当今的轿车正朝着供给高能效一起对环境影响降至最低的方向开展。但就久远而言，以非石油为根底的动力体系似乎是最具远景的解决计划；与此一起，轿车工业正在推出根据现有技术引进更多改进。一项首要趋势是混合动力化（hybridization），其间微混合动力（包含中止-发动体系）和轻度（mild）混合动力存在很多增加时机。这些“适度混合动力”计划或许看上去现已过气，但业界仍在环绕这些运用进行很多电子及机械开发。
本文将首要审视一些跟伦德尔（Lundell）式电动机（更广为人知的名称是“沟通发电机”）相关的继续改进的极佳示例。由于选用了更好的电子操控，它的能效提高了，更多的能量被康复，发动机频频发动的影响被处理平顺了。本文的第二部分将要点介绍轿车中参加的更多传感器，这些传感器将协助进一步下降传统内燃发动机对石油的依靠。终究一段阐释现有电感型传感器技术能够怎样优化刹车踏板以协助轿车节约更多能量。
发动沟通发电机
在发动沟通发电机体系中，无源整流二极管被大电流开关代替。这些开关担任驱动发动沟通发电机，使其作为电机（发动机形式），并在沟通发电机内部发生的定子电流上履行同步整流（沟通发电机形式）。同步整流大幅经过以高导电性的通道分流（本体）二极管，提高沟通发电机能效，将正向压降降至低于150 mV。
图1：沟通发电机中的同步整流
此运用的一项首要功用应战便是保证在定子电流反向时开关以极快速度关断；开关关断有任何推迟都会导致不必要的电池放电，其办法跟惯例二极管的反向康复十分相似。有鉴于此，预驱动器IC包含在自主门极操控环路内部作业的高歪曲率驱动器，规划意图是在整流期间欧姆损耗与电流符号改动时的过渡损耗之间获得尽或许最佳的折衷。在IC中集成这些预驱动器恰当杂乱。
首要，它要求多种不同电压域共存在同一个硅衬底上，一起保证这些电压域之间的牢靠通讯。
其次，发动沟通发电机的驱动器IC被置于或许是环境最恶劣的方位，或许会遭受电池反向、负载突降、阴极接地搬运、定子相位上极大的dV/dt（数量级为每微 秒100 V）、电磁搅扰等多种瞬态事情。相同，运用差分技术及详尽办理硅衬底上的寄生（双极）效应，有或许选用高性价比的降压技术而非绝缘硅（SOI）技术来构建此类IC。
图2：发动沟通发电机中选用强固的预驱动器来操控高门极-源极电容（Cgs）的MOSFET
除了传统铅酸电池，咱们看到越来越多的储能组件被用于发动-中止体系中的电源网络，如锂离子电池、超级电容等。在这些体系中，安全范畴变得跟中心功用相同重要。因而，咱们看到ISO26262安全规范越来越多地进入咱们的视界，有时会导致恰当部分硅片面积专门用于监测运用，检测此IC及其伴侣IC的工作健全情况，并在有需求的情况下保证安全状况。
终究，智能电路及大功率元器件在紧邻方位的组合表明操控电路的结点温度大幅上升；在运用中需求考虑作业结点温度高于175℃的景象并不稀有。此外，在元器件认证阶段，或许运用高达200℃的温度来进一步加快老化进程，以将运用寿命测验时长保持在合理的2，000小时之内。经过运用带有扩展温度规模的硅工艺，并在规划阶段将在规划束缚考虑在内，就能够有效地应对这个应战。
内燃发动机中运用的传感技术
传感器在使今世内燃发动机到达史无前例的能效水平，一起还将排放降至最低。例如，空气流量（MAF）传感器衡量进入发动机焚烧室的空气量，然后准确喷入恰当数量的燃油。而在发动机的另一端，氧气和氮氧化物（NOx）传感器直接丈量废气成分，并将信息馈送回给发动机操控单元（ECU）。
压力传感器的进袭事实上无所不在，代表了一种随同内燃机演进及寻求增强操控的趋势。开端是歧管肯定压力（MAP）传感器，此传感器是运用MAF传感器之外的另一挑选。跟着燃油喷发技术的前进，需求轿车直喷（GDI）及柴油直喷（DDI）压力传感器来合作经过直接衔接至每个气缸焚烧室的共轨燃油管丈量喷发的燃油压力。后者某些时分要求柴油微粒过滤器（DPF）来削减油烟，而DPF需求要求传感器来协助保持恰当的作业条件。即使是在发动机外部，胎压监测体系（TPMS）保证轮胎恰当充气，然后不只供给更好的安全性，还供给更高的燃油功率，由于轮胎翻滚阻力减小了。
