Mikrosystemtechnik im KFZ
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- Hansi Böhler
- vor 10 Jahren
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Transkript
1 MST-Anwendungsfelder im Automobil Personenschutz Anwendung Funktion Status MST-Potential ABS Raddrehung Serie Lenkradstellung Serie Federung Druck Serie Beschleunigung Entwicklung Ventil Entwicklung Bewegung Kleinserie Airbag Beschleunigung Serie Druck (Patrone) Entwicklung Druck (Seitenairbag) Entwicklung Sitzplatzbelegung Anwesenheit Kleinserie Bewegung Kleinserie Objektvermeidung Anwesenheit Kleinserie Bewegung Entwicklung Navigation Gierung/Gyro Kleinserie Raddrehung Kleinserie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik I 4_1 MST-Anwendungsfelder im Automobil Komfort und Sicherheit Anwendung Funktion Status MST-Potential Sitzkontrolle Anwesenheit Kleinserie Ventil Entwicklung Bewegung Entwicklung Klima Luftmenge Entwicklung Temperatur Serie Feuchtigkeit Entwicklung Lüftungskontrolle Druck Serie Temperatur Serie Sicherheit Abstand Kleinserie Bewegung Kleinserie Vibration Kleinserie Verschiebung Kleinserie Einbruch Kleinserie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik II 4_2
![Kleinserie Bewegung Entwicklung Navigation Gierung/Gyro Kleinserie Raddrehung Kleinserie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik I 4_1 MST-Anwendungsfelder im Automobil Komfort und Sicherheit](/docs-images/45/11491083/images/page_1.jpg "Anwendung Funktion Status MST-Potential Sitzkontrolle Anwesenheit Kleinserie Ventil Entwicklung Bewegung Entwicklung Klima Luftmenge Entwicklung Temperatur Serie Feuchtigkeit Entwicklung")
2 MST-Anwendungsfelder im Automobil Motor und Antrieb Anwendung Funktion Status MST-Potential Motorkontrolle: Treibstoff Füllstand Serie Zylinder Druck Entwicklung Ladedruck Druck Serie Luftdruck Druck Kleinserie Klopfen Vibration Kleinserie Luftfluss Fluss Kleinserie Abgas Gasanalyse Serie Kurbelwelle Position Großserie Nockenwelle Position Kleinserie Gashebel Position Kleinserie Abgasrückführung Druck Serie Treibstoffpumpe Druck Kleinserie Einspritzung Düse Kleinserie Diesel Turbo Boost Druck Kleinserie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik III 4_3 MST-Anwendungsfelder im Automobil Diagnostik Anwendung Funktion Status MST-Potential Kühlung Temperatur Serie Füllstand Kleinserie Reifendruck Druck Kleinserie Motoröl Druck Serie Füllstand Serie Qualität Entwicklung Bremssystem Druck Kleinserie Füllstand Entwicklung Bremsflüssigkeit Druck Kleinserie Füllstand Entwicklung Treibstoffsystem Druck Entwicklung Füllstand Entwicklung Druck (Dampf) Kleinserie Fahrtempo Geschwindigkeit Serie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik IV 4_4
![Druck Serie Treibstoffpumpe Druck Kleinserie Einspritzung Düse Kleinserie Diesel Turbo Boost Druck Kleinserie [IZET] Anwendungsfelder der Mikrosystemtechnik III 4_3 MST-Anwendungsfelder im Automobil](/docs-images/45/11491083/images/page_2.jpg "Diagnostik Anwendung Funktion Status MST-Potential Kühlung Temperatur Serie Füllstand Kleinserie Reifendruck Druck Kleinserie Motoröl Druck Serie Füllstand Serie Qualität Entwicklung Bremssystem")
3 Beschleunigungs- und Vibrationssensoren Klopfregelung 1 10 g Passagierschutz: Airbag, Gurtstraffer Überrollbügel Gurtblockierung ABS, ESP 50 g 4 g 0,4 g 0,8 1,2 g Fahrwerkregelung: Aufbau Achse 1 g 10 g Klassifizierung von Beschleunigungsund Vibrationssensoren 4_5 Schema: a ausschlagmessend b lagegeregelt a x F M F K I A U A Messbeschleunigung Systemausschlag Messkraft (Trägheitskraft auf Masse m) Kompensationskraft Ausgangsstrom Ausgangsspannung wegmessende Beschleunigungssensoren 4_6
