Navigation im Auto ist schon eine feine Sache. Wer in Ballungsgebieten oder auf fremden „Terrain“ unterwegs ist, erfährt schnell, wo der Weg langgeht. Da werden Stauumfahrungen mitgeteilt und die beste Route empfohlen. Bei Auslandsfahrten wird trotz fehlender Sprachkenntnisse prima beschrieben, welche Abfahrt zu nehmen ist. Das hilft zum Beispiel besonders in Ländern mit nicht lateinischen Schriften. Doch vielfach kommt das Navigationsgerät an seine Grenze. Da landet der Fahrer oder die Fahrerin dann doch auf der falschen Straße oder in einer Sackgasse. Vielfach sind so Fahrzeuge entweder im Wasser gelandet oder in einer Engstelle gab es kein vor und zurück. Immer dann, wenn es drauf ankommt, versagt die Navigation.

Neuer Sensor

Diese Zeiten sollen nun vorbei sein. Dazu hat der Automobilzulieferer Bosch einen neuen MEMS-Sensors entwickelt, den SMI230. Der Sensor registriert permanent und hochpräzise die Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen eines Fahrzeugs, wertet die Informationen aus und übermittelt sie an das Navigationssystem. Dort werden sie mit den Positionsdaten des globalen Navigationssatellitensystems GNSS (Global Navigation Satellite System) kombiniert und für die Navigation genutzt. Fällt beispielsweise das GPS-Signal kurzfristig aus – etwa in einem Tunnel oder in den Häuserschluchten einer Großstadt – springt der neue Sensor ein. „Wenn das Navigationssystem nicht mehr weiterweiß, sorgt Bosch mit Sensoren aus Halbleitern dafür, dass die Orientierung nicht verloren geht“, sagt Jens Fabrowsky, Mitglied des Bereichsvorstands des Bosch-Geschäftsbereichs Automotive Electronics. Mit den jederzeit zuverlässigen Bewegungsdaten des Fahrzeugs gehört zudem das allseits bekannte Daumenkino der Navigationsanzeige der Vergangenheit an. Denn mit der Kombination aus Position und Sensorinformationen macht der Positionspfeil in der Navigation keine unrealistischen Sprünge oder ruckartige Drehungen von Wegpunkt zu Wegpunkt. „Halbleiter sind wichtige Bausteine moderner Mobilität und aus keinem Auto mehr wegzudenken“, sagt Fabrowsky. Die Fertigung des SMI230 bei Bosch ist vor kurzem angelaufen; erste Kunden erhalten den Sensor bereits serienmäßig.

Ohne Ruckeln weiter

Sensortechnologie im Chipformat – das ist das Geheimnis hinter den flüssigen Bewegungen des Positionspfeils auf der Navigationskarte. Experten sprechen bei diesen Sensoren von mikro-elektro-mechanischen Systemen, kurz MEMS-Sensoren. Für hochpräzise Bewegungsdaten des Fahrzeugs bringt das Unternehmen gleich zwei dieser winzigen und äußerst feinfühligen Sensoren – einer für die Beschleunigung des Fahrzeugs und ein zweiter für dessen Drehrate – in einem Gehäuse zusammen. Diese Kombination ist die Stärke des SMI230. Zudem arbeitet das Sensor-Duo besonders genau und erkennt Bewegungsänderungen des Fahrzeugs außergewöhnlich schnell.

Dank der Daten des SMI230-Sensors folgt der Positionspfeil exakt dem Straßenverlauf. Gleiches gilt für den Fall, wenn das Navigationssystem die Orientierung komplett verliert, weil das Signal der Satellitenpositionierung abbricht. „Der Sensor von Bosch beseitigt die blinden Flecken der GNSS-Navigation“, sagt Michael Rupp, Produktmanager im Bereich Automotive Electronics bei Bosch. „Er hilft, die eigene Position auch bei schlechtem Satellitensignal genau zu bestimmen und Richtungskommandos zum genau richtigen Zeitpunkt zu geben.“ Dafür gleicht das Navigationssystem permanent die vom Sensor erkannten Änderungen der Fahrzeugrichtung sowie der Geschwindigkeit mit dem Signal der letzten Position ab und synchronisiert damit die aktuelle Position auf der Navigationskarte. Die Datenerfassung ist so präzise, dass die Position des Fahrzeugs auch noch nach einiger Zeit zuverlässig angezeigt wird.

Weitere Möglichkeiten

Halbleiter-Chips von Bosch kommen vor allem als Sensoren für Sicherheits- und Fahrerassistenzsysteme zum Einsatz, aber auch im Bereich Multimedia, Vernetzung und in sowohl traditionellen als auch elektrifizierten Antrieben. Der MEMS-Sensor SMI230 verbessert mit seinen Fähigkeiten die Navigation von Fahrzeugen und zudem das Flottenmanagement und Mautsysteme. Hier ist ebenfalls eine präzise Bewegungserkennung wichtig. Obendrein wird er in Alarmanlagen eingesetzt, weil er Vibrationen und Schläge gegen ein Auto präzise erkennt. Kommt es zu einem Unfall – messbar über extrem negative Beschleunigungswerte (Aufprall) oder enorme Drehbewegungen (Überschlag) – kann mit den Sensordaten sogar das automatische Notrufsystem eCall ausgelöst werden.