Piepsende Einparkhilfen, Rückfahrkameras und andere Fahrerassistenzsysteme geben einen Vorgeschmack auf autonomes Fahren. Und doch machen die Sensoren, die Sicherheits- und Komfortsysteme in PKW ermöglichen, nur einen Teil des Wachstumsmarkts der Automobilsensorik aus. Viele grundlegende Innovationen werden übrigens häufig im Nutzfahrzeugbau hervorgebracht, wo Lösungen unverzichtbar sind, die im PKW noch „nice-to -have“ sind.
Keine Frage: Features wie adaptives Licht, Rundumsichten vom Fahrzeug (Area View), Einpark- und Anhängerrangierhilfen, Abstands- und Spurhalteassistenten werden für Autokäufer immer mehr zum differenzierenden Merkmal hochwertigen Automobildesigns. Die dafür erforderlichen Ultraschallsensoren, RADAR und LIDAR-Systeme sowie Kameras, aber auch Füllstandsensoren und Reifendruckmessung machen Automobilelektronik immer komplexer. Heute sind in modernen PKW bereits oft mehr als 100 Sensoren verbaut, vernetzt und Bestandteil hochkomplexer Embedded Systeme. Was für den Autofahrer so mühelos daher kommt, ist aber eine Aufgabe für Spezialisten.

Ausdauer gefragt

Elektronik und intelligente Systeme durchdringen alle Lebensbereiche. Allerdings ist das Auto kein Feld, in dem eine neue Funktion so einfach wie eine App auf einem Smartphone hinzugefügt wird. Die elektronikfeindliche Umgebung, das geringe Platzangebot, spezielle Bus-Systeme, fehlende Bandbreite in den Bordnetzen, Sicherheits- und Testanforderungen und die – im Vergleich zur Consumer-Elektronik – extrem langen Entwicklungszeiten neuer Fahrzeugmodelle verzögern das Innovationstempo. Vergleicht man die Sensorik im Automobil mit denen in Consumer-Geräten und anderen Anwendungsbereichen, so hinkt der Automotive-Bereich von den Funktionalitäten oft hinterher.
Das hat seine Gründe in den organisatorischen und regulatorischen Anforderungen der Branche. Eine weitere Besonderheit für den Einsatz von Sensorik in Automobilen: Anwendungen mit hoher Sicherheitsrelevanz, die beispielsweise der Gefahrenerkennung dienen und eventuell sogar in die Fahrzeugbedienung eingreifen. Diese müssen hochzuverlässig sein, können sich also auch nicht auf nur einen „Sinn“ verlassen. Hier müssen verschieden Sensoren redundant zusammenarbeiten, beispielsweise Lasermess- und Radarsystem sowie  Kamera für die Außenwelt, die Messung von Geschwindigkeit und Lenkwinkel, um das Verhältnis des Fahrzeugs zu dieser Außenwelt zu bestimmen.
Die Folge: Sensoranbieter im Automotive-Umfeld können sich nicht auf ein Spezialgebiet beschränken. Sie müssen zumindest qualifiziert an der Entwicklung von Steuergeräten mitarbeiten können, die aus zusammengetragenen Sensordaten Entscheidungsgrundlagen für automatisch agierende Systeme generieren. Auswertung und Steuerung müssen aufgrund der räumlichen Gegebenheiten im Fahrzeug hoch integriert und kompakt angelegt werden. Die führenden Elektronikzulieferer, deren Aufgabe die Entwicklung und Lieferung solcher Embedded Systeme ist, könnten nach Ansicht von Insidern durchaus offener für eine enge Zusammenarbeit mit Spezialanbietern aus dem Bereich der Sensorik sein – das könnte oftmals innovativere Lösungen möglich machen.

