汽車“智商”提高的背后--傳感器的應(yīng)用與挑戰(zhàn)
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英飛凌的McGowan表示，將處理功能與傳感器整合在一起，能確保溫度補(bǔ)償、自校正和失效模式檢測(cè)等功能的精確性。在成本控制方面，可通過(guò)在單芯片上集成多種功能和特性(與過(guò)去采用的分立無(wú)源器件的方式相反)以及量產(chǎn)來(lái)著力。最后，這種智能附屬傳感器允許將更小的中央處理器從數(shù)據(jù)運(yùn)算中解放出來(lái)，以便進(jìn)行更快的決策處理。
目前的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器不是作為凸起的一塊安裝在胎外就是固定在輪緣的內(nèi)部。因這些設(shè)備是由紐扣電池供電的，McGowan表示，一線供應(yīng)商追求10年的電池壽命?！盀檫_(dá)到此目的，我們?cè)谔幚硭惴ㄖ惺褂密囕v信息，在車停止不動(dòng)時(shí)，降低采樣和傳輸速率，”他補(bǔ)充說(shuō)。
未來(lái)的壓力監(jiān)測(cè)可能由直接嵌入在輪胎構(gòu)造內(nèi)的傳感器完成。這些傳感器必須由McGowan稱之為的“能量積聚(energy scavenging)”技術(shù)來(lái)供電，這種技術(shù)利用輪胎撓曲性來(lái)驅(qū)動(dòng)為傳感器提供能量的應(yīng)變器件(piezo)。該概念能被擴(kuò)展，例如，利用引擎震動(dòng)作為碰撞傳感器的工作能量。另一種方法是通過(guò)感應(yīng)方式從輪胎外對(duì)嵌入式胎壓傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這里需關(guān)注的事項(xiàng)包括：輪胎轂內(nèi)的任何金屬天線環(huán)對(duì)輪胎物理特性的影響。
采用QFN封裝的最新雙芯片加速計(jì)具有6mm×6mm×1.45mm的裸片堆疊尺寸(右)。
芯片頂部的是加速計(jì)核，CMOS控制IC在底部。(頂部)還顯示了QFN傳感器堆疊工藝
雖然測(cè)試時(shí)使用了電池以保證通信連接的可靠性，但在傳感器需要的功率級(jí)(300毫瓦)方面，該團(tuán)隊(duì)相信應(yīng)變片方法不能為該應(yīng)用提供足夠功率。這樣一種輪胎數(shù)據(jù)系統(tǒng)可用于為汽車底盤(pán)控制系統(tǒng)提供信息或確定是否需要進(jìn)行輪胎或懸掛系統(tǒng)服務(wù)。
汽車傳感器展望
未來(lái)五年內(nèi)，傳感器的其它應(yīng)用很可能將包括更多的基于陀螺儀的器件，飛思卡爾的Shaw表示。這些器件將為滾動(dòng)穩(wěn)定性控制及其它軸閉環(huán)控制提供角速率數(shù)據(jù)。這些陀螺儀將以MEMS為基礎(chǔ)，隨著產(chǎn)量的增加，MEMS的加工成本將降下來(lái)。
英飛凌的壓力和霍爾效應(yīng)傳感器營(yíng)銷經(jīng)理Peter Knittl認(rèn)為，要為由氣囊觸發(fā)的撞擊傳感器增強(qiáng)性能，將會(huì)采用基于壓力的器件而不再是目前使用的G傳感器?！斑@種向‘有源’傳感器的轉(zhuǎn)變是由(美國(guó))政府為防范側(cè)部撞擊而新頒布的法令(FMVSS-201)拉動(dòng)的，”他說(shuō)?！爱?dāng)結(jié)構(gòu)變形時(shí)，G傳感器將觸發(fā)。但車門(mén)內(nèi)的壓力傳感器不久(約5到6ms)將檢測(cè)到一個(gè)聲波，而G傳感器的檢測(cè)時(shí)間是10ms?！蔽磥?lái)的氣囊系統(tǒng)可能同時(shí)采用這兩種傳感器，從而增強(qiáng)冗余性。
汽車傳感器系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)不僅是傳感器將用在哪些地方的風(fēng)向標(biāo)，還體現(xiàn)出“各種總線系統(tǒng)是如何必須一道工作以及各總線是專門(mén)針對(duì)哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的，”TI的Poppel表示。
兩線式還是三線式？
ZMD的Cooper表示，他很驚訝為什么單線式LIN總線尚沒(méi)能在車內(nèi)占據(jù)更大的主導(dǎo)地位。典型應(yīng)用仍采用三線式輻射度(radiometric)傳感器接口。也許隨著新的數(shù)字協(xié)議的出現(xiàn)，汽車產(chǎn)業(yè)的人士中沒(méi)有人想冒召回或其發(fā)生流血事故的風(fēng)險(xiǎn)?！彼裕?jīng)過(guò)驗(yàn)證的傳統(tǒng)器件會(huì)讓開(kāi)發(fā)人員用起來(lái)得心應(yīng)手，并希望能夠方便地使用庫(kù)存器件，他接著說(shuō)?！半m然行業(yè)走向也許是一種數(shù)字接口，他們?nèi)灾塾谀M(三線)輸出信號(hào)。”
“如今一些汽車內(nèi)擁有100多個(gè)ECU，而目標(biāo)是減少車內(nèi)ECU的數(shù)量，”TI的Poppel表示?！按a的可重復(fù)利用性也將對(duì)降低成本有助益。另外，雖然能在手持無(wú)線應(yīng)用中見(jiàn)到當(dāng)今領(lǐng)先的技術(shù)，但(因其短暫的設(shè)計(jì)周期)這些產(chǎn)品并沒(méi)有很長(zhǎng)的使用周期。另一方面，汽車畢竟是需要電子提供高質(zhì)量和高可靠性的長(zhǎng)期使用系統(tǒng)?！?(end)
評(píng)論