DE19511422A1 - Motor vehicle collision simulator - Google Patents

Motor vehicle collision simulator

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DE19511422A1
DE19511422A1 DE19511422A DE19511422A DE19511422A1 DE 19511422 A1 DE19511422 A1 DE 19511422A1 DE 19511422 A DE19511422 A DE 19511422A DE 19511422 A DE19511422 A DE 19511422A DE 19511422 A1 DE19511422 A1 DE 19511422A1
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Junichi Aiki
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
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Abstract

The simulator enables a crash to be simulated using a test body or structure with wheels. An electrohydraulic servo actuator (6) subjects the test body (1) to a desired or target deceleration by pushing it. A control unit (7) regulates or controls the actuator and an acceleration control system with an input signal generator unit (8) produces an input signal for determining the target deceleration of the control unit. A shock damper is used to stop the test body, which moves at a constant speed after thrust has been applied by the actuator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Kollisions­ simulator und ein Kraftfahrzeug-Kollisionssimulationstest­ verfahren für die zerstörungsfreie Prüfung eines Kraftfahr­ zeugs.The invention relates to a motor vehicle collision simulator and a motor vehicle collision simulation test procedure for the non-destructive testing of a motor vehicle stuff.
Im allgemeinen werden Kraftfahrzeug-Kollisionstests (sog. "Crash-Tests") hauptsächlich in einen tatsächlichen Kollisionstest zur Bewertung der Aufprall(zerstörungs)größen und der verbleibenden Fahrgastzelle und in eine zerstörungs­ freie Kollisionsbeschleunigungssimulation (d. h. zerstörungs­ freie Kollisions-G-Simulation) für die Bewertung der Fahr­ gast-Schutzvorrichtungen, typischerweise sog. Airbagsystem und Sitzgurt, eingeteilt.In general, automotive collision testing (so-called "crash tests") mainly into an actual one Collision test to assess the impact (destruction) sizes and the remaining passenger compartment and into a destructive one free collision acceleration simulation (i.e. destructive free collision G simulation) for the evaluation of the driving guest protection devices, typically so-called airbag systems and seat belt.
Die Erfindung bezieht sich auf die letztere Kategorie, d. h. den zerstörungsfreien Kollisionsbeschleunigungs- oder -G-Simulator (nämlich die zerstörungsfreie Kollisions-G- Simulation). In dem mit diesem G-Simulator (d. h. Beschleuni­ gungssimulator) durchgeführten Tests wird eine Soll- bzw. Zielbeschleunigung oder auch Aufprallbeschleunigung (durch die Kollision verursachte Verzögerung) auf eine starr kon­ struktierte Fahrgastzelle einer Rohkarosserie (Testaufbau) mit Fahrzeugrädern ausgeübt, wobei die durch Fahrgastschutz­ vorrichtungen oder die Fahrgastzellenauslegung bei der Kolli­ sion auf eine(n) sog. "Dummy" (Versuchspuppe) ausgeübte Wir­ kung für die Entwicklung eines sichereren Fahrzeugs ausge­ wertet wird. The invention relates to the latter category, d. H. the non-destructive collision acceleration or -G simulator (namely the non-destructive collision G- Simulation). In which with this G simulator (i.e. acceleration test), a target or Acceleration of target or acceleration of impact (by the collision caused delay) to a rigid con structured passenger cell of a body-in-white (test setup) exercised with vehicle wheels, which by passenger protection devices or the design of the passenger compartment in the package sion on a so-called "dummy" (experimental manikin) development for a safer vehicle is evaluated.  
Herkömmlicherweise wurde ein solcher Test mittels eines in Fig. 9 gezeigten mechanischen Systems durchgeführt.Conventionally, such a test has been carried out using a mechanical system shown in FIG. 9.
Dabei wird ein Versuchskörper 1, z. B. eine Rohkarosserie mit Rädern, in welchem (welcher) eine Versuchspuppe oder eine Fahrgastschutzvorrichtung bzw. ein -rückhaltesystem angeord­ net ist, mittels einer Winde 2 o. dgl. über ein Stahlseil 13 gezogen. Sodann wird der Versuchskörper 1 mittels an einer Wand 4 o. dgl. befestigter mechanischer Stopper 5, wie Leit­ kissen (lead pad), Hydraulikdämpfer o. dgl. zerstörungsfrei gestoppt, so daß die Zielbeschleunigung im Fahrgast-Zellen­ teil des Versuchskörpers 1 erzeugt wird, wenn auf einer Fahrbahn 3 eine Zielgeschwindigkeit erreicht wird.A test body 1 , for. B. a body-in-white with wheels, in which (which) a manikin or a passenger protection device or a restraint system is arranged by means of a winch 2 or the like, pulled over a steel cable 13 . Then, the test specimen 1 by means of a wall 4 o. The like. Fastened mechanical stopper 5 as Leit cushion (lead pad), o hydraulic damper. Like. Destructively stopped so that the target acceleration in the passenger cell is produced in part of the test body 1, if a target speed is reached on a lane 3 .
Dieses herkömmliche Testverfahren krankt an den folgen­ den, noch zu lösenden Problemen:This conventional test procedure suffers from the consequences the problems to be solved:
  • 1. Bei jedesmaliger Änderung der Testbedingungen ist eine Einstellung der mechanischen Stopper erforderlich. Zudem ist der Zeitverlust aufgrund des Versuch-und-Irrtum-Testverfah­ rens groß; eine Beschleunigungskurvenformpräzision und ihre Reproduzierbarkeit sind beeinträchtigt.1. Each time the test conditions change, there is a Mechanical stopper adjustment required. In addition is the loss of time due to the trial and error test procedure rens big; an acceleration curve shape precision and their Reproducibility is impaired.
  • 2. Es besteht die Gefahr für eine Beschädigung des Ver­ suchskörpers.2. There is a risk of damage to the Ver search body.
  • 3. Die Fahrstrecke ist lang (sie beträgt im allgemeinen etwa 100 m). Aus diesem Grund ist ein großes Versuchsgelände nötig.3. The route is long (in general it is about 100 m). For this reason, there is a large test area necessary.
Aufgrund dieser Probleme ist der Test mit dem herkömmli­ chen zerstörungsfreien Kollisions-G-Simulator mit zwei Haupt­ schwierigkeiten behaftet, nämlich erhöhten Testkosten als Folge einer größeren Zahl von Versuchskörpern, einer langen Test zeit und eines großen Versuchsgeländes sowie einem Problem, das bei der Testauswertung durch die Beschleuni­ gungskurvenformpräzision o. dgl. hervorgerufen wird. Zur Senkung der Kosten für Kraftfahrzeuge mit Fahrgastschutzvor­ richtungen besteht ein weltweiter Bedarf nach der Bereit­ stellung eines neuartigen Beschleunigungs- bzw. G-Simulators, der die geschilderten Probleme zu überwinden vermag.Because of these problems, the test with the conventional Chen non-destructive collision G simulator with two main difficulties, namely increased test costs than Follow a large number of test specimens, a long one Test time and a large test site as well as a Problem with the test evaluation by the acceleration tion curve shape precision or the like. For  Reduction of costs for motor vehicles with passenger protection directions there is a worldwide need for readiness provision of a new type of acceleration or G simulator, who can overcome the problems described.
