Ինչ են ավտոսենսորները և ինչու են կարևոր ավտոմեքենաներում

Ինչպես են աշխատում ավտոսենսորները՝ ֆիզիկական մուտքից մինչև ինտելեկտուալ ավտոմեքենայի պատասխան

Իրական աշխարհի տվյալների փոխակերպում՝ ջերմաստիճան, ճնշում, շարժում՝ դիջիտալ սիգնալների

Ավտոմեքենայի սենսորներն աշխատում են նման ձևով, ինչպես մեքենաների ներսում նյարդային համակարգը, անըթադար ընկալելով տարբեր ֆիզիկական փոփոխություններ, որոնք տեղի են ունենում շարժիչի տակ: Դրանք հայտնաբերում են այն պահին, թե ինչպես տաքանում է շարժիչը, հիդրավլիկ ճնշման փոփոխությունները և նույնիսկ յուրաքանչյուր անիվի պտույտների արագությունը՝ gratitude այդ հատուկ զգայուն մասերին, որոնք ներդրված են նրանց մեջ: Հեղուկի սենսորներն ունեն թերմիստորներ, որոնք փոխում են իրենց էլեկտրական դիմադրությունը՝ հիմնվելով ջերմաստիճանի ցուցման վրա: Միևնույն ժամանակ, կնոքի սենսորները պարունակում են պիեզոէլեկտրական բյուրեղներ, որոնք ստեղծում են լարվածություն՝ երբ շարժիչը աշխատում է դողանքով: Բոլոր այս սիգնալները սկզբում անալոգային տեղեկություն են: Նախքան ուղարկելը մեքենայի համակարգչային ուղեղին, դրանք անցնում են մի քանի ֆիլտրացման և ձևավորման գործընթացներ՝ մաքրելու տվյալները և համապատասխան մասշտաբավորման ապահովելու: Այս պայմաններից հետո, սիգնալները հասնում են անալոգային-թվային փոխարկիչներին, որտեղ դառնում են երկուական կոդ, որը ECU-ն իրականապես կարող է հասկանալ: Ինչ որ հետո տեղի է ունենում, նույնքան կարևոր է: Երբ թթվածինի սենսորները հայտնաբերում են արտանետման գազերի մեջ ինչ-որ սխալ, համակարգը կարող է մեկ քանի մասնի ընթացքում կարգավորել վառելիքի ներարկումը: Այս արագ արձագանքներն են, որոնք պատճառ են դարձել, որ այսօրվա մեքենաները ավելի խելացի են թվում, քան մի քանի տասնամյակ առաջի հինգ մոդելները:

Անալոգային ցուցիչներից ամբիոնական ավտոսենսորներին անցումը, որոնք հնարավորություն են տալիս կանխատեսող պահպանում և ճկուն կառավարում

Այսօր մենք տեսնում ենք ավտոսենսորներ, որոնք մեծ փոփոխություն են ներկայացնում համեմատած հին ձևի մեխանիկական ցուցիչների հետ, որոնք աշխատում էին ինքնուրույն: Այն ժամանակ, երբ վարորդները հիմնվում էին պարզ անալոգային ջերմաստիճանի ցուցիչների վրա՝ որպես տեղեկություն, դրանք պարզապես պասիվ ցուցիչներ էին, որոնք տալիս էին հիմնական ցուցանիշներ: Այժմ հեղուկի ջերմաստիճանի սենսորները թվային տեղեկություններ են ուղարկում անմիջապես շարժիչի կառավարման միավորին (ECU): ECU-ն այնուհետև ստուգում է այդ տվյալները՝ համեմատելով ավտոմեքենայի այլ մասերից ստացված ազդանշանների հետ, ներառյալ դեֆորմացիայի սենսորները, կորուստային առանցքի դիրքի սենսորները և օդի զանգվածի հոսքի չափիչները: Բոլոր այս տարբեր սենսորային ազդանշանները միասին ստեղծում են այն, ինչ մեխանիկները կոչում են սենսորային ֆյուժն: Եվ այս ֆյուժնը հրաշքներ է անում ավտոմեքենայի կատարողականի և անվտանգության համար ընդհանուր առմամբ:

• Կանխատեսման ախտորոշում : Wheel-speed սենսորներից ստացված թրթիռների օրինաչափությունները ցույց են տալիս իրանի մաշվածությունը մինչև 15%-ով ավելի շուտ, քան ավանդական ստուգման մեթոդները
• Ճկուն կատարողական : Թրոթլի դիրքի և օդի զանգվածային հոսքի սենսորները համատեղ վերակալիբրավում են օդ-վառելիքային հարաբերակցությունները՝ բարձրության կամ բեռի փոփոխությունների դեպքում
• Ինքնաօպտիմալացում : Փոխանցման հեղուկի ճնշման և ջերմաստիճանի սենսորները ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճաններում համատեղ կարգավորում են փոխանցման տրամաբանությունը և վիսկոզության համակցումը

