First Sensor So wird ein Sensor zum effizienten Automotive-System

Weiterentwicklung bei den Premiummodellen – Preisverfall in den Volumenmodellen

Werden bald alle Fahrzeuge autonom fahren? Nein. In vielen Regionen der Welt wird autonomes Fahren die Ausnahme bleiben und selbst in den Metropolen der Highend-Märkte Europa und Amerika wird ein hoher Prozentsatz der Fahrzeuge weiter ganz traditionell von Menschenhand gesteuert werden (ein „Mixed Scenario“, das den Entwicklern von autonom fahrenden Fahrzeugen die Arbeit deutlich erschwert). 

Dieser fortbestehende Mix ist auch der Tatsache geschuldet, dass die technische Entwicklung in den teuren Spitzenmodellen der Hersteller stattfindet und dann erst langsam in die anderen Fahrzeugklassen übernommen wird. Für die Sensorik-Hersteller bedeutet dies: Um in die breite Masse der Fahrzeuge zu kommen, müssen die Preise nochmals deutlich fallen. Bei einfachen Assistenzsystemen wie Einparkassistenten etc. lässt sich dies bereits gut beobachten.

Sensorik und Green Mobility

Zweiter großer Treiber neben dem automatisierten Fahren ist Green Mobility. Auch hier gilt es, zunächst die Erwartungen zu klären: Fahrzeuge – ob mit oder ohne Verbrennungsmotoren – verursachen im Betrieb Umweltbelastungen. Diese lassen sich nicht eliminieren, aber zumindest deutlich reduzieren. Fakt ist auch: In vielen Regionen und Bereichen werden noch über Jahre hinaus weiterhin Verbrennungsmotoren Fahrzeuge antreiben. Es macht also weiter Sinn, in deren Optimierung zu investieren und die Fahrzeuge zumindest relativ umweltfreundlich zu machen.

Wenn Dieselmotoren im PKW in Ballungsräumen noch eine Zukunft haben sollen, muss bei deren Betrieb über Verfahren wie der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) der Stickoxidausstoß deutlich reduziert werden. Zum Nachfüllen des Harnstoffadditivs reichen die heute üblichen Inspektionsintervalle nicht aus und das Additiv muss vom Fahrer an der Tankstelle nachgefüllt werden. Hier helfen Sensoren nicht nur Füllstand und einwandfreien Betrieb auszuweisen, sondern auch zu verhindern, dass vorsätzlich oder versehentlich andere Flüssigkeiten in den Harnstofftank gefüllt werden. 

Ein Nebenaspekt dieser SCR-Entwicklungen beim Diesel: Da Autohersteller heute in Plattformen denken, gewinnen Fahrzeugvarianten mit Ottomotor, die ja kein SCR brauchen, Platz für zusätzliche Technik. Erste Hersteller arbeiten an der Wiederbelebung der Wassereinspritzung zur Kühlung der Luft im Einlasskanal, um wahlweise die Leistung oder die Effizienz von Ottomotoren zu steigern. Eine solche Kühlung erlaubt die Entwicklung von Motoren mit einem höheren Verdichtungsverhältnis und geringerem CO2-Ausstoß. Diese Einspritzsysteme erfordern dann wieder eigene Sensoren für Temperatur und Drucküberwachung.

Leitungssystem überwachen

Neuer Bedarf für Sensorik entsteht auch bei Klimaanlagen. Erste Hersteller propagieren CO2 als Kühlmedium, weil es umweltschonender als der bisherige, FCKW-basierende Standard ist. Allerdings: In CO2-Anlagen arbeitet man mit höheren Drücken und Temperaturen bis 180 °C – eine sehr enge Überwachung von Leitungen, Temperatur und Druck ist erforderlich. 

Ähnlich bei alternativen Antriebstechniken wie Erdgas oder sogar Wasserstoff für brennstoffzellenbasierende Antriebe. Hier muss ein Druck von 400 bis 900 bar gehalten werden. Gegen wasserstoffinduzierte Versprödung resistente piezoresistive Mittel- und Hochdrucksensoren für Brennstoffzellenfahrzeuge sind als ausgereifte Komplettlösungen bereits verfügbar.

Fazit

Der Bedarf an Sensorik wird im Automotive-Bereich durch eine ganze Anzahl paralleler Trends und Entwicklungen getrieben. Die Sensorkomponenten selbst – also Kameras, Fotodioden oder Sensoren für Druck, Durchfluss, Temperatur etc. – sind meist verfügbar, allerdings bedarf es der Anpassung an und die Integration in automobile Systeme und Einsatzfelder. Dafür muss Sensorik-, Kommunikations- und Automotive-spezifisches Know-how zusammengebracht werden. Als Partner stehen den großen Automobilunternehmen Sensorikspezialisten zur Seite, die branchenspezifisch zertifiziert sind – z. B. nach ISO/TS 16949 – und in der Entwicklung für die Branche mehr und mehr Anwendungswissen angereichert haben.