4 Beschleunigungssensoren (geordnet nach elektrischen Abgriffen und Feder-/Massesystemen) Elektrischer Abgriff Spannungsmessung piezoresistiv (DMS) piezoelektrisch Wegmessung Hall kapazitiv Keramik piezoelektr. isolierend Feder-/Massesystem Metall Stahl CuBe Silizium Bulk OMM OMM: Oberflächen-Mikromechanik Arten von Beschleunigungssensoren 4_7 1 Si-Oberplatte 2 Si-Mittelplatte (Federgefesselte bzw. seismische Masse) 3 Si-Oxid 4 Si-Unterplatte 5 Glassubstrat a Beschleunigung in Sensorrichtung Messkapazität C M Bulk-Silizium-Beschleunigungssensor mit kapazitivem Abgriff 4_8
5 a Seitenairbagsensor b Frontairbagsensor 1 Gehäuse 2 Sensor und Auswertechip 3 Kappe Oberflächenmikromechanischer Beschleunigungssensor für die Airbagauslösung 4_9 Oberflächenmikromechanischer Beschleunigungssensor mit kapazitivem Abgriff 4_10
6 1 federnde seismische Masse mit Elektrode 2 Feder 3 feste Elektroden a Ω Beschleunigung in Sensorrichtung Drehrate Kammstruktur der Sensormesszelle/ Querbeschleunigungssensor inkl. Drehratesensor 4_11
7 1 Membrane 2 Silizium-Chip 3 Referenzvakuum 4 Glas (Pyrex) 5 Brückenschaltung p Messdruck U 0 Versorgungsspannung U M Messspannung R 1 Dehnwiderstand (gestaucht) Dehnwiderstand (gedehnt) R 2 Funktionsschema Drucksensor 4_ Elektrische Anschlüsse mit eingeglaster Durchführung 2 Referenzvakuum 4 Messzelle (Chip) mit Auswerteelektronik 5 Glassockel 6 Kappe 7 Zuführung für Messdruck p Aufbau Drucksensor 4_13
8 Abbildung Drucksensor 4_14 1 Temperatursensor (NTC) 2 Gehäuseunterteil 3 Saugrohrwand 4 Dichtringe 5 elektrischer Anschluss (Stecker) 6 Gehäusedeckel 7 Messzelle mikromechanischer Drucksensor mit Referenzvakuum auf der Strukturseite und Kennlinie 4_15
9 1 Schutzgel 2 Gelrahmen 3 Glassockel 4 Keramikhybrid 5 Kaverne mit Referenzvakuum 6 Messzelle (Chip) mit Auswerteelektronik 7 Bondverbindung p Messdruck mikromechanischer Drucksensor mit Referenzvakuum in einer Kaverne (Ansicht/Meßzelle) 4_16 1 Saugrohrwand 2 Gehäuse 3 Dichtring 4 Temperatursensor (NTC) 5 elektrischer Anschluss (Stecker) 6 Gehäusedeckel 7 Messzelle mikromechanischer Drucksensor mit Referenzvakuum in einer Kaverne (Aufbau) 4_17
10 Bulk-r Drehratesensor 4_18 Struktur des Drehratesensors 4_19
11 Oberflächenmikromechanischer Drehratesensor 4_20 Struktur des Drehratensensors 4_21
12 1 elektrische Anschlüsse 2 Messrohr oder Luftfiltergehäusewand 3 Auswerteelektronik (Hybridschaltung) 4 Sensormesszelle 5 Sensorgehäuse 6 Teilstrom-Messkanal 7 Auslass Messteilstrom Q M 8 Einlass Messteilstrom Q M Luftmassensensor (Schema) 4_22 T 1 Temperaturprofil ohne Anströmung 2 Temperaturprofil mit Anströmung 3 Sensormesszelle 4 Heizzone 5 Sensormembrane 6 Messrohr mit Luftmassenmesser 7 Ansaugluftstom M 1 Messpunkt 1 M 2 Messpunkt 2 T 1,2 Temperaturwerte an den Messpunkten T Temperaturdifferenz T 2 T Oberflächenmikromechanischer Luftmassensensor 4_23
13 Behandelte Themen: Klausurvorbesprechung Eigenschaften von Silizium Kristallstruktur von Silizium Reinraumtechnik Herstellung von Rohsilizium Herstellung von reinem Polysilizium Herstellung von Einkristallen Herstellung von Wafern Dotierverfahren Diffusion Ionenimplantation Oxidation Erzeugung dünner Schichten PVD CVD Lithographie Ätzen isotrop anisotrop Bulk-Mikromechanik Oberflächenmikromechanik im Kraftfahrzeug Zyklus II Klausurvorbesprechung 4_24
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