Brake-by-Wire entwickelt sich rasant zu einer Kerntechnologie im Fahrwerk softwaredefinierter Fahrzeuge. Während sich die Automobilindustrie bei der Entwicklung vorwiegend auf die Zentralisierung von Computerplattformen konzentriert, findet der Bremsvorgang selbst am Rad statt. Diese Position stellt hohe Anforderungen an die Elektronik der Radmodule. Sie müssen im Fehlerfall die Betriebssicherheit gewährleisten und in beengten, vibrationsanfälligen und thermisch beanspruchten Bereichen präzise Raddrehzahldaten liefern – und gleichzeitig höchste Standards der funktionalen Sicherheit erfüllen.
Heutzutage sind Entwickler gezwungen, generische Sicherheits-PMICs, unabhängige Radgeschwindigkeitsdecoder und diskrete Leistungselektronikbaugruppen zu kombinieren. Neben steigenden Kosten und einem erhöhten Platzbedarf auf der Platine vervielfacht dieser Ansatz potenzielle Fehlerquellen genau dort, wo Zuverlässigkeit am wichtigsten ist.
Ein einzelnes Gerät, das für diese Aufgabe entwickelt wurde
Mit einer integrierten Raddrehzahlsensorschnittstelle (WSSI) dekodiert der Sicherheits-PMIC A81415 standardmäßige 2-stufige AK-Protokolle, 2-stufige Pulsweitenmodulation (PWM) und 3-stufige PWM (Standard und hochauflösende Version) ohne komplexe analoge Schaltungen oder einen separaten Decoder-IC. Dank eines vollständig integrierten Aufwärts-/Abwärtswandlers, fünf Low-Dropout-Reglern (LDOs) und einer Ein-Induktivitäts-Architektur, die keine externen Schalter oder Dioden benötigt, reduziert der A81415 den Bedarf an bis zu neun externen Bauteilen und ermöglicht Einsparungen von bis zu 4 US-Dollar pro Fahrzeug bei den Halbleiter-Materialkosten (BOM). Dies bietet Erstausrüstern (OEMs) erhebliche Kostenvorteile in der Serienproduktion.
Dieser beispiellose Integrationsgrad spart über 50 % der nutzbaren Platinenfläche und verschafft dem Bremssattel entscheidenden Spielraum im Design. Da die physikalische Ebene der Radgeschwindigkeitsdaten intern vom PMIC verarbeitet und die dekodierten Daten über eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) übertragen werden, reduziert der A81415 die Latenz im sicherheitskritischen Regelkreis und stellt MCU-Bandbreite für ein schnelleres Bremsverhalten bereit. Rauscharme Stromversorgungsschienen sind speziell auf die TMR XtremeSense™-Winkelsensoren von Allegro abgestimmt und gewährleisten so, dass die gesamte Schalt- und Klemmkraftsignalkette vom Rad bis zum Bremssattel als ein einziges, kohärentes und hochauflösendes System optimiert ist.
Die 12V-zu-48V-Schnellstrecke für Eckmodule
Für den zuverlässigen Betrieb von Brake-by-Wire-Systemen sind Komponenten erforderlich, die selbst härtesten elektrischen Umgebungsbedingungen standhalten. Basierend auf Allegros proprietärem Automotive-Grade-0-Prozess und in Kombination mit dem Vorregler APM81815 und 48-V-Gate-Treibern bildet der A81415 einen kompletten Chipsatz, der auch im Fehlerfall funktionsfähig bleibt. Dieser modulare Ansatz ermöglicht Tier-1-Zulieferern eine schnelle Migration bewährter 12-V-Bremsarchitekturen direkt auf 48-V-Radmodule der nächsten Generation – ohne Neuentwicklung oder sperrige externe Überspannungsschutzsysteme. „Intelligente Fahrwerksysteme erfordern, dass Sensorik und Leistungselektronik am Rad als eine Einheit arbeiten“, so Peter Wells, Leiter des Geschäftsbereichs Hochleistungs-Leistungselektronik bei Allegro MicroSystems. „Allegro hat seine führende Position in der Raddrehzahlmessung und seine Expertise im hochzuverlässigen Energiemanagement in seinem neuen PMIC vereint, um seinen Kunden eine einfachere, sicherere und hochskalierbare Grundlage für moderne Brake-by-Wire-Systeme in Fahrzeugen zu bieten.“.
Merkmale und Vorteile des A81415:
Integrierte Radgeschwindigkeitserkennung: Der On-Chip WSSI dekodiert 2-Level-, PWM-, AK- und High-Definition-Protokolle, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Decoder-ICs entfällt.
Kosten- und Platzersparnis: Durch den Wegfall von bis zu neun externen Bauteilen werden bis zu 4,00 US-Dollar an Halbleiter-Materialkosten pro Fahrzeug eingespart, und die Leiterplattenfläche wird um mehr als 50 % reduziert.
ASIL-D- und AEC-Q100-Zertifizierung: Die beiden Überwachungsschaltungen und das integrierte Fehlermanagement erfüllen höchste Sicherheitsstandards, ohne dass externe Schutzschaltungen erforderlich sind.
Skalierbar von 12 V bis 48 V: Funktioniert nativ in 12-V-Systemen und bietet in Kombination mit dem Vorregler APM81815 einen einfachen Upgrade-Pfad zu 48-V-Eckmodulen .
