Convergence 2006 in Detroit: Infineon zeigt TPMS-Chips

Wenn sich die internationale Automobilindustrie in dieser Woche in Detroit zur Fachmesse Convergence 2006 trifft und Innovationen der Automobilelektronik vorstellt, ist auch die Infineon Technologies AG (München) dabei. Das Unternehmen stellt unter anderem Chips für Reifendruckkontrollsysteme (TPMS) vor, die in einem Gehäuse alle erforderlichen Sensoren, einen Mikrokontroller für die Signalverarbeitung, Energiemanagement-Komponenten und drahtlose Signalübertragung bieten. Der Sensorchip „SP35“ senkt Komplexität und Kosten dieser in den USA ab 2007 unentbehrlichen Sicherheitsausstattung für neue Fahrzeuge.

Der hoch integrierte Sensorchip SP35 wird zusammen mit Batterie und Antenne auf einer Platine zu einem kompletten Reifendruckmodul montiert, das am Wagenrad sitzt. Mit ihm können Zulieferer der Autoindustrie kostengünstiger als bisher die US-amerikanischen Sicherheitsvorschriften und die weltweit wachsende Nachfrage nach Reifendruck-Technologie (Tire Pressure Monitoring System, TPMS) für neue Pkw und Kleintransporter erfüllen.

Der Reifendrucksensor SP35 kombiniert Infineons umfassende Erfahrung für TPMS-Lösungen mit dem Know-how bei Sensoren und bei RF- (Radio Frequency) und Mikrocontroller-Chips. Durch den SP35 sind keine weiteren Kommunikations-Chips im TPMS-Modul erforderlich, was dessen Komplexität und damit die Systemkosten um etwa zehn Prozent senkt. In seinem Gehäuse integriert der SP35 für die Reifendrucküberwachung sowohl jeweils einen mikromechanischen Druck- und Beschleunigungssensor als auch einen Temperatursensor sowie einen 8-Bit-Mikrocontroller, der die Funkkommunikation zwischen dem TPMS-Modul und der elektronischen Steuereinheit über einen AM/FM (Amplitude Modulation/Frequency Modulation) RF-Transmitter und einen LF (Low Frequency)-Empfänger integriert. Der Mikrocontroller enthält neben dem Speicher auch die Batteriespannungsüberwachung und die Leistungssteuerung.

„Infineon hat bereits sehr früh auf TPMS-Technologie gesetzt. Die Reifendruckmessung hat sich von einem Premium-Ausstattungsmerkmal für Fahrzeuge der Oberklasse zu einer Volumenmarkt-Technologie entwickelt und Infineon hat bereits verschiedene Produktgenerationen geliefert“, kommentiert Christopher Cook, General Manager im Geschäftsbereich Automobil-, Industrieelektronik und Multimarket (AIM) bei Infineon Technologies North America. „Die amerikanische Autoindustrie führt derzeit TPMS zur Erfüllung gesetzlicher Sicherheitsvorschriften ein. Dank unserer Erfahrung können wir ihr die heute fortschrittlichste Technologie bieten. Halbleitersensoren werden künftig auch im Motormanagement eine wichtige Rolle spielen. Wir wollen immer intelligentere Sensoren entwickeln, die dabei helfen, Autos noch sicherer zu machen und deren Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß weiter zu senken.“

In den USA müssen ab Herbst 2007 alle Neufahrzeuge bis fünf Tonnen mit einem System zur Reifendruckmessung ausgestattet sein. Autobauer und Reifenzulieferer implementieren derzeit Lösungen, die alle Schlüsselparameter für den Reifendruck messen und die Informationen an ein Steuersystem schicken. Es gibt einen Warnhinweis, wenn der Druck in mindestens einem Reifen auf 20 Prozent unter den empfohlenen Kaltreifendruck des Herstellers fällt. Kundennachfrage und gesetzliche Vorschriften werden die Reifendrucküberwachung auch in anderen Regionen, insbesondere in Europa, ins Auto bringen.

Infineon ist Marktführer bei Sensoren und Chips für Sicherheitsanwendungen im Auto, wie zum Beispiel TPMS, Airbag, ABS und elektronische Stabilitätskontrolle und Überschlagsensoren. Für diese Sicherheitsapplikationen enthält bereits heute weltweit jeder Neuwagen durchschnittlich fünf Sensoren von Infineon.

Gehäuse, Preis und Verfügbarkeit

Der Reifendrucksensor SP35 ist in einem P-DSOP-14-Gehäuse untergebracht. Der Sensorchip ist für einen Reifendruck von 100 kPa (1 bar bzw. 14,50 psi) bis 450 kPa (4,5 bar bzw. 65,25 psi) ausgelegt. Muster des SP35 sind zum Preis von acht US-Dollar verfügbar. Der Beginn der Hochvolumenproduktion ist im 3. Quartal 2007 geplant. Die Verfügbarkeit einer Version für höhere Drücke (im Bereich von 100 kPa bis 800 kPa) ist für Anfang 2008 vorgesehen.

Drucksensoren stehen oft in direktem Kontakt zu Öl oder Schmierfett, die eine stark korrodierende Auswirkung auf Halbleiter haben. Die notwendige Medienkompatibilität erreicht Infineon z. B. bei seinen Reifendrucksensoren über eine Art Sandwich-Prinzip: Das Halbleitersensorelement befindet sich zwischen zwei hauchdünnen Glasscheiben. Aufgrund dieses Verfahrens, Infineons patentierter Triple-Stack-Technologie, dürfte die Medienkompatibilität der Sensoren, und damit Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Bausteine, selbst in der rauen Automobilumgebung sehr hoch sein. Infineon ist weltweit einer der wenigen Halbleiterhersteller, der die drei wesentlichen Sensorgruppen (Druck, Magnet und Inertia) für Sicherheit, Antriebsstrang sowie Karosserie- und Komfortelektronik anbietet.