され、さまざまな運転状況での精度と信頼性が向上しています。この統合により、まもなく自律走行車の登場への道が開かれるでしょう。
冷却水および温度センサー
冷却水および温度センサーは、温度変化に基づいて抵抗を変えるサーミスターを使用してエンジン温度を管理するために不可欠です。これらのセンサーは、冷却水の温度を監視するために、エンジンブロックやラジエーターなどの領域に戦略的に配置されています。ECU はこれらのセンサーからの情報を使用して、冷却ファンとサーモスタットを調整し、エンジンの動作設定を変更して過熱を回避することで、エンジンの冷却システムを制御しま す。冷却水の温度が車のエンジンシステムのレベルを超えると、電子制御ユニット (ECU) はダッシュボードの警告灯を点灯し、冷却ファンをオンにし、またはエンジン出力を下げて、損傷を回避します。車では、温度センサーがトランスミッション、バッテリー、排気ガスなどの他の重要なシステムの温度も監視します。これにより、車が効率と耐久性のために理想的な温度レベルで動作することが保証されます。
ノックセンサー
ノック センサーは、エンジンのノッキングを識別する役割を果たします。ノッキングとは、燃料混合物が燃焼室で早めに点火し、有害な振動を引き起こす状況です。機械的なストレスを受けると、センサーは振動から電圧を生成します。これらの振動を拾うために、センサーはエンジン ブロックまたはシリンダー ヘッドに戦略的に配置されています。車両のセンサーが運転中にエンジンからノッキング音を検出すると、エンジン コントロール ユニット (ECU) は点火時期を自動的に調整します。場合によっては、空気と燃料の混合気が調整され、ノッキングがさらに発生するのを防ぎます。これにより、過度のノッキングによるエンジンの損傷を防ぐことができます。ノック センサーが適切に機能することは、エンジンが効率的に動作して長持ちし、ノッキングの問題が発生することなく、点火時期を早めてピーク時に動作できるようにすることでパフォーマンスを向上させるために不可欠です。
速度および電圧センサー
車両の電気システムの監視と制御は、速度センサーと電圧センサーを重要な要素として大きく依存しています。たとえば、ロックブレーキシステム (ABS) の速度センサーは、磁気抵抗またはホール効果技術を利用して車輪の回転速度を測定します。この情報は ECU (電子制御ユニット) に送信され、ECU はブレーキ圧を調整して急ブレーキ時の車輪のロックアップを回避し、安全性と車両の操縦性を向上させます。速度センサーは、ギア位置と車両速度を追跡してシームレスなギア変更と最適なトランスミッション性能を確保することで、トランスミッションの役割を果たします。一方、電圧センサーはシステム内の電圧レベルを監視し、オルタネーター、バッテリー、電気アクセサリなどの主要コンポーネントが適切に機能することを保証します。これらのセンサーは、過充電、充電不足、部品の故障などの潜在的な問題を特定し、電気的な故障を防ぐために迅速なメンテナンスを可能にすることで、車両の電気システムの健全性を維持するのに役立ちます。
まとめ
車のセンサーは、現代の自動車の動作に大きな役割を果たし、安全性と効率性を高めながら全体的なパフォーマンス レベルを高めることで日常業務を改善します。センサーは、自動車がさまざまな状況に適応して最適な機能を発揮し、自動車と乗員の両方を保護するために役立つ重要な情報を提供します。テクノロジーが進歩するにつれて、特に ADAS や自動運転車向けに設計されたさらに高度なセンサーの強化により、自動車業界では AI の融合など、新しいアイデアが推進され続けます。IoT によってセンサーの機能も拡大し、インテリジェントで相互接続された自動車への道が開かれます。
