1. Aktives Pedal - Kupplung
Zur Verbesserung von Sicherheit, Komfort und Ansprechverhalten benötigen moderne Systeme wie Geschwindigkeitsregelung, elektrische Parkbremse, Start-Stopp-Funktion, Anfahrsperre und Drehmomentbegrenzung einen Sensor für Wegemessungen am Kupplungsgeberzylinder. Der Sensor misst Wege bis zu 40 mm. 2D-Hall-Effekt-Sensoren sind eine robuste und kostengünstige Lösung für diese Aufgabe. Sie bieten Zuverlässigkeit und hohe Genauigkeit bei geringer Luftspalt- und Temperaturempfindlichkeit. Reine Elektrofahrzeuge (EV) und Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) verlangen zunehmend nach Robustheit der Bauelemente gegenüber Störfeldern. Diese Anforderung erfüllt der HAL 3930.
Sensor Typ: 2D
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2. Aktives Pedal - Gaspedal
Ein Gaspedalsensor (APS = Acceleration Pedal Sensor) wandelt die Bewegung des Gaspedals durch den Fahrer in ein elektrisches Signal um und sendet es an das Motorsteuergerät (ECU = Engine Control Unit). Zwei APS-Signale werden auf Pedalweg und Plausibilität geprüft. Beide Sensoren arbeiten völlig unabhängig voneinander; jeder von ihnen wird mit einer eigenen Referenzspannung versorgt (vollkommene Redundanz). Fällt ein Sensor aus, wird der andere für den Notbetrieb (Limp-Home) verwendet, wobei das Steuergerät die maximale Motordrehzahl begrenzt.
Linear-Hall-Sensoren mit Analogausgang werden zur Erfassung von Pedalwegen mit kleinem Winkel (<20°) eingesetzt. Die Sensoren bieten neben ihrer Zuverlässigkeit eine hohe Genauigkeit, insbesondere zur Erkennung der Pedal-Ruhestellung. Sie bieten weiterhin einen kleinen Offset und eine geringe Empfindlichkeitsdrift über Lebensdauer und Temperatur. Reine Elektrofahrzeuge (EV) und Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) verlangen zunehmend nach Robustheit der Bauelemente gegenüber Störfeldern. Außerdem ist ISO 26262-Konformität zwingend erforderlich. Beide Anforderungen erfüllt der HAL 3930.
Sensor Typ: 1D, 2D
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3. Klappen im Antriebsstrang - Drosselklappe
In einem Verbrennungsmotor (Otto-Motor) reguliert die Drosselklappe die Luftmenge, die in den Motorraum gelangt und indirekt die Füllung (Kraftstoff + Luft) steuert, die in jedem Taktzyklus verbrannt wird. Einspritzdüse oder Vergaser sorgen für ein relativ konstantes Kraftstoff/Luft-Verhältnis.
In einem Dieselmotor wird die Drosselklappe zur Unterdruckerzeugung im Ansaugkrümmer verwendet. Zur Erfassung der Drosselklappenposition werden Linear- oder 2D-Hall-Sensoren mit Analogausgang verwendet. Sie bieten Zuverlässigkeit und hohe Genauigkeit zusammen mit einem geringen Offset und einer geringen Empfindlichkeitsdrift über Lebensdauer und Temperatur.
Sensor Typ: 1D, 2D
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4. Klappen im Antriebsstrang - AGR
Bei Verbrennungsmotoren ist Abgasrückführung (AGR) eine Technik zur Reduzierung der Stickoxidemissionen (NOx), die bei Benzin- und Dieselmotoren eingesetzt wird. Bei der Abgasrückführung wird ein Teil des Abgases zurück in die Zylinder des Motors geleitet. Das Abgas wird in die Verbrennungskammer zurückgeführt, da die Abluft viel heißer ist als die Ansaugluft. Indem wärmeres Gas in die Verbrennungskammer geleitet wird, muss das Luft/Kraftstoff-Gemisch weniger Energie aufwenden, um sich aufzuheizen. Der Motor wird dadurch effizienter.
AGR-Ventile erfordern die Messung von linearen Bewegungen im Bereich von ±12 mm. 2D-Hall-Effekt-Sensoren bieten eine Lösung für die Messung der aktuellen Ventilposition, da sie robust gegenüber Luftspalt- und Temperaturschwankungen sind. Aufgrund der Anforderungen durch den Temperaturbereich bewegt sich diese Anwendung in Richtung Leiterplatten-lose Designs. Dies erfordert bedrahtete Sensoren mit integrierten Kondensatoren.
Reine Elektrofahrzeuge (EV) und Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) verlangen zunehmend nach Robustheit der Bauelemente gegenüber Störfeldern. Außerdem ist ISO 26262-Konformität zwingend erforderlich. Beide Anforderungen erfüllt der HAL 3930.
Sensor Typ: 2D
Controller Typ: HVC
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5. Klappen im Antriebsstrang - Thermisches Regelventil
Kleine Ventile werden im gesamten Fahrzeug eingesetzt, z. B. für die Steuerung des Wasserkühlkreislaufs eines Verbrennungsmotors.
Die 2D-Hall-Effekt-Sensoren von TDK-Micronas bieten eine Lösung zur Messung der aktuellen Ventilposition und sind robust gegenüber Luftspalt- und Temperaturschwankungen. Weiterhin verlangen reine Elektrofahrzeuge (EV) und Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) zunehmend nach Robustheit der Bauelemente gegenüber Störfeldern, was bei der Sensorfamilie HAL 39xy gegeben ist.
