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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Simulationseinrichtung zur Simulierung
der Wirkung von Insassenschutzsystemen bei Kraftfahrzeugen. Die Erfindung
betrifft außerdem ein Verfahren zur Simulierung der Wirkung
von derartigen Insassenschutzsystemen.
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Insassenschutzsysteme,
wie bspw. Pre-Save-Systeme mit Gurtstraffung und aktiven Kopfstützen
sind in modernen Kraftfahrzeugen weit verbreitet und tragen dazu
bei, die Verletzungen der Fahrzeuginsassen bei einem Unfall zu minimieren.
Viele dieser Insassenschutzsysteme, wie bspw. der Gurtstraffer,
können jedoch ausschließlich dann positiv wirken,
sofern der Sicherheitsgurt zumindest angelegt ist. Vielen Leuten
ist dabei leider nicht bewusst, welche hohe Schutzfunktion moderne
Insassenschutzsysteme bieten können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirkungsweise
moderner Insassenschutzeinrichtungen wirkungsvoll zu demonstrieren.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen
Anspruchs.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine
Simulationseinrichtung zur Simulierung der Wirkung von Insassenschutzsystemen
bei Kraftfahrzeugen anzubieten, mit welcher insbesondere so genannte
Pre-Save-Funktionen einem breiten Publikum, das heißt insbesondere
auch Laien, erlebbar vermittelt werden können. Eine Versuchsperson
kann dabei auf eine einfache Weise erfahren, welche Vorzüge
derartige Insassenschutzsysteme aufweisen, wobei bei der Simulationseinrichtung
einzelne
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Insassenschutzeinrichtungen,
wie bspw. ein Gurtstraffer oder eine aktive Kopfstütze,
zu- und abgeschaltet werden können, um dadurch der Versuchsperson
einen direkten Vergleich erlebbar zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße
Simulationseinrichtung weist dazu eine Fahrgastzelle mit zumindest einem
Sitzplatz für die Versuchsperson auf, ebenso wie eine programmierbare
Linearführungseinrichtung, auf welcher die Fahrgastzelle
inklusive der Versuchsperson zum Simulieren von Unfall/Gefahrensituationen
kontrolliert in Fahrtrichtung und entgegen derselben längsverstellbar
ist. Die programmierbare Linearführungseinrichtung ist
dabei in der Lage, die Fahrgastzelle auf eine vordefinierte Geschwindigkeit, bspw.
16 km/h, zu beschleunigen und abrupt abzubremsen, wobei das abrupte
Abbremsen derart gestaltet sein kann, dass es einem Aufprall bei
einem Unfall gleichkommt. Bei einer alternativen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Simulationseinrichtung ist
zusätzlich eine Dreheinrichtung vorgesehen, mit welcher
die Fahrgastzelle relativ zur Linearführungseinrichtung,
vorzugsweise um eine Hochachse, verdrehbar ist, so dass auch Quer-
und Seitenaufpralle simuliert werden können. Mit einer
derartigen Simulationseinrichtung lassen sich somit frontale als
auch seitliche Aufpralle mit oder ohne Vorbremsung sowie Slalombewegungen
wirkungsvoll simulieren. In ähnlicher Weise kann selbstverständlich
auch ein rückwärtiger, das heißt ein
Heckaufprall simuliert werden und zwar ebenfalls mit oder ohne Vorbremsung.
Bei allen simulierten Aufprall- bzw. Gefahrensituationen ist es
selbstverständlich möglich, zumindest eine der
vorhandenen Insassenschutzeinrichtungen zu aktivieren bzw. zu deaktivieren,
so dass die Versuchsperson einen unmittelbaren Vergleich bei einem
Aufprall mit und ohne Insassenschutzeinrichtung erleben und verinnerlichen
kann. Nachgewiesenermaßen bewirken derartige eindrucksvolle
Simulationsversuche eine hohe Akzeptanz der Insassenschutzsysteme
und können sogar überzeugte Gurtmuffel vom Anlegen
des Sicherheitsgurts überzeugen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße Simulationseinrichtung in einer
möglichen Ausführungsform,
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2 mögliche
Funktionsabläufe für einen Frontal-, Seiten- oder
Heckaufprall,
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3 bis 6 mögliche
Funktionsabläufe zum Betrieb der erfindungsgemäßen
Simulationseinrichtung
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Simulationseinrichtung 1 zur Simulierung der Wirkungsweise
von Insassenschutzsystemen bei Kraftfahrzeugen eine Fahrgastzelle 2 auf,
in welcher zumindest ein Sitzplatz für eine nicht gezeigte
Versuchsperson angeordnet ist. Die Fahrgastzelle 2 ist
dabei einem normalen Fahrer- oder Beifahrerraum eines Kraftfahrzeugs
nachempfunden und soll eine möglichst realistische Fahrzeugumgebung
simulieren. Die Fahrgastzelle 2 ist auf einer programmierbaren
Linearführung 3 angeordnet, auf welcher sie zum
Simulieren von Unfall-/Gefahrensituationen kontrolliert in Fahrtrichtung
oder entgegen derselben längsverstellbar ist. Zusätzlich
ist auch vorstellbar, dass eine Dreheinrichtung 4, bspw.
