DE202010016523U1 - Stabilisiervorrichtung - Google Patents

Abstract

Stabilisiervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend ein Verbindungselement, an welchem mittelbar oder unmittelbar die ersten Enden mindestens zweier Stützen angeordnet sind und wobei die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer der Fahrzeugachsen parallel ist.

Description

• Die Anmeldung betrifft eine Stabilisiervorrichtung und insbesondere eine Stabilisiervorrichtung, die zusammen mit einem Abstandsregelungsautomat Teil einer Prüfvorrichtung für ACC-Systeme ist.
• Diese Stabilisiervorrichtung kann insbesondere eine Lagestabilisierungsvorrichtung (z. B. für Querausleger) sein.
• Unter einem Abstandsregeltempomat wird eine Geschwindigkeitsregelanlage in Kraftfahrzeugen verstanden, die bei der Steuerung bzw. Regelung von Fahrzeugsystemen, wie z. B. dem Sicherheitssystem den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug als zusätzliche Rückführ- und Stellgröße berücksichtigt.
• In Teilen der Automobilindustrie hat sich hierfür der englische Ausdruck Adaptive Cruise Control (Adaptive Geschwindigkeitsregelung), abgekürzt ACC, etabliert. Das System wird ebenfalls als ”Automatische Distanzregelung” (ADR) bezeichnet.
• Bei einem Abstandsregeltempomat wird die Position und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs mit mindestens einem Sensor (z. B. Video, Radar etc.) ermittelt und abhängig vom Ergebnis wird die Geschwindigkeit bzw. der Abstand des mit diesem System ausgerüsteten nachfolgenden Fahrzeugs z. B. durch einen Motor- und Bremseingriff geregelt (Längsregelung).
• Für diese Abstandsmessung werden häufig Radarsensoren eingesetzt. Weiterhin gibt es auch Lidar-Systeme, die jedoch oftmals Störungen bei sichteinschränkenden Wetterlagen haben. Ein Vorteil derartiger Lidar-Systeme ist jedoch ihr günstigerer Preis.
• Radar-Systeme arbeiten gegenwärtig mit einer Leistung von ca. 10 mW. Diese Leistung erscheint hinreichend gering, dass keine gesundheitlichen Auswirkungen erwartet werden können. Lidar-Systeme arbeiten mit nicht sichtbarem Licht und einer vergleichbar geringen Leistung, die augensicher ist (Laserklasse 1M).
• Die für diese Applikation zugelassene Radarfrequenz liegt im Bereich 76–77 GHz, entsprechend einer Wellenlänge von etwa 4 mm. Aktuelle Entwicklungen greifen auch auf den Frequenzbereich von 24 GHz zu, da sich derartige Systeme günstiger herstellen lassen und somit auch die Einführung derartiger Systeme in der Kompaktklasse ermöglichen. Die Lasersysteme arbeiten im Infrarotbereich.
• Bisher sind derartige Systeme in Fahrzeugen dem „Komfort-Bereich” zugeordnet. Daher waren die Tests derartiger ACC-Systeme bisher auch auf den Komfort-Bereich ausgelegt und mussten nicht die strengeren Tests aus dem Sicherheitsbereich bestehen.
• Für den Fall, dass ACC-Systeme nicht mehr dem Komfort-Bereich zuzuordnen sind, sondern dem Sicherheitsbereich, werden an derartige ACC-Systeme jedoch auch höhere Anforderungen gestellt werden.
• Bisher auf dem Markt befindliche Crashmatiksysteme sind vor diesem Hintergrund daher darauf ausgelegt, das grundsätzliche Funktionieren der Sensoren und der Software sicherzustellen und sind nicht gerade darauf ausgelegt die höheren Anforderungen aus dem Sicherheitsbereich (wie z. B. eine annähernd hundertprozentig sichere Objekterkennung) zu bestehen.
• Aufgrund der bei Kollisionen auftretenden hohen kinetischen Energien ist es unpraktikabel bei Tests, sowohl im Komfortbereich, als auch insbesondere im Sicherheitsbereich zwei reale Fahrzeuge zu verwenden, da beide nach dem Test zumindest erheblich beschädigt wären. Auch würden bei derartigen Tests die Besatzungen gefährdet.
• Auch aus diesem Grund sind Tests in der Praxis bisher auf Differenzgeschwindigkeiten von maximal 40 KmH begrenzt.
• Ein zentrales Problem ist bei derartigen Versuchen aufgrund der Gefahr echter Kollisionen und den damit verbundenen Gefahren für die Besatzungen, der Umgang mit den hierbei auftretenden kinetischen Energien.
• Beispielhaft für einen derartigen Test, der das Problem zu verarbeitender hoher kinetischer Energien zu vermeiden versucht sei ein System erwähnt, in welchem statt eines realen Hindernisfahrzeugs ein maßstabsidentisches zweidimensionales Abbild eines Kraftfahrzeugs auf einer Tafel als Hindernisfahrzeug verwendet wird. Dieses Abbild des Fahrzeugs ist an einer Stange befestigt und Abbild und Stange werden beim Annähern eines Kollisionsfahrzeugs in Fahrtrichtung weggeschwenkt, sobald sich das nähernde Kraftfahrzeug einer unteren kritischen Distanz nähert, ab der der Zusammenprall unabwendlich wäre (Point of no Return).
• Ein gängiger Ansatz, mit den bei derartigen Tests auftretenden hohen kinetischen Energien umzugehen ist, nur das auffahrende Fahrzeug zu bewegen, wodurch verhindert wird, dass die Attrappe des Hindernisfahrzeugs zu flattern beginnt, wodurch es für die Sensoren nicht mehr eindeutig erkennbar wäre. Hierbei sind gegenwärtig Testgeschwindigkeiten von bis zu idR 60 Km denkbar.
• Bei höheren Geschwindigkeiten muss die stehende Silhouette weggezogen werden, da auch dann die Gefahren durch eine Kollision zu hoch werden (Beschädigung/Verletzung).
• Ein weiterer gängiger Aufbau zum Prüfen von ACC-Systemen ist daher von der Gestalt, dass wenn das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug mit Hilfe seiner technischen Instrumente eine Kollision errechnet hat, dann das Hindernis, meist eine zweidimensionale stehende Fahrzeugattrappe, weggeschwenkt wird, um das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug die Attrappe ohne Kontakt passieren zu lassen.
• Da das Wegschwenken Zeit benötigt, ist für diese Fälle die Annäherungsgeschwindigkeit in Bezug auf das Hindernis idR auf maximal 50 KmH beschränkt.
• In diesen Fällen bleibt aber außerdem die Gefahr eines Defekts in der Wegschwenkvorrichtung bestehen, wobei dann dieses Risiko alleine der Fahrer des Kollisionsfahrzeugs trägt.
• Darüber hinaus ist die Funktion des ACC-Systems nach dem Wegziehen/Wegschwenken der Silhouette überhaupt nicht mehr prüfbar und damit auch nicht ihr Interagieren mit den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs.
• Das Verhalten von dem ACC-System an sich bis zum Kollisionszeitpunkt und das Verhalten eines ACC-Systems im Eingriff in die Fahrzeugelektrik nach dem Point of no Return ist jedoch ein wesentlicher Prüfpunkt welcher bei Prüfungen von sicherheitsrelevanten Systemen durchzuführen ist.
• Ein zweiter Test ist im Stand der Technik von der Gestalt, beide Fahrzeuge zu bewegen. Eine Möglichkeit hierbei eine Differenzgeschwindigkeit zu simulieren ist, das Hindernisfahrzeug zu schleppen.
• Um das Kollisionsfahrzeug im Falle einer Kollision nicht zu beschädigen, sind derartige Hindernisfahrzeuge gut gepolstert, oder es wird eine Abbildung des Fahrzeugs als Hindernis verwendet.
• Bewegte Abbilder von Fahrzeugen können außerdem flattern und gepolsterte Fahrzeugkarossen reflektieren den Radarstrahl der Sensoren nicht hinreichend gut.
• Ab einem Flattern der äußeren Kontur von derzeit ca. 15 mm erkennen die Sensoren Körper nicht mehr als Fahrzeuge.
• In beiden Fällen werden daher die Sensoren eines Kollisionsfahrzeugs in einem solchen Test nicht mit realitätsnahen Daten konfrontiert.
• Die bei den Tests gewonnenen Daten sind daher nur eingeschränkt auf reale Gegebenheiten übertragbar. Außerdem handelt es sich bei ACC-Systemen um selbstlernende Systeme. Fehlerhaft aufgesetzte Systeme können daher Schwierigkeiten haben, wenn sie mit der Realität, wie sie wirklich ist, konfrontiert werden.
• Weiterhin ist im Fall, dass das Fahrzeughindernis durch ein Abbild repräsentiert wird, nur ein Direktaufprall simulierbar, da die Kamera und Sensoren des kollidierenden Fahrzeugs das Abbild auf welches sie zusteuern bei einer Schräganfahrt überhaupt nicht als Fahrzeug erkennen würden.
• Auch in diesen Fällen ist, da entweder die Silhouette vom kollidierenden Fahrzeug weggeklappt wird, oder da das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug zur Vermeidung einer tatsächlichen Kollision abbremsen muss, der Zeitraum ab dem „point of no Return”, also dem Zeitpunkt ab dem eine Kollision zwangsläufig ist, bis zum tatsächlichen Aufprall bei der Messung im Test unbrauchbar, da der Zustand bis zum tatsächlichen Aufprall künstlich verändert wird.
• Um jedoch auch Tests durchführen zu können, welche Anforderungen an sicherheitsrelevante Systeme gerecht werden, sind Versuche bei voller Fahrt ebenso notwendig, wie Versuche die das Verhalten nach dem Point of no Return bis zu einem tatsächlichen Zusammenstoß einbeziehen und es sind Versuche bei voller Manövrierfähigkeit notwendig.
• Daher ist es Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, welche diese Nachteile vermeidet.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Ausgestaltungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
• Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine: Stabilisiervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend ein Verbindungselement, an welchem mittelbar oder unmittelbar die ersten Enden mindestens zweier Stützen angeordnet sind und wobei die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer der Fahrzeugachsen parallel oder identisch ist. In jedem Fall müssen die Achsen in einer zueinander definierten Geometrie stehen, also geometrisch zusammenwirken. Bevorzugt sind die Fahrzeugachse und die beschriebene Achse parallel. „Parallel” bedeutet hierbei, daß sich die Ebene in welcher sich diese Achse befindet und die Ebene in welcher sich die Fahrzeugachsen befinden, parallel sind.
• Unter dem Merkmal „Stabilisiervorrichtung” wird eine Vorrichtung, wie z. B. ein Verbindungselement, verstanden, welche geeignet ist, Kräfte und/oder Momente aufzunehmen und abzuleiten.
• Beispielsweise kann ein solches Verbindungselement Teil eines Querträgers/Querauslegers sein, wie er bei Crash-Versuchsaufbauten gängig und bekannt ist und zur Bewegung von Fahrzeugsilhouetten Verwendung findet.
• An einem derartigen Verbindungselement kann eine Fahrzeugsilhouette oder das Abbild eines Fahrzeugs befestigt sein. Diese beiden (Fahrzeugsilhouette oder Abbild) können darüber hinaus mit einem weiteren Fahrzeug, welches als ”Trägerfahrzeug” dient über den Querträger/Querausleger verbunden sein, wobei das Trägerfahrzeug die Fahrzeugattrappe bewegt, indem auf dem Trägerfahrzeug der Querträger (bzw. eine Schleppvorrichtung o. ä.) befestigt ist, und wobei der Querträger mit den Kernstücken der Stabilisiervorrichtung, nämlich dem Verbindungselement verbunden ist und das Verbindungselement auf die erfindungsgemäße Weise mit Hilfe mindestens zweier Stützen mit einem Fahrzeug verbunden ist, wobei das Fahrzeug durch die beschriebene Fahrzeugsilhouette dargestellt werden kann.
• Die Fahrzeugattrappe kann in diesem Aufbau dem Zweck dienen Kollisionsversuche durchzuführen.
• Durch die Verbindung der Stützen mit dem Verbindungselement können Kräfte bzw. Momente welche auf die Stützen wirken über das Verbindungselement abgeleitet werden und es können die Kräfte bzw. Momente des Verbindungselements über die Stützen geleitet werden. Der Kraftfluss kann also in beide Richtungen erfolgen.
• Indem die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer Fahrzeugachse parallel ist, kann über diese Stützen, über diese Achse und über dieses Fahrzeug eine Kraft auf die Straße übertragen werden.
• Unter ”Fahrzeug” werden hierbei Fahrzeuge mit Achsen verstanden, unabhängig davon, ob bzw. wie sie angetrieben werden. Hierunter können daher Kraftfahrzeuge, Anhänger, etc. verstanden werden.
• Wenn an Stelle dieser Achse eine bereits vorhandene KFZ-Achse eines Fahrzeugs Verwendung findet, wenn also die zweiten Enden dieser Stützen an der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind und/oder am Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind, kann bei einer z. B. Hinterachse über diese Verbindung an der z. B. rechten und linken Radnabe der Hinterachse eine Kraft über die Stützen direkt in diese Radnabe und von dieser Radnabe direkt auf die Straße überragen werden.
• Durch diese Verbindung ist das Verbindungselement und sind die Stützen in besonderem Maße statisch belastbar. Weiterhin eignet sich ein derart ausgestattetes Fahrzeug in besonderem Maße zur Bewegung von Hindernisfahrzeugen für Crashversuche, Kollisionsversuche. Aufgrund der erfindungsgemäß bewirkten besonderen Stabilität des (Träger-)Fahrzeugs und damit der erfindungsgemäß bewirkten hohen Stabilität des mit dem (Träger-)Fahrzeug zusammenwirkenden Hindernisfahrzeugs, sind die mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Crashversuche in hohem Maße reversibel und ergeben in hohem Maße reversible Daten. Diese Daten erfüllen aufgrund ihrer hohen Reversibilität auch die strengen Anforderungen für Prüfungen von Sicherheitssystemen an Stelle der geringeren Anforderungen von Prüfungen für Komfortsysteme, wie es bisher der Fall ist. Damit ist die vorliegende Erfindung geeignet, Crashdaten von einer Qualität zu generieren, die es ermöglicht, daß auf Basis dieser qualitativ hochwertigeren Daten Steuerungsgeräte, welche das Fahrverhalten beeinflussen, eine Zulassung als Sicherheitssystem erhalten können statt nur als System zur Komfortverbesserung. Bisher scheiterte eine solche Zulassung in erster Linie an der Qualität der Daten (z. B. Aussagekraft der Daten und Reversibilität der Versuche).
• Die Stabilisiervorrichtung (umfassend Stützen und Verbindungselement) kann unmittelbar mit einem Ausleger, z. B. einem Querausleger verbunden sein (z. B. indem das Verbindungselement ein Teil des Querauslegers ist, oder mit diesem z. B. fest verbunden ist) oder das Verbindungselement kann mittelbar mit einem Ausleger, z. B. einem Querausleger verbunden sein (z. B. indem es z. B. über ein Gelenk/Lager mit diesem beweglich verbunden ist).
• In beiden Fällen muss jedoch sichergestellt werden, dass Querausleger und Verbindungselement so fest miteinander verbunden sind, dass sie exakt die gleiche Bewegung durchführen, wie z. B. Wippen. Insbesondere gibt das Verbindungselement keine Drehmomente um die X-Achse an die Karosserie des Trägerfahrzeuges weiter. Hierbei ist die X-Achse auf die im Fahrzeugbau übliche Weise definiert.
• Dies bedeutet: Das Verbindungselement kann auf Grund seiner Lagerung durch das Hauptlager keine Drehmomente um die X-Achse des Hauptlagers an die Karosserie oder dem zwischengeschalteten Rahmen weitergeben. Diese Drehmomente werden vielmehr über die Stützen zur Achse des Fahrzeuges oder über zusätzliche Achsen weitergegeben.
• Randbedingungen eines derartigen Querauslegers können, ohne einschränkend zu wirken, sein:
• – Der Grundaufbau erfolgt als Leichtbauweise
• – Der Ausleger ist schwenkbar auf dem Grundrahmen montiert und in der entsprechenden Position,
• – Der Ausleger ist links oder rechts vom Fahrzeug, fest mit dem Grundrahmen arretierbar
• Bevorzugt stehen die Stützen vertikal. In besonderen Situationen kann jedoch eine nicht vertikale Stellung der Stützen eine stabilisierende/ausgleichende/entkoppelnde Wirkung haben.
• Durch eine besondere Anbindung der Stützen mit Hilfe von Ausgleichselementen am Querausleger und/oder an den Radnaben, sowie einer Ausführung der linken und rechten Stütze als Federdämpferbeine/-stützen kann verhindert werden, dass plötzlich auftretende Kräfte (Fz) am Ende des Querauslegers und/oder Drehmomente um dessen X-Achse den Querausleger hoch belasten, und es kann verhindert werden, dass ein Kraft- oder Momenteneintrag in/auf das Trägerfahrzeug erfolgt. Hierbei ist die Z-Achse auf die im Fahrzeugbau übliche Weise definiert:
  Mit Hilfe dieser Ausgleichsmaßnahme/-Gewicht besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, den Ausleger auch bei Kurvenfahrten in der Balance zu halten.
• Der Ausleger kann auch derart (z. B. mit einem Schlitten) auf dem Trägerfahrzeug befestigt werden, dass er in Fahrzeuglängsrichtung (X) verschiebbar und/oder von diesem lösbar ist.
• Ein derart im Gesamtsystem integriertes Ausgleichssystem entkoppelt den Querausleger vom Trägerfahrzeug dahingehend, dass dieser die Wankbewegung des Trägerfahrzeuges bei Kurvenfahrt nicht durchführt und in seiner Ausgangslage/-Neigung (= Solllage/-Neigung) bezogen auf die Fahrbahn, verbleibt. Dies ist auch bereits bei senkrechten Stützen der Fall. Eine zusätzliche Schrägstellung der Stützen bewirkt eine zusätzliche Lagekorrektur wenn es zwischen den Reifen und dem Fahrzeugaufbau bedingt durch die Zentrifugalkraft zu einer Relativbewegung in Querrichtung kommt.
• Die Stützen werden bevorzugt derart schräg gestellt, dass sich der Querträger bei Kurvenfahrten aufgrund der hierdurch bewirkten Fahrzeugneigung zwar auch verlagert, er sich bei dieser Verlagerung aber lediglich parallel verschiebt und nicht bei dieser Verlagerung einen Winkel (zwischen vor der Verlagerung und nach der Verlagerung) bildet.
