Automotive: Drucksensor für Sicherheitssysteme

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Der Drucksensor KP200 von Infineon wird eingesetzt, um den Schutz von Fußgängern und Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß mit einem Kfz zu erhöhen. Der Drucksensor wird in einem Sicherheitssystem verwendet, das Continental in Zusammenarbeit mit einem Automobilhersteller entwickelt hat. Diese Fußgängerschutz-Anwendung wird in der Frontstoßstange des Fahrzeugs ein Luftschlauch eingebaut. An dessen beiden Enden befindet sich aus Gründen der Redundanz jeweils ein KP200-Drucksensor.

 

Bei einem Aufprall misst er die Druckänderung im Luftschlauch, wertet diese Daten in Echtzeit aus und übermittelt die Druckwerte alle 500 Mikrosekunden an ein zentrales Steuergerät. Für die Messung und Datenaufbereitung braucht der Sensor durchschnittlich weniger als 40 Mikrosekunden. Das Steuergerät aktiviert dann den Mechanismus zur Anhebung der Motorhaube, was den Aufprall des Fußgängers abdämpft.

 

Bei der Datenaufbereitung gleicht der KP200-Drucksensor eigenständig Veränderungen des Umgebungsluftdrucks aus. Das ist notwendig, um unabhängig von der Wetterlage oder jeweiligen Höhe über dem Meeresspiegel einen Aufprall zuverlässig zu detektieren.

 

Der KP200 wird auch in Seitenairbags von Fahrzeugen eingesetzt. Er ermöglicht das zuverlässige Zünden der Seitenairbags. Der Drucksensor ist monolithisch integriert; d.h. die Sensoreinheit zur Messung des Luftdrucks sowie der Auswerte-ASIC befinden sich auf dem gleichen Silizium.

 

Der Sensor misst unabhängig vom herrschenden Umgebungsluftdruck Druckpulse in der Seitentür des Fahrzeugs. Er verarbeitet die Sensordaten in Echtzeit und gibt die Daten an das zentrale Steuergerät weiter, welches daraufhin die Auslösung der Seitenairbags steuert.

 

Nach eigener Einschätzung ist Infineon Weltmarktführer bei Seitenairbag-Systemen mit vollständig integrierten Drucksensoren mit einem Marktanteil von rund 65 Prozent, bei Reifendruck-Überwachungssystemen (TPMS) mit einem Marktanteil von etwa 50 Prozent und bei ABS mit Sensoren für die Raddrehzahlmessung mit einem Marktanteil von rund 50 Prozent.

 

 

Technische Details zum Drucksensor

 

Der KP200 wird im SMD-Gehäuse PG-DSOF-8 mit Abmessungen von 7mm auf 7mm angeboten. Der Sensorchip ist für den standardisierten Druckbereich von 50,9kPa bis 126,5kPa (509mbar bis 1265mbar bzw. 7,4 psi bis 18,3 psi) und eine Betriebstemperatur zwischen -40 und 85 ausgelegt. Seine Betriebsspannung liegt zwischen 4,5V und 11V.

 

Der Eigenstromverbrauch liegt bei durchschnittlich 8mA und seine Empfindlichkeit beträgt 20,48 LSB pro Prozent Druckänderung. Die Kommunikation zum zentralen Steuergerät erfolgt mittels PSI5-Protokoll und benötigt damit nur zwei physikalische Leitungen, wobei die Daten auf die Versorgungsleitung aufmoduliert werden. Damit ist der KP200 kompatibel mit dem Automobilstandard AK-LV 29.

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