ein servomotorisch angetriebener Drehkranz, vorgesehen ist, mit welcher
die Fahrgastzelle 2 relativ zur Linearführungseinrichtung 3,
insbesondere um eine nicht gezeigte Hochachse, verdrehbar ist, so
dass neben Frontal- und Heckaufprallen auch Quer- und Seitenaufpralle
simuliert werden können. In der Fahrgastzelle 2 ist
zumindest eine aktivierbare bzw. deaktivierbare Insassenschutzeinrichtung
vorgesehen, welche als intelligentes, vorausschauendes Sicherheitssystem
(PRE-SAFE) mit zumindest einer der nachfolgenden Komponenten ausgebildet
ist: Gurtstraffer (dynamic belt, PRE-PULSE), aktive Kopfstütze
(neck pro), elektrischer Fensterheber, elektrischer Schiebedachantrieb.
Die einzelnen Komponenten der aktivierbaren bzw. deaktivierbaren
Insassenschutzeinrichtungen lassen sich selbstverständlich auch
einzelnen aktivieren bzw. deaktivieren. Von besonderem Vorteil bei
der erfindungsgemäßen Simulationseinrichtung 1 ist,
dass mit derselben die Versuchsperson einen Aufprall mit und ohne
aktivierter Insassenschutzeinrichtung erfahren kann und dadurch
die Wirkungsweise der jeweiligen Insassenschutzeinrichtungen besonders
anschaulich vor Augen geführt bekommen kann. Selbstverständlich kann
darüber hinaus eine Steuerungseinrichtung 5 vorgesehen
sein, welche unterschiedlichste Unfall/Gefahrensituationen realitätsnah
darstellen kann. Die programmierbare Linearführungseinrichtung 3 ist entgegen
der Darstellung in 1 üblicherweise abgedeckt,
wobei zusätzlich eine Treppe zum erleichterten Einstieg
der Versuchsperson in die Fahrgastzelle 2 vorgesehen ist.
Ebenso können zusätzliche Monitore, bspw. separat
zur Fahrgastzelle 2 oder aber in deren Windschutzscheibe
vorgesehen sein, welche der in der Fahrgastzelle 2 sitzenden
Versuchsperson eine Umgebungsdarstellung während des Simulationsversuchs
präsentieren. Generell sind mit der erfindungsgemäßen
Simulationseinrichtung 1 frontale sowie seitliche Aufpralle,
Slalombewegungen und rückwärtige Aufpralle simulierbar,
jeweils mit und ohne aktivierter Insassenschutzeinrichtung. Der erfindungsgemäßen
Simulationseinrichtung 1 kann sich somit so genannte Pre-Save-Funktionen
moderner Fahrzeuge einem breiten Publikum erlebbar vermitteln. Die
Versuchsperson kann dabei auf einfache und gleichzeitig eindrucksvolle
Weise erfahren, welche Vorzüge derartige Pre-Save-Funktionalitäten darstellen.
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Gemäß der 2 sind
unterschiedliche Funktionsabläufe der erfindungsgemäßen
Simulationseinrichtung 1 dargestellt und zwar bezüglich
eines Frontalaufpralls, eines Seitenaufpralls sowie eines Heckaufpralls.