• Dadurch befindet sich dann auch das am Querträger befestigte Crashobjekt immer in einer nahezu konstanten vertikalen Position.
• Weitere Merkmale können sein:
• • Die Achse ist steckbar ausgeführt und auf Umschlag li/re verwendbar
• • An der Achse befindet sich auch eine Endlagendämpfung
• • Eine Dämpfung bzw. ein Anschlag verhindern das Durchdrehen des Crashobjektes
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung gefederte und/oder gedämpfte Stützen umfasst, können Kräfte, welche in der Stütze wirken zusätzlich von dem darin integrierten Federmechanismus aufgenommen/kompensiert werden.
• Pro Stütze können hierbei auch mehrere Federn in Gestalt eines Federsystems angeordnet werden.
• Mit der Verbindung der zweiten Enden der Stützen mit der Drehachse/Rotationsachse des Hindernisfahrzeugs können Kräfte, welche in den Stützen wirken durch die Federung verringert und direkt über diese Anbindung über die z. B. Radnabe in die Straße abgeleitet werden.
• Indem die Federung des Trägerfahrzeuges umgangen wird, weist das Crashobjekt/Silhouette/Hindernisfahrzeug hierdurch ein vom Trägerfahrzeug Hindernisfahrzeug ein für den Fahrer dieses Fahrzeugs nicht erkennbar beeinflußtes/anderes und damit eindeutig reversibles Fahrverhalten auf.
• Besonders bevorzugt ist daher eine Federdämpferkombination unter Verwendung eines Dämpfungselements.
• Ausgehend von der Ruhelage eines Querauslegers können hierbei die Federkräfte positiv, negativ oder 0 sein, je nachdem ob das Fahrzeug durch das den Aufbau des Crashmatiksystems entlastet, belastet oder unbelastet sein soll. Die Kräfte des linken und rechten Federbeines sind bevorzugterweise im Ruhezustand gleich groß.
• Im Fall, dass ein z. B. auslenkbares, insbesondere wegklappbares Hindernisfahrzeug an einem Querausleger des Verbindungselements befestigt ist, wird hierdurch eine Dämpfung der Rotation(-senergie) des Querauslegers durch auftretende Drehmomente auf Grund von einwirkenden/auftretenden Kräften am Querausleger in Richtung +/–Z beim Einklappen einer Silhouette eines Hindernisfahrzeugs, bzw. beim Abbremsen der einklappenden Silhouette eines Hindernisfahrzeugs bewirkt.
• Die wesentlichen Vorteile dieses erfindungsgemäßen Auslegersystem/Querträgersystems umfassend die erfindungsgemäße Stabilisiervorrichtung gegenüber einer starren Auslegeranbindung an die Karosserie des sind:
• 1. Geringere Belastung des Auslegersystems und dadurch auch die Möglichkeit für eine geringere Masse des Auslegers
• 2. Ein längerer Ausleger ist möglich und damit ein größerer y- und x-Versatz von der Fahrzeugattrappe zum Trägerfahrzeug.
• 3. Eine verbesserte Lagestabilität des Auslegers (und damit einer am Querträger bzw. am Ende des Querträgers (auch Tragarm genannt) geführten Silhouette)
• 4. Eine verbesserte Fahrstabilität des Trägerfahrzeuges (Sicherheit)
• 5. Eine verbesserter Niveauausgleich des Fahrzeuges durch zusätzliche Federn
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung ein Verbindungselement umfasst, wobei das Verbindungselement Teil einer vorzugsweise bodenparallelen Rahmenkonstruktion ist, bilden die Stützen und diese Rahmenkonstruktion gemeinschaftlich eine Aufnahmevorrichtung.
• Diese Aufnahmevorrichtung kann vorzugsweise so gestaltet werden, dass Fahrzeuge unterschiedlicher Typen auf die erfindungsgemäße Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden werden können.
• Eine derart ausgestattete Stabilisiervorrichtung bewirkt, dass die Fahrzeugkarosserie des Trägerfahrzeugs unbeeinflusst bleibt, bzw. dient zum Ableiten von Kräften, welche am Querausleger auftreten. Dies gilt für Kräfte die vom Hindernisfahrzeug in Richtung Trägerfahrzeug wirken ebenso wie für Kräfte in der umgekehrten Richtung.
• Vorzugsweise kann diese Rahmenkonstruktion zwischen der Stabilisiervorrichtung und dem Querträger angeordnet werden.
• Um noch mehr Flexibilität zu erhalten kann noch zusätzlich ein Grundrahmen zwischengeschaltet werden.
• Ein solcher Grundrahmen, umfassend z. B. steckbare Räder, wird z. B. von einem Anhänger gerollt und wird über ein z. B. absenkbares Trägerfahrzeug geschoben und z. B. wie folgt am Trägerfahrzeug montiert:
• • Der Grundrahmen wird an die am Trägerfahrzeug fest montierten Aufnahmekonsolen montiert
• • Das Trägerfahrzeug wird mit Hilfe einer höheneinstellbaren Federung in Fahrposition gebracht und
• • die Räder am Grundrahmen werden demontiert
• • Der Querausleger wird in die entsprechende Position geschwenkt.
• • Für den Transport des Grundrahmens auf dem Anhänger wird ggf. eine Versteifung in dem Rahmen montiert
• Randbedingungen eines derartigen Rahmens können, ohne einschränkend zu wirken, sein:
• • Der Grundaufbau besteht aus Aluminium und ist an der Außenseite des SUV montiert.
• • Die vordere Anbindung erfolgt direkt an die Karosseriestruktur, vorderhalb der Türen
• • Die hintere Anbindung erfolgt direkt an die Karosseriestruktur, hinter den Türen
• • Zusätzlich ist der Grundrahmen an der Dachreling befestigt
• • Der Zugang und die Benutzung des Kofferraumes bleibt gewährleistet.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher erfindungsgemäß auch die zweiten Enden dieser Stützen an dem jeweiligen Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen an deren Radnabe angeordnet sind, ist es möglich bereits am Kraftfahrzeug vorhandene Befestigungsvorrichtungen des Fahrzeugs mit zu nutzen. Eine alternative Befestigungsweise könnte auch über einen Aufsatz auf den Felgen erfolgen.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese bodenparallele Rahmenkonstruktion, die Kräfte der Stabilisiervorrichtung mittelbar oder unmittelbar an den Querträger überträgt, ist die Möglichkeit einer flexiblen Anbindung gegeben, beispielsweise um Trägerfahrzeuge schnell austauschen zu können.
• Beispielsweise kann mit Hilfe eines Befestigungshauptlagers auf dessen einer Seite die Stabilisiervorrichtung (mit oder ohne Rahmen) und auf dessen anderer Seite mittelbar oder unmittelbar der Ausleger/Querträger befestigt sein.
• So kann außerdem z. B. zur Befestigung dieses Befestigungshauptlagers dieses auf einem Drehschemel befestigt werden und dieser wiederum mittels eines Aufbaus auf der Ladefläche eines Pick-up.
• So kann die Position des Querauslegers und damit die Position der am Querausleger angebrachten Silhouette eines Hindernisfahrzeugs angeordnet werden durch:
• a) ein Schienen-Schlittensystem, welches das Verschieben des Auslegersystems in Richtung +/–X ermöglicht, und/oder durch
• b) einen Drehschemel, mit welchem der Querausleger (hier eigentlich nur Ausleger, da er auch diagonal zum Fahrzeug stehen kann) um Z gedreht (und fixiert) werden kann. Die Funktion der erfindungsgemäßen Stabilisierung, d. h. immer eine waagerechte Position bei allen Fahrmanövern zu gewährleisten, ist dadurch sichergestellt, dass ein Ausgleichsgewicht eine Einheit mit dem Ausleger bildet und entsprechen mit gedreht wird.
• Ergänzend bzw. alternativ kann die Silhouette auch mit Hilfe eines (z. B. schwenkbaren) Querauslegers am Trägerfahrzeug befestigbar sein.
• In einer Ausgestaltungsform, in welcher diese Stabilisiervorrichtung, formschlüssig mit dem Querträger verbunden ist, ist eine besonders effiziente Ableitung von Kräften möglich, wobei aber dennoch die Flexibilität für Anpassungsbewegungen bleibt.
• Bei einer formschlüssigen Verbindung verhindert ein Verbindungspartner die Bewegung des anderen. Solche ”Sperrungen” kommen in mindestens einer Richtung vor. Formschluss in der Ebene in allen Richtungen wird durch Zusammenstecken hergestellt und ist wieder lösbar.
• Vorliegend ist es vorteilhaft, wenn der Formschluss über einen z. B. Querträger eine Bewegung der Silhouette in Richtung der Bewegung des Trägerfahrzeugs zulässt aber nicht verhindert, dass das Trägerfahrzeug wanken kann, also dass das Befestigungshauptlager eine Bewegung um die Fahrzeuglängsachse mit einem definierten Moment zulässt.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher bei dieser Stabilisiervorrichtung die jeweilige Federkraft so gewählt ist, dass die Stabilisiervorrichtung das Hindernisfahrzeug während Kurvenfahrten und/oder während positiven bzw. negativen Beschleunigungen bodenparallel hält, wird erreicht, dass wenn das Fahrzeug wankt und nickt, die Rahmenkonstruktion hierbei aber dennoch bodenparallel gehalten wird.
• Hierdurch wird dann auch der Querträger stabil gehalten und hierdurch wird letztendlich das Hindernisfahrzeug stabil gehalten, und zwar auch bei Kurvenfahrten.
• Hierdurch wird erreicht, dass durch diese erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Fahrzeugsilhouette reversible Kurvenfahrten durchgeführt werden können, weil die Silhouette trotz Kurvenfahrt stabil gehalten werden kann.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher bei dieser Stabilisiervorrichtung die jeweilige Federkraft einstellbar ist, ist es möglich, das Trägerfahrzeug zu nivellieren. Durch eine derartige Einstellung der Federkraft über z. B. Federteller oder über die Länge von Federbeinstangen kann dies praktisch umgesetzt werden. Besonders bevorzugt ist hierbei eine Einstellbarkeit der Länge der Federbeine. Dies ist insbesondere von Vorteil bei Fahrzeugen ohne Niveauausgleich.
• Durch eine Ausgestaltungsform, in welcher die Stabilisiervorrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei einem Wanken des Fahrzeugs sich die bodenparallele Rahmenkonstruktion und/oder der Querausleger mit den gefederten Stützen und mit der damit verbundenen Achse des Fahrzeugs von einer abstrahiert quadratischen Gestalt zu einer abstrahiert rhombischen Gestalt verzerrt wird eine besonders ruhige Fahrt des Trägerfahrzeugs insbesondere bei Kurvenfahrten und damit eine hohe Reversibilität bei Kurvenfahrten bewirkt.
• Durch eine Ausgestaltungsform, bei welcher eine derartige Stabilisiervorrichtung und/oder der Querträger ein Fachwerk umfassen, können bei geringem Gewicht und geringer Windempfindlichkeit große Kräfte gezielt geleitet werden. Vorzugsweise weist auch der Querausleger eine Fachwerkgestalt auf.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend einen Querausleger, sowie eine am Querausleger angeordnete Stabilisiervorrichtung bewirkt, dass mit Hilfe eines derart aufgebauten Crashmatiksystems auch Crashs getestet werden können, bei welchen die Hindernisfahrzeuge hohe Geschwindigkeiten aufweisen und/oder Kurvenfahrten tätigen. Hierbei wird auf die beschriebene Weise der Querausleger von einem Trägerfahrzeug getragen.
• Insbesondere können auf diese Weise aufgrund der hierdurch möglichen besonders reversiblen Messungen (auch bei extremen Fahrsituationen, wie z. B. wankenden Trägerfahrzeugen) ACC-Systeme reversibel getestet werden.
• Ein weiterer Vorteil ist, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Crashmatiksystems nun auch die Radarsysteme getestet werden können. Beiden in Fahrzeugen verbauten Radarsystemen handelt es sich um relativ langwellige Systeme. Diese haben die Eigenschaft, daß je näher sie einem Fahrzeug kommen, desto schwieriger wird die Erkennung des anderen Fahrzeugs, weil die Kontouren bei zunehmender Annäherung relativ gesehen großflächiger werden. Ab einem gewissen Zeitpunkt können die Radarsysteme die vom vorausfahrenden Hindernisfahrzeug reflektierten Radarstrahlen nicht mehr als Hindenrisfahrzeug erkennen, das System hat damit die Grenze seiner Leitungsfähigkeit überschritten. Diese Grenze ist jedoch bei jedem Fahrzeug und bei jedem veränderten Witterungsverhältnis anders. Diese Grenze ist in realen Crashversuchen daher nicht ermittelbar. Ein erfindungsgemäßes Crashmatiksystem ermöglicht es erstmals diese Grenze bei unterschiedlichen Fahrsituationen, Aufprallszenarien, Witterungen auch nach dem Point of no Return zu ermitteln. Mit dem Wissen wann derartige Systeme keine zuverlässigen Daten mehr liefern, könne sie auch bei der Fahrerunterstützung in Gefahrensituationen eingesetzt werden, da nun bekannt ist, wann diese Systeme ihre Unterstützungsfunktion aufgeben müssen und z. B. dem Fahrer wieder die volle Herrschaft über das Fahrzeug zurückgeben müssen.
• Dies ist insbesondere deswegen möglich, weil erstens die Hindernisfahrzeuge aufgrund der erfindungsgemäß kompensierten Wankung des Trägerfahrzeugs die Räder auf dem Boden haben und behalten und/oder nicht flattern, was eine der grundlegenden Bedingungen für eine Aufnahme zuverlässiger und verwertbarer Daten der Sensoren von ACC-Systemen ist, um Hindernisfahrzeuge als solche zu erkennen.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend einen am Querausleger angeordneten Tragarm und eine am Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette bewirkt, dass mit Hilfe eines derart aufgebauten Crashmatiksystems Crashs aufgrund der Silhouette reversibel und ohne Gefahr der Beschädigung von Fahrzeugen bzw. ohne der Gefahr der Verletzung eines der Fahrer durchgeführt werden können.
• Hierfür kann eine derartige Silhouette aus einem Gerüst von Hochdruckkammern (z. B. zwischen 1,5 und 4 bar) bestehen, mit welchen Niederdruckkammern (z. B. unter 1,5 bar) verbunden sind. Silhouette und Auslösesignal können hierbei folgende Bedingungen erfüllen:
• • Das Grundgerüst des Crashobjektes ist ein selbsttragendes, aus mehreren Luftkammern bestehendes System, das mit Hilfe von Luftdrücken in der Form gehalten wird
• • Die Außenhülle besteht aus einem Überzug, auf dem bildlich ein Fahrzeug dargestellt ist
• • Um die Crashobjekte wartungsfreundlich zu gestalten, erfolgt der Aufbau in Modulbauweise
• • Der Aufprallbereich (Stoßfänger) ist als wechselbares Montageteil gefertigt
• • Der Stoßfänger vorne und hinten werden als Gleichteil angefertigt => günstige Wechselteile
• • Die Räder werden z. B. mit am Boden schleifenden PE-Elementen simuliert
• • Vor der Inbetriebnahme müssen die so gestalteten Silhouetten von Hindernisfahrzeugen mit Luft befüllt werden
• • Für deren laufenden Betrieb ist nicht unbedingt ein Kompressor notwendig
• • Im Aufprallbereich befindet sich eine Einlage aus Metallgewebe
• • Das Auslösesignal wird mit Hilfe einer Kontaktleiste am Versuchsfahrzeug ausgelöst und in das
• • Fahrzeuginnere des Versuchsfahrzeug übertragen.
• • Das Crashobjekt wird beim Aufprall nach oben, um die Aufnehmerachse, gedreht
• • Eine Rasterung im Schwenklager verhindert ein Zurückschlagen des Crashobjektes
• • Durch Lösen der Verriegelung kann das Crashobjekt wieder in die Ursprungsposition zurückgestellt werden.
• • In der Ausgangposition wir das Crashobjekt mit einer Arretiervorrichtung in Position gehalten.
• Ein Crashmatiksystem, in welcher diese Stabilisiervorrichtung mit einem Mechanismus, insbesondere einen Wegklappmechanismus zum Auslenken bzw. Wegklappen der Silhouette eines Hindernisfahrzeugs verbunden ist und wobei beim Einklappen der Silhouette, bzw. beim Abbremsen der einklappenden Silhouette eine Dämpfung der Rotationsenergie des Querauslegers erfolgt, bewirkt, eine Verringerung der um die Hauptlagerachse durch die herbei auftretenden Drehmomente auf Grund von einwirkenden/auftretenden Kräften am Querausleger in Richtung +/–Z.
• Ein solches Crashmatiksystem ist geeignet, auch Daten nach dem Point of no Return aufzunehmen.
• Als Point of no Return ist gängig der Zeitpunkt gemeint, ab welchem ein Crash unausweichlich erscheint.
• Nach diesem Zeitpunkt kann jedoch noch für eine begrenzte Zeit lang das Hindernisfahrzeug entfernt (z. B. automatisch weggeklappt werden).
• Zwischen dem Point of no Return und diesem Zeitpunkt des letztmöglichen Entfernens des Hindernisses sind Messergebnisse nach bisherigen Methoden wenig realistisch, da das Entfernen des Hindernisses in der Praxis nicht vorkommt.
• Nach diesem Zeitpunkt des letztmöglichen Entfernens des Hindernisses sind Messergebnisse nach bisherigen Methoden überhaupt nicht verfügbar, weil Aufbauten, welche verlässlich reversible Versuche sicherstellen hierfür fehlen.
• Die erfindungsgemäße Stabilisiervorrichtung ist geeignet diesen Mangel zu beseitigen, da sie durch die Stabilisierung des Fahrzeugs reversible Versuche in allen sicherheitsrelevanten Kollisionsszenarien ermöglicht (z. B. Schrägauffahrten, Fahrten mit zwei bewegten Fahrzeugen, Kollisionen bei vrel über 50 KmH etc.).
• Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass als Hindernisfahrzeug eine (einmal verwendbare) Silhouette zum Einsatz kommt, welche beim Aufprall an mindestens einer Sollbruchstelle zerbricht. Der Einsatz derartiger Silhouetten wird insbesondere bei sehr hohen Aufprallgeschwindigkeiten von über ca. 70 km/h bevorzugt.
• Ein solches Crashmatiksystem kann auch einen Auslenkmechanismus bzw. Wegklappmechanismus und eine Sollbruchstelle umfassen, an welcher eine solche zweidimensionale oder dreidimensionale Silhouette angebracht ist. Dies kann insbesondere geschehen, um den Fahrer eines sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs zu schützen. Ein solcher Schutz wird noch dadurch intensiviert, wenn die Silhouette aus einem Material gefertigt ist, welches sich bei einem Aufprall eines kollidierenden Fahrzeugs in mehrere Teile zu zerteilen in der Lage ist. Ein solches Material kann z. B. Styropor oder ein Schaummaterial sein.
