DE102013013980A1

DE102013013980A1 - Method for operating a crash simulation system

Info

Publication number: DE102013013980A1
Application number: DE102013013980.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Spindler; Lutz Quedenbaum
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-08-24
Also published as: DE102013013980B4

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Crashsimulationsanlage (1), welche einen durch eine Beschleunigungsvorrichtung (2) beschleunigbaren Schlitten (4) aufweist, auf welchem für die Crashsimulation Fahrzeuge oder Fahrzeugattrappen (5) und/oder Fahrzeugteile (6) lösbar angeordnet werden. Ausgehend von einer geforderten Sollbeschleunigung (a_soll) wird die zum Beschleunigen des Schlittens (4) mittels der Beschleunigungsvorrichtung (2) aufzubringende Antriebs- oder Bremskraft ermittelt. In wenigstens einem Vorversuch mit einer auf dem Schlitten (4) angekoppelten Ersatzmasse werden Beschleunigungswerte für den Schlitten (4) ermittelt und es erfolgt ein Abgleich mit der geforderten Sollbeschleunigung (a_soll). Modellbasiert wird ein Korrekturwert (a_Korr) für die Beschleunigung gebildet, bei dem mit einem ersten Modell das Verhalten des Schlittens (4) mit der angekoppelten Ersatzmasse abgebildet und mit einem weiteren Modell das Verhalten des Schlittens (4) mit beim Realversuch mit der Crashsimulationsanlage (1) angekoppeltem Fahrzeug oder der Fahrzeugattrappe (5) abgebildet wird.Method for operating a crash simulation system (1), which has a carriage (4) which can be accelerated by an acceleration device (2), on which vehicles or vehicle dummies (5) and / or vehicle parts (6) are detachably arranged for the crash simulation. Starting from a required setpoint acceleration (a_soll), the drive or braking force to be applied for accelerating the carriage (4) by means of the acceleration device (2) is determined. In at least one preliminary test with a replacement mass coupled to the carriage (4), acceleration values for the carriage (4) are determined and a comparison is made with the required setpoint acceleration (a_setpoint). Based on the model, a correction value (a_Korr) for the acceleration is formed, in which the behavior of the carriage (4) with the coupled substitute mass is mapped with a first model and the behavior of the carriage (4) with a further model in the real test with the crash simulation system (1 ) coupled vehicle or the vehicle dummy (5) is mapped.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Crashsimulationsanlage.The invention relates to a method for operating a crash simulation system.

Aus dem Stand der Technik sind Crashsimulationseinrichtungen für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen abbrems- oder beschleunigbaren Schlitten aufweisen, an dem ein Fahrzeug oder Fahrzeugteil und ein Dummy, der ggf. in einem Fahrzeugsitz angeschnallt wird, angeordnet werden können. Zur Simulation von Crashtests wird der Schlitten mit dem realen Crash nachempfundenen Beschleunigungen bewegt. Hierfür dient eine Beschleunigungsvorrichtung, welche den Schlitten von einer Anfangsgeschwindigkeit auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt oder im Falle von negativen Beschleunigungen von einer Anfangsgeschwindigkeit auf eine Endgeschwindigkeit abbremst. Bei negativen Beschleunigungen spricht man auch von einer Abbremsvorrichtung. Im Sinne der Anmeldung sind Beschleunigungsvorrichtungen als Vorrichtungen zu verstehen, welche positive Beschleunigungen auf den Schlitten aufbringen sowie negative Beschleunigungen durch Abbremsen des Schlittens erzeugen.From the prior art crash simulation devices for motor vehicles are known, which have a slow down or accelerated slide on which a vehicle or vehicle part and a dummy, which may be strapped into a vehicle seat, can be arranged. To simulate crash tests, the slide is moved with the real crash simulated accelerations. For this purpose, an acceleration device is used, which accelerates the carriage from an initial speed to a higher speed or decelerates in the case of negative accelerations from an initial speed to a terminal speed. Negative accelerations are also referred to as a braking device. For the purposes of the application acceleration devices are to be understood as devices which apply positive accelerations on the carriage and generate negative accelerations by braking the carriage.

Für Crashsimulationen werden aus realen Crashtests abgeleitete Beschleunigungen bzw. Beschleunigungsverläufe vorgegeben, welche dem Schlitten mit aufgesetzten Dummys aufgeprägt werden sollen. Der Realversuch mit aufgesetzten Dummys und ggf. mit angekoppelter Messelektronik etc. ist aufwändig und kostspielig. Vor diesem Realversuch wird/werden daher ein oder mehrere Vorversuch/e gefahren, um die entsprechend geforderten Beschleunigungsverläufe zu erhalten. Die Beschleunigungskräfte (Antriebs- oder Abbremskräfte) bzw. deren zeitlicher Verlauf werden am Schlitten ermittelt, um denen bei einem realen Zusammenprall möglichst exakt zu entsprechen.For crash simulations, accelerations or acceleration profiles derived from real crash tests are specified, which are to be impressed onto the carriage with dummies attached. The real experiment with attached dummies and possibly with coupled measuring electronics, etc. is complicated and expensive. Before this real test, one or more preliminary tests are / are therefore carried out in order to obtain the corresponding required acceleration characteristics. The acceleration forces (drive or braking forces) or their time course are determined on the slide, in order to correspond as accurately as possible to them in a real collision.