Im Verfahrensschritt A steigt dabei bei allen Aufprallvarianten
zunächst die Versuchsperson in die Fahrgastzelle 2 ein,
während bei einem Seiten- und einem Heckaufprall im Verfahrensschritt
B die Fahrgastzelle 2 zunächst gedreht wird. Im
Verfahrensschritt C fährt die Fahrgastzelle 2 in
eine Startposition, aus der sie im Verfahrensschritt D zum anderen
Ende der Linearführungseinrichtung 3 mittels eines
in die Linearführungseinrichtung 3 integrierten
Linearantriebs verfahren wird. Am Ende der Linearführungseinrichtung 3 erfolgt
dabei im Verfahrensschritt D ein abruptes, unfallähnliches
Abbremsen, wobei optional auch eine Vorbremsung erfolgen kann. Anschließend
fährt die Fahrgastzelle 2 im Verfahrensschritt
E wieder in ihre Mittelstellung und wird bei einem zuvor durchgeführten
Seiten- oder Heckaufprall gedreht. Im Verfahrensschritt F hat die
Fahrgastzelle 2 wieder ihre im Verfahrensschritt A als
gezeigte Ausgangsposition erreicht, so dass der Fahrgast bzw. die
Versuchsperson aus der Fahrgastzelle 2 aussteigen kann. Üblicherweise
werden dabei zumindest zwei Versuchsdurchgänge durchgeführt und
zwar einmal mit und einmal ohne aktivierte Insassenschutzeinrichtungen,
so dass die Versuchsperson die Wirksamkeit und die Funktionsweise
derartiger Insassenschutzeinrichtungen hautnah erleben und erfahren
kann.
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In 3 ist
zunächst ein erster Teilabschnitt eines Verfahrens zur
Simulation der Wirkung von Insassenschutzsystemen bei Kraftfahrzeugen
mit einer Simulationseinrichtung gemäß der 1 dargestellt. Zunächst
fährt ein die Fahrgastzelle 2 tragender Schlitten
in dessen Grundposition, das heißt die Fahrgastzelle 2 steht
in mittlerer Position, woraufhin eine Versuchsperson, das heißt
der Fahrgast, einsteigt. Anschließend legt dieser den Sicherheitsgurt an
und wird von einer Betreuungsperson, das heißt einem Bediener,
zusammen mit der Fahrgastzelle 2 soweit verdreht, bis er
eine eingerastete Position erreicht. Wird dabei der Sicherheitsgurt
nicht ordnungsgemäß angelegt erfolgt eine Gurtwarnung,
ebenso, sofern die Fahrgastzelle 2 in ihrer verdrehten
Position nicht einrastet. Ist der Sicherheitsgurt hingegen angelegt
und die Fahrgastzelle 2 gedreht und eingerastet, kann über
die Steuerungseinrichtung 5 ein simulierter Frontalaufprall,
Heckaufprall oder Seitenaufprall durchgeführt werden. Zunächst
wählt dazu der Bediener gemäß der 4 ein
Programm, bei welchem er bestimmt, ob einzelne Sicherheitseinrichtungen
aktiviert bzw. deaktiviert, das heißt eingeschaltet oder
ausgeschaltet sind. Nach einem Starten der Simulation fährt
die Fahrgastzelle 2 in deren Startposition und wird aus
dieser heraus beschleunigt.
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Gemäß der 5 erreicht
nach der Beschleunigung die Fahrgastzelle 2 einen ersten
Bremspunkt, hier Bremspunkt 1 genannt, woraufhin bei einem
positiven Auswählen der Sicherheitseinrichtung diese ausgelöst
und die Fahrgastzelle 2, hier Schlitten genannt, verzögert
wird. Anschließend erreicht die Fahrgastzelle 2 den
Bremspunkt, woraufhin diese kontrolliert gestoppt wird. Dabei ist
gemäß der 4 der zweite,
gemäß der 5 der dritte
und gemäß der 6 der vierte
Teilabschnitt des erfindungsgemäßen Bedien- und
Funktionsablaufs, das heißt des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt.
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Gemäß der 6 steht
nun die Fahrgastzelle 2, woraufhin diese wiederum in ihre
Ausgangsposition, das heißt in ihre Grundposition, entlang
der Linearführungseinrichtung 3 zurückverstellt
und gegebenenfalls gedreht wird. Anschließend kann die
Versuchsperson, das heißt der Fahrgast aussteigen.
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Generell
wird dabei der gemäß den 3 bis 6 dargestellte
Funktionsablauf ohne und mit zumindest einer aktivierten Sicherheitseinrichtung durchgeführt,
um der Versuchsperson erlebbar zu vermitteln, welche Wirkungsweise
die jeweilige Insassenschutzeinrichtung entfaltet und damit welchen Schutz
diese bietet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006061427
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- - DE 19750223 A1 [0003]
- - DE 10121380 C1 [0003]
- - DE 102007002704 A1 [0003]