SE518791C2

SE518791C2 - A collision test device

Info

Publication number: SE518791C2
Application number: SE0001093A
Authority: SE
Inventors: Boerje Johansson; Kjell Norberg; Johann Galic
Original assignee: Abb Ab
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2002-11-19
Also published as: AU2001244946A1; EP1279014A1; SE0001093L; WO2001073393A1; SE0001093D0; WO2001073392A1; AU2001242984A1

Abstract

A control system for a collision test device in which at least a first and a second object (1, 2) are pulled towards each other by means of separate pulling devices. The control system comprises means (17, 28, 29) for determining the position and speed of the first object (1) continuously or repeatedly during the pulling of the first object (1) towards the second object (2), means (18, 28, 29) for determining the position and speed of the second object (2) continuously or repeatedly during the pulling of the second object (2) towards the first object (1), and a control unit (30) having means for controlling and synchronising the position and speeds of the first and second objects (1, 2) based on the positions and speeds determined for each object.

Description

518 791 UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH TIDIGARE TEKNIK Det finns ett ﬂertal olika kollisionstestanordningar eller -arrangemang före- slagna inom tidigare teknik. BACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART There are a number of different collision test devices or arrangements proposed in the prior art.

En sådan anordning beskrivs i JP-10-260l06. Den beskrivna testanordningen innefattar ett dragrep, med hjälp av vilket ett testat fordon dras så att det för- flyttas. Fordonet lösgörs från dragrepet när en i förväg bestämd hastighet har uppnåtts, för att låta det testade fordonet kollidera med en kollísionsenhet, t ex en kollisionsvägg. Testanordningen innefattar en ﬂerfunktionell lindnings- trumma, vilken drivs med hjälp av en motor. Dragrepet löper från lindnings- trumman till och runt en andra, icke driven trumma och tillbaka till lindnings- trumman. Sålunda hasplas dragrepet av från lindningstrumman vid en sän- dande ände av denna och hasplas upp på lindningstrumman vid en mottagande ände på denna. En repspänningsjusteringsenhet är anordnad vid dragrepets sändningssida och tar upp slack på dragrepet nära lindnings-trumman. Rep- spänningsjusteringsenheten bidrar till att man uppnår en exakt styrning av positionen och hastigheten hos testfordonet. Emellertid kan slackning före- komma i det system i vilket dragrepet är länkat, vilken slackning får en negativ effekt på styrningen av testfordonets position och hastighet.Such a device is described in JP-10-260106. The test device described comprises a traction rope, by means of which a tested vehicle is pulled so that it is moved. The vehicle is released from the tow rope when a predetermined speed has been reached, to allow the tested vehicle to collide with a collision unit, eg a collision wall. The test device comprises a functional winding drum, which is driven by means of a motor. The tow rope runs from the winding drum to and around a second, non-driven drum and back to the winding drum. Thus, the traction rope is unwound from the winding drum at a transmitting end thereof and is wound up on the winding drum at a receiving end thereof. A rope tension adjusting unit is provided at the transmission side of the tow rope and picks up slack on the tow rope near the winding drum. The rope voltage adjustment unit helps to achieve precise control of the position and speed of the test vehicle. However, slackening can occur in the system in which the traction rope is linked, which slackening has a negative effect on the control of the test vehicle's position and speed.

JP-9-257633 beskriver en kollisionstestanordning för fordon, vilken inkluderar ett första dragrep och ett andra dragrep, vilka är individuellt och lösgörbart kopplade till ett första och ett andra fordon. Varje dragrep är förbundet med en respektive lindningstrumma. Varje dragrep hasplas av från sin lindnings- trumma vid dennas sändningssida och hasplas upp på trumman vid dennas mottagningssida. Ett par dragskivor är anordnade på en bas som kan roteras och som drivs av en kraftcylinder. Sålunda kan fordonens riktning och kolli- sionsvinkeln justeras. Dragrepen sträcker sig runt åtminstone en gemensam, andra trumma. Därmed uppnås en rent mekanisk synkronisering av fordons- hastigheterna. Emellertid kommer eventuellt repslack i repen kring den gemen- samma trumman att få en negativ effekt på synkroniseringen av positioner hastigheter för fordonen och kan resultera i ett oexakt testresultat. Dessutom är 518 791 kollisionstester där ett fordon har en väsentligen annan hastighet än det andra fordonet, eller där en sådan hastighetsskillnad ska justeras ﬂexíbelt från test till test inte enkla att uppnå med anordningen ifråga, på grund av länkningen eller upplíndníngen av repen kring den gemensamma trumman.JP-9-257633 discloses a vehicle crash test device which includes a first traction rope and a second traction rope which are individually and releasably coupled to a first and a second vehicle. Each pull rope is connected to a respective winding drum. Each pull rope is unwound from its winding drum at its transmitting side and wound up on the drum at its receiving side. A pair of traction sheaves are arranged on a rotatable base which is driven by a power cylinder. Thus, the direction of the vehicles and the angle of collision can be adjusted. The tow ropes extend around at least one common, second drum. This achieves a purely mechanical synchronization of the vehicle speeds. However, any rope varnish in the ropes around the common drum will have a negative effect on the synchronization of positioning speeds for the vehicles and may result in an inaccurate test result. In addition, 518 791 collision tests where one vehicle has a substantially different speed than the other vehicle, or where such a speed difference is to be adjusted ﬂ exile from test to test are not easy to achieve with the device in question, due to the linking or winding of the ropes around the common drum .

SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en kollisions- testanordning, medelst vilken en mycket noggrann styrning av positionen och hastigheten hos åtminstone ett kollisionstestobjekt kan erhållas tack vare bi- draget från uppﬁnningens särdrag. Kollisionstestanordningen skall ha en kon- struktion som gynnar utförande av kollisionstester mellan två sig förﬂyttande föremål med lika eller olika hastigheter, där en mycket noggrann styrning av krockpunkterna på de respektive objekten fordras. I synnerhet ska anordningen tillåta exakt styrning av position och hastighet hos de testade objekten medelst kollisionstester mellan fordon för transport av människor, företrädesvis bilar.OBJECT OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a collision test device, by means of which a very accurate control of the position and speed of at least one collision test object can be obtained thanks to the contribution of the features of the invention. The collision test device shall have a design which favors the performance of collision tests between two moving objects at equal or different speeds, where a very accurate control of the impact points on the respective objects is required. In particular, the device must allow precise control of the position and speed of the tested objects by means of collision tests between vehicles for the transport of people, preferably cars.

Emellertid kan ett kollisionstest inkludera sådana testobjekt som bussar, tåg, lastbilar etc.However, a collision test may include such test objects as buses, trains, trucks, etc.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen uppnås med hjälp av den inledningsvis deﬁnierade kollisionstestanordningen, vilken är kännetecknad av att den innefattar en för- sta driven hasplingstrumma, på vilken dragrepet hasplas under dragningen av det första objektet, och en andra, separat trumma, från vilken repet hasplas av under nämnda dragning. Den uppﬁnningsenliga lösningen resulterar i en drag- anordning med hjälp av vilken åtminstone det ena, här det första, av testobjek- tens position och hastighet kan styras mycket exakt under dragningen av detta.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the invention is achieved by means of the initially collision test device, which is characterized in that it comprises a first driven reeling drum, on which the pulling rope is reeled during the drawing of the first object, and a second, separate drum, from which the rope is unwound during said pulling. The solution according to the invention results in a towing device by means of which at least one, here the first, of the position and speed of the test object can be controlled very precisely during the drawing thereof.

Förekomsten av slack hos repet är i hög grad eliminerad och risken för repglid- ning är också i hög grad reducerad eller till och med eliminerad.The occurrence of slack in the rope is largely eliminated and the risk of rope slipping is also greatly reduced or even eliminated.

Enligt ett föredraget utföringsexempel innefattar anordningen en första motor för drivning av den första trumman, och en andra motor för drivning av den 518 791 andra trumman. Därmed gynnas en mycket noggrann styrning av spänningen under hela dragsekvensen, oberoende av de accelerations- och decelerations- förhållanden som kan skilja från test till test.According to a preferred embodiment, the device comprises a first motor for driving the first drum, and a second motor for driving the second drum. This benefits a very accurate control of the voltage throughout the traction sequence, regardless of the acceleration and deceleration conditions that may differ from test to test.

Företrädesvis innefattar anordningen medel för bibehållande av en i förväg be- stämd spänning på dragrepet mellan den första och andra trumman. Enligt ett utföringsexempel innefattar nämnda medel för bibehållande av en i förväg fast- ställd spänning på dragrepet ett medel för styrning av den andra motorns effekt baserat på det vridmoment på trumman som orsakas av dragrepet när det senare hasplas av från den andra trumman.Preferably, the device comprises means for maintaining a predetermined tension on the traction rope between the first and second drums. According to one embodiment, said means for maintaining a predetermined tension on the traction rope comprises a means for controlling the power of the second motor based on the torque on the drum caused by the traction rope when the latter is reeled off from the second drum.

Enligt ytterligare ett föredraget utföringsexempel innefattar anordningen medel för fastställande av det dragna objektets position och hastighet kontinuerligt eller återkommande under dragningen av det första objektet mot det andra objektet. Information eller data avseende det dragna objektets position och has- tighet används företrädesvis i syfte att styra vridmomentet hos den motor som driver den första trumman, i syfte att möjliggöra justeringar av hastighet och position under en dragsekvens, eller t o m att stoppa motorn och bromsa trum- man i syfte att avbryta dragningen.According to a further preferred embodiment, the device comprises means for determining the position and speed of the drawn object continuously or repeatedly during the pulling of the first object towards the second object. Information or data regarding the position and speed of the towed object is preferably used for the purpose of controlling the torque of the motor driving the first drum, for the purpose of enabling adjustments of speed and position during a pulling sequence, or even to stop the motor and brake the drum. man in order to interrupt the draw.

Företrädesvis innefattar medlet för fastställande av positionen och hastigheten hos det dragna objektet en laseranordningj medelst vilken det dragna objektets position kontinuerligt eller återkommande fastställs under dragningen. Följakt- ligen möjliggörs en mycket noggrann bestämning av det dragna objektets posi- tion och hastighet. Företrädesvis, som ett Supplement eller alternativ till laser- anordningen, innefattar testanordningen en transmitter ansluten till en axel hos den första eller andra trumman, varvid transmittern antingen är en inkrement- pulskodare eller en positionskodare. Signalen från transmittern omvandlas till hastighets- och positionsvärden.Preferably, the means for determining the position and speed of the drawn object comprises a laser device by means of which the position of the drawn object is continuously or repeatedly determined during the drawing. Consequently, a very accurate determination of the position and speed of the towed object is made possible. Preferably, as a supplement or alternative to the laser device, the test device comprises a transmitter connected to a shaft of the first or second drum, the transmitter being either an increment pulse encoder or a position encoder. The signal from the transmitter is converted to speed and position values.

Enligt ett föredraget utföringsexempel innefattar den uppfinningsenliga kolli- sionstestanordningen en styrenhet, vilken har medel för jämförelse av de posi- tions- och hastighetsvärden som erhålls med hjälp av medlet för fast-ställande 518 791 av position och hastighet med önskade börvärden för position och hastighet hos det första objektet, och styrning av den första motorns vrid-moment och så- lunda det dragna objektets hastighet baserat på nämnda jämförelse. Börvär- dena deﬁnierar en positions-hastighetsproﬁl som bör följas i syfte att erhålla en önskad hastighet och position vid kollisionstillfället. Positions-hastighetsproñlen är baserad på givna kollisionsparametrar, såsom objektets geometri och vikt, objektets kollisionspunkt, önskad hastighet vid kollisionstillfället, etc.According to a preferred embodiment, the collision test device according to the invention comprises a control unit which has means for comparing the position and speed values obtained by means of the means for determining position and speed with desired setpoints for position and speed of the first object, and controlling the torque of the first motor and thus the speed of the towed object based on said comparison. The setpoints de ier deny a position velocity profile that should be followed in order to obtain a desired speed and position at the time of the collision. The position velocity profile is based on given collision parameters, such as the object's geometry and weight, the object's collision point, the desired speed at the time of the collision, etc.

