集成數(shù)字傳感器接口:拯救生命的車輛安全測(cè)試技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2017-09-15 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】在汽車行業(yè)里,車輛測(cè)試具有至關(guān)重要的作用,是驗(yàn)證車輛動(dòng)力、輪胎、耐用性、安全性等關(guān)鍵指標(biāo)的必要程序。車輛進(jìn)行量產(chǎn)前,制造商必須確保整車及各個(gè)組件具有較高的安全性和適應(yīng)力。車輛制造商和原始設(shè)備制造商(OEMs)一般會(huì)耗用大量時(shí)間對(duì)主要物理指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,通過(guò)評(píng)估這些指標(biāo)參數(shù)來(lái)改進(jìn)當(dāng)前的車輛研發(fā)工作。
在車輛測(cè)試工作中,首要的是必須保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精確,為此,測(cè)試配置與測(cè)試設(shè)備必須滿足嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。作為一家瑞士家族企業(yè),奇石樂(lè)從1959年起就開始研發(fā)自己的傳感器技術(shù),通過(guò)這項(xiàng)開創(chuàng)性的技術(shù),可輕松、精確地采集壓力、力量、扭矩、加速度等數(shù)據(jù)。如今,奇石樂(lè)開發(fā)的測(cè)量與數(shù)據(jù)采集整體解決方案在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
奇石樂(lè)DTI技術(shù)可確保大陸集團(tuán)國(guó)際安全工程部進(jìn)行高效的碰撞測(cè)試
傳感器技術(shù):車輛安全碰撞測(cè)試中假人的必備品
尤其是在車輛安全性方面,碰撞測(cè)試能讓我們對(duì)整車及其組件的結(jié)構(gòu)特性及能量吸收特性獲得深入認(rèn)識(shí)。此外,碰撞測(cè)試也能夠表明碰撞對(duì)車輛乘客的潛在影響。驗(yàn)證車輛安全性的系列測(cè)試,均會(huì)用到內(nèi)部裝有特制傳感器的碰撞測(cè)試用假人。在測(cè)試用車輛受到碰撞前、中、后,這些傳感器會(huì)采集有關(guān)數(shù)據(jù),作為將來(lái)對(duì)車輛安全性下重要結(jié)論時(shí)的依據(jù)。當(dāng)車輛變得越來(lái)越復(fù)雜,數(shù)字化程度越來(lái)越高時(shí),無(wú)論是在車身上還是位于假人體內(nèi),我們都需要越來(lái)越多的測(cè)量通道。20世紀(jì)90年代早期,碰撞測(cè)試中用到了250個(gè)模擬測(cè)量通道,而今天,所需的傳感器通道數(shù)量通常超過(guò)600個(gè)。這也帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題,由于車內(nèi)可供安裝傳感器的空間越來(lái)越少,測(cè)試的設(shè)置正在變得愈加復(fù)雜。
隨著測(cè)量各種測(cè)試指標(biāo)的模擬傳感器數(shù)量日益增多,我們必須安裝更多的電纜用于供電和數(shù)據(jù)傳輸,結(jié)果,測(cè)試安裝工作變得極度費(fèi)時(shí)費(fèi)錢。此外,輸入通道過(guò)多,也增加了數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤及遺漏的風(fēng)險(xiǎn)。為最大程度減少錯(cuò)誤和安裝時(shí)間,奇石樂(lè)部署了自家獨(dú)有的數(shù)字傳感器接口(DTI)技術(shù)。
單電纜設(shè)計(jì)讓車輛測(cè)試安裝工作變得更加快捷、高效
掀開了汽車行業(yè)制造商與供應(yīng)商工藝效率嶄新的一頁(yè)。使這一切得以實(shí)現(xiàn)的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸用智能總線。對(duì)每個(gè)連接端口,每條總線最高可支持12個(gè)測(cè)量通道。不同來(lái)源的所有信號(hào)通過(guò)數(shù)字化模塊(DiMods)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)。我們將這種DiMods直接集成在假人體內(nèi)的傳感器中,或者部署適宜的奇石樂(lè)DTI集成解決方案。
