JP2014533833A - 自動車の衝突シミュレーション試験装置および試験装置を操作する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の衝突シミュレーション試験装置１００を操作する方法および試験装置１００に関する。試験装置１００は、レール装置に沿って変位可能であるように配置されるキャリッジ装置１１０と、キャリッジ装置１１０上に配置され、試験される少なくとも１つの車両構成要素を有する試験ステーションと、加速ユニット１２０とを有し、加速ユニット１２０によって、力が、キャリッジ装置１１０に伝達されて、キャリッジ装置１１０を加速し得る。加速ユニット１２０は、ピストン１２３およびキャリッジ装置１１０に連結されるピストンロッド１２１を有する油圧駆動シリンダー１２２を有する。事故状況のシミュレーションが、実装するのが容易であるが、それでも再現性がある方法で改善され得ることを保証するために、本発明によれば、少なくとも１つの測定ピックアップ１２６、１２７が、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８および／またはピストンロッド側領域１２９内で作用する圧力Ｐ１、Ｐ２を検知するように設けられ、さらに、制御装置１５０が設けられ、制御装置１５０が、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内に供給される、単位時間あたりの油圧流体の量を駆動シリンダー１２２内で検知される圧力の関数として、および／または、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内に供給されるか或いはピストンロッド側領域１２９から放出される、単位時間あたりの油圧流体の量を駆動シリンダー１２２内で検知される圧力の関数として、キャリッジ装置１１０に伝達される加速力が、前もって規定されるか或いは規定され得る値をとるように、駆動シリンダー１２２内で検知される圧力Ｐ１、Ｐ２の関数として設定するように構成される。

Description

本発明は、請求項１の前段部分に記載の自動車の衝突シミュレーション試験装置および試験装置を操作する方法に関する。

本発明は、自動車の衝突シミュレーション試験装置に関し、この試験装置は、レール装置に沿って変位可能に設けられたキャリッジ装置と、キャリッジ装置上に配置された試験ステーションとを備え、該試験ステーション上に試験すべき少なくとも１つの車両構成要素を配置または取付けることができる。試験設備は加速ユニットを更に備え、加速ユニットを介して、力をキャリッジ装置に伝達させ、キャリッジ装置を加速させることができる。加速ユニットは、ピストンと、キャリッジ装置に連結されるピストンロッドとを備えた油圧駆動シリンダーを有する。

この技術分野ではサーボ油圧カタパルトシステムとも称されるこの種の試験装置は、その原理については車両工学から一般に知られており、自動車骨格の一層短期間の開発、並びに、一層高いパッシブセーフティーについての要件に対処するのに役立つ。こうした試験設備を使用して逆衝突試験を実施することができる。こうした試験では、調査する車両構成要素に影響を与えるのは、通常の動作や衝突時に生じ得る減速力ではない。むしろ、逆衝突試験では、生じ得る減速力に対応する加速力が、調査する車両構成要素に与えられる。

一般に、これに関して、座席、ステアリングコラム、およびステアリングホイール、フロントガラス、ダッシュボード、シートベルト、およびそれらの取付け手段、エアバッグシステム並びに他の構成要素等の、調査される車両構成要素は、種々の事故状況に対応するキャリッジ上のタンクと呼ばれる強化された車両本体内で、制御された様式で加速され、破壊挙動または構成要素の信頼性が調査される。従来の試験装置では、キャリッジは、例えば加速ユニットの一部であるプッシュロッドを使用して加速される。特に、実際の減速曲線に従って駆動シリンダーのシリンダーチューブから突出するようプッシュロッドを油圧で移動させることが知られている。実際の減速曲線を模擬することができるように、この場合、油圧弁によってプッシュロッドの油圧負荷を制御することが試みられる。

例えば、駆動シリンダーが、ピストン格納ユニットに接続される４段サーボ弁によって制御されることが知られている。こうしたサーボ油圧カタパルトシステムは、例えば、マンネスマン−レックスロス社の定期刊行物である非特許文献１から知られている。

然しながら、必要である加速が大きいため、油圧弁は、著しく大きい流量を有し、非常に迅速に反応できなければならない。これに関して、複数の較正の試みが、実際の減速曲線に対する適応を達成するために実施されなければならない。その理由は、こうした油圧弁を、最大限で約１００ミリ秒の試験時間内で制御することができないからである。従って、この従来の方法は比較的費用がかかる。

RIQ, issue1/1998, pages 2 to 4, マンネスマン−レックスロス社

この問題のために、本発明は、前書きで述べたタイプの自動車の衝突シミュレーション試験装置、および、事故状況のシミュレーションが、実装するのが容易であるが、それでも再現性がある方法で改善され得るように、こうした試験装置を操作する方法を開発する目的に基づく。特に、油圧駆動シリンダーを有する試験装置が指定され、その試験装置を用いれば、従来の試験装置と比較して、試験の再現性および試験のシミュレーション精度を改善することができ、必要な反復段階の数が低減され得る。

試験装置に関して、この目的は、駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力および／または駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力を検知する少なくとも１つの測定ピックアップと、キャリッジ装置に伝達される加速力が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、駆動シリンダーのピストン側領域またはピストンロッド側領域に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、ピストン側領域またはピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を駆動シリンダー内で検知される圧力の関数として設定する制御装置とが設けられた本発明によって達成される。

本発明の１つの好ましい形態では、第１の測定ピックアップが駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力を検知するように設けられ、第２の測定ピックアップが駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力を検知するように設けられており、ピストン側領域内で作用する圧力とピストンロッド側領域内で作用する圧力との差が事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、制御装置が駆動シリンダーのピストン側領域またはピストンロッド側領域に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、ピストン側領域またはピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する。

加速ユニットが、ピストンおよび加速されるキャリッジ装置に連結されるピストンロッドを有する油圧駆動シリンダーを有し、迅速に反応する制御弁、例えば２制御エッジ弁または１制御エッジ弁が設けられ、その弁によって、油圧流体が駆動シリンダーに加えられる得ることがここで考えられる。２エッジ弁構成の場合、ピストン側領域に接続される圧力制御エッジは、高圧流体リザーバーに流体的に連通し、ピストン側領域の第２の戻り流量制御エッジは、無圧戻り流ラインに流体的に連通する。

１エッジ弁構成の場合、圧力制御エッジは、高圧流体リザーバーとピストン側領域との流体連通をもたらし、ロッド側領域は、高圧流体リザーバーまたは低圧流体リザーバーに流体的に直接連通する。

制御装置は、キャリッジ装置に伝達される加速力が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、駆動シリンダーに供給される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する。高圧流体リザーバーは、高圧を印加できる油圧流体を利用可能にする。１エッジ構成の場合、低圧流体リザーバーは、ピストン運動中にロッド側領域内に蓄積される流体を取り込む。

高圧を受ける流体は、圧力制御エッジを介して駆動シリンダーのピストン側領域まで流れ、構成に応じて、ロッド側領域は低圧リザーバーまたは高圧リザーバーに接続される。ピストン面およびピストンロッドによって２つのシリンダーチャンバー内でその結果生じる圧力によって、力がキャリッジ装置に加えられ、その結果、キャリッジ装置が加速される。

本発明の更なる形態では、第１の測定ピックアップが駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力を検知するように設けられ、第２の測定ピックアップが駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力を検知するように設けられており、駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力と、駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力との差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、制御装置が、駆動シリンダーのピストンロッド側領域に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、ピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する。

加速ユニットが、ピストンおよび加速されるキャリッジ装置に連結されるピストンロッドを備えた油圧駆動シリンダーを有しており、油圧流体を駆動シリンダーのピストン側領域に供給する第１の弁と、油圧流体を駆動シリンダーのピストンロッド側領域に供給する第２の弁とが設けられている。キャリッジ装置に伝達される加速力が事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、制御装置が駆動シリンダーのピストンロッド側領域内に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、ピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する。特に、第１の弁は、必要である場合、駆動シリンダーのピストン側領域を流体リザーバーに接続する。高圧流体リザーバーは、高圧を受ける油圧流体を利用可能にする。第２の弁はまた、必要であるときに、駆動シリンダーのピストンロッド側領域を第２の高圧流体リザーバーまたは無圧流体リザーバーに接続する。第２の弁に割当てられる流体リザーバーは、その圧力が、第１の弁に接続される流体リザーバーに関して利用可能にされる油圧流体より高い油圧流体を利用可能にする。

高圧を受ける流体は、第１の弁を介して駆動シリンダーのピストン側領域に供給され、ピストン面およびピストンロッドを介して力がキャリッジ装置に加えられるという結果をもたらし、その結果、キャリッジ装置が加速される。第２の弁を介して、流体が、駆動シリンダーのピストンロッド側領域から規定された様式で流出することができ、および／または、流体が、駆動シリンダーのピストンロッド側領域に規定された様式で流入することができ、こうして、圧力およびその結果の加速に影響を及ぼす。

加速ユニットは、好ましくは、一方で、駆動シリンダーのピストン側領域に及ぶ圧力を、他方で、駆動シリンダーのピストンロッド側領域に及ぶ圧力を検知する第１の測定ピックアップおよび第２の測定ピックアップを有する。

本発明による試験装置の１つの好ましい実装態様では、制御装置は、設定点変数入力を介して開ループ制御装置に接続されて、設定点変数として予め規定された加速プロファイルを得る。制御装置の制御入力は、減算器を介して信号送信接続部内の第１の測定変換器および第２の測定変換器に接続されて、ピストンの幾何形状、試験装置の構造、およびキャリッジ装置の質量によって加速にリンクされる、被制御変数として、駆動シリンダーの内部からの圧力間の差を得る。制御装置は、キャリッジ装置の、その結果得られる加速が加速プロファイルに従うように、弁の流量を操作変数として調節するために、その制御出力による弁に対する信号送信接続部を有する。

本発明による試験装置の代替の実施形態では、たった１つの測定ピックアップが、駆動シリンダーのピストン側領域に及ぶ圧力を検知するように、また、駆動シリンダーのピストンロッド側領域に及ぶ圧力を検知するように設けられ、この測定ピックアップの測定信号だけが、信号ラインを介して、制御装置の制御入力に被制御変数として直接接続される。

本方法に関して、本発明が基づく目的は、本発明によって、以下で指定される方法段階によって解決される。
１．駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力が、第１の測定ピックアップを使用して測定される段階、
２．駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力が、第２の測定ピックアップを使用して測定される段階、および、
３．駆動シリンダーのピストン側領域に供給される、単位時間あたりの油圧流体の量が、駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力と駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力との差が、前もって規定される値をとるように設定される段階。

代替的に、以下の方法段階は、段階３の代わりに行われ得る。以下の方法段階とは、
或る量の油圧流体が、単位時間あたりに駆動シリンダーのピストン側領域に供給され、その結果、一定の圧力レベルが設定される段階、および、
駆動シリンダーのピストン側領域内で作用する圧力と駆動シリンダーのピストンロッド側領域内で作用する圧力との差が、に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、駆動シリンダーピストンロッド側領域に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、ピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する段階。

本発明による解決策によって達成され得る利点が明らかである。従って、本発明による試験装置は、操作変数のアクティブ制御の結果として、キャリッジ装置のその結果の加速が、予め規定された加速プロファイルにより精密に従うことを特徴とする。操作変数が油圧流体の流量であるため、制御は、摩耗なくかつ高い程度の再現性を伴って行われる。本発明による試験装置の例示的な実施形態が、添付図面を参照してより詳細に述べられる。

本発明による試験装置の例示的な２制御エッジの実施形態の信号フローチャートである。 本発明による試験装置の例示的な１制御エッジの実施形態の信号フローチャートである。 本発明による試験装置の更なる例示的な１制御エッジの実施形態の信号フローチャートである。 ２方弁による本発明の更なる例示的な実施形態の信号フローチャートである。

図１は、本発明による試験装置１００の例示的な実施形態の信号フローチャートの略図である。示すように、試験装置１００は、キャリッジ装置１１０および加速ユニット１２０を有する。キャリッジ装置１１０および加速ユニット１２０は、力伝達装置１２１によって接続される。示す実施形態では、力伝達装置１２１は、プッシュロッドまたはピストンロッドである。試験対象物、例えば自動車またはその構成要素は、キャリッジ装置１１０上に配置される。

加速ユニット１２０は、ピストン１２３および２エッジ（圧力制御エッジ１２４、戻り流量制御エッジ１２５）弁を有する油圧駆動シリンダー１２２を有する。ピストン１２３は、ピストン１２３に連結されるピストンロッド１２１とともに、駆動シリンダー１２２の軸に沿って軸方向に変位され、２つのシリンダー領域、すなわち、ピストン側シリンダー領域１２８およびピストンロッド側領域１２９を、互いから液密様式で分離することができる。

特に、図１に示す本発明による試験装置１００の実施形態では、駆動シリンダー１２２が複動シリンダーとして具現化され、それによって油圧流体が駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に加えられ得る圧力制御エッジ１２４（既に述べた）が設けられるという構成である。さらに、それによって駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９が戻り流ラインに流体的に接続される、第２の同期開口式戻り流量制御エッジ１２５（同様に既に述べた）が設けられる。

図１に概略的に示す本発明による試験装置１００の実施形態では、圧力制御エッジ１２４は、（駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に接続されない）圧力制御エッジ１２４の側で第１の高圧流体リザーバー１４０に流体的に接続される。第１の流体リザーバー１４０に関して利用可能にされる流体（油圧流体）の圧力は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１と同じ大きさであり、好ましくはそれより大きい。第１の流体リザーバー１４０は、例えば、ピストン格納ユニットとすることができる。

他方、戻り流量制御エッジ１２５は、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に接続されない戻り流量制御エッジ１２５の側で戻り流リザーバー１４１に流体的に接続される。第２の流体リザーバー１４１に関して利用可能にされる流体（油圧流体）の圧力は、ピストンロッド側領域内の圧力より低い。

従って、高圧下にある油圧流体は、圧力制御エッジ１２４を介して駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に供給されることができ、その結果、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に及ぶ圧力Ｐ１を増加することができ、ピストン１２３およびピストンロッド１２１に作用する圧力の力が、ロッド側領域内の対向する小さい力によって低減された後、キャリッジ装置１１０に伝達され得る。こうしてキャリッジ装置が加速され得る。

圧力制御エッジ１２４および戻り流量制御エッジ１２５は、任意選択で、別個の弁で同様に実装され得る。
特に、ピストンロッド１２１に作用する圧力の力は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内に及ぶ圧力Ｐ１と駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に及ぶ圧力Ｐ２との差によって決定される。さらに、ピストン１２３上のピストン側領域１２８内に存在するアクティブエリアおよびピストン１２３上のピストンロッド側領域１２９内に存在するアクティブエリアは、ピストンロッド１２１に作用する圧力の力に影響を及ぼす。

既に示したように、流体、例えば油圧流体は、第２の弁１２５を介して駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９から流出し得る。こうして、ピストンロッド側領域１２９内で発生する圧力Ｐ２および結果として得られる加速が影響を受け得る。

図１に示すように、本発明による試験装置１００の示す実施形態はまた、一方で、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１を、他方で、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内の圧力Ｐ２を検知する測定ピックアップ１２６、１２７を有する。

さらに、制御装置１５０が設けられ、図１に示す実施形態では、信号送信接続部によって制御ユニット１６０、例えばＰＣに接続される。前もって規定され、例えば制御ユニット１６０に手動で入力され得る設定点変数は、信号送信接続部によって制御ユニット１６０から制御装置１５０に送信される。設定点変数は、予め規定可能な加速値または同様に予め規定される加速プロファイル（すなわち、所定期間にわたる加速の予め規定される変動）であり得る。

制御装置１５０は、設定点変数に従って被制御変数を調整するように構成される。本発明による試験装置１００の１つの好ましい実施形態では、被制御変数は、ピストン側領域１２８内で作用する圧力Ｐ１とピストンロッド側領域１２９内で作用する圧力Ｐ２との差である。油圧工学および物理学の一般法則による差圧は、ピストン１２３の幾何形状、試験装置１００の構造、およびキャリッジ装置１１０の質量によって加速にリンクされる。特に、差圧は、加速ユニット１２０によってキャリッジ装置１１０に伝達される加速力に比例することが仮定され得る。

制御装置１５０は、２エッジ（圧力制御エッジ１２４、戻り流量制御エッジ１２５）弁の流量を操作変数として変化させ、従って、ピストン側領域１２８に供給され、ロッド側領域１２９において放出される、単位時間あたりの流体の量の変化によって駆動シリンダー１２２内の圧力Ｐ１、Ｐ２に影響を及ぼすように構成される。

本発明による試験装置１００の代替の実施形態では、制御装置１５０は、たった１つの測定ピックアップ１２７の駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１だけを検知し、それを被制御変数として評価するように構成される。

本発明の自動車の衝突をシミュレーションする方法は、以下の段階を有する。
すなわち、制御ユニット１６０は、信号送信接続部によって制御装置１５０に設定点変数を出力する。設定点変数は、各時間におけるキャリッジ構成要素１１０の所望の加速に対応する。その時間的なプロファイルでは、設定点変数は、所望の加速プロファイルに対応する。２つの圧力測定ピックアップ１２６と１２７の信号間の差は、制御装置１５０において被制御変数として提示される。キャリッジ装置１１０の加速は、油圧工学および物理学の一般法則に従って、ピストン１２３の幾何形状およびキャリッジ装置１１０の質量によって被制御変数にリンクされる。

制御装置１５０は、キャリッジ装置１１０の、その結果得られる加速が所望の加速プロファイルに従うように、２エッジ（圧力制御エッジ１２４、戻り流量制御エッジ１２５）弁の流量を操作変数として制御する。このため、制御装置は、それぞれの場合に、第１シリンダー領域１２８と第２のシリンダー領域１２９との圧力差によってピストンに加えられる力が、力伝達装置によってキャリッジ装置１１０の所望の加速をもたらすほどに多くの加圧された流体が、圧力リザーバー１４０から第１のシリンダー領域１２８に流入し、領域１２９から無圧リザーバー１４１に流出する程度まで、２エッジ弁を開口させる。

試験装置１００の種々の実施形態では、特に、比例（Ｐ：proportional）コントローラー、比例積分（ＰＩ：proportional integral）コントローラー、または比例積分微分（ＰＩＤ：proportional integral differential）コントローラーが、制御装置１５０として使用され得る。

試験装置１００は、試験フェーズに続いて再びキャリッジ装置１１０を制動する制動手段を更に有し得る。さらに、加速フェーズ後に、キャリッジ装置１１０が、ピストン１２３によって力伝達ユニット１２１から取外され、ピストン１２３および力伝達ユニット１２１に無関係に、適した制動手段によって制動されるように、キャリッジ装置１１０と力伝達ユニット１２１との間の接続を構成することが可能である。

１制御エッジ弁を有する実施形態は、例として図２に示される。図２に概略的に示す本発明の試験装置１００の実施形態では、制御エッジ１２４は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に接続されない制御エッジ１２４の側で第１の高圧流体リザーバー１４０に流体的に接続される。第１の流体リザーバー１４０に関して利用可能にされる流体（油圧流体）の圧力は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１と同じ大きさであり、好ましくはそれより大きい。第１の流体リザーバー１４０は、例えば、ピストン格納ユニットとすることができる。

他方、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９は、戻り流リザーバー１７０に流体的に接続される。第２の流体リザーバー１７０に関して利用可能にされる流体（油圧流体）の圧力は、ピストンロッド側領域内の圧力より低い。

従って、高圧下にある油圧流体は、制御エッジ１２４を介して駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に供給されることができ、その結果、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に及ぶ圧力Ｐ１を増加することができ、ピストン１２３およびピストンロッド１２１に作用する圧力の力が、ロッド側領域内の対向する小さい力によって低減された後、キャリッジ装置１１０に伝達され得る。こうしてキャリッジ装置が加速され得る。図２で述べる装置は、図１に関して既に述べた実施形態に対応する。

従って、図２からの装置による方法は、制御装置１５０が、キャリッジ装置１１０の、その結果得られる加速が所望の加速プロファイルに従うように、１エッジ弁（制御エッジ１２４）の流量を操作変数として制御する点で異なる。

図３は、１制御エッジ弁による更なる実施形態を例として示す。図３に概略的に示す本発明による試験装置１００の実施形態では、制御エッジ１２４は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に接続されない制御エッジ１２４の側で第１の高圧流体リザーバー１４０に流体的に接続される。第１の流体リザーバー１４０に関して利用可能にされる流体（油圧流体）の圧力は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１と同じ大きさであり、好ましくはそれより大きい。第１の流体リザーバー１４０は、例えば、ピストン格納ユニットとすることができる。

駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９もまた、流体リザーバー１４０に流体的に接続される。ピストンロッド側領域内のピストンのアクティブエリアが、ピストンロッドの断面に等しい値だけ減少するため、加速フェーズでは、ピストンロッド側の対向する力は、ピストンロッド側の加速力以下である。結果として、ピストンロッド側領域からの流体は、流体リザーバー１４０の圧力に抗して逆流することが可能である。

従って、高圧下にある油圧流体は、制御エッジ１２４を介して駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に供給されることができ、その結果、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に及ぶ圧力Ｐ１を増加することができ、ピストン１２３およびピストンロッド１２１に作用する圧力の力が、ロッド側領域内の対向する小さい力によって低減された後、キャリッジ装置１１０に伝達され得る。こうしてキャリッジ装置が加速され得る。

図３で述べる装置は、図２に関して述べた実施形態に対応する。
図４は、本発明による試験装置１００の更なる例示的な実施形態についての略信号フローチャートを示す。図１〜図３の場合と同じ部分は、同じ参照符号で示される。

特に、図４に示す本発明による試験装置１００の実施形態では、前述の実施形態の場合と同様に、駆動シリンダー１２２が複動シリンダーとして具現化され、第１の弁１２４が設けられ、第１の弁１２４によって、油圧流体が駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に加えられ得るという構成である。さらに、第２の弁１２５が設けられ、第２の弁１２５によって、油圧流体が駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に加えられ得る。

図４に概略的に示す本発明による試験装置１００の実施形態では、第１の弁１２４は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に接続されない第１の弁１２４の側で第１の流体リザーバー１４０に流体的に接続される。第１の流体リザーバー１４０は、例えば、ピストン格納ユニットであり得る。他方、第２の弁１２５は、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に接続されない第２の弁１２５の側で、第２の無圧流体リザーバー１４１または高圧流体リザーバー１７０に、作動信号に応じて流体的に接続される。

従って、高圧下にある油圧流体は、第１の弁１２４を介して駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に供給されることができ、その結果、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に及ぶ圧力Ｐ１を増加することができ、ピストン１２３およびピストンロッド１２１に作用する圧力の力が、キャリッジ装置１１０に伝達され得る。こうしてキャリッジ装置１１０が加速され得る。

特に、ピストンロッド１２１に作用する圧力の力は、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内に及ぶ圧力Ｐ１と駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に及ぶ圧力Ｐ２との差によって決定される。さらに、ピストン１２３上のピストン側領域１２８内に存在するアクティブエリアおよびピストン１２３上のピストンロッド側領域１２９内に存在するアクティブエリアは、ピストンロッド１２１に作用する圧力の力に影響を及ぼす。

既に示したように、例えば油圧流体等の流体は、第２の弁１２５を介して駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に流入し、またそこから流出し得る。こうして、ピストンロッド側領域１２９内で発生する圧力Ｐ２およびその結果得られる加速が、明白に影響を受け得る。

図４に示すように、本発明による試験装置１００の示す実施形態はまた、一方で、駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内の圧力Ｐ１を、他方で、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内の圧力Ｐ２を検知する測定ピックアップ１２６、１２７を有する。

さらに、制御装置１５０が設けられ、図４に示す実施形態では、信号送信接続部によって例えばＰＣ等の制御ユニット１６０に接続される。設定点変数は、前もって規定されることができ、例えば制御ユニット１６０に手動で入力され、信号送信接続部によって、制御ユニット１６０から制御装置１５０に送信され得る。設定点変数は、予め規定される加速値または同様に予め規定される加速プロファイル（すなわち、所定期間にわたる加速の予め規定される変動）であり得る。

制御装置１５０は、設定点変数に従って被制御変数を調整するように構成される。本発明による試験装置１００の１つの好ましい実施形態では、被制御変数は、ピストン側領域１２８内で作用する圧力Ｐ１とピストンロッド側領域１２９内で作用する圧力Ｐ２との差である。油圧工学および物理学の一般法則によれば、差圧は、ピストン１２３の幾何形状、試験装置１００の構造、およびキャリッジ装置１１０の質量によって加速にリンクされる。特に、差圧は、加速ユニット１２０によってキャリッジ装置１１０に伝達される加速力に比例することが仮定され得る。

制御装置１５０は、第２の弁１２５を通る流量を操作変数として変化させ、従って、ピストンロッド側領域１２９に供給されるか或いはピストンロッド側領域１２９から放出される、単位時間あたりの流体の量を変化させることによって駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内の圧力Ｐ２に影響を及ぼすように構成される。

本発明による試験装置１００の代替の実施形態では、制御装置１５０は、たった１つの測定ピックアップ１２７からの駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内の圧力Ｐ２だけを検知し、それを被制御変数として評価するように構成される。

本発明の自動車の衝突をシミュレーションする方法は以下の段階を有する。
すなわち、制御ユニット１６０は、信号送信接続部によって制御装置１５０に設定点変数を出力する。設定点変数は、各時間におけるキャリッジ構成要素１１０の所望の加速に対応する。その時間的なプロファイルでは、設定点変数は、所望の加速プロファイルに対応する。２つの圧力測定ピックアップ１２６と１２７の信号間の差は、制御装置１５０において被制御変数として提示される。キャリッジ装置１１０の加速は、油圧工学および物理学の一般法則に従って、ピストン１２３の幾何形状およびキャリッジ装置１１０の質量によって被制御変数にリンクされる。

一定量の油圧流体が、単位時間あたりに駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８に供給される。駆動シリンダー１２２のピストン側領域１２８内に一定圧力を供給することは、キャリッジ装置１１０に作用する一定加速力を生じる。動的加速力が、駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９内の圧力を動的に変化させることによって形成される。

特に、制御装置１５０は、キャリッジ装置１１０の、その結果得られる加速が所望の加速プロファイルに従うように、第２の弁１２５の流量を操作変数として制御する。このため、制御装置は、それぞれの場合に、ピストン側領域１２８とピストンロッド側領域１２９との圧力差によってピストン１２３に加えられる力が、力伝達装置１２１によってキャリッジ装置１１０の所望の加速をもたらすほどに多くの加圧された流体が、高圧リザーバー１７０から出て駆動シリンダー１２２のピストンロッド側領域１２９に流入するかまたは弁１２５を介して無圧リザーバーに流入する程度まで、弁１２５を開口させる。

試験装置１００の種々の実施形態では、例えば、比例（Ｐ）コントローラー、比例積分（ＰＩ）コントローラー、または比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラーが、制御装置１５０として使用され得る。

制御装置１５０は、試験フェーズに続いて再びキャリッジ装置１１０を制動する制動手段を更に有し得る。さらに、加速フェーズ後に、キャリッジ装置１１０が、ピストン１２３によって力伝達ユニット１２１から取外され、ピストン１２３および力伝達ユニット１２１に無関係に、適した制動手段によって制動されるように、キャリッジ装置１１０と力伝達ユニット１２１との間の接続を構成することが可能である。

本発明は、図１〜図４を参照して例として述べられる試験装置１００の実施形態に制限されるのではない。代わりに、上記発明は、本明細書で述べる全ての特徴と利点との組合せから得られる。

１００ 衝突シミュレーション試験装置
１１０ キャリッジ装置
１２０ 加速ユニット
１２１ ピストンロッド
１２２ 駆動シリンダー
１２３ ピストン
１２６ 測定ピックアップ
１２７ 測定ピックアップ
１２８ ピストン側領域
１２９ ピストンロッド側領域
１５０ 制御装置
Ｐ１ 圧力
Ｐ２ 圧力

Claims (11)

1. レール装置に沿って変位可能であるように配置されるキャリッジ装置（１１０）と、
   前記キャリッジ装置（１１０）上に配置され、試験される少なくとも１つの車両構成要素を有する試験ステーションと、
   力を前記キャリッジ装置（１１０）に伝達し前記キャリッジ装置（１１０）を加速することができるようにした加速ユニット（１２０）であって、該加速ユニット（１２０）が、ピストン（１２３）および前記キャリッジ装置（１１０）に連結されるピストンロッド（１２１）を備えた油圧駆動シリンダー（１２２）を有して成る加速ユニットとを有する自動車の衝突シミュレーション試験装置（１００）において、
   前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）および／または前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する圧力（Ｐ２）を検知する少なくとも１つの測定ピックアップ（１２６、１２７）と、
   前記キャリッジ装置（１１０）に伝達される加速力が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）または前記ピストンロッド側領域（１２９）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストン側領域（１２８）または前記ピストンロッド側領域（１２９）から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を前記駆動シリンダー（１２２）内で検知される前記圧力（Ｐ１、Ｐ２）の関数として設定する制御装置（１５０）とが設けられていることを特徴とする自動車の衝突シミュレーション試験装置。
2. 第１の測定ピックアップ（１２６）が、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）を検知するように設けられ、第２の測定ピックアップ（１２７）が、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）を検知するように設けられており、
   前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）と前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）との差が事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記制御装置（１５０）が、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）または前記ピストンロッド側領域（１２９）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストン側領域（１２８）または前記ピストンロッド側領域（１２９）から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する請求項１に記載の試験装置。
3. 前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）と前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）との前記差が、前記加速ユニット（１２０）によって前記キャリッジ装置（１１０）に伝達される加速力に比例し、
   事前に決定される値または事前に決定可能な値である前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）と前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）との前記差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値である加速力の目標値に対応している請求項２に記載の試験装置。
4. 前記駆動シリンダー（１２２）が複動シリンダーを具備し、
   前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）に油圧流体を供給し、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）を設定する第１の弁（１２４）と、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）に前記油圧流体を供給し、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）を設定する第２の弁（１２５）とが設けられており、
   前記制御装置（１５０）は、前記キャリッジ装置（１１０）に伝達される加速力が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストン側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する請求項１〜３の何れか１項に記載の試験装置。
5. 前記制御装置（１５０）が、制御変数として前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内の前記圧力（Ｐ２）を用いて予め規定された加速プロファイルに従って前記キャリッジ装置（１１０）の加速を調整するように構成され、前記第２の弁（１２５）を通る流量が前記制御装置（１５０）の操作変数である請求項４に記載の試験装置。
6. 開ループ制御装置（１６０）が更に設けられ、該開ループ制御装置（１６０）が、所定の値に従って前記第１の弁（１２４）を通る流量を制御する請求項４または５に記載の試験装置。
7. 前記第１の弁（１２４）に接続された前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域内の前記圧力（Ｐ１）を所定の一定値に従って調整する更なる制御装置が更に設けられており、前記第１の弁（１２４）を通る流量が前記更なる制御装置の操作変数である請求項６に記載の試験装置。
8. 前記キャリッジ装置（１１０）に伝達される加速力が事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記制御装置（１５０）が、前記駆動シリンダー（１２２）内で検知される前記圧力（Ｐ１、Ｐ２）の関数として、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストンロッド側領域（１２９）から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する請求項１〜７の何れか１項に記載の試験装置。
9. 所定の加速プロファイルに従って前記キャリッジ装置（１１０）の加速を制御するために、前記制御装置（１５０）は、Ｐコントローラー、ＰＩコントローラーまたはＰＩＤコントローラーを有しており、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）および／または前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）が制御変数である請求項１〜８の何れか１項に記載の試験装置。
10. 前記試験装置（１００）が加速ユニット（１２０）を有し、該加速ユニット（１２０）によって、キャリッジ装置（１１０）を加速するために、力を前記キャリッジ装置（１１０）に伝達することができ、前記加速ユニット（１２０）が、ピストン（１２３）および前記キャリッジ装置（１１０）に連結されるピストンロッド（１２１）を備えたる油圧駆動シリンダー（１２２）を有して成る自動車の衝突シミュレーション試験装置（１００）を操作する方法において、
    第１の測定ピックアップ（１２６）を用いて前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）を測定する段階と、
    第２の測定ピックアップ（１２７）を用いて前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する圧力（Ｐ２）を測定する段階と、
    一定断面を有する流体接続部を介して前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）に加圧された油圧流体を供給し、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）と、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する圧力（Ｐ２）との差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する段階、または
    前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する段階と、
    前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）と、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する圧力（Ｐ２）との差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量、或いは、前記ピストンロッド側領域から放出される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する段階、または
    前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）内で作用する圧力（Ｐ１）と、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する圧力（Ｐ２）との差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値をとるように、前記駆動シリンダー（１２２）の前記ピストン側領域（１２８）に供給される単位時間あたりの油圧流体の量を設定する段階とを含んで成る自動車の衝突シミュレーション試験装置を操作する方法。
11. 前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）と前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）との前記差が、前記加速ユニット（１２０）によって前記キャリッジ装置（１１０）に伝達される加速力に比例し、
    事前に決定される値または事前に決定可能な値である前記ピストン側領域（１２８）内で作用する前記圧力（Ｐ１）と前記ピストンロッド側領域（１２９）内で作用する前記圧力（Ｐ２）との前記差が、事前に決定される値または事前に決定可能な値である加速力の目標値に対応している請求項１０に記載の方法。

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