Sensoren sind sozusagen die Sinnesorgane des Fahrzeugs. Sie sind wesentlicher Bestandteil elektronischer Regelsysteme und haben die Aufgabe, physikalische oder chemische Größen zu erfassen und in elektrische Signale umzuwandeln. In den letzten Jahren ist die Variantenvielfalt der Sensoren explosionsartig angestiegen. Vor allem im Bereich der Sicherheits- und Komfortelektronik sind viele neue Sensortypen hinzugekommen. Grundsätzlich lassen sich Sensoren in folgende Kategorien einteilen:

Positionssensoren (Weg-/Winkelsensoren)

... dienen dem Erfassen der Drosselklappenstellung, der Fahr- bzw. Bremspedalstellung, der Weg- und Winkelpositionen in Dieseleinspritzpumpen, des Füllstands im Kraftstoffbehälter, des Lenkwinkels, des Neigungswinkels und so weiter. In diese Rubrik gehören auch Ultraschall- und Radarsensoren zum Ermitteln von Abständen zu Hindernissen für moderne Fahrerassistenzsysteme.

Drehzahl- und Geschwindigkeitssensoren

... werden für das Bestimmen von Kurbelwellen-, Nockenwellen- und Dieseleinspritzpumpendrehzahl oder Raddrehzahlen eingesetzt. Drehratensensoren gehören auch in diese Kategorie. Sie erfassen die Drehbewegung des Fahrzeugs um die eigene Hochachse und werden für das ESP benötigt.

Beschleunigungssensoren

... erfassen die Beschleunigung der Karosserie und kommen bei passiven Sicherheitssystemen (Airbag, Gurtstraffer, Überrollbügel), und Fahrdynamiksysteme wie ABS, ESP sowie bei der Fahrwerksregelung zum Einsatz.

Drucksensoren

... werden für das Erfassen von unterschiedlichsten Drücken eingesetzt, etwa des Saug- beziehungsweise Ladedrucks, Kraftstoffdrucks, Bremsdrucks, Reifendrucks, Hydraulikvorratsdrucks (bei ABS und Servolenkung), Kältemitteldrucks (Klimaanlage), Modulationsdrucks (Automatikgetriebe) und so weiter.

Temperatursensoren

... werden für das Erfassen von Temperaturen eingesetzt, zum Beispiel beim Messen der Ansaug- bzw. Ladelufttemperatur, Umgebungs- und Innenraumtemperatur, Verdampfertemperatur (Klimaanlage), Kühlwassertemperatur, Motoröltemperatur, Kraftstofftemperatur, Reifenlufttemperatur und so weiter.

Kraft- und Drehmomentsensoren

... werden zum Messen von Kräften eingesetzt, etwa der Pedalkraft, der Antriebs-, Brems- und Lenkmomente, oder dem Gewicht der Fahrzeuginsassen (bei adaptiven Rückhaltesystemen).

Durchflussmesser

... werden für das Erfassen des geförderten Kraftstoffs und der vom Motor angesaugten Luftmenge eingesetzt.

Gassensoren

... erfassen die Zusammensetzung des Abgases (Lambdasonde, NOx-Sensor), oder erkennen Schadstoffe in der Frischluftzufuhr.

Beispiele für Sensoren für die Motorsteuerung:

Impulsgeber, Kurbelwelle

Der Kurbelwellensensor dient zur Erfassung der Motordrehzahl und der Position der Kurbelwelle. Aus diesen Werten errechnet das Steuergerät den Einspritz- und den Zündimpuls.

Nockenwellenposition

Der Nockenwellensensor befindet sich am Zylinderkopf und tastet einen Zahnkranz an der Nockenwelle ab. Diese Information wird zum Beispiel für den Einspritzbeginn, für das Ansteuerungssignal des Magnetventils bei dem Pumpe-Düse-Einspritzsystem und für die zylinderselektive Klopfregelung benötigt.

Luftmassenmesser

Der Luftmassenmesser wird zwischen dem Luftfiltergehäuse und dem Ansaugkrümmer montiert. Er misst die vom Motor angesaugte Luftmasse. Diese Größe ist die Grundlage für das Berechnen der Kraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt werden muss.

Ansauglufttemperatur/Außentemperatur/Innenraumtemperatur

Lufttemperatursensoren erfassen die Temperatur der Umgebungsluft. Die gemessenen Werte dienen zur Steuerung verschiedener Systeme, etwa der Klimaanlage oder als Korrekturwert für das Einspritzsystem. Der Einbauort richtet sich nach der zu messenden Lufttemperatur. Zum Beispiel befindet sich der Ansauglufttemperatursensor in der Luftführung der Ansaugluft.

