Schutz vor Cyberbedrohungen für vernetzte Fahrzeuge: Fuzz Testing deckt Schwachstellen auf und hilft, internationale Sicherheitsstandards zu erfüllen.

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Fuzz Testing: Cybersicherheit für moderne Fahrzeuge

Vom Entwicklungslabor bis zur Produktionslinie muss das korrekte Wirken der ADAS/AD-Funktionen gewährleistet sein.

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Messtechnik

Messgeräte für Automobiltechnik

Radar-Testsystem erleichtert Entwicklung autonomer Fahrzeuge

Fast jeden Tag veröffentlichen wir für unsere Leser:innen Meldungen, die wir als wichtig und interessant einschätzen. Welche Branchennews haben aber unsere Leserinnen und Leser 2024 wirklich am meisten interessiert?

Software / Betriebssysteme / KI

Ladesäulen / Ladekonzepte

Elektromobilität im Nutzfahrzeug

hanser-automotive.de

Laderegelung Elektromobilität

Connectivity (Bussysteme, Telekommunikation, 4G / 5G, WLAN)

Ladesäulen

2024: Das wurde online am meisten gelesen

In fünf Ausgaben und zwei Sonderhefte berichteten wir über die Trends in der Automobilelektronik – thematisch sortiert geben wir einen Überblick, welche Beiträge aus unseren Heften am meisten gelesen wurden.

KFZ-Regelsysteme (Motor, Fahrwerk, Komfort, Licht, Getriebe)

Lichttechnik

Die meistgelesenen Fachbeiträge der HANSER automotive 2024

Die Redaktion der HANSER automotive blickt noch einmal auf den vergangenen Monat zurück: Was war wichtig in der Branche, welche Highlights und Entwicklungen gab es? Wir haben die 14 wichtigsten Neuigkeiten aus dem Februar zusammengestellt.

Typisch Februar: Klirrende Kälte, aber auch Sonnenstrahlen, die wie hier die ersten Winterlinge aus der Erde locken

Kfz-Antriebsstrang

Mobile Automation

Elektronische Bauelemente

Kameras

Fertigungsautomation

Bildverarbeitung

KI (Künstliche Intelligenz)

Das war im Februar aus Automotive-Sicht wichtig

Die Redaktion der HANSER automotive blickt noch einmal auf den vergangenen Monat zurück: In unsere Bildergalerie haben wir die 20 wichtigsten Neuigkeiten aus dem März zusammengestellt.

Ein Maserati MC20 hat mit 318 km/h einen neuen autonomen Geschwindigkeitsweltrekord aufgestellt.

Batterien

Energiespeicherung

Das war im März aus automotive-Sicht wichtig

800V-Antriebe ermöglichen kurze Ladestopps, schaffen aber auch Herausforderungen für Entwicklungs- und Testingenieure und deren technische Setups.

Leistungselektronik

Laden wie Tanken? 800V EV-Antriebe auf dem Vormarsch

Schnelligkeit, Genauigkeit und die nötigen Leistungsreserven: Wie Testingenieure mit modernen Batterie-Testlösungen Zeit und Kosten sparen.

Analog zur komplexer werdenden EV-Batterieentwicklung steigen die Anforderungen an Testsysteme

Brennstoffzelle

Diagnosesysteme

Werkstoffprüfung

Von Zelle bis Pack mit modernen Testern

Die Redaktion der HANSER automotive blickt auf den Mai 2025 zurück – was am wichtigsten war, sehen Sie in unserer Bildergalerie!

Sensoren / Aktoren

Das war diesen Mai automotive-relevant

Im neuen Batterie-Testlabor von Circunomics iwerden die Ergebnisse KI-basierter Analysen von gebrauchten Batterien mit selbst ermittelten Laborwerten aus einer Real-Life-Simulation abgeglichen, trainiert und verifiziert.

Circunomics Co-Founder/CTO, Jan Born und Battery Engineer, Haehwan Lee, im neuen Batterie-Testlabor in Roßdorf.