Այս համակարգերը, կեղծ ֆիզիկական տվյալները վերածելով կոնտեքստուալ ինտելեկտի, նվազեցնում են շարժիչի համակարգի կապված անսարքությունները 22%-ով և ակտիվացնում են ակտիվ անվտանգության հնարավորություններ, ինչպիսին է սայթաքման վերահսկումը, որն առանց վարորդի միջամտության կարգավորում է արգելակման ճնշումը սայթաքման ընթացքում

Օդակիր սենսորները որպես ավտոմեքենայի անվտանգության համակարգերի հիմք

Ժամանակակից ավտոմեքենաները հիմնվում են ավտոսենսորների վրա՝ որպես կարևոր անվտանգության ապահովիչներ, որոնք իրական ժամանակում շրջակա միջավայրի և դինամիկ տվյալները վերածում են կյանքը պահպանող գործողությունների: Այս բաղադրիչները վերահսկում են մեքենայի շարժումը, ուղևորների դիրքը և շրջակա միջավայրը՝ ակտիվորեն կանխելով վթարներ և նվազեցնելով վնասվածքների ծանրությունը

Ավտոսենսորներով ապահովված կարևոր անվտանգության գործառույթներ՝ ապահովագոտիների ակտիվացում, ABS և կուր գոտիների հայտնաբերում

Երբ մի մեքենա բախում է, հարվածի սենսորները ակտիվանում են և արգելափակման 20-30 միլիվայրկյան ընթացքում ազդության սարքերը ազդանշան են տալիս: Նույն ժամանակ, անիվի արագության սենսորները անըդհատ տեղեկություն են ուղարկում ABS համակարգին, որպեսզի անիվները չարգելափակվեն, երբ ինչ-որ մեկը արտակարգ դեպքում ճնշում է արգելակը: Բութ անկյունների համար մեքենաներն այժմ օգտագործում են ուլտրաձայնային ալիքներ կամ ռադարային տեխնոլորիաներ վարորդների կողքին գտնվող անտես տեսանելի մեքենաները հայտնաբերելու համար: Ավտոճանապարհային ապահովության страխոդարամի ինստիտուտը գտել է, որ սա իսկապես նվազեցնում է շարժման գծի փոփոխման վթարները մոտ 14%-ով: Ըմբառնված, այս խելացի սենսորային համակարգերը նույնպես փրկում են կյանքեր: Նրանք գնահատված է, որ կանխարարվում են ավելի քան 20 հազար մահեր յամեկ տարվա ընթացքում, պարզապես որովհետև ներկայացնում են մարդկանց անխուսամթեր սխալները անիվի հետևում: Վերջալ համար, Ազգային ավտոճանապարհային անվտանգության վարչությունը զեկուցում է, որ մարդիկ պատճառում են մոտ 94% բոլոր վթարներին:

Սենսորային ֆյուզիան ADAS-ում. ինչպես ռադարը, տեսախցիկը և ուլտրաձայնային ավտո սենսորները համագործակցում են բախումների կանխարարման համար

Վարորդին օգնելու առաջադեմ համակարգերը, որոնք մենք տեսնում ենք այսօր, իսկապես ցույց են տալիս, թե ինչպես են տարբեր սենսորները աշխատում միասին: Այս համակարգերը համատեղում են ռադարային, տեսախցիկային եւ ուլտրաձայնային սենսորների տեղեկատվությունը, որպեսզի ստեղծեն մի քանի շերտ գիտակցություն այն մասին, թե ինչ է կատարվում մեքենայի շուրջ: Ռադարը հատկապես լավ է կարողանում պարզել, թե ինչքան հեռու է ինչ-որ բան եւ որքան արագ է այն շարժվում, նույնիսկ երբ պայմանները վատանում են, օրինակ՝ ուժեղ անձրեւի կամ խոնավ գիշերների ժամանակ: Տեսախցիկները օգնում են հասկանալ, թե ինչ են նրանք իրականում տեսնում ճանապարհին, ինչպես օրինակ՝ որտեղ են երթուղիները, կարդում են երթեւեկության նշանները եւ տեսնում են ոտքով անցնողներին, նախքան նրանք կխփվեն երթեւեկության մեջ: Եվ կան նաեւ ուլտրաձայնային սենսորներ, որոնք շատ մանրամասն տվյալներ են տալիս մերձակա իրերի մասին, ինչը մեծ տարբերություն է ստեղծում ավտոկայանատեղի կանգնելու կամ դանդաղ տեղաշարժվելու ժամանակ: Միացրեք այս ամենը եւ մեքենան շատ ավելի լավ է դառնում վթարներից խուսափելու համար: Եթե համակարգը հայտնաբերում է առնվազն երկու տարբեր տեսակի սենսորների միջոցով հնարավոր բախում, ապա ավտոմատ կերպով կբռնի արգելակները ճիշտ ճնշման միջոցով: Այս շերտավորված մոտեցման նպատակը մեքենան ապահով պահելն է, նույնիսկ եթե մի մասը այլեւս կատարյալ չի աշխատում: Անվտանգությունը այստեղ պատահականության չի թողնում:

