Wie Beschleunigungswerte vergleichen?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

In einem Studien-Projekt, wollen wir mit einem 3-Achsen-Sensor die Längs- und Quer-Beschleunigungswerte von PKWs messen und in einem simplen Fahrverhalten-Scoring gegenüberstellen.

Wir haben in einem Smart und einem Audi A3 im Alltags-Geschehen jeweils Werte für ein „vernünftiges“ und ein „unvernünftiges“ Fahrverhalten ein gemessen. Bei der Gegenüberstellung ist ersichtlich, dass die Werte des Audi im Durchschnitt höher sind als die des Smarts und sich so nicht gegenüberstellen lassen.

Welche Faktoren müssen wir in die Berechnung mit einbeziehen, um die Messwerte gegenüberstellen zu können?

#2

Was sollt ihr den darstellen.

Wenn die Werte höher sind, liegt das doch vermutlich daran, dass im A3 schneller gefahren oder beschleunigt wird. Dann sind die absoluten Werte richtig. Ein „Verhältnis“ von „unvernünftig“ zu „vernünftig“ wäre m.E. unvernünftig, da die Fahrphysik (Reifen <-> Straße) nicht wirklich unterschiedlich ist.

#3

Hallo!

Es ist völlig normal, daß der Audi schon bei gemäßigtem Druck aufs Gas stärker beschleunigt als der Smart. Das macht sich besonders auf der Autobahn bemerkbar, wo der Audi zum Überholen mal eben beschleunigt, um sich der linken Spur anzupassen, während der Smart erstmal Anlauf braucht.

Eine Möglichkeit wäre, die Beschleunigung mit der maximal möglichen Beschleunigung zu vergleichen, daraus lässt sich ableiten, ob sehr stark beschleunigt oder gebremst wurde. Aber auch das hängt vom Fahrzeug ab, bei einem Smart wird man tendenziell mehr Gas geben, so daß er oft im oberen Leistungsbereich, nahe an der max. Beschleunigung gefahren wird. Und die Beschleunigung hängt von Geschwindigkeit, Gang und Art des Motors (Diesel, Benzin, Turbo, …) ab.

Ich sehe da ehrlich gesagt keine Möglichkeit, die Daten verschiedener Fahrzeuge blind zu vergleichen. Selbst, wenn man technische Eckdaten kennt, ist die Grenze für unvernünftige Fahrweise doch für jedes Fahrzeug verschieden. Im Grunde mußt du für jedes Fahrzeug getrennt herausfinden, was vernünftiges Fahrverhalten ist, und was nicht.

#4

Vielen Dank erstmal für die schnellen Reaktionen!

Zur Beschleunigung stimme ich Euch zu. Genau das können wir auch erwartungsgemäß messen. Es ist klar schwieriger mit dem Smart den gesetzten Referenzwert für die Beschleunigung zu überschreiten als es mit dem Audi möglich ist.

Allerdings beim Bremsen und beim Seitenverhältnis gibt es gravierende Unterschiede: während beim Smart erst bei ruckartigen, starken Bremsen oder sehr starken Kurvenfahrten der Referenzwert überschritten wird, reichen beim Audi schon normal, gemäßiges Bremsen und zügig in die Kurve fahren.

Wir werden erstmal die Messgeräte durchtauschen um einen Hardwaredefekt auszuschließen, allerdings frage ich mich, ob wir hier die Fahrzeugmasse mit einzubeziehen ist?

Z.B. NeuerReferenzwert = (Fahrzeuggewicht / 1000) * AlterReferenzwert

#5

tja - schon mal überlegt, dass die masse des fahrzeugs bei beschleunigungen auch eine rolle spielt? und die motorleistung? und die bremsleistung? und die verkehrssituation?
und habt ihr schonmal überlegt, dass es noch ein paar kraftwirkungen mehr gibt als nur die beschleunigung in drei achsen?
und wie sieht es mit der position des sensors in bezug auf den schwerpunkt des fahrzeugs aus?
was ist mit hebekräften?

alles nicht ganz so einfach wie sich das klein-fritzchen so vorstellt.

#6

Hallo,

mir war nicht klar, dass ihr mit zweierlei Maß gemessen habt. Das ist natürlich unglücklich. Und statt tauschen wäre es wohl besser, beide Geräte(sätze) in einem Wagen parallel mitfahren zu lassen, da selbe Fahrt deutlich engere Messwerte liefern sollte als gleiche Fahrt.

Warum die Geräte die Messwerte nicht einfach aufzeichnen, sondern „gesetzte Referenzwerte“ überschreiten müssen, ist mir auch nicht klar. Vielleicht erläuterst Du dass mal.

Mmh, nimm es mir nicht übel, aber die Fahrzeugmasse sollte für diese Messungen völlig off topic sein. Die Frage lässt mich zweifeln, ob wir auch nur annähernd ein ähliches Verständnis vom Versuchsaufbau haben. Darf ich fragen, ob das für ein Studium ist, oder für ein privates Schrauberprojekt? Welche Art von Messgeräte verwendet ihr?

Gruß
achs

#7

spannend. dann willst du uns also erzählen, dass ein rennwagen mit 450ps sich bei gleicher fahrweise gleich bewegen lässt wie ein 20tonner mit 150ps? schon mal probiert?

#8

Hallo Nr. 5,

Es ging genau nicht ums Anfahren.

Zur Beschleunigung stimme ich Euch zu. Genau das können wir auch erwartungsgemäß messen.