Im Hinblick auf die geschilderten Mängel (des Stands der Technik) besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Kraftfahrzeug-Kollisionssimulators und eines Kraftfahr­ zeug-Kollisionssimulationstestverfahrens, mit denen die Kosten für den zerstörungsfreien Kraftfahrzeug-Kollisionstest gesenkt und die Testgenauigkeit verbessert werden können.With regard to the shortcomings described (the status of Technology) is an object of the invention to provide a motor vehicle collision simulator and a motor vehicle tool collision simulation test method that the Cost of the non-destructive motor vehicle collision test reduced and test accuracy can be improved.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug-Kolli­ sionssimulator, umfassend: einen elektrohydraulischen Servo­ betätiger, um dem Versuchskörper mit Rädern durch Stoßen (pushing) des Versuchskörpers eine Soll- bzw. Zielverzögerung zu erteilen, eine Reglereinheit zum Regeln oder Ansteuern des elektrohydraulischen Servobetätigers und ein Beschleunigungs­ regelsystem mit einer Eingangssignalgeneratoreinheit zum Liefern eines Eingangssignals für die Bestimmung der Ziel­ verzögerung zur Reglereinheit. Der Kraftfahrzeug-Kollisions­ simulator kann ferner gekennzeichnet sein durch einen Stoß­ dämpfer zum Stoppen oder Anhalten des Versuchskörpers, der sich nach dem Stoßen durch den elektrohydraulischen Servo­ betätiger mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Der Kraftfahrzeug-Kollisionssimulator ist dadurch gekennzeichnet, daß der Versuchskörper (einen) Sitzgurt(e), Sitze, eine Instrumententafel und einen Handgriff enthält und eine Ver­ suchspuppe (ein "Dummy") auf dem Sitz mittels des Sitzgurts fixiert ist.The invention relates to a motor vehicle package sion simulator comprising: an electro-hydraulic servo actuator to the test specimen with wheels by bumping (Pushing) the test specimen a target or target deceleration to issue a controller unit for regulating or controlling the electro-hydraulic servo actuator and an acceleration control system with an input signal generator unit for Providing an input signal for determining the target delay to the controller unit. The motor vehicle collision The simulator can also be characterized by an impact damper for stopping or stopping the test specimen after bumping through the electro-hydraulic servo actuator moves at a constant speed. Of the Motor vehicle collision simulator is characterized in that that the test specimen (a) seat belt (s), seats, one Instrument panel and a handle contains and a ver Search doll (a "dummy") on the seat using the seat belt is fixed.
Beim Kraftfahrzeug-Kollisionssimulator mit dem oben umrissenen Aufbau wird der Kolben mit einer harten bzw. festen Stelle des Versuchskörpers in Berührung gebracht, während sich der Kolben des Betätigers oder Stelltriebs (actuator) am unteren Totpunkt des Einfahrhubs befindet. Um unter diesen Bedingungen die Zielbeschleunigung (eine Verzögerung des Versuchskörpers, d. h. des Fahrzeugs) dem Versuchskörper zu erteilen, wird letzterer durch Betätigung des Kolbens unter der Steuerung der Reglereinheit durch das Beschleunigungssteuersystem gestoßen (pushed). Wenn die Beschleunigung des Versuchskörpers sowie die Zielbeschleuni­ gungsgeschwindigkeit zu "Null" werden und der Versuchskörper die Höchstgeschwindigkeit erreicht, wird die Betätigung des Kolbens gestoppt. Der Versuchskörper trennt sich somit vom Kolben und nimmt unter der Trägheit praktisch eine Linear­ bewegung gleichbleibender Geschwindigkeit, d. h. konstanter Geschwindigkeit (isovelocity linear motion) an. Dieser Be­ schleunigungs-"0"-Zustand (0 G-Zustand) entspricht der tat­ sächlichen oder Ist-Geschwindigkeit "0" des Fahrzeugs nach der Kollision, d. h. dem Stoppzustand des Fahrzeugs, und ist Teil der Test- oder Versuchsauswertungsperiode, während welcher sich die Versuchspuppe im Versuchsaufbau (in der Fahrgastzelle) noch in Bewegung befindet.In the motor vehicle collision simulator with the above outlined structure, the piston is hard or fixed place of the test body in contact, while the piston of the actuator or actuator (actuator) is located at the bottom dead center of the entry stroke. Around under these conditions the target acceleration (a  Delay of the test specimen, d. H. of the vehicle) the The test body is issued, the latter by actuation of the piston under the control of the regulator unit by the Acceleration control system pushed. If the Acceleration of the test body and the target acceleration speed and "the test specimen reaches the maximum speed, the actuation of the Piston stopped. The test specimen thus separates from the Piston and takes virtually a linear under the inertia movement of constant speed, d. H. more constant Speed (isovelocity linear motion). This Be acceleration "0" state (0 G state) corresponds to the tat actual or actual speed "0" of the vehicle the collision, d. H. the stop state of the vehicle, and is Part of the test or trial evaluation period while which the manikin in the experimental setup (in the Passenger compartment) is still in motion.
Abhängig vom Ziel des Tests sind ferner die Sitzgurte, die Sitze, die Instrumententafel und der Handgriff (handle) im Versuchskörper vorgesehen, wobei die Versuchspuppe mittels des Sitzgurts am Sitz fixiert ist. Weiterhin können gewünsch­ tenfalls Fensterscheiben und etwaige andere Fahrgastschutz­ vorrichtungen usw. am Versuchskörper montiert sein, so daß ein einem tatsächlichen Fahrzeugunfall ähnlicher Test durch­ geführt und der Einfluß auf die Versuchspuppe bei der Kolli­ sion bestätigt bzw. festgestellt werden kann. Der Versuchs­ körper kann eine Rohkarosserie (white body) sein, die im allgemeinen dadurch hergestellt wird, daß preßgeformte dünne Stahlblechplatten (-profile) zu einer Rahmenform eines Kraft­ fahrzeugs zusammengesetzt, Türen, Kotflügel o. dgl. an der Anordnung zu einem Fahrzeugaufbau (body shell) montiert und eine Grundierung darauf aufgebracht werden. Der erfindungs­ gemäß verwendete Versuchskörper ist nicht auf die beschrie­ bene Rohkarosserie beschränkt, vielmehr kann gewünschtenfalls ein Versuchsaufbau (sample), bei dem Sitze einfach auf dem Fahrgestell vorgesehen sind und eine Versuchspuppe unter Sicherung mittels eines Sitzgurts auf einen Sitz gesetzt ist, verwendet werden, ohne die Rohkarosserie zu benutzen.Depending on the goal of the test, the seat belts, the seats, the instrument panel and the handle provided in the test body, the manikin using the seat belt is fixed to the seat. Furthermore can be desired If necessary, window panes and any other passenger protection devices etc. on the test body so that a test similar to an actual vehicle accident led and the influence on the dummy in the package sion can be confirmed or ascertained. The attempt body can be a body in white is generally manufactured in that press-formed thin Sheet steel plates (profiles) to a frame shape of a force vehicle assembled, doors, fenders or the like on the Arrangement to a vehicle body (body shell) mounted and a primer can be applied to it. The invention The test specimen used in accordance with is not described bene body shell limited, rather can if desired an experimental setup (sample), in which seats simply sit on the Chassis are provided and a dummy under  Securing is placed on a seat using a seat belt, be used without using the body shell.
Ferner ist ein Stoßdämpfer vorgesehen, wodurch der Ver­ suchskörper nach der Auswertung in sicherer Weise und ohne jede Beschädigung gestoppt wird.Furthermore, a shock absorber is provided, whereby the Ver search body after evaluation in a safe manner and without any damage is stopped.
Erfindungsgemäß können die Hauptprobleme beim herkömmli­ chen Kraftfahrzeug-Kollisions-G-Simulator gelöst werden, so daß eine Senkung der Testkosten, eine Verkürzung der Testzeit und eine Verbesserung der Testpräzision oder -genauigkeit erreicht werden.According to the invention, the main problems with conventional Chen motor vehicle collision G simulator can be solved, so that a reduction in test costs, a reduction in test time and an improvement in test precision or accuracy can be achieved.