• Dies kann anderseits aber auch dadurch geschehen, dass als Hindernisfahrzeug eine Silhouette, aufgebaut aus mit einem Fluid gefüllten Kammern zum Einsatz kommt, wobei die einzelnen Kammern unterschiedliche Drücke haben können. In diesem Fall handelt es sich dann um ein Crashmatiksystem, in welchem die Silhouette eine Druckluftsilhouette ist. Der Einsatz derartiger wiederverwendbarer Silhouetten wird insbesondere bei Aufprallgeschwindigkeiten von einer Relativgeschwindigkeit oberhalb von ca. 40 KmH bevorzugt. Gute Testergebnisse wurden auch bei einer Relativgeschwindigkeit um die 70 Kmh erzielt. Je nach Gewicht der Silhouette, können aber auch weit höhere Relativgeschwindigkeiten zwischen dem auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeug und dem Hindernisfahrzeug getestet werden, wie z. B. 100 Kmh oder auch 120 Kmh. Mit besonders leichten Silhouetten von z. B. unter 15 Kg Gewicht können auch Relativgeschwindigkeiten beider Fahrzeuge von über 120 getestet werden. Weitere Parameter sind die Elastizität des Ballons/der äußersten Kammer. Diese kann Kräfte aufnehmen und damit kinetische Energie kompensieren. Auch das Volumen der äußerten Kammer ist ein Parameter, um kinetische Energie kompensieren zu können. Mit Hilfe dieser und weiterer Parameter können Silhouetten gestaltet werden, die auch höhere Relativgeschwindigkeiten aushalten und sicherstellen, daß dem Fahrer im auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeug keine Verletzungsrisiken zugemutet werden. Dem Impulssatz folgend wirken sich die Szenarien bei unterschiedlichen Gewichten der beiden Fahrzeuge unterschiedlich aus. Die genannten Werte gelten daher in erster Linie für ein Fahrzeug der Golf-Klasse und lassen sich für schwerere Hindernisfahrzeuge entsprechend interpolieren.
• Derartige Silhouetten werden bei einem Crashmatiksystem insbesondere dann bevorzugt, wenn die Silhouette ein real existierendes Fahrzeug in dessen äußeren Kontur nachbildet. In diesem Fall können mindestens Teile der Kontur auch noch mit einer Reflexionsschicht versehen werden, welche von den Sensoren des sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs wahrgenommen werden können. Diese Sensoren ermitteln erstens die Kontur des Hindernisfahrzeugs und zweitens das Reflexionsverhalten der Kontur für die ausgesandten z. B. Radarstrahlen o. Ä. Im Übrigen können derartige Silhouetten auch bodenparallel bewegt werden und reale Schatten werfen, was für eine sichere Erkennung durch die Sensoren ebenfalls von großer Bedeutung ist.
• Ein Crashmatiksystem in welchem die Silhouette unter 100 Kg, bzw. unter 50 Kg wiegt und/oder mit einer Geschwindigkeit von über 50 Kmh bzw. über 100 Kmh fahrbahnparallel bewegt werden kann ist erfindungsgemäß realisierbar und kann aufgrund des Impulses beim Aufprall insbesondere zur Ermittlung von Daten von Kollisionen mit Klein- und Mittelklassefahrzeuge genutzt werden. Derartige Silhouetten zeichnen sich durch eine extrem hohe Langlebigkeit auch bei vielen Versuchen aus. Darüber hinaus sind sie aus gängigen und damit preiswerten Materialien herstellbar. So konnten mit derartigen Silhouetten mehr als 100 Versuche mit ein und der selben Silhouette.
• Ein Crashmatiksystem in welchem die Silhouette unter 25 Kg, bzw. unter 15 Kg wiegt und/oder mit einer Geschwindigkeit von über 50 Kmh bzw. über 100 Kmh fahrbahnparallel bewegt werden kann ist erfindungsgemäß realisierbar und kann aufgrund des Impulses beim Aufprall insbesondere zur Ermittlung von Daten von Kollisionen mit Mittelklasse- und Oberklassefahrzeuge genutzt werden. Derartige Silhouetten sind sie aus besonders leichten und reißfesten Materialien herstellbar. So konnten mit derartigen Silhouetten auch Fahrzeuge welche eine hohes Gewicht aufweisen vielfach mit ein und der selben Silhouette auch bei hohen Relativgeschwindigkeiten kollidieren.
• In diesen Fällen werden diese Silhouetten bevorzugt am Querträger befestigt, welcher auf die erfindungsgemäße Weise durch die Stabilisiervorrichtung stabilisiert wird.
• Eine solche Silhouette, welche mit der erfindungsgemäßen Stabilisiervorrichtung verbunden ist, umfasst einen Tragwerkverband aus mindestens drei mit einem Fluid befüllbaren flexible Kammern, wobei die Kammern aus einem flexiblen fluiddichten Material bestehen und jede der Kammern an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit einer jeweils anderen Kammer in Kontakt steht.
• Unter dem Merkmal „Tragwerkverband” wird ein Verband von im gefüllten Zustand statisch belastbaren Elementen verstanden, welche in diesem Zustand geeignet sind, Kräfte aufzunehmen und/oder weiterzuleiten.
• Diese Kräfte können Druckkräfte, Biegekräfte, Scherkräfte, Momente etc. sein.
• Das Tragwerk ist hierdurch im gefüllten Endzustand statisch belastbar, weil die Elemente mit einem Fluid gefüllt werden und es wird hierdurch in die Lage versetzt, Kräfte aufzunehmen und Kräfte zu leiten.
• Unter dem Merkmal „befüllbare, flexible Kammern”, werden Kammern, vorzugsweise Kammern in Röhrengestalt, verstanden, welche ohne mit Fluid angefüllt zu sein einen minimal möglichen Raum einnehmen, weil sie beispielsweise zusammenfaltbar sind, und welche sich in ihrem Volumen vergrößern, wenn sie mit Fluid befüllt werden.
• Derartige Röhren können eine beliebige geometrische Form aufweisen. Sie können im Durchmesser z. B. rund, elliptisch, neckig etc. sein.
• Die Durchmesser können beispielsweise bei 2–2,5 cm pro Röhre liegen.
• Mindestens eine Kammer kann intern auch in Unterkammern unterteilt sein, wobei die Unterkammern beispielsweise über Ventile miteinander kommunizieren.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs in Richtung der äußeren Umgebung der Kammer genügen um kurzfristige Belastungsspitzen abzubauen, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) so die Luft kontrolliert entweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband nicht mehr zur Verfügung.
• Im Fall, dass das flexible Material der Kammern nicht dehnbar ist, können die Kammern eine definierte äußere Gestalt und/oder ein definiertes Volumen annehmen.
• Im Fall, dass das flexible Material der Kammern dehnbar ist, können die Kammern eine variable äußere Gestalt annehmen und/oder ein variables äußeres Volumen annehmen.
• Vorzugsweise ist das flexible Material resistent gegen den Austritt von Fluiden, vorausgesetzt, dass ein dichtes Material gewünscht ist. Vorausgesetzt, also, dass kein kontrolliertes Entweichen von Fluiden gewünscht ist, was bei dem angestrebten Einsatz als Tragwerkverband in den weit überwiegenden Fällen vorausgesetzt wird.
• Bei den zu verwendenden Materialien kann es sich auch um mehrsichtige Materialien handeln, wie beispielsweise luftdichte Stoffmaterialien.
• Im Falle, dass es sich bei den Kammern um Röhren handelt, bilden sie einen Verband von mit Fluid gefüllten Röhren.
• Die Röhren können hierbei eine beliebige Außengestalt haben, sollten jedoch länger sein als ihr Durchmesser.
• Außerdem kann eine jede Röhre auch einen anderen Durchmesser haben.
• Weiterhin können sie stabförmig, gebogen, gewinkelt oder geschlossen in Ringform ausgestaltet sein.
• Auch Verbände von Röhren bestehend aus Röhren mit jeweils unterschiedlichen Gestalten sind möglich.
• Vorzugsweise sind die Achsen der einzelnen Kammern parallel. Nicht parallele Achsen können jedoch unter bestimmten Umständen Vorteile bieten, beispielsweise um Kräfte definiert in eine Richtung zu leiten.
• Indem jede Kammer „an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit der jeweils anderen Kammer in Kontakt steht”, bilden die Summe der Kammern einen Kammernverband.
• Um „in Kontakt zu stehen” können sich die Kammern entweder lediglich berühren, oder stoffschlüssig, kraftschlüssig, oder formschlüssig miteinander in Kontakt stehen.
• Beispielsweise kann ein derartiger Tragwerkverband aus drei mit Fluid prall gefüllten Kammern bestehen, wobei jede Kammer aus einem fluiddichten Stoff besteht und wobei jede der Kammern die jeweils andere Kammer berührt und hierdurch einen Kammernverband bildet. Diese an sich voneinander unabhängigen Kammern bilden einen erfindungsgemäßen Tragwerkverband, wenn sie gemeinsam eine an ihnen angreifende Kraft aufnehmen und leiten. Hierfür können sie durch äußere Mittel, wie z. B. durch Haltemittel (z. B. Bandage) zusammengehalten werden. Der Fall, dass sie mit einem Haltemittel zusammengehalten werden, wird dann im Weiteren auch als ”Kammernverbund” bezeichnet.
• Auf diese Weise bildet der Kammernverband ein „Tragwerk”. Dieses Tragwerk dient der Weiterleitung von Kräften. Die Kammern, welche Röhren bzw. Schläuche sein können, weisen (z. B. durch ihre Kammerngestalt) beim Befüllen keine Vorzugsrichtung auf, sondern das Befüllen wirkt gleichartig in alle Richtungen.
• Ein derartiger Tragwerkverband zeichnet sich dadurch aus, dass jede der Röhren die Funktion hat, eine Kraft zu leiten. Eine an einen bestehenden Tragwerkverband angeheftete zusätzliche Kammer wird erfindungsgemäß nur dann als Teil des Tragwerkverbands angesehen, wenn sie mit den anderen Kammern nicht nur in Kontakt steht, sondern auch einen Teil der insgesamt angreifenden Kräfte leitet.
• Insbesondere ist dies der Fall, wenn sie plus-minus 30% die Kraft leitet, die ihr aufgrund des arithmetischen Mittels zum Leiten zukommen würde.
• Bei Röhren unterschiedlichen Durchmessers gilt Vergleichbares, wobei der Fachmann die unterschiedlichsten Berechnungsmethoden zugrunde legen kann, also entweder auf einen gemittelten Durchmesser bezogen, oder auf den durchmesserspezifischen Anteil bezogen etc.
• Ein derartiger Kammernverband von Röhren erscheint insbesondere für Kräfte geeignet, welche an den Enden der Kammern anliegen und insbesondere in Achsrichtung weitergeleitet werden sollen.
• Ein derartiger Tragwerkverband aus Kammern/Röhren kann aber auch z. B. in einer Ausgestaltung um als Balken zu wirken in der Mitte belastet werden und somit auf Biegung beansprucht werden.
• Derartige Tragwerkverbände können somit auf Druck und/oder Schub, und/oder Biegung und/oder Torsion, also auf Kräfte und Momente belastet werden.
• Darüber hinaus ist das Tragwerk dauerhaft/konstant mit einem Fluid gefüllt und hierdurch dauerhaft versteift, und nicht nur situativ.
• Diese Versteifung wird auch durch den Umstand erreicht, dass erfindungsgemäß mehr als zwei Röhren Verwendung finden.
• Das Ergebnis ist eine dauerhaft formstabile, wieder verwendbare und durch den darin herrschenden Druck nach Deformation automatisch reversible Struktur.
• Diese Struktur ist erfindungsgemäß gerade nicht nur kurzfristig bewirkt (z. B. durch schnelles Aufblähen) und sie ist damit nicht nur zur kurzfristigen Energieabsorption ausgestattet und gerade nicht auf einen einmaligen Einsatz hin konzipiert. Der erfindungsgemäße Tragwerkverband ist insbesondere auf dauerhafte Kraftübertragung/Momentenübertragung hin ausgerichtet.
• So bilden derartig ausgestaltete Röhren letztendlich eine universell einsetzbare Tragstruktur.
• Eine derartige Tragstruktur kann darüber hinaus fachgebietübergreifend immer dann eingesetzt werden, wenn dauerhaft stabile Strukturen bei geringer Masse und engem ggf. nicht immer definierbarem Raum von Nöten sind.
• Unter einem „Fluid” wird eine Flüssigkeit und/oder ein Gas verstanden.
• Fluide können auch mit Feststoffen ergänzt/angereichert werden. So kann ein Fluid mit der Zeit auskristallisieren oder es kann zusätzlich zum Fluid ein Feststoff, z. B. in kleiner Gestalt (z. B. Styroporkugeln) eingebracht werden.
• Fluid und Feststoff können auch miteinander interagieren, z. B. um einen zusätzlichen Druck aufzubauen, bzw. um einen bestehenden Druck aufrechtzuerhalten.
• Derartige Feststoffe können auch die Funktion erfüllen, Leckagen der Kammern abzudichten.
• In den Kammern herrscht in befülltem Zustand ein Druck, der größer als der Umgebungsdruck der Kammern ist. Hierbei kann der Druck von Kammer zu Kammer auch unterschiedlich sein. Dies kann den Zweck haben, dass der Tagwerkverband auf diese Weise auf bekannte Lastsituationen präzise eingestellt werden kann.
• Der in der Silhouette herrschende Druck kann auch überwacht werden und ggf. mit einer Möglichkeit versehen werden, eine Rückantwort nach außen über die Druckverhältnisse zu liefern.
• Werden die Kammern von einem Haltemittel zusammengehalten, dann herrscht in ihnen definitionsgemäß ein Druck der größer ist, als außerhalb der Kammern und innerhalb des Haltemittels, oder der größer ist als außerhalb der Kammern und außerhalb des Haltemittels.
• Mit Hilfe des (einstellbaren bzw. definierten) Durchmessers der Kammer bzw. mit Hilfe des einstellbaren Druckes in der Kammer können die Kammern für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment eingestellt werden.
• Darüber hinaus können die Eigenschaften der Kammern auch durch Druckdifferenzen unter ihnen bzw. durch unterschiedliche Außenformen bzw. Außenradien für die durch sie zu übertragende Kraft/Moment eingestellt werden.
• Alternativ, z. B. für kurzzeitige Belastungssituationen könnte auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer zur anderen Kammer dem Zweck dienen, um kurzfristige Belastungsspitzen abzubauen, da in einer entsprechend kurzen Belastungszeit (z. B. kurzzeitige Spitzenlasten) die Luft kontrolliert in eine andere Kammer ausweichen kann. In diesem Fall steht das so entwichene Fluid dem Tragwerkverband weiterhin zur Verfügung.
• Alternativ, kann z. B. für derartige kurzzeitige Belastungssituationen auch eine Art Drossel, z. B. in Gestalt eines kleinen Lochs von einer Kammer zur Umgebung (insbesondere nach außerhalb eines eingesetzten Haltemittels) genügen um eine vergleichbare Wirkung zu erreichen, wobei in diesem Fall dann das so entwichene Fluid dem Verband nicht mehr zur Verfügung steht.
• Derartige Drosseln oder alternative Mittel mit gleicher Wirkung können verhindern, dass kurzfristige Belastungsspitzen, die einen derart hohen punktuellen Druck bewirken, dass diese eine Kammer zerstören könnten gezielt abgebaut werden.
• Vorzugsweise weisen die Kammern aber untereinander keinen Fluidaustausch auf (von Ausnahmen s. o. abgesehen).
• So ist der Einsatz eines derartigen Tragwerkverbands bestehend aus z. B. mit Druckluft befüllten Röhren usw., nicht nur auf die im Weiteren beschriebene Ausgestaltungsform innerhalb eines Crashmatiksystems beschränkt.
• Ein Einsatz eines derartigen erfindungsgemäßen Tragwerkverbands kommt insbesondere immer dann in Betracht, wenn geringe Massen bei hoher Belastbarkeit und gleichzeitig geringen Volumen angestrebt werden.
• So kommen derartige Tragwerkverbände auch für den Einsatz in Bereichen in Frage, wie z. B. (nicht einschränkend aufgezählt) im Flugzeugbau, z. B. bei den Flügeln eines Ultraleichtflugzeuges, im Schiffsbau, in der Raumfahrttechnik und in sonstigen Fällen von Stabilisierungen, insbesondere wenn diese auf engem oder begrenztem Raum zu erfolgen haben.
• Dies ist beispielsweise auch der Fall bei Tragstrukturen einer Notrutschen eines Flugzeugs (nicht unbedingt die Rutschfläche selbst), bei aufblasbaren Stangen eines Zelts ggf. auch bei den Flächen eines Zelts, bei einem Boot, bei Luftschiffen, in der Medizintechnik, im Fall, wenn Ausrichtfunktionen angestrebt werden, um einen Gegenstand auszurichten etc.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem der Tragwerksverband außerdem bei mindestens einem der Kontakte der Kammern eine kraftschlüssige Verbindung aufweist, können Kräfte, z. B. im Falle von Röhren, nicht nur in z. B. axialer Richtung übertragen werden, sondern es darüber hinaus auch Kräfte zwischen den einzelnen Kammern übertragen werden, wodurch eine Kammer vor zu hohen Lastspitzen entlastet wird.
• Dies ist in besonderem Maße dann der Fall, wenn zwischen den Kammern kein Fluidaustausch möglich ist.
• In erster Linie ist diese Verbindung abhängig vom zu verbindenden Material und je nach Material können die Kammern auch durch Kleben, Nähen etc. miteinander verbunden werden.
• Vorzugsweise werden diese kraftschlüssigen Verbindungen durch einen Stoffschluß, wie z. B. durch eine Schweißnaht bereitgestellt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem jede Kammer mit jeder benachbarten Kammer verbunden ist, wird ein besonders stabiler Tragwerkverband gebildet.
• Ein derartiger Tragwerkverband kann beispielsweise aus einer zentralen röhrenförmigen Kammer bestehen, welche von einer Vielzahl von z. B. gleichartigen röhrenförmigen Kammern bestehen kann. Der Durchmesser der zentralen Kammer ist hierbei vorzugsweise so bemessen, dass sie mit einer jeden der äußeren Kammern in Verbindung steht. Hierbei kann die zentrale Kammer eine beliebige geometrische Gestalt aufweisen.