I syfte att utföra ett kollisionstest vid vilket både de första och andra objekten förﬂyttar sig, innefattar den uppﬁnningsenliga testanordningen ett andra drag- rep, med hjälp av vilket det andra objektet dras och accelereras mot det första objektet, en tredje driven hasplíngstrumma, på vilken det andra dragrepet hasplas under dragningen av det andra objektet, och en fjärde, separat trumma, från vilken det andra dragrepet hasplas av under nämnda dragning. Företrädes- vis uppnås spänningen på det andra dragrepet och styrningen av det andra ob- jektets position och hastighet på samma principiella sätt som det som beskrivits ovan för det första objektet.In order to perform a collision test in which both the first and second objects move, the inventive test device comprises a second traction rope, by means of which the second object is pulled and accelerated towards the first object, a third driven spooling drum, on which it the second pull rope is reeled during the pulling of the second object, and a fourth, separate drum, from which the second pull rope is reeled off during said pulling. Preferably, the tension on the second traction rope and the control of the position and speed of the second object are achieved in the same principled manner as that described above for the first object.

Som ett ytterligare särdrag, i syfte att synkronisera de första och andra objek- tens positioner och hastigheter, innefattar testanordningen en styrenhet, vilken har medel för styrning och synkronisering av de första och andra objektens po- sitioner och hastigheter baserat på en kontinuerlig eller upprepad bestämning av de första och andra objektens individuella positioner och hastigheter under dragningen av dessa, och en jämförelse av dessa positioner och hastigheter. Om t ex det ena objektets position och hastighet avviker från de önskade värdena enligt positions-hastighetsproﬁlem tas hänsyn till detta vid styrningen av has- tigheten och positionen för bägge objekten. Detta är väsentligt eftersom hur väl än det ena av objekten följer sin positions-hastighetsproﬂl, så kommer det att vara meningslöst om det andra objektet inte följer sin positions-hastighetsproﬁl.As a further feature, in order to synchronize the positions and speeds of the first and second objects, the test device comprises a control unit, which has means for controlling and synchronizing the positions and speeds of the first and second objects based on a continuous or repeated determination. of the individual positions and velocities of the first and second objects during their drawing, and a comparison of these positions and velocities. If, for example, the position and speed of one object deviate from the desired values according to the position speed problem, this is taken into account when controlling the speed and position of both objects. This is important because no matter how one of the objects follows its position velocity profile, it will be meaningless if the other object does not follow its position velocity profile.

Med hjälp av den uppﬁnningsenliga anordningen vidtas korrigeringsjusteringar med hänsyn till sådana avvikelser. Till exempel bör en viss avvikelse över ett tröskelvärde inducera ett avbrytande av hela test-proceduren vid ett tidigt skede, i syfte att reducera kostnader. 518 791 Företrädesvis innefattar kollisionstestanordningen åtminstone en bana utrned vilken det första objektet dras mot det andra objektet, och den vinkel med vilken banan är riktad mot det andra objektet eller en bana utmed vilken det andra objektet dras är justerbar, därigenom förbättras den uppﬁnningsenliga anord- ningens applikationsﬂexibilitet och, med hänsyn till den noggranna precisions- och hastighetsstyrning som tillhandahålls genom uppfinningen, kan ett ﬂertal kollisionsförhållanden uppnås.With the aid of the device according to the invention, corrective adjustments are made with regard to such deviations. For example, a certain deviation above a threshold value should induce an interruption of the whole test procedure at an early stage, in order to reduce costs. Preferably, the collision test device comprises at least one path from which the first object is drawn towards the second object, and the angle at which the path is directed towards the second object or a path along which the second object is drawn is adjustable, thereby improving the inventive device. application flexibility and, in view of the precise precision and speed control provided by the invention, a number of collision conditions can be achieved.

Företrädesvis är det första och / eller det andra objektet ett fordon. Den uppfin- ningsenliga anordningen är särskilt anpassad för test av bilar och kan använ- das för kollisionstester mellan bilar eller bilar och andra fordon.Preferably, the first and / or second object is a vehicle. The device according to the invention is specially adapted for testing cars and can be used for collision tests between cars or cars and other vehicles.

Syftet med uppfinningen uppnås även med hjälp av en kollisionstestanordning av det ovan nämnda slaget som innefattar ett styrsystem, vilket är kännetecknat av att det innefattar: medel för fastställande av det första objektets position och hastighet kontinuerligt eller återkommande under dragningen av det första ob- jektet mot det andra objektet, medel för fastställande av det andra objektets po- sition och hastighet kontinuerligt eller återkommande under dragningen av det andra objektet mot det första objektet, och en styrenhet som har medel för styr- ning och synkronisering av de första och andra objektens hastigheter (och där- igenom positioner) baserat på de positioner och hastigheter som fastställs för varje objekt.The object of the invention is also achieved by means of a collision test device of the above-mentioned type which comprises a control system, which is characterized in that it comprises: means for determining the position and speed of the first object continuously or repeatedly during the pulling of the first object towards the second object, means for determining the position and velocity of the second object continuously or repeatedly during the pulling of the second object towards the first object, and a control unit having means for controlling and synchronizing the velocities of the first and second objects ( and thereby positions) based on the positions and velocities determined for each object.