Damit ist es möglich, die Testanlage (Versuchsgelände) zu verkleinern und ferner Geräuscherzeugung zu verringern. Mit der Erfindung wird folglich ein Beitrag zu einer Kosten­ senkung für mit Fahrgastschutzvorrichtungen (oder -rückhalte­ systemen) ausgerüstete Kraftfahrzeuge geleistet.This makes it possible to build the test facility (test site) to reduce and further reduce noise generation. The invention thus becomes a contribution to costs lowering for with passenger protection devices (or restraints systems) equipped motor vehicles.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:Below are preferred embodiments of the Er Finding compared to the prior art based on the drawing tion explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is an overall view of a system according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 is an overall view of an installation according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 is an overall view of a system according to a third embodiment of the invention,
Fig. 4 eine graphische Darstellung eines ersten Beispiels einer im Versuchskörper zu reproduzierenden Ziel­ beschleunigung, An acceleration Fig. 4 is a graphical representation of a first embodiment in the test body to be reproduced target,
Fig. 5 eine graphische Darstellung eines zweiten Beispiels einer im Versuchskörper zu reproduzierenden Ziel­ beschleunigung, Fig acceleration. 5 is a graph of a second example in the test body to be reproduced target,
Fig. 6 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 is an overall view of a system according to a fourth embodiment of the invention,
Fig. 7 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 shows an overall view of a plant according to a fifth embodiment of the invention,
Fig. 8 eine Gesamtansicht einer Anlage gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 8 is a general view of a plant according to a sixth embodiment of the invention, and
Fig. 9 eine Gesamtansicht einer herkömmlichen Anlage. Fig. 9 is an overall view of a conventional system.
Fig. 9 ist eingangs bereits erläutert worden. Fig. 9 has been already explained.
Erste AusführungsformFirst embodiment
Fig. 1 veranschaulicht eine Anlagenausgestaltung eines zerstörungsfreien Kraftfahrzeug-Kollisions-G-Simulators (bzw. -Beschleunigungssimulators) gemäß einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung. In Fig. 1 sind den Teilen von Fig. 9 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet. Fig. 1 illustrates a plant design of a non-destructive motor vehicle collision G simulator (or acceleration simulator) according to a first embodiment of the invention. In Fig. 1, parts corresponding to those of Fig. 9 are designated by the same reference numerals as there.
Gemäß Fig. 1 ist ein mit einem Kolben 61 versehener elektrohydraulischer Servobetätiger 6 vorgesehen, der so ausgestaltet ist, daß durch Antreiben des Kolbens 61 dem Versuchskörper oder -aufbau (z. B. eine Rohkarosserie o. dgl. mit Fahrzeugrädern und mit eingesetzter Versuchspuppe oder einer eingebauten Fahrgastschutzvorrichtung) ohne Einspannen des Versuchskörpers eine Zielverzögerung oder auch Aufprall­ verzögerung erteilt werden kann. Am Kolben 61 des elektro­ hydraulischen Servobetätigers 6 sind ein Stellungssensor und ein Beschleunigungssensor (beide nicht dargestellt) montiert. Referring to FIG. 1 a provided with a piston 61 of electro-hydraulic servo actuator 6 is provided which is designed such that by driving of the piston o 61 the test body or assembly (e.g., as a body shell. Like. With vehicle wheels and with an inserted test dummy or a built-in passenger protection device) a target deceleration or impact delay can be given without clamping the test body. A position sensor and an acceleration sensor (both not shown) are mounted on the piston 61 of the electro-hydraulic servo actuator 6 .
Die Rohkarosserie wird im allgemeinen durch Zusammen­ setzen von preßgeformten dünnen Stahlblechplatten zu einer Rahmenform eines Kraftfahrzeugs, Einbau von Türen, Kotflügeln o. dgl. in die Anordnung zur Bildung eines Körperaufbaus (body shell) und Auftragen einer Grundierung darauf angefertigt. Der erfindungsgemäß verwendete Versuchskörper 1 ist nicht auf die beschriebene Rohkarosserie beschränkt. Gewünschtenfalls kann auch ein Versuchskörper benutzt werden, bei dem Sitze einfach auf einem Fahrgestell angeordnet sind und eine Ver­ suchspuppe auf einem Sitz plaziert und mit einem Sitzgurt gesichert ist.The body-in-white is generally made by assembling press-formed thin steel sheets into a frame shape of a motor vehicle, installing doors, fenders or the like in the body shell assembly and applying a primer thereon. The test body 1 used according to the invention is not limited to the body-in-white described. If desired, a test body can also be used, in which seats are simply arranged on a chassis and a manikin is placed on a seat and secured with a seat belt.
Für die Steuerung des elektrohydraulischen Betätigers 6 ist an diesen eine Reglereinheit 7 über (Steuer-)Meßkabel 11a und 11b angeschlossen. Ein (Eingangs-)Signalgenerator 8 zum Liefern eines Eingangssignals, das entsprechend der bei der Fahrgastzelle des Versuchskörpers 1 zu reproduzierenden Ziel­ verzögerungskurvenform bestimmt ist, zur Reglereinheit 7 ist über ein (Steuer-)Meßkabel 11c an die Reglereinheit 7 ange­ schlossen.For the control of the electrohydraulic actuator 6 , a controller unit 7 is connected to it via (control) measuring cables 11 a and 11 b. An (input) signal generator 8 for supplying an input signal, which is determined in accordance with the delay curve shape to be reproduced in the passenger compartment of the test body 1 , to the controller unit 7 is connected via a (control) measuring cable 11 c to the controller unit 7 .
Der elektrohydraulische Servobetätiger 6, die Reglerein­ heit 7, der Signalgenerator 8 sowie der Stellungssensor und der Beschleunigungssensor (nicht dargestellt), welch letztere am Kolben 61 des Servobetätigers 6 montiert sind, bilden ein Beschleunigungssteuersystem. Der Servobetätiger 6 ist mit hoher Ansprechfähigkeit und mit großer Energie ansteuerbar, um eine gewünschte Beschleunigung mit einer Kurven- bzw. Wellenform, die durch Kombination einer Grundwelle mit einer Hochfrequenzwelle erhalten wird, zu realisieren. An der dem Kolben 61 des Servobetätigers 6 gegenüberliegenden Seite ist ein Stoßdämpfer 12 zum beschädigungsfreien Stoppen des Ver­ suchskörpers 1 vorgesehen; der Versuchskörper bewegt sich dabei mit einer konstanten Geschwindigkeit, nachdem er durch den Servobetätiger 6 gestoßen (pushed) worden ist. The electrohydraulic servo actuator 6 , the controller unit 7 , the signal generator 8 and the position sensor and the acceleration sensor (not shown), the latter being mounted on the piston 61 of the servo actuator 6 , form an acceleration control system. The servo actuator 6 can be controlled with high responsiveness and with high energy in order to realize a desired acceleration with a curve or wave form, which is obtained by combining a fundamental wave with a high frequency wave. On the side opposite the piston 61 of the servo actuator 6 , a shock absorber 12 is provided for stopping the damage-free body 1 ; the test specimen moves at a constant speed after it has been pushed by the servo actuator 6 .
Im folgenden ist der mittels des Kraftfahrzeug-Kolli­ sions-G-Simulators nach Fig. 1 durchgeführte zerstörungsfreie Kollisionstest (zerstörungsfreie Kollisions-G-Simulations­ test) beschrieben.In the following, the non-destructive collision test (non-destructive collision G simulation test) carried out by means of the motor vehicle collision G simulator according to FIG. 1 is described.
Zunächst wird der Versuchskörper 1 dem elektrohydrau­ lischen Servobetätiger 6 zugewandt angeordnet, so daß die im Versuchskörper 1 angeordnete Versuchspuppe (der "Dummy") dem Servobetätiger 6 zugekehrt ist. Während sich der Kolben 61 des Betätigers 6 am unteren Totpunkt seines Einfahrhubs be­ findet, wird der Kolben 61 gegen eine harte bzw. feste Stelle des Versuchskörpers 1 in Kontakt gebracht.First, the test body 1 is the electrohydrau lic servo actuator 6 arranged so that the arranged in the test body 1 dummy (the "dummy") facing the servo actuator 6 . While the piston 61 of the actuator 6 is located at the bottom dead center of its retraction stroke, the piston 61 is brought into contact against a hard or firm point of the test body 1 .
