Автомобильдік сенсорлар дегеніміз не және олардың автокөліктердегі маңызы қандай?

Автомобильдік сенсорлар қалай жұмыс істейді: Физикалық енгізулерден бастап интеллектуалды көлік реакциясына дейін

Нақты әлемнің деректерін — температураны, қысымды, қозғалысты — цифрлық сигналдарға түрлендіру

Автокөліктердегі сенсорлар әліпкі машиналардың ішіндегі жүйе сияқты жұмыс істейді, әрқашанда мотордың астында болып жатқан әртүрлі физикалық өзгерістерді қабылдап отырады. Олар арнайы сезгіш бөлшектер арқылы қозғалтқыштың қаншалықты ыстық болатынын, гидравликалық қысымның өзгеруін, сонымен қатар әрбір доңғалақтың қаншалықты жылдам айналып тұратынын анықтайды. Су салқындататын сенсорлар термисторлары температураның көрсеткішіне сәйкес электр кедергісін өзгертеді. Сонымен қатар, детонациялық сенсорлар пьезоэлектрлік кристалдарынан тұрады, олар қозғалтқыштың тозаңдап жұмыс істеуінен туындайтын тербеліс кезінде кернеу туғызады. Барлық осы сигналдар аналогтық ақпарат ретінде пайда болады. Олардың автомобильдің компьютерлік миына жіберілмес бұрын, деректерді тазартып, дұрыс масштабтау үшін фильтрлеу мен пішіндеу процестерінен өтеді. Осындай дайындықтан кейін, сигналдар аналогты-сандық түрлендіргіштерге жетіп, ЕКU-ның шынымен түсінетін екілік кодқа айналады. Келесі істер де өте маңызды. Оттегі сенсорлары шығарылатын газдарда бірдеңе дұрыс емес екенін байқаған кезде, жүйе отын енгізуін секундтың бөлшегінде түзете алады. Осындай жылдам реакциялардың арқасында бүгінгі автомобильдер соңғы бірнеше онжылдықтардағы ескі үлгілерге қарағанда өте ақылды болып көрінеді.

Болжамды техникалық қызмет көрсету мен ыңғайластырылған басқаруды мүмкін ететін интегралды авто сенсорларға дейінгі аналогтық шкаланың ауысуы

Бүгінгі күні біз көріп отырған авто сенсорлар өздерін-өзі жұмыс істейтін механикалық шкалалардан негізгі өзгерістерді білдіреді. Бұрынғы уақытта температура туралы ақпарат алу үшін қарапайым аналогтық көрсеткіштерге сүйенген кезде, олар тек негізгі көрсеткіштерді беретін пассивті индикатор болып табылды. Қазір салқындату сұйығының сенсоры цифрлық ақпаратты тікелей қозғалтқышты басқару блогына (ECU) жібереді. Осы кезде ECU бұл сигналдарды детонация сенсорлары, иінді біліктің орны сенсоры және массалық ауа ағынының өлшемдері сияқты машина бөліктерінен келе жатқан сигналдармен салыстырады. Бұл әртүрлі сенсор сигналдарының бірігіп жұмыс істеуі механиктердің сенсорлық біріктіру деп атайтын нәрсені құрайды. Бұл біріктіру көліктің өнімділігі мен қауіпсіздігі үшін таңғажайып нәтиже береді.

• Болжамды диагностика : Дөңгелектің жылдамдық сенсорларынан келетін тербеліс үлгілері дәстүрлі тексеру әдістеріне қарағанда подшипниктің тозуын 15% ертерек анықтайды
• Ыңғайластырылған өнімділік жылдамдықтың немесе жүктеменің өзгеруі кезінде газ тесігінің орны мен массалық ауа ағыны сенсорлары бірлесіп отын-ауа қатынасын қайта реттейді
• Өзін-өзі оптимизациялау трансмиссия сұйықтығының қысымы мен температурасы сенсорлары экстремалды суықта берілістер логикасын және тұтқырлықты компенсациялауды бірлесіп реттейді

Табиғи физикалық деректерді контекстік білімге айналдыру арқылы бұл жүйелер қозғалтқыш желісімен байланысты дұрыс емес жұмыстарды 22% азайтады және жүргізушінің кіріспеуімен сырғанау кезінде тежеу қысымын реттейтін қозғалыс бақылауы сияқты белсенді қауіпсіздік функцияларын іске қосады

Авто сенсорлар — қауіпсіздік жүйелерінің негізі

Қазіргі заманғы көлік құралдары қауіпсіздікті қамтамасыз етуші маңызды элемент ретінде авто сенсорларға сүйенеді, олар нақты уақыт режиміндегі қоршаған орта мен динамикалық деректерді адам өмірін сақтайтын әрекеттерге айналдырады. Бұл компоненттер көлік құралының қозғалысын, орындардағы адамдардың орнын және қоршаған ортаны бақылап, апаттарды болдырмауға және жарақаттардың ауырлығын жеңілдетуге белсенді ықпал етеді

