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Social Job Recruting : 자동차 센서의 종류
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Social Job Recruting : 자동차 센서의 종류
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자동차 적용센서 간단정리!!
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영역과 거리의 벽을 부수는 자동차용 센서 < 뉴스레터 < 기고 < 오피니언 < 기사본문 - 테크월드뉴스 - 신동윤 기자
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자동차의 센서 종류 by Gye Ryoung Lee
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자동차의 센서 종류 by Gye Ryoung Lee
자동차의 센서 종류 · 3. 캠샤프트 포지션 센서 (CMPS: Camshaft Position Sensor) · 2. 크랭크샤프트 포지션 센서(CKPS: Crankshaft Position Sensor) · 4. · 1. 맵센서 (MAPS … … - Most searched keywords: Whether you are looking for
자동차의 센서 종류 by Gye Ryoung Lee
자동차의 센서 종류 · 3. 캠샤프트 포지션 센서 (CMPS: Camshaft Position Sensor) · 2. 크랭크샤프트 포지션 센서(CKPS: Crankshaft Position Sensor) · 4. · 1. 맵센서 (MAPS … - Table of Contents:
자동차 엔진 센서의 종류와 기능
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자동차 적용센서 간단정리!!
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-AFS(Air Flow Sensor)
공기유랑센서: 엔진에 흡입되는 공기유량을 검출하는 센서/측정방식 베인식(가변저항), 칼만와류식(초음파), 열선식(온도),열막식(온도)
-MAP(Manifold Absolute pressure Sensor)
흡기관절대압센서:흡기가디기관의 진공 변동에 따른 절대압을 검출하는 센서/측정방식 압전 저항 반도체식
-ATS(Air Temperature Sensor)
공기온도센서:흡기장치에 들어가는 공기의 온도를 측정하는 장치/측정방식 서미스터 방식(NTC)
-WTS(Water Temperature Sensor)
냉각수온센서:엔진 냉각수 온도를 측정하는 장치/측정방식 서미스터 방식(NTC)
-TPS(Throttle Position Sensor)
스로틀위치센서:스로틀 밸브의 개도량을 측정하는 센서/측정방식 가변저항식
-APS(Absolute Pressure Sensor)
절대압력센서:대기압을 측정하는 센서/측정방식 압전(Piezo)저항 방식
-KCS(Knock Sensor)
노크센서:엔진 진동을 검출하는 센서/측정방식 압전(Piezo)효과 방식
-Oxygen Sensor
산소센서: 배기가스 내 산소량을 검출하는 센서/측정방식 지르코이나 티타니아 방식
-CKP(CranKshaft Position sensor)
크랭크 각 센서:점화시기 제어를 위한 크랭크 축의 회전각도를 검출하는 센서/측정방식 마그네틱, 광학식, 홀센서 방식
-CMP(Camshaft position)
캠각위치센서:점화시기 제어를 위한 캠축의 회전각도를 검출하는 센서/측정방식 광학식 홀센서 방식
-VSS(Vehicle Speed Sensor)
차량 속도 센서:공전 속도 및 연료분사량 제어를 위한 차량의 속도를 측정하는 센서/측정방식 리드타입, 홀센서타입
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영역과 거리의 벽을 부수는 자동차용 센서
[테크월드=신동윤 기자] 2015년 자동차에는 약 100개의 센서가 사용됐던 것에 비해, 현재 자동차에는 30여종 200여개의 센서가 사용되고 있다. 자동차의 스마트화, 전장화가 빠르게 가속화되면서, 자동차에 적용되는 센서의 종류과 개수가 급격하게 증가하고 있는 것이다. 더구나 최근 자동차의 미래 트렌드로 떠오르고 있는 CASE(Connected, Autonomous, Shared, Electric)와 같은 트렌드는 더 많은 센서와 함께 이전과는 다른센서를 요구하면서 자동차용 센서 시장에 또 다른 변화를 일으킬 것으로 기대된다.엔진에서 도로까지 확장되는 자동차용 센서
자동차용 센서는 파워트레인에서부터 섀시, 안전, 편의장치, 배기장치, 텔레매틱스와 같은 다양한 곳에 폭넓게 사용되고 있다. 현재 자동차에 사용되고 있는 센서로는 위치 센서, 속도 센서, 압력 센서, 관성 센서, 산소 센서, 온도 센서, 질소산화물 센서, 이미지 센서 등이 주로 사용되고 있다.
