超声波技术在汽车辅助系统中的应用

随着汽车技术的不断进步，超声波传感器在停车辅助、智能后备箱开启和入侵检测报警等领域的应用越来越广泛。本文将详细介绍超声波停车辅助功能、电感抬脚开尾箱系统以及入侵检测报警的应用及其技术要求。

超声波停车辅助功能

超声波停车辅助系统（也称为停车引导系统或倒车停车辅助）通过检测物体的存在并以噪音形式警告驾驶员，帮助驾驶员更安全地停车。这些系统通常配备4到16个传感器，策略性地分布在汽车周围，提供全方位的检测功能。

设计这类应用的工程师需要选择能够驱动超声波传感器（发射器）、接收信号、调节信号并处理回波数据的集成电路。例如，PGA460-Q1芯片可以可靠地检测距离最远5米的国际标准化组织（ISO）杆（用于超声波停车辅助的聚氯乙烯（PVC）管作为性能标准）。该器件还通过了严格的静电放电（ESD）和大电流注入（BCI）测试，确保其在实际应用中的稳定性和可靠性。

使用德州仪器PGA460-Q1的超声波停车辅助星型配置

由于原始设备制造商（OEMs）面临每辆车增加超声波传感器的需求，未来几年内超声波停车辅助的成本压力将持续增加。PGA460-Q1为高产量一级供应商提供了具有竞争力的解决方案，帮助应对这一挑战。

常见要求与未来趋势

超声波停车辅助模块的常见要求包括：

物体检测范围：从30厘米到5米。

通信接口：时间命令接口（TCI）或本地互连网络（LIN）通信，连接到本地电子控制单元（ECU）或车身控制模块（BCM）。

为了满足自动驾驶汽车的需求，未来的短距离和长距离物体检测标准将变得更加严格。从2025年开始，超声波模块将能够检测距离在10厘米到7米的物体。半导体供应商的模拟前端（AFE）灵敏度和驱动方法的改进对于满足这些检测距离的要求至关重要。

当前，TCI和LIN是超声波停车辅助系统中最常见的两种通信接口。然而，随着高级驾驶辅助系统（ADAS）视觉处理能力的提高，预计未来将使用更高传输速率的协议，如外围传感器接口（PSI）5、分布式系统接口（DSI）3或控制器局域网（CAN），来传输更多的超声回波数据。

电感抬脚开尾箱系统

电感抬脚开尾箱系统（智能后备箱开启系统）使车主能够通过抬脚将脚放在后保险杠下方轻松打开汽车后备箱，无需手动操作。传统的抬脚打开后备箱系统使用位于保险杠底部的电容式感应条，但许多汽车一级供应商正在探索超声波感应技术，因其对环境因素（如污垢和水）的鲁棒性更强。

针对电感抬脚开尾箱系统的超声波解决方案的常见要求包括：

物体检测范围：从15厘米到1米。

低静态电流：系统必须在汽车关闭的情况下运行，因此静态电流至关重要。

电源工作能力：能够在12V汽车电池下工作的能力。

高品质的传感器，如Murata的MA58MF14-7N，在传感器激发期间具有更稳定的衰减或“振铃”，有助于减少衰减的时间长度，从而更准确地预测衰减的速度。此外，TI建议使用变压器驱动器拓扑结构以优化近场性能。

PGA460-Q1具备低噪声放大器和可编程时变增益级，嵌入12位逐次逼近寄存器模数转换器（SAR ADC），能够有效减少接收信号的噪声，并根据距离调整增益，实现精确的距离测量。

入侵检测报警

在欧洲，入侵检测报警是消费者购车时可选的附加设备或可在购车后安装的功能。当汽车熄火和停靠时，这些报警器使用超声波传感器检测车内的任何移动，作为主报警系统的支持系统，防止儿童或宠物在车内发生危险。

大多数系统使用一到两个超声波发射器和一到两个接收器。PGA460-Q1超声波传感器可以驱动和接收一个发射器和一个接收器，因此可能需要一到两个PGA460-Q1器件来实现完整的入侵检测报警功能。

如需PGA460-Q1产品规格书、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。

结论

总之，超声波技术在汽车辅助系统中的应用日益广泛，不仅提高了驾驶的安全性和便利性，还为未来的自动驾驶技术奠定了基础。无论是停车辅助、智能后备箱开启还是入侵检测报警，超声波传感器都展示了其不可替代的价值。通过不断改进传感器的质量、驱动方法和AFE性能，未来的汽车将更加智能化和安全。无论是在科学研究还是工业生产中，超声波技术将继续推动更多领域的创新与发展，助力实现更高效、更可靠的电子系统。