Fahrzeugattrappen bzw. Fahrzeugteile und Dummys, welche im Realversuch mit der Crashsimulationsanlage angekoppelt sind, werden in den Vorversuchen zur Ermittlung der Antriebs- oder Abbremskräfte an dem beschleunigbaren Schlitten nicht befestigt, da diese Komponenten kostspielig sind und durch Vorversuche beschädigt werden könnten. Als Ersatz für diese Komponenten wird an dem beschleunigbaren Schlitten lediglich eine das Gewicht dieser Komponenten aufweisende Ersatzmasse befestigt. Die Ersatzmasse ist dabei fest an den Schlitten der Crashsimulationsanlage angekoppelt. Mit diesem Aufbau werden die Vorversuche durchgeführt. Es wird beim Antrieb bzw. beim Abbremsen der Beschleunigungsverlauf des Schlittens mit angekoppelter Ersatzmasse erfasst. Durch die in den Vorversuchen durchgeführte Variation der Abbrems- bzw. Beschleunigungskräfte bzw. deren zeitlichen Verlauf wird der am Schlitten gemessene Beschleunigungsverlauf mit dem geforderten Sollbeschleunigungsverlauf abgeglichen. Diese Vorversuche bzw. die Variation der Antriebs- oder Abbremskräfte werden solange durchgeführt, bis der Beschleunigungsverlauf dem Sollbeschleunigungsverlauf entspricht. An der Crashsimulationsanlage wird beispielsweise der auf den Schlitten ausgeübte Beschleunigungsimpuls verändert oder alternativ wird eine auf den Schlitten wirkende Bremseinrichtung hinsichtlich ihrer Bremskraft verändert. Bis der gemessene Beschleunigungsverlauf am Schlitten einer geforderten Sollbeschleunigung bzw. deren Verlauf entspricht, können mehrere Vorversuche erforderlich sein, welche zeit- und kostenintensiv sind. Im weiteren Verlauf der Versuchsdurchführung wird, nachdem der Schlitten mit der auf diesem angeordneten Ersatzmasse den geforderten Sollbeschleunigungsverlauf erreicht hat, die in den Vorversuchen verwendete Ersatzmasse vom Schlitten entfernt. Es werden ein Fahrzeug, Fahrzeugteil oder eine Fahrzeugattrappe fest an dem Schlitten der Crashsimulationsanlage befestigt. Weiterhin wird wenigstens ein Dummy an dem Fahrzeug, Fahrzeugteil oder der Fahrzeugattrappe angeordnet. In einem einfachen Fall wird der Dummy auf dem vorhandenen Sitz angeschnallt. Nunmehr wird mit diesem und der angekoppelten Messsensorik für den jeweiligen Versuch der Realversuch durchgeführt, wobei die im Vorversuch ermittelten Einstellungen für Brems- oder Antriebskräfte bzw. deren zeitlicher Verlauf auf den Schlitten aufgeprägt werden. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist die Vielzahl der Vorversuche und die trotz Vorversuchen auftretenden Abweichungen im Realversuch. Wird im Realversuch ein Beschleunigungsverlauf festgestellt, welcher unter Beachtung eines möglichen Toleranzbandes gegenüber dem Sollbeschleunigungsverlauf abweicht, muss der Versuch mit geänderten Einstellungen solange wiederholt werden, bis der Beschleunigungsverlauf dem im Realversuch geforderten Sollbeschleunigungsverlauf entspricht. Hierdurch erhöhen sich die aufzuwendenden Kosten maßgeblich, da im Realversuch mit der Crashsimulationsanlage kostenintensive Komponenten, wie Sensorik bzw. die mit dieser versehenen Dummys, ausgetauscht werden müssen.Vehicle dummies or vehicle parts and dummies, which are coupled in a real test with the crash simulation system, are not fastened in the preliminary tests to determine the driving or braking forces on the acceleratable slide, since these components are costly and could be damaged by preliminary tests. As a replacement for these components, only a weight of these components having spare mass is attached to the acceleratable carriage. The replacement mass is firmly coupled to the carriage of the crash simulation system. With this structure, the preliminary tests are carried out. During acceleration or deceleration, the acceleration curve of the carriage with coupled substitute mass is detected. The variation in the deceleration or acceleration forces or their time course, which is carried out in the preliminary tests, compensates for the acceleration profile measured on the carriage with the required setpoint acceleration profile. These preliminary tests or the variation of the drive or braking forces are carried out until the acceleration curve corresponds to the desired acceleration profile. At the crash simulation facility, for example, the acceleration pulse applied to the carriage is changed or, alternatively, a braking device acting on the carriage is changed with respect to its braking force. Until the measured acceleration curve on the slide corresponds to a required nominal acceleration or its course, several preliminary tests may be necessary, which are time-consuming and expensive. In the further course of the experiment, after the carriage with the replacement mass arranged thereon has reached the required set acceleration course, the substitute mass used in the preliminary tests is removed from the carriage. A vehicle, vehicle part or a dummy vehicle are firmly attached to the carriage of the crash simulation system. Furthermore, at least one dummy is arranged on the vehicle, vehicle part or the vehicle dummy. In a simple case, the dummy is strapped to the existing seat. Now, the real test is carried out with this and the coupled measuring sensor for the respective experiment, wherein the determined in the preliminary test settings for braking or driving forces or their time course are impressed on the carriage. A disadvantage of the known method is the large number of preliminary tests and the deviations occurring in spite of preliminary tests in the real test. If, in the real test, an acceleration course is established which deviates from the set acceleration course, taking into account a possible tolerance band, the experiment with changed settings must be repeated until the acceleration course corresponds to the desired acceleration profile required in the real test. As a result, the costs incurred increase significantly, as in the real test with the crash simulation system costly components, such as sensors or provided with this dummies, must be replaced.

