車用傳感器的發(fā)展

時間:2009-12-09

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:汽車安全性是設(shè)計(jì)師面臨的一大挑戰(zhàn),消費(fèi)者對安全的定義不僅是車輛本身的安全可靠性,還體現(xiàn)在了那些能通過電子控制技術(shù)提供更多安全保障的輔助駕駛系統(tǒng),這種需求的擴(kuò)張帶動了市場對一些傳感IC的需求逐漸膨脹。

      TPMS是中國市場炒的比較火的一個概念,但迄今為止全球只有美國是強(qiáng)制實(shí)施TPMS法規(guī)的國家。自2007年9月后所有在美國銷售的最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過4536kg的四輪乘用車和商用車都必須安裝TPMS。雖然TPMS在中國的呼聲已經(jīng)很久了,可是標(biāo)準(zhǔn)卻一推再推,目前的應(yīng)用仍僅限某些高端車型,不過這些,都沒有阻止半導(dǎo)體廠商在該領(lǐng)域的巨大投入。

      業(yè)界一致認(rèn)為,未來TPMS發(fā)射模塊將向高度集成化、單一化、無線無源化方向發(fā)展。隨著TPMS產(chǎn)品市場對IC高集成度和高可靠性的要求,目前已經(jīng)有了將所需測試各物理量的MEMS傳感器與MCU、RF三合一的新一代TPMS傳感器模塊。例如飛思卡爾的TPMS解決方案MPXY8300,就是由電容性壓力傳感元件、溫度傳感組件、MCU、RF、加速度傳感器和具有喚醒功能的接口電路組成,所有這些集成在一塊芯片上,并采用了飛思卡爾的超小型封裝(SSoP)。超小的尺寸和增強(qiáng)型介質(zhì)保護(hù)功能使得該方案特別適合在氣門嘴或輪胎上安裝。

      隨著分層控制理念的不斷發(fā)展,對智能化的負(fù)載和傳感器的需求會日益增多,而SoC類型的產(chǎn)品因其成本低、體積小的優(yōu)點(diǎn),正是適應(yīng)這一發(fā)展方向的解決方案。英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業(yè)務(wù)部高級市場工程師李世銘表示,“英飛凌的SP37新一代胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)單芯片解決方案就順應(yīng)了這一發(fā)展趨勢,將控制器,傳感單元、RF發(fā)射器、低頻接收器和電源模塊集成在一顆芯片里,達(dá)到汽車級芯片的要求?!?

      轉(zhuǎn)向精度對于是汽車設(shè)計(jì)一個重要的考量,英飛凌成功地將巨磁電阻(GMR)效應(yīng)融入半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造工藝。“在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,英飛凌基于集成型巨磁阻技術(shù)(iGMR)的傳感器芯片組和基于線性霍耳技術(shù)的傳感器芯片可以完美實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向角度和力矩的感知。”李世銘表示。英飛凌的傳感器可異常精確地測量0°到360°的轉(zhuǎn)向角度,包含兩個GMR全橋、一個溫度傳感器、兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)個穩(wěn)壓器、濾波器以及在運(yùn)行過程中能連續(xù)監(jiān)控這些組件的內(nèi)部機(jī)制。傳感器芯片TLE 5010具備兩個數(shù)字角度分量——正弦函數(shù)和余弦函數(shù)。通過SPI接口連接傳感器的8位微控制器利用這些分量計(jì)算實(shí)際的角度信號。

      透射式傳感器也被稱為斷續(xù)式傳感器,內(nèi)含一個面對面安裝的紅外發(fā)射器和檢波器,二者之間有一個小縫隙,當(dāng)有類似編碼輪這樣的物體通過發(fā)射器和檢波器之間的縫隙時,就會將光束遮擋,傳感器就能探測到是否有物體存在。Vishay的表面貼裝透射式(斷續(xù)式)光電傳感器TCPT1300X01和TCUT1300X01,達(dá)到了+145℃的結(jié)溫等級,-40℃~+125℃的工作溫度范圍和潮濕敏感度等級1(MSL1)。

      雷達(dá)技術(shù)是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的駕駛輔助系統(tǒng)、避免交通事故發(fā)生的關(guān)鍵所在。汽車的雷達(dá)系統(tǒng)可發(fā)出射頻電磁波,這些電磁波遇到前面的車輛或其它物體可反射回來,雷達(dá)芯片負(fù)責(zé)發(fā)送和接收這些射頻信號,并通過后臺處理。后臺數(shù)據(jù)評估結(jié)果可確定車輛與其它車輛的距離以及其它車輛的行駛速度。因此,當(dāng)預(yù)測到要發(fā)生車輛相撞事故時,座椅頭枕和安全帶就會提前準(zhǔn)備就緒,幫助降低事故造成的影響。與此同時,相同的信號也會發(fā)送至制動系統(tǒng)或安全氣囊系統(tǒng)。英飛凌科技的雷達(dá)芯片RXN7740是適用于76-77GHz頻率范圍的高度集成前端芯片,包括振蕩器功能塊、功率放大器和4個適用于多個天線的混頻器。與目前獨(dú)立實(shí)現(xiàn)這些功能的雷達(dá)系統(tǒng)相比,可使廠商將雷達(dá)系統(tǒng)尺寸縮小四分之一,把無線射頻模塊的系統(tǒng)成本降低20%以上。

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