Start-up verschafft alten E-Auto-Batterien ein neues Leben, Roßdorf, Das Start-up-Unternehmen Circunomics hat sich auf das Recycling von E-Auto-Batterien spezialisiert und verschafft diesen ein neues Leben. In Roßdorf hat die Firma, die ihre Büros in Mainz hat, jetzt endlich auch Räume für ein eigenes Labor gefunden. Mitgründer Jan Born steht Rede und, Roßdorf, 28.04.2025, Circunomics, v.l. Jan Born und Techniker Haehwan Lee beobachten die zu prüfende Batterie in der Klimakamme. Foto: Andreas Kelm

Circunomics: Testlabor für Real-Life-Simulation gebrauchter Batterien

Der E-Motor-Rotor-Temperatursensor (eRTS) von Continental bietet eine präzisere Alternative zur algorithmusbasierten Temperatursimulation in permanenterregten Synchronmotoren.

Die eRTS-Sensortechnologie bietet eine deutlich präzisere Alternative zur Algorithmus-basierten Temperaturerhebung in permanenterregten Synchronmotoren bei E-Fahrzeugen.

Elektromotoren

Antriebe

Sensor misst Temperatur direkt am E-Motor-Rotor

Der neue Stromsensor für das Batteriemanagement in Elektrofahrzeugen (EVs) vereint Shunt- und Open-Loop-Hall-Effekt-Technik in einem Bauteil, der Hybrid Supervising Unit (HSU).

Mit der Hybrid Supervising Unit (HSU), wird LEM den Anforderungen an weniger Platzbedarf, niedrigere Kosten und höchste Sicherheit in Batteriemanagementsystemen für EVs gerecht.

Shunt- und Hall-Technik in einem Batteriesensor

Keysight hilft NIO, die Wireless-Systeme seiner E-Fahrzeuge gemäß 3GPP und IEEE 802.11 zu validieren. Die verbesserte Konnektivität beschleunigt die Entwicklung intelligenter Mobilitätslösungen.

Keysight und NIO entwickeln gemeinsam die nächste Generation intelligenter Elektrofahrzeuge.

NIO und Keysight kooperieren bei vernetzter E-Mobilität

Zur European Microwave Week (22. bis 27. September, Paris) zeigt dSPACE erstmals eine effiziente Testlösung, mit der hochpräzise Separations- und Interferenztests von automotiven Radarsensoren durchgeführt werden können.

Die Automotive-Radar-Testlösung von dSPACE ermöglicht auch Separations- und Interferenztests.

Testlösung für Automotive-Radarsensoren

Auf der diesjährigen IAA Transportation lassen sich auf dem gemeinsamen Stand von Etas und Bosch modernste Brennstoffzellen-Antriebstechnik von Bosch sowie End-to-End-Diagnoselösungen von Etas erleben.

Das digitale, interaktive Exponat eines Lkws bietet auf der IAA Transportation die Möglichkeit, in die Rolle eines Werkstatttechnikers zu schlüpfen.

Mobile Dienste

Brennstoffzellen

Diagnoselösungen für Nutzfahrzeuge

Um die elektrischen Antriebsmotoren in Elektrofahrzeugen effizient steuern zu können, benötigt die Motorsteuerung entsprechende Sensoren, die beispielsweise die Winkelposition und Drehzahl des Motors mit hoher Auflösung erfassen können. Speziell für die Vermessung und Charakterisierung von Drehzahlsensoren hat die Firma ONRAsens einen universellen Prüfstand realisiert.

Speziell für die Vermessung und Charakterisierung von Drehzahlsensoren hat ONRAsens einen universellen Prüfstand realisiert.

Derartige Prüfstände werden beispielsweise benötigt, um das Verhalten von Hall-Sensoren zu untersuchen oder einen Bezug zwischen Geberradmechanik und dem elektrischen Sensorsignal herzustellen. Früher war dieser Zusammenhang bei der Auslegung von Kurbelwellen- und Nockenwellensensoren erforderlich, heute betrifft dies hauptsächlich elektrische Hochleistungsantriebe und Drehmomentsensoren auf Basis von magnetischen Drehzahlsensoren. Mit dem richtigen Ansatz lässt sich diese Messaufgabe mit überschaubarem Aufwand und einem Oszilloskop mit einer speziellen Triggerfunktion erfüllen.