Ein Verfahren zur Verbesserung der Abbildungsgenauigkeit des Beschleunigungsverlaufes ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2009 038 455 A1 bekannt. Am Beispiel eines Beschleunigungsschlittens für Crashsimulationen wird das Verfahren beschrieben. Es wird dabei in den Vorversuchen zur Ermittlung des Kraft- oder Beschleunigungsverlaufes zusätzlich zu einer fest angekoppelten Ersatzmasse eine weitere bewegliche Ersatzmasse, welche die Massen der Dummys repräsentiert, angekoppelt. Es entsteht damit ein aufwändigerer Versuchsaufbau für die Vorversuche, wobei die bewegliche Ankopplung dem Realverhalten von Dummy und Sitz- und Gurtsystem entsprechen müsste, um mit dem Realversuch vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Eine rechnerische Korrektur der Ansteuerdaten aus den Vorversuchen findet nicht statt.A method for improving the imaging accuracy of the acceleration curve is known from the German patent application DE 10 2009 038 455 A1 known. The method is described using the example of an acceleration slide for crash simulations. It is coupled in the preliminary tests to determine the force or acceleration curve in addition to a fixed coupled spare mass, a further movable substitute mass, which represents the masses of the dummies. This results in a more complex experimental setup for the preliminary tests, wherein the movable coupling would have to correspond to the real behavior of dummy and seat and belt system in order to be comparable to the real test To achieve results. An arithmetical correction of the control data from the preliminary tests does not take place.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Verfahren zum Betreiben einer Crashsimulationseinrichtung eine für den Vorversuch optimierte Beschleunigung bzw. eine diese hervorrufende Antriebs- oder Bremskraft bzw. deren zeitlichen Verlauf zu ermitteln.The object of the invention is to determine for a method for operating a crash simulation device an acceleration optimized for the preliminary test or a drive or braking force or its time profile that causes it.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved by a method according to the main claim. Advantageous developments can be found in the subclaims.