Enligt ett föredraget utföringsexempel innefattar medlet för bestämning av det första objektets position och hastighet och / eller medlet för bestämning av det andra objektets position och hastighet en laseranordning, med hjälp av vilken det dragna objektets position kontinuerligt eller återkommande bestäms under dragningen av detta. Användandet av en laseranordning resulterar i stora preci- sionsfördelar, i synnerhet när objekten förﬂyttas med avsevärd hastighet och med en viss vinkel mellan dessas färdriktningar, och sålunda även den minsta avvikelse från en i förväg bestämd positions-hastighetsproﬁl skulle kunna få en förödande effekt på testresultatet. 518 791 Företrädesvis innefattar medlet för styrning och synkronisering av de första och andra objektens hastigheter ett datorprocessormedel för behandling av data, innefattande: medel för jämförelse av data avseende de första och andra objek- tens position och hastighet med önskade börvärden för de första och andra ob- jektens position och hastighet, och styrning av de separata drag-anordningar- nas effekt och sålunda det första och andra objektets hastighet baserat på nämnda jämförelse.According to a preferred embodiment, the means for determining the position and speed of the first object and / or the means for determining the position and speed of the second object comprise a laser device, by means of which the position of the drawn object is determined continuously or repeatedly during the drawing thereof. The use of a laser device results in great precision advantages, especially when the objects are moved at a considerable speed and with a certain angle between their directions of travel, and thus even the slightest deviation from a predetermined position velocity profile could have a devastating effect on the test result. . Preferably, the means for controlling and synchronizing the speeds of the first and second objects comprises a computer processor means for processing data, comprising: means for comparing data regarding the position and speed of the first and second objects with desired setpoints for the first and second objects. the position and speed of the projector, and control of the power of the separate traction devices and thus the speed of the first and second objects based on said comparison.

Enligt ett ytterligare utföringsexempel innefattar styrenheten ett lagringsmedel för lagring av i förväg bestämda testparametrar, och medel för beräkning av nämnda börvärden för det första och andra objektets position och hastighet baserat på de givna testparainetrarna. Lagringsmedlet kan innefatta en data- lagringsdisk eller liknande. Testparametrarna skulle t ex kunna vara samma som de som nämnts ovan för den uppfmningsenliga testanordningen.According to a further exemplary embodiment, the control unit comprises a storage means for storing predetermined test parameters, and means for calculating said setpoints for the position and speed of the first and second object based on the given test parameter parameters. The storage means may comprise a data storage disk or the like. The test parameters could, for example, be the same as those mentioned above for the test device according to the invention.

Uppﬁnningen avser även användning av en kollisionstestanordning enligt upp- finningen för test av kollisionsegenskaperna hos fordon. Fordonen kan vara av en liknande typ, såsom två bilar, eller skíljaktiga typer, inkluderande bussar, truckar, etc.The invention also relates to the use of a collision test device according to the invention for testing the collision properties of vehicles. The vehicles may be of a similar type, such as two cars, or different types, including buses, trucks, etc.

Ytterligare särdrag och fördelar med den föreliggande uppfinningen presenteras i den följ ande, detaljerade beskrivningen och i de bifogade kraven.Additional features and advantages of the present invention are presented in the following detailed description and in the appended claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen ska nu beskrivas mer i detalj med hänvisning till ritningen, på vilken: Fig. 1 är en schematisk vy av ett föredraget utföringsexempel på en kollisions- testanordning enligt uppfinningen, 518 791 F ig. 2 är ett diagram som visar ett föredraget utföringsexempel pä ett styrsystem för en kollisionstestanordning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which: Fig. 1 is a schematic view of a preferred embodiment of a collision test device according to the invention, 518 791 Figs. 2 is a diagram showing a preferred embodiment of a control system for a collision test device.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en kollisionstestanordning enligt ett utföringsexempel på uppfin- ningen. Anordningen är anordnad i syfte att utföra kollisionstester mellan ett första och ett andra testobjekt 1, 2. Här innefattar objekten 1, 2 ett första och ett andra fordon eller närmare bestämt en första och en andra bil.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Fig. 1 shows a collision test device according to an exemplary embodiment of the invention. The device is arranged for the purpose of performing collision tests between a first and a second test object 1, 2. Here the objects 1, 2 comprise a first and a second vehicle or more particularly a first and a second car.

Anordningen innefattar ett första och ett andra dragrep 3, 4, med syfte att dra och accelerera de första respektive andra objekten l, 2 mot varandra till dess de möts och kolliderar vid en i förväg bestämd plats. Dragrepen 3, 4 bildar del av en första och en andra bana 5, 6 för dragning och styrning av objekten 1, 2 mot varandra. Varje bana 5, 6 innefattar en dragskiva (icke visad), via vilken objek- tet l, 2 dras med hjälp av respektive dragrep 3, 4. Dragskivan är fastgjord mot det rep 3, 4 som är associerat till denna och har en tapp eller liknande via vil- ken den ingriper med objektet 1, 2. Den löper i en lämpligt formad skära eller urtagning som är anordnad på eller under ett golv, varvid nämnda skära eller urtagning tillåter en styrning av dragskivan i två riktningar, vertikalt och hori- sontellt i förhållande till förflyttningsriktningen för de objekt 1, 2 som dras av denna.The device comprises a first and a second traction rope 3, 4, for the purpose of pulling and accelerating the first and second objects 1, 2 towards each other until they meet and collide at a predetermined location. The tow ropes 3, 4 form part of a first and a second path 5, 6 for pulling and guiding the objects 1, 2 towards each other. Each web 5, 6 comprises a traction sheave (not shown), via which the object 1, 2 is pulled by means of the respective traction rope 3, 4. The traction sheave is fixed to the rope 3, 4 which is associated therewith and has a pin or similarly via which it engages with the object 1, 2. It runs in a suitably shaped cut or recess which is arranged on or under a floor, said cut or recess allowing a control of the traction sheave in two directions, vertically and horizontally in relation to the direction of movement of the objects 1, 2 drawn by it.

Den första och andra banan 5, 6 sträcker sig i horisontalplanet och är anord- nade för att möjliggöra justering av vinkeln mellan sig, vilket innebär att vinkeln mellan de första och andra objektens 1, 2 förﬂyttningsriktriingar är variabel.The first and second paths 5, 6 extend in the horizontal plane and are arranged to enable adjustment of the angle between them, which means that the angle between the first and second objects 1, 2 for movement directions is variable.

