pts20080919005 Auto/Verkehr, Produkte/Innovationen

Erster Kombisensor zur Fahrdynamikregelung für Autos von SENSORDYNAMICS

SD755 kombiniert Drehraten- und Beschleunigungssensor und reduziert damit Kosten


Graz, Österreich (pts005/19.09.2008/08:00) SensorDynamics http://www.sensordynamics.cc stellt mit dem SD755 den ersten mikromechanischen Kombisensor für den Automobilbereich vor, der Drehraten- und Beschleunigungssensor in einem Gehäuse integriert. Beide Sensoren senden über eine gemeinsame SPI-Schnittstelle ein einheitliches Signal, was die Signalweiterverarbeitung erleichtert und Entwicklungszeit sowie Systemkosten reduziert. Das Unternehmen setzt damit als erster Hersteller von Sensorlösungen für die Automobil- und Automatisierungsindustrie den Trend zu integrierten Sensoren um, die eine durchgehende Ausfallsicherheit auf Ebene des Sensorchips wie auf Modulebene garantieren und nach AEC-Q100 qualifiziert sind. Die Reduktion der Bauteilanzahl führt außerdem zu weniger Materialkosten. Der SD755 ist ideal geeignet für Anwendungen der Fahrdynamikregelung der Automobilindustrie, bei der die tatsächliche Drehung des Fahrzeugs mit dem Lenkeinschlagwinkel verglichen und bei einer Abweichung durch ein gezieltes Abbremsen einzelner Räder ein Schleudern verhindert wird. Aufgrund der hohen Ausfallsicherheit eignet sich der SD755 für alle sicherheitsrelevanten Anwendungen im Fahrzeug und in der Industrie. Ferner zeichnet er sich durch mechanische Robustheit, einem weiten Arbeitstemperaturbereich und eine hohe Langzeitstabilität aus.

Ausfallsicherheit und weitere Features
Wie schon der kürzlich vorgestellte SD751 erfüllt auch der SD755 die besonders hohen Anforderungen an Sicherheit in der Automobilbranche. Dazu wurden die notwendigen Designmaßnahmen durch ausführliche FMEAs ermittelt und gemäß der Norm IEC 61508 konsequent sowohl auf den Drehraten- als auch auf den Beschleunigungssensor angewendet. Neben dem Schaltkreis für die Messung selbst ist eine spezielle Schaltung integriert, die beide Sensorelemente als auch alle analogen und digitalen Blöcke überwacht. Diese Schaltung schlägt sofort Alarm, sobald ein Parameter nicht mehr in genau definierten Grenzen liegt. Um die durchgängige Ausfallsicherheit zu garantieren, werden insgesamt mehr als 40 Parameter überwacht. Ein Ausfall des Kombisensors wird dem übergeordneten Mikrocontroller per fest verdrahteter Leitung sowie zusätzlich per SPI-Schnittstelle gemeldet. Die SPI-Schnittstelle ermöglicht ferner eine detaillierte Diagnose, welcher Sensor aus welchem Grund ausgefallen ist. Weiter ist es möglich, dass der SD755 per SPI einen Ausfall des Mikrocontrollers überwacht und gegebenenfalls für die Abschaltung des gesamten Moduls sorgt. Der mikromechanische Drehratensensor erreicht aufgrund dieses Designs SIL-Level 2 auf der Komponentenebene und auf Systemebene SIL Level 3 (Safety Integrity Level).

Durch den weiten Arbeitstemperaturbereich von -40 bis +125 Grad Celsius ist der SD755 sowohl im Passagierraum als auch im Motorraum eines Fahrzeugs einsetzbar. Der Drehratensensor im SD755 verfügt über zwei kalibrierte Messbereiche von +/-100°/s und +/-300°/s. Bei Bedarf sind beliebige Messbereiche zwischen +/-10°/s FS und +/-500°/s FS realisierbar. Die Messwerte beider Bereiche stehen am SPI Interface simultan zur Verfügung. Der Beschleunigungssensor hat zwei kalibrierte, simultane Messbereiche von +/-2g und +/-5g. Hier sind Messbereiche zwischen +/-1,5g FS und +/-50g FS realisierbar Ein wichtiges Merkmal des Drehratensensors ist die extrem geringe Erholzeit nach Stößen, die nur 5 Millisekunden nach einem Schock von 50g beträgt, wobei 1g als Maßzahl für die Erdbeschleunigung gilt.

