集成數(shù)字傳感器接口：拯救生命的車(chē)輛安全測(cè)試技術(shù)

　　在汽車(chē)行業(yè)里，車(chē)輛測(cè)試具有至關(guān)重要的作用，是驗(yàn)證車(chē)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(chē)輛進(jìn)行量產(chǎn)前，制造商必須確保整車(chē)及各個(gè)組件具有較高的安全性和適應(yīng)力。車(chē)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(chē)輛研發(fā)工作。

　　在車(chē)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(kāi)始研發(fā)自己的傳感器技術(shù)，通過(guò)這項(xiàng)開(kāi)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(kāi)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。


　　傳感器技術(shù)：車(chē)輛安全碰撞測(cè)試中假人的必備品

　　尤其是在車(chē)輛安全性方面，碰撞測(cè)試能讓我們對(duì)整車(chē)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(chē)輛乘客的潛在影響。驗(yàn)證車(chē)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(chē)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(chē)輛安全性下重要結(jié)論時(shí)的依據(jù)。當(dāng)車(chē)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(chē)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(chē)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(qián)。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(chē)輛測(cè)試安裝工作變得更加快捷、高效

　　掀開(kāi)了汽車(chē)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(chē)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(chē)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。



　　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(chē)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)區(qū)每年要開(kāi)展約550次臺(tái)車(chē)測(cè)試和450次實(shí)車(chē)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(chē)上的測(cè)試點(diǎn)也越來(lái)越多?！?br />
　　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(chē)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(qián)。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(chē)輛安全性方面的專(zhuān)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(kāi)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?！?br />
　　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(chē)輛動(dòng)力、輪胎、耐用性

　　車(chē)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(chē)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(qián)，無(wú)論是測(cè)試臺(tái)架的安裝還是車(chē)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(chē)輛安全專(zhuān)業(yè)知識(shí)不斷開(kāi)發(fā)專(zhuān)有DTI技術(shù)，使其滿足車(chē)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。


　　例如，針對(duì)DIN 70028標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ABS剎車(chē)的剎車(chē)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?！耙桓娎|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(zhuān)注于自己的工作，節(jié)省下寶貴時(shí)間。


　　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(chē)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(chē)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。