Som en vidareutveckling av uppfinningen kan man tänka sig att anordna ba- norna 5, 6 så att åtminstone en av dem uppvisar en valfri lutning, företrädesvis en justerbar lutning, i syfte att möjliggöra tester vid vilka åtminstone ett av ob- jekten l, 2 konfronterar det andra objektet under det att det förflyttar sig i en lutande riktning.As a further development of the invention, it is conceivable to arrange the paths 5, 6 so that at least one of them has an optional inclination, preferably an adjustable inclination, in order to enable tests in which at least one of the objects 1, 2 confronts the other object as it moves in an inclined direction.

Anordningen innefattar också en första och en andra trumma 9, 10 för haspling och avhaspling av det första dragrepet 3 under dragningen av det första objektet 1. Varje bana 5, 6 innefattar ett par styrvalsar 7, 8, via vilka repet styrs till re- spektive trumma. Anordningen innefattar en motsvarande tredje och fjärde trumma 11, 12 för det andra dragrepet 4. Motorer 13, 14, 15, 16 som styrs med avseende på vridmoment, hastighet och position driver en respektive av trum- morna 9-12. Ätminstone en av trummorna 9-12 är utrustad med bromsar, företrädesvis skivbromsar, i syfte att möjliggöra en snabb hastighetsreduktion eller stopp. Eftersom de första och andra banorna 5, 6, med sina respektive dragrep 3, 4, trummor 9-12 och motorer 13-16, är väsentligen identiska vad avser deras arrangemang, ska enbart den första banan beskrivas i detalj nedan.The device also comprises a first and a second drum 9, 10 for winding and unwinding the first pull rope 3 during the pulling of the first object 1. Each web 5, 6 comprises a pair of guide rollers 7, 8, via which the rope is guided to the respective drum. The device comprises a corresponding third and fourth drum 11, 12 for the second traction rope 4. Motors 13, 14, 15, 16 which are controlled with respect to torque, speed and position drive one of the drums 9-12, respectively. At least one of the drums 9-12 is equipped with brakes, preferably disc brakes, in order to enable a rapid speed reduction or stop. Since the first and second tracks 5, 6, with their respective traction ropes 3, 4, drums 9-12 and motors 13-16, are substantially identical in their arrangement, only the first track will be described in detail below.

Den första trumman 9 är anordnad vid ett ändområde hos banan 5 och drivs av _ en första motor 13. Den andra trumman 10 är anordnad vid det motsatta startändområdet hos banan och drivs av en andra motor 14. Under dragning av det första objektet 1, hasplas det första dragrepet 3 på på den första trumman 9, medan det hasplas av från den andra trumman 10. Det ska emellertid beto- nas att trummorna kan drivas i motsatta riktningar om så fordras, t ex i syfte att utföra ett kollisionstest vid den andra änden av testbanan. Ett styrsystem som ska beskrivas mer i detalj nedan styr motorerna 13, 14 så att en i förväg fastställd repspänning erhålls under testförloppet, från inledande acceleration till det slutliga stoppet av dragrepsrörelsen under ett kollisionstest. Samma principer gäller för den andra banan 6. Banorna 5, 6 är oberoende så tillvida att repen 3, 4 är individuellt styrda (inte via någon gemensam vals eller liknande), och sålunda kan de första och andra objektens 1, 2 hastigheter följa mycket skilj aktiga positions-hastighetsproñler under ett och samma test-kollisionsför- lopp.The first drum 9 is arranged at an end region of the web 5 and is driven by a first motor 13. The second drum 10 is arranged at the opposite starting end region of the web and is driven by a second motor 14. While pulling the first object 1, the first traction rope 3 on the first drum 9, while it is reeled off from the second drum 10. However, it should be emphasized that the drums can be driven in opposite directions if required, for example for the purpose of performing a collision test at the other end of the test track. A control system to be described in more detail below controls the motors 13, 14 so that a predetermined rope tension is obtained during the test process, from initial acceleration to the final stop of the tow rope movement during a collision test. The same principles apply to the second web 6. The webs 5, 6 are independent in that the ropes 3, 4 are individually controlled (not via any common roller or the like), and thus the speeds of the first and second objects 1, 2 can follow very different similar position velocity projections during one and the same test collision course.

Kollisionstestanordningen innefattar även ett styrsystem för styrning av denna.The collision test device also includes a control system for controlling it.

Styrsystemet visas schematiskt i ﬁg. 2. Det innefattar medel 17, 18 för bestäm- ning av de första och andra objektens 1, 2 position och hastighet såsom visas i fig. 1. Medlen 17, 18 innefattar en laseranordning för var och en av banorna 5, 6 med hjälp av vilken det dragna objektets 1, 2 position bestärnskontinuerligt 518 791 10 eller upprepat under dragningen. Positions- och hastighets-mätningar med hjälp av sådan utrustning möjliggör en mycket exakt och omedelbar bestämning av de dragna objektens l, 2 hastighet och position.The control system is shown schematically in ﬁ g. It comprises means 17, 18 for determining the position and speed of the first and second objects 1, 2 as shown in Fig. 1. The means 17, 18 comprise a laser device for each of the paths 5, 6 by means of which the position of the drawn object 1, 2 is continuously or repeatedly during the drawing. Position and velocity measurements with the aid of such equipment enable a very accurate and immediate determination of the speed and position of the towed objects 1, 2.

Fig. 2 visar ett blockschema, i vilket det uppfinningsenliga styrsystemets princi- per appliceras pä en testanordning av det slag som beskrivits ovan. Motorer motsvarande motorerna 13-16 är indikerade. Den övre halvan av ﬁg. 2 är asso- cierad till styrningen av den första banan 5, medan den undre delen är associe- rad till styrningen av den andra banan 6. Medlen 17, 18 för bestämning av test- objektens position är indikerade och bildar del av styrsystemet.Fig. 2 shows a block diagram, in which the principles of the control system according to the invention are applied to a test device of the type described above. Engines corresponding to motors 13-16 are indicated. The upper half of ﬁ g. 2 is associated with the control of the first path 5, while the lower part is associated with the control of the second path 6. The means 17, 18 for determining the position of the test objects are indicated and form part of the control system.

