Elektromobilität

Günstige Sensoren können alles am Auto überwachen

von Carola Franzke

Moderne Autos sind voll mit Sensortechnik. Eine neue Generation von günstig zu produzierenden Sensoren besteht aus Kohlenstoffnanoröhren.

Auf dem Armaturenbrett eines Autos ist ein Abstandssensor zu sehen
Sensoren im Auto sind heute längst keine Seltenheit mehr: Sie helfen beim Einparken, beim Abstandhalten oder sogar dabei die Spur zu halten. Sensoren für Autoreifen sollen bald deren Zustand messen. Foto: Shutterstock/bonzodog

Das erfahren Sie gleich:

  • Moderne Autos sind voller Sensoren — die werden dank neuer Verfahren immer günstiger
  • Moderne Sensortechnik kann künftig auch Autoreifen überwachen
  • Für selbstfahrende Autos ist eine gute Überwachung aller Funktionen notwendig

Parksensoren finden sich bereits seit längerer Zeit im Auto. Sie sorgen dafür, dass Fahrer beim Rangieren nicht ungewollt gegen andere Fahrzeuge stoßen. Das Reifendruckkontrollsystem (RDKS) sitzt hingegen an der Felge und warnt vor zu wenig Luft in den Pneus. Solche Helfer sind vielleicht nicht zwingend notwendig, jedoch eine große Hilfe für Fahrer und Werkstätten.

Weitere interessante Technologien befinden sich bereits in der Entwicklung. Auch sie sollen ihren Beitrag zu einer entspannten und etwas einfacheren Fahrt leisten. Sie könnten schon bald in Fahrzeugen zum Einsatz kommen.

Millimeterwellen schützen vor Schäden am Auto

Parkraum ist in großen Städten ohnehin knapp und Parkhäuser sind für heutige Fahrzeuge meist einfach zu eng bemessen. An vielen Stellen kommen Autofahrer in Bedrängnis, was den Platz angeht. Das macht sich auch beim Aus- und Einsteigen bemerkbar, denn nur allzu oft macht die Tür unfreiwillige Bekanntschaft mit einem Fahrrad, einer Laterne, einem Pfosten oder einem anderen Auto.

Abhilfe schaffen sollen sogenannte Millimeterwellen-Sensoren (mmWave). Sie messen mit Radarwellen den Abstand zum nächsten Objekt. Dabei sind sie so klein, dass sie sich nahezu unsichtbar in einer Tür verbauen lassen. Sinkt der Abstand zwischen Tür und Objekt auf ein beunruhigendes Maß, schlägt das Fahrzeug Alarm.

Im Vergleich zu bekannten Parksensoren sind sie genauer. Einer Kamera haben sie neben dem Formfaktor die Funktionsfähigkeit bei völliger Dunkelheit voraus. Zusätzlich haben die Sensoren das Potenzial, auch an anderen Stellen am Fahrzeug, etwa am Kofferraumdeckel beim Öffnen in niedrigen Garagen, zu helfen.

Sensoren am Auto und in den Reifen

Moderne Autos sind bis unter das Dach voll mit Sensortechnik: Regensensoren, Abstandssensoren, und so weiter. An den USA arbeiten Forscher außerdem an Sensoren, die dem Auto den Blick um die Ecke ermöglicht.

Ganz neu ist die Überwachung des Reifenprofils — ein Projekt der Duke Universität in North Carolina unter Leitung von Dr. Aaron Franklin im Fachbereich Elektro- und Computertechnik.

Sensoren aus Kohlenstoffnanoröhrchen sind dazu in die Innenseite von Autoreifen eingearbeitet und geben ein genaues Bild der Abnutzung wider. Diese Kunstoffnanoröhrchen, im Englischen „carbon nanotubes“ oder kurz CNT, lassen sich als Tinte auf weichen Kunststoff drucken.

So sind diese neuartigen Sensoren flexibel und lassen sich zudem günstig produzieren. Die Sensoren arbeiten mit einem kleinen elektrischen Feld, dessen Stärke sich auf der Außenseite messen lässt.

Der Sensor erkennt selbst kleinste Schwankungen, die auf Veränderungen in der Reifendicke hinweisen. In einem nächsten Schritt könnten CNT-Sensoren sogar direkt in den Autoreifen gedruckt werden. Für die Signalweitergabe bietet es sich an, die bereits vorhandenen Kabelbäume von Reifendruck- und ABS-Sensoren mit zu nutzen.

Überwachung von Reifenprofilen

Andere Systeme messen derzeit standardmäßig nur den richtige Luftdruck auf den Reifen. Alles andere muss der Nutzer noch immer selbst im Blick haben. Also ob der Sturz stimmt oder der Autoreifen ungleichmäßig abgefahren wird, ob der Reifen insgesamt noch genug Profil hat, oder womöglich zu alt ist.

Für die meisten Autofahrer sind die Fragen rund um die Reifenqualität jedenfalls meist leidig. Autoreifen, die per Sensor eine Rückmeldung geben, dürften also auf begeisterte Abnehmer stoßen. Deshalb haben die Tüftler um Aaron Franklin das Start-up Tyrata gegründet — und haben damit gerade rund 4,5 Millionen US-Dollar von verschiedenen Investoren gesammelt, um die Sensoren zur Serienreife zu bringen.

Überwachung von selbstfahrenden Autos

In selbstfahrenden Autos steckt besonders viel Sensortechnik. Denn hier ist es notwendig, alle Funktionen zu überwachen, für die sonst der Fahrer verantwortlich wäre. Bisher lernen Autofahrer solche Dinge in der Fahrschule — vor Fahrtantritt sind mindestens Licht, Reifendruck und Ölstand zu kontrollieren.

In einer Zukunft – in der möglicherweise irgendwann nicht mal mehr ein Führerschein nötig ist, um mit einem selbstfahrenden Auto unterwegs zu sein – muss die Technik alle diese Aufgaben übernehmen. Möglichst günstig zu produzierende Sensoren wie die CNT-Sensoren werden also nicht nur in der Elektromobilität dringend benötigt.

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