Ավտոսենսորները բարձրացնում են շարժիչի արդյունավետությունը, արտանետումների վերահսկումը և հուսալիությունը

Ուժային համակարգի հիմնական ավտոսենսորները՝ O2, MAF, հեղուկի ջերմաստիճանի և դետոնացիայի սենսորները, և դրանց դերը այրման օպտիմալացման գործում

Այսօրվա շարժիչները մեծապես կախված են զգայիչների ցանցից, որոնք համատեղ աշխատում են՝ բարդ արդյունավետության ցուցանիշներն ու արտանետման սահմանափակումները հասցնելու և միաժամանակ տարիներ շարունակ ճանապարհներին հավատարիմ մնալու համար: Վերցրեք, օրինակ, թթվածնի զգայիչը՝ այն շարունակ վերահսկում է արտանետման խողովակից դուրս եկող գազերը, որպեսզի համակարգիչը ճիշտ կերպ կարգավորի վառելիքի խառնուրդը: Սա ապահովում է, որ կատալիտիկ կոնվերտերը աշխատի ամենաբարձր կարգավիճակով և վնասակար նյութերը, ինչպիսիք են հիդրոկարբոններն ու ազոտի օքսիդները, նվազեցվեն մոտ 90%-ով՝ համեմատած հին համակարգերի հետ, որոնք այդ հետադարձ կապն ունենալու հնարավորություն չունեին: Դրանից բացի, զանգվածային օդի հոսքի զգայիչները շատ ճշգրիտ (+/- 2%) չափում են շարժիչի մեջ մտնող օդի քանակը, ինչը օգնում է ապահովել ճիշտ այրում՝ յուրաքանչյուր անգամ սպարկային բոցավառում տեղի ունենալիս: Երբ շարժիչի տարածքում ջերմաստիճանը բարձրանում է, հեղուկի ջերմաստիճանի զգայիչները միանում են՝ միացնելու պտուտակները կամ կարգավորելու այրման պահերը, մինչև դա չի սկսում չափազանց տաքանում: Եվ մի մոռացեք նաև կնոպի զգայիչների մասին՝ նրանք լսում են անսովոր ձայներ, որոնք ցույց են տալիս վաղաժամկետ այրում, և միլիոներորդ մեկ վայրկյանի ընթացքում փոքր-ինչ կարգավորում են բոցավառման պահերը՝ պաշտպանելու շարժիչը վնասվածքներից արագ արագացման ընթացքում: Բոլոր այս բաղադրիչները միասին աշխատում են այն այնպես կոչված փակ համակարգի մի մասի տեսքով, որը շարունակ փոփոխում է վառելիքի այրման ձևը՝ կախված ավտոմեքենայի գտնվող ցանկացած պայմանից:

Ավտոսենսորային տեխնոլոգիայի մարտահրավերները և ապագայի համընդհանուր միտումները

Ավտոմոբիլային սենսորային տեխնոլոգիան աճելու ընթացքում շարունակում է բախվել մարտահրավերների: Նախ և առաջ՝ տարբեր էլեկտրոնային կառավարման միավորների ինտեգրումը արտադրողների համար իրական խնդիր է դառնում: Հետո ամբողջ խնդիրը կապված է շրջակա միջավայրի գործոնների հետ, որոնք խանգարում են աշխատանքին, հատկապես այն դեպքում, երբ խոնավությունը նվազեցնում է ռադարային սիգնալների ուժգնությունը: Եվ մի մոռացեք կիբեռանվտանգության ռիսկերի մասին, որոնք ամեն օր ավելի են աճում այն ավտոմեքենաներում, որոնք միացված են ինտերնետին և ստանում են թարմացումներ անլար կապի միջոցով: Մեկ այլ խոշոր խնդիր առաջանում է սեփական հաղորդակցման համակարգերից, որոնք դժվարացնում են մասերի համատեղելիությունը, ինչը դիագնոստիկա կատարելիս կամ ավտոմեքենային թարմացումներ տեղադրելիս մեխանիկների համար խնդիրներ է ստեղծում: Խնդիր է նաև գումարը: Բարձր որակի սենսորներ, ինչպիսիք են թերմոկայուն ռադարը կամ Time of Flight lidar-ը, դեռևս չեն հասնում բյուջետային ավտոմեքենաներին, չնայած կանոնակարգերը ավելի ու ավելի են պահանջում այնպիսի հատկություններ, ինչպիսին են ավտոմատ արտակարգ արգելակումը և շարժման շապիկի պահպանումը:

Ապագայում երեք միտումներ են արագանում.

