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Der Motor wird zum Sensor
Wie das Antriebsaggregat merkt, dass irgendetwas nicht rund läuft

RobGal

An einer neuen Art Sensor für Motoren arbeiten Wissenschaftler der Universität des Saarlandes: Der Motor selbst ist der Sensor. Dabei greifen die Forscher unter der Leitung von Matthias Nienhaus, Professor für Antriebstechnik, Messdaten ab, die im normalen Betrieb sowieso anfallen.
Das Verfahren soll kostengünstig sein, weil empfindlichen Sensoren nicht mehr eingebaut werden müssen, die zudem ausfallen könnten. Nienhaus: "Wir erforschen, wie wir aus dem Motor elegant Daten herausziehen, die wir für die Ansteuerung und Prozessüberwachung nutzen." Dazu werden die Motoren so umgebaut, dass sie möglichst viele Informationen liefern, aus denen der Zustand des Aggregats analysiert werden kann.

Zu diesem Zweck ermitteln die Forscher, "welcher Motorzustand mit welchen Messwerten zusammenhängt, welcher Messwert sich wie verändert, wenn nicht mehr alles rund läuft", erklärt Nienhaus. Aus der so gewonnenen Masse an Daten werden Signalmuster identifiziert, die beispielsweise bei Verschleiß oder technischen Fehlern entstehen. Das Gehirn des Systems ist ein Microcontroller, der die Daten auswertet, Veränderungen erkennt "und dann auch entsprechend reagieren" kann. Derart sensibilisierte Motoren eröffneten "neue Möglichkeiten für Wartung, Qualitätssicherung und Pflege", erläutert Nienhaus.

Zunächst versuchen die saarländischen Wissenschaftler ihren Ansatz auf kleine Elektromotoren anzuwenden – nicht zuletzt aus Kostengründen, wie der Professor auf Anfrage des Kraftfahrtberichters erklärte. Die Forschungen könnten aber auch auf größere Elektromotoren für batterieelektrische Autos übertragen werden, versicherte er, insbesondere die Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und Zustandsüberwachung wären dafür interessant. Denn wenn die Antriebe größer sind, relativieren sich die Anschaffungskosten für den "sensiblen Motor", und der zusätzliche Energiebedarf fällt kaum ins Gewicht, wenn man bedenkt, dass die Möglichkeit und Sinnhaftigkeit von "vorausschauenden" Wartungsmaßnahmen für E-Auto-Motoren entsteht, wie Nienhaus dem Kraftfahrtberichter sagte.

Die Erfindung besteht im Wesentlichen aus Software, sagte Nienhaus, die sich in dem meist ohnehin vorhandenen Microcontroller "einfach ergänzen" lasse. Die Hauptarbeit besteht dann nur noch in der Anpassung des Verfahrens auf den jeweiligen Motor. Nienhaus: "Ist die Anpassung vollzogen und eignet sich der Motor für das Verfahren, dann entstehen in der Serie eigentlich keine Kosten mehr und auch kein zusätzlicher Energiebedarf."

An dem Forschungsprojekt ist unter anderem der Stuttgarter Automobilzulieferer Bosch beteiligt, das Bundesforschungsministerium fördert es mit 3,1 Millionen Euro.
Quellen
    • Text: Kristian Glaser (Kb)
    • Foto: Cobalt - Fotolia.com