采集好的傳感器數(shù)據(jù)之后會(huì)被傳遞給假人體內(nèi)的奇石樂(lè)DTI中央數(shù)據(jù)記錄器,再通過(guò)以太網(wǎng)繼續(xù)傳給COMBox/KiHUB數(shù)據(jù)接口設(shè)備。車內(nèi)所有DTI系統(tǒng)通過(guò)該設(shè)備與中央網(wǎng)絡(luò)相連。這種解決方案的亮點(diǎn)在于:同步數(shù)據(jù)、觸發(fā)測(cè)試、供電僅需一根電纜。電纜始于假人,終于車載數(shù)據(jù)采集器。采集器一般通過(guò)隨行電纜等與主機(jī)相連。
從模擬測(cè)量數(shù)據(jù)到數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù),DTI記錄器僅通過(guò)一根電纜連接一切
DTI數(shù)據(jù)記錄器采集來(lái)自傳感器的數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù),然后通過(guò)以太網(wǎng)將該數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)接口設(shè)備
將DTI技術(shù)集成到大陸安全工程公司現(xiàn)有工藝中
從1993年起,位于阿爾策瑙(Alzenau)的大陸安全工程國(guó)際有限公司(Continental Safety Engineering International GmbH)一直與奇石樂(lè)合作,重點(diǎn)致力于解決臺(tái)車測(cè)試、碰撞測(cè)試、頭部撞擊測(cè)試(這里的頭部指自由運(yùn)動(dòng)頭部模型,即FMH)的數(shù)據(jù)采集問(wèn)題。作為一家國(guó)際技術(shù)公司的子公司,大陸公司在德國(guó)法蘭克尼亞下城區(qū)(Lower Franconia)設(shè)有自己的測(cè)試與開發(fā)中心。該中心創(chuàng)建于1992年,至今已完成了約300個(gè)系列開發(fā)項(xiàng)目、6000余次碰撞測(cè)試及200多個(gè)模擬項(xiàng)目。該中心的開發(fā)區(qū)每年要開展約550次臺(tái)車測(cè)試和450次實(shí)車碰撞測(cè)試。公司測(cè)量與視頻技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人湯瑪斯·維爾德(Thomas Wild)表示:“鑒于要做的測(cè)試有很多,我們希望用最新技術(shù)升級(jí)測(cè)試設(shè)備,以便確保工藝效率和測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。測(cè)試要求現(xiàn)在變得越來(lái)越高,車上的測(cè)試點(diǎn)也越來(lái)越多。”
奇石樂(lè)的DTI技術(shù)為客戶現(xiàn)有碰撞測(cè)試用測(cè)量設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面現(xiàn)代化提供了一套簡(jiǎn)單的解決方案。2015年,大陸安全工程公司委托奇石樂(lè)擴(kuò)展其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS),并將現(xiàn)有假人體內(nèi)傳感器系統(tǒng)升級(jí)至新的DTI技術(shù)。
2015年初,奇石樂(lè)首先對(duì)10個(gè)現(xiàn)有H3假人進(jìn)行了DTI技術(shù)集成,年終時(shí)又對(duì)WorldSID假人進(jìn)行了升級(jí)。前者的難點(diǎn)在于要將技術(shù)集成到現(xiàn)有工藝和基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)。使用模擬測(cè)量技術(shù)情況下,每個(gè)傳感器都要手動(dòng)插拔到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi),安裝時(shí)間長(zhǎng),出錯(cuò)可能性大。對(duì)于車載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集,大陸公司選用了奇石樂(lè)的最新技術(shù)——KiDAU數(shù)據(jù)采集器。不僅原硬件與新集成硬件之間完全兼容,奇石樂(lè)還修改并擴(kuò)展了其CrashDesigner軟件以滿足需要。
未來(lái)的高品質(zhì)碰撞測(cè)試