• Im Fall, dass z. B. eine zentrale röhrenförmige Kammer von fünf weiteren röhrenförmigen Kammern umgeben wird, hätte die zentrale röhrenförmige Kammer fünf Kontakte und jede der sie umgebenden röhrenförmigen Kammern drei Kontakte.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem die Verbindung eines derartigen Tragwerksverbands außerdem keinen Fluidaustausch zwischen den Kammern zur benachbarten Kammer erlaubt, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht, indem der Druck in den Kammern, der auch von Kammer zu Kammer unterschiedlich sein kann konstant gehalten wird.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welchem außerdem mindestens ein Teil des der Tragwerkverbands parallel zu den Kammerachsen mit einem Hüllmaterial allseitig umwickelt ist, wird die Stabilität des Tragwerkverbands noch weiter erhöht.
• Als Hüllmaterial kommen insbesondere reißfeste flexible Materialien in Frage, wie beispielsweise Stoffe, flexible Verbundmaterialien etc.
• Im Falle, dass es sich bei den umhüllten Kammern um gefüllte runde Röhren handelt und das Hüllmaterial diesen Verband von runden Röhren ummantelt, bewirkt das Hüllmaterial, dass durch das Hüllmaterial Kräfte in Richtung der zentralen Achse des Gesamtverbands aufgebaut werden. Durch diese durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte wird der Kammernverband zu einem Kammernverbund. Ein Kammernverbund unterscheidet sich durch einen Kammernverband dadurch, dass bei einem Kammernverbund die Verteilung der zu übertragenden Kräfte durch die durch das Hüllmaterial bewirkten Kräfte gleichmäßiger verteilt ist.
• Ein solcher Kammernverbund zeichnet sich daher insbesondere dadurch aus, dass durch ihn nicht nur Kräfte z. B. in Achsrichtung von z. B. Kammerröhren weitergeleitet werden, sondern dadurch, dass durch das Hüllmaterial zusätzlich Kräfte in Richtung des Zentrums des Gesamtverbunds aufgebracht werden, wodurch die Kammern miteinander verpresst werden.
• Das Hüllmaterial kann hierbei dehnbar sein, oder auch nicht. Ist es dehnbar, so kann durch die Dehnung die Kraft des Hüllmaterials auf die Kammern flexibler eingestellt werden und Kräfte in den Kammern können im Falle einer punktuellen Überlastung leichter abgebaut werden, was Beschädigungen vermeiden hilft.
• Durch diese zusätzlich aufgebrachten Kräfte und durch das Verpressen wird die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter erhöht, da sich im Falle von Stoffen, diese Stoffe sich gegenseitig aufgrund der gegeneinander wirkenden Zugspannungen verspannen und hierdurch steif werden und untereinander einen Schubverband bilden der an sich nicht mehr deformierbar ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, bei welcher außerdem das Hüllmaterial fluiddicht ist, wird hierdurch die Knicksteifigkeit erhöht. Darüber hinaus werden die Kammern durch das Hüllmaterial geschützt.
• Darüber hinaus wirkt das Hüllmaterial in diesem Fall als zweite Kammer. Im Fall, dass eine erste Kammer undicht sein sollte, würde das Fluid von dieser zweiten Kammer daran gehindert in die Umgebung zu entweichen. Im Fall, dass zwischen erster Kammer und Hüllmaterial eine Absorptionsvorrichtung angebracht ist, könnte entwichenes Fluid kontrolliert absorbiert werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der maximale Innenradius des Hüllmaterials kleiner ist, als der maximale Außenradius der Summe der Kammern, bewirkt das Hüllmaterial aufgrund dieser beiden Radiendifferenzen eine zusätzliche stabilisierende Kraft und eine zusätzliche Verpressung. Mit dem Radienunterschied ist ein Parameter gegeben, mit welchem die wechselseitige Verspannung zwischen Hüllmaterial und den sich darin befindlichen Kammern festgelegt werden kann.
• Neben dem Druck in jeder der Kammern ist somit mit dieser Radiendifferenz ein zweiter Parameter gegeben, mit dessen Hilfe die Traglast dieses Verbunds definierbar ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem der Druck innerhalb von mindestens einer der Kammern höher ist, als im Bereich zwischen dieser Kammer dem Hüllmaterial, wird durch diese Druckdifferenzen eine zusätzliche Verspannung der Kammern untereinander und mit dem Hüllmaterial bewirkt. Hierdurch kann die Stabilität des Tragwerkverbunds noch weiter gesteigert werden. Im Bereich zwischen dem Außenradius der Kammern und dem Hüllmaterial kann darüber hinaus auch ein Unterdruck herrschen.
• Diese Druckdifferenzen haben einen erheblichen Einfluss auf die Stabilität des Verbands/Verbunds.
• Wird eine Kammer eingedrückt bzw. geknickt, erhöht sich der in ihr befindliche Druck erheblich. Dieser Druck könnte aber durch einen entsprechend angepassten Druck im Bereich außerhalb dieser Kammer und innerhalb des Hüllmaterials zumindest teilweise aufgefangen werden.
• Mit Hilfe der beschriebenen Druckdifferenzen wird abhängig vom Betrag dieser Druckdifferenz die Knicksteifigkeit und die Torsionssteifigkeit signifikant erhöht.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem die Kammern mit dem selben Druck angefüllt sind, wird eine leichtere Befüllbarkeit bewirkt.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher die Kammern eines derartigen Tragwerksverbands außerdem einen Druck zwischen 0,1 Bar und 10 Bar aufweisen, wird der bevorzugte Arbeitsbereich definiert.
• Dies schließt nicht aus, dass der Fachmann unter besonderen Umständen auch andere Drucke auswählt. Beispielsweise wird er bei einem Einsatz bei geringeren Drücken (z. B. beim Bergsteigen) oder im Vakuum (z. B. in der Weltraumfahrt, oder Luftfahrt) geringere Drücke, oder bei einem Einsatz in der Tiefsee höhere Drücke wählen.
• Alternativ wird er bei einem Einsatz im einer Umgebung mit hohem Druck (z. B. in der Tiefsee) höhere Drücke wählen.
• In jedem Fall wird der Fachmann auch in Erwägung ziehen, Drücke situativ steigen oder sinken zu lassen. Beispielsweise wenn während des Transports in die Tiefsee oder in das All sich der Umgebungsdruck bewirkt, dass die Stabilität des Tragwerkverbunds genau definierbar ist.
• Besonders gute Ergebnisse wurden mit einem Druck von um die zwei Bar gemacht. Dieser Druck ist besonders geeignet, weil im Falle einer Knickbeanspruchung der hierdurch örtlich auftretende Druck erheblich größer sein kann und nicht zur Zerstörung führen darf. Versuchaufbauten haben ergeben, dass ein Röhrenverbund von Röhren aus Luftmatratzenstoff mit einem Durchmesser von 20 mm und einem internen Druck von 2 Bar mit 900 Newton belastet werden konnte, ohne zu knicken. Letztendlich ist die Höhe des maximal sinnvollen Drucks ein Parameter des zu verwendenden Materials und des Streßszenarios für die Kammer.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher das Fluid in mindestens einer Kammer eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein Gas ist, bewirkt, dass die Kammern leichter befüllbar sind.
• Bevorzugte Gase sind neben Luft auch Gase mit einem Gewicht, welches leichter ist als Luft, wodurch das Gewicht der Gesamtkonstruktion weiter reduziert werden kann.
• Denkbar sind aber auch Fluide, welche schwerer als Luft sind, um die Masse an definierten Stellen des Hindernisfahrzeugs (z. B. der Radbereich) zu erhöhen, um z. B. ein Flattern zu reduzieren/zu vermeiden bzw. einen Kontakt eines simulierten Rads mit der Fahrbahn sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher mindestens eine der Kammern ein festes Füllmaterial enthält, wird bewirkt, dass die physikalischen Eigenschaften dieser Kammer präziser definiert werden können. So ist es möglich eine Kammer beispielsweise mit kleinen Kugeln, wie z. B. Styroporkugeln zu füllen. Hierdurch wird eine derart ausgestaltete Kammer stoßunempfindlicher ohne hierdurch signifikant an Gewicht zuzulegen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher das flexible fluiddichte Material eines derartigen Tragwerksverbands außerdem ein luftdichtes Stoffmaterial ist bewirkt, dass die Kammern aufgrund ihrer Flexibilität leichter befüllbar sind und bewirkt, daß nicht nur einfach gestaltete Räume mit Hilfe eines solchen Materials ausgefüllt werden können, sondern auch komplex gestaltete Räume mit z. B. Unebenheiten.
• Prinzipiell sind für die Kammern alle Materialien, geeignet, welche flexibel und fluiddicht sind, wie z. B. technische Stoffe. Die Kammern können daher aus einem Stoff bestehen, wie beispielsweise einem Luftmatratzenstoff mit wenig Dehnung. Bevorzugte Stoffe sind in den Materialgruppen der Airbagstoffe zu finden, sowie in denen der Verbundwerkstoffe, wie z. B. Nylonverbundwerkstoffe, die den zusätzlichen Vorzug der Schweißbarkeit aufweisen. Alternativ ist auch die Verwendung von Folien denkbar.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, umfasst ein derartiger Tragwerksverband außerdem mindestens eine Füllvorrichtung für mindestens eine der Kammern.
• In diesem Fall können die Kammern schnell und effektiv befüllt werden. Darüber hinaus können situative Druckänderungen unmittelbar eingestellt werden, um den Verband beispielsweise schnell auf veränderte Rahmenbedingungen umzustellen. So kann auf diese Weise der Druck z. B. in Folge starker Sonneneinstrahlung auf die Kammer und dadurch bedingter Druckerhöhung situativ auf den Ursprungsdruck reduziert werden, um den Druck auf diese Weise konstant zu halten. Alternativ kann der Druck auf diese Weise auch gezielt verändert werden um durch den veränderten Druck einen neuen physikalischen Zustand einzustellen.
• Wird z. B. die Silhouette eines Hindernisfahrzeugs bei einem ACC-Crashaufbau permanent mit dem Fluid/Gas versorgt, ist hierdurch die Reversibilität eins Versuchsaufbaus gewährleistet, was für Versuche im Sicherheitsbereich eine Grundvoraussetzung ist. Hierbei kann ein eingesetztes aktives Drucksteuersystem eingesetzt werden, um diese Reversibilität sicherzustellen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, hält die Füllvorrichtung den Druck in jeder der Kammern auf dem definierten Zustand. Dies bedeutet, dass der Druck zweckgebunden variabel, gezielt gesteuert, bzw. konstant sein kann.
• Hierdurch wird z. B. bewirkt, dass mögliche Leckagen oder Diffusionen keinen Einfluß auf den Verband und seine Fähigkeit Kräfte zu übertragen haben.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher bei einem derartigen Tragwerksverband außerdem zumindest Teile des Tragwerkverbands in ihrem Verlauf mindestens eine richtungsmäßige Auslenkung aufweisen und/oder aus einem einzigen Verband kommend sich in mindestens zwei Stränge des Verbandes teilen, können durch diese Abzweigungen Kräfte an definierte Orte geleitet werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerksverband außerdem ein Fachwerk bildet, können aus derartigen Verbänden stabile Trag-Konstruktionen gebildet werden.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher ein derartiger Tragwerkverband die Struktur einer Fahrzeugsilhouette bereitstellt, weist eine derartige Silhouette zwei Funktionsgruppen auf. Einmal die Funktionsgruppe der Struktur und zum zweiten die Funktionsgruppe der Außengestalt.
• Vorteilhafterweise bildet ein derartiger Verbund/Verband den Torso/das Grundgerüst/das Gerippe/den Rahmen eines zu gestaltenden dreidimensionalen Körpers, der beispielsweise ein Fahrzeug darstellt.
• Weiterhin weist ein derartig aufgebauter Körper eine durch die Drücke des Verbunds/Verbands definierbare Härte/Stabilität auf und damit die Möglichkeit, auf dieser Struktur weitere Anbauten anzubringen, um so eine angestrebte dreidimensionale Gestalt zu bewirken.
• So kann die Struktur daraufhin ausgelegt werden, dass sie eine hinreichende Stabilität aufwiest, um das Gesamtkonstrukt zu tragen.
• Die Außenkontur kann dann wiederum mit der Struktur verbinden werden, aber andere Eigenschaften aufwiesen, wie z. B. die Außengestalt eines KFZ, die Reflexionseigenschaften eines echten KFZ für z. B. Radarstrahlen.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Fahrzeugsilhouette einen Tragwerkverband umfasst, die in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Fahrzeugs nachbilden. Fahrzeuge können hierbei sowohl Kraftfahrzeuge, als auch Luftfahrzeuge als auch Fahrzeuge zu Wasser sein. Hierbei ist der Tragwerkverband/Tragwerkverbund mit weiteren befüllbaren Bereichen verbunden. Ausgehend von dem Tragwerkverbund kann durch das Anbringen weiterer befüllbarer Bereiche an diesen Verbund und durch deren Auffüllen mit einem Fluid eine dreidimensionale Silhouette aufgebaut werden, deren äußere Gestalt durch diese dort zusätzlich anzubringenden Kammern beliebig gestaltbar ist.
• Ein derartiges Gerippe aus z. B. Hochdruckschläuchen/röhren (z. B. befüllt mit ca. 1,5 bis ca. 4 bar), umgeben von Bereichen mit Niederdruck von z. B. um die 0,5 Bar baut dann die Struktur/die dreidimensionale Gestalt eines Fahrzeugs auf. Ein derartiger Aufbau zeichnet sich durch eine gute Dämpfung, eine gute Aerodynamik und eine stabile Form auf.
• Vorzugsweise ist der Druck des Fluids innerhalb dieser zusätzlichen Bereiche geringer, als der Druck in einer der Kammern. Einer der befüllbaren Bereiche kann in befülltem Zustand zumindest Teile der äußeren Kontur eines Kraftfahrzeugs nachbilden.
• Derartig nachgebildete Kraftfahrzeuge können real auf die Straße gestellt werden, sodass zwischen den Rädern des nachgebildetem Fahrzeug und der Straße kein Zwischenraum bleibt, wodurch die Sensoren eines ACC-Systems dieses Hindernis auch sicher als Kraftfahrzeug erkennen können.
• Darüber hinaus wirft eine derartig aufgebaute Silhouette einen realen Schatten.
• Diese Merkmale sind maßgebliche Parameter für die Sensoren, um ein Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen zu können.
• So kann beispielsweise der mit Niederdruck und Luft befüllte Bereich des Soßfängerraums auf diverse Kollisions-Szenarien abgestimmt werden.
• Für extrem hohe Differenzgeschwindigkeiten, bei welchen bei einem Aufprall das Platzen eines der befüllten Bereiche, welche die äußere Kontur des Fahrzeugs nachbilden, zu erwarten ist, kann dieser Bereich auch mit einem leichten, stabilen Schaum befüllt werden, der ein solches Platzen verhindert und zugleich verhindert, dass das Kollisionsfahrzeugs beschädigt wird.
• Auf diese Weise können durch das Kammernsystem und durch die befüllbaren Bereiche die Zonen des Fahrzeugs und ihre Steifigkeit auf die Geschwindigkeit des Kollisionsfahrzeugs abgestimmt werden, was wesentliche Vorzüge im Vergleich zu einem einfachen, einzigen, lediglich mit einem Gas befüllten Volumen aufweist.
• In jedem Fall ist die Kollisionsmasse des Hindernisfahrzeugs auf die erfindungsgemäße Weise signifikant reduziert, um durch den Auffahrimpuls keinen Schaden am Kollisionsfahrzeug zu bewirken.
• So kann mit Hilfe einer derartigen Silhouette ein Hindernisfahrzeug so realitätsnah aufgebaut werden, dass die Sensoren eines kollidierenden Fahrzeugs dieses Hindernisfahrzeug als Fahrzeug erkennen und entsprechend reagieren.
• Auf diese Weise kann daher auf diese Weise auch die äußere Gestalt auch eines Oberklassefahrzeugs so täuschend echt aufgebaut werden, dass die Sensoren eines ACC-Systems eines Fahrzeugs auf Kollisionskurs diese Gestalt als reales Fahrzeug interpretieren.
• Weiterhin kann die Annäherung und das Verhalten der Sensoren auch nach überschreiten des „Point of no Return” weiter gemessen werden. Dies ist besonders wichtig, da ab diesem Punkt z. B. die Rückhaltesysteme aktiviert werden. So ist erfindungsgemäß die Interaktion zwischen den Sensoren und den Rückhaltesystemen, sowie die Wirkung der Rückhaltesysteme in die Tests einbeziehbar.
• Weiterhin kann auf diese Weise das Verhalten des Fahrzeugs bei automatischer Reduktion der Energie eines zu erwartenden Aufpralls geprüft und reduziert werden.
• Bisher weist kein Serienfahrzeug die Option auf, dass nach dem Point of no Return der Einfluß des Fahrers auf den weiteren Ablauf der Fahrt reduziert wird und an Stelle der Reaktionen des Fahrers automatische Reaktionen des Fahrzeugs eingeleitet werden.
• Darüber hinaus konnten derartige Systeme bisher nicht geprüft werden, da hierfür ein Fahrzeug mit Fahrer zwangsweise einen Zusammenstoß mehrfach hätte durchführen müssen.
• Erfindungsgemäß kann nun auch nach dem Passieren des Point of no Return ein ACC-System umfassend einen Fahrer auf einem Kollisionskurs in einem Hindernisfahrzeug geprüft werden und das auch noch für Situationen, in dem Fahrer Eingriffsmöglichkeiten auf sein Fahrzeug entzogen werden und an seine Stelle Entscheidungen der Sicherheitselektronik des Fahrzeugs gesetzt werden, wie z. B. ein automatisches Einleiten einer Vollbremsung nach Passieren des Point of no Return.
• Dies gilt gleichermaßen für den Fall, dass das derart aufgebaute Hindernisfahrzeug steht, oder bewegt wird.
• Darüber hinaus können mit Hilfe einer derartigen Silhouette auch Annäherungen eines Kollisionsfahrzeugs aus beliebigen Winkeln untersucht werden, da die Sensoren bei einem realitätsnah nachgebauten Fahrzeug sicher ansprechen.