Bagger und Spezialfahrzeuge

Es mag überraschen, aber in einem anderen Bereich der Automobil-Branche geht es, was die Nutzung von Sensorik betrifft, oftmals agiler und innovativer zu: die Nutzfahrzeuge. Das liegt abgesehen von den Branchenstrukturen und der Wettbewerbssituation daran, dass eine Unterstützung des Fahrers mit Sensoren bei einem PKW meist eher als verkaufsfördernde Komfortoption zu sehen ist. Ein virtueller Rundumblick, eine Abstandsmessung und eine Kollisionswarnung sind dagegen bei Spezialfahrzeugen wie einem Großmuldenkipper, riesigen Baggern oder einem Reach-Stacker Sicherheitsmaßnahmen, die folgenschwere Unfälle verhindern helfen. Was wir als Einparkhilfe kennen, wurde zunächst als Sicherheitsfeature für unübersichtliche Sonderfahrzeuge entwickelt.
Fahrzeugsensorik hat im Sonderfahrzeugbau einen direkten Return-on-Investment und die Innovationen habe eine ganze andere Reichweite – natürlich nicht in absoluten Zahlen, aber hier werden Sensoren und Systeme nicht für einen Fahrzeughersteller entwickelt, sondern breite Anwend- und Nachrüstbarkeit sind zentrale Anforderungen, schon weil unter Umständen auch die Gefährdungseinstufung für Versicherungen  niedriger ausfällt.

Sensoren im Inneren

Ein anderes Thema, bei dem Nutzfahrzeuge oft ebenfalls die Nase, respektive den Sensor vorn haben: Sensoren im Zusammenhang mit Umweltauflagen. Während bei PKWs die Abgaswerte von Dieselmotoren bekanntermaßen geschönt werden, zeigt der Nutzfahrzeugbereich bereits seit längerem, was möglich ist. Ein moderner LKW stößt oftmals weniger Stickoxide aus als ein PKW – und zwar nicht in relativen Werten sondern absolut! Wie ist das möglich? Die LKW verfügen über mehrstufige, präzise mit Druck-, Durchfluss- und Differenzdruck-Sensoren gesteuerte Abgasreinigungsanlagen. Die Technik wäre da. Für den Einsatz im PKW bedarf es aber noch einer erheblichen Miniaturisierung bei Steuergeräten, Sensoren und Reinigungsanlagen. Die Sensorhersteller stehen in den Startlöchern.
Der Diesel rückt noch ein weiteres Sensorik-Thema in das Blickfeld. Durch die selektive katalytische Reduktion (SCR) kann der Stickoxid-Ausstoß deutlich reduziert werden. Unter den besser klingenden Namen AdBlue und Diesel Exhaust Fluid muss das reinigende Additiv Harnstoff in ausreichender Menge zugeführt werden. Dazu reicht es bei heute üblichen Inspektionsintervallen nicht, wenn AdBlue in der Werkstatt zugeführt wird. Deshalb muss das Additiv vom Kunden an der Tankstelle nachgefüllt werden. Damit diese effiziente Umwelttechnik auch wirksam ist, müssen hier künftig Sensoren nicht nur Füllstand und einwandfreien Betrieb ausweisen, sondern auch melden, wenn absichtlich oder versehentlich, andere Flüssigkeiten in den AdBlue-Tank gefüllt werden.

Die Augen und Ohren der Elektronik

Es gäbe noch viele Beispiele für den Bedarf an Sensorik, etwa spezielle Drucksensoren für Wasserstoffantriebe, aber abstrakt gesprochen kann man festhalten: Fast alles, was im Fahrzeugbau hinsichtlich Sicherheit, Umweltverträglichkeit und Komfort optimiert werden kann, hat in irgendeiner Weise mit intelligenten elektronischen Systemen zu tun. Und wo immer etwas zu steuern und zu regeln ist, braucht es IST-Werte. Sensorik ist unverzichtbar. Wer Steuerungen entwickelt, braucht Sensorik-Know-how und wer Sensoren anbietet, muss die Anforderungen der Systementwickler ebenso kennen, wie die der Automobilbranche.