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Digitaler Fortschritt: Neue Sensorgeneration ersetzt analoge Technik

Hella Lippstadt, im Dezember 2008. Analoge Fahrzeugsensoren lassen sich durch moderne digitale Lösungen einfach und preisgünstig ersetzen. Basis ist das neue SENT-Protokoll für die Datenübertragung im Auto. Dafür hat Hella eine neue Generation kontaktlos messender Sensoren entwickelt. Die erste Anwendung ist das Erfassen der Drosselklappenstellung, sie geht im Herbst 2009 in Serie.
Sensoren sind heute an zahlreichen Stellen im Auto verbaut. Nicht in allen Fällen lohnt sich aus Kostengründen die Anbindung an die digitalen Datenbus-Systeme. So ist beispielsweise der Drosselklappensensor oft direkt an das Steuergerät angeschlossen und die Datenübertragung arbeitet analog. Viel vorteilhafter ist es, diese digital auszuführen. Möglich wird das mit dem SENT-Protokoll und den CIPOS®-Sensoren von Hella. SENT steht für Single Edge Nibble Transmission. Unter einem Nibble verstehen die Ingenieure eine Datenmenge von 4 Bits. Im SENT-Protokoll wird sie pro Impuls übertragen. Dabei werden die Impulse nur anhand der fallenden Flanken ausgewertet, deshalb "Single Edge". CIPOS® (Contactless Inductive Position Sensor) wiederum heißt die Baureihe kontaktloser Induktiv-Positionssensoren von Hella. Die Vorteile dieser Sensoren zur Weg- und Winkelmessung kommen besonders bei Anwendungen im Motorraum zur Geltung, zum Beispiel in Drosselklappen. Hohe Temperaturen und Vibrationen machen hier ein unempfindliches Messverfahren erforderlich.


SENT ist der jüngste Standard für die Kommunikation innerhalb der Bordelektronik. Ein großer Vorteil ist der kompakte und einfache Aufbau der entsprechenden Applikationen. Ein Kabel mit drei einfachen Adern genügt für die Versorgung des Sensors und die Datenübertragung zum Steuergerät. Zudem können über die Datenader zwei Signale laufen, sodass Kosten für zusätzliche Kabel eingespart werden können. Abgeschirmte oder verdrillte Leitungen sind im Gegensatz zu anderen technischen Ansätzen nicht nötig, denn die Signale des SENT-Protokolls sind sehr unempfindlich gegen Störungen.


Die Technik ermöglicht den einfachen und kostengünstigen Ersatz für die analoge Übertragung. Die Sensorinformation - beispielsweise der Drosselklappenwinkel - wird in elektronischen Sensoren meistens in einen digitalen Wert gewandelt und bearbeitet. Eine Schnittstelle macht daraus dann das analoge Signal, das der Empfänger am Ende der Leitung wiederum in ein digitales konvertiert. Bei diesem Verfahren gibt es durch die mehrfache Wandlung von analogen zu digitalen Signalen und umgekehrt eine ganze Reihe von Störeinflüssen, deren Minimierung oder Erkennung aufwändig ist.


Bei der digitalen Übertragung per SENT dagegen bleiben die Daten komplett digital - von der Wandlung im CIPOS®-Sensor bis zur Verarbeitung im Steuergerät. Dabei stellen verschiedene Maßnahmen die Zuverlässigkeit der Daten sicher. Im Gegensatz zur analogen Übertragung können Signale auf digitalen Übertragungsstrecken nämlich nicht unerkannt verfälscht werden. Ein großer Vorteil der Lösung von Hella ist auch die hohe elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).


Mit dem digital angesteuerten Drosselklappensensor geht Hella im Herbst 2009 in Serie. Eine weitere Anwendung könnte die Erfassung des Lenkmoments sein. Hier ist die Möglichkeit der Übertragung eines zweiten Signals von besonderem Vorteil, unter anderem für den Lenkwinkel.