Styrsystemet innefattar ett medel, dvs en styrenhet 30, för styrning och synkro- nisering av de första och andra objektens 1, 2 hastigheter och positioner, varvid nämnda medel innefattar ett datorprocessormedel eller en koordinationsstyren- het 19 för behandling av data, innefattande medel, företrädesvis en aritmetisk logikkrets, för jämförelse av data avseende position och hastighet för det första och andra objektet 1, 2 med önskade börvärden för position och hastighet hos det första och andra objektet 1, 2, och för att generera signaler för styrning av de separata draganordningarnas, här motorernas 13, 16, effekt och sålunda de första och andra objektens 1, 2 hastighet baserat på nämnda jämförelse. Dator- processormedlet innefattar en persondator eller server som inkluderar ett CPU eller någon annan typ av digital styranordning. Börvärdena definierar positions- hastighetsprofiler som ska tillförsälcra att objekten träffar varandra vid i förväg bestämda krockpunkter vid kollisionsplatsen, dvs vid bankorsningen. Företrä- desvis innefattar koordina-tionsstyrenheten 19 ett lagringsmedel, företrädesvis en datadisk, för lagring av sådana positions-hastighetsproﬁlen eller en mjukva- rurutin för beräkning av sådana profiler baserat på givna testparametrar, såsom objektet eller objektens vikt och geornetri, önskad sluthastighet för objekten, etc.The control system comprises a means, i.e. a control unit 30, for controlling and synchronizing the speeds and positions of the first and second objects 1, 2, said means comprising a computer processor means or a coordination control unit 19 for processing data, comprising means, preferably an arithmetic logic circuit, for comparing position and velocity data for the first and second objects 1, 2 with desired position and velocity setpoints of the first and second objects 1, 2, and for generating signals for controlling the separate traction devices, here the power of the motors 13, 16 and thus the speed of the first and second objects 1, 2 based on said comparison. The computer processor means comprises a personal computer or server which includes a CPU or some other type of digital control device. The setpoints define position velocity profiles that are to ensure that the objects hit each other at predetermined collision points at the collision site, ie at the bank intersection. Preferably, the coordination controller 19 comprises a storage means, preferably a data disk, for storing such position velocity profiles or a software routine for calculating such profiles based on given test parameters, such as the object or object weight and geometry, desired final speed of the objects. etc.

Varje bana 5, 6 kan drivas enskilt, t ex när endast ett av objekten är ett fordon och det andra objektet är ett stationärt objekt, t ex en testkollisionsvägg, även känd som ett krockblock. Alternativt drivs de två banorna i koordinerade rörel- 518 791 11 ser för att bringa de två rörliga objekten att kollidera med den efterfrågade pre- cisíonen.Each path 5, 6 can be driven individually, for example when only one of the objects is a vehicle and the other object is a stationary object, for example a test collision wall, also known as a crash block. Alternatively, the two paths are driven in coordinated motions to cause the two movable objects to collide with the requested precision.

Styrenheten 30 är anordnad att styra testanordningens operation enligt följande principer: Obj ekten 1, 2 accelereras genom påverkan av motorerna 13-16 och lösgörs från dragskivorna kort före kollisionen i syfte att undvika störning från det respek- tive dragsystemet (draganordningarna). Följaktligen frihjular objekten 1, 2 från lösgöringspunkterna till kollisionsplatsen. Styrenheten, eller närmare bestämt dennas mjukvarurutin, är konfigurerad att kompensera för eventuell förlust av hastighet under frihjulningen. Kompensationen baseras på de testpararnetrar som redan nämnts. Utifrån testparametrarna beräknar styrenheten det omedel- bara hastighetsvärde och den position som varje objekt 1, 2 ska ha utmed sin respektive bana 5, 6 vid varje tillfälle och som kommer att resultera i en kolli- sion med de specificerade hastigheterna och krockpunkterna.The control unit 30 is arranged to control the operation of the test device according to the following principles: Objects 1, 2 are accelerated by actuation of the motors 13-16 and detached from the traction discs shortly before the collision in order to avoid interference from the respective traction system (traction devices). Consequently, objects 1, 2 freewheel from the release points to the collision site. The control unit, or more specifically its software routine, is configured to compensate for any loss of speed during freewheeling. The compensation is based on the test parameters already mentioned. Based on the test parameters, the control unit calculates the immediate speed value and the position that each object 1, 2 should have along its respective path 5, 6 at each time and which will result in a collision with the specified speeds and collision points.

För styrningen av de respektive motorerna 13-16 innefattar styrenheten 30 hos styrsystemet positionsstyrorgan 20, rarnpgeneratorer 21, första och andra summeringsenheter 22, 23, ett hastighetsstyrorgan 24, differentieringsorgan 25, tredje summeringsenheter 26 och motorvridmomentstyrorgan 27. Den innefat- tar även positionskalkylatorer 29. Dessa medel 20-27, 29 är företrädesvis an- ordnade som logikkretsar i strörnomvandlarna anslutna till de respektive moto- rerna 13-16. De kan emellertid, som ett alternativ, vara inkluderade i koordine- ringsenheten 19.For the control of the respective motors 13-16, the control unit 30 of the control system comprises position control means 20, frame generators 21, first and second summing units 22, 23, a speed control means 24, differentiating means 25, third summing units 26 and motor torque control means 27. It also includes position calculators 29. These means 20-27, 29 are preferably arranged as logic circuits in the current converters connected to the respective motors 13-16. However, as an alternative, they may be included in the coordination unit 19.