Das Verfahren zum Betreiben einer Crashsimulationsanlage ist für Versuche geeignet, bei welchen eine Beschleunigungsvorrichtung auf einen Schlitten einwirkt, wobei für die Crashsimulation Fahrzeuge oder Fahrzeugattrappen und/oder Fahrzeugteile, wie z. B. Sitze, lösbar auf dem Schlitten angeordnet werden, wobei ausgehend von einer für den jeweiligen Versuch geforderten Sollbeschleunigung oder dem Verlauf der geforderten Sollbeschleunigung die zum Beschleunigen des Schlittens aufzubringende Antriebs- oder Bremskraft oder ein Verlauf der Antriebs- oder Bremskraft ermittelt wird. Eine Beschleunigungsvorrichtung, z. B. ein hydraulischer Stößel oder im Fall eines Verzögerungsschlittens eine Bremseinrichtung wirken im Versuch mit der ermittelten Antriebs- oder Bremskraft oder deren Verlauf auf den Schlitten ein. Gemäß dem angegebenen Verfahren erfolgt die Durchführung wenigstens eines Vorversuches mit einer auf dem Schlitten angekoppelten Ersatzmasse. Diese Ersatzmasse hat das Gewicht der später im Realversuch mit der Crashsimulationsanlage verwendeten Fahrzeuge oder Fahrzeugattrappe und/oder der Fahrzeugteile und wenigstens des einen verwendeten Dummys. Die Ersatzmasse variiert damit je nach Versuchsaufbau. Es erfolgt im Vorversuch eine Aufnahme der Beschleunigungswerte für den Schlitten und ein Abgleich mit einer geforderten Sollbeschleunigung oder dem Verlauf der Sollbeschleunigung. Mit unterschiedlichen den Schlitten bewegenden Antriebs- oder Bremskräften oder alternativ mit vorzugebenden Beschleunigungen werden die Vorversuche wiederholt, bis die am Schlitten gemessene Beschleunigung oder deren Verlauf der Sollbeschleunigung oder dem Verlauf der Sollbeschleunigung entspricht. Der Crashsimulationsanlage werden dabei alternativ einmal Brems- oder Antriebskräfte oder deren zeitliche Verläufe zur Steuerung vorgegeben, wobei alternativ bei einer Beschleunigungsschnittstelle zur Ansteuerung der Crashsimulationsanlage die direkte Vorgabe einer Beschleunigung erfolgen kann. Erfindungsgemäß wird mit einem Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit den angekoppelten Ersatzmassen abbildet, eine modellierte Antriebs- oder Bremskraft oder ein Verlauf der modellierten Antriebs- oder Bremskraft für Schlitten und Ersatzmasse ermittelt, welcher eine Beschleunigung am Schlitten erzeugt, die einer im Versuch geforderten, auf den Schlitten einwirkenden Sollbeschleunigung oder deren Verlauf entspricht. Alternativ kann das Modell eine Zuordnung der im Versuch geforderten Sollbeschleunigung zu einer der Crashsimulationsanlage vorzugebenden modellierten Beschleunigung enthalten, welche der Ansteuerung der Crashsimulationsanlage vorgegeben werden muss, um am Schlitten die vom Versuch geforderte Beschleunigung oder deren Verlauf messen zu können. Mit einem weiteren Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit dem beim Realversuch mit der Crashsimulationsanlage angekoppelten Fahrzeug oder der Fahrzeugattrappe und/oder der Fahrzeugteile und dem wenigstens einen Dummy abbildet, werden eine modellierte Antriebs- oder Bremskraft oder ein Verlauf der modellierten Antriebs- oder Bremskraft ermittelt, welche/r für diesen Aufbau mit Fahrzeug oder Fahrzeugattrappe und/oder Fahrzeugteilen und wenigstens einem Dummy eine Beschleunigung am Schlitten erzeugt, die einer im Versuch geforderten Sollbeschleunigung oder einem Verlauf der geforderten Sollbeschleunigung entspricht. Erfindungsgemäß vorteilhaft wird so der Unterschied zwischen Vorversuch und Realversuch mit der Crashsimulationsanlage in Modellen abgebildet, welche nachfolgend zur Korrektur einer für den Vorversuch ermittelten der Crashsimulationsanlage vorzugebenden Beschleunigung oder dem Verlauf dieser oder einer vorzugebenden Antriebs- oder Bremskraft bzw. deren Verlauf genutzt wird. Es wird die Differenz der Ausgangsgrößen dieser Modelle gebildet. Dies kann einmal die modellierte Antriebs- oder Bremskraft oder deren Verlauf oder eine der Crashsimulationsanlage vorzugebende Beschleunigung oder deren Verlauf sein. Diese Differenz wird aus den Ausgangsgrößen des Modells, welches das Verhalten des Schlittens mit den angekoppelten Ersatzmassen abbildet und dem weiteren Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit dem im Realversuch angekoppelten Fahrzeug oder der Fahrzeugattrappe und/oder den Fahrzeugteilen und dem wenigstens einen Dummy abbildet, gebildet. Mit der so berechneten Differenz der modellierten Ausgangsgrößen erfolgt die Berechnung eines Korrekturwertes der Beschleunigung, so dass aus der Sollbeschleunigung und dem Korrekturwert die für den Vorversuch vorzugebende Beschleunigung oder des der Crashsimulationsanlage vorzugebenden Beschleunigungsverlaufes oder der diesen hervorrufenden Antriebs- oder Bremskraft oder des Verlaufes der Antriebs- oder Bremskraft ermittelt werden kann. Diese werden dann direkt oder indirekt zur Ansteuerung einer Crashsimulationsanlage verwendet. Die Crashsimulationsanlagen weisen hierfür Ansteuereinheiten auf, welchen ein geforderter Beschleunigungsverlauf als Sollgröße übergeben wird und die entsprechenden Beschleunigungsvorrichtungen werden dann gemäß einer in der Anlage hinterlegten Ansteuerung betrieben. Es können alternativ auch Brems- oder Antriebskräfte einer Bremseinrichtung oder einem Antrieb, z. B. einem hydraulischen Stößelantrieb vorgegeben werden. Die so rechnerisch korrigierte Ansteuergröße oder deren Verlauf erzeugen bereits im Vorversuch eine sehr gute Übereinstimmung zu der für den Realversuch geforderten Sollbeschleunigung bzw. deren Verlauf.The method for operating a crash simulation system is suitable for experiments in which an acceleration device acts on a carriage, wherein for the crash simulation vehicles or vehicle dummies and / or vehicle parts such. As seats are arranged detachably on the carriage, starting from a required for each test target acceleration or the course of the required target acceleration to be applied for accelerating the carriage drive or braking force or a profile of the drive or braking force is determined. An accelerator, z. As a hydraulic ram or in the case of a deceleration slide a braking device act in the experiment with the determined drive or braking force or its course on the carriage. According to the specified method, at least one preliminary test is carried out with a replacement mass coupled to the carriage. This replacement mass has the weight of the vehicles or vehicle dummy used in the real test with the crash simulation system and / or the vehicle parts and at least the one used dummies. The replacement mass thus varies depending on the experimental setup. In the preliminary test, a recording of the acceleration values for the slide and a comparison with a required nominal acceleration or the course of the nominal acceleration are carried out. With different drive or braking forces moving the carriage or alternatively with preselected accelerations, the preliminary tests are repeated until the acceleration measured on the carriage or its course corresponds to the desired acceleration or the course of the nominal acceleration. Alternatively, braking or driving forces or their temporal courses are predefined for the control of the crash simulation system, with the direct specification of an acceleration being able to take place alternatively at an acceleration interface for controlling the crash simulation system. According to the invention, a modeled driving or braking force or a progression of the modeled drive or braking force for slides and replacement mass is determined with a model which maps the behavior of the carriage with the coupled substitute masses, which generates an acceleration on the carriage which is required in the test , acting on the carriage target acceleration or its course corresponds. Alternatively, the model may include an assignment of the desired acceleration required in the test to a modeled acceleration to be predefined for the crash simulation system, which must be specified for triggering the crash simulation system in order to be able to measure the acceleration or its course required by the test on the carriage. With a further model, which depicts the behavior of the carriage with the vehicle or the vehicle dummy and / or the vehicle parts and the at least one dummy coupled in the real test with the crash simulation system, a modeled drive or braking force or a profile of the modeled drive or braking force determines which / r for this structure with vehicle or vehicle dummy and / or vehicle parts and at least one dummy generates an acceleration on the carriage, which corresponds to a desired acceleration required in the experiment or a course of the required target acceleration. Advantageously according to the invention, the difference between the preliminary test and the real test with the crash simulation system is modeled, which is subsequently used to correct an acceleration or the course of the acceleration or braking force or its course to be predetermined for the preliminary test of the crash simulation system. The difference between the output quantities of these models is formed. This can be the modeled drive or braking force or its course or an acceleration or its course to be specified for the crash simulation system. This difference is calculated from the output variables of the model, which depicts the behavior of the carriage with the coupled substitute masses, and the further model which depicts the behavior of the carriage with the vehicle or vehicle dummy and / or the vehicle parts and the at least one dummy coupled in the real test. educated. With the difference of the modeled output variables calculated in this way, the calculation of a correction value of the acceleration takes place, so that from the target acceleration and the correction value the acceleration to be preset for the preliminary test or the acceleration course to be predetermined or the drive or braking force or the course of the drive train to be given to the crash simulation system. or braking force can be determined. These are then used directly or indirectly to control a crash simulation system. For this purpose, the crash simulation systems have control units to which a required acceleration profile is transmitted as a setpoint, and the corresponding acceleration devices are then activated according to a control stored in the system operated. Alternatively, braking or driving forces of a braking device or a drive, for. B. a hydraulic ram drive can be specified. The so computationally corrected control variable or its course produce already in the preliminary test a very good match to the required for the real test target acceleration or its course.