Авто сенсорлармен жұмыс істейтін маңызды қауіпсіздік функциялары: ауа жастығының жұмыс істеуі, ABS және көріну аймағындағы аймақты бақылау

Автокөлік жарылып кеткенде, соққыға арналған сенсорлар іске қосылып, 20-30 миллисекундтан кейін ауа жастықтарын жұмысқа қосады. Сол уақытта дөңгелектердің айналу жылдамдығына арналған сенсорлар әрқашан ABS жүйесіне ақпарат жіберіп отырады, сондықтан авариялық тежеген кезде дөңгелектер блокталмайды. Көзге көрінбейтін аймақтар үшін қазіргі заманғы автокөліктер жүргізушілердің қатарында көре алмайтын көліктерді анықтау үшін ультрадыбыстық толқындар немесе радар технологиясын пайдаланады. Автомагистраль қауіпсіздігі бойынша сақтандыру институты мұндай жүйелер шынымен де жол серпініндегі апаттарды шамамен 14% азайтатынын анықтады. Барлығы бірігіп, осы ақылды сенсорлық жүйелер адамдардың болатын қателіктерін компенсация ету арқылы әр жылы 20 мыңнан астам адам өлімін болдырмауға көмектеседі. Шынында да, Ұлттық автокөлік жол қауіпсіздігі басқармасы адамдар барлық апаттардың шамамен 94% себебі болып табылады деп хабарлайды.

ADAS-та сенсорлардың біріктірілуі: соқтығысудан қашу үшін радар, камера және ультрадыбыстық авто сенсорлар қалай ынтымақтасады

Бүгінгі күні біз көріп отырған Кеңейтілген Бақылау Жүйелері әртүрлі датчиктердің қалай жұмыс істейтінін көрсетеді. Бұл жүйелер автомобильдің айналасында болып жатқан оқиғалар туралы көптеген деңгейлерде хабардар болу үшін радиолокациялық станциялар, камера мен ультрадыбыстық датчиктерден түскен ақпаратты біріктіреді. Радиолокациялық станциялар жаңбыр немесе тұман болып тұрған нашар ауа райы кезінде де ненің қашықтығын және оның қозғалыс жылдамдығын анықтауда ерекше жақсы жұмыс істейді. Камералар жолда шынымен не көріп тұрғанын түсінуге көмектеседі, мысалы, жол белгілерін оқу, жолаушылардың жолға шығар алдында оларды анықтау сияқты мәселелер. Ал ультрадыбыстық датчиктер автомобильге жақын орындардағы заттар туралы өте нақты мәлімет береді, бұл автомобильді тұйық орындарға тұрақтандыру немесе баяу қозғалу кезінде үлкен айырмашылық жасайды. Барлық осы компоненттерді біріктіргенде, автомобиль авариялардан қашу үшін әлдеқайда жақсы жұмыс істейді. Егер жүйе потенциалды соқтығысуды кемінде екі әртүрлі датчик арқылы анықтаса, автоматты түрде қажетті қысыммен тежеу жүйесін іске қосады. Осындай көп қабатты тәсілді пайдаланудың мақсаты – автомобильдің бір бөлігі толықтай жұмыс істемесе де, қауіпсіздікті сақтау. Мұнда қауіпсіздік шығармашылыққа тапсырылмайды.

Автомобильдік сенсорлар қозғалтқыштың тиімділігін, шығарылатын газдарды бақылау және сенімділігін басқарады

Негізгі күш беру жүйесінің автомобиль сенсорлары — O2, MAF, сұйықтық температурасы және детонация — жануды оптимизациялаудағы олардың рөлі

Бүгінгі кезде автомобиль қозғалтқыштары осындай қатаң сыйымдылықтар мен шығарылатын газдардың шектеулеріне жету үшін бірнеше жылдар бойы жұмыс істейтін әлі де сенімді болу үшін бір-бірімен жұмыс істейтін сенсорлар желісіне үлкен тәуелді. Мысалы, оттегі сенсоры — бұл компьютердің отын араласуын дәл баптауы үшін шығару түтігінен шығатын затты тұрақты тексеріп тұрады. Бұл катализатордың ең жоғары өнімділікпен жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және гидрокөмірсутектер мен азот тотықтары сияқты зиянды заттардың шығарылуын кері байланыс циклі жоқ ескі жүйелерге қарағанда шамамаған 90% төмендетеді. Сонымен қатар массалық ауа ағынының сенсорлары қозғалтқышқа енгізілетін ауаның мөлшерін өте жақсы дәлдікпен өлшейді (+/- 2%), бұл әрбір жұлдық шамның отып тұрған кезде дұрыс жануын қамтамасыз етеді. Қозғалтқыш блогының іші қыздырылған кезде, сұйықтың температурасының сенсорлары желдеткіштерді іске қосу немесе уақыттық баптауларды өзгерту үшін іске қосылады, бұл қызулықтың тым көп болуынан бұрын болады. Сонымен қатар детонациялық сенсорларды да ұмытпауымыз керек — олар ерте жанудың белгісі болып табылатын аномальды дыбыстарды тыңдап, қатаң үдеу кезінде қозғалтқышқа зиян келтіруді болдырмау үшін миллиондық бөліктерімен жұлдық уақытын баптайды. Барлық осы компоненттер механиктердің тұйықталған цикл жүйесі деп ататын нәрсенің бөлігі болып, автомобильдің қандай жағдайда болса да отынның жануын тұрақты баптап отырады.