压力传感器的另一个前沿阵地是焚烧室自身。为了供给终究的焚烧操控，其间一个必要条件是随时都准确知道一切气缸内的压力。某些类型的清洁柴油发动机现已在气缸内压力传感器的协助下工作。那些相同的传感器也是正在研讨的新发动机的要害推进要素，一个比如便是均质充量紧缩焚烧（HCCI），此技术的方针是结合汽油发动机的低排放及柴油发动机的能效。一切这些前进都提出了新的技术应战，要求越来越杂乱的集成电子电路来因应这些应战。举例来说，更好的操控要求更高的精度，而现在0.5%的容限很常见。与此一起，跟着压力传感功用的布局移向更挨近发动机的中心，作业温度规模继续扩展。这就对传感元件及补偿其非抱负特性所需的电子电路施加了额定的约束。
新一代压力传感器IC的框图如图3所示。低噪声模仿前端开端供给高精度功用，随后是高精度Σ-Δ（sigma-delta）模数转化器（ADC）。杂乱的数字信号处理为传感元件的偏移和灵敏度供给非线性温度补偿。常见的5 V模仿输出逐渐被单边半字节传输（SENT）及PSI5等规范数字输出代替。此办法经过省去传感器中的输出数模转化及ECU端的模数转化，减小总量化差错。
每个传感器在出产时都被校准，补偿系数存储在内部EEPROM中。
图3 ： 用于压力传感器的下一代精细信号调度接口%&&&&&%框图
用于刹车踏板的电感型方位传感器接口
典型刹车踏板仅有一个开关，用于协助确认什么时分应该导通刹车灯。跟着刹车能量收回（regen）功用的增加，就需求新的刹车踏板方位传感器。本质上而言，规范冲突刹车体系选用丈量刹车踏板准确位移的操控体系来晋级。当刹车踏板仅细微位移时，冲突刹车体系不会激活。在这个“收回带”，能量收回体系将丈量刹车踏板位移，并确认移动中轿车的多少运动能量需求搬运到暂时能量存储。这能量存储能够选用多种形式；原设备制造商（OEM）或许倾向于气压或液压蓄力器、48 V电池、超级%&&&&&%，或许乃至是飞轮。轻度混合动力轿车会在下一个加快阶段将存储的能量转化回至有限时刻的推进动力，而微混合动力轿车仅运用电气收回技术，在更长的时刻段内为板网（boardnet）供电。
为了丈量“收回带”期间刹车踏板的切当方位，能够运用像给加快踏板运用的相似的技术。图4显现了这类运用免触摸式传感器计划的框图。
图4：电感型方位传感器运用框图
安森美半导体开发的定制电感型传感器接口充分利用先进的前端滤波器，还结合了智能处理功用。片上驱动器经过最少一个励磁电感影响传感器。传感器的耦合输出电感会发生包含励磁电感与输出电感相对方位信息的信号。电感相对方位的改变在很大程度上取决于所挑选的传感器规划，它通常是线性或旋转运动的成果。然后，此集成电路将将传感器的电气输入和输出信号转化为数字方位信息。解分出的方位信号然后经过接口传送给微操控器，详细什么接口取决于客户要求或偏好。能够挑选专有混合信号计划来合作传感器接口输出格局，包含份额电压、正弦-余弦（Sin-Cos）电压、脉宽调制（PWM）、 SENT或PSI5.
传感器范畴的半导体供货商除了具有所要求的技术，还应对ISO26262规范呈现出正确的情绪。轿车中的许多踏板运用跟安全直接相关，需求经过恰当的ISO26262了解、办法及东西集办法因应。能够在跟某些功用共用相同成果、供给独立数据输出的冗余型装备中运用电感型传感器，在模块级到达ASIL-D要求。新式的收回运用结合新的合适安全规范，正在推进职业朝向开发与电感型传感器衔接的新的%&&&&&%。
电子%&&&&&%开发者及供货商正在趋向未来轿车动力体系在道路上发明不同。尽管微混合及轻度混合动力轿车供给相对适度的燃油经济性提高，但它们的性价比很高。恰好是这种强固的轿车逐渐改进途径将使大多数轿车朝向新技术稳步演进，一起还构建下一代动力体系的根底。
