Welche Funktion haben Umweltsensoren im Automobilbereich?
Fahrzeugsensoren sind Eingabegeräte des Fahrzeugcomputersystems. Sie wandeln verschiedene Betriebszustandsinformationen während des Fahrzeugbetriebs, wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Temperaturen verschiedener Medien und Motorbetriebszustände, in elektrische Signale um und senden diese an den Computer, um einen optimalen Motorbetrieb zu gewährleisten. In Fahrzeugen kommen zahlreiche Sensoren zum Einsatz. Bei der Fehlersuche an einem Sensor muss nicht nur der Sensor selbst, sondern auch der gesamte Stromkreis, in dem der Fehler aufgetreten ist, berücksichtigt werden. Daher ist es bei der Fehlersuche neben der Überprüfung der Sensoren auch notwendig, die Kabelbäume, Steckverbinder und die relevanten Stromkreise zwischen den Sensoren und dem Steuergerät zu prüfen.
Eine Beschädigung des Umgebungstemperatursensors im Fahrzeug kann folgende Auswirkungen haben:
Anomalie des Klimaanlagensystems
Ein defekter Umgebungstemperatursensor verhindert, dass die Klimaanlage die Außentemperatur korrekt erfasst. Unzureichende Kühlung bei heißem Wetter und mangelhafte Heizleistung bei kaltem Wetter beeinträchtigen den Fahrkomfort.
Instrumentenanzeigefehler
Ein Sensorausfall kann zu falschen Messwerten der Außentemperatur auf dem Armaturenbrett führen und die Beurteilung der Umgebung durch den Fahrer beeinträchtigen.
Probleme mit der Motorleistung
Falsche Informationen können zu Abweichungen in der vom Motorsteuergerät geregelten Kraftstoffeinspritzmenge führen, was Probleme wie Startschwierigkeiten, unruhigen Leerlauf und erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge haben kann. Langfristiger Gebrauch kann die internen Motorkomponenten beschädigen.
Automatischer Funktionsausfall
Bei einigen Fahrzeugen funktionieren Sitzheizung/-belüftung und automatische Scheibenwischer aufgrund fehlender genauer Temperatursignale möglicherweise nicht ordnungsgemäß.
Fahrzeugumgebungssensoren erfassen hauptsächlich Umgebungsparameter wie Temperatur und Druck mithilfe verschiedener Funktionsprinzipien. Im Folgenden werden die wichtigsten Typen und Funktionsprinzipien erläutert:
Thermistor-Typ
Indem man sich die Eigenschaft eines Thermistors zunutze macht, dass sich sein Widerstandswert mit der Temperatur ändert, wird die Temperatur in ein elektrisches Signal umgewandelt. Steigt die Temperatur, sinkt der Widerstandswert. Sinkt die Temperatur, steigt der Widerstandswert. Nach der Verarbeitung durch das Steuergerät (ECU) steuert dieses die Klimaanlage, die Heizung usw.
Metall-Expansionsart
Die Messung erfolgt über die Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten metallischer Werkstoffe bei verschiedenen Temperaturen. Beispielsweise besteht ein Bimetallstreifensensor aus zwei Metallstreifen mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Wenn Temperaturänderungen zu deren Biegung und Verformung führen, geben sie Signale aus.
Überwachung der Flüssigkeits-/Gasdeformation
Die Volumenänderung einer Flüssigkeit oder eines Gases bei Temperaturänderungen wird genutzt, und die lineare Ausdehnung oder Positionsänderung durch strukturelle Transformation (z. B. Metallrohre oder Flüssigkeitsbehälter) wird in ein elektrisches Signal umgewandelt.
Kapazitiv
Die Erfassung physikalischer Größen durch Änderungen der Kapazitätswerte (z. B. durch Näherungserkennung) wird häufig in Anwendungen wie schlüssellosen Zugangssystemen eingesetzt. Beispielsweise weist der Sensor AS8580 eine Empfindlichkeit von 1,9 fF/LSB auf und ermöglicht so die präzise Erkennung von Berührungen oder Annäherungen.
Nachdem diese Sensoren Umweltparameter in elektrische Signale umgewandelt haben, verarbeitet das Steuergerät die Daten, um Funktionen wie die Klimaanlagensteuerung und die Motorsteuerung zu realisieren.
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