应用注释用于自动泊车的超声波泊车传感器

  • PDF
  •                

随着自动驾驶汽车的实现和普及,包括传感和通信功能在内的诸多车载技术都在不断完善。其中超声波泊车辅助系统是实现自动驾驶和自动泊车功能的一项重要技术。早在自动驾驶成为热门话题之前,超声波泊车传感器就已经在欧洲市场使用了很长的一段时间。多年来,TDK一直都在为这些超声波泊车传感器提供片状超声波传感器。本文旨在为您详细介绍这类片状超声波传感器。

超声波泊车辅助

自动驾驶社会正在实现,以减少交通事故造成的伤亡人数,提高移动服务的便利程度。各种计划要求自动驾驶车辆和具有ADAS功能的车辆配备摄像头、毫米波雷达、LiDAR、远程信息控制单元(TCU)和其他新单元。在欧洲,大多数车在道路上泊车,或在狭窄的私人道路上平行泊车,超声波泊车辅助一直在使用,甚至在安装ADAS功能之前也是如此。
超声波传感器发出超声波,接收器检测从障碍物上反射回来的波,以确认物体的存在,并测量到障碍物的距离。过去,系统向司机发出警告,以便车辆能够避免与墙壁和其他车辆等障碍物相撞,但现在,在控制转向的自动泊车系统中的采用和使用正在增加。超声波泊车辅助将继续在自动驾驶和自动泊车功能中发挥至关重要的作用。

图1.超声波泊车辅助方块图(摘自应用指南)

超声波传感器圆盘

超声波泊车辅助系统需要一个超声波传感器圆片来检测和测量到障碍物的距离。压电装置根据电极之间的力从机械力产生电能。相反,如果在电极之间施加电压,则该装置将根据施加的电压量而发生机械变化。产生的电量用于检测物体是否存在,并测量到物体的距离。
在超声波泊车辅助系统中使用TDK品牌的压电产品,但在汽车领域,多年来也被用于喷油器压电器件。这意味着TDK产品在恶劣的汽车环境下具有高精度的传感性能和长期的可靠性,能够根据客户的要求进行定制设计。

超声波传感器圆盘概要

  • 在汽车泊车辅助系统方面有长期经验
  • 产品符合汽车标准IAT F16949
  • 精确传感
  • 终身稳定的性能
  • 非接触式传感
  • 根据要求定制尺寸
  • 金属化回绕

图2.超声波传感器圆片产品的特点和系列
表1.超声波传感器圆盘概要
厚度(mm) 0.195~1.02
直径(mm) 5~7
频率(kHz) 285~2000
金属化回绕:可能 可能
表2. 超声波传感器圆盘阵容
订购代码 B59050Z0206A030 B59070Z0285D120
B59070Z0285D121
直径 / mm 5 7
厚度 / mm 1.02 0.195
串联谐振频率 / kHz 2000 285
电容 / pF 300 2000
使用温度范围 / °C -40 to 160 -40 to 160

与超声波泊车辅助一起使用的变压器

向上述超声波传感器圆片提供稳定电压的组件是超声波泊车辅助变压器。TDK变压器在汽车应用中有很长的使用记录。由于它们是在先进的、自动化的生产线上制造的,所以非常结实。此外,我们已经与驱动压电组件的集成电路制造商TI和Elmos进行了参考设计。表4所示,TDK有适合不同配置、电感和频带的产品。

与超声波泊车辅助一起使用的汽车变压器概述

图3.超声波泊车辅助变压器
表3.与超声波泊车辅助一起使用的汽车变压器
变压器尺寸 EP6
铁芯材料 铁氧体
端子 SMD, 5 U形状
最大尺寸 / mm L:8.8 x W:7.6 x H:7.1

与超声波泊车辅助一起使用的汽车变压器的特点

  • 根据JEDEC J-STD-020D在245°C条件下耐受回流焊接热10秒
  • 窄电感公差
  • 低电感温漂
  • 高峰值电压
  • 由于封闭磁场和金属帽的作用,具有优异的抗EMC屏蔽性能

表4.与超声波泊车辅助一起使用的量产汽车变压器系列
订购代码 B78416A2232A003 B78416A2360A003 B78416A2386A003 B78416A2430A003 B78416A2433A003
铁芯形状 EP6 EP6 EP6 EP6 EP6
铁芯材料 铁氧体 铁氧体 铁氧体 铁氧体 铁氧体
电感 3mH 3mH 0.23mH 4.2mH 5mH
电感公差 ±10% ±10% ±8% ±6% ±10%
圈数比 1 : 1 : 8.42 1 : 1 : 8.42 1 : 1 : 9 1 : 1 : 15 1 : 1 : 10.1
工作频率 52kHz 52kHz 300kHz 50kHz 50kHz
工作温度范围 -40 ~ +85°C -40 ~ +85°C -40 ~ +85°C -40 ~ +85°C -40 ~ +85°C
屏蔽 - 与6号针连接 - - -
符合规格 AEC-Q200 AEC-Q200 AEC-Q200 AEC-Q200 AEC-Q200

总结

为了实现一个能够广泛、安全和舒适地自动驾驶的社会,汽车将配备有摄像头和无线通信功能的新传感器。除了新传感器外,已经使用了一段时间的超声波泊车辅助的功能在继续使用时也会发生变化。TDK长期以来一直为超声波泊车辅助提供组件,并将继续努力为建立一个现代化、移动和联网的社会做贡献,同时进一步完善其先进技术。若要获得详细的产品数据、就个别产品规格进行咨询,请参阅产品中心。