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MEMS传感器在汽车安全系统中的应用

导读: 车辆安全问题一直是一个待改进的问题,整个车辆需要向着更安全、更清洁和更经济的方向发展,这个是在电控车身系统、动力总成系统、辅助驾驶系统以及车载信息系统等系统的支撑下,而所有这些系统都高度依赖于各种传感器提供的输入。其中,大多数传感器的制造都采用了MEMS技术。

     在MEMS领域的技术进步使人们能够极大地缩小这些传感器的尺寸,让传感器微型化。因此,除了性价比更高之外,基于MEMS传感器的模块还可以集成越来越多的功能,如自测以及精确的检验程序等方面的功能改进。

  为了监测车辆翻滚的这种状态,把陀螺仪输出的传感器信号与低g值加速度传感器的输出信号结合起来是至关重要的。通过处理两个传感器给出的信号,系统的算法确定车的Z轴以及垂直线之间的夹角,以及每一时刻车辆的角速度ωx。因此,车辆翻滚感测算法及时确定准确的时间点和位置,从而爆开特定的气囊或主动收紧绑在乘员身上的安全带,起到保护作用。

  此外,电子稳定程序系统也是MEMS传感器的一个重要应用领域,它能够在所有的驾驶情况下提高车辆的行驶稳定性。通过传感器测量车辆的偏航率,并把它与其它参数类似转向角和速度一一进行比较,可以检测过度转向或转向不够这样的行驶状况。如果行驶过程中需要ESP发挥作用,那么,该系统会自动地分别制动车轮。因此,传感器提供的信号是ESP算法执行的根本基础,是提高行车稳定性的关键。

  MEMS偏航传感器一般由容性硅振荡器构成,其周围是若干悬浮的网状材料。当受到垂直于振动轴的外部旋转运动的作用时,作用力使振动面出现偏离,从而导致电容的变化让驾驶员做出准确的操作。

  目前,汽车安全系统应用中的偏航传感器的发展趋势是具有高偏移量稳定性、振动鲁棒性以及全数字信号处理功能。这使之比模拟传感器更为耐用。永久性的主动内部故障检测功能,使故障识别以及主动自测功能成为可能,因此,有助于增强可靠性。此外,根据整车系统设计的需要,传感器串由于采用了灵活的结构,能够在不同的车辆方向上监测偏航率以及加速度,因此,适合于高度动态以及高度精密的系统,如电子稳定程序、翻滚减轻系统以及电子主动操纵系统等等。偏航传感器与加速度传感器的结合构成一体化的传感器平台也是汽车传感器一大发展趋势。

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