Um unter diesen Bedingungen dem Versuchskörper 1 bzw. Fahrzeug eine Zielbeschleunigung (eine Verzögerung dafür) zu erteilen, werden das Eingangssignal zum Einstellen (setting) der Verzögerungskurvenform vom Beschleunigungssteuersystem, d. h. vom Signalgenerator 8, zur Reglereinheit 7 geliefert und der Kolben 61 (des Betätigers 6) unter der Steuerung der Reg­ lereinheit 7 nach Maßgabe des Eingangssignals betätigt, um damit den Versuchskörper 1 zu stoßen (to push). Das Ein­ gangssignal ist eine Ziel- oder Soll-Verschiebungskurvenform entsprechend der Zielverzögerungskurvenform. Bei der einfach­ sten Möglichkeit zum Bestimmen der Zielverschiebungskurven form wird diese (die Zielverzögerungskurvenform) zweimal arithmetisch integriert.In order to give the test body 1 or vehicle a target acceleration (a deceleration therefor) under these conditions, the input signal for setting the deceleration curve shape is supplied from the acceleration control system, ie from the signal generator 8 , to the controller unit 7 and the piston 61 (the actuator 6 ) operated under the control of the regulator unit 7 in accordance with the input signal, so as to push the test specimen 1 (to push). The input signal is a target or target displacement waveform corresponding to the target deceleration waveform. In the simplest way to determine the target displacement curve shape, this (the target deceleration curve shape) is integrated twice arithmetically.
Auch wenn bei der Bestimmung der Verschiebungskurvenform lediglich durch Berechnung diese Kurven- bzw. Wellenform mittels der Rückkopplungsregelung der Reglereinheit 7 mit hoher Genauigkeit reproduziert werden soll, entspricht jedoch die durch den Beschleunigungssensor zu erfassende (to be monitored) tatsächliche oder Ist-Beschleunigungskurvenform nicht notwendigerweise der Zielbeschleunigungskurvenform. In einem solchen Fall wird die Zielbeschleunigungskurvenform vom Signalgenerator 8 zur Reglereinheit 7 geliefert; die durch den Beschleunigungssensor am Kolben 61 des elektrohydraulischen Servobetätigers 6 zu detektierende bzw. zu erfassende Beschleunigung (Ansprech-Beschleunigung) wird unter Regelung oder Ansteuerung des Servobetätigers 6 durch die Reglereinheit 7 überwacht bzw. erfaßt, so daß die Ver­ schiebung des Versuchskörpers 1 (d. h. des den letzteren verschiebenden Kolbens 61) mit der Zielverschiebungskurven­ form identisch ist. Sodann wird die Zielverschiebungskurven­ form, die der Zielbeschleunigungsgeschwindigkeit besser an­ genähert ist und die für das tatsächliche oder vorhandene Regelsystem geeignet ist, anhand der Abweichung zwischen der erfaßten (monitored) Beschleunigung (Ansprech-Beschleunigung) und der Zielbeschleunigung bestimmt und vom Signalgenerator 8 ausgegeben. Durch Wiederholung dieses Prozesses mit einer ge­ wissen Häufigkeit wird die Zielverschiebungskurvenform, die für die Erteilung der Zielbeschleunigungskurvenform geeignet ist, bestimmt.Even if this curve or waveform is to be reproduced with high accuracy only by calculation when determining the displacement curve shape by means of the feedback control of the controller unit 7 , the actual or actual acceleration curve shape to be monitored by the acceleration sensor does not necessarily correspond to that Target acceleration waveform. In such a case, the target acceleration waveform is supplied from the signal generator 8 to the controller unit 7 ; The acceleration (response acceleration) to be detected or detected by the acceleration sensor on the piston 61 of the electrohydraulic servo actuator 6 is monitored or detected by the controller unit 7 under control or activation of the servo actuator 6 , so that the displacement of the test body 1 (ie of the piston 61 ) displacing the latter is identical to the target displacement curve form. The target displacement curve, which is closer to the target acceleration speed and is suitable for the actual or existing control system, is then determined on the basis of the deviation between the detected (monitored) acceleration (response acceleration) and the target acceleration and output by the signal generator 8 . By repeating this process a certain number of times, the target displacement waveform that is suitable for giving the target acceleration waveform is determined.
Die Reglereinheit 7 bewirkt die Rückkopplungsregelung des elektrohydraulischen Servobetätigers 6 in der Weise, daß die Verschiebung des Versuchskörpers 1 mit der Zielverschie­ bungskurvenform übereinstimmt, während die Verschiebung des Versuchskörpers 1 und seine Beschleunigung mittels des Stel­ lungssensors und des Beschleunigungssensors, die am Kolben 61 angebracht sind, detektiert bzw. erfaßt werden. Sodann erfaßt die Reglereinheit 7, daß die Beschleunigung des Versuchs­ körpers 1 sowie die Zielbeschleunigungsgeschwindigkeit zu "Null" werden und der Versuchskörper die Höchstgeschwindig­ keit erreicht, woraufhin die Reglereinheit 7 den Kolben 61 anhält.The controller unit 7 effects the feedback control of the electro-hydraulic servo actuator 6 in such a way that the displacement of the test body 1 matches the target displacement curve shape, while the displacement of the test body 1 and its acceleration by means of the position sensor and the acceleration sensor which are attached to the piston 61 , be detected or detected. Then, the controller unit 7 detects that the acceleration of the test body 1 and the target acceleration speed become "zero" and the test body reaches the maximum speed, whereupon the controller unit 7 stops the piston 61 .
Der Versuchskörper 1 trennt sich dabei vom Kolben 61 und nimmt unter der Trägheit praktisch eine Linearbewegung mit gleichbleibender (konstanter) Geschwindigkeit (isovelocity linear motion) an. Dieser Beschleunigungs-"0"-Zustand (0 G- Zustand) entspricht der Ist-Geschwindigkeit "0" des Fahrzeugs nach der Kollision, d. h. dem Stoppzustand des Fahrzeugs, und bildet Teil der Testauswertungsperiode, während der die Versuchspuppe im Versuchskörper 1 (in der Fahrgastzelle) sich noch in Bewegung befindet. Nach der Auswertung wird der Ver­ suchskörper 1 durch den Stoßdämpfer 12 sicher und beschädi­ gungsfrei angehalten.The test specimen 1 separates from the piston 61 and, under the inertia, practically assumes a linear movement with constant (constant) speed (isovelocity linear motion). This acceleration "0" state (0 G state) corresponds to the actual speed "0" of the vehicle after the collision, ie the stop state of the vehicle, and forms part of the test evaluation period during which the manikin in the test body 1 (in the Passenger compartment) is still in motion. After the evaluation, the test body 1 is stopped safely and without damage by the shock absorber 12 .
Wenn beim oben beschriebenen G-Simulator mit dem Aufbau gemäß Fig. 1 der Frequenzgang des Regelsystems aus dem Betä­ tigerregelsystem und dem Versuchskörper 1 wesentlich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Soll- oder Zielbe­ schleunigungskurvenform, wird die gewünschte Testaufgabe dadurch erzielt, daß der Kolben 61 des (elektrohydraulischen) Servobetätigers 6 an der harten bzw. festen Stelle des Ver­ suchskörpers 1 angesetzt wird, während sich der Kolben 61 am Ende des Einfahrhubs befindet und der Versuchskörper 1 dem Servobetätiger 6 gegenübersteht (so daß die Versuchspuppe dem Servobetätiger 6 zugekehrt ist), und dem Versuchskörper 1 unter diesen Bedingungen die Zielbeschleunigung erteilt wird.If the frequency response of the control system from the actuator control system and the test body 1 is substantially greater than a main frequency component of the target or target acceleration curve shape in the G-simulator described above with the structure according to FIG. 1, the desired test task is achieved in that the piston 61st the (electro-hydraulic) servo actuator 6 is attached to the hard or fixed point of the search body 1 , while the piston 61 is at the end of the insertion stroke and the test body 1 faces the servo actuator 6 (so that the manikin faces the servo actuator 6 ), and the test body 1 is given the target acceleration under these conditions.