Koordineringsstyrenheten 19 styr varje bana med en hastighetsreferens- och en accelerationsstorleksínställning (v-ref. 1, v-ref. 2, acc.-set 1, och acc.-set 2).The coordination controller 19 controls each path with a speed reference and an acceleration size setting (v-ref. 1, v-ref. 2, acc. Set 1, and acc. Set 2).

Styrenheten 19 ställer även in repspänníngskraften på de avhasplande moto- rerna 14, 16 via en signal betecknad FBAS i ﬁg. 2. Denna dynamiskt styrda spänning eliminerar i hög grad slackning i repsystemet. 518 791 12 Styrenheten 30 är företrädesvis konfigurerad för att registrera det relativa av- ståndet för varje fordon från krockpunkten, såsom uppmätt, och styra hastig- heterna och sålunda positionerna för de första och andra objekten baserat på dessa relativa avstånd. I ett fall där t ex ett fordon ska krocka med det andra fordonet med dubbelt så hög hastighet som det första fordonet, är styrsystemet anpassat att först kontrollera och styra så att avståndet för det första fordonet från krockpunkten alltid är dubbelt så stor som avståndet mellan det andra for- donet och krockpunkten.The control unit 19 also sets the rope tensioning force on the unwinding motors 14, 16 via a signal designated FBAS i ﬁ g. 2. This dynamically controlled tension greatly eliminates slackening in the rope system. The control unit 30 is preferably configured to record the relative distance of each vehicle from the point of impact, as measured, and to control the velocities and thus the positions of the first and second objects based on these relative distances. In a case where, for example, a vehicle is to collide with the second vehicle at twice the speed of the first vehicle, the steering system is adapted to first check and steer so that the distance of the first vehicle from the point of impact is always twice as great as the distance between the the second vehicle and the point of impact.

Hastighetsreferensen från koordinationsstyrenheten 19 passerar ramp-genera- torn 21 och de första och andra summeringsenheterna 22, 23 som är förbundna med hastighetsstyrorganet 24. Den tredje summeringsenheten 26 adderar ut- signalen från hastighetsstyrorganet 24 och differentieringsorganet 25. För de avhasplande motorerna 14, 16 adderas dessutom FBAS-signalen i den tredje summeringsenheten 26. Utsignalen från differentieringsorganet är en feed-for- Ward-signal från rampgeneratorn. Rainpgeneratorns uppgift är att tillhanda- hålla mjuk drivning genom undvikande av kompensationer som är alltför snabba, dvs alltför stora kompensationer för avvikelser från den givna positions- hastighetsproﬁlen.The speed reference from the coordination control unit 19 passes the ramp generator 21 and the first and second summing units 22, 23 which are connected to the speed control means 24. The third summing unit 26 adds the output signal from the speed control means 24 and the differentiating means 25. For the unwinding motors 14, 16 in addition, the FBAS signal in the third summing unit 26. The output signal from the differentiator is a feed-for-ward signal from the ramp generator. The task of the rain generator is to provide smooth driving by avoiding compensations that are too fast, ie excessive compensations for deviations from the given position velocity profile.

Avvikelser från den beräknade positions-hastighetsproﬁlen resulterar i en korri- geringssignal Apos till positionsstyrorganet 20, vilket justerar hastigheterna för varje bana 5, 6 så att testobjektens l, 2 hastigheter och position synkroniseras.Deviations from the calculated position velocity profile result in a correction signal Apos to the position controller 20, which adjusts the velocities of each path 5, 6 so that the velocities and position of the test objects 1, 2 are synchronized.

I det normala fallet används den position som mäts medelst laseranordningen 17, 18 (inkluderande en Apos-kallcylator, såsom visas i tig. 2 för beräkning av positionsavvikelsen med hänsyn till börvärden) för att generera Apos-signalen, men i fallet med förlust av en lasersignal ersätts den laser-baserade signalen av det positionsvärde som härleds utifrån en axelkodare 28 (anordnad vid åtmin- stone en trummotoraxel vid varje bana 5, 6 och utgörande en del av den upp- ﬁnningsenliga anordningen). I ett sådant fall beräknas positionen av positions- kalkylatorn 29 och sänds som en insignal till koordineringsstyrenheten 19.In the normal case, the position measured by the laser device 17, 18 (including an Apos cold cooler, as shown in Fig. 2, for calculating the position deviation with respect to setpoints) is used to generate the Apos signal, but in the case of loss of a laser signal, the laser-based signal is replaced by the position value derived from a shaft encoder 28 (arranged at at least one drum motor shaft at each path 5, 6 and forming part of the inventive device). In such a case, the position is calculated by the position calculator 29 and sent as an input signal to the coordination controller 19.

Laseranordningen kan emellertid bytas ut mot andra medel, såsom t ex radar- anordningar. 518 791 13 Utsignalen från den tredje summeringsenheten 26 levereras till motorvrid- momentstyrorganet 27, vilket styr motorns 13-16 vridmoment baserat på denna signal.However, the laser device can be replaced by other means, such as radar devices. 518 791 13 The output signal from the third summing unit 26 is supplied to the motor torque control means 27, which controls the torque of the motor 13-16 based on this signal.

Det ska betonas att den ovan gjorda beskrivningen av ett föredraget utförings- exempel endast är presenterad som ett exempel, och att naturligtvis ett ﬂertal alternativa utföringsexernpel kommer att vara uppenbara för en fackman inom området utan att den därvid går utanför det skyddsomfäng som ges av de bifo- gade kraven med stöd av beskrivningen och ritningarna.It should be emphasized that the above description of a preferred embodiment is presented as an example only, and that of course a number of alternative embodiments will be apparent to one skilled in the art without departing from the scope of the appended claims. requirements based on the description and drawings.

Det ska i synnerhet betonas att styrsystemet enligt uppfinningen företrädesvis innefattar ett mjukvarumedel för beräkning av objektens 1, 2 position och has- tighet, och att, när mjukvarumedlet bringas att operera pä en dator eller pro- cessor, det bringar nämnda dator eller processor att utföra följ ande steg: - kalkylering av börvärden för de första och andra objektens 1, 2 position och hastighet baserat på givna testparametrar, - beräkning av en hastighets- och positionsproñl för de första och andra objek- ten l, 2 och - kalkylering av en justering av hastighet och position beroende av frihjulning som följer på frigöring av en draganordning från ett eller flera av de första och andra objekten.It should be emphasized in particular that the control system according to the invention preferably comprises a software means for calculating the position and speed of the objects 1, 2, and that, when the software means is caused to operate on a computer or processor, it causes said computer or processor to perform following steps: - calculation of setpoints for the position and speed of the first and second objects 1, 2 based on given test parameters, - calculation of a velocity and position profile for the first and second objects 1, 2 and - calculation of an adjustment of speed and position depending on the freewheel following the release of a traction device from one or more of the first and second objects.

Som tillägg till det som sagts ovan ska det även nämnas att uppfinningen bidrar till en mjuk drivning och en kontrollerad acceleration för att därigenom undvika störning av sofistikerade och känsliga sensorer som eventuellt är fästade vid krocktestdockor placerade i fordonen under testet.In addition to what has been said above, it should also be mentioned that the invention contributes to a smooth drive and a controlled acceleration in order to thereby avoid interference from sophisticated and sensitive sensors which may be attached to crash test dummies placed in the vehicles during the test.

Claims

518 791 14 PATENT REQUIREMENTS:

Collision test device for performing a collision between a first and a second object (1,2) comprising a traction rope (3), by means of which the first object (1) is pulled and accelerated towards the second object (2), characterized in that it comprises a first driven reeling spline (9), on which the pulling rope (3) is spun during the pulling of the first object (1), and a second, separate spinning rod (10), from which the rope (3) is spun off during said pulling.

Collision test device according to claim 1, characterized in that it comprises a first motor (13) for driving the first drum (9), and a second motor (14) for driving the second drum (10).

Collision test device according to Claim 1 or 2, characterized in that it comprises means for maintaining a predetermined tension on the traction rope (3) between the first and second drums (9, 10).

Collision test device according to claims 2 and 3, characterized in that said means comprise the first and second motors (13, 14).

Collision test device according to claim 4, characterized in that said means for maintaining a predetermined tension on the traction rope (3) comprises a means for controlling the torque on the second motor (14) based on the torque on the drum (10) caused of the tow rope (3) when it is later unwound from the other drum (10).

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (17, 28, 29) for determining the position and speed of the towed object (1) continuously or repeatedly during the pulling of the first object (1) towards the second. the object (2). 518 791 15

Collision test device according to claim 6, characterized in that the means (17, 28, 29) for determining the position and speed of the towed object (1) comprises a laser device (17), by means of which the towed object (1) position continuously or repeatedly is determined during the draw.

Collision test device according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises a control unit (19), which has means for comparing position and speed values obtained by the means (17) for determining position and speed with desired setpoints for position and speed of the first object (1), and for controlling the torque of the first motor (9) and thus the speed of the towed object (1) based on said comparison.

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a second traction rope (4), by means of which the second object (2) is pulled and accelerated towards the first object (1), a third driven reeling drum (1 1). ), on which the second pulling rope (4) is reeled during the pulling of the second object (2), and a fourth, separate drum (12), from which the second pulling rope (4) is reeled off during said pulling.

Collision test device according to claim 9, characterized in that it comprises a third motor (15) for driving the third drum (1 1) and a fourth motor (16) for driving the fourth drum (12).

Collision test device according to claim 10, characterized in that it comprises means for maintaining a predetermined tension on the traction rope between the third and fourth drums (11, 12).

Collision test device according to claim 1 1, characterized in that said means comprise the third and fourth motors (15, 16).

Collision test device according to claim 11 or 12, characterized in that said means for maintaining a predetermined tension on the second traction rope (4) comprises a means for controlling the torque of the fourth motor (16) based on the torque on the fourth drum (12) caused by the pull rope (4) as the latter is reeled off from the fourth drum (12).

Collision test device according to one of Claims 9 to 13, characterized in: in that it comprises means (18, 28, 29) for determining the position and speed of the second object (2) continuously or repeatedly during the pulling of the second object (2) towards the first object (1).

Collision test device according to claim 14, characterized in that the means (18, 28, 29) for determining the position and speed of the second object (2) comprises a laser device (18) by means of which the position of the second object (2) is continuous or recurrent. determined during the draw.

Collision test device according to Claim 14 or 15, characterized in: in that it comprises a control unit (30), which has means for comparing position and speed values obtained by the means (18, 28, 29) for determining the position and speed of the second object with desired setpoints for position and speed of the second object. , and for controlling the torque of the third motor (16) and thus the speed of the second object (2) based on said comparison.

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a control unit (30), which has means for controlling and synchronizing the positions and speeds of the first and second objects based on a continuous or recurring determination of the first and the individual positions and velocities of the other objects (1,2) during their drawing, and a comparison of these positions and velocities.

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that the first object (1) is a vehicle, preferably a car. 518 791 17

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that the second object (2) is a vehicle, preferably a car.

Collision test device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one path (5), along which the first object (1) is pulled towards the second object (2) and that the angle at which the path (5) is directed towards the second object (2) or a path (6) on which the second object (2) is drawn is adjustable.

Collision test device according to one of Claims 1 to 20, characterized in that it comprises a control system which comprises: - means (17, 28, 29) for determining the position and speed of the first object (1) continuously or repeatedly during the drawing of the first the object (1) against the second object (2), - means (18,28,29) for determining the position and velocity of the second object (2) continuously or repeatedly during the pulling of the second object (2) towards the first object ( 1), and - a control unit (30), which has means for controlling and synchronizing the positions and speeds of the first and second objects (1,2) based on the positions and speeds determined for each object.

Use of a collision test device according to any one of claims 1-21 for testing the collision characteristics of vehicles (1,2).

Use of a collision test device according to any one of claims 1-2 1, wherein at least one of the first objects (1,2) is a car.