用于碰撞检测的空气压力传感器

2021年4月21日汽车技术评论3,519阅读模式

安全气囊系统一般由传感器、气囊控制单元、气体发生器、气袋等组成，安全气囊控制单元与各种传感器高度互连，它们之间传输数据速度快，所有远程安全气囊传感器都通过PSI5接口直接连接到安全气囊控制单元。碰撞传感器是碰撞传感器系统的核心，它们检测各种碰撞工况及碰撞剧烈程度，反馈给气囊控制单元，使控制单元能在正确的时间触发正确的约束系统。

但随着消费者测试结构和立法机构的要求越来越高，对气囊触发提出了更高的要求，例如侧面碰撞，对气囊的点火时间通常要求在10ms左右，甚至更早，因此传统的传感器已经不能满足要求了，所以必须使用了附加的外部传感器，这些传感器可以非常快速地记录侧面碰撞中的车辆减速度，并通过直接的PSI5接口将其提供给气囊控制单元中的算法。

这种情况下空气压力传感器就是比较好的选择，在大多数车辆中，空气压力传感器安装在前车门上，车门的内板和外板之间形成了封闭度腔体，通过空气压力传感器测量封闭腔中的空气压力和环境压力之间的压差。

当发生侧面碰撞时，车门外板受到撞击，在外板上产生压力，压力波动会出现在空腔中，因此，当压差的显著增加时表明传感器周围的结构变形严重。这种本质上是绝热的过程可以检测到碰撞的严重程度，在侧面碰撞中，一旦车辆在撞击区域变形，变形区域内的空气就会被压缩。从物理学角度来看，对压力测量明显快于加速度信号的测量，所以，压力测量原理允许进一步提前侧碰的气囊点火时间。

压力传感器是通过元件的电容变化来测量的。

在这种传感器元件内，有电容板1布置在密封腔中，电容板2是应力膜片，当膜片有压力时，电容板之间的距离d发生变化，以此来检测碰撞过程中空气压力的显著变化，不过绝对空气压力无法测量，仅检测碰撞过程中压力的显著变化。

用于碰撞检测的空气压力传感器