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Versuche mit dem Blaupunkt TravelPilot RGS 08, Teil 2

Als nächstes beschäftigte mich die Frage, was denn wohl dieser Drehratensensor messen könnte. Ich zog zwei Möglichkeiten in Betracht, nämlich die Zentripetalbeschleunigung (Quadrat der Bahngeschwindigkeit dividiert durch den Bahnradius) oder die Winkelgeschwindigkeit (der bei der Drehung pro Zeiteinheit überstrichene Winkel - entweder im Bogenmaß oder in Winkelgraden gemessen. Zur Erinnerung: Die Winkelgeschwindigkeit des Minutenzeigers einer Uhr beträgt 360°/ Stunde = 0.1 °/Sekunde).

Ich wollte zur Untersuchung dieser Frage mit konstanter Bahngeschwindigkeit auf Kreisbahnen herumfahren und dabei die Gyro-Anzeige notieren. Die Bahngeschwindigkeit zeigt der Bildschirm im Sensor-Test-Menü direkt als ganzzahligen Wert, gemessen in km/h, an. Wie sollte ich aber den Radius der Kreisbahn ermitteln ? Leider musste ich ja versuchen, ohne die Hilfe eines freundlichen Mitmenschen zu Rande zu kommen. Da schien mir angezeigt, statt des Radius einfach den Umfang des Kreises zu bestimmen. Diesen Wert konnte ich ja ebenfalls vom Bildschirm, wenigstens indirekt als vom Tachosignal entnommenen Zahlenwert (hier von mir "Streckenzahl" genannt) ablesen. Es sollte dabei der jeweilige Gyro-Anzeigewert mit der Geschwindigkeit und dem Bahnradius in Beziehung gesetzt werden.

Zunächst galt es also zu ermitteln, welcher Streckenzahl eine Fahrstrecke von 100 m entspricht. Bei Kenntnis dieses Eichwertes könnte ich dann aus der Differenz der Streckenzahlen (Streckenzahl nach Zurücklegen der Strecke - Streckenzahl vorher) die Länge einer zurückgelegten Strecke errechnen. Hier folgen die Messwerte :

Strecke in m Streckenzahldifferenz Streckenzahl / m
7200 55960 7,77
17,02 132

7,76

  Mittelwert

7,77 

Beispiel : Eine angezeigte Streckenzahl  auf dem Sensor-Test-Bildschirm von 6566 entspricht dann einer zurückgelegten Strecke von (6566 / 7,77) · m  =  845 m.

Jetzt wurde der Umfang eines zu fahrenden Kreises (bei konstantem Lenkradausschlag) aus der Streckenzahldifferenz nach einmaligem Durchfahren des Kreises abgelesen und daraus der jeweilige Kreisradius berechnet.

 

Streckenzahl am Ende Streckenzahl beim Start Umfang (in Meter) Radius (in Meter)
Kreis 1 564 346 28,1 4,47
Kreis 2 1567 1218 45,0 7,15

Zuerst wurde der Kreis 1 mit konstanter Geschwindigkeit von v1 = 10 km/h (2,78 m/s) durchfahren und dabei wiederholt die Gyrowerte (= 512 - aktueller Wert) abgelesen und notiert :        Gyrowert 1 :    201 ± 7 (Mittelwert aus 12 Ablesungen)

Danach durchfuhr ich Kreis 2 mit der gleichen Geschwindigkeit von 10 km/h. Gyrowert 2 :  124 ± 4 (10 Ablsgn.)

Schließlich wieder Kreis 2 mit v2 = 14 km/h (3,89 m/s).   Gyrowert 3 :   175 ± 4  (6 Ablesungen).

Für die drei Fälle wurde danach die jeweilige Winkelgeschwindigkeit w berechnet (w = 57,3° · v / r)

  Radius Geschwindigkeit w Gyrowert
Fall 1 4,47 m 2,78 m/s 35,6 °/s 201
Fall 2 7,15 m 2,78 m/s 22,3 °/s 124
Fall 3 7,15 m 3,89 m/s 31,2 °/s 175

Ergebnis

Der lineare Zusammenhang zwischen den Gyrowerten und der jeweiligen Winkelgeschwindigkeit ist in der nachfolgenden Grafik deutlich zu sehen. Damit ist klar, dass der "Drehratensensor" offensichtlich die Winkelgeschwindigkeit misst. Der aus meinen Messungen hervorgehende Eichfaktor beträgt (entsprechend dem Anstieg der Geraden in der Grafik) : 

m = 0,178 °/Sekunde

 

wpe1.gif (6318 Byte)

Beispiel :  Ein vom System angezeigter Wert von 212 liegt um 300 unter dem Normalwert von 512. Dem entspricht eine Winkelgeschwindigkeit in der Linkskurve (Wert ist kleiner als 512) von

w = 300 · 0,178 °/Sekunde = 53,4 °/Sekunde

Weiter ist zu bemerken, dass der kleinste angezeigte Gyrowert (nämlich 1) einer Winkelgeschwindigkeit von 0,178 °/Sekunde entspricht. Dies bedeutet eine erstaunliche Empfindlichkeit. Das System spräche demnach schon dann an, wenn das Fahrzeug noch nicht einmal die zweifache Winkelgeschwindigkeit des Minutenzeigers einer Analoguhr (0,1 °/s) erreicht hat.

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Letzte Berichtigung : 31.1.1999