[그림 1] 오늘날의 자동차는 60여 종 200여 개의 센서로 이뤄진 센서의 복합체다자동차는 센서와 같은 전자부품이 적용되기 힘든 열악한 조건, 예를 들면 배기가스 센서는 600~800℃에 이르는 고온을 견뎌야 하며, 온도의 급격한 변화, 중력의 30배가 넘는 가속과 충격, 각종 화학물질과 수분, 유류 등으로 인한 오염과 부식에 대비해야 할 뿐 아니라, 지속적인 진동과 충격에도 정상적인 동작을 유지해야 한다. 또한 외부와의 통신 측면에 있어서도 최대 100㎞/h가 넘는 고속에서도 안정적인 연결이 유지되야 한다.
자동차의 동력제어, 안전제어, 편의제어, ICT 연동 등 적용 분야별 센서를 정리하면, 과거에는 주로 연비와 출력을 향상시키기 위한 동력 제어 부분에 많은 센서가 적용됐으나, 탑승자의 안전을 위한 차량 내외부 인지 센서가 자동차 센서의 많은 부분을 차지하기 시작했다. 최근에는 이에 더불어 운전자의 개입을 최소화할 수 있도록 많은 부분을 자동화함으로써 편의성을 향상시키기 위한 센서가 적극적으로 도입되고 있다. 그렇다면 미래에는 어떤 센서가 더 부각될 것인가에 대해 전문가들은 V2X와 같은 커넥티트카, 스마트카를 위한 센서가 점차 많은 부분을 차지하게 될 것으로 점치고 있다.
[표 1] 자동차 세부 시스템별 적용 센서 출처: 한국산업기술진흥협회(KOITA)다시 말해 자동차 센서의 적용 범위는 최초 엔진에서부터, 점차 섀시, 차량 내부, 차량 탑승자, 차량 주변으로 영역을 넓혀 나갔으며, 이제는 카메라, 레이더(RADAR), 라이더(LiDAR)와 같은 ADAS용 센서들이 등장하면서 자동차 외부 수십 미터에서 수백 미터에 이르는 거리까지 센서의 인지 범위가 넓어지고 있다. 향후 V2I나 V2V와 같은 기술이 적용되고, 스마트도로 같은 인프라가 갖춰질 경우, 자동차용 센서가 감지하는 거리는 수 ㎞ 이상으로 확장됨에 따라, 단순히 앞 차의 움직임이나 도로 표지판을 인지하는 것에서 벗어나, 수 ㎞ 앞의 사고나 교통정체, 도로 주변의 야생동물까지도 센서의 인식 범위 안에 두게 될 것이다.
[그림 2] 자동차용 센서의 진화 방향ADAS의 성장이 자동차용 센서 시장 견인할 것
테크나비오(TechNavio)에 따르면 전세계 자동차 센서 시장은 2016년 267억 달러에서 연평균 7.08%로 증가해, 2021년에는 375억 9000만 달러에 이를 것으로 예측했다.
마켓앤마켓(Marketsandmarkets)의 2017년 보고서에 따르면 자동차 센서 시장은 센서 종류에 따라 위치 센서, 속도 센서, 압력 센서, 관성 센서, 산소 센서, 온도 센서, 질소산화물 센서, 영상 센서, 기타 센서로 분류할 수 있으며, 위치 센서를 비롯한 대부분의 센서는 전체 평균 성장율에 못 미치는 5~7% 수준의 성장율을 보이고 있다. 이 결과에서 눈의 띄는 부분은 영상 센서와 기타 센서 부분이다. 영상 센서는 2017년 6억 9070만 달러에서 연평균 성장률 11.12%로 증가해 2023년에는 13억 40만 달러 규모에 이를 것으로 전망되고 있으며, 기타 센서는 2017년 31억 9100만 달러에서 연평균 성장률 9.63%로 증가해 2023년에는 55억 4120만 달러에 이를 것으로 전망되고 있는 것이다.
현재 이들 새로운 센서는 아직 전체 자동차 센서 시장에서 큰 부분을 차지하고 있지는 않지만, 향후 자동차용 센서 시장의 성장은 이들이 이끌어 나갈 것이라는 점을 미루어 유추할 수 있다. 이는 욜 디벨롭먼트(Yole Development)가 지난해 발표한 자료에서도 확인할 수 있다.