Kühlmitteltemperatur?

Der Kühlmitteltemperatursensor wird in das Kühlsystem eingeschraubt. Die Messspitze ragt in das Kühlwasser und erfasst dessen Temperatur. Dieser Wert dient dem Steuergerät zur Anpassung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge an die Motortemperatur.

Drosselklappenstellung

Drosselklappensensoren sind an der Drosselklappenachse befestigt und überwachen den Öffnungswinkel der Drosselklappe. Aus den Werten errechnet die Motorelektronik die Kraftstoffmenge, die in Abhängigkeit weiterer Faktoren eingespritzt wird.

Klopfsensoren

Klopfen ist eine unkontrollierte Form der Verbrennung im Ottomotor. Da Klopfen dauerhaft zu Schäden am Motor führen kann, muss es kontrolliert und geregelt werden. Das Motorsteuergerät wertet die vom Klopfsensor eingehenden Spannungssignale aus und regelt den Zündzeitpunkt in einem Bereich kurz unterhalb der sogenannten Klopfgrenze. Klopfsensoren werden durch das Steuergerät permanent überwacht.

Saugrohr-Druck

Der Saugrohr-Drucksensor misst den Saugrohrunterdruck nach der Drosselklappe und gibt  diesen Wert als elektrisches Signal an das Motorsteuergerät weiter. Zusammen mit dem Wert des Lufttemperatursensors wird daraus die angesaugte Luftmasse berechnet.

Lambdasonden

Die Lambdasonde misst den Restsauerstoffgehalt im Abgas, um immer ein optimales Gemisch zur Verbrennung zu gewährleisten. Je nach Sondentyp wird durch ein chemisches Element (Titandioxid/Zirkondioxid) und Restsauerstoffgehalt des Abgases eine Spannung beeinflusst, die dem Steuergerät als Messgröße dient.

Beispiele für Sensoren aus der Karosserie-Elektronik:

Raddrehzahl

Die Raddrehzahl dient Fahrsicherheitssystemen wie ABS und ASR als Drehzahlwert sowie GPS-Systemen zur Berechnung zurückgelegter Strecken. Ein Defekt bewirkt den Ausfall dieser Systeme. Dadurch wird die Sicherheit erheblich beeinträchtigt.

Geschwindigkeit, Getriebe

Der Getriebesensor erfasst die Getriebedrehzahl. Das Drehzahlsignal dient dem Steuergerät zur genauen Regelung des Schaltdruckes bei den Schaltübergängen und zur Entscheidung, welcher Gang zu welchem Zeitpunkt eingelegt werden muss.

Geschwindigkeit, Wegstrecken

Wegstreckensensoren dienen zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit. Sie werden am Getriebe oder an der Hinterachse montiert. Die gewonnenen Informationen werden für die Geschwindigkeitsanzeige, die Geschwindigkeitsregelanlage und die Wandlerschlupfregelung benötigt.

Motorölstand/Kühlmittelstand

Aus Gründen der Betriebssicherheit und zur Steigerung des Komforts werden Füllstände wie z. B. Motoröl, Kühlwasser und Waschwasser mit Niveausensoren überwacht. Diese senden ein Signal an das Motorsteuergerät, welches eine Kontrolllampe aktiviert.

Bremsbelagverschleiß

Die Bremsverschleißsensoren befinden sich an den Bremsbelägen und unterliegen der gleichen Abnutzung. Beim Erreichen der Verschleißgrenze wird dies dem Fahrer durch ein optisches Signal angezeigt.

Die Sensorinformationen bilden die Grundlage für die Funktion zahlreicher aktiver und passiver Sicherheitssysteme. Dank großer Fortschritte bei der Entwicklung neuer Sensoren sind die Sicherheits- und Fahrerassistenzsysteme in den letzten Jahren immer leistungsfähiger geworden. Sensoren spielen damit eine Schlüsselrolle für mehr Sicherheit auf unseren Straßen.

Sensoren machen moderne Fahrzeuge nicht nur sicherer sondern auch sauberer. Sie liefern die Basisinformationen für eine saubere und effektive Verbrennung des Kraftstoffs im Motor. Somit können die Rohemissionswerte und der Kraftstoffverbrauch deutlich gesenkt werden. Schließlich ermöglichen sie die zuverlässige Funktion hoch wirksamer Abgasnachbehandlungssysteme. Beispiele hierfür sind der geregelte Drei-Wege-Katalysator, der Dieselpartikelfilter oder der Denox-Katalysator.