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문제 정의
- 따라서, 본 논문에서는 자동차 통합제어에 필요한 적용 센서 모듈과 특성을 해석하고 관련 정보를 공유할 수 있는 방법을 모색하였다.
- 마이크로 자이로센서의 검지부에 일정한 진공을 유지시키면 높은 Q값 확보가 가능하기 때문에 높은 S/N 비율 확보가 가능하다. 이 같은 결과를 얻기 위해서는 실리콘 웨이퍼와 유리 기판이 완전하게 결합할 수 있는 실장기술이 요구되기 때문에 본 연구에서는 실리콘과 유리의 전계 접합을 통한 진공 실장이 가능하도록유리 기판 구조물을 제작하였다.
- 한계성을 나타내고 있다. 이의 대안으로서 자동차 Chassis 시스템의 IT 기술 적용에 대한 방안으로서 자이로 센서 설계 및 제작을 통하여 자동차 적용 가능성을 확인하였다.
가설 설정
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에 적합한 저항을 으로 할 수 있다. 2.5V 조치중심 전압은 대칭적인 스윙 레인지를 위한 것이다. 만약 스윙 출력이 비대칭적이면 포지티브 공급단에 저항을 연결하면 디지털 공급단의 노이즈를 피할 수 있으며 초기 불안정성을 조정할
제안 방법
- MEMS 기술을 이용한 자동차용 자이로센서를 제작하여 이에 대한 일반 성능을 평가하였다. 먼저, 자동차 자이로센서의 기본 성능이라 할 수 있는 감도, 선형성, 온도 특성을 중심으로 분석하였다.
- 네트워크 복합센서 모듈의 구성은 크게 차량의 요레이트 검지를 위한 각속도 센서와 횡방향 및 종방향 가속도 센서의 다이나믹스 신호를 가지고 마이크로 컨트롤러에서 신호 처리 후 High Speed CAN 트렌시버로 인터페이스하여 네트워크에 연결하여 ESP와 통신할 수 있도록 구성하였다.
- 또한, MEMS 공정을 통하여 구현된 자이로 센서의 실차 적용성 평가를 위하여 2,000cc 급의 H사 T 모델에 기존 독일 S사의 제품을 대체하여 장착하였다. 자이로센서의 정확한 평가를 위하여 자이로 센서를 적용 차량의 무게중심에 위치시키도록 하여 기존 양산 제품과의 성능을 비교.
- 있었다. 또한, 테스트베드 상에서 평가한 자이로센서를 실차에 장착하여 기존 양산 제품과의 비교평가를 통하여 상용화 가능성을 확인하였다.
- 이 때, 실리콘과 유리 기판의 열팽창 차이를 고려하여 상부와 하부의 온도를 동일하게 유지시켜준다. 마지막으로 확실한 접합을 위해 고전압을 전극에 인가하여 유리 기판 내부의 규소를 제거시켜 접합을 마무리하였다.
- 먼저, 자동차 자이로센서의 기본 성능이라 할 수 있는 감도, 선형성, 온도 특성을 중심으로 분석하였다. 표 2는 상기에서 기술한 MEMS 공정을 통하여 제작된 자이로 센서의 주요 특성 자료이다.
- 자동차용 자이로 센서를 평가하기 위해서는 조향장치 성능 평가에 적용되는 평가 모드를 활용하고있다. 본 연구에서도 자동차 조향장치 평가 모드로 가장 많이 활용되고 있는 두 가지 평가모드를 적용하였다.
- 상기 절차에 의하여 개발된 자이로 센서의 실차 적용 및 평가를 위하여 전용 평가용 테스트벤치를 제작하였다. 자동차에서 발생되는 동특성은 yaw, roll, pitch의 각속도 성분이 복합적으로 동시에 발생되고 극한 동작 상황을 모사하여야 한다.
- 앞서 언급한 자이로 센서 검지부를 중심으로 ESP(Electronic Stability Program)에서의 적용하기 위한 핵심 센서 모듈은 가속도 센서와 각속도 센서를 기반으로 CAN 네트워크화 하여 동작할 수 있도록 센서 모듈을 설계하였다.
- 응답 특성을 결정짓는 각각의 커패시터 소자값들은 ADXRS401의 설계 가이드 라인에 기초하여 제작하였다. 아날로그 접지(AGND)와 디지털접 지 (PGND)는 분리되어 있다.
- 자동차용으로 제작된 자이로 센서를 전용 테스트베드에 적용하여 표준 자이로와의 일반 성능을 비교 평가하여 동등 또는 그 이상의 특성 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 테스트베드 상에서 평가한 자이로센서를 실차에 장착하여 기존 양산 제품과의 비교평가를 통하여 상용화 가능성을 확인하였다.
- 자이로센서의 정확한 평가를 위하여 자이로 센서를 적용 차량의 무게중심에 위치시키도록 하여 기존 양산 제품과의 성능을 비교. 평가하였다.
- 첫 단계로 PR과 실리콘 표면의 접착력을 높이기 위해 HMDS를 기상 도포하였다. 이 표면에 PR을 2800rpm으로 스핀 코팅하여 두께 2um PR을 형성시켰다.
- 장착되어 있는 필터의 대역폭은 20Hz(@47nF)이며. 커패시터를 추가로 장착하여 대역폭을 더 줄이고, 노이즈에 강인한 시스템으로 설계하였다.
- 표 2는 상기에서 기술한 MEMS 공정을 통하여 제작된 자이로 센서의 주요 특성 자료이다. 한편, 본 연구에서 구현한 MEMS 자이로센서의 실차 적용성 평가를 위하여 독일 S사 자이로센서에 대한 비교. 평가를 실시하였는데, 독일 S사 자이로센서는 표 1의 검지영역, 내전압, 감도와 같은 일반 성능은 동일하나 선형성 ±0.
대상 데이터
- 이를 위하여, 그림 4와 같이 자이로 테스트벤치를 구성하여 시제품 평가를 수행하였다. 테스트벤치의 3 축의 각속도는 최대 15(r7sec이며, payload는 약 10kg, 크기는 8, 600x4, 000x1, 000 [mm] 이다.
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