Automobil-Sensorik

Editors:

Dr.-Ing. Thomas Tille
ISBN: 978-3-662-48943-7 (Print) 978-3-662-48944-4 (Online)

Vorwort:

Die Sensorik nimmt im Automobil einen bedeutenden und wachsenden Stellenwert ein. Im Zuge der rasanten Entwicklungen auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik sind immer genauere und robustere Sensorinformationen unabdingbar. Diese Informationen werden in komplexen Regelalgorithmen der Fahrzeugelektronik insbesondere zur Motorsteuerung, Fahrstabilität, Sicherheits- und Komforterhöhung genutzt. Zur Generierung dieser Informationen gewinnen neben der Optimierung bekannter Sensorprinzipien zunehmend auch neue Sensorkonzepte und -technologien an Bedeutung. Die resultierenden Sensorsysteme unterliegen neben den hohen technischen Anforderungen auch immer höheren Ansprüchen hinsichtlich Kosten, Miniaturisierung, Qualität und Zuverlässigkeit.

Um innovative Sensoren unter dem anwendungsbezogenen Fokus der Automobilindustrie zu diskutieren, wurde die Tagung Sensoren im Automobil im Jahre 2006 von mir erstmals initiiert. Die Beitragsinhalte der nunmehr sechsten Tagung Sensoren im Automobil 2016 sind in diesem Fachbuch zusammengestellt und sollen den Trend aktueller Sensorentwicklungen in speziellen Fahrzeug-Anwendungsbereichen widerspiegeln. Der Schwerpunkt dieser Ausgabe liegt auf Sensorprinzipien und -technologien für Batterie-Zellüberwachung, Klimatisierung, Bedienfunktionen, Abgasregelungen, Motorsteuerungen und Fahrwerksdynamik im Automobil.

Für den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen werden integrierte Zell-Sensoren in Lithium-Ionen-Akkus und Batterie-Zellensensoren mit drahtloser Kommunikation und verteilter Signalverarbeitung vorgestellt. Aus dem Gebiet der Fahrzeugklimatisierung werden chemoresistive CO2-Sensoren basierend auf Seltenerdoxycarbonat-beladenem Zinndioxid, ein photoakustischer Low-Cost CO2-Sensor und Ansätze für NDIR- und photoakustische VOC/CO2-Sensoren zur Luftqualitätsüberwachung für den Fahrzeuginnenraum beschrieben. Für die Anwendung im Abgasstrang wird ein Überblick von mikrowellengestützten Systemen zur Zustandserkennung von Abgaskatalysatoren und Abgasfiltern gegeben und miniaturisierte Systeme zur mikrowellenbasierten Katalysatorüberwachung erörtert. Zur Realisierung von innovativen Bediensystemen wird ein Touch-Sensor-System für Dekor-integrierte HMI-Anwendungen und ein 3D-Gesten-Sensor für Multi-Touch-Displays behandelt. Für Optimierungen im Fahrzeugleichtbau werden technische Ansätze für materialintegrierte Sensorik, insbesondere für Faserverbundwerkstoffe diskutiert. Ein neuartiger Konzeptansatz für MEMS-basierte Mobility-Sensoren zur Bewegungserkennung im Automobil auf Basis von Sensoren aus der Consumer-Elektronik wird vorgestellt. Aus dem Bereich der Positionserkennung werden hochperformante und hochintegrierte Rotorlage-Sensoren für Elektromotoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen dargestellt. Weiterhin wird ein Überblick zu magnetoresistiven Sensoren für Weg-, Winkel-, Strom- und Feldmessung und deren Anwendungsmöglichkeiten im Automobil gegeben. Ein Verfahren zur Robustheitserhöhung für magnetische Positionssensoren auf Basis Streufeldimmuner Schaltkreise wird vorgestellt. Des Weiteren wird ein kompakter, induktiver Drehzahlsensor für Turbolader behandelt. Abschließend werden piezoelektrische MEMS-Sensoren zur Viskositäts- und Dichtebestimmung von technischen Flüssigkeiten im Automobil beschrieben.

Das Buch richtet sich an Professionals in Wirtschaft und Wissenschaft, insbesondere im Tätigkeitsfeld der Automobilindustrie, bei Sensorherstellern und Forschungseinrichtungen. An dieser Stelle gilt mein besonderer Dank allen Autoren, durch deren Beiträge dieses Buch im Kontext der Tagung Sensoren im Automobil 2016 entstehen konnte.

München, im April 2016
Dr. Thomas Tille

Inhalt

• Integrierte Zell-Sensorik in Lithium-Ionen-Akkus für Elektro- und Hybridfahrzeuge
• Batterie-Zellensensoren mit drahtloser Kommunikation und verteilter Signalverarbeitung
• Chemoresistive CO2-Sensoren basierend auf Seltenerdoxycarbonat-beladenem Zinndioxid
• Photoakustischer Low-Cost CO2-Sensor für Automobilanwendungen
• NDIR- und photoakustische VOC/CO2-Sensoren zur Detektion der Luftqualität
• Mikrowellengestützte Systeme zur Zustandserkennung von Abgaskatalysatoren und Abgasfiltern im Überblick
• Miniaturisierte Systeme zur mikrowellenbasierten Katalysatorüberwachung
• Touch-Sensor-System für Dekor-integrierte HMI-Anwendungen im Automobil
• 3D-Gestenerkennung für Multi-Touch Displays
• Materialintegrierte Sensorik für Fahrzeug-Leichtbautechnik
• MEMS Mobility-Sensoren für Bewegungserkennung
• Hoch performante Rotorlage-Sensorik für bürstenlose E-Maschinen in Hybridantrieben
• Hochintegrierte Rotorlage-Sensoren für Elektro-Motoren
• Magnetoresistive Sensoren für Weg-, Winkel-, Strom- und Feldmessung im Automobil
• Streufeld-immune Schaltkreise für magnetische Positionssensoren
• Induktiver Drehzahlsensor für Turbolader
• Piezoelektrische MEMS-Sensoren zur Viskositäts- und Dichtebestimmung von technischen Flüssigkeiten