• Darüber hinaus ist eine derartig aufgebaute Silhouette unempfindlich gegen Kollisionen und kann daher auch für echte Kollisionen als Hindernisfahrzeug verwendet werden, ohne dass das Kollisionsfahrzeug bzw. dessen Fahrer hierbei Schaden nehmen würde, da ein erfindungsgemäß aufgebautes Hindernisfahrzeug in der Größe einer Oberklassenlimousine unter 15 Kg wiegt.
• Darüber hinaus kann eine derartige Silhouette mehrfach verwendet werden. Gängige Erfahrungen haben gezeigt, dass eine derartige Silhouette nach 300 tatsächlichen Kollisionen mit unterschiedlichen, auch hohen Geschwindigkeiten noch immer einsatzfähig ist.
• In einer weiteren Ausgestaltungsform, in welcher eine derartige Silhouette Teil eines Crashmatiksystems, umfassend eine an einem Ausleger mittelbar oder unmittelbar befestigte Fahrzeugsilhouette ist, kann eine derartige Silhouette auch bewegt werden und es kann das Verhalten der Sensoren bei Relativgeschwindigkeiten realitätsnah getestet werden.
• Ein Crashmatiksystem, umfassend ein derartiges Auslegerstabilisierungssystem ermöglicht auch die Simulation von Kollisionen bei Kurvenfahrten, da auf die erfindungsgemäße Weise die Silhouette nun auch bei Kurvenfahrt in ”quasi” konstantem Abstand zum Boden geführt werden kann und hierdurch nun erst die Erkennung der Hindernisfahrzeugs durch die Fahrzeugsensoren, wie z. B. die Videosensoren sicher möglich ist.
• Da Crashmatiksysteme des Standes der Technik zweidimensionale und damit dünne und flatternde oder schwere und damit unbewegliche dreidimensionale Silhouetten verwendeten, konnten diese von den Sensoren nicht zuverlässig erkannt werden und damit keine zuverlässigen Messergebnisse abgeben.
• Bei der Verwendung von schweren Hindernisfahrzeugen sind hingegen Kollisionen ausgeschlossen, da diese die Fahrzeuge beschädigen und bei der Verwendung von zweidimensionalen Attrappen konnten die Sensoren bzw. das Videogerät Video des ACC-Systems diese Daten aufgrund flatternder oder schwebender Räder nicht zuverlässig verarbeiten.
• Das erfindungsgemäße Crashmatiksystem kann daher hinsichtlich der unterbrechungslosen Erkennung zum Test von ACC-System, insbesondere auch bei Kurvenfahrt, durch z. B. Radar, Video, Lidar usw. oder Kombinationen daraus eingesetzt werden.
• Das heißt, es muss bei solchen Tests nicht zwangsläufig zur Kollision kommen, da der Point of no Return präzise ermittelt werden kann und insbesondere das Zusammenspiel zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, Wegziehen des Lenkrads etc.
• Kommt es hingegen zwangsläufig zur Kollision, so kann auf die erfindungsgemäße Weise auch die Zuverlässigkeit des Ersetzens von Fahrerreaktionen durch Fahrzeugssysteme geprüft und insbesondere auch eingestellt werden. Die gilt insbesondere für das Einleiten und Prüfen des Zusammenspiels zwischen ACC-System und Fahrzeugelektrik/-elektronik, wie z. B. Gurtstraffer, Gasabregelung, Einleitung des Bremsvorgangs, Wegziehen des Lenkrads etc.
• So zeichnet dieses erfindungsgemäße System auch aus, dass man auch das Verhalten bei Kollisionen in Kurvenfahrt überprüfen kann, d. h. das Crashmatiksystem wird beispielsweise auf einer ebenen Kreisbahn bewegt und das folgende Erprobungsfahrzeug fährt mit den darin angeordneten Sensoren diese Kurve nach und es kommt zur kontrollierten Kollision während der Kurvenfahrt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Crashmatikverfahren gelöst, umfassend mindestens ein Testfahrzeug, ausgerüstet mit ACC-Systemen, sowie mindestens die eine, insbesondere dreidimensionale, Silhouette eines Hindernisfahrzeugs, wobei insbesondere diese Silhouette Teil eines zuvor geschilderten Crashmatiksystems sein kann und wobei sich das Testfahrzeug auf Kollisionskurs mit dem der Silhouette befindet und wobei das ACC-System auch nach Passieren des ”Point of no Return” ohne Unterbrechung bis zur Kollision und/oder darüber hinaus weiterhin seine ACC-Daten aufnimmt.
• Die Aufgabe wird darüber hinaus auch durch ein Verfahren gelöst, umfassend ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug ein ACC-System umfasst und wobei das ACC-System Sensoren zur Aufnahme der Umgebung dieses Fahrzeugs aufweist und mit Hilfe der Sensoren in der Lage ist andere Fahrzeuge zu erkennen, wobei unter den anderen Fahrzeugen auch Hindernisfahrzeuge sind, zu welchen das Fahrzeug sich auf Kollisionskurs befindet, und wobei die durch die Sensoren aufgenommenen Daten geeignet sind Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anzureichern oder völlig zu ersetzen, indem sie in einem ersten Schritt vor Passieren des Point of no Return keine sicherheitsrelevanten Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen, aber nach Passieren des Point of no Return Fahrereingaben durch Eingaben auf Basis der aufgenommenen Sensordaten anreichern oder völlig ersetzen. Im Übrigen kann dieses Verfahren mit Hilfe einer der Ausführungsformen der Beschriebenen Crashmatik durchgeführt werden.
• Dieses Fahrzeug kann außerdem Teil eines Crashmatiksystems in einer der zuvor geschriebenen Ausgestaltungsformen sein.
• Als ”Fahrereingaben” werden insbesondere Eingaben verstanden, welche bewirken, dass vor einem Unfall die Kollisionsenergie reduziert wird, wie z. B. das Einleiten einer Bremsung.
• Als ”Fahrereingaben” werden weiterhin Eingaben verstanden, welche bewirken, dass mindestens einer der Insassen des sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs vor Verletzungen geschützt wird. Hierzu gehören beispielsweise die an Bord befindlichen ”Restraint-Systeme”, wie z. B. Airbags, Rückhaltesysteme, das Einfahren des Lenkrads etc.
• Auf diese Weise ist es nun erstmals möglich verlässliche ACC-Daten nach dem Point of no Return bis zum Aufprall zu gewinnen und insbesondere auch verlässliche Daten über das Zusammenspiel von ACC-basierten Daten und den Sicherheitssystemen des Fahrzeugs. Dies ist besonders vor dem Hintergrund wichtig, dass diese ACC-Systeme selbstlernende Systeme sind und daher auf den Zufluß belastbarer Daten angewiesen sind.
• Bisher gibt es kein System auf dem Markt, welches ohne den Willen des Fahrers in das System des Fahrzeugs selbst eingreift, da es für ein solches System auch keine Testmöglichkeiten für alle real vorkommenden Zusammenstoßkonstellationen gab, also auch solche mit einer vrel von über 60 Kmh. Die einzige Möglichkeit dies zu testen war bisher reale Fahrzeuge zu verwenden, was aber unpraktikabel, teuer und für die Fahrer mit Verletzungsrisiken verbunden ist.
• Durch das erfindungsgemäße Vorrichtung und Verfahren wird eine Testvorrichtung für ACC-Systeme für den Zeitraum auch nach Passieren des Point of no Return bereitgestellt.
• Auf diese Weise sind nun auch Precrashsysteme testbar. Bei Precrashsystemen handelt es sich um Systeme, welche die Funktion haben, vor einem schwerem Unfall Energie aus dem Fahrzeug herauszunehmen. Dies geschieht beispielsweise durch eine selbständig rein auf Basis der Daten des ACC-Systems von der Elektronik eingeleitete Vollbremsung.
• Hierdurch erst können Daten generiert und zur Verfügung gestellt werden, um ein derartiges System zu entwickeln, zu erproben und sein Verhalten zu verstehen, eben, mit Daten, welche nach dem Passieren des Point of no Return erst generiert werden.
• Derartige mit Hilfe der Erfindung generierte Daten können auch erstmalig zu Schulungszwecken herangezogen werden, da sie eine sichere Auskunft über das Verhalten eines Fahrzeugs nach dem Point of no Return liefern.
• Auf diese Weise ist nun auch testbar, ob ein Fahrzeug überhaupt sicher erkannt wird. Bisherige Assistenzsysteme waren nicht in der Lage alle Elemente einer Umgebung und nicht alle Fahrzeuge sicher zu erkennen. Um jedoch eine Abnahme im Sicherheitsbereich erhalten zu können, muß die Erkennbarkeit zu 100% sichergestellt sein. Zum sicher zu erkennen muß z. B. die Größe eines Fahrzeugs sicher erkannt werden. Diese ist jedoch vom Abstand abhängig. Im Zusammenspiel mit Video, Radar etc. gibt es eine derartige Testmöglichkeit praktisch nicht Zerstörungsfrei.
• Auf diese Weise ist nun auch versetztes Kollidieren bei einer vrel von über 40 Kmh erstmals möglich.
• Nicht zuletzt ist hierdurch erstmals ein tatsächliches Kollidieren bei Geschwindigkeiten über 40 Kmh und insbesondere über 60 Kmh vrel testbar.
• Auch eine bereits bekannte so genannte „Pre-Crash-Funktion”, welche bereits durch den Fahrer eingeleitete Handlungen unterstützt, diese jedoch nicht ersetzt, bzw. ohne Handlungen des Fahrers selbsttätig in das Fahrzeug/Fahrverhalten eingreift, konnte bisher nur unzureichend getestet werden! Wegen dieser bisher unzureichenden Tests geben die Hersteller auf derartige existierende „Pre-Crash-Funktion” auch keine Garantie auf diese Systeme.
• Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems können nun auch „Pre-Crash-Funktionen” umfangreich und reversibel getestet werden. Nicht zuletzt auch weil mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems auch ein tatsächliches Kollidieren bei Geschwindigkeiten über 40 Kmh und insbesondere über 60 Kmh vrel nun erstmals testbar ist.
• Erfindungsgemäß bleibt die Silhouette bis zur tatsächlichen Kollision vor Ort stehen oder wird bewegt. Sie wird aber gerade nicht durch einen besonderen Eingriff vor der Kollision aus dem Weg geräumt, um das kollidierende Fahrzeug passieren zu lassen.
• In einer besonderen Ausgestaltungsform dieses Verfahrens werden diese durch das ACC-System aufgenommenen Daten auch nach dem Point of no Return an die Fahrzeugelektrik/-elektronik weitergegeben. Bei bisherigen Kollisionssimulationen musste die Messung vor dem Passieren des Point of no Return abgebrochen werden, weil eine Kollision vermieden werden musste (Verletzungsgefahr des Fahrers, Zerstörung der Fahrzeuge). Die Messung wurde z. B. dadurch abgebrochen, indem das Hindernisfahrzeug weggeklappt werden musste. Dies war bisher insbesondere bei Differenzgeschwindigkeiten über 60 Km/h und in noch stärkerem Maße bei Differenzgeschwindigkeiten über 80 Km/h und 100 Km/h der Fall.
• In den wenigen Fällen, in welchen eine Kollision nicht vermieden werden sollte, musste außerdem bisher mit der Beschädigung des ACC-Systems bei der Kollision gerechnet werden.
• Bei Simulationen von Kollisionen mit Hilfe von Abbildern von Fahrzeugen waren bisher Tests auf die direkte Auffahrt begrenzt (Tests in Kurvenfahrten waren also nicht möglich) und die Funktion der Sensoren war nicht sichergestellt, da die Silhouetten entweder nicht den Boden berührten oder flatterten.
• Das gleiche gilt für den Fall, dass ein Hindernisfahrzeug über einen Tragarm an einem Querausleger des Crashmatiksystems angeordnet ist.
• Das gleiche gilt darüber hinaus auch für ein Crashmatiksystem, umfassend eine an einem Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette, wobei über den Tragarm die beschriebene Füllvorrichtung die Kammern mit Druck/Fluid versorgen kann und wobei die Füllvorrichtung den Kammern, den Zwischenräumen zwischen den Kammern und dem Hüllmaterial und den Bereichen das Fluid unter dem jeweils definierten Druck zuführt und/oder den zugeführten Druck hält.
• Ein derartiges Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung, umfassend eine Vorrichtung zur Ermittlung von Crashdaten, bewirkt, daß die Daten, welche an Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung abgreifbar sind, aufgenommen werden können. Unter „Daten” sind einerseits die im System/Vorrichtung wirkenden Kräfte und/oder Momente zu verstehen, als auch Abstände zwischen der Silhouette und dem sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeug, als auch die crashrelevanten Daten des sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugs.
• Bisher wurden Crashs innerhalb von Grenzen durchgeführt. Diese Grenzen werden aufgrund des erfindungsgemäßen Konzepts nun erweitert, was einerseits die Möglichkeit eröffnet, neue Daten zu generieren und anderseits die Möglichkeit eröffnet, bisher bereits generierbare Daten statistisch auf Basis einer nun möglichen Reversibilität hin zu normieren und einzuordnen.
• Waren Daten bisher also in erster Linie Einzelergebnisse, so ist es nun möglich aufgrund der mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren hohen Reversibilität der Versuche allgemeingültige Aussagen zu treffen, bzw. allgemeingültige Daten zu ermitteln.
• Darüber hinaus waren diese Einzelergebnisse bisher nur für genau spezifizierte Konstellationen zwischen Hindernisfahrzeug und kollidierendem Fahrzeug (also Aufprallszenarien) vorhanden, so sind nun allgemeingültige Daten für alle nur denkbaren Konstellationen zwischen Hindernisfahrzeug und kollidierendem Fahrzeug gewinnbar. Dies gilt für Daten, wenn das Hindernisfahrzeug steht bzw. konstant fährt, bzw. (positiv/negativ) beschleunigt. Aufgrund der Erfindung können reversible Aufprallversuche nun nicht nur in allen Geschwindigkeitslagen, sondern auch von allen Seiten getätigt werden, also von vorne, hinten, schräg etc.
• Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet ”reversibel”, daß die Streuung der Daten bei gleichen Randbedingungen (Wetter, Wind etc.) weniger als 10% beträgt. Mit Hilfe von Standardmessgeräten wurden Datenstreuungen von problemlos unter 1,5% und insbesondere unter 1% erzielt.
• Konkret galt bisher im Stand der Technik für Versuchsreihen die Grenze, daß die Gesundheit des Fahrers, welcher im kollidierenden Fahrzeug sitzt nicht gefährdet werden durfte. Dies begrenzte bisher derartige Versuche, in welchen der Fahrer als reale Person in einen Kollisionsvorgang eingreifen kann auf eine Maximalgeschwindigkeit von ca. 50 Km/h (jedenfalls nicht absichtlich/gewollt). Das heißt: jenseits, also oberhalb der 50 Km/h sind keine derartigen Kollisionsdaten mit im auf Kollisionskurs befindlichen real reagierenden Fahrern vorhanden, weil der Fahrer bei deren Gewinnung gefährdet werden könnte. Das ist erfindungsgemäß nun anders.
• Weiterhin galt bisher die Grenze, daß um Fahrzeuge und Fahrer zu schonen, nach dem „Point of no Return”, also dem spätestmöglichen Zeitpunkt um einen Crash zu verhindern nur Einzelversuche durchgeführt wurden, da bei einem Crash zwangsläufig das Material in Mitleidenschaft gezogen wurde. Diese Einzelversuche erfolgten darüber hinaus nicht bei einer beliebigen Anfahrt des kollidierenden Fahrzeugs, sondern es wurden genau definierte, weil gesetzlich festgelegte Aufprallszenarien dargestellt.
• Weiterhin hatte der Fahrer des kollidierenden Fahrzeugs sich in diesen genormten Versuchen vorschriftsgemäß zu verhalten. Daher existieren kaum Daten für Falle, was geschieht, wenn der Fahrer sich beliebig verhält, also z. B. bei einer Vollbremsung die Bremse wieder löst, oder bremst und zugleich lenkt, wodurch der Aufprall verändert wird.
• Weiterhin wird bei derartigen vorschriftsmäßigen Crashversuchen bisher nicht das Verhalten von Fahrerassistenzsystemen berücksichtigt. Insbesondere dann nicht, wenn der Fahrer auf den Eingriff eines solchen Systems reagiert und sein Verhalten ändert. Bisher waren daher keine Assistenzsysteme denkbar, die den Fahrer und seine Reaktion nach Passieren des „Point of no Return” ersetzen. Erfindungsgemäß können nun auch Systeme getestet werden, welche nach dem Point of no Return den Eingriff des Fahrers erlauben bzw. berücksichtigen.
• Und letztendlich ist völlig unbekannt ab welcher Nähe die eingesetzten Radarsystem überhaupt keine brauchbaren Daten mehr liefern, weil beide Fahrzeuge so nah sind, daß das Hindernisfahrzeug nicht mehr als Fahrzeug erkannt wird. Daher kann diese Grenze auch nicht verlagert werden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es daher erstmals überhaupt möglich einen Einsatzbereich zu definieren, in welchem die Radarsystem zuverlässig arbeiten.
• Abweichend vom Stand der Technik sind aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung nun eine Vielzahl von Daten verfügbar, welche nach dem Point of no Return ggf. oberhalb der bisher gängigen Geschwindigkeitsgrenze, ggf. außerhalb bisher normierter Crashszenarien, ggf. unter beliebigem Eingreifen des Fahrers in den Aufprallablauf, ggf. im Zusammenspiel mit Fahrerassistenzsystemen.
• Erfindungsgemäß können nun auch Daten gewonnen werden, die nicht nur hochgradig reversibel sind, sondern es können auch Daten gewonnen werden, welche oberhalb der bisherigen Geschwindigkeitsgrenze für auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeuge liegen. Darüber hinaus können für derart erhöhte Geschwindigkeiten auch Daten gewonnen werden, in Fällen, in welchen eine reale Person im kollidierenden Fahrzeug auf reale weise auf die bevorstehende Kollision reagiert.
