作者: 朱玉龙 ,vwin网站 设计
车用电子控制模块以微控制器为核心,包括各种电源电路、通信电路、输入处理电路和输出功率电路几个重要的组成部分。
图1:汽车技术的演变
随着车用电子模块越来越多,传输的数据量越来越大,汽车总线速率在不停地发展,电子模块开始转向多系统集中的方向发展。传统而言的vwin网站 模块,如下图所示是一个核心的控制模块,内部富含高门槛的控制算法,单独供给车企,是整车里面价值比较高的那部分。
图2:vwin网站 模块内的要素
在vwin网站 领域,汽车厂家面临很多的问题,如中国这样快速变化的市场需求,用户对于车辆的功能的要求变化很快,而且市场激烈竞争的程度,也对原有产品生命周期提出了很大的考验,原有的规划、设计、工程需要跟上快速换代的节奏;汽车厂家想要跟上整个节奏需要以模块化来达到战略目的。汽车模块化的目标是:缩短产品开发时间,快速推向市场;通过减少模块数量来降低产品质量风险,从某种程度上来说,用更少的产品开发团队集中精力做核心均一化的部件,来供给不同的车型。所以一个很有趣的事情,是整车企业越来越注重MEMS技术,把感知的部分独立实现总成的智能化,实现对于原来系统的改造。
传统的汽车内的传感器主要作用是将物理量转换为可识别的电信号,一般是为控制器收集所需对象的信息和状态。而在vwin网站 控制系统的快速增长的市场需求下,汽车传感器技术不断发展。随着MEMS技术的发展(MEMSMicro Electromechanical System是微型电子机械系统),汽车传感器本身就朝着智能化、微型化、集成化、多功能化方向发展,通过整合传感器、执行器、机械机构、信号处理和控制电路等集成于一体的MEMS,简化了传统vwin网站 系统,真正实现了体积小、功耗降低和重量减少,这一分支也成为vwin网站 重要的发展方向。
图3:vwin网站 的MEMS技术和传感器
正是MEMS的重要性,使得部分Tier1如Bosch、Denso和Panasonic直接下场参与芯片层面的开发。
图4:汽车MEMS和传感器供应商一览
在应用领域里面,如下图所示主要包括压力传感器、雷达、激光雷达和化学传感器等等。
图5:汽车MEMS和传感器市场总览
MEMS很大一部分是用在底盘安全系统里面,如下所示惯性测量单元(IMU) 被集成化分类:主要分为独立IMU单元/仪表、安全气囊控制器和ESC控制器还有底盘控制器集成。其中最多的两项是被动安全控制器和ESC的ECU。村田是业内第一家将MEMS传感器应用于汽车主动安全上的公司,其MEMS传感器以微机单晶硅为主要构成。依靠其极高的灵敏安全性能,在ECU设计的要求中取得了一席之地。
今后村田也会考虑研发新型汽车级三轴加速度传感器,并在各性能方面如零偏稳定性、噪声、线性度、耐振动性耐冲击性等都给ECU对外界的感知能力大幅提高,在严酷的环境下也能实现高性能、高可靠性。
这些MEMS器件在汽车主动安全的ECU设计上有着很好的应用。如宝马,奔驰,丰田等,都在这颗小东西上投入了不少的精力。
对于MEMS来说,应用于汽车ABS和ESC系统中的加速度传感器和陀螺仪,也可以应用在其他工业中,比如在钻探方面,使用加速度传感器可以保证钻头采矿时走直线,并且需要器件能够应对高温和抗冲击;在轮船上,检测船体随着风浪的倾角来补偿系统。甚至MEMS气压传感器精度很高,可以应用于室内导航。 MEMS传感器的跨界应用和多样性使用,还有很多有趣的例子。
小结: MEMS传感器,在当今汽车信息化和vwin网站 发展中已经开始扮演起越来越重要的角色,我们可以从快速变化的器件中,找到我们的机会。
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