Wenn dagegen der Frequenzgang des Regelsystems aus dem Betätigerregelsystem und dem Versuchskörper 1 nicht wesent­ lich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Soll- oder Zielbeschleunigungskurvenform, ist die Anordnung nach Fig. 1 nicht zweckmäßig. In diesem Fall ist eine zweite Aus­ führungsform geeigneter.If, on the other hand, the frequency response of the control system from the actuator control system and the test body 1 is not significantly greater than a main frequency component of the target or target acceleration curve shape, the arrangement according to FIG. 1 is not expedient. In this case, a second embodiment is more suitable.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Im folgenden ist anhand von Fig. 2 eine zweite Ausfüh­ rungsform beschrieben, die für den Fall geeignet ist, in welchem der Frequenzgang des Regelsystems aus dem Betätiger­ regelsystem und dem Versuchskörper 1 nicht wesentlich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Zielbeschleunigungs­ kurvenform. Dabei sind den Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.In the following, a second embodiment is described with reference to FIG. 2, which is suitable for the case in which the frequency response of the control system from the actuator control system and the test body 1 is not significantly larger than a main frequency component of the target acceleration curve shape. Parts corresponding to those in FIG. 1 are designated with the same reference numbers as before.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform der Frequenzgang des Regelsystems nicht wesentlich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Zielbeschleunigungskurvenform, wird zunächst die Zielbeschleunigungskurvenform mittels des Frequenzgangs des Regelsystems, der in einem Schwingungs­ vorversuch ermittelt worden ist, kompensiert, und diese (Wellenform) wird als Eingangssignal benutzt (sog. Eingangs­ signalkompensationsmethode). Im allgemeinen wird die Ein­ gangssignalkompensationsmethode während des Schwingungsvor­ versuchs angewandt, um eine Schwingung anzulegen, welche den Versuchskörper 1 mit einer zweckmäßigen Eingangswelle (input wave) schiebt und zieht.In the second embodiment, if the frequency response of the control system is not significantly greater than a main frequency component of the target acceleration curve shape, the target acceleration curve shape is first compensated for by means of the frequency response of the control system, which was determined in a vibration test, and this (waveform) is used as an input signal ( so-called input signal compensation method). In general, the input signal compensation method is used during the pre-vibration test in order to apply a vibration which pushes and pulls the test specimen 1 with an appropriate input wave.
Für die Schwingungsbeaufschlagung (Schwingungsvor­ versuch) bei der zweiten Ausführungsform werden die feste Stelle des Versuchskörpers 1 und das Vorderende des Kolbens 61 des (elektrohydraulischen) Servobetätigers 6 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 9, wie Schraubbolzen, miteinander verbun­ den (vgl. Fig. 2).For the application of vibration (Schwingungsvor experiment) in the second embodiment, the fixed point of the test body 1 and the front end of the piston 61 of the (electro-hydraulic) servo actuator 6 with the help of fasteners 9 , such as bolts, connected to each other (see. Fig. 2).
In diesem Verbindungszustand wird sodann der Kolben 61 des Betätigers 6 aus- und eingefahren, um den Versuchskörper 1 zur Durchführung der Schwingungsbeaufschlagung (Schwin­ gungsvorversuch) mit Schub/Zug zu beaufschlagen. Nach der Ermittlung (derivation) des Frequenzgangs des Regelsystems aus dem Betätiger(regel)system und dem Versuchskörper 1 werden im Fall der Hauptschwingung (zerstörungsfreien Kolli­ sions-G-Simulation) die Befestigungsmittel 9 zur Aufhebung der Verbindung entfernt, wobei der gleiche Zustand, wie in Fig. 1 dargestellt, erreicht wird. Unter diesen Bedingungen kompensiert die Funktion (in) der Hauptschwingung die Ziel­ beschleunigungskurvenform unter Heranziehung des im Schwin­ gungsvorversuch ermittelten Frequenzgangs des Regelsystems; dies (diese Wellenform) wird als Eingangssignal vom Eingangs­ signalgenerator 8 benutzt. Abgesehen von diesen Maßnahmen entspricht die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungs­ form. In this connection state, the piston 61 of the actuator 6 is then extended and retracted in order to apply thrust / tension to the test specimen 1 in order to carry out the vibration application (preliminary vibration test). After the determination (derivation) of the frequency response of the control system from the actuator (control) system and the test specimen 1 , the fastening means 9 for removing the connection are removed in the case of the main vibration (non-destructive collision-G simulation), the same state as shown in Fig. 1 is achieved. Under these conditions, the function (in) of the main vibration compensates for the target acceleration curve shape using the frequency response of the control system determined in the preliminary vibration test; this (this waveform) is used as an input signal from the input signal generator 8 . Apart from these measures, the second embodiment corresponds to the first embodiment.
Für die mögliche praktische Realisierung von erster und zweiter Ausführungsform sind die folgenden Bedingungen für die Zielbeschleunigung zu berücksichtigen.For the possible practical implementation of the first and second embodiment are the following conditions for to take into account the target acceleration.
Im allgemeinen ist in der Zielbeschleunigung gemäß Fig. 4 eine Hochfrequenzwelle von mehreren 100 Hz in einer Hälfte einer Sinuskurve enthalten. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Bei­ spiel sind erste und zweite Ausführungsform in dem Fall ein­ setzbar, in welchem keine Periode vorliegt, wenn die Zielbe­ schleunigung "+" (positiv) ist, oder in dem Fall, in welchem die Periode unterbrochen (cut) werden kann, indem die Be­ schleunigung zum Zwecke des Testziels zu Null vorausgesetzt wird, auch wenn die Zielbeschleunigung positiv ("+" (plus)) ist.In general, the target acceleration according to FIG. 4 contains a high-frequency wave of several 100 Hz in one half of a sine curve. In the example shown in FIG. 4, the first and second embodiments can be used in the case in which there is no period, when the target acceleration is “+” (positive), or in the case in which the period is interrupted (cut ) can be assumed by assuming zero acceleration for the purpose of the test target, even if the target acceleration is positive ("+" (plus)).
Wenn dagegen die Zielbeschleunigung den obigen Bedin­ gungen nicht genügt, d. h. wenn die Zielbeschleunigung z. B. in bestimmten Perioden - wie in Fig. 5 gezeigt - positiv ("+") ist, sind erste und zweite Ausführungsform unzweckmäßig. In diesem Fall ist eine dritte Ausführungsform zweckmäßiger.On the other hand, if the target acceleration does not meet the above conditions, ie if the target acceleration z. B. in certain periods - as shown in Fig. 5 - positive ("+"), the first and second embodiments are inappropriate. In this case, a third embodiment is more appropriate.
Dritte AusführungsformThird embodiment
Die für den Fall der Zielbeschleunigung gemäß Fig. 5 geeignete dritte Ausführungsform ist im folgenden anhand von Fig. 3 erläutert. Dabei sind den Teilen von Fig. 1 entspre­ chende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie vorher be­ zeichnet.The third embodiment suitable for the case of the target acceleration according to FIG. 5 is explained below with reference to FIG. 3. Here, the parts of Fig. 1 entspre sponding parts with the same reference numerals as before be distinguished.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Kupplungs­ schaltmechanismus 10 hohen Ansprechvermögens aus einem hydraulischen Spannfutter, einem Elektromagneten o. dgl. für das Trennen der Verbindung zwischen der festen Stelle des Versuchskörpers 1 und dem Vorderende des Kolbens 61 des Servobetätigers 6 vorgesehen. Dieser Mechanismus 10 wird über ein Steuer- oder Regel-Meßkabel 11d durch die Reglereinheit 7 angesteuert. In der Periode, in welcher die Zielbeschleunigung zwischen positiv und negativ ("+" und "-") stark schwankt, bewirkt dieser Mechanismus 10 die Kopplung oder Verbindung zwischen der festen Stelle des Versuchs­ körpers 1 und dem Vorderende des Kolbens 61 des elektrohy­ draulischen Servobetätigers 6 und die Trennung (Aufhebung) dieser Verbindung mit hohem Ansprechvermögen (high responsibility) nach Maßgabe eines Synchronsignals, das von der Reglereinheit 7 über das Meßkabel 11d in dem Augenblick, in welchem die Beschleunigung zu "Null" wird, abgegeben wird (werden soll).In the embodiment of Fig. 3, a clutch switching mechanism 10 high responsiveness from a hydraulic chuck, an electromagnet or the like. For separating the connection between the fixed point of the test body 1 and the front end of the piston 61 of the servo actuator 6 is provided. This mechanism 10 is controlled via a control or regulating measuring cable 11 d by the regulator unit 7 . In the period in which the target acceleration fluctuates strongly between positive and negative ("+" and "-"), this mechanism 10 effects the coupling or connection between the fixed point of the test body 1 and the front end of the piston 61 of the electro-hydraulic servo actuator 6 and the separation (cancellation) of this connection with high responsiveness (high responsibility) in accordance with a synchronous signal, which is (should be released) from the controller unit 7 via the measuring cable 11 d at the moment when the acceleration becomes "zero" ).
