Mehr Funktion auf engstem Raum

Um Kosten, Gewicht und Platz zu sparen, geht der Trend in der Automobilindustrie zu möglichst hoch integrierten Komponenten. So wächst der Bedarf für integrierte Beschleunigungs- und Drehratensensoren in einem Gehäuse.

Um Kosten, Gewicht und Platz zu sparen, geht der Trend in der Automobilindustrie zu möglichst hoch integrierten Komponenten. So wächst der Bedarf für integrierte Beschleunigungs- und Drehratensensoren in einem Gehäuse.

Kombisensoren stellen eine Zusammenstellung von mehreren Sensor-Elementen und einer integrierten Schaltung (ASIC) in einem IC-Gehäuse dar. Die Sensor-Elemente und das ASIC befinden sich meist auf getrennten Chips, da dieser Systemansatz flexibler und günstiger ist als der einer voll integrierten Lösung. Der Kombisensor enthält MEMS-Sensor-Elemente (Mikro-Elektro-Mechanisches System) für unterschiedliche physikalische Größen, z.B. Beschleunigung und Drehrate, sowie einen integrierten Temperatursensor. Für die richtungsabhängigen Messgrößen können auch Sensor-Elemente für mehrere Raumrichtungen vorhanden sein. Die Aufgabe des ASIC ist die Aufbereitung der Signale aller Sensor-Elemente – Signalverstärkung, die Offset- und Temperaturkompensation sowie eine A/D-Wandlung. Ferner enthält das ASIC diverse Steuer-Funktionen und Regelkreise, die für den Betrieb der MEMS-Elemente notwendig sind. Für eine Messgröße können mehrere Messbereiche zur Verfügung gestellt werden.

Fail-Safe für sicherheitskritische Anwendungen

Ein besonderes Merkmal der Kombisensoren von SensorDynamics (www.sensordynamics.de) ist die Fail-Safe-Eigenschaft für sicherheitskritische Anwendungen wie dynamische Fahrzeugkontrolle und Überrollschutz. Unter Fail-Safe versteht man im ASIC implementierte Funktionen, mit deren Hilfe sowohl die Sensor-Elemente als auch das ASIC selbst kontinuierlich überwacht werden. Sobald ein Fehler diagnostiziert wird, gibt das ASIC eine entsprechende Meldung über eine SPI-Schnittstelle aus. Der Anwender kann so feststellen, ob das Messsignal gültig ist und gegebenenfalls das übergeordnete System abschalten, um einen kritischen Zustand zu verhindern. Zur Herstellung des ASIC wird ein Halbleiterprozess mit geringen Eingangsleckströmen und guten Rauscheigenschaften benötigt.