Es ging um

beim Bremsen und beim Seitenverhältnis gibt es gravierende Unterschiede

Und hierbei sollte weder Masse noch PS eine Rolle spielen.

Den entscheidenden Tipp zum Verständnis hattest Du ja schon gegeben,

wobei ich a) unterstelle, dass Du damit vor allem die notwendige Kompensation der Neigung meinst (und nicht einen vertikalen oder horizontalen Versatz) und b) weitere systematische Fehler durch mangelndes Verständnis oder unzureichendes Messwerkzeug vermute.

#9

davon habe ich auch nicht gesprochen. wenn du das ursprungsposting mal aufmerksam liest, findest du:

und da spielen eben masse und leistung aber sowas von eine rolle.

und natürlich ging es mir nicht um die neigung. rechne mal kurz die beschleunigung eines deplazierten sensors um, wenn das fahrzeug sich in der kurve dreht und etwas driftet, wenn man nur drei achsen misst.

anyway - ich bin hier raus. ‚studere‘ heißt ‚sich eifrig bemühen‘. soll er jetzt mal selber.

#10

@achs und @sweber : nochmal Danke für die konstruktiven Antworten! Wenigstens ihr interessiert Euch ernsthaft um mein Anliegen.

Zu den Hintergründen: ich bin Programmierer und bin nur für die Umsetzung zuständig. An der Idee sind meine Kommilitonen schuld, allerdings hat mich das Thema so gepackt, dass ich mich selber einarbeiten will. Ziel ist es nicht, physikalisch oder wissenschaftlich absolut korrekte Messungen zu schaffen oder gar eine sicherheitsrelevante Lösung zu realisieren. Das höchste der Gefühle könnte eine kostenlose App sein, die einem sagt „Beschleunige sanfter um Sprit zu sparen“ oder „Fahre vorausschauender, um nicht so stark bremsen zu müssen“. Es reichen also Näherungswerte, allerdings welche die gegenübergestellt werden können.

Zum Testaufbau: wir können natürlich die Werte bei jeder Vibration alle mit-protokollieren. Die Idee war jedoch nur Werte zu protokollieren, die für uns auch relevante Informationen wie starkes bremsen, beschleunigen oder Kurvenfahrten enthalten. Deshalb haben wir versucht uns einem Referenzwert zu nähern.

Es handelt sich um diesen Sensor:

PS: es ist die Studienarbeit meines Kommilitonen!

#11

Mal so ne Idee:

Du schreibst von Messgeräten, die ihr jetzt nutzt und austauschen wollt…

Ein Smartphone ist doch schon eine ziemlich eierlegende Wollmilchsau. Beschleunigung, Gyroskop, Magnetfeld und GPS in einem Gerät.
Ich kenne Apps, die alle Sensordaten aufzeichnen und in ne Datei schreiben können. (Ich weiß nur nicht, ob sie gleichermaßen auch GPS aufzeichnen)
Wäre es nicht sinnvoll, so eine App, oder irgendwas schnell selbst gestricktes für die Studie zu verwenden? Ich denke, grade die GPS-Daten wären für so eine Analyse sehr wertvoll, da sie neben der Geschwindigkeit auch einen Ort liefern - denn sicher hängt die Fahrweise auch von der Straße ab. (Im 3. Gang bis 80 hochziehen ist für mich normalerweise sehr unvernünftig, auf dem Beschleunigungsstreifen aber eher notwendig)

Das Handy müsste in ner festen Halterung sein, und man müßte festhalten, in welcher Position das Handy im Auto liegt.

Aber wenn ihr eh ne App draus machen wollt, wäre das doch ein Ansatz.

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#12

Vorweg, Hexerls Vorschlag, das Handy zu nutzen, kann ich nur unterstützen. Ein extra Sensor oder gar µController-Gerät drumerum bietet keinen Vorteil. Im Stillstand kann das Handy sich auch selber in seiner Position kalibrieren. Und während der Fahrt kann es die Geschwindigkeit ermitteln. Große Beschleunigungen (negativ und positiv) sind bei kleine Geschwindigkeitn häufiger.

Ansonsten: Vermutlich meinst Du mit Referenzwert eine Warnschwelle, ab der erst gemessen oder signalisiert wird. Das macht aus 2 Gründen wenig Sinn:

a) nicht alle Werte in SW zu erfassen macht nur Sinn, wenn Strom gespart werden muss oder die Rechenleistung zu klein ist.

b) Für ein Auto muss im Sekundenbereich (adaptiv) gemittelt und gefiltert werden, um Vibrationen und Stöße von echten Beschleunigungen zu unterscheiden.

Zudem ist es für eine sinnvolle Programmierung unabdingbar, dass Du für 2-3 bekannte Fahrten beider Autos vollständige Rohdaten hast, einfach um den Sensor und die Zusammenhänge zu verstehen. Zudem must Du sicherstellen, dass der Sensor niemals in die Nähes seiner Grenzen kommt (also mindestens ±4g, besser 8).

Die Interpretation der Messwerte und deren Verständnis ist bei geneigter Sensorposition und ggf. schiefer Straße auch so schon für viele Situationen schwierig genug.

#13

Vielen herzlichen Dank für die Vorschläge zum Testaufbau. Alles gute Tipps die wir gerade umsetzen! Die App ist bisher Zukunftsmusik - es geht erstmal darum, die Sache zu validieren.

Ich habe verstanden, dass die die Werte zwischen Audi A3 und Smart aufgrund der schlechten Mess-Hardware abweichen. Deshalb werden wir nun unseren Testaufbau nochmal überarbeiten.

Dann komme ich zurück :smile: