Steuergeräte funktionieren als „Gehirn“ für Automobile. Durch die EMV-Messtechnik-Lösungen von Mooser lassen sie sich auf hundertprozentige Zuverlässigkeit testen.

Bild: iStock; huasui

Die Sinnesorgane des Automobils EMV-Tests an Sensoren und Steuergeräten

29.08.2022

Sensoren und Steuergeräte sind für Automobile das gleiche wie die Sinnesorgane und das Gehirn für den Menschen: unverzichtbar. Damit sie im Automobil IIoT-Anwendungen hundertprozentig zuverlässig funktionieren, führt Mooser aus Egling und das Schwesterunternehmen Mooser EMC-Technik aus Ludwigsburg an beiden Systemen Tests zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) durch.

38 Steuergeräte sind durchschnittlich in einem Fahrzeug verbaut. Sogar 110 sind es in der Luxusklasse, immerhin 20 sind es in Kleinwagen. Steuergeräte sind quasi das Gehirn des Fahrzeugs, verarbeiten Sensordaten und nutzen die Ergebnisse beispielsweise zur Fahrzeugführung, für die Sicherheit und für die Umweltentlastung. Verschiedenartige Sensoren sind die komplexen Sinnesorgane eines Automobils. Sie erfassen Bewegungen, Hindernisse, Temperaturen, Drehzahlen, Drücke und viele weitere wichtige Informationen aus dem Fahrzeug und der Umgebung.

Diese Aufgaben werden auch in Zeiten einer wachsenden Elektromobilität bestehen bleiben. Bei einem Elektrofahrzeug entfällt zwar eventuell das Getriebesteuergerät, und auch die Ansteuerung des Elektromotors ist deutlich weniger komplex als bei einem Verbrennungsmotor. Dafür hat das Elektrofahrzeug aber einen Inverter mit sehr großem Elektronikanteil. Mit dem Übergang zu großen Domänenrechnern wird die Anzahl der Steuergeräte zurückgehen: ihre höhere Komplexität erfordert aber besonders intensive EMV-Tests. Zudem wird die Anzahl der Sensoren im Fahrzeug eher zu- als abnehmen.

EMV-Tests an Sensoren und Steuergeräten führen die Ingenieure von Mooser seit etwa 40 Jahren durch. Dabei werden die Prüflinge sowohl auf ihre EMV-Abstrahlung, als auch auf ihre Störfestigkeit gegen externe EMV-Störungen untersucht, jeweils gestrahlt und leitungsgeführt. Bei den Messverfahren und EMV-Tests bestehen für Sensoren und Steuergeräte nur wenig Unterschiede. Differenziert wird eher nach unterschiedlichen Störklassen bei der Störaussendung und Störfestigkeit. Diese sind immer abhängig von den OEM-Vorgaben und der Sicherheitsrelevanz der Steuergeräte und Sensoren. Ganz klar: Ein Beschleunigungssensor für die Airbagauslösung muss viel kritischer auf EMV getestet und bewertet werden als ein Steuergerät für die Sitzverstellung.

Komplexe EMV-Tests an Steuergeräten beachten

EMV-Messaufbauten für Steuergeräte sind in der Regel etwas komplexer als solche für Sensoren. Denn Steuergeräte werden häufig per Laptop und über ein dediziertes Kommunikationsprotokoll angesteuert. Außerdem sind sie oft mit Peripherie-Komponenten wie etwa Sensoren zu einem System verbunden, das das Unternehmen Mooser in der Messkammer so realitätsnah wie möglich darstellt. Außer mit definierten Hardware-Daten werden die Steuergeräte auch mit Simulationsdaten beaufschlagt – je nach Kundenwunsch.

Häufig getestete Steuergeräte im Automobil sind solche für den Motor, das Getriebe, die Fahrdynamikregelung, die Auslösung der Rückhaltesysteme, für Karosserie- und Lichtfunktionen. Aber auch Controller für die Klimaregelung, die Abgasreinigung, sowie vermehrt für das Batteriemanagement und die Regelung des elektrischen Antriebsstrangs stehen auf den Testplänen der Prüflinge.

