汽车安全性设计需求催发车用传感器市场

2009-12-17 19:57:27来源: 电子工程专辑

      汽车安全性是设计师面临的一大挑战,尤其是在今天,消费者对安全的定义不仅是车辆本身的安全可靠性,还体现在了那些能通过电子控制技术提供更多安全保障的辅助驾驶系统,这种需求的扩张带动了市场对一些传感IC的需求逐渐膨胀。

  往日一些曾经作为豪华车高端配置的术语名词已经逐渐普及到中级车市场,如电子稳定控制(ESC)、电子助力转向系统(EPS)、刹车防抱死系统(ABS)、加速防滑控制系统(ASR)、轮胎压力监视系统(TPMS)、雷达测距等等,而在这些术语的背后,则隐藏着花样繁多的传感器技术。

惯性传感器

  惯性传感器包括加速度传感器及陀螺仪等,主要用于安全气囊监测、翻转监测、ESC、GPS导航、防翻滚系统等。而MEMS技术的发展,更是使得惯性传感器更有效的用于包括汽车电子在内的多种电子产品中。例如,ESC系统就是MEMS惯性传感器市场最主要的增长推动力。在欧美一些国家,ESC系统已经成为车辆的标准部件,并且自2012年式开始,美国和欧盟要求销售的乘用车必须配备ESC。这一强制措施必将增加汽车市场对加速计和陀螺仪的需求量。

  时下,在一辆功能齐全的汽车中会用到很多惯性传感器。在某些情况下,会用到多达15个轴的惯性传感器(加速度计和陀螺仪)。由于只有6个可能的机械自由度,显然这些传感器中有很多个是多余的。“造成这种情况的原因是,长久以来客户的每个系统都是从不同供应商那里购买的。但今天,惯性传感器组的概念将它们的信息发送给任何有需要的系统,成为许多汽车OEM的目标。”ADI公司大中华区汽车电子商务经理李防震表示。

  除了当今许多汽车中使用的正面和侧面碰撞安全气囊,侧翻检测系统目前也在货车、皮卡以及SUV中普及开来,因为这些车辆发生侧翻的可能性更高。“ADI公司的iMEMS? 加速度计和陀螺仪可用于这些应用。在侧翻事件中,部署侧翻安全气囊能保护乘客安全。侧翻检测系统通过读取车辆的翻滚角度和翻滚速度来确定汽车是否处于侧翻的过程。如果确定发生侧翻,侧翻安全气囊将弹出以便保护乘客。”李防震指出。

  对于使用加速度计的侧翻检测系统来说,最重要的性能参数是零g偏置和灵敏度稳定性。一般来说,假设可得到的最低减速度力(如在湿滑路面上)约为100mg(0.98m/s2)。因此,在汽车温度范围内零g偏移和灵敏度偏差的组合值一定不能超过100mg。李防震介绍道,ADI公司的ADXL iMEMS?加速计在汽车温度变化范围内具有16mg的零g偏移稳定性和0.3%的灵敏度漂移,是这类应用的理想之选。

  高精度倾角测量功能是高度自动调节大灯、电子驻车制动器和坡路起步辅助(HSA)系统不可或缺的功能。意法半导体提供的AIS226DS是一款双轴共面加速器,测量精度高于两个独立传感器解决方案。该器件的最大量程为±6g,能可靠地分辨小于0.02度的细微倾角。此外,该公司前不久还推出了全系列单轴(偏航)和双轴(俯仰和滚转,俯仰和偏航)MEMS陀螺仪,提供的量程范围从30dps一直到6,000dps。

  高深宽比制造工艺的发展提升了MEMS传感器的性能。飞思卡尔的MMA6222EG、MMA6255EG和MMA621010EG惯性传感器就基于高深宽比MEMS技术,该加速计的先进转换器设计增强了传感器偏移性能和超阻尼反应,从而有助于提高系统的可靠性以及对高频率、高振幅寄生震荡的抵抗力。这些器件能够帮助识别可能引发虚假弹出的安全气囊系统状况,诸如“砰”地一声关上车门,或者在汽车组装时的大幅震动。在汽车四周,安全气囊分布式传感系统包含两个ECU主惯性传感器和最多7个卫星传感器模块,感应前部以及侧向撞击。

  

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关键字:MEMS  传感器  加速度计

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2009/1217/article_1538.html
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