욜 디벨롭먼트는 지난 2016년 110억 달러 규모였던 자동차 센서 시장이 연평균 13.7%라는 높은 연평균 성장율을 기록하면서 2022년에 이르면 230억 달러라는 거대한 시장을 형성할 것으로 내다봤다. 여기서 눈여겨 볼 부분은 바로 카메라와 레이더, 라이더, 그리고 초음파 센서와 같은 차량 외부를 인지하기 위한 센서의 성장율이 기존 센서의 성장율을 압도하고 있다는 것이다. 이는 바로 ADAS의 성장이 향후 자동차 센서 시장을 이끌게 될 것이라는 반증이기도 하다.
[그림 3] 자용차용 MEMS와 센서 시장 전망 출처: 욜 디벨롭먼트마켓앤마켓은 또 자동차용 센서를 용도별로 파워트레인용, 섀시용, 안전 및 제어 장치용, 배기장치용, 바디 일렉트로닉스용, 텔레매틱스용, 기타용으로 구분하고 각 분야별 센서 시장의 규모를 정리했다.
이를 살펴보면 가장 큰 점유율을 보이는 파워트레인 부분은 가장 낮은 5%대의 연평균 성장율을 보이고 있으며, 절대적인 시장 점유율은 낮지만, 텔레매틱스와 안전 및 제어장치용 센서가 8% 수준의 높은 성장율을 보이고 있다. 특히 파워트레인이나 배기장치용 센서의 경우는 향후 전기자동차의 보급이 활성화되면 더 빠른 속도로 낮아질 가능성이 높다.
따라서 아직 자동차용 센서 시장은 현재 파워트레인 부분이 가장 큰 비중을 차지하지만 향후 운전자 지원, 안전과 보안 부문이 자동차용 센서 시장의 성장을 견인해 나갈 것으로 전망된다. 특히 현재는 각속도 센서가 가장 큰 비중을 차지하지만, 향후에는 카메라와 같은 이미지/비전 센서와 라이더/레이더와 같은 차량 외부의 환경을 인지하기 위한 센서가 시장을 주도해 나갈 것으로 예상된다.
[그림 4] 글로벌 자동차 센서 시장의 용도별 시장 규모와 전망(단위: 백만 달러)출처: Marketsandmarkets자동차 센서 시장의 새로운 트렌드
자동차에 점점 더 많은 센서가 탑재되고 이를 통해 수집되는 데이터도 급격히 증가하고 있다. 엔진의 성능이나 연비를 향상시키기 위한 센서의 탑재에서 시작해 이제는 사용자의 탑승 유무, 운전자의 상태까지 파악하는 수준에 이르렀으며, 자율운전이나 네비게이션을 통한 자동 경로 탐색에 이르기까지 센서의 역할 또한 크게 달라지고 있다.
그렇다면 센서 자체는 어떤 변화를 겪게 될 것인가에 대한 해답은 아마도 퓨전 센서에 있을 것이다. 이는 다양한 센서를 서로 결합시켜 정밀도를 향상시키고, 기존에 측정할 수 없었던 것을 측정하게 만드는 것이다.
가장 대표적인 예가 바로 ADAS다. ADAS에 적용되는 카메라와 레이더, 라이더 등의 센서는 모두 개별적으로 사물을 인지하지만, 자동차는 이런 각 센서로부터 얻어지는 정보를 취합해 주변 상황을 보다 정교하고 입체적으로 상황을 파악할 수 있는 것이다.
이런 현상은 향후 더욱 극적으로 변화될 가능성을 갖고 있다. 바로 스마트도로와 같은 인프라와 결합됨으로써, 자동차 센서는 자동차 밖으로 벗어날 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 도로 주변의 카메라, 노면에 설치된 압력 센서, 충격 센서, 온도 센서 등을 통해 도로의 상태, 그리고 멀리 수 ㎞ 앞의 교통 상황까지 제공받을 수 있다. 이뿐만이 아니다. V2V 기술이 적용될 경우는 다른 차에 설치된 센서를 통해 주변 환경에 대한 보다 정확한 상황을 파악해 사고를 미연에 방지하고 보다 원활한 교통 상황을 만들어 갈 수도 있을 것이다.
