Sensoren im Kfz = elektronische Sinnesorgane

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Im Kfz-Sektor schreiten die Entwicklungen schnell voran, denn die Anforderungen sind hoch gesetzt. Der Komfort muss bei jeder Innovation gesteigert werden und es ist selbstverständlich, dass Dinge automatisch ablaufen und die aktive als auch passive Sicherheit zu jeder Zeit gewährleistet ist. Zudem wird erwartet, dass die Motoren sparsam sind und der Abgasausstoß möglichst gering ist. Bei einem genauen Betrachten der Prozesse, wird schnell klar, dass es sich hier nicht um Hexenwerk handelt, sondern hinter dem angenehmen Komfort eine Reihe von komplizierten elektronischen Berechnungen stehen. Die Berechnungen sind Grundlage für die Informationsübermittlung an die elektronischen Steuergeräte. Ähnlich wie ein menschliches neurales System, nehmen die Sensoren des Kfz die physische Welt wahr und übermitteln die gesammelten Daten – eine komplexe digitale Welt wird erzeugt. Doch damit nicht genug, denn die von den Sensoren gesammelten Daten werden nicht einfach nur übermittelt, denn das elektronische neurale System lernt anhand der Informationen und entwickelt sich weiter. Über 100 spezifische Sensoren sind heute in modernen Kfz verbaut und erfassen tagtäglich die Umwelt anhand von Größen wie Temperaturen, Drehzahlen, Winkel, Drücke etc. Gleichzeitig müssen die kleinen Sensoren eine Menge aushalten: sie müssen eine hohe Zuverlässigkeit haben, sie müssen hohen und tiefen Temperaturen trotzen, Feuchtigkeit Schmutz und Chemikalien aushalten und störungsfrei vor elektromagnetischen Feldern sein und dürfen selbst nicht stören. Sie müssen eine hohe Genauigkeit haben und dürfen nicht zu groß und in der Herstellung nicht zu teuer sein – diese enormen Leistungen über ein langes Leben hinweg.

Einsatzgebiete von Sensoren in der Automobilindustrie

Die empfindliche Elektronik in modernen Autos kann nur dann funktionieren, wenn die Sensorik einwandfrei funktioniert und die physikalischen Größen an das Steuergerät übermittelt. Je nach Einsatzort sind die einzelnen Sensoren extremen Bedingungen ausgesetzt – von ihrer Funktion hängt der Erfolg der Motorelektronik ab.

Aufgrund der Wirkungsweise von Sensoren, werden diese in aktiv und passiv unterteilt. Bei aktiven Sensoren spricht man von Messfühlern, die intern verstärkende oder signalformende Bauelemente haben. Mittels aktorischer oder sensorischer Komponente wie Radar, Infrarot oder Ultraschall können sie für Entfernungsmessungen eingesetzt werden.

Passive Sensoren sind Spulen, Widerstände oder Kondensatoren. Die Signale werden von ihnen als analoge Spannungen ausgegeben.

Die Sensoren werden in drei großen Bereichen im Kfz verbaut:

1. Antriebsstrang (z.B. Drucksensor der Getriebesteuerung, Lamda-Sonde, Drehzahlsensor, Pedalweggeber etc.)

2. Komfort (z.B. Luftgütesensor, Regensensor, Abstandssensor etc.)

3. Sicherheit (z.B. Abstandsradar, Drehmomentsensor der Servolenkung, Drehratesensor des ESP, Spurhalteassistenzsysteme etc.)