• Crashdaten nach dem Point of no Return waren bisher schon rar, weil die Ermittlung eines derartigen Datensatzes die Beschädigung bzw. Zerstörung mindestens eines Fahrzeugs nach sich zog. Dies gilt insbesondere für Daten oberhalb einer Geschwindigkeit des kollidierenden Fahrzeugs von ca. 50 Kmh. Darüber hinaus gibt es so gut wie gar keine Daten für Fälle, daß in derartigen Situationen außerdem noch ein realer Fahrer menschliche reales Verhakten gezeigt hat, wie z. B. zu versuchen einer Kollision durch Lenken auszuweichen, oder die Bremskraft zu lockern, um die Lenkfähigkeit zu verbessern etc.
• Basierend auf den bisher zur Verfügung stehenden Einzeldaten war es aufgrund der fehlenden statistischen Daten bisher nicht möglich auf deren Basis einen Eingriff in Kollisionsvorgänge zu erlauben, wie z. B. Ausweichvorgänge einzuleiten, oder Precrashsystem rechtzeitig (und nicht überflüssig) auszulösen. Das ist auf Basis der auf die erfindungsgemäße weise abgesicherten Daten nun möglich.
• Basierend auf den bisher zur Verfügung stehenden Einzeldaten war es bisher außerdem nicht möglich Regelkreise aufzubauen, die sicherheitsrelevante Vorgänge beeinflussen. Unter Regelkreisen ist vorliegend zu verstehen, daß das erzielte Ergebnis als Eingangsgröße bei einer Neubetrachtung der Crashkonstellation erneut einfließt. Aus diesem Grund blieben Änderungen im Verhalten des Hindernisfahrzeugs bisher unberücksichtigt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sie nun berücksichtigt werden.
• Ein wesentlicher Vorteil ist jedoch, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung statistisch verwertbare Daten geschaffen wurden, die für Kollisionsszenarien ein statistisch abgesichertes (und damit reversibles) Normverhalten vorgeben. Wenn die Sensoren hingegen ein Verhalten identifizieren, welches nicht in diesen statistisch abgesicherten Bereich fällt, dann kann das System dem Fahrer die volle Herrschaft über sein Fahrzeug (zurück)geben. Wenn das Verhalten des Fahrers innerhalb eines Bereichs liegt, in welchem statistische Daten vorhanden sind, kann sein Einfluß auf das Crashszenario minimiert oder ganz ausgeschaltet werden, um das physikalisch folgenleichteste Kollisionsszenario durchzuführen, statt es durch Fehlentscheidungen des Fahrers zu verschlechtern.
• Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es daher erstmals möglich ein statistisch abgesichertes Kollisionsszenario zu erkennen und auf Basis dieser Erkennung ein für genau dieses Szenario optimiertes autonomes Verhalten des Fahrzeugs einzuleiten und den Fahrer während dieses Vorgangs den Zugriff auf sein Fahrzeug zu untersagen oder es wieder herzustellen, weil beide Fahrzeuge schon so nah sind, daß das Radarsystem nicht mehr zuverlässig arbeitet. Wird ein statistisch nicht abgesichertes Kollisionsszenario erkannt, kann dem Fahrer somit die volle Herrschaft über sein Fahrzeug zugemessen oder entzogen oder beeinflußt werden. (Beispiel: Fahrer schätzt die Entfernung zu Hindernis (anderes Fzg) falsch ein und bremst zu schwach, was durch durch selbsttätiges stärkeres Bremsen kompensiert wird zumindest, so lange das Radar zuverlässig arbeitet.
• Hierdurch ist es möglich die Tests zur Zulassung derartiger Eingriffe nicht nur für den Komfortbereich, sondern auch für den Sicherheitsbereich zu erhalten, weil der Eingriff nur dann erfolgt, wenn statistisch feststeht, daß der automatisierte Eingriff dem Eingriff des Fahrers überlegen ist.
• Ein derartiges Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung von Crashdaten Sensoren zur Aufnahme von Crashdaten, sowie Analysemittel zur Analyse von Crashdaten umfasst, bewirkt, daß die aufgenommenen Daten in eine Datenbank eingespeist werden können und dann mit Hilfe von Algorithmen hinsichtlich diverser Crashszenarien ausgewertet werden können und Handlungsvorschläge/Eingriffsvorschläge ermittelt werden können.
• Ein derartiges Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung, wobei die Analysemittel zur Analyse von Crashdaten eine Speichervorrichtung und/oder Fernkommunikationsmittel umfasst bewirkt, daß die aufgenommenen Daten gespeichert und/oder an einen Ort jenseits des Crashmatiksystems kommuniziert werden können. Der Zielort derartiger Daten könnte dann ein Rechenzentrum sein, in welchem sich mit der Zeit eine umfangreiche Datensammlung zu Crashverhalten aufbaut.
• Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten z. B. mit Hilfe eines derartigen Crashmatiksystems und/oder einer derartigen Stabilisiervorrichtung, wobei zwischen einem Hindernisfahrzeug und einem sich mit dem auf Kollisionskurs mit dem Hindernisfahrzeug befindlichen Fahrzeug eine Relativgeschwindigkeit von über 40 Kmh herrscht und wobei Sensoren in mindestens einem der beiden Fahrzeuge das andere Fahrzeug zu erkennen in der Lage sind und hierbei Crashdaten generiert werden.
• Unter ”Crashdaten” werden in Folge all die Daten verstanden, welche notwendig sind, um auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeuge zu beschreiben und/oder um das Betriebsverhalten von auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeugen während ihres Kollisionskurses zu beeinflussen.
• Die Lösung der Aufgabe erfolgt auch durch ein Verfahren in dem Sinn, daß zu unterschiedlichen Zeiten und Orten unterschiedliche Zustände herrschen, welche durch den Stand der Technik so nicht realisierbar sind.
• Einer dieser Zustände ist, daß derartige Crashmatiksysteme und/oder Stabilisiervorrichtungen nun auch bei Relativgeschwindigkeiten zwischen zwei Fahrzeugen von über 40 Kmh, und insbesondere um die 70 Kmh oder noch darüber, betrieben werden können, ohne daß sich der Fahrer im auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeug beim Aufprall verletzen könnte, noch daß dieses sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug bei der Kollision beschädigt werden könnte. Hieraus ergibt sich, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens nun zur Datengewinnung bei derart hohen Geschwindigkeiten kein Abbremsen oder Lenken mehr notwendig ist, um Mensch bzw. Material zu schützen. Entsprechend kann erfindungsgemäß das Verfahren auch dann betrieben werden, wenn im Stand der Technik schon längst abgebremst werden müsste, also nach dem Passieren des Point of no Returns.
• Hieraus folgt, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten, das z. B. mit Hilfe eines Crashmatiksystems und/oder einer Stabilisiervorrichtung betrieben werden kann, wobei auch eine Erkennung der Crashdaten nach Passieren des Point of no Returns eines bevorstehenden Crashs für das sich auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug zerstörungsfrei geschieht.
• Verfahren, welche nach dem Stand der Technik betrieben wurden, mussten entweder spätestens beim Point of no Return abbremsen (negativ beschleunigen), um das Fahrzeug nicht zu beschädigen, oder sie mussten ihre Geschwindigkeit so weit reduzieren, daß zwar bestimmungsgemäß das Fahrzeug beschädigt wurde, aber der Fahrer nicht verletzt werden durfte.
• Dies gilt insbesondere dann, wenn diese sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeuge durch eine reale Person als Fahrer betrieben wurden. Dies gilt aber auch dann, wenn diese sich auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeuge ferngesteuert wurden, da die Fernsteuerapparatur ähnlich dem Fahrer bei Kollisionen auch Schaden nehmen kann.
• Hieraus folgt, weiterhin daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten, das z. B. mit Hilfe eines Crashmatiksystems und/oder einer Stabilisiervorrichtung betrieben werden kann, in einem weiteren Schritt die erkannten und/oder ermittelten Crashdaten in einer Datenbank ablegt und in einem noch weiteren Schritt diese in der Datenbank abgelegten Crashdaten normiert werden.
• Erkannte Crashdaten sind hierbei solche Crashdaten, welche unmittelbar aufgenommen werden können, wie z. B. die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, oder der Abstand zwischen zwei Fahrzeugen.
• Ermittelte Crashdaten sind hierbei solche Crashdaten, welche mittelbar aufgenommen werden können, wie z. B. die Beschleunigung eines Fahrzeugs.
• Diese Crashdaten können in einer Datenbank abgelegt werden. Diese Datenbank kann sich unmittelbar im Fahrzeug befinden, oder in einem Rechenzentrum. Die Daten gelangen von ihrem Entstehungsort zur Datenbank bevorzugt über die Verkabelung des Fahrzeugs, wobei diese Verkabelung mit Fernkommunikationsmitteln, umfassend einen Sender im Fahrzeug und einen Empfänger am Empfangsort ergänzt werden kann.
• Die in der Datenbank abgelegten Daten können mit Hilfe von Rechenkapazitäten, wie sie im KFZ und/oder in einem Computersystem vorhanden sind mit Hilfe von Algorithmen weiter verarbeitet werden. Eine mögliche Art der Weiterverarbeitung ist die Normierung. Eine statistisch belastbare und aussagekräftige Normierung ist jedoch nur möglich, wenn hinreichend viele Daten vorhanden sind. Dies kann bei Verfahren nach dem Stand der Technik nicht der Fall sein, wenn bei der Ermittlung derartiger Daten das Fahrzeug beschädigt und/oder der Fahrer einem Verletzungsrisiko ausgesetzt wurde.
• Erfindungsgemäß können nun die Crashtests auch mit Fahrer und jenseits des Point of no Return und auch jenseits von Relativgeschwindigkeiten von 40 Kmh und darüber, wie z. B. 50 Kmh, oder 70 Kmh, oder 100 Kmh oder sogar 120 Kmh und darüber reversibel betrieben werden. Hierdurch kann für jede Fahrsituation und für jede auf dem Markt befindliche Fahrzeugpaarung eine Vielzahl von Einzelversuchen gefahren werden und es kann bei Vorliegen einer Vielzahl von Einzeldaten aus diesen Einzelverschen ein Normwert gebildet werden, Dies kann darüber hinaus auch für unterschiedlichste Witterungsverhältnisse geschehen. Auf diese Weise können Normierte Daten entstehen. Auf Basis dieser normierten Werte kann dann beispielsweise eine ideale Reaktion zur Minimierung des zu erwartenden Schadens und/oder der Verletzungsgefahr ermittelt werden.
• Hieraus folgt daher weiterhin daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten, das z. B. mit Hilfe eines Crashmatiksystems und/oder einer Stabilisiervorrichtung betrieben werden kann, in einem weiteren Schritt aktuell ermittelte Crashdaten mit den normierten Crashdaten verglichen werden.
• Hieraus folgt daher weiterhin daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten, das z. B. mit Hilfe eines Crashmatiksystems und/oder einer Stabilisiervorrichtung betrieben werden kann, in einem weiteren Schritt auf Basis der aktuell ermittelte Crashdaten und/oder der normierten Crashdaten Precrashvorbereitungen eingeleitet werden, wie z. B. das Spannen der Gurte, das einfahrend es Lenkrads, das Vorbereiten der Airbags.
• Hieraus folgt weiterhin daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Crashdaten, das z. B. mit Hilfe eines Crashmatiksystems und/oder einer Stabilisiervorrichtung betrieben werden kann, in einem weiteren Schritt auf Basis des Vergleichs zwischen aktuell ermittelte Crashdaten mit den normierten Crashdaten das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinflusst wird.
• Wenn daher in einem realen Betrieb eines Fahrzeugs Crashdaten ermittelt werden, welche in der unmittelbaren Nähe derart normierter Daten liegen, und wenn ermittelt wird, daß der Fahrer in dieser Situation subeffiziente oder kontraproduktive Maßnahmen ergreift, das Fahrverhalten aktiv so beeinflusst werden, daß das Schadens- und/oder Verletzungsrisiko minimiert werden.
• Die Aufgabe wird daher auch gelöst durch die Ermittlung und Bereitstellung von Crashdaten z. B. mit Hilfe eines der beschriebenen Verfahren und/oder mit Hilfe eines beschriebenen Crashmatiksystems und/oder einer beschriebenen Stabilisiervorrichtung.
• Crashdaten, die z. B. mit Hilfe des beschriebenen Crashmatiksystems und/oder der Stabilisiervorrichtung nun auch bei Relativgeschwindigkeiten zwischen zwei Fahrzeugen von über 40 Kmh, und insbesondere um die 70 Kmh oder noch darüber, ermittelt werden können, ohne daß sich der Fahrer im auf Kollisionskurs befindlichen Fahrzeug beim Aufprall verletzen könnte, sind insbesondere mit Verfahren, wie sie gemäß des Standes der Technik betrieben werden nicht reproduzierbar gewinnbar, ohne Mensch und/oder Material zu beeinträchtigen. Daher ist es im Stand der Technik bestenfalls möglich singuläre Daten unter Inkaufnahme von Beschädigungen zu ermitteln. Bei der Gewinnung derartiger Daten wird daher erfahrungsgemäß der einmal eingeschlagene Kollisionsweg nicht verändert. Z. B. wird durch den Fairer oder ein Assistenzssystem die vor dem Point of no Return begonnene Bremsung danach unvermittelt fortgesetzt, oder es wird von Anfang an gar keine Bremsung geben. Derartige Szenarien sind jedoch unnatürlich und kommen bei realen Kollisionen so gut wie nie vor. In Wirklichkeit wird der Fahrer nach passieren des Point of no Returns mit Hilfe eigener Initiativen versuchen die bevorstehende Kollision abzuwenden, er wird zu Lenken versuchen und/oder versuchen während der Lenkbewegungen die Bremse zu lösen. All die denkbaren Verhaltensweisen können nun aufgrund der hohen Reversibilität der Versuche in Versuchsreihen einfließen und einen Pool von Crashdaten aufbauen.
• Hieraus ergibt sich, daß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens nun zur Datengewinnung bei derart hohen Geschwindigkeiten kein Abbremsen oder Lenken mehr notwendig ist, um Mensch bzw. Material zu schützen. Entsprechend kann erfindungsgemäß das Verfahren auch dann betrieben werden, wenn im Stand der Technik schon längst abgebremst werden müsste, also nach dem Passieren des Point of no Returns.
• Die erfindungsgemäßen Crashdaten wird daher auszeichnen, daß sie das Fahrzeugverhalten nach dem Point of no Return und/oder bei Relativgeschwindigkeiten von über 40 Kmh, 70 Knm, oder sogar 100 Kmh, bzw. über 120 Kmh beschreiben. Sie können fakultativ weiterhin auch Verhaltensänderungen des Fahrers auch nach Passieren des Point of no Return abbilden, wie beispielsweise Lenkbewegungen und/oder (negative) Beschleunigungen und deren Änderungen.
• Darüber hinaus können sie aufgrund der erfindungsgemäß hohen Reversibilität normiert sein und damit eine Idealreaktion abbilden. Weiterhin kann hierdurch ein Abweichen eines Ist-Werts von der in einem normierten Wert abgebildeten Idealverhaltens ermittelt werden. Der Umfang der Abweichung kann eine Entscheidungshilfe bereitstellen, ob dem Fahrer die zumindest teilweise Kontrolle über sein Fahrzeug weiter zugemutet wird, oder ob das Fahrzeug auf Basis der normierten Daten eine, für diese in den normierten Daten hinterlegte ideale Reaktion des Fahrzeugs, eingeleitet wird, wie z. B. das rechtzeitige Einleiten eines Precrashverhaltens, wie z. B. das Spannen der Gurte, das einfahrend es Lenkrads, das Vorbereiten der Airbags.
• Die Erfindung wird daher außerdem auch durch eine Steuerungsvorrichtung für Fahrzeuge gelöst, welche derartige Crashdaten umfasst. Erfahrungsgemäß werden derartige Daten in einem Fahrzeug im Steuerungssystem des Fahrzeugs bereitgestellt und aufbereitet; sie können aber auch in den jeweiligen Aggregaten, wie z. B. dem ABS-System zumindest temporär niedergelegt sein oder diesen zugeführt werden.
• Die Erfindung wird daher außerdem auch durch ein Fahrzeug gelöst, welches zumindest eine derartige Steuerungsvorrichtung und/oder derartige Crashdaten umfasst.
• Die Erfindung wird daher außerdem auch durch einen Speicher, z. B. in einem Fahrzeug gelöst, welches zumindest eine derartige Steuerungsvorrichtung und/oder derartige Crashdaten umfasst.
• Die Erfindung wird daher außerdem auch durch einen Computer gelöst, welcher zumindest einen Speicher und/oder beschriebene Crashdaten und/oder Daten, welche mit Hilfe von derartigen Crashdaten unter Verwendung eines Algorithmusses oder mindestens einer logischen Verknüpfung ermittelt wurden, umfaßt. Dieser Computer kann sich an Bord eines Kraftfahrzeugs befinden, oder auch außerhalb. In letzterem Fall würden die Daten dann per Fernkommunikationsnmittel zu diesem Computer übertragen werden.
• Jedes der beschriebenen Verfahren kann mit einer der beschriebenen Vorrichtungen durchgeführt werden.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird durch die Fig. dargestellt. Hierbei zeigen
• 1a ein Crashmatiksystem zum Befestigen und Bewegen einer dreidimensionalen Ganzfahrzeugsilhouette Fahrzeugheckpartie Teilfahrzeugsilhouette;
• 1b ein Ausschnitt des Crashmatiksystems aus 1;
• 2a ein Crashmatiksystem zum Befestigen und Bewegen einer dreidimensionalen Teilfahrzeugsilhouette;
• 2b ein Ausschnitt des Crashmatiksystems aus 2a;
• 3 eine wegklappbare Silhouette eines Fahrzeugteils;
• 4 eine Prinzipskizze zur Kinematik der Stützen;
• 5a; 5b zeigt die Anbindung an die Achse;
• 6 das Heck einer Fahrzeugsilhouette bei einer Kurvenfahrt in Draufsicht;
• 7 das Heck einer Fahrzeugsilhouette, wenn der Schwerpunkt des Auslegersystems über der Hauptlagerachse liegt
• 8. den Verbund mehrerer, ummantelter Röhren in Queransicht;
• 9. die Kraft-Weg-Kurve eines derartigen Verbunds mehrerer, ummantelter Röhren;
• 10. den skizzierten Verbund mehrerer, ummantelter Röhren in Draufsicht;