由于DTI技術(shù)可以安裝到THOR-M等所有假人模型內(nèi),大陸公司可以放心地聯(lián)用新硬件、已通過(guò)測(cè)試的硬件等大批不同設(shè)備,無(wú)需將所有技術(shù)設(shè)備都轉(zhuǎn)為新技術(shù),為該公司節(jié)省了大量時(shí)間和金錢。湯瑪斯·維爾德在總結(jié)大陸公司與奇石樂(lè)的合作時(shí)表示:“在這個(gè)項(xiàng)目里,奇石樂(lè)利用了它在車輛安全性方面的專業(yè)技術(shù)知識(shí)和多年經(jīng)驗(yàn),有力地證明了DTI技術(shù)是市場(chǎng)上最適合在假人體內(nèi)安裝的測(cè)量系統(tǒng)。奇石樂(lè)很清楚在高度復(fù)雜的碰撞測(cè)試中,尤其是在采用DTI技術(shù)進(jìn)行測(cè)試時(shí),什么重要什么不重要。因此,我們相信,不止只是現(xiàn)在,在未來(lái)我們開展的碰撞測(cè)試肯定也會(huì)滿足最高標(biāo)準(zhǔn)。除提供精確的測(cè)量數(shù)據(jù)外,奇石樂(lè)傳感器也十分安全、耐用。對(duì)于我們而言,奇石樂(lè)的DTI技術(shù)和傳感器是完美的搭配。鑒于此,雙方已經(jīng)在深入探討一些未來(lái)項(xiàng)目了。”
奇石樂(lè)的測(cè)量技術(shù)適應(yīng)力強(qiáng),讓大陸公司受益良多,不但提高了可靠性和數(shù)據(jù)質(zhì)量,更減少了空間占用等。一根電線從假人接出,布線工作也少得多。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在兩方面:測(cè)試準(zhǔn)備工作所需的時(shí)間更少;系統(tǒng)更少出問(wèn)題,同時(shí)也提升了測(cè)量精度。
使用DTI技術(shù)測(cè)試車輛動(dòng)力、輪胎、耐用性
車輛安全碰撞測(cè)試如今用到了4萬(wàn)多個(gè)DTI通道。就測(cè)試車輛動(dòng)力、輪胎和耐用性而言,進(jìn)行系列測(cè)試所需的安裝工作既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢,無(wú)論是測(cè)試臺(tái)架的安裝還是車內(nèi)應(yīng)用的安裝均是如此。在位于韋茨拉爾(Wetzlar)的技術(shù)中心,奇石樂(lè)利用自身積累的車輛安全專業(yè)知識(shí)不斷開發(fā)專有DTI技術(shù),使其滿足車輛動(dòng)力和耐用性測(cè)試的嚴(yán)苛要求。
自動(dòng)傳感器檢測(cè)功能讓測(cè)試的安裝工作變得前所未有簡(jiǎn)單。KiCenter(奇石樂(lè)的測(cè)量軟件)可以自動(dòng)檢測(cè)安裝位置、標(biāo)定值及相關(guān)物理參數(shù),客戶可以在GUI(圖形用戶界面)中對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行配置??梢钥隙ǖ卣f(shuō),該功能不僅能高效利用時(shí)間,還最大程度提高了工藝可靠性。
奇石樂(lè)DTI技術(shù)的智能總線接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了車輛安全測(cè)試的安裝工作
例如,針對(duì)DIN 70028標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ABS剎車的剎車路徑測(cè)量,奇石樂(lè)提供了一套基于其DTI技術(shù)的完美整體測(cè)量解決方案。該方案由傳感器、觸發(fā)器、DTI記錄器及KiCenter測(cè)量軟件構(gòu)成。“一根電纜解決一切”的設(shè)計(jì)確保了所有相連傳感器能夠快捷、高效地通過(guò)KiCenter完成端到端配置等測(cè)試安裝工作。該測(cè)量軟件可以引導(dǎo)用戶完成整個(gè)測(cè)試,這樣,用戶就可以完全專注于自己的工作,節(jié)省下寶貴時(shí)間。
DTI傳感器技術(shù)最大程度提高了ABS剎車的工藝效率
互連降低成本:測(cè)量錯(cuò)誤更少,安裝時(shí)間更短
可靠的測(cè)試和尖端的測(cè)量技術(shù)是優(yōu)化車輛研發(fā)與制造的必要基礎(chǔ)。測(cè)試配置應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化,以確保測(cè)量數(shù)據(jù)的完整采集。在車輛安全測(cè)試、動(dòng)力測(cè)試及耐用性測(cè)試中,利用了“一根電纜解決一切”設(shè)計(jì)的奇石樂(lè)DTI技術(shù)不僅提升了測(cè)量結(jié)果,降低了材料成本,還縮短了測(cè)試時(shí)間。
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