Các hệ thống tiên tiến cho xe máy dựa trên
các cảm biến quán tính Matthias Mörbe Tóm tắt Dựa trên một sự giải thích của công nghệ MEMS Sensor, tiềm năng hệ thống trong tương lai sẽ được giải thích. Hạn chế và lợi thế của cảm biến quán tính cụ thể được chứng minh. Mong đợi của khách hàng đối với các mục tiêu phát triển trong tương lai của hệ thống xe gắn máy sẽ được thảo luận . Nó được thể hiện trong đó sử dụng đa năng của cảm biến quán tính an toàn, hiệu quả và thoải mái hệ thống là có thể. 1. Giới thiệu Trong phạm vi cảm biến công nghệ hiện đại cho xe máy đào tạo lái xe và lái xe hệ thống kiểm soát năng động là một đóng góp cho sự phát triển vững chắc trong tương lai. Quy định để giảm thiểu phát thải và quy trình để tăng cường an toàn động và thụ động chỉ có thể được đáp ứng và đạt được nếu bộ cảm biến cung cấp các dữ liệu cần thiết. Điều này cũng áp dụng cho tất cả các mục tiêu về hiệu suất, mức tiêu thụ nhiên liệu trong thiết kế động cơ hiện đại. Thu thập dữ liệu này được đặc biệt phù hợp với các yêu cầu của các hệ thống kiểm soát các bước trong việc chuyển đổi dữ liệu. Các công nghệ được sử dụng có giới hạn vật lý và những giới hạn có liên quan đến tình huống ở vị trí gắn. Để hiểu được nền của những hạn chế đó là cần thiết để có một sự hiểu biết cơ bản về các công nghệ được sử dụng. Đối với xe hệ thống năng động MEMS công nghệ hiện nay là một trong những phức tạp nhất, bao quanh bởi cảm biến radar, video hoặc siêu âm là đến tiếp theo. Những người sẽ thực hiện theo cách của họ vào xe máy để xây dựng các kết nối giao thông với các thành viên khác và tất cả các điều kiện môi trường. 2. Công nghệ MEMS Sensor Bosch MEMS (hệ thống vi cơ điện) cảm biến sử dụng kính hiển vi nhỏ suối, quán bar, trọng lượng, hoặc màng để thực hiện đo đạc của họ. Các cấu trúc khắc vào chất nền silicon của họ chỉ là một phần ngàn milimet trên. Kể từ cảm biến micromechanical sản xuất tín hiệu điện chỉ ở mức yếu, các chuyên gia đã tích hợp thiết bị điện tử hoặc vào nhà ở thành phần bên cạnh cảm biến hoặc đôi khi thậm chí trực tiếp trên cùng một chip. Những mất tín hiệu yếu và một trong hai quá trình đó, khuyếch đại nó, hoặc chuyển đổi nó thành dữ liệu kỹ thuật số. Bằng cách này, các cảm biến MEMS có thể cung cấp các phép đo trực tiếp để kiểm soát các đơn vị. Kể từ khi bắt đầu sản xuất vào năm 1995 công nghệ MEMS cảm biến được sử dụng trong các ngành công nghiệp ô tô và thiết bị điện tử tiêu dùng. 2.1 Sản xuất các cấu trúc micromechanical trong sản xuất qua các cảm biến gia tốc và con quay hồi chuyển là rất tốn kém và chủ yếu được sử dụng cho mục đích quân sự. Đối với phân phối mở rộng của ESP ® trong xe có một nhu cầu để tìm một quá trình với chi phí thấp hơn và được thực hiện với thiết bị khối lượng cao đã có sẵn. Đồng thời nó là cần thiết và bắt buộc để giảm thiểu kích thước của các yếu tố để đáp ứng các mục tiêu chi phí. Bằng cách sử dụng hơi khí khắc vào chiều sâu của một wafer silicon và các quá trình nạ bán dẫn có thể để tạo ra cấu trúc micromechanical đó là độ tin cậy cao và rất mạnh mẽ . . Có được cũng không có lão hóa đo lường được thủ tục này được thể hiện một cách đơn giản trong hình 1. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên inertialsensors công nghệ MEMS: vi cơ bề dày epitaxy DRIE khắc Sacrifical Bằng cách sử dụng thiết bị sản xuất khối lượng lớn trong các nhà máy bán dẫn công nghệ này là lợi dụng của tất cả các loại biến với sự gia tăng kích thước wafer và giảm thiểu vẫn còn đang tiếp diễn của các cấu trúc rộng. Một nhược điểm đối với khối lượng nhỏ là họ phải dính vào mục tiêu thiết kế chính cho chiếc xe của người tiêu dùng hoặc các ứng dụng. Hiện nay không có hệ thống xe gắn máy là cho đủ khối lượng để biện minh cho một thiết kế cụ thể. Công nghệ 2.2 Bao bì tương tự để sản xuất các thiết bị đo lường tất cả các tiêu chí khối lượng dựa đều hợp lệ cho bao bì của họ. Ngoài những nhu cầu điện các hành vi cơ học của một gói và các bước trong nội bộ xây dựng có ảnh hưởng đáng kể trên một cảm biến micromechanical. Thiết kế bao bì này đã được đo và xác nhận kết hợp với các nguyên tắc chức năng của các phần tử cảm biến. Hệ thống Hôm nay được cung cấp 9 DOF (mức độ tự do) cho các ứng dụng của người tiêu dùng. Điều này có nghĩa là gia tốc 3 trục, 3 trục tốc độ quay và 3 trục cảm biến la bàn từ tính. Đối với các ứng dụng liên quan đến an toàn vẫn còn là một thiết kế bảo thủ hơn trong sử dụng. Yếu tố duy nhất được đặt cược với mạch đánh giá tùy chỉnh riêng biệt. Làm thế nào thực hiện điều này được thể hiện trong hình 2. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên inertialsensors bao bì của các phần tử cảm biến Đối với hệ thống an toàn có độ tin cậy đặc biệt và lâu dài ổn định của cảm biến là một phần của tự giám sát, phát hiện lỗi và khả năng chẩn đoán. Các gói phải được hiểu là hệ thống dao động. Do đó một khoản chi phí phát triển bổ sung đã được chi tiêu. Chế độ dao động của một gói được thể hiện trong hình 3. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên cảm biến quán tính dao động chế độ của gói cảm biến chuyển động cao trào cao trung bình chuyển động thấp chuyển động nhỏ luân chuyển động thẳng chuyển động tuyến tính Tại kết thúc của chuỗi sản xuất gắn kết của các thiết bị cảm biến trên một bảng mạch là một phần của thiết kế tổng thể. Vì có trong các thiết bị máy bay có sẵn, chi phí của đơn vị đóng gói đã giảm đáng kể. Đối với các thiết bị hàn tiêu chuẩn quy trình lắp ráp được sử dụng. Các gói cảm biến cuối cùng được kết nối vững chắc cho chiếc xe và phải được nhìn nhận như là một hệ thống dao động. Chế độ nhà ở Sensor được thể hiện trong hình 4. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên cảm biến quán tính 2.3 Kiểm tra và phát hành Trong sản xuất các thiết bị đo lường một thử nghiệm cụ thể được áp dụng cho tất cả các thiết bị ở nhiệt độ khác nhau. Điều này diễn ra sau khi quá trình đóng gói và hoàn thành cuối cùng của cảm biến. So với các chất bán dẫn tiêu chuẩn các xét nghiệm này có một phân đoạn cơ khí là tốt. Điều này làm cho thử nghiệm này đắt hơn nhiều vì nó được thực hiện với thiết bị được thiết kế đặc biệt. Để duy trì chất lượng và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống kiểm nghiệm trong sản xuất được phát triển từ các thủ tục phát hành trong quá trình phát triển. Một dòng chảy thử nghiệm điển hình được thể hiện trong hình 5. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên inertialsensors Để có được một bản phát hành một hệ thống an toàn một bộ cảm biến có đáp ứng tất cả các điều kiện thử nghiệm. 