Автомобильдік сенсорлық технологиядағы қиыншылықтар мен болашақтағы тенденциялар

Авто сенсорлық технология дамыған сайын тосқауылдарға тап болуда. Біріншіден, электрондық басқару блоктарын біріктіру өндірушілер үшін шынымен күрделі мәселе. Сосын ортаның әсері, әсіресе конденсация радар сигналдарын әлсіреткенде, жұмыс өнімділігіне зиянды әсер етуі мәселесі туындайды. Интернетке қосылатын және сымсыз жаңартулар алатын автомобильдерде күнбе-күн күшейіп отырған киберқауіпсіздік қаупі де маңызды мәселе. Тағы бір үлкен қиыншылық — бөлшектердің бір-бірімен сәйкес келмеуіне әкеліп соғатын ерекше байланыс жүйелерінен туындайды, бұл кейіннен ақауларды диагностикалау немесе жаңартуларды орнату кезінде механиктерге қосымша қиындықтар тудырады. Қаржылық факторлар да маңызды. Қатты денелі радар немесе уақыт бойынша ұшу лидары сияқты жоғары сапалы сенсорлар автоматты авариялық тежеу мен жолақты ұстау сияқты міндеттемелерді қатаң енгізу қысымына қарамастан бюджеттік автомобильдерге жеткілікті тез енбейді.

Алға қарай үш тенденция тез арадан үдеу алуда:

• Миниатюризация және дәнекер орналасу , бұл конструкциялық компоненттерге эстетиканы немесе аэродинамиканы зиян келтірмей, сәйкес келетіндей етіп интеграциялау мүмкіндігін береді
• Жасанды интеллектпен күшейтілген талдау , онда борттық машиналық үйрену модельдері ақауларды ерте болжау үшін сенсорлық ағымдарды интерпретациялайды — флот қолданбаларында кездейсоқ тоқтап қалуды 35%-ға дейін азайтады
• Қатайтылған сенсорлық біріктіру архитектуралары , онда радар, лидар және жоғары динамикалық диапазонды камера V2X (барлық заттармен байланыс) шлюздерімен бірігіп, инфрақұрылым мен жақын маңдағы көліктермен қауіп-қатер туралы хабарламаларды бөліседі

Болжам бойынша, глобалдық автомобиль сенсорларының нарығы 2030 жылға дейін шамамаған $323 миллиардқа жетуі мүмкін. Бұл өсу негізінен электр көліктері мен өзі жүретін автомобильдердің сенсорлардың санын көбейту қажеттілігіне байланысты, яғни кішірек кеңістікке сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етіп, көп мөлшерде орналастыру қажет. Жаңа технологиялық жаңалықтар ескі мәселелердің кейбіреуін шешуге көмектесуде. Өзін-өзі тексеретін MEMS конструкциялары мен дереккөзді өңдейтін ультрадыбыстық жинақтар үлкен айырмашылықты жасап отыр. Бұл дамулар сенсорлардың тұрақсыз көрсеткіштері, баяу жауап уақыты және қатаң ауа-райы жағдайларына төзімділігі сияқты мәселелерді шешеді. Нәтижеге қарай, біз жолда келешекте не болатынын алдын ала болжай алатын, тек оқиғадан кейін ғана реакция жасайтын емес, нақты көліктерді көре бастадық.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

Автомобиль сенсорлары дегеніміз не және олар көліктерде қалай жұмыс істейді?

Автокөлік сенсорлары температура, қысым және қозғалыс сияқты физикалық өзгерістерді анықтап, өлшейтін құрылғылар. Олар нақты әлемнің бұл деректерін автокөліктің компьютерлік жүйелері өңдейтін цифрлық сигналдарға түрлендіреді және отын шашуын реттеуге немесе ауа жастықтарын қосуға мүмкіндік береді.

Авто сенсорлар автомобиль қауіпсіздігіне қалай ықпал етеді?

Авто сенсорлар аварияларды болдырмау үшін автомобильдің жағдайы мен қоршаған ортаны бақылау арқылы қауіпсіздік жүйелерінде маңызды рөл атқарады. Мысалы, соққы сенсорлары авариядан кейін тез арада ауа жастықтарын іске қоса алады, ал доңғалақ жылдамдығының сенсорлары кенеттен тежеген кезде доңғалақтың блокталуына жол бермейтін ABS механизмдеріне ықпал етеді.

Авто сенсорлар саласы қандай қиындықтарға тап болады?

Қиындықтарға электрондық басқару блоктарын интеграциялау, сенсорлардың жұмысына әсер ететін экологиялық факторлар, киберқауіпсіздікке қауіптер, фирмалық байланыс жүйелері және құнына байланысты алдыңғы қатарлы сенсорлардың баяу енгізілуі жатады.