이런 커넥티드카의 컨셉은 기존의 센서뿐 아니라 LTE나 5G, LoRa와 같은 네트워크 기술 또한 센서, 또는 센서 데이터의 전송 경로로 활용함으로써 센서 시스템의 내부로 끌어 들인다. 또한 이렇게 다양한 센서와 경로를 통해 수집된 데이터를 취합하고 판단하기 위한 소프트웨어 기술 또한 이제 센서 시스템의 영역에 포함될 것이다.
자동차에서 센서를 통해 수집되는 무수한 데이터를 빠르게 처리하기 위한 MCU와 분석 기술 또한 눈여겨봐야 할 부분이다. 그리고 이런 수많은 데이터를 전송하기 위해서는 현재 사용되고 있는 CAN(Controller Area Network)의 낮은 대역폭으로는 금방 한계에 직면하게 될 것이며, 이에 따라 최근 업계에서 회자되고 있는 TSN(Time Sensitive Network)와 같은 고대역폭을 제공하는 새로운 차량 내 네트워킹 기술 또한 눈여겨 봐야 할 것이다. 이런 네트워킹 기술이 향후 자동차의 센서를 통합하고 관리하는 열쇠가 될 것이기 때문이다.
현재, 현대 자동차 다양한 유형의 센서를 사용하여 설계 할 수 있습니다. 이들은 자동차 엔진에 배치되어 수리, 서비스 등과 같은 가능한 문제를 인식하고 해결합니다. 자동차에 사용되는 센서는 차량의 기능을 확인합니다. 차량 소유자는 차량에 사용되는 센서 수의 상태를 모릅니다. 고객에게 혁신적인 솔루션을 제공 할 수있는 전 세계적으로 여러 개의 가장 큰 센서 조직이 있습니다. 최근 자동차에서는 센서가 차량 내부 및 외부의 상황 변화를 감지하고 대응하는 데 사용됩니다. 차량에 탑승 한 여행자가 효율적이고 안전하게 이동할 수 있습니다. 이러한 센서 데이터를 사용하여 편안함, 효율성 및 안전성을 높일 수 있습니다.
자동차에 사용되는 센서의 유형
자동차 센서는 오일 압력, 온도, 배출 수준, 냉각수 수준 등을 제어하고 처리하는 데 사용할 수있는 지능형 센서입니다. 다양한 유형의 센서 자동차에 사용되지만 이러한 센서의 작동을 아는 것은 필수적입니다. 이러한 센서의 기능을 위해 다음을 포함하여 자동차에 사용되는 몇 가지 인기있는 센서를 나열했습니다.
대량 기류 센서
엔진 속도 센서
산소 센서
스파크 노크 센서
냉각수 센서
매니 폴드 절대 압력 (MAF) 센서
연료 온도 센서
전압 센서
캠축 위치 센서
스로틀 위치 센서
차량 속도 센서
대량 기류 센서
MAF 또는 Mass airflow 센서는 자동차에 사용되는 필수 센서 중 하나입니다. 이 센서는 자동차의 엔진에 사용됩니다. 이 센서는 컴퓨터로 제어 할 수 있으며 엔진의 공기 밀도를 계산할 수 있습니다. 이 센서의 작동이 중지되면 차량의 주행이 중지됩니다. 또한 석유 사용량이 높아질 것입니다. 이 센서는 베인 미터와 핫 와이어의 두 가지 유형으로 분류됩니다.
대량 공기 흐름 센서
엔진 속도 센서
자동차의 엔진 속도 센서는 크랭크 샤프트에 연결할 수 있습니다. 이 센서의 주요 목적은 크랭크 샤프트의 회전 속도를 모니터링하는 것입니다. 연료 분사 및 엔진 타이밍을 제어 할 수 있습니다. 차량 엔진이 예기치 않게 정지하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 그래서이 센서는 자동차 운전자를 위해 그것을 멈출 것입니다.
엔진 속도 센서
산소 센서
일반적으로 배기 매니 폴드 근처 및 촉매 컨버터 뒤에있는 배기 스트림에 위치한 산소 센서 (또는 O2 센서)는 산소 비율에 대해 배기 가스의 함량을 모니터링합니다. 이 정보는 주변 공기의 산소 함량과 비교되며 엔진이 풍부한 연료 비율로 작동하는지 희박한 비율로 작동하는지 감지하는 데 사용됩니다. 엔진 컴퓨터는이 정보를 사용하여 연료 계량 전략 및 배출 제어를 결정합니다.