Erfindungsgemäß vorteilhaft enthält das weitere Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit dem im Realversuch angekoppelten Fahrzeug oder der Fahrzeugattrappe und/oder der Fahrzeugteile und dem wenigstens einen Dummy abbildet, wenigstens ein Einzelmodell des Schlittens, des Dummys, des Sitzes und des Gurtsystems, welche verkoppelt das zur Berechnung genutzte weitere Modell ergeben. Die Nutzung modular aufgebauter Modelle ermöglicht die einfache Umkonfiguration bei Wechsel des Versuchsaufbaus. Weiterhin erhöht eine genaue Modellierung von Sitz, Gurtsystem und Dummyverhalten die Genauigkeit, da diese den Unterschied des realen Versuchsaufbaus im Vergleich zur festen Ersatzmasse hinsichtlich ihres Bewegungsverhaltens bei Einwirkung von sich dynamisch ändernden Beschleunigungen abbilden.Advantageously according to the invention, the further model, which images the behavior of the carriage with the vehicle or vehicle dummy and / or the vehicle parts and the at least one dummy coupled in the real test, contains at least one individual model of the carriage, dumbbell, seat and belt system, which couples the additional model used for the calculation. The use of modular models allows easy reconfiguration when changing the experimental setup. Furthermore, accurate modeling of seat, belt system, and dummy behavior enhances accuracy, as they map the difference in real experimental setup versus fixed replacement mass in terms of their motion behavior when exposed to dynamically changing accelerations.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt ein erstes Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit den angekoppelten Ersatzmassen abbildet.The method according to the invention uses a first model, which maps the behavior of the carriage with the coupled substitute masses.

Das für die Korrektur der Ansteuergrößen verwendete weitere Modell, welches das Verhalten des Schlittens mit dem beim Realversuch mit der Crashsimulationsanlage angekoppelten Fahrzeug oder der Fahrzeugattrappe und/oder der Fahrzeugteile und dem wenigstens einen Dummy abbildet, kann erfindungsgemäß vorteilhaft mit Messdaten der im Realversuch mit der Crashsimulationsanlage vom Schlitten gefahrenen Beschleunigung, bei welchem auf dem Schlitten Fahrzeugattrappe und/oder Fahrzeugteile und der wenigstens eine Dummy angeordnet ist, adaptiert werden.The further model used for the correction of the control variables, which maps the behavior of the carriage with the vehicle or vehicle dummy and / or the vehicle parts and the at least one dummy coupled in the real test with the crash simulation system, can be advantageously used according to the invention with measurement data from the real test with the crash simulation system From the carriage driven acceleration, in which on the carriage vehicle dummy and / or vehicle parts and the at least one dummy is arranged to be adapted.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels beschrieben.The invention will be described below with reference to an exemplary embodiment.

Hierbei zeigen:Hereby show:

1 eine schematische Darstellung der Crashsimulationsanlage und 1 a schematic representation of the crash simulation system and

2 eine Darstellung des Verfahrensablaufs in einem Blockschaltbild. 2 a representation of the process flow in a block diagram.

