Interessante Anwendungen aus dem Bereich Automotive
Schon seit vielen Jahren nimmt der Anteil der Elektrifizierung in Fahrzeugen stetig zu. Einhergehend damit steigt auch der Bedarf an Sensoren. Diese werden sowohl in Komfortbereichen eingesetzt, wie z. B. der Sitzpositionsverstellung, als auch in sicherheitskritischen Funktionen, wie Lenkung und Bremse.
Zur Zeit der Einführung des Antiblockiersystems (ABS) setzte man Sensoren ein, die lediglich eine Blockierung des Rades erkennen sollten. Heute dagegen werden hochauflösendere Raddrehzahl-Sensoren eingesetzt, die das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) mit Daten versorgen, damit das Fahrzeug in kritischen Fahrsituationen gezielt durch Bremsvorgänge an einzelnen Rädern stabilisiert werden kann.
Nicht zuletzt bringt der neue Markt der eMobility weitere Anwendungsfelder für Sensoren. Hier müssen Ströme während der Fahrt und an den Ladestationen exakt und hochdynamisch gemessen werden.
Da Stückzahl und Qualität im Automobilbereich eine große Rolle spielen, müssen die Sensoren optimal auf die Anwendung angepasst werden. Sensitec lieferte in den vergangenen Jahren weit über 100 Millionen Sensoren in den Automobilbereich - das Ergebnis von optimierten Prozessen und höchstem Qualitätsanspruch!
Die nachfolgenden Anwendungsbeispiele geben Ihnen einen Einblick, wo unsere MagnetoResistiven Sensoren im Bereich Automotive zum Einsatz kommen.
Raddrehzahlmesung (ABS) Drehzahlmessung an den Rädern für ABS und ESP
Hintergrund
Das ABS - eine kleine Revolution des vergangenen Jahrhunderts: Die Integration eines Assistenzsystems im Fahrzeug, welches den Fahrer bei Vollbremsungen dahingehend unterstützt, dass die Räder nicht mehr blockieren und somit Lenkmanöver möglich bleiben. Der berühmte "Elchtest" bringt im späteren Verlauf der Entwicklungsgeschichte eine weitere Funktion hinzu, die - auf den gleichen Sensorinformationen basierend - eine Fahrzeugstabilisierung durch gezieltes Bremsen einzelner Räder ermöglicht: Das ESP.
Um solche Funktionen realisieren zu können, benötigt das Steuergerät die genauen Drehzahlwerte der einzelnen Räder. Die Sensoren, die diese Messaufgabe erfüllen, befinden sich direkt an der Radnabe, in unmittelbarer Nähe zur Bremse, in wenig geschützter, äußerst rauer und schmutziger Umgebung. Die Anforderungen leiten sich somit größtenteils von den Umgebungsbedingungen ab. Hinzu kommt der Anspruch an ein zuverlässiges und langlebiges System, welches fehlerfrei die Raddrehzahl erfasst und übermittelt.
Sensorlösung
- Kundenspezifischer AMR-Feldsensor: Dieser wird durch einen Automobilzulieferer, gemeinsam mit einer speziellen Signalverarbeitung (ASIC), in einem kompakten und robusten Gehäuse verpackt.
- Die Sensorsignale werden direkt im ASIC verarbeitet und an das Steuergerät des Fahrzeugs übertragen.
- Das Sensorsystem ist in der Nähe der Bremse montiert und wird kurzzeitig Temperaturen von über 170 °C ausgesetzt.
- Das Sensorprinzip erlaubt große Toleranzen im Arbeitsabstand. Dies ermöglicht ein sehr robustes Systemdesign und keine aufwändige Justierung bei der Montage.
