Sensoren zijn alom vertegenwoordigd in moderne auto’s. Ze verhogen de efficiëntie, veiligheid, comfort en prestaties van een auto. Een belangrijk sensorsegment vormen de zogenaamde ABS sensoren of toerentalvoelers.
Vanuit de wettelijke eisen, initiatieven en campagnes door de EU commissie is er momenteel een exponentiële stijging in de vraag naar ABS sensoren. Immers, het verplichten van ABS op alle nieuwe personenwagens sinds 2003 maakt dat nu ruim 40% van het huidige wagenpark rondrijdt met ABS sensoren. Vanaf 2014 wordt ESP verplicht, waardoor ook de vraag naar de andere sensoren binnen dit assortiment sterk zal toenemen.
Actieve veiligheid
ABS sensoren, uitgebreid met stuurhoeksensoren, draaihoeksensoren en versnellingssensoren, helpen samen met een ECU en hydraulisch aggregaat via actieve veiligheidssystemen het voertuig in riskante situaties te stabiliseren. Hiervoor moeten ze permanent controleren of het gedrag van het voertuig overeenstemt met de wensen van de bestuurder.
ABS sensor
De ABS sensor (of toerentalvoeler) meet via contactvrije registratie de rotatiesnelheid van de wielen. Deze sensoren zijn de belangrijkste gegevensbronnen voor een betrouwbare werking van het ABS/ESP systeem. Ze bezorgen de ABS/ ESP-regeleenheid informatie over de wielrotatie per wiel. Deze (actieve) sensoren zijn veelal van het type magnetoresistief. Een sensor heeft een uitgaande spanning en stroom die verandert door de sterkte van een magnetisch veld. De roterende pulsgenerators bestaan als sensorring op de aandrijfas of ze zijn in het wiellager opgenomen. Een voordeel van de actieve sensoren is dat deze altijd een signaal geven, zelfs als de wielen stilstaan. Er kunnen aanvullende functies voor nieuwesystemen ingebouwd worden, zoals:
- herkenning van draairichting
- herkenning van stilstand
- luchtspleetdetectie
Stuurhoeksensor
De stuurhoeksensor bevindt zich op de stuurkolom. De geleidingspen wordt in een beugel met een uitsparing geplaatst. De stuuras steekt door de sensor en kan deze axiaal bedienen. De stuurhoeksensor heeft als taak om:
- de draairichting van het stuurwiel te bepalen
- de draaihoek van het stuurwiel te bepalen
- de draaisnelheid van het stuurwiel te bepalen
Draaihoeksensor
De draaihoeksensor is de kern van ESP, gepositioneerd in de passagiersruimte. Deze sensor meet de draaisnelheid van het voertuig rond zijn verticale as, in graden per seconde.
Versnellingssensor
De versnellingssensor registreert versnellingen in één of twee assen en biedt hierdoor een beschermingssysteem voor de inzittenden.
Hydraulisch agregat
Het hydraulisch blok bevindt zich in de motorruimte en zit in serie met de 2 remkringen van de hoofdremcilinder en de wielremcilinders. Het Hydro-aggregaat voor het ESP systeem is gebaseerd op dat van het ABS systeem maar heeft extra kleppen i.v.m. de individuele remregeling per wiel, welke dienen om bij een ASR of ESP ingreep een druk in de wielremcilinder per wiel te kunnen opbouwen (actieve reminvloed). Omdat het hydro-aggregaat een veiligheidsonderdeel is mag deze alleen compleet worden vervangen. Wel kan in sommige gevallen het elektronische gedeelte en de druksensor apart worden vervangen.
Slimme sensoren
De nieuwste generatie sensoren wordt steeds kleiner en indien mogelijk zelfs gecombineerd. Bosch heeft op dit terrein opnieuw vooruitgang geboekt. Een recent voorbeeld is de DRS MM5, waar drie sensoren en hulpelektronica gecombineerd worden. Een DRS-sensor maakt deel uit van het Bosch ESP-systeem. Dat stabiliteitssysteem heeft een gierhoeksensor nodig, die het draaien van de auto om zijn hoogte-as meet. Als daarnaast de stuurhoek gemeten wordt, kunnen deze twee vergeleken worden. Past de richtingverandering van de auto niet bij de stuurwielverdraaiing, is er sprake van slip. Daarop grijpt het ESP-systeem in tot gierhoek en stuurhoek bij elkaar passen. Nog beter is het om ook de langsversnelling van de auto te meten, dus remmen en accelereren. Dan weet het ESP beter of het zinvol is gas terug te nemen om een dreigende slip af te wenden, in combinatie met stabiliserende remingrepen. Meten we ook nog de dwarsversnelling, dan hebben we een maat voor de zijwaartse kracht op de auto. Die zegt hoeveel grip er nodig is. Tijdens de ontwikkeling wordt bepaald hoe groot de maximale zijdelingse versnelling is, die de grip toelaat. Zo weet ESP de grenzen van de auto. De nieuwe DRS MM5-sensor van Bosch bevat alle drie versnellingsopnemers. Plus een controleprogramma op de goede werking daarvan. Bovendien is er een CAN-signaalgever verwerkt, zodat niet alleen het ESP-systeem de metingen kan gebruiken. Het is bijvoorbeeld waardevol voor het sterk opkomende ‘torque vectoring’, de actieve sturing van de koppelverdeling links/rechts op de aangedreven as. Met die koppelverdeling kan het stuurgedrag van de auto verbeterd worden.