In 1 ist eine Crashsimulationsanlage 1 in einer schematisierten Darstellung gezeigt. Eine Beschleunigungsvorrichtung 2, hier als Bremseinheit zum Aufbringen negativer Beschleunigungen ausgeführt, ist an einer Schlittenbahn 3 angeordnet. Ein Schlitten 4 ist auf der Schlittenbahn 3 bewegbar geführt. Der Schlitten 4 trägt eine Fahrzeugattrappe 5 sowie Fahrzeugteile 6, hier als Sitz ausgeführt, und einen Dummy 7. Die Fahrzeugattrappe 5 und die auf dem Schlitten 4 angeordneten Fahrzeugteile 6 sind auf dem Schlitten 4 befestigbar und wieder lösbar angeordnet. Sie können je nach Versuchsart variiert werden. Die hier gezeigte Crashsimulationsanlage 1 ist als Verzögerungsschlitten ausgeführt. Der Schlitten 4 wird auf eine Anfangsgeschwindigkeit von einer Antriebseinheit – nicht dargestellt – beschleunigt und durch die Beschleunigungsvorrichtung 2 abgebremst. Die Anfangsgeschwindigkeit sowie die einwirkende Bremskraft und die damit hervorgerufene Verzögerung sind einzustellende Versuchsparameter. Sie erzeugen am Schlitten 4 einen Beschleunigungsverlauf, welcher dem Realversuch nachempfunden werden soll. Die Beschleunigungsvorrichtung 2 wird dabei mit einer zu fahrenden Soll-Beschleunigung bzw. mit einem Sollbeschleunigungsverlauf gespeist, wobei Antriebsgeschwindigkeit und Bremskraft hierzu eingestellt werden. Alternativ kann auch eine Bremskraft oder deren Verlauf direkt vorgegeben werden.In 1 is a crash simulation facility 1 shown in a schematic representation. An accelerator device 2 , designed here as a brake unit for applying negative accelerations, is on a carriage track 3 arranged. A sleigh 4 is on the sled track 3 movably guided. The sled 4 carries a vehicle dummy 5 as well as vehicle parts 6 , executed here as a seat, and a dummy 7 , The vehicle dummy 5 and those on the sled 4 arranged vehicle parts 6 are on the sled 4 fastened and arranged detachably again. They can be varied according to the type of test. The crash simulation system shown here 1 is designed as a deceleration slide. The sled 4 is accelerated to an initial speed by a drive unit - not shown - and accelerated by the accelerator 2 braked. The initial speed and the applied braking force and the delay caused thereby are experimental parameters to be set. They produce on the sledge 4 an acceleration course, which should be modeled on the real experiment. The accelerator device 2 is fed with a target acceleration to be driven or with a desired acceleration curve, wherein drive speed and braking force are set for this purpose. Alternatively, a braking force or its course can be specified directly.