Auch wenn bei dieser Anordnung die Eingangssignalkompen­ sation, wie in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform beschrieben, erforderlich ist, wird der Kupplungsschalt­ mechanismus 10 hohen Ansprechvermögens im Schwingungsvor­ versuch in den normalen Kopplungs- oder Verbindungszustand gesetzt, und der Frequenzgang des Regelsystems im Verbin­ dungszustand wird gemessen. Der Mechanismus 10 kann zur Aufhebung des Verbindungszustands nach Maßgabe des Synchron­ signals von der Reglereinheit 7 im Hauptschwingungstest (zerstörungsfreie Kollisions-G-Simulation), der nach dem Vorversuch durchgeführt wird, (um)geschaltet werden.In this arrangement, even if the input signal compensation is required as described in connection with the second embodiment, the clutch switching mechanism 10 is set to high responsiveness in the vibration test in the normal coupling or connection state, and the frequency response of the control system in the connection state is measured . The mechanism 10 can be switched (to) to cancel the connection state in accordance with the synchronous signal from the controller unit 7 in the main vibration test (non-destructive collision G simulation), which is carried out after the preliminary test.
Mit den ersten bis dritten Ausführungsformen werden folgende Vorteile erzielt:With the first to third embodiments achieved the following advantages:
  • 1. Die Fahrstrecke des Versuchskörpers 1 bestimmt sich durch ein Produkt aus der Zielgeschwindigkeit im Test und der Testauswertungszeit des beschriebenen "0 G"-Zustands und kann auf eine Strecke von innerhalb etwa 10 m verkürzt sein oder werden.1. The travel distance of the test body 1 is determined by a product of the target speed in the test and the test evaluation time of the “0 G” state described and can be shortened to a distance of approximately 10 m.
  • 2. Der Gesamthub des Betätigers 6 kann durch eine Größe repräsentiert sein, die durch zweifache arithmetische Inte­ gration der Zielbeschleunigungskurvenform erhalten wird, und kann weniger als 1 m betragen. Aufgrund des kurven Hubs wird z. B. die Abnahme der Ölstaudrucksteifheit (oil head rigidity), die beispielsweise bei elektrohydraulischen Servobetätigern bzw. -stelltrieben zu beobachten ist, ver­ mieden, und es wird die große G-Schwingung (Beschleunigungs­ schwingung) auf hoher Frequenz ermöglicht. Dieses System ist bezüglich Leistungsfähigkeit, Beschleunigungskurvenform Präzision und Reproduzierbarkeit sowie bezüglich der Wirkung des Rückkopplungs-Regelsystems hervorragend.2. The total stroke of the actuator 6 may be represented by a size obtained by double arithmetic integration of the target acceleration waveform, and may be less than 1 m. Due to the curved stroke z. B. avoided the decrease in oil stiffness (oil head rigidity), which can be observed, for example, in electro-hydraulic servo actuators or actuators, and it enables the large G-vibration (acceleration vibration) at a high frequency. This system is excellent in terms of performance, acceleration curve shape, precision and reproducibility as well as in terms of the effect of the feedback control system.
  • 3. Der Stoßdämpfer 12 unterliegt keinen Einschränkungen bezüglich des Testobjekts bzw. der Testaufgabe; die Beschleu­ nigung kann daher möglichst bzw. beliebig klein gewählt werden. Aus diesem Grund ist es tatsächlich möglich, den Versuchskörper 1 sicher und beschädigungsfrei anzuhalten.3. The shock absorber 12 is not subject to any restrictions with regard to the test object or the test task; the acceleration can therefore be chosen as small or as small as possible. For this reason, it is actually possible to stop the test specimen 1 safely and without damage.
Diese Vorteile 1. bis 3. betreffen die eingangs unter 1. bis 3. beschriebenen Probleme. Der erfindungsgemäße G-Simu­ lator vermag folglich alle Probleme beim herkömmlichen G- Simulator zu lösen.These advantages 1. to 3. concern those at the beginning under 1. to 3. problems described. The G-Simu according to the invention consequently, all problems with conventional G- Solve simulator.
Wenn - nebenbei bemerkt - bei erster bis dritter Ausfüh­ rungsform die Ausrichtung des Versuchskörpers 1 zu der in den Figuren gezeigten Ausrichtung entgegengesetzt ist (d. h. wenn der Rücken der Versuchspuppe dem elektrohydraulischen Servo­ betätiger 6 zugekehrt ist) und der Stoßdämpfer 12 durch eine starre Kollisionswand ersetzt wird, kann der in der Einlei­ tung beschriebene normale zerstörungsfreie Kollisionstest ("Crashtest") durchgeführt werden.If - incidentally - in the first to third embodiment, the orientation of the test body 1 is opposite to the orientation shown in the figures (ie when the back of the manikin faces the electro-hydraulic servo actuator 6 ) and the shock absorber 12 is replaced by a rigid collision wall , the normal non-destructive collision test ("crash test") described in the introduction can be carried out.
Bei erster bis dritter Ausführungsform besteht der Ver­ suchskörper 1 aus der Rohkarosserie mit Rädern, und er wird durch Betätigung des Kolbens 61 des Servobetätigers 6 gemäß den Fig. 1 bis 3 unmittelbar gestoßen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt.In the first to third embodiments, the search body 1 consists of the body-in-white with wheels, and it is pushed directly by actuating the piston 61 of the servo actuator 6 according to FIGS . 1 to 3. However, the invention is not limited to this.
Beispielsweise können eine einfache Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs als Versuchskörper benutzt, letzterer auf einem zügig oder ungehindert hin- und herbewegbaren Tragwagen (table cart) montiert und fixiert und der Tragwagen mittels des elektrohydraulischen Servobetätigers gestoßen (pushed) werden, um auf diese Weise das angestrebte Testziel auf die gleiche Weise wie bei erster bis dritter Ausführungsform zu erreichen.For example, a simple body shell can be one Motor vehicle used as a test body, the latter on a carriage that can be moved back and forth quickly or freely  (table cart) assembled and fixed and the wagon by means of of the electro-hydraulic servo actuator pushed in order to achieve the desired test target on the same way as in the first to third embodiments to reach.
Im folgenden sind anhand der Fig. 6 bis 8 (entsprechend den Fig. 1 bis 3) vierte bis sechste Ausführungsformen (ent­ sprechend den ersten bis dritten Ausführungsformen) unter Verwendung dieses Tragwagens (table cart) beschrieben. Dabei sind den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.Fourth to sixth embodiments (corresponding to the first to third embodiments) using this table cart are described below with reference to FIGS. 6 to 8 (corresponding to FIGS. 1 to 3). Parts corresponding to the previously described parts are designated with the same reference numerals as before.