Sensortests sind einfacher, aber genauso anspruchsvoll

Bei Sensoren sind die Messaufbauten meist etwas weniger komplex. Oft reicht eine Zweidrahtverbindung für die Energieversorgung und Kommunikation der Komponeneten aus. Messdaten lesen die EMV-Spezialisten beispielsweise von Beschleunigungssensoren, Drehzahl- und Drehwinkelsensoren, Drucksensoren, Gassensoren, Radarsensoren, Kameras und Regensensoren aus. Auch hier wird auf eine sensorspezifische Messumgebung Wert gelegt: Beispielsweise wird für einen EMV-Test an einem Drehzahlsensor der Antriebsmotor mit Druckluft angetrieben, da möglicherweise ein elektrischer Antriebsmotor den benachbarten Sensor elektromagnetisch beeinflussen könnte.

Vielfältige Messnormen beim Testen beachten

CISPR 25, ISO 11452-X, ISO 7637-X oder ISO10605 sind nur einige der Messnormen, die bei EMV-Tests an Steuergeräten und Sensoren zur Anwendung kommen. Darüber hinaus definieren OEMs eigene Werksspezifikation, die häufig auf den oben genannten Messverfahren basieren, aber zum Beispiel individuelle Parameter oder Messverfahren aufweisen. Das Unternehmen kann nach eigenen Angaben nach praktisch allen weltweiten Normen und OEM-Spezifikationen prüfen.

Dabei wird auch berücksichtigt, dass jedes Steuergerät und jeder Sensor ihre Eigenheiten haben, die in der Messkabine genau beachtet werden müssen. So werden zum Beispiel die äußerst empfindlichen Beschleunigungssensoren der Airbagauslösung in den Kabinen extra auf Messtischen mit schwingungsdämpfenden sehr schweren Steinplatten gelagert. Auf diese Weise werden sie nicht durch externe Erschütterungen außerhalb der Messkammer – wie etwa vorbeilaufende Personen – ausgelöst.

Mehrwertdienste ergänzen die Messkompetenz

Rund um die EMV-Tests bieten Mooser und die Mooser EMC-Technik ihren Kunden weitere Mehrwert-Dienste. So können auf besonderen Kundenwunsch Steuergeräte und Sensoren auch direkt im Fahrzeug auf EMV getestet werden. Sollten bei Abnahmemessungen, OEM-Qualifikationen oder Typgenehmigungen die Ergebnisse nicht sofort wie gewünscht ausfallen, werden die Bauteile auf Kundenwunsch gleich anschließend entstört und dadurch rasch für die nächste anstehende Messschleife qualifiziert.

In Abstimmung mit den Kunden kann das Unternehmen auch komplette Testpläne schreiben. Bei all diesen Aufgaben haben Kunden immer den gleichen Mitarbeiter als Ansprechpartner, der sich um die gesamte Auftragsabwicklung von der Planung über die EMV-Messung bis zur Ergebnisbesprechung kümmert.

Bildergalerie

  • Sensoren und Steuergeräte sind nicht nur für automatisierte Fahrfunktionen extrem wichtig. Bei Mooser müssen sie Ihre EMV-Festigkeit unter Beweis stellen.

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  • Mooser setzt für die EMV-Tests an unterschiedlichen Systemen und Komponenten modernste Messtechnik ein.

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  • Auch Halbleiter werden bei Mooser auf EMV-basierte Fehlfunktionen untersucht.

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  • Für alle Kundenkontakte ist ein fest zugeteilter Projektingenieur verantwortlich. Er fungiert als fester Ansprechpartner während der gesamter Auftragsdauer.

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  • Für alle Kundenkontakte ist ein fest zugeteilter Projektingenieur verantwortlich. Er fungiert als fester Ansprechpartner während der gesamter Auftragsdauer.

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  • Jakob Mooser ist geschäftsführender Gesellschafter der Jakob Mooser und der Mooser EMC Technik.

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