Technische Daten des SD755 im Überblick
- Schockfestigkeit im Betrieb +/- 1500g
- Arbeitstemperaturbereich -40 bis +125°C
- Gehäuse OC24
- Versorgungsspannung 5V

Drehratensensor
Die folgenden Daten gelten für einen Messbereich von +/- 100 °/sec:
- Auflösung 0,0039 °/s/LSB
- Signal-Rauschen (BW = 25Hz) 0,1 °/sec
- Empfindlichkeitsfehler +/- 2%
- Linearitätsfehler +/- 0,2 % FS
- Offset-Fehler bei 25°C +/- 0,5 °/sec
- Querempfindlichkeit gegen Drehung um andere Raumachsen 2%
- Querempfindlichkeit des Drehratensensors gegen Beschleunigung 0,1°/sec/g
- Erholzeit nach 50g Schock: 5 ms

Beschleunigungssensor
Die folgenden Daten gelten für einen Messbereich von +/- 2g:
- Auflösung 207,1 µg/LSB
- Signal-Rauschen (BW = 40Hz) <2mg
- Empfindlichkeitsfehler +/- 2,5%
- Linearitätsfehler +/- 0,2 % FS
- Offset-Fehler bei 25°C +/- 0,03g
- Querempfindlichkeit gegen Beschleunigung entlang anderen Raumachsen

Einsatzmöglichkeiten
Der SD755 ist besonders geeignet für Anwendungen im Automobilbereich zur sicheren Erkennung von Gefahrensituationen wie Schleudern oder Überschlag. Bei der Fahrdynamikregelung, die ein Schleudern des Fahrzeugs verhindern hilft, dient ein Drehratensensor zur Erkennung der Rotation um die Hochachse. Zusätzlich wird ein Sensor für die Querbeschleunigung benötigt, welcher Informationen über die Bodenhaftung liefert. Hier bietet der SD755 die ideale Kombination aus Messachsen und Messbereichen und kann direkt auf eine senkrecht im Fahrzeug stehende Platine verbaut werden.

Zur Überschlagsdetektion wird die Rotation um die Fahrzeuglängsachse sowie die Beschleunigung in Richtung der Fahrzeughochachse oder der Querachse benötigt, wobei letztere Messung zur Plausibilisierung der Überschlagsentscheidung dient. Auch für diese Anwendung ist der SD755 bestens geeignet.

Darüber hinaus ist der SD755 aufgrund seiner Ausfallsicherheit zur Stabilisierung von Plattformen oder für Positionierungsaufgaben in sicherheitsrelevanten Applikationen optimal geeignet. Ein Beispiel ist die Positionierung von Industrierobotern oder von chirurgischen Robotern. Mit drei zueinander senkrecht angeordneten SD755 ist eine komplette Positioniereinheit (IMU - Inertial Measurement Unit) zur Messung der Rotation und der Beschleunigung in allen drei Raumrichtungen realisierbar.

Fertigung
Das Kombisensorelement wird am automotive-qualifizierten Produktionsstandort der SensorDynamics für MEMS-Sensoren in Itzehoe gefertigt. Der zum SD755 zugehörige ASIC wird in der Halbleiterfabrik von ST Microelectronics hergestellt. Beide Halbleiterkomponenten werden bei ASE Korea im OC24 Gehäuse montiert und getestet. Der gesamte Produktionsprozess steht unter der Verantwortung von Qualitäts- und Logistikexperten der SensorDynamics.

Verfügbarkeit und Preis
Der SD755 ist ab sofort verfügbar, der Preis liegt bei einer Abnahme von 1000 Stück bei 27 Euro. Evaluierungsboards sind auf Kundenwunsch erhältlich. Der Kombisensor wird vom 20. bis 22. Oktober auf der "Convergence" in Detroit/USA präsentiert.

Über SensorDynamics
Die SensorDynamics ist ein schnell wachsendes semi-fabless Halbleiterunternehmen, das sich auf innovative Sensorlösungen für den Automobil- und Industriemarkt spezialisiert hat. Das TS16949 qualifizierte Unternehmen entwickelt und liefert ausfallsichere Mikro- und Wireless-Halbleitersensorsysteme für Schlüsselkunden vornehmlich der Automobilindustrie. Die SensorDynamics tritt dabei als unabhängiger Generalunternehmer mit eigener MEMS Fertigung auf und kooperiert mit weltweit führenden Anbietern von Fertigungs- und Testtechnologien. Neben dem Firmenhauptsitz in Graz-Lebring ist die SensorDynamics mit eigenen Niederlassungen in Italien, Deutschland, Slowenien und Frankreich vertreten.

Weitere Informationen unter http://www.sensordynamics.cc .

(Ende)
Aussender: SensorDynamics AG
Ansprechpartner: Jürgen Tittel
Tel.: +49 (0) 89 54842220
E-Mail: jti@sensordynamics.cc
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