Vierte AusführungsformFourth embodiment
Bei dieser Ausführungsform ist gemäß Fig. 6 ein Ver­ suchskörper 21 auf einem Tragwagen 22 montiert und fixiert, der zügig hin- und herbewegbar ist. Der Versuchskörper 21 gemäß Fig. 6 ist eine einfache Rohkarosserie eines Kraft­ fahrzeugs (Aufbau ohne Räder). Diesbezüglich unterscheidet sich die vierte Ausführungsform vom Versuchskörper in Form der Rohkarosserie mit Rädern gemäß den Fig. 1 bis 3.In this embodiment, according to FIG. 6, a search body 21 is mounted and fixed on a carrier wagon 22 , which can be moved back and forth quickly. The test body 21 of Fig. 6 is a simple shell of a motor vehicle (structure without wheels). In this regard, the fourth embodiment differs from the test body in the form of the body-in-white with wheels according to FIGS. 1 to 3.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 werden der Tragwagen 22, auf dem der Versuchskörper 21 montiert und fixiert ist, in Gegenüberstellung zum elektrohydraulischen Servobetätiger 6 angeordnet und der Kolben 61 in seinem zum Ende seines Ein­ fahrhubs eingefahrenen Zustand mit dem Tragwagen 22 in Be­ rührung gebracht bzw. an ihm angesetzt.In the arrangement according to FIG. 6, the carrier wagon 22 , on which the test body 21 is mounted and fixed, is placed opposite to the electro-hydraulic servo actuator 6 and the piston 61 is brought into contact with the carrier wagon 22 in its state at the end of its driving stroke or attached to it.
Um unter diesen Bedingungen vom Versuchskörper 21 die Zielbeschleunigung (eine Verzögerung für den Versuchskörper 21, d. h. das Fahrzeug) zu erteilen, werden das Eingangssignal zum Einstellen oder Vorgeben der Zielverzögerungskurvenform vom Beschleunigungsregel- oder -steuersystem, d. h. dem Ein­ gangs-Signalgenerator 8, zur Reglereinheit 7 geliefert und der Kolben 61 des (elektrohydraulischen) Servobetätigers 6 nach Maßgabe des Eingangssignals unter der Steuerung oder Regelung der Reglereinheit 7 betätigt, um damit den Tragwagen 22 anzustoßen. Sodann erfaßt die Reglereinheit 7, daß die Beschleunigung des Tragwagens 22 sowie die Zielbeschleunigung zu "Null" werden, und der Tragwagen erreicht die Höchstge­ schwindigkeit, worauf die Reglereinheit 7 den Kolben 61 an­ hält.In order to under these conditions, from the test body 21, the target acceleration (a delay for the test body 21, the vehicle ie) to supply, to the input signal for setting or specifying the target deceleration waveform from Beschleunigungsregel- or -steuersystem, ie the A-crossing signal generator 8, the controller unit 7 and the piston 61 of the (electro-hydraulic) servo actuator 6 is actuated in accordance with the input signal under the control or regulation of the controller unit 7 in order to thereby trigger the carrier wagon 22 . Then the controller unit 7 detects that the acceleration of the carrier car 22 and the target acceleration become "zero", and the carrier car reaches the maximum speed, whereupon the controller unit 7 stops the piston 61 .
Der Tragwagen 22 trennt sich daher vom Kolben 61 und er­ reicht unter der Trägheit praktisch eine Linearbewegung mit gleichbleibender (konstanter) Geschwindigkeit. Dieser Be­ schleunigungs-"0"-Zustand (0 G-Zustand) entspricht der Ist- Geschwindigkeit des Fahrzeugs nach der Kollision "0", d. h. dem Stoppzustand des Fahrzeugs, und bildet Teil der Auswer­ tungsperiode, während welcher sich die Versuchspuppe im Ver­ suchskörper 21 (in der Fahrgastzelle) noch in Bewegung be­ findet. Nach der Auswertung wird der Versuchskörper 21 durch den Stoßdämpfer 12 sicher und beschädigungsfrei angehalten.The carrier carriage 22 therefore separates from the piston 61 and, under the inertia, it practically extends a linear movement with a constant (constant) speed. This acceleration "0" state (0 G state) corresponds to the actual speed of the vehicle after the collision "0", ie the stop state of the vehicle, and forms part of the evaluation period during which the manikin is in the test specimen 21 (in the passenger compartment) is still in motion. After the evaluation, the test body 21 is stopped safely and without damage by the shock absorber 12 .
Wenn beim oben beschriebenen zerstörungsfreien Kraft­ fahrzeug-Kollisions-G-Simulator mit der Anordnung nach Fig. 6 der Frequenzgang des Regelsystems aus dem Betätigerregel­ system, dem Versuchskörper 21 und dem Tragwagen 22 wesentlich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Zielbeschleu­ nigungskurvenform, wird mit dem beschriebenen Beschleuni­ gungsregelsystem das angestrebte Testziel erreicht.If the non-destructive motor vehicle collision G simulator with the arrangement according to FIG. 6 described above, the frequency response of the control system from the actuator control system, the test body 21 and the carrier car 22 is significantly larger than a main frequency component of the target acceleration curve shape, is described with the Acceleration control system achieved the desired test goal.
Wenn dagegen der Frequenzgang nicht wesentlich größer ist als eine Hauptfrequenzkomponente der Zielbeschleunigungs­ kurvenform, ist die Anordnung nach Fig. 6 unzweckmäßig. In diesem Fall ist die fünfte Ausführungsform zweckmäßiger.On the other hand, if the frequency response is not significantly larger than a main frequency component of the target acceleration curve shape, the arrangement according to FIG. 6 is unsuitable. In this case, the fifth embodiment is more appropriate.
Fünfte AusführungsformFifth embodiment
Die fünfte Ausführungsform eignet sich für den Fall der Anwendung der Eingangs(signal)kompensationsmethode auf die gleiche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform. The fifth embodiment is suitable for the case of Application of the input (signal) compensation method to the same way as in the second embodiment.  
Um bei der fünften Ausführungsform den Schwingungsvor­ versuch für Schub/Zug des Tragwagens 22 mit einer geeigneten Eingangs(signal)welle durchzuführen, werden, wie in Fig. 7 gezeigt, das Ende des Tragwagens 22 und das Vorderende des Kolbens 61 des elektrohydraulischen Servobetätigers 6 mit Hilfe von Befestigungsgliedern 9 miteinander verbunden.In order to carry out the vibration test for pushing / pulling the carriage 22 with a suitable input (signal) shaft in the fifth embodiment, as shown in FIG. 7, the end of the carriage 22 and the front end of the piston 61 of the electro-hydraulic servo actuator 6 are used With the help of fasteners 9 connected to each other.
Bei der anschließenden Hauptschwingung werden die Be­ festigungsglieder 9 zur Aufhebung der Verbindung entfernt. In diesem Zustand ist die Funktion der Hauptschwingung (main vibration) die gleiche wie bei der vierten Ausführungsform.In the subsequent main vibration, the fasteners 9 are removed to break the connection. In this state, the function of the main vibration is the same as that in the fourth embodiment.
Wenn dagegen die Beschleunigung den oben beschriebenen Bedingungen nicht genügt, d. h. wenn die Zielbeschleunigung in einigen Perioden, wie in Fig. 5 gezeigt, z. B. "+" bzw. posi­ tiv (plus) ist, sind vierte und fünfte Ausführungsform un­ zweckmäßig. Für einen solchen Fall ist die sechste Ausfüh­ rungsform geeignet.On the other hand, if the acceleration does not meet the conditions described above, ie if the target acceleration in some periods, as shown in FIG . B. "+" or positive (plus), fourth and fifth embodiments are un expedient. In such a case, the sixth embodiment is suitable.
Sechste AusführungsformSixth embodiment
Bei der sechsten Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist ein Kupplungsschaltmechanismus 10 hohen Ansprechvermögens zur Erteilung der Zielbeschleunigung gemäß Fig. 5 vorgesehen. In der Periode, in welcher die Zielbeschleunigung zwischen positiv und negativ ("+" und "-") stark schwankt, bewirkt dieser Mechanismus 10 die Kopplung oder Verbindung zwischen dem Endabschnitt des Tragwagens 22 und dem Vorderende des Kolbens 61 des elektrohydraulischen Servobetätigers 6 sowie die Trennung (Aufhebung) der Verbindung mit hohem Ansprech­ vermögen (Reaktionsfähigkeit) (high responsibility) in dem Augenblick, in welchem die Beschleunigung zu "Null" wird.In the sixth embodiment shown in FIG. 8, a clutch switching mechanism 10 having a high response is provided to give the target acceleration shown in FIG. 5. In the period in which the target acceleration fluctuates strongly between positive and negative ("+" and "-"), this mechanism 10 effects the coupling or connection between the end section of the carrying carriage 22 and the front end of the piston 61 of the electro-hydraulic servo actuator 6 as well as Disconnection (cancellation) of the connection with high responsiveness (responsiveness) (high responsibility) at the moment when the acceleration becomes "zero".