Als Basis für den hier beschriebenen Drehzahlsensorprüfstand wurde ein bereits bestehender Aufbau verwendet. Dieser existiert zwar schon seit rund 50 Jahren, zeichnet sich aber durch eine solide Mechanik aus. Ursprünglich wurde der Prüfstand für die Vermessung von magnetisch-induktiven Drehzahlsensoren an der Kurbelwelle für mechanische Unterbrecherzündungen gebaut und wurde später auch für kontaktlose Zündungen mit AMR- und Hall-Sensoren genutzt. Jahre später fand eine Anpassung des Prüfstands für die Vermessung von Drehzahl- und Drehrichtungssensoren in Automatikgetrieben statt, und um grundlegende Untersuchungen für GMR-Sensoren durchzuführen. Nach der Außerbetriebnahme im industriellen Bereich wurde der Prüfstand in der Forschung an der Hochschule Karlsruhe eingesetzt. Nach einem weiteren Umbau dient der Prüfstand nun bei ONRAsens dazu wichtige Kennwerte und Parameter für neue Drehzahlsensorkonzepte so realitätsnah wie möglich nachzustellen, sowie vielfältige Messungen für die Auslegung durchzuführen.

Der Prüfstand enthält einen DC-Motor mit 2,5 kW Leistung, der über einen Antriebsstrang eine Spindel mit einer mechanischen Universalaufnahme antreibt (Bild 1 und 2). Die Regelung des Motors erfolgt über eine direkte Messung der Drehzahl an der Motorantriebswelle. Auf der Spindel ist das optische Winkelmesssystem mit physikalischen 3600 Inkrementen und Referenzimpuls angebracht. Die Inkremente und der Referenzimpuls werden über RS422 an das Messsystem und ein Oszilloskop übertragen. Ebenso das Ausgangssignal des Prüflings (Sensor-Geberrad-Paarung). Hierbei wurde das System auf schnelle Flankenanstiegs- und Abfallzeiten und sehr geringe Totzeiten optimiert. Zur Messung kann die Drehzahl, die Drehrichtung, die Lage des Prüflings und der Luftspalt eingestellt werden. Der komplette bewegte Aufbau ist durch eine Berstschutzkammer mit Sicherheitsverriegelung geschützt.

Der Prüfstand unterstützt Geberraddurchmesser von bis zu 250 mm sowie einen Frequenzbereich der Geberradverzahnung bis 20 kHz. Durch die Erstellung von Geberrädern mit geeigneter Zahngeometrie und mehr Zähnen auf größerem Durchmesser können sogar Turboladersensoren bis zur maximalen Drehzahl von 300.000 Umdrehungen pro Minute vollständig spezifiziert werden.

Als Messgerät wurde ein Oszilloskop der Serie DLM3000 von Yokogawa ausgewählt, mit dem sich alle notwendigen Messaufgaben durchführen lassen. Der vollständige Messaufbau besteht nur aus: DLM3000, Inkrementgeber mit BNC-Verteiler und Sensorprüfling. Den Ausschlag für diese Entscheidung gab letztendlich die „A nach B“-Triggerfunktion. Diese ermöglicht es, ausgehend von dem Referenzimpuls des Drehgebers auf Kanal A (Flankentrigger), die Triggerung durch die Inkrementsignale auf Kanal B um eine beliebig einstellbare Anzahl von Inkrementen zu verschieben. Somit kann der Trigger, auf Hardwarebasis, auf jedes beliebige Inkrement auf dem Inkrementgeber und somit auf jede beliebige Stelle des Geberrads verschoben werden. Dadurch lässt sich der Trigger sehr nahe an das zu messende Ereignis setzen und somit der Einfluss von Drehzahlschwankungen und anderen Einflüssen auf ein Minimum reduzieren.

Mit dem DLM3000 lässt sich somit beispielsweise eine Flankenjittermessung des Drehzahlsensors durchführen. Mit einer zusätzlichen statistischen Auswertung wird die zeitliche Verteilung des Jitters dargestellt und führt sogar so weit, dass kleine Phasensprünge der Flanken erkannt werden. Die Sprünge können z. B. durch eine Umschaltung eines Verstärkungsfaktors oder eine Änderung einer internen Schaltschwelle im Sensorchip ausgelöst werden. Diese Effekte treten häufig bei großen Luftspalten, Temperaturerhöhungen oder Einflüssen durch Fremdmagnetfelder auf und können beispielsweise zu falschen Einspritz- und Zündzeitpunkten oder falschen Phasenströmen führen. Ohne die direkte Nähe des physikalischen Triggerimpulses würde z. B. eine Drehungleichförmigkeit auf die zeitliche Impulsmessung unvorhersehbaren Einfluss haben, der oft viel größer ist als der real zu messende Effekt.

