Optischer Sensor für Fahrdynamik-Messungen im Motorsport – Kistler Correvit KiMotion Racing

Bei der Entwicklung des Correvit KiMotion Racing wurde besonderes Augenmerk auf die spezifischen Anforderungen im Motorsport gelegt, so dass der neue optische Sensor auch unter äußerst anspruchsvollen und wechselnden Rennstreckenbedingungen konsistente und exakte Messergebnisse zur Erfassung der Fahrdynamik liefert. Die nicht auf Komfort ausgelegten Fahrwerke von Rennfahrzeugen im Zusammenspiel mit deren Antriebstrang sowie den hohen Geschwindigkeiten auf Rennstrecken – auch bei Kurvenfahrten – führen zu extremen Vibrationen. Fahrbahnunebenheiten werden nicht abgefedert und sind als Stöße im Fahrzeug spürbar. Die Vibrationsfestigkeit des Correvit KiMotion Racing gewährleistet auch unter diesen Bedingungen ausfallfreie Messungen in höchster Präzision, sodass sich die Rennstrategie in Echtzeit umsetzen lässt.

Den beschriebenen Herausforderungen begegnet der optische Sensor Correvit KiMotion Racing mit größter Souveränität. Er besteht aus zwei Komponenten – dem Sensorkopf mit dem optischen Messsystem sowie einem komplett neu entwickelten Steuergerät (ECU). Beide zeichnen sich gegenüber den Vorgängermodellen durch eine kompaktere Bauweise und ein geringeres Gewicht aus. Das ist gerade beim Einsatz im Rennsport von großer Bedeutung, da in diesem Bereich jedes Gramm und jeder Millimeter zählen. Um den spezifischen Anforderungen bei Tests im Motorsport gerecht zu werden, lässt sich der berührungslose optische Sensor Correvit KiMotion Racing mit zwei optischen Sensorköpfen kombinieren, die zwei Installationshöhen entsprechen: 270 mm und 180 mm. Die geringen Abmessungen ermöglichen es, den optischen Sensorkopf so am Fahrzeug anzubringen, dass er keinen störenden Einfluss auf die Aerodynamik hat – also hinter Verkleidungen, am Chassis oder Fahrwerk. Neben der robusten Bauweise, die dafür sorgt, dass Ausfälle vermieden werden, ist eine neu entwickelte „Electronic Control Unit“ (ECU) für die verlässliche Datenerfassung unter extremen Rahmenbedingungen verantwortlich.

Fahrdynamik-Messung auf Basis wegweisender Technologie

Der neue optische Sensor Correvit KiMotion Racing liefert auch bei Temperaturen bis zu 80°C kontinuierlich, zuverlässige Messergebnisse, was gegenüber der bisher geltenden Temperaturgrenze von 50°C als bedeutender Fortschritt zu werten ist. Diese Steigerung kommt insbesondere bei der Installation hinter Fahrzeugverkleidungen zum Tragen, denn aufgrund der dort eingeschränkten Luftzirkulation und den extremen Bedingungen im Motorsport kommt es zu Wärmestaus.

Die neu integrierte Inertial Measurement Unit (IMU) des Correvit KiMotion Racing Sensors ermittelt im Vergleich zum Vorgängermodell umfassendere Daten und bietet gleich mehrere Vorteile: Die detaillierten Informationen über Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit und Ausrichtung des Fahrzeugs werden mit minimaler Latenzzeit übermittelt und ermöglichen eine verbesserte und unmittelbare Analyse der Fahrdynamik. Darüber hinaus begünstigt der Einsatz der IMU das ohnehin geringe Signalrauschen der Correvit Technologie.

Der optische Sensor Correvit KiMotion Racing verfügt zudem über einen komplett überarbeiteten Algorithmus – dem Correvit Bewegungsalgorithmus. Dieser zeichnet sich durch entscheidende positive Eigenschaften aus, welche zur Erhöhung der Stabilität der Messungen beitragen und eine zuverlässige Datenerfassung gewährleisten: 

• Der optische Sensor passt sich nahezu verzögerungsfrei an sich verändernde Verhältnisse auf der Rennstrecke an: Licht, nassem oder trockenem Fahrbahnbelag, Fahrbahnmarkierungen usw. 
• Vermeidung von Ausfällen durch sogenannte Road Ghosts – zufällige Lichtreflexionen, die z.B. durch abrupte Änderungen der Straßenbeleuchtung verursacht werden.

Vielfältig und flexibel einsetzbar 

Der optische Sensor Correvit KiMotion Racing kann unabhängig von der Antriebsart eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Er garantiert höchste Genauigkeit – auch unter extremer Belastung. Typische Anwendungsgebiete sind:

• Messung der Fahrdynamik im Motorsport: Formel 1, NASCAR, MotoGP, Formel-E usw.
• Hochpräzise, schlupffreie Messung von:
  • Längs- und Quergeschwindigkeit
  • Seitenschlupfwinkel / Schwimmwinkel
• Hochpräzise Messung von: 
  • Beschleunigungen entlang der X-, Y- und Z-Achse
  • Drehungen um die X-, Y- und Z-Achse
• Fahrzeugtelemetrie: Anhand während eines Rennens getrackter fahrdynamischer Zustandsgrößen eines Fahrzeugs, die in Echtzeit übertragen werden, lassen sich die Rennstrategie umsetzen, der Zustand der Reifen erkennen und Optimierungen der Ideallinie planen. 
   

Der Correvit KiMotion Racing ist der ideale Ground-Truth-Sensor für Forschung und Entwicklung sowie Tests im Renn- und Motorsport. Nicht ohne Grund kommt bei vielen Weltrekordversuchen die Correvit Technologie zum Einsatz, um berührungslos und hochgenau Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg eines Fahrzeugs – also die Fahrdynamik – zu messen. Motorsport-Teams können auf der Basis der neuen Technologie, welche die Daten nahezu verzögerungsfrei übermittelt, ihre Rennstrategien blitzschnell anpassen – was einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil darstellt.