Mit den vierten bis sechsten Ausführungsformen sind folgende Vorteile erzielbar:With the fourth through sixth embodiments the following advantages can be achieved:
  • 1. Die Fahrstrecke des Tragwagens 22 bestimmt sich durch ein Produkt aus der Zielgeschwindigkeit im Test und der Test­ auswertungszeit des beschriebenen "0 G"-Zustands und kann auf eine Strecke von innerhalb etwa 10 m verkürzt sein oder werden.1. The travel distance of the carrier car 22 is determined by a product of the target speed in the test and the test evaluation time of the “0 G” state described and can be shortened to a distance of approximately 10 m.
  • 2. Der Gesamthub des Betätigers 6 kann durch eine Größe repräsentiert sein, die durch zweifache arithmetische Inte­ gration der Zielbeschleunigungskurvenform erhalten wird, und kann weniger als 1 m betragen. Aufgrund des kurven Hubs wird z. B. die Abnahme der Ölstaudrucksteifheit (oil head rigidity), die beispielsweise bei elektrohydraulischen Servo­ betätigern bzw. -stelltrieben zu beobachten ist, vermieden, und es wird die große G-Schwingung (Beschleunigungsschwin­ gung) auf hoher Frequenz ermöglicht. Dieses System ist be­ züglich Leistungsfähigkeit, Beschleunigungskurvenform- Präzision und Reproduzierbarkeit sowie bezüglich der Wirkung des Rückkopplungs-Regelsystem hervorragend.2. The total stroke of the actuator 6 may be represented by a size obtained by double arithmetic integration of the target acceleration waveform, and may be less than 1 m. Due to the curved stroke z. B. the decrease in oil stiffness (oil head rigidity), which can be observed, for example, in electro-hydraulic servo actuators or actuators, is avoided, and the large G-vibration (acceleration vibration) is made possible at high frequency. This system is excellent in terms of performance, acceleration curve shape precision, reproducibility and the effect of the feedback control system.
  • 3. Der Stoßdämpfer 12 unterliegt keinen Einschränkungen bezüglich des Testobjekts bzw. der Testaufgabe; die Beschleu­ nigung kann daher möglichst bzw. beliebig klein gewählt wer­ den. Aus diesem Grund ist es tatsächlich möglich, den Trag­ wagen 22 oder den Versuchskörper 21 sicher und beschädigungs­ frei anzuhalten.3. The shock absorber 12 is not subject to any restrictions with regard to the test object or the test task; the acceleration can therefore be chosen as small or as small as possible. For this reason, it is actually possible to stop the carrier 22 or the test body 21 safely and free of damage.
Diese Vorteile 1. bis 3. betreffen die eingangs unter 1. bis 3. beschriebenen Probleme. Der erfindungsgemäße G-Simu­ lator vermag folglich alle Probleme beim herkömmlichen G- Simulator zu lösen.These advantages 1. to 3. concern those at the beginning under 1. to 3. problems described. The G-Simu according to the invention consequently, all problems with conventional G- Solve simulator.

Claims (5)

1. Kraftfahrzeug-Kollisionssimulator, bei dem eine Kraftfahrzeugsimulation ("Crash"-Simulation) unter Verwendung eines Versuchskörpers oder -aufbaus mit Rädern durchgeführt wird, gekennzeichnet durch
einen elektrohydraulischen Servobetätiger (6), um dem Versuchskörper (1) mit Rädern durch Stoßen (pushing) des Versuchskörpers (1) eine Soll- bzw. Zielverzögerung zu er­ teilen,
eine Reglereinheit (7) zum Regeln oder Ansteuern des elektrohydraulischen Servobetätigers (6) und
ein Beschleunigungsregelsystem mit einer Eingangssignal­ generatoreinheit (8) zum Liefern eines Eingangssignals für die Bestimmung der Zielverzögerung zur Reglereinheit (7).
1. Motor vehicle collision simulator, in which a motor vehicle simulation ("crash" simulation) is carried out using a test body or structure with wheels, characterized by
an electrohydraulic servo actuator ( 6 ) in order to divide the test specimen ( 1 ) with wheels by pushing (pushing) the test specimen ( 1 ) to a target or target deceleration,
a controller unit ( 7 ) for regulating or controlling the electro-hydraulic servo actuator ( 6 ) and
an acceleration control system with an input signal generator unit ( 8 ) for supplying an input signal for determining the target deceleration to the controller unit ( 7 ).
2. Kraftfahrzeug-Kollisionssimulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Stoßdämpfer (12) zum Stoppen oder Anhalten des Versuchskörpers (1), der sich nach dem Stoßen durch den elektrohydraulischen Servobetätiger (6) mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt.2. Motor vehicle collision simulator according to claim 1, characterized by a shock absorber ( 12 ) for stopping or stopping the test body ( 1 ), which moves after the bumping by the electro-hydraulic servo actuator ( 6 ) at a constant speed.
3. Kraftfahrzeug-Kollisionssimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versuchskörper (1) (einen) Sitzgurt(e), Sitze, eine Instrumententafel und einen Handgriff enthält und eine Versuchspuppe (ein "Dummy") auf dem Sitz mittels des Sitzgurts fixiert ist.3. Motor vehicle collision simulator according to claim 1 or 2, characterized in that the test body ( 1 ) (a) seat belt (s), seats, an instrument panel and a handle and a dummy (a "dummy") on the seat by means of Seat belt is fixed.
4. Kraftfahrzeug-Kollisionssimulationstestverfahren, bei dem eine Kraftfahrzeugsimulation ("Crash"-Simulation) unter Verwendung eines Versuchskörpers oder -aufbaus mit Rädern durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
ein elektrohydraulischer Servobetätiger (6) mit dem angehaltenen, Räder aufweisenden Versuchskörper (1) in Be­ rührung gebracht bzw. an ihm angesetzt wird,
der Versuchskörper (1) durch den Betätiger (6) verscho­ ben wird, um dem Versuchskörper (1) eine Zielverzögerung zu erteilen, und
danach der Stoßvorgang durch den Servobetätiger (6) be­ endet und der Versuchskörper (1) veranlaßt wird, sich mit einer konstanten Geschwindigkeit zu bewegen, um eine zerstö­ rungsfreie Kollisionssimulation an einem Kraftfahrzeug durch­ zuführen.
4. Motor vehicle collision simulation test method in which a motor vehicle simulation ("crash" simulation) is carried out using a test body or structure with wheels, characterized in that
an electro-hydraulic servo actuator ( 6 ) is brought into contact with the stopped test wheel ( 1 ) which has wheels, or is attached to it,
the test specimen ( 1 ) is moved by the actuator ( 6 ) to give the test specimen ( 1 ) a target deceleration, and
thereafter the impact process by the servo actuator ( 6 ) ends and the test specimen ( 1 ) is caused to move at a constant speed in order to perform a non-destructive collision simulation on a motor vehicle.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegende Versuchskörper durch einen Stoßdämpfer (12) angehalten bzw. gestoppt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the test specimen moving at a constant speed is stopped or stopped by a shock absorber ( 12 ).
DE19511422A 1994-03-30 1995-03-28 Motor vehicle collision simulator Ceased DE19511422A1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6061152A JP2955178B2 (en) 1994-03-30 1994-03-30 Vehicle collision simulator and vehicle collision simulation test method

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DE19511422A1 true DE19511422A1 (en) 1995-10-05

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