State of the art Sensors and Actuators
18.06.2024
Die Automobilindustrie befindet sich in ständiger technologischer Entwicklung, um komfortablere und leistungsstärkere Fahrzeuge zu produzieren, die gleichzeitig sicherer und umweltfreundlicher sind. Ein Großteil dieser Entwicklung ist der Elektronik zu verdanken, die eingesetzt wird, um den Betrieb von traditionell mechanischen Systemen und Bauteilen zu verbessern.
Das Zusammenspiel zwischen mechanischen und elektronischen Systemen wird einerseits durch Sensoren ermöglicht, die physikalische Größen unterschiedlichster Art in elektrische Größen umwandeln, und andererseits durch Aktuatoren oder Stellantriebe, welche die elektrischen Größen wiederum in physikalische Arbeit umwandeln.
Elektronische Zünd- und Kraftstoffeinspritzsysteme waren die ersten elektronisch gesteuerten Systeme, die in großer Stückzahl in Fahrzeuge eingebaut wurden. Die Arbeit beider Systeme hängt von einer Vielzahl physikalischer Parameter ab, die sich ständig ändern (Temperatur, Druck, Drehzahl, usw.), und die den Betrieb und die Leistung des Motors direkt beeinflussen.
Traditionelle mechanisch geregelte Systeme sind vergleichsweise langsam und ungenau, sodass die Motorleistung variiert und zuweilen nicht ausreichend effektiv genug ist. Die elektronische Regelung der gleichen Funktionen erhöht sowohl die Ansprechgeschwindigkeit als auch die Genauigkeit und ermöglicht auch, die Konstruktion der mechanischen Elemente zu vereinfachen, was zu einer höheren Zuverlässigkeit des Ganzen führt.
Des Weiteren reduziert sich dadurch die mögliche Kooperation und das Zusammenspiel von rein mechanischen Komponenten, was sogar schädigend sein kann, da der Ausfall eines Bauteils oder eines Systems zu einer Fehlfunktion der übrigen Systeme führen kann. Zu all dem kommt noch der Verschleiß bestimmter mechanischer Komponenten hinzu, wodurch regelmäßige Nachjustierungen erforderlich werden, um deren Funktionalität innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten.
Elektronische Systeme machen in vielen Fällen regelmäßige Einstellungen überflüssig, indem sie über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs den Verschleiß und Fehleinstellungen durch kontinuierliche Messungen und Korrekturen kompensieren.
Sie bieten zudem die softwarespezifische Flexibilität, deren Programmierung die Anwendung ein und desselben Steuerungssystems auf verschiedenen Fahrzeugen, Motoren, usw. ermöglicht. Auf höher entwickelten Ebenen informieren logische Funktionen und Selbstdiagnosesoftware über mögliche Bauteildefekte oder eine unzureichende Leistung bestimmter Funktionen, was sogar so geregelt werden kann, dass der Fahrzeugbetrieb bis zur Behebung des Fehlers weiterhin möglich ist.
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