Integrierte HVC-Komplettlösungen haben einen sehr kleinen Footprint und erfüllen gleichzeitig die Leistungsanforderungen an einen BLDC-Antrieb als Einchip-Lösung, die keine externen MOSFETs benötigt.
Insbesondere der Trend zu integrierten Systemen erhöht den Bedarf an digitalen Schnittstellen, wie SPI. HAL 3900 zusammen mit HVC ermöglichen dem Kunden das Design von Thermomanagementsystemen mit hoher Integration.
Sensor Typ: 2D
Controller Typ: HVC
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6. Batterie-Management
Ein hochpräziser Stromsensor ist für ein Batteriemanagementsystem zur Abschätzung des Ladezustands (SOC = State of Charge) und des Batteriezustands (SOH = State of Health) erforderlich. TMR- und Hall-basierte Magnetfeldsensoren ermöglichen Strommessungen mit hoher Empfindlichkeit und hoher Genauigkeit in Hochleistungsanwendungen mit geringer Ausgangsspannungsdrift über die Temperatur und einem weiten Magnetfeldbereich. Die galvanisch getrennten Strom- und Messkreise sind besonders in 12V/48V-Batterieüberwachungssystemen und Start-Stopp-Systemen von Vorteil.
Sensor Typ: Stromsensor, 1D
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7. Gangposition
Der Gangpositionssensor befindet sich üblicherweise im Automatikgetriebe und übermittelt die Gangposition an die Bordelektronik.
In jedem Getriebe wird eine Kombination aus mehreren Linear-Hall-Sensoren (bis zu sechs) eingesetzt. Neuere Entwicklungen verwenden auch 2D-Positionssensoren. Hier wird ein Analog- oder PWM-Ausgang benötigt. Abhängig von der zu messenden Wegstrecke werden Stützstellen zur Linearisierung des Ausgangssignals benötigt. Die Anforderungen an die Funktionale Sicherheit erfordern digitale Ausgangsformate, wie SENT.
Sensor Typ: 1D, 2D, TMR
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8. Wasser-/Öl-Pumpen - BLDC-Motor
Hall-Schalter oder TMR-Winkelsensoren werden zur Erfassung der Rotorposition für Pumpen verwendet, die einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) verwenden. Um die Gesamtstromaufnahme zu reduzieren, wird die 3-Draht-Version des HAL 15xy empfohlen, die nur 1,6 mA benötigt.
TMR-Sensoren befinden sich am Ende der Welle und bieten eine sehr hohe Signalauflösung und Stabilität über die Temperatur und können bei sehr hohen Drehzahlen arbeiten.
HVC-Produkte sind für die effiziente Ansteuerung von BLDC-Motoren in Zusatzpumpen sehr gut geeignet.
Sensor Typ: Switch, TMR
Controller Typ: HVC
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9. Flüssigkeitsniveau
Hall-Sensoren werden eingesetzt, um den Flüssigkeitsstand (z. B. Bremsflüssigkeit) in einem Behälter zu erfassen. Hierzu werden Stützstellen zur Linearisierung des Ausgangssignals benötigt.
Sensor Typ: 1D, 3D
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10. Schalthebelposition
Hall-Sensoren werden verwendet, um die aktuelle Position des Schalthebels zu ermitteln. Der Aufbau der Anwendung kann durch verschiedene Lösungen realisiert werden: von einfachen Drehschaltern bis hin zu Joystick-basierten Lösungen. In beiden Fällen wird eine 2D- (Drehschalter) oder 3D-Positionserfassung (Joystick oder Drehschalter mit Push-Funktion) benötigt.
Preislich besonders attraktive Lösungen werden mit Hall-Schaltern realisiert, wobei mehrere Schalter an jeder Schaltposition platziert werden.
Sensor Typ: 3D, Schalter
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11.Turbolader
Der Einsatz der Druckaufladung zur Verbesserung der Motoreffizienz und damit der Kraftstoffeinsparung unter normalen Fahrbedingungen wird immer beliebter.
Magnetfeldsensoren mit Analogausgang und SENT-Schnittstelle werden verwendet, um die Schaufelposition zu erkennen, die den Luftstrom zur Turbine blockiert oder erhöht. Hall-Sensoren bieten Zuverlässigkeit und hohe Genauigkeit bei geringem Offset und Empfindlichkeitsdrift über Lebensdauer und Temperatur.
Diese Anwendung bewegt sich aufgrund der Anforderungen an den Temperaturbereich deutlich in Richtung PCB-lose Designs. Dies erfordert bedrahtete Bauelemente mit integrierten Kondensatoren.
Zusätzlich erfordern Elektrofahrzeuge (EV) und Fahrzeuge mit Hybridantrieb (HEV) eine hohe Robustheit gegenüber Störfeldern. Diese Anforderung erfüllt der HAL 3930.
Sensor Typ: 1D, 2D
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Verbrennungsmotor
Die zunehmende Forderung nach hoher Energieeffizienz und CO2-Reduktion verlangt nach optimierten Sensor- und Aktuatorlösungen. Ziel von TDK ist es, Lösungen für alle Anwendungen in einem konventionellen Automobil anzubieten - vom Batteriemanagement über Auslassventile bis hin zu Schalthebel- und Pedalstellungssensoren. TDK entwickelt hochpräzise Sensoren, die den rauen Bedingungen unter der Motorhaube standhalten: unempfindlich gegenüber Vibrationen, Temperaturdrifts und Verschmutzung.