Die Durchführung einer Flankenjittermessung lässt sich am Beispiel eines magnetischen Differenz-Hall-Sensors mit Back-Bias Magnet und 2-Draht-Stromschnittstelle und mit einem Stahlgeberrad mit ausgestanzten Lücken von 4 mm Länge über den Umfang und 8 mm Höhe erläutern. Die Sensorausgangsspannung wird über einen Serienwiderstand mit 150 Ω abgegriffen und dem Oszilloskop zugeführt (Bild 3). Der Flankenjitter wird als Standardabweichung der Delay-Messung, bezogen auf die Triggerposition zur fallenden Flanke, ermittelt (Bild 4). Mit der „A nach B“ Triggerfunktion wurde das Triggerereignis direkt an das Schaltereignis gesetzt (Bild 5). Als Ergebnis der hier durchgeführten ca. 2000 Einzelmessungen bei einer Drehzahl von 2800 pro Minute und einem Sensorluftspalt von 0,5 mm liefert das Oszilloskop eine Histogramm-Darstellung des Flankenjitters (Bild 6).

Die Vorgehensweise hat gezeigt, dass es möglich ist, hochpräzise Messungen mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau zu verwirklichen. Einfachheit im Messsystem vereint mit guter Abstimmung (Impedanz, Zeitverhalten…) und geeignetem Masse- und Schirmkonzept erhöht die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit bei deutlich reduzierten Kosten und schneller Verfügbarkeit.

Hieraus lassen sich die folgenden Empfehlungen für den Aufbau des Prüfstands ableiten:

<ul><li>Die Mechanik und deren Kinematik ist so auszulegen, dass sich möglichst wenig Einflüsse direkt auf das Messergebnis auswirken.</li><li>Für die wesentlichen mechanischen Messgrößen sollten wenig und geeignete Sensoren an den richtigen Stellen verwendet werden.</li><li>Die Messauswertung sollte möglichst direkt erfolgen und die Ergebnisse aufeinander abgestimmt ermittelt werden.</li><li>Elektrische und mechanische Schnittstellen möglichst minimieren.</li><li>Mechanik, Antrieb, Sensorik und Auswertung mit einem durchgängigen Masse- und Schirmkonzept versehen.</li><li>Den Gesamtaufbau so wählen, dass eine Messfähigkeitsuntersuchung des gesamten Aufbaus möglich ist.</li><li>Kalibrierbare Sensoren und Messsysteme verwenden, die nach Möglichkeit direkt die gesuchte Größe messen.</li></ul>

Nun steht natürlich nicht für jeden Prüfaufbau eine vorhandene Mechanik zur Verfügung und nicht jede Messaufgabe kann direkt mit einem Universalmessgerät erfüllt werden. Werden bei der Neuentwicklung von Prüfaufbauten die beschriebenen Empfehlungen berücksichtigt, lassen sich viele Messprobleme von Anfang an vermeiden. (hh)

<a href="http://www.onrasens.com" target="_blank">www.onrasens.com</a>

Arno Erzberger ist Inhaber der ONRAsens in Amberg.

Yokogawa Deutschland GmbH Niederlassung Herrsching Test- und Messtechnik

https://www.tmi.yokogawa.com/de

ONRAsens  

https://onrasens.com

Ausgabenartikel

Bild 2: Prinzipaufbau des Drehzahlsensorprüfstandes (grün: Prüflinge, orange: Oszilloskop DLM3000 mit Peripherie

Bild 3: Signalverschaltung am Oszilloskop

Bild 4: Prinzipdarstellung der Jittermessung mit der „A nach B“-Triggerfunktion

Bild 5: Messkonfiguration des Oszilloskops

Bild 6: Histogramm der Flankenjittermessung bei 0,5 mm Luftspalt 

Arno Erzberger ist Inhaber der  ONRAsens in Amberg. 

Hauptartikel

Yokogawa | ONRAsens | Mit universellem Prüfstand mit Osziloskop Drehzahlsensoren vermessen und Charakterisieren

Drehzahlsensoren für die Motorsteuerung eines E-Autos prüfen

ausgabe 03/2025

ausgabe 02/2025

ausgabe 01/2025

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