Vorteile
- Berührungsloses, verschleißfreies Funktionsprinzip mit großem Arbeitsabstand
- Widerstandsfähig gegenüber extremen Umgebungsbedingungen
- Hohe Zuverlässigkeit anhand von weit über 100 Millionen gelieferten Stück nachgewiesen
- Automotive-Qualifizierung
Project Request
Drehmomentmessung (Lenkung) Erfassung des Drehmoments an der Lenksäule
Hintergrund
"Servo"-Lenkung ist seit geraumer Zeit auch im Kleinwagensegment Serienstandard. Heutzutage ist die Lenkunterstützung ein ausgeklügeltes Gesamtsystem, welches weitestgehend mittels Unterstützung per Elektromotor funktioniert. Im Zusammenspiel zwischen Sensorik, Motor und einer Steuerung ist es möglich, die Lenkunterstützung individuell anzupassen, sodass z. B. bei hohen Geschwindigkeiten die Unterstützung reduziert wird. Die Sensorik hat dabei die Aufgabe, neben der Lenkwinkelinformation, auch das Drehmoment - welches in die Lenkwelle eingebracht wird - zu erfassen. Mit dieser Information kann der Elektromotor optimal die geforderte Kraftunterstützung zur Verfügung stellen.
Sensorlösung
- Kundenspezifischer Dual-Chip AMR FreePitch Sensor: Dieser wird durch einen Automobilzulieferer, zusammen mit einer ebenfalls redundant ausgeführten Signalverarbeitung (ASIC), zu einem gehäusten Sensorsystem verpackt.
- Die Ermittlung des Drehmoments geschieht über eine Differenzwinkelmessung, d. h. die Sensoren messen an einer Welle mit einer definierten Steifigkeit. Über die Verdrehung zwischen Sensoren und Maßverkörperung kann der Winkel - und daraus das Drehmoment - bestimmt werden.
- Die Sensorsignale der beiden Sensoren werden unabhängig in zweifacher Ausführung (Redundanz) verarbeitet und an das Steuergerät übertragen.
Vorteile
- Berührungsloses und verschleißfreies Funktionsprinzip
- Hohe Signalqualität und hohe Genauigkeit
- Dual-Chip-Lösung für Sicherheitskonzept mit Redundanz
- Hohe Zuverlässigkeit und Automotive-Qualifizierung
Project Request
Strommessung im Fahrantrieb Radnabenmotor für zukünftige eMobility
Hintergrund
Ziel dieses Förder-/Forschungsprojektes war, einen weiteren Meilenstein im Bereich der Nutzfahrzeug eMobility zu legen. Durch den Wandel der Konzepte von Hybridfahrzeugen mit zusätzlichem Elektromotor bis hin zu rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, ergeben sich auch neue Konzepte des Antriebs: Kompakte Elektromotoren können dezentral pro Rad eingesetzt werden.
So wurde in diesem Projekt der komplette Antrieb mitsamt der Leistungselektronik in der Radnabe eines Nutzfahrzeuges integriert. Um die Anforderungen der hohen Leistungsdichte innerhalb der kompakten Radnabe zu erreichen, bedarf es auch äußerst kompakter, aber dennoch leistungsstarker Komponenten. Zum Einsatz kommt daher der hochdynamische Stromsensor CFS1000, der direkt mit der Leistungselektronik gemeinsam integriert werden kann.
Sensorlösung
- Stromsensor auf Basis des AMR-Effektes mit Closed-Loop-Prinzip (Kompensationsprinzip) für direkte Bestückung auf einer Leiterplatte (SMD-Bauteil).
- Elektronik und Antrieb sind in der Radnabe integriert. Hohe Leistungsdichte und hohe Anforderungen bezüglich thermischer Belastungen. Auch Schock und Vibration können durch den kompakten und robusten Sensor problemlos eingehalten werden.
- Zur Erreichung der besten Performance wird der Sensor im Gesamtsystem kalibriert bzw. abgeglichen.
Vorteile
- Extrem kompakt trotz hoher Leistung
- SMD-bestückbar auch für hohe Stückzahlen
- Sehr hohe Regelgüte aufgrund des Closed-Loop-Prinzips
- Automotive-Qualifiziert
Project Request
Unser Vertriebsteam
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