EngineWatch misst Motorbewegungen in sechs Freiheitsgraden

Bei der Entwicklung von Fahrzeugen sind genaue Aussagen zum Aggregatefreigang (Freigang bei Motor- und Getriebebewegung) notwendig, um den Bauraum optimal zu gestalten. Beispielsweise darf der Motor bei Schalt- und Fahrvorgängen nicht mit anderen Bauteilen im Motorraum kollidieren. Die Messung der Motorbewegungen übernimmt jetzt AICONs neues optisches Messsystem EngineWatch.

Das System erfasst die Motorbewegungen berührungslos in sechs Freiheitsgraden (6-DOF), sowohl während einer Testfahrt als auch auf dem Prüfstand. Dadurch ersetzt es klassische Sensoren wie mechanische Wegaufnehmer. Die Bewegungen der Messpunkte, d. h. deren Position und Orientierung, werden direkt als Absolutwerte im Fahrzeugkoordinatensystem dargestellt.

Gleichzeitig können auch Bewegungen anderer relevanter Bauteile im Motorraum, zum Beispiel des Batteriekastens, erfasst werden. Das optische Messsystem EngineWatch arbeitet berührungslos, das heißt, ohne mechanische Kopplung zum Motorblock. EngineWatch liefert daher zuverlässige Messergebnisse auch unter extremen dynamischen Bedingungen. Die Messfrequenz liegt bei 490Hz, wobei die Messdaten über einen beliebig langen Zeitraum zuverlässig aufgezeichnet werden.

Funktionsprinzip

EngineWatch arbeitet mit der Hochgeschwindigkeitskamera TraceCam F. Die Kamera besteht aus einem hochauflösenden CMOS-Sensor, einem integrierten Hochleistungsblitz und einem FPGA-Bildauswerteprozessor. TraceCam F bietet die für Hochgeschwindigkeitsversuche erforderlichen kurzen Belichtungszeiten im Mikrosekundenbereich und verfügt über die notwendige Robustheit und Langzeitstabilität.

An einer Halterung montiert, blickt die TraceCam F Kamera direkt auf den Motorblock. Das Messprinzip beruht auf der Erfassung von Relativbewegungen zweier Starrkörper. Hierzu wird der Motorblock mit Referenzpunkten versehen. Eine weitere Referenzpunktfläche wird mithilfe einer Halterung an der Fahrzeugkarosserie so aufgebracht, dass beide gleichzeitig von der Kamera erfasst werden können.

Sowohl die Montage als auch die Einmessung des Systems sind nach Aussagen des Anbieters nach ca. 30 Minuten erledigt. Die Position der Kamera zum Motorblock braucht nicht stabil zu sein, da EngineWatch sich selbst durch die Referenzpunkteflächen im Messtakt zum Fahrzeug orientiert und dadurch jede Kamerabewegung rechnerisch kompensiert. Bewegungen der Kamera beeinflussen daher nicht die Messergebnisse.

Die Messbilder werden direkt im Sensor ausgewertet und die digitalen Daten in Echtzeit an das Notebook gesendet. EngineWatch bestimmt die Position der Messpunkte in X, Y und Z sowie die Drehwinkel (alpha, beta, gamma) als absolute Werte im Fahrzeugkoordinatensystem. Zur Präsentation der Ergebnisse wird ein Weg-Zeit-Diagramm für die X, Y und Z Bewegungen im Fahrzeugkoordinatensystem erstellt. Die Messergebnisse können über eine Schnittstelle direkt an eine weiterverarbeitende Software exportiert werden, um so ggf. im CAD System die gemessenen Bewegungen zu visualisieren.

Mehr unter http://www.aicon.de