• 11a eine hintere Draufsicht einer dreidimensionalen Silhouette
• 11b eine Isoansicht einer dreidimensionalen Silhouette.
• Insbesondere zeigen die 1a und 1b ein Crashmatiksystem zum Befestigen und Bewegen einer beispielsweise dreidimensionalen Fahrzeugsilhouette (links). Hierbei kann die Fahrzeugsilhouette echte oder angedeutete Räder umfassen, die fakultativ an drehbaren Achsen befestigt sein können.
• Die Räder des Trägerfahrzeugs können über die Radnabe oder über die Felgen des an der Achse befestigten Rads mit der erfindungsgemäßen Stabilisiervorrichtung, bzw. konkret mit deren (ggf. gefederten) Stützen verbunden sein.
• Auf der anderen Seite können diese Achsen wiederum mit einem Tragwerkverband verbunden sein, wobei dieser Tragwerkverband mindestens drei mit einem Fluid befüllbare flexible Kammern umfasst, wobei die Kammern aus einem flexiblen fluiddichten Material bestehen und jede der Kammern an mindestens zwei Stellen pro Kammer mit einer jeweils anderen Kammer in Kontakt steht.
• Ein solcher Tragwerkverband kann aus derartigen Kammern bestehen, die wiederum z. B. aus einem Airbagstoff, oder Luftmatratzenstoff oder einem Sandwichstoff bestehen und beispielsweise Röhren von beliebiger Außengestalt mit je einen Durchmesser von z. B. 20–25 mm aufweisen und mit z. B. Luft mit einem Druck von z. B. 2–5 bar gefüllt sind.
• Derart „befüllbare, flexible Kammern”, vorzugsweise Kammern in Röhrengestalt, weisen ohne Fluid einen minimal möglichen Raum auf, weil sie beispielsweise zusammenfaltbar sind. Wenn sie mit einem Fluid befüllt werden, vergrößern sie sich in ihrem Volumen.
• Im Fall, dass das flexible Material der Kammern nicht dehnbar ist, wie es bei z. B. Airbagstoff oder Luftmatratzenstoff der Fall ist, können die Kammern eine definierte äußere Gestalt annehmen.
• Erfüllt werden diese Anforderungen durch eine der in den 1.; 2; 3; 11 abgebildete Silhouetten bestehend aus hochreißfesten, flexiblen Materialien (z. B. Airbagstoff).
• Die äußere Kontur kann von eigenen Kammern bereitgestellt werden, die wiederum am Tragwerkverband fixiert sind. Diese äußeren Kammern weisen vorzugsweise einen geringeren Druck auf als der Tragwerkverband.
• Die fakultativ mögliche Steuerung der unterschiedlichen Kammerdrücke erfolgt hierbei über Schläuche und Ventile und die Druckluftversorgung erfolgt über einen z. B. Kompressor.
• Als Medien in den Kammern kommen als Fluide z. B. Gase (insbes. Luft), sowie z. B. Schäume in Frage.
• Dem Original eifert die derartig aufgebaute Silhouette in der aerodynamischen Formgebung nach und entspricht dieser weitgehend durch den Einsatz mehrerer äußerer Kammern mit z. B. verschiedenen Drücken.
• Hierbei werden für die Elastizität der Silhouette insbesondere eigene Kammern mit Niederdruckbereichen eingesetzt und an anderen Stellen Kammern mit Hochdruckbereichen zur Stabilisierung der Form der Silhouette.
• Außerdem kann eine eigene Dämpfungskammer mit im Wesentlichen atmosphärischem Druck zur Dämpfung des Stoßes bei einer Kollision dienen.
• Die Drücke insgesamt (Hoch- und Niederdruck) liegen hierbei je nach äußeren Bedingungen insbesondere im Bereich von 0 bis 5 bar.
• Insbesondere ist in den 1a und 1b eine Stabilisiervorrichtung für Kraftfahrzeuge dargestellt, umfassend ein Verbindungselement, welches die beiden Enden der Stützen miteinander verbindet, an welchem also wiederum mittelbar oder unmittelbar die ersten Enden mindestens zweier Stützen angeordnet sind, wobei die zweiten Enden dieser Stützen erfindungsgemäß an dem jeweiligen Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sein können (5).
• Dieses Stabilisierungssystem/Auslegerstabilisierungssystem ist wiederum Teil einer in 1a und 1b dargestellten „Crashmatik”.
• Es bewirkt, dass die dreidimensionale Silhouette eines Fahrzeugs, in den 1. als Ganzfahrzeugsilhouette dargestellt, bei allen Fahrmanövern des Trägerfahrzeuges konstant über der Fahrbahn gehalten wird.
• Nur bei Erfüllen auch dieser Randbedingung kann nämlich sichergestellt werden, dass die Sensoren eines ACC-Systems in einem auf Kollisionskurs befindlichen dritten Fahrzeug diese Silhouette reversibel und zuverlässig als Hindernisfahrzeug erkennen.
• Merkmale eines solchen Crashmatiksystems können, ohne einschränkend zu wirken, beispielsweise sein:
• • Als Trägerfahrzeug wird ein SUV mit z. B. Luftfederung verwendet
• • Die absolute Windgeschwindigkeit am Crashobjekt beträgt beispielsweise 100 km/h
• • Die Differenzgeschwindigkeit/Aufprallgeschwindigkeit beträgt beispielsweise 80 km/h (+ 10%)
• • Der gesamte Prüfaufbau ist links oder rechts vom Trägerfahrzeug verwendbar
• • Der Transport der Pre-Sense Vorrichtung erfolgt z. B. auf einem Anhänger
• Eine vergleichbare Wirkung kann auch eine in 2a und 2b und 3 dargestellte und mit Hilfe einer Sollbruchstelle wegklappbare zwei oder dreidimensionale Silhouette (eines Teils der Kontur) eines Fahrzeugs aufweisen.
• Die an einer Schwenkvorrichtung unmittelbar/mittelbar befestigte Luftkammern weisen verschiedene Drücke auf.
• Beim Einklappen der Silhouette entstehen große Kräfte in Richtung +/–Z (im KFZ-bau üblichen Koordinatensystem) am Ende des Auslegers. Diese belasten den Ausleger sehr auf Biegung.
• 3 zeigt einen Mechanismus zum Befestigen und ggf. Wegschwenken von erfindungsgemäßen Silhouetten zum einmaligen Gebrauch, also für ein Szenario, in welchem die Wiederverwertung des Hindernisfahrzeugs/der Silhouette nicht im Vordergrund steht. Statt gemäß der Lehre des Standes der Technik vor einer Kollision wegzuklappen, bricht das kollidierende Element bei einer tatsächlichen Kollision kontrolliert ab.
• Diese Silhouetten können prinzipiell auch zumindest teilweise zwei- oder dreidimensional sein.
• In diesem Fall weisen sie als Material z. B. eine Sandwichplatte mit Kartonaußenlage und geschäumten PU als Zwischenschicht, (Cappa-Line) auf, haben beispielsweise eine Dicke von t = 10 mm, ein Flächengewicht von 0,87 kg/m² und eine angeströmte Fläche von A = 2,1 m² (z. B. Audi A8). Die Gesamtmasse einer derartigen 2-D-Silhouette beträgt dann 5,5 kg (bis 2,6 m Höhe) und der Luftwiderstand liegt bei 90 km/h bei ca. 800 N. Das verwendete Material ist vorzugsweise wasserresistent, direkt bedruckbar, statisch sehr stabil, sowie bei Schlag zerbrechlich (Spitzenlast).
• Der beide Stützen verbindende Träger ist hierbei das zentrale Bauteil für eine stabile Führung der Silhouette und das Halten der Silhouette bei der Kollision.
• An ihm wiederum kann (ggf. über ein Gelenk) die Stabilisiervorrichtung an einem Ausleger/Querausleger angebracht werden, um z. B. bewegt zu werden.
• 4 zeigt schematisiert das Heck einer Fahrzeugsilhouette in Draufsicht, sowie deren Achsen und die Lager und Elemente der Stabilisiervorrichtung. Prinzipiell sollen die Länge der Federbeine und der Abstand des „theoretischen Drehpunkts” des Fahrzeuges (Karosserie) zur Hauptlagerachse gleich groß sein.
• Durch eine Lagerung des Auslegers im Hauptlager und durch die dämpfende Wirkung der Federbeine werden die Belastungen des Auslegers auf Biegung und Torsion stark gesenkt.
• Bei einer starren Anbindung des Auslegers am Trägerfahrzeug würden diese Kräfte sonst alternativ ein Wanken des Trägerfahrzeugs und damit des an diesem befestigten Querauslegers und hierdurch wiederum der Silhouette bewirken.
• 5a; 5b zeigt die Anbindung der zweiten Enden der Stützen an eine Achse. Hierfür kann die Vorspannung der Federn (der Federbeine) über dem Fachmann bekannte Mittel, wie z. B. über Federteller eingestellt werden. Damit ist auch das Niveau des Trägerfahrzeugs und damit des Gesamtsystems (Silhouette) einstellbar.
• Die auftretenden Kräfte werden direkt auf die Räder der Hinterachse abgeleitet.
• Aufgrund einer derartigen erfindungsgemäßen Anbindung der Stabilisiervorrichtung kann eine Silhouette, umfassend eine so aufgebaute Silhouette nun auch stabile Kurvenfahrten simulieren und reversible Daten in allen Fahrsituationen, wie sie im Alltag vorkommen liefern und nicht nur unter gestellten Fahrbedingungen, was für die gesamte vorliegende Anmeldung gilt.
• 6 zeigt das Heck einer Fahrzeugsilhouette bei einer solchen Kurvenfahrt (Linkskurve) in Draufsicht. Beim Wanken des Fahrzeuges verschiebt sich die Hauptlagerachse erkennbar etwas nach außen (hier rechts).
• Der Schwerpunkt des Auslegersystems, mit allen zusätzlich daran angebundenen Massen sollte möglichst nahe bei-, bzw. idealer Weise – auf der Hauptlagerachse liegen. In diesem Fall entstehen, bzw. wirken auch bei Kurvenfahrt nur geringe, bzw. keine Drehmomente um die X-Achse auf den Ausleger.
• Der Schwerpunkt des Auslegers kann vorzugsweise durch eine Höhenverstellung (z. B. der Ausgleichsgewichte) auf die Höhe (Z-Koordinate) der Hauptlagerachse verschoben werden. Durch eine Verschiebung der Anbindungspunkte (A) der Federbeine am Auslegerarm in Richtung +/–Y kann die Gesamtkinematik bestehend aus Fahrzeugkarosserie, Fahrwerk, Querausleger und Federbeinen so justiert werden, dass sich die Position der Silhouette zur Fahrbahn bei Kurvenfahrten nicht oder nur gering verändert.
• Dies gilt insbesondere dann, wenn der Schwerpunkt in Richtung Z von der Hauptlagerachse abweicht.
• Durch Entfernen oder Hinzugeben von zusätzlicher Ausgleichmasse kann außerdem der Schwerpunkt auch in Y-Richtung in Richtung der Hauptlagerachse verschoben werden.
• Ein Wanken des Trägerfahrzeugs wird aufgrund dieser Stabilisiervorrichtung derart reduziert, daß der Fahrer des Trägerfahrzeugs diese Verschiebung in Richtung Y-Achse nicht mehr als Wanken wahrnimmt. Darüber hinaus wird hierdurch die Fahrstabilität des Trägerfahrzeugs nicht beeinflusst. Hierdurch bleibt auch die über den z. B. Querträger mit dem Trägerfahrzeug verbundene Silhouette stabil auf Kurs.
• Das Rechteck, bestehend aus Querausleger, Federbeinen und Hinterachse verschiebt sich zu einer Raute.
• Der Querausleger senkt sich leicht ab, bleibt aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion jedoch waagerecht.
• In 6 wird die Lageveränderung sämtlicher Komponenten bei Kurvenfahrt dargestellt und verdeutlicht. Da es sich in 6 um die Heckansicht handelt, entspricht deren Darstellung der Situation einer Linkskurve. Es davon ausgegangen, dass im Ruhezustand (keine Kurvenfahrt) die Stützen senkrecht stehen, also Fahrzeughinterachse, Stützen und Verbindungselement/Querausleger ein Rechteck bilden.
• Im Rahmen der in 6 dargestellten Kurvenfahrt ist ein seitliches Wanken von 10° erkennbar. Dies bedeutet also, dass bei diesem Ausgangszustand (Rahmenkonstruktion = Rechteck im Ruhezustand) Karosserie und Stützen den gleichen Winkel von 10° zum Boden einnehmen und der Querausleger etwas absinkt (minimal) und entsprechend nach rechts bewegt wird. Hierbei verändert das Verbindungselement/Querausleger seine (Winkel-)Lage zum Boden/Fahrbahn nicht, wie in 6 erkennbar ist.
• An Abgrenzung zum in 7 dargestellten Fall, liegt in 6 der Schwerpunkt des Querauslegers (mit all den zusätzlichen Anbauten) exakt in/auf der zentralen Achse des Hauptlagers (also der Hauptlagerachse). Das bedeutet wiederum, dass die wirksame Zentrifugalkraft Fz des Querauslegers durch die Hauptlagerachse verläuft und damit kein Drehmoment Mx auf den Querausleger wirkt.
• Die mit ' versehenen Ziffern/Bezeichnungen beschreiben hierbei die einzelnen Komponenten bei Kurvenfahrt (10° Neigung).
• 7 zeigt das Heck einer Fahrzeugsilhouette wenn der Schwerpunkt des Auslegersystems über der Hauptlagerachse liegt und eine Höhenverstellung der Ausgleichsmasse nicht möglich ist. In diesem Fall ist der Ausgleich durch „Schrägstellen” der Federbeine” bewirkbar.
• Wenn der Schwerpunkt über der Hauptlagerachse liegt, und eine Höhenverstellung der Ausgleichsmasse nicht möglich ist, dann bewirkt die Zentrifugalkraft des Auslegers (bei Kurvenfahrt) ein Drehmoment (Fz × a). Dadurch würde der Ausleger nach rechts rotieren.
• Die Das Trägerfahrzeug würde, wie in 7 dargestellt schräg gestellt und angehoben werden. Durch Schrägstellen (α) der Federbeine (hier nach innen zum Fahrzeug.) wird das linke Federbein entlastet und das Rechte stärker belastet. Dadurch bleibt der Ausleger erfindungsgemäß in waagerechter Lage.
• In 7 ist der alternative Fall dargestellt, daß der Schwerpunkt des Querauslegers nicht auf der Hauptlagerachse liegt (in diesem Fall oberhalb der HLA).
• In diesem Fall bewirkt die Zentrifugalkraft, welche im Schwerpunkt SPQ des Querauslegers wirkt, aufgrund des vorhandenen Hebelarmes (= Abstand SPQ zu HLA) ein Drehmoment Mx am Querausleger um die Hauptlagerachse.
• Würden nun wie in 6 dargestellt die Stützen in der Ruhelage (also keine Kurvenfahrt), senkrecht zum Boden stehen, bzw. mit der Fahrzeugachse und dem Querausleger (Verbindungselement) ein Rechteck bilden, dann würde auf Grund des wirksamen Drehmomentes der Querausleger eine Rechtsdrehung (bis zu einer neun Gleichgewichtslage) durchführen. Diese Gleichgewichtslage würde sich aus den Drehmomenten (li Stützenkraft × Hebelarm a li + Mx = re Stützenkraft × Hebelarm a re) ergeben.
• Wenn jedoch die Stützen um einen bestimmten Winkel α (ist zu berechnen oder empirisch zu ermitteln) zum Fahrzeug hin geneigt werden, dann wird in der selben Situation die linke Stütze beim seitlichen Neigen nach rechts entlastet und die rechte Stütze zusätzlich belastet.
• Dadurch entsteht ein Gegendrehmoment zum Moment Mx des Querauslegers und der Querausleger bleibt auch in dieser Situation in gleicher Winkellage zur Fahrbahn wie in der Ruhelage oder wie bei Geradeausfahrt.
• Sollte der Schwerpunkt SPQ unterhalb der Hauptlagerachse HLA liegen, dann können die Stützen entsprechend nach außen, d. h. „weg” vom Fahrzeug geneigt werden, um den gleichen Effekt zu erzielen.
• Daher ist es vorzusehen, dass das Gegengewicht auch in der Höhe verstellbar ist, um damit den Schwerpunkt in die Hauptlagerachse verschieben zu können. Damit kann man sich das Neigen der Stützen sparen.
• 8 zeigt, dass die hohe Festigkeit z. B. einer Rahmenkonstruktion z. B. im Rahmen des Schwenkmechanismus, oder für die Befestigung der Stabilisiervorrichtung an den Achsen durch den Verbund mehrerer, unter Druck (z. B. 2–5 bar) stehender Röhren erzeugt wird. Die Wände der einzelnen Röhren sind vorzugsweise zur Erhöhung der Gesamtstabilität eines so entstehenden Verbundes an Kontaktstellen fest miteinander verbunden.
• Die axiale Belastbarkeit eines solchen Druckluftbalkens beträgt bei 2 bar Druck z. B. 900 N.
• 9 zeigt einen Teil der zugehörigen Kraft-Wegkurve bis 500 N.
• 10 folgend stehen die Räume um die Rohre unter atmosphärischen Druck. Durch diesen Druckunterschied zwischen mit Druck befüllten Röhren und den unter Unterdruck oder unter atmosphärischem Druck stehenden Zwischenräumen kommt die Wirkung jedes einzelnen Rohres zum Tragen. Dieses Rohrpaket ist vorzugsweise mit einer Stoffhaut umhüllt/ummantelt. Die Kontaktstellen der Rohre und der Umhüllung sind vorzugsweise ebenfalls fest miteinander verbunden.
• Die Räume der einzelnen Rohre sind in diesem Fall nicht miteinander verbunden. Jede Röhre wird vorzugsweise z. B. über ein eigenes Ventil mit Druckluft versorgt. Der Durchmesser eines Rohres beträgt in diesem Fall vorzugsweise um die 20 mm. Der Rohrquerschnitt ist unter Druck vorzugsweise kreisrund.
• 11a zeigt eine hintere Draufsicht einer dreidimensionalen Silhouette und 11b eine ISO-Ansicht durch dieselbe. Die Anforderungen an eine solche Teilsilhouette sind u. a.:
• • Möglichst geringe Masse
• • Silhouettengeschwindigkeit (Vabs) bis 100 km/h
• • Radimitationen der Silhouette am Boden
• • Stabile Lage der Silhouette bei allen Fahrszenarien, kein Zittern,
• • kein Wackeln, kein Schwingen
• • Kollisionsgeschwindigkeit (Vrel) bis zu 90 km/h
• • Realitätsnahe Darstellung von Fahrzeugheck und Fahrzeugfront, sowie Motorrad Heck und Motorrad Front (Video-Eigenschaften)
• • Gute Reflexion von Radarstrahlung (Radar-Eigenschaften)
• Eine Vollsilhouette ist für vergleichbare Anforderungen geeignet. Für höhere Anforderungen ist insbesondere die skizzierte zerstörbare und mit einer Sollbruchstelle versehene zwei- oder dreidimensionale (Teil-)Silhouette geeignet, da nur diese geeignet ist, mit den bei Kollisionen auftretenden hohen physikalischen Impulse umzugehen.
• 12 zeigt in Prinzipdarstellung die Objekterkennung mittels Sensoren, Datenverarbeitung, und Stellglied „Bremse” eines Fahrzeugs. Hierbei ist die Druckluftsilhouette 1202 das Hindernisfahrzeug. Das auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug umfasst einen Radarsensor 1203, eine Datenaufbereitung Radar 1204, ein Lidar 1205, eine Datenaufbereitung Lidar 1206, eine Videokamera 1207, eine Datenaufbereitung von Videokamera 1208, eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 1209, ein Bremsensteuergerät und Hydroaggregat 1210, eine Radbremse 1211, sowie weitere Dateneingänge anderer Komponenten 1212.
• Bezugszeichenliste
• Zu Fig. 1a

101

Rotationsachse

102

Kompressor und Ausgleichsgewichte

Zu Fig. 1b

103

Rotationsachse

Zu Fig. 4

401

Verbindungselement Querausleger

402

Stütze (hier mit Feder und Dämpfer)

403

Fahrzeug(-rad)achse

404

Rad

405

Theoretische Wankachse der Karosserie des Trägerfahrzeuges

406

Hauptlagerachse HLA (in Richtung X)

407

Z-Achse

408

Hauptlager

409

hier unmittelbare Anbindung des Hauptlagers an die Fzg-Karosserie

410

Trägerfahrzeug (Aufbau/Karosserie)

411

Fahrbahn

Zu Fig. 6

601

ΔH (Höhenänderung)

602

Querausleger

603

Querausleger'

604

Trägerfahrzeug (Aufbau/Karosserie)

605

Hebelarm a li

606

Hebelarm a re

607

SPQ HLA HLA = Hauptlagerachse hier nur ein Punkt, da Verlauf in Richtung X., ' = Komponente mit neuer Lage bei Kurvenfahrt

608

SPQ' HLA'

609

Trägerfahrzeug (Aufbau/Karosserie)

610

Theoretische Wankachse der Karosserie des Trägerfahrzeuges

611

Fz = wirksame Zentrifugalkraft bei Kurvenfahrt

612

Fahrbahn

613

Rad SPQ = Schwerpunkt des gesamten Querauslegers

Zu Fig. 7

701

ΔH Höhenänderung

702

Querausleger'

703

Stütze li

704

SPQ

705

HLA (HLA = Hauptlagerachse hier nur ein Punkt, da Verlauf in Richtung X., ' = Komponente mit neuer Lage bei Kurvenfahrt)

706

Theoretische Wankachse der Karosserie des Trägerfahrzeuges 7. Drehmoment Mx am Querausleger

708

SPQ'

709

HLA'

710

Stütze re

711

Fz = wirksame Zentrifugalkraft bei Kurvenfahrt 12. Fahrbahn

713

Querausleger SPQ = Schwerpunkt des gesamten Querauslegers

Zu Fig. 12

1201

Prinzipdarstellung Objekterkennung mittels Sensoren, Datenverarbeitung, Stellglied „Bremse”

1202

Druckluftsilhouette

1203

Radarsensor

1204

Datenaufbereitung Radar

1205

Lidar

1206

Datenaufbereitung Lidar

1207

Videokamera

1208

Datenaufbereitung von Videokamera

1209

Zentrale Datenverarbeitungseinheit

1210

Bremsensteuergerät und Hydroaggregat

1211

Radbremse

1212

Weitere Dateneingänge anderer Komponenten

Claims (28)

1. Stabilisiervorrichtung für Fahrzeuge, umfassend ein Verbindungselement, an welchem mittelbar oder unmittelbar die ersten Enden mindestens zweier Stützen angeordnet sind und wobei die zweiten Enden dieser Stützen an einer Achse angeordnet sind, welche mit dem Fahrzeug verbunden ist und welche zu einer der Fahrzeugachsen parallel ist.
2. Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die zweiten Enden dieser Stützen an der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind und/oder am Ende der Drehachse von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind.
3. Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei eine jede der Stützen gefedert und/oder gedämpft ist.
4. Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche wobei das Verbindungselement Teil einer bodenparallelen Rahmenkonstruktion ist.
5. Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die zweiten Enden dieser Stützen an dem jeweiligen Ende von mindestens einer der KFZ-Achsen angeordnet sind.
6. Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die bodenparallele Rahmenkonstruktion, die Kräfte der Stabilisiervorrichtung mittelbar oder unmittelbar an den Querträger überträgt.
7. Stabilisiervorrichtung, nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Stabilisiervorrichtung, formschlüssig mit dem Querträger verbunden ist.
8. Stabilisiervorrichtung, nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die jeweilige Federkraft so gewählt ist, dass die Stabilisiervorrichtung während Kurvenfahrten und/oder während positiven bzw. negativen Beschleunigungen bodenparallel gehalten wird.
9. Stabilisiervorrichtung, nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die jeweilige Federkraft einstellbar ist.
10. Stabilisiervorrichtung, nach einem der zuvor genannten Ansprüche, die derart ausgestaltet ist, dass bei einem Wanken des Fahrzeugs sich die bodenparallele Rahmenkonstruktion und/oder der Querausleger mit den gefederten Stützen und mit der damit verbundenen Achse des Fahrzeugs von einer abstrahiert quadratischen Gestalt zu einer abstrahiert rhombischen Gestalt verlagern.
11. Fachwerk umfassend eine Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche.
12. Crashmatiksystem, umfassend einen Querausleger, sowie einen am Querausleger angeordneten Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Crashmatiksystem nach Anspruch 12, umfassend einen am Querausleger angeordneten Tragarm und eine am Tragarm befestigte Fahrzeugsilhouette.
14. Crashmatiksystem nach Anspruch 13, in welchem diese Stabilisiervorrichtung mit einem Mechanismus zum Auslenken der Silhouette eines Hindernisfahrzeugs verbunden ist.
15. Crashmatiksystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche, bei welchem dieser Auslenkmechanismus bzw. Wegklappmechanismus eine Sollbruchstelle umfasst, an welcher eine zweidimensionale oder dreidimensionale Silhouette angebracht ist.
16. Crashmatiksystem nach Anspruch 15, wobei die Silhouette aus einem Material gefertigt ist, welches sich bei einem Aufprall eines kollidierenden Fahrzeugs in mehrere Teile zu zerteilen in der Lage ist.
17. Crashmatiksystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche, in welchem die Silhouette eine Druckluftsilhouette ist.
18. Crashmatiksystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche, in welchem die Silhouette ein real existierendes Fahrzeug in dessen äußeren Kontur nachbildet.
19. Crashmatiksystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche, in welchem die Silhouette unter 100 Kg, bzw. unter 50 Kg wiegt und/oder mit einer Geschwindigkeit von über 50 Kmh bzw. über 100 Kmh fahrbahnparallel bewegt werden kann.
20. Crashmatiksystem nach einem der zuvor genannten Ansprüche, in welchem die Silhouette unter 25 Kg, bzw. unter 15 Kg wiegt und/oder mit einer Geschwindigkeit von über 50 Kmh bzw. über 100 Kmh fahrbahnparallel bewegt werden kann.
21. Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, umfassend eine Vorrichtung zur Ermittlung von Crashdaten.
22. Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Vorrichtung zur Ermittlung von Crashdaten Sensoren zur Aufnahme von Crashdaten, sowie Analysemittel zur Analyse von Crashdaten umfasst.
23. Crashmatiksystem und/oder Stabilisiervorrichtung nach einem der zuvor genannten Ansprüche, wobei die Analysemittel zur Analyse von Crashdaten eine Speichervorrichtung und/oder Fernkommunikationsmittel umfasst.
24. Crashdaten, ermittelt mit Hilfe eines Crashmatiksystems nach einem der Ansprüche und/oder einer Stabilisiervorrichtung nach einem der Ansprüche.
25. Steuerungsvorrichtung für Fahrzeuge, umfassend Crashdaten, nach Anspruch 24.
26. Fahrzeug umfassend eine Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 25 und/oder umfassend Crashdaten, nach Anspruch 24.
27. Speicher, umfassend Crashdaten nach Anspruch 24.
28. Computer, umfassend mindestens einen Speicher nach Anspruch 27 und/oder Crashdaten nach Anspruch 24 und/oder Daten, welche mit Hilfe von Crashdaten nach Anspruch 24 unter Verwendung eines Algorythmusses oder mindestens einer logischen Verknüpfung ermittelt wurden.

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