2 zeigt in einem Blockschaltbild den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf in einer möglichen Ausgestaltung. Im Block 8 ist ein mathematisches Modell für das Bewegungsverhalten, insbesondere das Beschleunigungsverhalten des in 1 gezeigten Schlittens 4 hinterlegt. Abweichend zum Aufbau in 1 ist in dem Modell ein Schlitten 4 modelliert, welcher anstelle des Dummys 7 und der Fahrzeugteile 6 eine diese ersetzende, fest mit dem Schlitten 4 gekoppelte Ersatzmasse berücksichtigt, wobei diese dem später auf dem Schlitten 4 montierten Zusatzgewicht durch Fahrzeug oder deren Teile oder einer Fahrzeugattrappe oder Kombinationen von diesen und wenigstens einem Dummy entspricht. Die zur Modellierung berücksichtigte Ersatzmasse entspricht der real in den Vorversuchen verwendeten. Mit einer entsprechenden auf dem Schlitten 4 angeordneten Ersatzmasse werden in den Vorversuchen die Versuchsparameter für die Beschleunigungsvorrichtung 2 so ermittelt, dass der geforderte Sollbeschleunigungsverlauf in den Schlitten 4 eingeprägt wird. Das mathematische Modell bildet dabei einen Zusammenhang ab der als Eingangsgröße eine geforderten Soll-Beschleunigung oder deren Verlauf a_soll aufweist und hieraus eine modellierte Brems- oder Antriebskraft bzw. deren Verlauf F_Mod_1 bildet. Das Modell kann dabei durch theoretische Modellbildung oder empirisch aus einer Anzahl von Versuchen gebildet werden. Bekannt sind beispielsweise mittels FEM modellierte Schlitten oder Fahrzeugteile bis hin zu detaillierten Modellen von Gurtsystemen und Dummys. Mittels dieser Modelle können hochkomplexe Systeme hinsichtlich ihres Bewegungsablaufs nachgebildet werden. Weitere Eingangsgrößen oder im Modell hinterlegte Parameter können dabei das Gewicht des Schlittens 4 sowie die angekoppelte Ersatzmasse sein. Im Falle des dargestellten Verzögerungsschlittens sind Mindesteingangsgrößen eine Anfangsgeschwindigkeit v_A des Schlittens 4 und der Verlauf einer geforderten Sollbeschleunigung a_soll. Je nach Modellbildung und Anforderung ist die Ausgangsgröße ein fester Wert, z. B. für eine Antriebs- oder Bremskraft bzw. der zeitliche Verlauf dieser. Zur Vereinfachung der Darstellung werden sowohl die aus den Modellen stammenden modellierten Festwerte, als auch zeitliche Verläufe von Brems- oder Antriebskraft im weiteren jeweils mit gleichem Bezugszeichen F_Mod_1 oder F_Mod_2 versehen, wobei Festwerte oder Verläufe gleichermaßen bezeichnet sind. Im Block 9 ist ein Modell hinterlegt, welches den Schlitten 4 mit angekoppelten Fahrzeugteilen 6 und/oder Fahrzeugattrappen 5 und mit zusätzlich wenigstens einem Dummy 7 abbildet. Die Modellbildung ist dabei ähnlich wie zum Block 8 beschrieben. Im einfachsten Fall sind die Anfangsgeschwindigkeit v_a des Schlittens 4 bei einer Ausführung als Verzögerungsschlitten und der geforderte Verlauf der Sollbeschleunigung a_soll Eingangsparameter des in Block 9 hinterlegten Modells. Das Modell in Block 9 weicht insofern von dem in Block 8 hinterlegten Modell ab, als hier keine Ersatzmasse auf dem Schlitten 4 angeordnet wird, sondern das komplexe Verhalten der nicht starr mit dem Schlitten 4 verbundenen Dummys 7, welche z. B. über das Gurtsystem mit einem Sitz verbunden sind, mit in der Modellbildung berücksichtigt wird. Aufgrund der unterschiedlich hinterlegten Modelle wird eine von F_Mod_1 verschiedene Antriebs- oder Bremskraft F_Mod_2 bzw. ein zeitlicher Verlauf dieser gebildet. Bei einer ideal zur realen Crashsimulationsanlage 1 passenden Modellierung sowie einer genauen Abbildung der Aufbauten sowohl von Fahrzeug- oder Fahrzeugteilen 6, Gurtsystem und Dummy 7 könnten mit dem in Block 9 hinterlegten Modell die im späteren Realversuch zu nutzenden Parameter für Brems- oder Antriebskraft direkt ermittelt werden. Es ist jedoch aufgrund von Ungenauigkeiten der hochkomplexen Verkopplung der verschiedenen Systeme nur mit hohem Aufwand möglich, ein ideal passendes Modell zu erstellen, aus welchem sich die Antriebs- oder Bremskräfte direkt ergeben. Hier hilft die Verkopplung der Modellbildung bzw. der mit dieser erzeugten Ergebnisse. Das Modell des Schlittens 4 mit angekoppelter Ersatzmasse, welches im Signalfluss im Block 8 hinterlegt ist und die aus diesem Modell ermittelte Antriebs- oder Bremskraft bzw. deren Verlauf F_Mod_1, spiegelt das Verhalten des Vorversuchs wieder. Die im Block 9 hinterlegte Modellierung des Schlittens mit angekoppelten Fahrzeugteilen und/oder Fahrzeugattrappe und des wenigstens einen Dummys 7 bildet hingegen in einem Modell den später auszuführenden Realversuch ab und ermittelt dessen Antriebs- oder Bremskraft F_Mod_2 bzw. deren zeitlichen Verlauf. Nachfolgend wird eine Differenz der durch die unterschiedlichen Modelle modellierten Antriebs- oder Bremskraft F_Mod_1 und F_Mod_2 bzw. deren Verlauf weiter betrachtet. Aus der Differenz F_Mod_Diff wird eine Beschleunigungskorrektur a_Korr im Block 11 berechnet und entsprechend der Sollbeschleunigung wird aus dieser und dem Korrekturwert im Block 12 die im Vorversuch zu fahrende Beschleunigung a_vor vorgegeben und aus dieser im Block 10 die Antriebs- oder Bremskraft F_Vor für den Vorversuch ermittelt. Die so gebildete korrigierte Antriebs- oder Bremskraft F_vor kann direkt zur Ansteuerung der Crashsimulationsanlage bzw. deren Beschleunigungsvorrichtung verwendet werden. Die Nutzung lediglich der Differenz von F_Mod_1 und F_Mod_2 vermindert den Einfluss von Fehlern der Modellierung der Crashsimulationsanlage und des Schlittens. 2 shows a block diagram of the process sequence according to the invention in a possible embodiment. In the block 8th is a mathematical model for the movement behavior, in particular the acceleration behavior of the in 1 shown carriage 4 deposited. Notwithstanding the structure in 1 is a sled in the model 4 modeled, which instead of the dummies 7 and the vehicle parts 6 one replacing them, stuck with the sled 4 coupled spare mass taken into account, which later on the carriage 4 mounted additional weight by vehicle or parts thereof or a dummy vehicle or combinations of these and at least one dummy corresponds. The substitute mass taken into account for modeling corresponds to that actually used in the preliminary tests. With a corresponding on the slide 4 arranged spare mass in the preliminary tests, the test parameters for the accelerator 2 determined so that the required target acceleration course in the carriage 4 is impressed. In this case, the mathematical model forms a connection which has a required nominal acceleration or its course a_setpoint as the input variable and from this forms a modeled braking or driving force or its profile F_Mod_1. The model can be formed by theoretical modeling or empirically from a number of experiments. Known are, for example, by means of FEM modeled carriages or vehicle parts to detailed models of harnesses and dummies. By means of these models, highly complex systems can be simulated with regard to their sequence of movements. Further input variables or parameters stored in the model can be used the weight of the sled 4 as well as the coupled spare mass. In the case of the delay carriage shown, minimum input quantities are an initial speed v_A of the carriage 4 and the course of a required target acceleration a_soll. Depending on the modeling and requirement, the output is a fixed value, eg. B. for a drive or braking force or the time course of this. In order to simplify the illustration, both the modeled fixed values originating from the models as well as temporal courses of braking or driving force are further provided with the same reference character F_Mod_1 or F_Mod_2 in each case, with fixed values or courses being likewise designated. In the block 9 is a model deposited, which is the sled 4 with coupled vehicle parts 6 and / or vehicle dummies 5 and in addition at least one dummy 7 maps. The modeling is similar to the block 8th described. In the simplest case, the initial velocity v_a of the carriage 4 in a design as a deceleration slide and the required course of the desired acceleration a_set input parameter of in block 9 deposited model. The model in block 9 differs from the one in block 8th deposited model than here no spare mass on the slide 4 is arranged, but the complex behavior of not rigid with the carriage 4 connected dummies 7 which z. B. are connected via the belt system with a seat, is taken into account in the modeling. Due to the differently stored models, a different drive or braking force F_Mod_2 or a time profile of F_Mod_1 is formed. In an ideal for real crash simulation system 1 appropriate modeling as well as a detailed representation of the superstructures of both vehicle or vehicle parts 6 , Harness and dummy 7 could with the block 9 deposited model to be used in the later real test parameters to be used for braking or driving force directly. However, due to inaccuracies of the highly complex coupling of the various systems, it is only possible with great effort to create an ideally fitting model from which the drive or braking forces directly result. Here, the coupling of modeling or the results generated with it helps. The model of the sled 4 with coupled spare mass, which in the signal flow in the block 8th is stored and the determined from this model drive or braking force or its history F_Mod_1, reflects the behavior of the preliminary test again. The in the block 9 deposited modeling of the carriage with coupled vehicle parts and / or vehicle dummy and the at least one dummy 7 On the other hand, in a model it forms the real test to be carried out later and determines its drive or braking force F_Mod_2 or its time course. Subsequently, a difference of the drive or braking force F_Mod_1 and F_Mod_2 modeled by the different models or their course is further considered. From the difference F_Mod_Diff is an acceleration correction a_Korr in the block 11 calculated and according to the target acceleration is from this and the correction value in the block 12 the acceleration a_vor specified in the preliminary test and from this in the block 10 the drive or braking force F_Vor determined for the preliminary test. The thus formed corrected drive or braking force F_vor can be used directly for controlling the crash simulation system or its acceleration device. Using only the difference of F_Mod_1 and F_Mod_2 reduces the influence of errors in the modeling of the crash simulation system and the carriage.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009038455 A1 [0005]

