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ENTWICKLUNG/022: Neue MEMS-Beschleunigungssensoren von Bosch (Gerhard Feldbauer)


Neue MEMS-Beschleunigungssensoren von Bosch

Es sind sensible Crash-Detektoren der fünften Generation

von Gerhard Feldbauer, 25. September 2012



Für die Insassenrückhaltesysteme im Auto stellt Bosch die nächste Generation peripherer Beschleunigungssensoren bereit. Es ist seit 1996 bereits die fünfte Generation. Schlüsselmerkmale der neuen Digitalsensoren sind die große Messbereichsabdeckung von ±120 g bis ±480 g und die Kommunikation wahlweise über SPI- oder PSI5-V1.3-Schnittstelle.

Periphere Sensoren befinden sich möglichst weit außen im Motorraum eines Fahrzeugs, an den Seiten oder im Heck - denn dort erkennen sie einen Aufprall frühzeitig.

Die neuen Modelle der fünften Generation können jedoch mehr, als nur einen Crash melden: Sie übergeben dem Airbag-Steuergerät in wenigen Millisekunden sämtliche Daten, welche die Elektronik braucht, um mit absoluter Sicherheit zu unterscheiden, ob der erkannte Zusammenstoß leicht oder schwer sein wird. Das Steuergerät unterzieht die eintreffenden Sensordaten einer Plausibilitätsprüfung, dann folgt die Entscheidung, welche der im Fahrzeug verbauten Rückhaltesysteme wie Front-, Kopf- oder Seitenairbag und Gurtstraffer ausgelöst werden.


Vier Messbereiche, zwei Sensoren, einfache Integration

Die beiden neuen Sensoren sind bis auf die Messbereiche weitgehend baugleich: Der SMA58x ist umschaltbar von ±120 g auf ±240 g und für den Einbau in periphere Seitenaufprallsensoren vorgesehen. Spezialist für Frontalzusammenstöße ist mit doppelt so großen Messbereichen der SMA59x. Beide Sensoren messen entlang der Y-Achse; aus der Messwertauflösung mit zehn Bit und den Messbereichsendwerten ergeben sich Empfindlichkeitswerte zwischen 1 LSB/g und 4 LSB/g.


Vorteil der PSI5-V.1.3-Busschnittstelle

Der Vorteil der PSI5-V.1.3-Busschnittstelle besteht in der einfachen Integration der Sensoren, vorausgesetzt auch das Airbag-Steuergerät weist ein "Peripheral Sensor Interface 5" auf. Denn dann können bis zu vier Busteilnehmer parallel oder in Serie betrieben werden. Damit auch unter solchen Bedingungen der Datenbus reibungslos funktioniert, haben die neuen Beschleunigungssensoren einen IDATA-Pin. Daran lassen sich kundenspezifisch dimensionierte Filter oder Dämpfungsglieder auswählen. Diese Beschaltung wird zusätzlich zum Sensorchip in das Gehäuse der peripheren Sensoren integriert.

Foto: Bosch

Fünfte Generation periphere Beschleunigungssensoren
Für die Insassenrückhaltesysteme im Auto stellt Bosch die fünfte Generation peripherer Beschleunigungssensoren bereit. Schlüsselmerkmale der neuen Digitalsensoren sind die große Messbereichsabdeckung und die Kommunikation wahlweise über SPI- oder PSI5-V1.3-Schnittstelle.
Foto: Bosch


Besonders wirksame Offsetregler

Die Bosch-Ingenieure haben den SMA58x und SMA59x mit einem besonders wirksamen Offsetregler ausgestattet. Dieser führt langsame und auch schnelle Offsetkorrekturen automatisch aus. Dadurch sind die Sensoren sehr robust gegen physikalische Störeinflüsse wie Vibrationen oder starke Schwankungen der Umgebungstemperatur. Zwei auswählbare Tiefpassfilter mit 213 Hertz und 416 Hertz Grenzfrequenz unterstützen zusätzlich die Signalkonditionierung.


Seit 1993 mehr als zwei Milliarden MEMS-Sensoren hergestellt

Bosch hat die Entwicklung der MEMS-Technologie (Micro-Electro-Mechanical-Systems) von Beginn an geprägt. Seit Produktionsstart im Jahr 1993 hat das Unternehmen weit mehr als zwei Milliarden MEMS-Sensoren hergestellt. Die Produktionsmenge erreichte Jahr für Jahr neue Höchstwerte, allein 2011 haben rund eine halbe Milliarde Sensoren das Werk in Reutlingen verlassen. Damit ist Bosch Weltmarktführer. Das Angebot umfasst Druck-, Beschleunigungs-, Drehraten- und Inertialsensoren sowie MEMS-Mikrofone und Erdmagnetfeldsensoren für viele Anwendungen in der Automobilindustrie und Konsumelektronik.

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Quelle:
© 2012 by Gerhard Feldbauer
Mit freundlicher Genehmigung des Autors


veröffentlicht im Schattenblick zum 26. September 2012