Startseite > Automotive > Automotive-Drucksensoren setzen auf MEMS-Technologie

Messen + Testen

Automotive-Drucksensoren setzen auf MEMS-Technologie

22. Januar 2013, 16:04 Uhr | Laurent Otte

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Einflussfaktoren

Die Forderungen nach einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch und strengere Abgasgesetze werden dafür sorgen, dass in Zukunft immer mehr Automotive-Applikationen nach einer raschen und exakten Erfassung detaillierter Druckdaten verlangen. Mehrere Faktoren sorgen für einen vermehrten Drucksensoreneinsatz, um Automobilkonstruktionen mit höherer Kraftstoffeffizienz zu ermöglichen. Beispielsweise Verbesserungen, die sich mit Drucksensoren beim Management der Ansaugluft für den Motor erzielen lassen. Wird ein Drucksensor an den Ansaugkrümmer angeschlossen, lässt sich die Durchflussrate der Ansaugluft ermitteln. Fortschritte im Bereich der Motorkonstruktion haben zur Folge, dass an die existierenden Drucksensoren höhere Anforderungen gestellt werden. Wird beispielsweise eine größere Menge Abgas in den Ansaugtrakt zurückgeführt, resultieren hieraus zwangsläufig rauere Umgebungsbedingungen für den spezifizierten Sensor. Ein weiteres Beispiel ist das Kraftstoffsystem. Der Druck in der Kraftstoffleitung muss immer genauer überwacht werden. Hier stoßen herkömmliche Sensoren zusehends an ihre Grenzen, beispielsweise wenn es um die Messung der hohen Drücke in den Common-Rail-Leitungen von Motoren mit Direkteinspritzung geht.

Über diese Aspekte hinaus müssen die europäischen Gesetze zum Ausstoß von Schadstoffen, wie Stickoxide (NOx) und Partikel, berücksichtigt werden. Um NOx und Partikeln zu entwickeln, sind Systeme in Entwicklung, die auf bestimmte – in der Regel druckbasierte – Sensortechnologien angewiesen sind. Für den Partikelausstoß sind vorwiegend Dieselmotoren verantwortlich. Abhilfe lässt sich am effektivsten mit so genannten Dieselpartikelfiltern schaffen, die in das Abgasrohr eingebaut werden und die Partikel zurückhalten. Mit Drucksensoren wird der am Filter entstehende Druckabfall gemessen. Überschreitet dieser einen gewissen Grenzwert, wird das Motorsteuergerät (ECU) angewiesen, die Verbrennungsbedingungen so zu verändern, dass der Filter regeneriert wird. Abgasrückführungssysteme (Exhaust- Gas-Recirculation, EGR) reduzieren NOx-Emissionen erzielt. Hierbei werden der Frischluft im Ansaugtrakt Abgase zugemischt. In anderen Fällen kommen Systeme zur selektiven katalytischen Reduktion (Selective-Catalytic-Reduction, SCR) zum Einsatz. Dabei wird Harnstoff mit dem Abgas vermischt, um eine chemische Reaktion anzustoßen, in deren Verlauf NOx in unschädliche Chemikalien verwandelt wird. Drucksensoren dienen dazu, die Menge des zugeführten Harnstoffs zu kontrollieren. Sie können zusätzlich zur Überwachung des EGR-Durchflusses verwendet werden.

Die Entwicklung von Hybridfahrzeugen mit Start-Stopp-System hat zur Folge, dass der im Luftansaugtrakt des Motors herrschende Unterdruck bei stillstehendem Motor sinkt oder sich ganz abbaut. Weil dieser Unterdruck aber für den Bremskraftverstärker benötigt wird, ist es notwendig, den Unterdruck im Bremskraftverstärker genau zu überwachen und im Bedarfsfall eine Hilfspumpe zu starten, wenn mit dem natürlichen Unterdruck des Motors keine ausreichende Bremsunterstützung möglich ist.