Claims

Method for operating a crash simulation system ( 1 ), which one through an accelerating device ( 2 ) acceleratable carriage ( 4 ) on which for the crash simulation vehicles or vehicle dummies ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) are detachably arranged, wherein starting from a required desired acceleration (a_soll) or the course of the required target acceleration (a_soll) for accelerating the carriage ( 4 ) by means of the accelerating device ( 2 ) or the drive or braking force curve is determined by the following steps: - carrying out at least one preliminary test with one on the carriage ( 4 ) coupled replacement mass, the total weight of the later in the real test with the crash simulation system ( 1 ) or vehicle dummies ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and at least one dummy used ( 7 ) - Recording the acceleration values for the carriage ( 4 ) and matching with the required oll acceleration (a_soll) or the course of the desired acceleration (a_soll), wherein the preliminary tests with different the slide ( 4 ) moving driving or braking forces are repeated until the carriage ( 4 ) or whose course corresponds to the desired acceleration (a_setpoint) or its course, characterized in that the desired acceleration demanded for the carriage is corrected by a correction value a_correct to determine a corrected target acceleration for the preliminary test a_Vor, from which the acceleration of the Sledge ( 4 ) by means of the accelerating device ( 2 ) or the drive or braking force curve for the preliminary test F before is determined by: - with a first model which determines the behavior of the carriage ( 4 ) with the coupled substitute mass, a modeled drive or braking force or a profile of the modeled drive or braking force (F_Mod_1) for slides ( 4 ) and substitute mass is determined, which / s an acceleration on the carriage ( 4 ), which corresponds to a desired acceleration (a_soll) or a course of the desired acceleration (a_soll), with a further model which determines the behavior of the carriage ( 4 ) with the real test with the crash simulation system ( 1 ) coupled vehicle or the vehicle dummy ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and the at least one dummy ( 7 ), a modeled drive or braking force or a progression of the modeled drive or braking force (F_Mod_2) of the carriage and the coupled vehicle or vehicle dummy ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and the at least one dummy ( 7 ) is determined, which / r for this structure an acceleration on the slide ( 4 ), a difference (F_Mod_Diff) of the modeled drive or braking force (F_Mod_1 and F_Mod_2) or a course of the modeled drive or braking force between the model, which depicts the behavior of the carriage with the coupled substitute masses and the model which shows the behavior of the carriage with the vehicle or vehicle dummy ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and the at least one dummy ( 7 ) is formed, with the difference (F_Mod_Diff) thus calculated, a correction of the acceleration to be specified in the preliminary test or of the acceleration course of the carriage ( 4 ) or the driving or braking force (F_Vor) or the course of the drive or braking force (F_Vor) that causes it, and the corrected drive or braking force (F_Korr) or the course of the corrected drive or braking force (F_Korr) formed directly or indirectly for controlling a crash simulation system ( 1 ) is used in the preliminary experiment.

A method according to claim 1, characterized in that for determining the correction value (a_Korr), the quotient of the difference (F_Mod_Diff) of the braking force or the course of the braking force and the mass of the carriage ( 4 ) is formed with coupled replacement mass.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the further model which determines the behavior of the carriage ( 4 ) with the vehicle or vehicle dummy ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and the at least one dummy ( 7 ), at least one single model of the carriage ( 4 ), the dummies ( 7 ), the seat and the belt system, which coupled show the used for simulation another model.

A method according to claim 1 or 3, characterized in that the corrected drive or braking force for the preliminary test (F_vor) or the course of the corrected drive or braking force for the preliminary test (F_vor) of the drive unit of a crash simulation system ( 1 ) as an input variable and the simulation of a crash test with on the slide ( 4 ) arranged vehicle or the vehicle dummy ( 5 ) and / or vehicle parts ( 6 ) and the at least one dummy ( 7 ) is made.