산소 센서
스파크 노크 센서
스파크 노크 센서는 연료가 부드럽게 연소되는지 확인하는 데 사용됩니다. 그렇지 않으면 예기치 않은 점화가 발생합니다. 이 점화는 링, 헤드 개스킷 및로드 베어링의 손상과 같이 자동차 엔진에 손상을 줄 수있는 매우 위험합니다. 이러한 부품을 장착하는 데 비용이 많이들 수 있습니다. 그래서이 센서는 자동차 엔진에서 발생하는 모든 문제를 저장하는 데 사용됩니다.
스파크 노크 센서
냉각수 센서
냉각수 센서는 자동차에 사용되는 가장 중요한 센서입니다. 컴퓨터는 모든 기능을 제어하기 위해 센서 입력에 의존하기 때문입니다. 예를 들어 EFE 시스템 (조기 연료 증발), 지연, 스파크 진행, EGR 흐름 및 캐니스터 퍼지를 켜고 끕니다.
냉각수 센서
일반적으로이 센서는 보드에 연결할 수 있습니다. 센서가 고장 나면 연비 불량과 같은 정지 신호가있을 것입니다. 따라서 센서의 결함 여부를 확인해야합니다. 손상되면 문제가됩니다.
매니 폴드 절대 압력 센서
매니 폴드 절대 압력의 단기는 MAP입니다. 자동차에서이 센서의 주요 기능은 엔진의 부하를 모니터링하는 것입니다. 주로 매니 폴드 압력 간의 차이를 측정합니다. 이것은 자동차의 외부 압력으로부터 수신되어 자동차 엔진이 압력 내의 변화에 따라 석유를 수용 할 수 있는지 확인할 수 있습니다.
매니 폴드 절대 압력 센서
연료 온도 센서
연료 센서는 연료 사용이 최적인지 아닌지 지속적으로 연료의 온도를 확인하는 데 사용됩니다. 엔진의 연료가 차가 우면 고밀도로 인해 연소하는 데 많은 시간이 걸립니다. 마찬가지로 연료가 따뜻하면 연소하는 데 시간이 덜 걸립니다. 여기서 주요 문제는 유입 수준이 다양하다는 것입니다. 따라서 이것은 자동차의 다른 부품을 손상시킬 수 있습니다. 이 센서는 올바른 속도와 온도로 주입되는 석유를 모니터링합니다. 그래서 자동차의 엔진이 제대로 작동합니다.
연료 온도 센서
전압 센서
전압 센서는 자동차에 사용되는 센서의 한 유형입니다. 이 센서의 주요 기능은 차량 속도를 관리하고 필요에 따라 속도가 증가 (또는) 감소하는지 확인하는 것입니다. 따라서 차에 있어야합니다.
전압 센서
스로틀 위치 센서
자동차의 스로틀 위치 센서는 주로 피드백 기화 및 전자 연료 분사 (EFI)를 사용합니다. 스로틀 개방 률과 상대적 스로틀의 위치에 대해 컴퓨터에 알려줍니다. 이 센서는 스로틀이 열리면 저항을 변경하는 데 사용되는 가변 저항기입니다.
스로틀 위치 센서
잘못된 스로틀 위치 센서 증상을 식별하는 것은 복잡하지 않습니다. 속도를 높이는 동안 넘어지면 센서의 결함을 확인할 수 있습니다. 이것은 잘못된 스로틀 위치 센서의 주요 신호입니다. 이 센서를 변경할 때마다 제대로 조정할 수 없습니다.
차량 속도 센서
이름에서 알 수 있듯이이 VSS 센서는 속도를 확인할 수 있습니다. 자동차 바퀴. 회전 속도계의 일종입니다. 이 센서는 ABS로 알려진 제동 방지 시스템 내에 배치됩니다. 또한이 센서의 출력은 주행 거리계에서 차량 속도를 판독하여 차량 속도에 따라 기어를 제어하는데도 활용됩니다.
차량 속도 센서
따라서 이것은 모두 다른 것입니다 센서 유형 자동차에 사용됩니다. 이 센서는 냉각수 수준, 온도, 오일 압력, 배출 수준 등과 같은 다양한 부품을 제어하는 데 사용되는 스마트 시스템입니다. 이러한 자동차 센서는 다양한 값을 허용하고 정확한 조합을 결정하고 처리하기 위해 복잡합니다. 여기에 질문이 있습니다. 주차 센서가 무엇입니까?
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