Sensorik Mit digitaler Technik Kabelbäume abspecken

Digitale Sensorschnittstellen bieten viele Vorteile.
Digitale Sensorschnittstellen bieten viele Vorteile.

Der stetig wachsende Elektronikanteil im Fahrzeug sorgt für mehr Komfort und Sicherheit, aber auch für zusätzlichen Ballast. Doch intelligente Elektronik bedeutet nicht automatisch mehr Masse – sie kann auch helfen, Gewicht und Kosten beim Kabelbaum deutlich zu senken.

Eine der größten, schwersten und teuersten Komponenten in unseren heutigen Autos ist der Kabelbaum. Seine ständig steigende Komplexität ist zu einem großen Teil der immer weiteren Verbreitung von elektronischen Systemen geschuldet: Mit Hilfe passender Sensoren und Aktoren kontrollieren sie alle Aspekte des Fahrzeugs – von der Senkung der Abgasemissionen bis hin zu lebensrettenden Systemen. Da der Elektronikanteil in allen Fahrzeugklassen – selbst in den kleineren – immer weiter steigt, ist ein Ende dieser Entwicklung nicht in Sicht.

Den immer größeren und immer teureren Kabelbaum in den Griff zu bekommen, ist daher zu einem  wichtigen Aspekt der Elektronikentwicklung in der Automobiltechnik geworden. Ein naheliegender Ansatz zur Lösung dieses Problem besteht darin, die Anzahl der Leitungen zu verringern, die für den Anschluss von Sensoren an die zugehörigen Steuergeräte benötigt werden. Durch eine Reduktion der Leitungen lassen sich zum einen die Kosten für den Kabelbaum senken. Gleichzeitig verringert sich dadurch aber auch dessen Gewicht und somit auch der Treibstoffverbrauch und die Emissionen des Fahrzeugs.

Ein Großteil der Sensoren – insbesondere im Umfeld des Antriebsstrangs – sind historisch bedingt Analogsensoren, die durch eine große Anzahl von A/D-Wandlermodulen auf Po-wertrain-Mikrocontrollern unterstützt werden. Ein Analogsensor etwa für Druck oder Temperatur benötigt typischerweise zwei Leitungen für die Versorgung (Plus und Minus) und eine Leitung für das Sensorsignal, was insgesamt dann nur drei Leitungen auf dem Kabelbaum und drei Anschlüsse am elektronischen Steuergerät (ECU) bedeutet.

Ein Analogsensor wird direkt an einen Eingangspin des Mikrocontrollers angeschlossen (Busse machen hier keinen Sinn), und die Applikation kann keine Statusinformation vom Sensor anfordern. Es ist zudem auch relativ einfach, den Ausgang des Sensors zu manipulieren, beispielsweise zur Steigerung der Motorleistung – eine ganze Tuning-Branche hat daraus ein Geschäftsmodell gemacht.