传感器使驾驶更安全




  当今最新的汽车安装了许多传感器装置。这些部件通过发动机控制装置ECU,将各种物理输入信号转换成需要的电信号,通过安全和开关线圈,方便由系统控制供能。除了主观的考虑,许多现代汽车消费者在燃料经济型,排放性,安全性和奢侈或舒适性评价上,选择汽车品牌。这些购买过程的不确定因素和休闲要求加速了智能传感器在汽车上的应用。 当今的自动化系统记录并处理许多传感输入,例如加速度、压力、温度、发动机速度、旋转率、角度、受力、距离、流动水平和化学组成(空气或油的质量)。现代传感器是在一个芯片上提供整合的传感器部分和独立的电子元件,同时无线传输信息为技术改进提供了潜力。
  一、压力传感 这个技术正在直接使用在汽车的压力传感器中。传感器的安装环境、温度、压力和环境媒介决定传感器和其中技术包的选择。从压力传感器的应用领域区分,我们可以假设对于压力大于10bar的,传感器在液体,有限压力下或导致传感器在某种液体下工作的情况。压力小于10bar的应用,如测量进气通道的气体压力(各种绝对压力或MAP值)和绝对气压计的测量(BAP值),由于胶化涂料,使这些应用成为可能。 由于道路交通事故和乘用车受伤乘客的增加,涉及到侧面撞击问题,因此我们已经修订了侧面碰撞的性能测试。其结果对于测试来说要求更加严格,例如侧面碰撞。传感器系统建立的目标是短时间内可靠的检测严重碰撞。 侧面撞击测试起初是检测车门和车两侧的B平行柱变形(ECE-R95,96/27/EG,Euro NCAP,IIHS und FMVSS 214)。也就是说碰撞脉冲直接传递到汽车的B-平行柱。这样在那里安装一个加速度传感器能检测到这个碰撞,并将数据迅速传递到安全系统中。但是对于道路上增多的运动型多功能汽车(SUVs),其高的外形使SUVs在侧面碰撞事故中有不同的撞击类型。传统的撞击测试不能涵盖这种碰撞类型。在SUVs的碰撞中,越来越多的案例涉及的只是车门而不是车的整个内部。结果,这种事故类型导致了碰撞测试的修订(FMVSS 214 NPRM)。
  二、应用MAP测量气体进气通道和气体容器内的压力 在这些应用中,加速度传感器在这种任务中的缺点是,在汽车的B-平行柱中的安装使其在感应车门撞击时出现延时现象。检测侧面撞击的另一种方法是使用压力传感器。当车门在侧面撞击下变形时,车门上的压力增加。这个压力脉冲能由安装在门上的压力传感器检测。一方面,这将显著减少安全系统处理激励需要的时间。而且,压力传感器的输出信号特性使其更加容易区分真正碰撞脉冲和非碰撞脉冲。压力传感器的另一个优点是,由于车门内部空间的恒压分配,使得传感器在碰撞中作为感应元件检测整个车门。最终碰撞发生时,车门上特殊点的独立输出信号——完全依赖于碰撞的力量。这是车门内传感器的另一个优点同时使用的安装技术使压力传感器的输出独立于这些因素以外。目前的碰撞保护系统由压力传感器和加速度传感器组成,同时发挥两种传感器的优点。
  三、测量气体压力 为了更好的控制燃烧过程,汽车制造商正在增加传感器的使用,以更加精确的测量物理参数。这个例子描述的是在发动机管理中已经完善建立的应用,应用MAP测量进气管路气压和气体体积。这些来自BAP传感器的传感信息和数据,为燃料混合提供关键信息这样可以最小的减少燃料损耗。 由于轮胎泄露引起的许多致命事故发生后,美国已经立法通过强制使用TPMS。在欧洲,这项应用也得到重视。在轮胎压力检测系统(TPMS)中的应用由于使用方便和提供安全性能市场增长显著,TPMS在中型汽车中也拥有一定的市场。
  四、应用内部(批量显微加工)结构加工 除了轮胎压力测试,传感器也测量轮胎的压力和传感器模块的电池电压。一个加速度传感监测系统同时报告来自测试的物理运动。这对于如果长时间不移动的汽车的节约能量再恢复系统来说非常重要。这个应用所需要的电池能持续10年以上。接收器的作用相当于中央接收单元,接收并处理来自相关偏远处的全部无线信号。
  五、批量显微加工 TPMS技术来自不同的平面显微加工—加工过程不仅仅在芯片表面,而且在结构内部进行加工(批量显微加工)以达到要求。该技术的优点是耐性十足,经受得住腐蚀性介质的侵蚀。这样在增压管中,气体介质与耐性好的硅隔膜接触而不是与传感器电子元件接触。 在汽车应用中,高度整合压力传感器的发展和批量显微生产在复杂系统执行中显示出其潜力。我们展示的这个压力传感器已经在汽车内部安装并且已经成为未来不可缺少的装置。传感器在自动化领域应用的未来趋势和要求是更高的可靠性,更低的系统成本,更恶劣的工作环境,更小的体积和更高的精度。

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