2.4 Áp dụng các cảm biến trên xe micromechanical Để hiểu công nghệ micromechanical cho xe máy một sự hiểu biết cơ bản của quá trình thử nghiệm và phát hành là cần thiết. Đối với một kiến thức đánh giá chức năng của tải căng thẳng từ các ứng dụng xe hiện hành xác định đường cơ sở. Bên cạnh các cấu cổ điển của nhiệt độ và độ ẩm chu kỳ ý nghĩa quan trọng nhất đối với các cấu trúc cơ điện là đến từ sự rung động của khung gầm và động cơ. Với một đánh giá trực quan đơn giản của địa điểm lắp đặt các bộ cảm biến không thể để xác định tần số và biên độ sẽ xuất hiện. Xe máy có rất cụ thể về vấn đề này là do thực tế rằng trong nhiều trường hợp các công cụ vững chắc vặn vào khung và trong một số mẫu thiết kế động cơ là một phần của khung chính. Nếu những kết hợp này cũng có tác động lão hóa, họ phải được đánh giá là tốt. Làm thế nào khác nhau hai đơn vị cảm biến phản ứng với sự biến dạng từ bên ngoài được thể hiện trong hình 6. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên inertialsensors So sánh phản ứng méo hình 6 Hiện nay một kỹ thuật cảm biến có được xác nhận trong các điều kiện nêu trong mối quan hệ tương tác chéo chức năng của nó. Trong hầu hết các trường hợp bổ sung các biện pháp giảm xóc cơ học được yêu cầu phải đạt được độ tin cậy chức năng quy định. Điều này giải thích tại sao các giải pháp hậu mãi phải được nhìn thấy bằng somcare. Mặt khác điều này có thể dẫn đến sự thừa nhận rằng nếu công nghệ hiện đại sẽ diễn ra, nó đã được tích hợp vào toàn bộ thiết kế xe của một giai đoạn rất sớm. Cảm biến được sử dụng trong một chiếc xe máy cần phải là một phần không thể thiếu của sự phát triển. Chỉ bằng cách làm như vậy tiết kiệm về thời gian và chi phí có thể đạt được. Tuy nhiên sự đa dạng đặc biệt của động cơ, thiết kế khung gầm và biến vật liệu sẽ không cho phép cắm và chơi các giải pháp. 2.5 Sử dụng các thuật toán cho vectơ không đo lý thuyết ba trục gia tốc tuyến tính và ba trục của hệ số trượt là cần thiết để kiểm soát sự chuyển động của một vật thể trong không gian. Xem xét chi phí presentday của các yếu tố đo lường và kết hợp không gian lắp đặt trong một đơn vị cảm biến, nó có ý nghĩa để tính toán không đo vectơ còn thiếu của di chuyển ra khỏi những người khác. Có đủ sức mạnh tính toán trong một vi điều khiển để đáp ứng thời gian và chính xác nhu cầu của các hệ thống sử dụng các dữ liệu này. Để tối ưu hóa tính toán này đã chỉ ra rằng một vị trí lắp đặt cụ thể có một ảnh hưởng tích cực. Tiêu chuẩn và 45/90 độ gắn trên một chiếc xe đạp được thể hiện trong Hình 7. hệ thống nâng cao cho xe máy dựa trên inertialsensors 45/90 cảm biến gắn Nhưng nỗ lực tính toán không phải là nhỏ và cũng có thời gian khác nhau lớn giữa các tín hiệu được sử dụng để tính toán này tạo misalignments lớn. Vì vậy nó là một lợi thế để làm các tính toán trong các cảm biến chính nó. Một chuyển đổi các dữ liệu thô của các yếu tố đo lường thành một không gian vật chất khả năng mở rộng là điểm khởi đầu của một sử dụng nhiều trong các hệ thống hiện tại hoặc tương lai. Điều này có nghĩa là nó thường có thể truyền tải dữ liệu thô thành một đơn vị khác ví dụ như một đơn vị quản lý động cơ hay hệ thống ABS và làm các phép tính trong những người. Tuy nhiên, có những lợi thế cho các thuật toán nhúng như: • Thời gian phát triển độc lập • Không có xung đột thời gian thực trong tín hiệu phản ứng tổng hợp • Đơn giản hóa phân phối các dữ liệu vật lý để hệ thống các nhà cung cấp khác nhau • Chỉ chút về chi phí nhưng một số nền kinh tế của quy mô 3. Hệ thống cảm biến quán tính với điện và hệ thống điện trên xe máy hiện đại có thể được chia thành ba loại chính: • Hệ thống các chuỗi ổ đĩa • Hệ thống năng động xe • Hệ thống nghi loại này niêm yết không có nghĩa là bất cứ điều gì về độ an toàn và tính sẵn sàng. Nó cũng là
đang được dịch, vui lòng đợi..