• Միկրոմասշտաբների նվազեցում և ներդրում , թույլատրելով անջատելի ինտեգրում կոնստրուկտիվ բաղադրիչների մեջ՝ առանց վնասելու էստետիկային կամ աերոդինամիկային
• ԱԻ-ով հարստացված անալիտիկա , երբ ավտոմեքենայի վրա տեղադրված մեքենայական ուսուցման մոդելները վնասվածքների վաղ կանխատեսման համար մեկնաբանում են սենսորների տվյալները՝ նախատեսված դադարները ֆլոտայի կիրառման դեպքում կրճատելով մինչև 35%
• Պինդ սենսորային ֆյուժնի ճարտարապետություններ , որոնք համատեղում են ռադարը, լիդարը և բարձր դինամիկական տիրույթի տեսախցիկները V2X (Տրանսպորտային միջոց-Ամեն ինչ) դարպասների հետ՝ վտանգի զգուշացումներ փոխանցելու համար ենթակառուցվածքին և կողքի ավտոմեքենաներին

Շուկայի կանխատեսումները ցույց են տալիս, որ ավտոմոբիլային սենսորների գլոբալ արդյունաբերությունը 2030 թվականին կարող է հասնել մոտ 323 միլիարդ դոլարի: Այս աճը հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ էլեկտրական և ինքնաշարժ ավտոմեքենաներին անհրաժեշտ են ավելի շատ սենսորներ՝ փոքր տարածքներում տեղադրված, սակայն ամեն դեպքում հուսալի աշխատանքով: Նոր տեխնոլոգիական նվաճումներն էլ օգնում են լուծել որոշ հին խնդիրներ: Ինքնակարգավորվող MEMS կոնստրուկցիաներն ու աղբյուրում տվյալները մշակող ուլտրաձայնային զանգվածները մեծ տարբերություն են կատարում: Այս նվաճումները լուծում են խնդիրներ անհամապատասխան ցուցմունքների, դանդաղ ռեակցիայի և սենսորների դիմադրության հետ կոպիտ եղանակային պայմանների դեմ: Արդյունքում մենք սկսում ենք տեսնել ավտոմեքենաներ, որոնք իրականում կարող են կանխատեսել, թե ինչ կարող է տեղի ունենալ ճանապարհին՝ ոչ թե պարզապես ռեակցիա տալ արդեն տեղի ունեցածին:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչ են ավտոմեքենաների սենսորները և ինչպես են աշխատում ավտոմեքենաներում:

Ավտոսենսորները ավտոմեքենաների բաղադրիչներ են, որոնք հայտնաբերում և չափում են ֆիզիկական փոփոխություններ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, ճնշումը և շարժումը: Նրանք այս իրական աշխարհի տվյալները վերածում են թվային սիգնալների, որոնք մշակվում են ավտոմեքենայի համակարգիչային համակարգերի կողմից՝ ինտելեկտուալ պատասխաններ ապահովելու համար, օրինակ՝ վառելիքի ներարկումը կարգավորելու կամ ապահավաստի սարքեր ակտիվացնելու համար:

Ինչպե՞ս են ավտոսենսորները նպաստում ավտոտրանսպորտի անվտանգությանը:

Ավտոսենսորները կարևոր դեր են խաղում անվտանգության համակարգերում՝ վերահսկելով ավտոմեքենայի վիճակն ու շրջակա միջավայրը՝ վթարների կանխարգելման համար: Օրինակ՝ հարվածի սենսորները կարող են ակտիվացնել ապահավաստի սարքերը վթարից անմիջապես հետո, իսկ անիվների արագության սենսորները նպաստում են ABS մեխանիզմներին՝ կանխելով անիվների արգելակումը հանկարծակի արգելակման ընթացքում:

Որո՞նք են ավտոսենսորների արդյունաբերության առջև стояցող մարտահրավերները:

Մարտահրավերներից են՝ տարբեր էլեկտրոնային կառավարման միավորների ինտեգրումը, շրջակա միջավայրի գործոնները, որոնք ազդում են սենսորների աշխատանքի վրա, կիբեռանվտանգության ռիսկերը, հատուկ կոմունիկացիոն համակարգերը և առաջադեմ սենսորների դանդաղ ընդունումը՝ ծախսերի սահմանափակումների պատճառով: