COMO - Competence in Mobility (Teilprojekt B1-3705202)

Die zu entwickelnde Drucksensorik ist Bestandteil der Entwicklung eines adaptiven Gasfederdämpfersystems und dessen Nutzung als Komponente in einem neuartigen adaptiven Fahrwerk. Dabei finden neben der Optimierung auf Fahrsicherheit und Fahrkomfort von vorne herein auch Aspekte der Kosten- und der Energieminimierung besondere Beachtung. Die Kombination von Tragfeder- und Dämpferfunktion in einem Medium Luft, verspricht eine wesentliche Reduktion des Aufwands im Vergleich zu heute üblichen hybriden Lösungen mit separatem hydraulischem Dämpfer.Die Druckmessung in den Kammern der aktiven Feder hat dabei die Aufgabe, den Messwert für die Regelung des piezoelektrischen Aktors bereit zu stellen. Zu diesem Zweck ist ein auf die geometrischen Gegebenheiten und die hohe Umgebungstemperatur angepasster Drucksensor zu entwickeln, der mittels CMOS-kompatibler Siliziumtechnologie hergestellt werden kann. Er ist zunächst so ausgelegt, dass er mit der im Reinraum verfügbaren Technologie hergestellt und zu einem späteren Zeitpunkt im erforderlichen Umfang in einer Foundry nach dem vorliegenden Entwurf industriell gefertigt werden kann. Auf diese Zielsetzung ist die in Silicium ausgeführte Funktionsmembran als auch die den Druck wandelnden Elemente ausgelegt. Für die Gestaltung und die Herstellung der Membran kommen angepasste Schichtfolgen zum Einsatz und für die größenwandelnden Elemente finden differentielle Kondensatoranordnungen ihre Anwendung. Die Realisierung einer integrierten sensornahen Informationsverarbeitung ist infolge der hohen Umgebungstemperaturen nur schwerlich möglich, so dass diese abgesetzt vom Sensor realisiert wird, wenn als Zielsetzung hierfür die Entwicklung eines ASIC in Betracht gezogen wird. Zur Realisierung einer kompakten Bauform der Gasfederdämpfer werden der dem Medium ausgesetzte Drucksensor und die zugehörige Signalverarbeitung (ASIC) in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet, wobei aber beide Einheiten eine thermische Trennung erfahren. Die Realisierung eines derartigen ASIC bietet weiterhin die Möglichkeit, andere, für die Regelung erforderliche Schaltungen mit zu integrieren und so die Voraussetzungen zu schaffen, die informationsverarbeitenden Elemente als kompakte dezentrale Einheit zu gestalten, um so eine integrierte kompakte Baugruppe eines Gasfederdämpfers zu realisieren, die aus dem piezoelektrischen Aktor, den spezifischen Drucksensoren und dem Interface besteht.